高中生物第3章酶的制备及应用第2节酶在食品加工中的应用教案中图版

第二节酶在食品加工中的应用

一、果胶酶及作用

1．未成熟果实较硬的原因

未成熟果实含果胶质较多，果肉结合紧密。

2．果胶酶的分布和获取

(1)果胶酶广泛存在于植物果实和微生物中。

(2)工业上采用曲霉、青霉等微生物发酵来生产果胶酶。

3．果胶酶的作用

果胶酶可以把果胶分解成小分子有机酸，使不溶性的果胶溶解。

二、不同浓度果胶酶对澄清苹果汁出汁率的影响

本实验的实验程序是制备苹果汁、配制不同浓度的酶液、降解苹果汁、沉淀、记录结果。

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中

一、果胶和果胶酶的组成及作用比较

1．实验原理

果胶酶活力受温度影响。处于最适温度时，酶活力最高。在一定范围内，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活力大小成正比。

2．操作步骤

(1)在混合苹果泥和果胶酶之前进行恒温处理的目的是：保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免混合后的温度变化，确保实验结果的准确性。

(2)通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分解为小分子物质，可通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶能力的大小。

(3)本实验的探究对象是酶的活性，温度作为自变量，属于探究性的定量实验。自变量温度可设置梯度来确定最适值。温度梯度越小，实验结果越精确。

①本实验仍是对照实验(相互对照)，每支试管中苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相等。

②严格控制各实验组的pH、操作的程序等。

③在实验过程中被操纵的特定因素或条件称为变量。

三、探究pH对果胶酶活力的影响

1．实验原理

果胶酶的活力受pH影响，其催化作用都有最适pH，在低于或高于此值时，酶活力都会减弱，过酸或过碱则导致酶变性失活。

2．实验步骤

制备苹果泥分装,调pH―→加果胶酶―→反应一段时间―→过滤果汁―→观察、记录、比较果汁量

3．注意事项

(1)本实验是对照实验，其变量是pH。每支试管中加入的苹果泥和果胶酶的量应相等，温度也应相同(可取上一实验测出的最适温度)。

(2)pH梯度调节时可用体积分数均为0.1%的NaOH溶液或HCl溶液。

(3)为了使果胶酶充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。

(4)可通过比较果汁体积大小来判断酶活性的高低，也可以观察果汁的澄清度来判断果胶酶活性的强弱。

有一瓶酶试剂，由于标签遗失，不能确定其具体成分。为确定其成分，做了如下6组实验：

(2)对照试管2、3可以说明果胶酶的活力受______影响。

(3)试管2、5说明果胶酶具有________，若要证明其活力随温度变化而变化，应选________号试管继续实验。

(4)果汁生产中，要解决的两个主要问题是：

①______________________________________________________________；

②______________________________________________________________。

【审题导析】(1)要明确果胶酶的作用和特性。

(2)正确分析实验。

【精讲精析】室温下，2 mL该试剂能使果汁变澄清，说明该试剂中有果胶酶；在正常情况下2 mL该试剂未能使滤纸条分解，说明该试剂中没有纤维素酶。果胶酶能催化果胶水解，而不能催化纤维素水解，说明酶具有专一性。煮沸冷却后的试剂不能使果汁变澄清，因为高温使酶失去活性。果汁生产中，要解决的两个主要问题，一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。在生产上人们常使用果胶酶和纤维素酶来解决上述问题。

【答案】(1)果胶纤维素(2)温度

(3)专一性2和3

(4)①果肉的出汁率低，耗时长

②榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀

影响果胶酶活力的因素

(1)温度和pH。

(2)进行实验设计时注意对照实验的设计。

(3)设计酶活力随温度(或pH)变化时应设计一系列梯度变化。

1．果胶酶常在0～4 ℃下保存，其原因是( )

A．此温度条件下，酶的活性最高

B．此温度条件下，酶变性失活

C．低温可降低酶的活性，但酶不变性失活

D．自然条件下，果胶酶常在0～4 ℃下发生催化作用

【解析】酶的活性受温度的影响。酶都有一个最适温度，但果胶酶的最适温度是45～50 ℃，而不是0～4 ℃。保存果胶酶时，降低温度，使其活性降低，但酶并不失活，当温度恢复到适宜时，酶的活性也处于最高。

【答案】 C

某同学为探究pH对果汁澄清度的影响，进行实验如下：

(1)操作步骤：

①用榨汁机获得苹果汁匀浆，加热钝化酶活性后冷却至50 ℃左右

②在1～6号试管中分别加入制备的苹果汁2 mL；

③加完苹果汁后，向各试管中加入相应的缓冲液3 mL，使各试管中反应液的pH依次稳定在3、4、5、6、7、8，分别向1～6号试管中加入果胶酶1 mL，然后进行45 ℃恒温水浴；

④5 min后过滤并用量筒测量苹果汁，记录结果。

(2)结果见下表：

(1)实验过程选择45 ℃恒温是因为只有在恒温条件下，才能排除________对结果的干扰，而45 ℃是果胶酶起催化作用的________。

(2)如果反应速度过快，应当对果胶酶做怎样的调整？

__________。

(3)该实验得出的结论是：果胶酶发挥催化作用的最适pH是______，高于或低于此pH，酶的活力______。

(4)在本实验中该同学是否已设计对照实验？哪个因素为自变量？

______________________________________________________________。

(5)为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活力的高低？

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________。

【审题导析】