4.酶的研究和应用

专题4 酶的研究与应用 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用

【温馨提示】果汁的营养和水果有相当大的差距，千万不要把两者混为一谈，果汁不能完全代替水果。首先，果汁里基本不含水果中的纤维素；第二，捣碎和压榨的过程使水果中的某些易氧化的维生素被破坏掉了；第三，水果中某种营养成分（例如纤维素）的缺失会对整体营养作用产生不利的影响；第四，在果汁生产的过程中有一些添加物是必然要影响到果汁的营养质量的，像甜味剂、防腐剂、使果汁清亮的凝固剂、防止果汁变色的添加剂等；第五，加热的灭菌方法也会使水果的营养成分受损。因此，对于能够食用新鲜水果的人来说，整个的水果永远是营养学上最好的选择。

一、基础知识

（一）果胶酶的作用

1．制作果汁主要解决的两个问题：一是果肉出汁率低、耗时长；二是果汁混浊黏度高、易沉淀。原因是果肉中含有果胶成分，它是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一。

2．果胶酶分解果胶的作用是：①瓦解植物的细胞壁以及胞间层，使榨取果汁更容易，②把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清，因此可以解决果汁加工中出现的问题。 3．果胶酶是一类酶的总称，包括：多聚半乳糖醛酸酶、果糖分解酶和果胶酯酶。 （二）酶的活性与影响酶活性的因素

1．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶的活性高低可用一定条件下的酶促反应速度（即单位时间、单位体积内反应物消耗量或产物生成量）来表示。 2．影响酶活性的因素有温度、PH、激活剂和抑制剂等。 （三）果胶酶的用量

1．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能生产果胶酶，食品工业生产中最常用的果胶酶是通过霉菌发酵产生。

2．果汁生产中，我们需要在探究果胶酶催化的最适温度、最适PH的基础上，进一步探究一定量的苹果泥，需要使用的果胶酶的最适用量。 二、实验设计

资料一：探究温度和PH对酶的活性的影响

1．实验目的：定量测定果胶酶的最适温度或最适pH。

2．实验原理：果胶酶能分解果胶，增大果汁的产量，提高果汁的澄清度。 3．变量设计与控制：

实验自变量是温度（或pH），控制自变量的方法是利用恒温水浴锅（或滴加酸碱等）。 你确定的温度梯度（或pH梯度）为10℃或5℃（或0.5、1.0）。

实验的因变量是酶的活性，检测因变量的方法是测定果汁的产出量或澄清度。

【思考1】果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？ 答：保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。 【思考2】该实验中是否设置了对照？为什么？

答：已经设置了对照。不同的温度（pH）设置之间可以相互对照。 4．根据以上分析，设计出你的实验步骤。

（1）搅拌器搅拌制苹果泥；

（2）将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴中保温（探究最适温度时，准备一组烧杯，分别盛有不同温度的水；探究最适pH时，准备一组试管，将每个试管中的反应混合物调节至不同的pH）；

（3）加入果胶酶反应一段时间； （4）过滤果汁。

【思考3】探究果胶酶的最适用量实验中应该控制怎样的温度和pH条件？

答：根据“探究温度和pH对酶活性的影响”实验结果确定该实验的最适温度和最适pH。 【思考4】此实验的自变量是果胶酶的用量，那么怎样控制该自变量？

答：配制不同浓度的果胶酶（或添加不同体积的一种浓度的果胶酶溶液）。 1．实验因变量是果汁体积或澄清度。其他所有条件控制相同（相同，不同）。 2．实验步骤（略）

（一）操作提示

1．与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10 ℃作为温度梯度，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以尝试以5 ℃作为温度梯度。

2．苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100～200 mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。

3．果泥的用量可以采用5 mL左右，果胶酶可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。 4．水浴时间可以为20～30 min。 5．过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。

6．探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的NaOH或溶液HCl进行调节。 【思考5】为了使果胶酶能充分地催化反应，如何操作? 答：用玻璃棒不时搅拌。

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（二）实验安排

四、巩固练习

1．同一个体内的各类活细胞所含的酶：

A．种类有差异，数量相同 B．种类有差异，数量不同 C．种类无差异，数量相同 D．种类无差异，数量不同

2．果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明：

A．酶具有专一性 B．酶的成分是蛋白质 C．酶的活性受环境影响 D．该沉淀的是氨基酸 3．下列说法不正确的是：

A．酸碱度和温度是通过影响酶来影响果汁产量的 B．酶的数量越多，果汁产量越多

C．酶的催化反应时间能够 …… 此处隐藏：13165字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……