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1、專題 4 酶的研究與應(yīng)用 課題 1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 一、基礎(chǔ)知識 (一)酶的基礎(chǔ)知識 1、酶的概念: 酶是 活細(xì)胞 所產(chǎn)生的具有 生物催化 作用的一類特殊的有機(jī)物 ; 2、酶的本質(zhì): 蛋白質(zhì)(大多數(shù))或 RNA; 3、酶的功能: 加快化學(xué)反應(yīng)的速率 原因: 酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,從而使反應(yīng)能夠迅速的進(jìn)行 4、酶的特點(diǎn) : 高效性、專一性、作用條件較溫和 植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一,它 是由 半乳糖醛酸 聚合而成的一種 高分子化合物 ,不 溶于水。 1、 果膠 果膠是果汁加工中影響 出汁率 和 果汁澄清 度 的主要原因。 果膠酶能夠分解 果膠 ,瓦解植物細(xì)胞的 細(xì)胞壁
2、及 胞間 層 ,使榨取果汁更容易,而果膠分解成可溶性的 半乳 糖醛酸 ,也使得渾濁的果汁變得澄清。 果膠酶 果膠酶并不特指某一種酶,而是分解果膠的一類 酶的總稱,包括 多聚 半乳糖醛酸酶 、 果膠分解酶 和 果膠酯酶 等。 能產(chǎn)生果膠酶的生物: 植物、霉菌、酵 母菌和細(xì)菌 指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶活性的高低 可以用在一定條件下,酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的 反應(yīng)速度來表示。酶反應(yīng)速度用 單位時(shí)間 內(nèi) 單位體 積 中 反應(yīng)物的減少量 或 生成物的增加量 來表示。 (1)酶的活性 2、 酶的活性與影響酶活性的因素 (2)影響酶活性的因素 a.溫度 b.pH c.酶的抑制劑 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (一)探
3、究 溫度 對果膠酶活性的影響 1、實(shí)驗(yàn)原理 :果膠酶的活性受溫度影響。處于 最適溫度時(shí),活性最高。果肉的出汁率、果汁 的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。 思考:該實(shí)驗(yàn)中,哪個(gè)因素作為自 變量?哪個(gè)因素為因變量? 因變量: 果汁的體積或果汁澄清度。 自變量: 溫度 攪拌器攪拌制成蘋 果泥等量裝入 10支 試管 果膠酶水溶液等量 10支試管 待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后,將果膠酶加入 相同溫度的蘋果泥內(nèi) 恒溫保持 10分鐘 過濾果汁,用量筒測量果汁的量,填入表格 實(shí)驗(yàn) 溫度 30 35 40 45 50 55 60 65 70 果汁 量 將裝有 水果泥 和 果膠酶 的試管各一支分別放入 25 、 30 、
4、35 、 40 、 45 、 50 、 55 、 60 、 65 和 70 的恒溫水箱中保溫 10分鐘。 可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的 避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度, 避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前,要 將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒 溫處理? 攪拌器拌制成蘋果 泥均分裝入 果膠酶水 溶液等量 支試管 支試管 各取一支分組分別放入 37度的恒溫水箱中恒 溫加熱 待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后,將果膠 酶加入相同溫度的蘋果泥中調(diào)節(jié)為 恒溫保持 過濾果汁,用量筒測量果汁的量,填入表格 ( 二 ) 探 究PH 對 果 膠 酶 活 性 的 影 響 說明 :等量的控制(
5、果泥、果膠酶的量) 等時(shí)間的控制(反應(yīng)時(shí)間、過濾時(shí)間) 其他處理 (不同反應(yīng)物的預(yù)熱 水浴、反應(yīng)物的混合攪拌 等) 探究 PH對酶活性的影響 將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的 水混合裝入一個(gè)容器內(nèi),調(diào)整 PH至 2.0,保存于 37度的 水浴鍋內(nèi)。過一段時(shí)間后,容器內(nèi)剩余的物質(zhì)為 : A.淀粉、胃蛋白酶、多肽和水 B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水 C.唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水 D.唾液淀粉酶、麥芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水 A (三)探究果膠酶的用量 1、實(shí)驗(yàn)原理: 在一定的條件下,隨著酶濃度 的增加,果汁的體積增加;當(dāng)酶濃度達(dá)到某一 數(shù)值后,再增加酶的用量,果汁的體積不再改
6、 變,此值即是酶的最適用量。 自變量: 果膠酶的量 因變量: 果汁的體積 思考:該實(shí)驗(yàn)中,如何設(shè)置酶用量 的梯度? 不同濃度的果膠酶溶液 同一濃度不同體積的果膠酶溶液 2、實(shí)驗(yàn)操作: ( 1)配制不同濃度的果膠酶溶液 準(zhǔn)確稱取純的果膠酶 1mg、 2mg、 3mg、 4mg 、 5mg、 6mg、 7mg、 8mg、 9mg,配制成相等體積的水溶液, 取等量放入 9支試管中,并編號 1 9。 ( 2)制備水果泥 ( 3)將上述試管 放入恒溫水浴加熱 一段時(shí)間。 ( 4)將不同濃度的果膠酶分別與各試管的蘋果 泥混合,然后再放入恒溫水箱中。 ( 5) 恒溫水浴 約 20分鐘 ( 6)過濾后 測量果
7、汁的體積 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度和 pH對果 膠酶活性影響的曲線圖; 5、結(jié)果分析與評價(jià) 不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖(在濃 度和體積相同的條件下); 酶的用量 0 體積 ( mL) 1下列可表示酶反應(yīng)速度的是 : A單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的減少量 B單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量 C單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的增加量 D單位時(shí)間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物的減少量 2果子酒放久了易產(chǎn)生沉淀,只要加入少量蛋白酶就可使沉 淀消失,而加入其他酶則無濟(jì)于事,這說明 A酶具有專一性 B酶的成分是蛋白質(zhì) C酶的活性受環(huán)境影響 D該沉淀的是氨基酸 3下列不能影響酶活性的是 A溫度 B pH C酶的抑制劑 D酶的數(shù)量 D A D 4同一個(gè)體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含的酶 A種類有差異,數(shù)量相同 B種類有差異,數(shù)量不同 C種類無差異,數(shù)量相同 D種類無差異,數(shù)量不同 5.下圖縱軸為酶反應(yīng)速度,橫軸為底物濃度,其中能正確表 示酶量增加 1倍時(shí),底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的是 B B 6下列關(guān)于酶的活性敘述不正確的是 : A酶的數(shù)量越多,酶的活性越高 B酶的活性可以用在一定條件下,酶所催化的某一化 學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示 C是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力 D在適宜的條件下,酶的活性最高 A