果胶酶的应用
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如何通过实验获知最适温度？
提示：必修1中已研究过温度对唾液淀粉酶活 性的影响，掌握了在一恒定的PH下通过设置 温度梯度来确定酶催化反应的最适温度的方法。
你将如何设置温度梯度呢？你能设计出具体 的实验操作步骤吗？
2、实验操作流程（步骤）
① 搅拌器搅拌制水果泥 果胶酶水溶液（2%）
②
等量分装（5mL)
研究的自变量是___pH__，只须将
温度梯度改成_p_H_梯__度_，并选定一个适宜 的温度进行水浴加热，其他条件__不__变。 如何设置不同的PH梯度？
反应液中的pH可以通过用体积分数为 0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。
(三)探究果胶酶的用量 实验原理
在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积 增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量， 果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量
课堂演练：
1.关于果胶酶的说法正确的是( C )
A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素 B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分 子化合物 C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类 酶的总称 D.果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA
2.下列叙述中对果胶酶的作用叙述错误的
是( D )
A.果胶酶是一种催化剂，可改变反应速度 B.果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及 胞间层 C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清 D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
怎样确定果胶酶的最适用量?
如果随着酶用量的增加，过滤得到果汁的体积 也增加，说明酶的用量不足；当酶用量增加到某个 值后，再增加酶的用量，过滤得到果汁的体积不再 改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是 酶的最适用量。
2、实验操作 （1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥
①配制不同浓度的果胶酶溶液 准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、 5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等 体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号 1～9。
自变量为温度。 因变量为果汁的体积和澄清度。 无关变量（控制不变的因素）有：水果泥的用量、 果胶酶的用量和浓度、水浴的时间、反应的时间、 混合物的PH和过滤的时间等。 只有保证一个自变量，实验结果才能说明问题
讨论：在探究温度的影响时，是否 需要设置对照？如果需要，又应该如 何设置？为什么？
需要设置对照实验，不同的温度梯度 之间就可以作为对照，这种对照称为相互 对照。
科学探究的一般过程
提出问题： 温度对果胶酶的活性有影响吗？ 预期假设： 在最适温度时果胶酶活性最大、低于
或高于最适温度时果胶酶活性下降。
设计实验方案： 动手实验： 记录实验数据： 得出结论：
实验设计的基本原则：
1.等量对照原则 2.单一变量原则
（一）探究温度对果胶酶活性的影响
1、实验原理 果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时， 活性最高。高于或低于此值时活性均下降。果 肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大 小成正比
在不同的温度下，滤出水果汁的体积越大，果汁 的澄清度越高。果胶酶的活性就越大。
（二）探究pH对果胶酶活性的影响
1、实验原理 果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶 的活性最高，高于或低于此值活性均下降。 果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活 性大小成正比
2、实验操作步骤
① 搅拌器搅拌制成苹果泥 ② 均分装入
②制备水果泥 搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9 支试管中，并编号1～9。
（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。
（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管 的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。 （4）恒温水浴约20分钟
（5）过滤后测量果汁的体积并填写表格
酶浓 1 2 3 4 5 6 7 8 9 度 mg 果汁 量/ml
等量分装（2mL)
10支试管
10支试管
③
将装有水果泥和果胶酶的试管各一支分别放入25℃、
30 ℃ 、35 ℃ 、40 ℃ 、45 ℃ 、50 ℃ 、55 ℃ 、60 ℃ 、
65 ℃ 和70 ℃ 的恒温水箱中保温10分钟。
④ 将相同温度的果胶酶和水果泥充分混合，搅
拌相同时间，再恒温10分钟。
⑤ 过滤混合物，用量筒测量各组果汁的量，填入 表格进行比较。
为什么在将水果泥和果胶酶 混合之前，要将水果泥和果胶酶 分装在不同的试管中恒温处理？
可以保证水果泥和 果胶酶在混合时的温度 是相同的，避免了水果 泥和果胶酶混合时影响 混合物的温度，从而影 响果胶酶的活性。
想一想，为什么能够通过测定滤出的 水果汁的体积（或澄清度）大小来判断果 胶酶活性的高低？
果胶酶将不溶于水的果胶分解成可溶于水的小分子 物质——半乳糖醛酸，半乳糖醛酸可以通过滤纸，并 溶于水中，因此水果汁的体积（或澄清度）大小可在 一定程度上反应果胶酶催化分解果胶的能力。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果 汁量，结果如下表：
温度 10 ℃ 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃ 80 ℃
出汁量/ml 8
13 15 25 15 12 11 10
根据上述实验，请分析回答下列问题：
（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中
__果__胶____的水解。 （2）实验结果表明，当温度为___4_0_℃___时果汁量最多，此时果
B.调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态
C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同。
D.在相同适宜的温度条件下进行实验。
5.工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁
以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影 响．某学生设计了如下实验：
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水 浴中恒温处理10分钟（如图A） ②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在 10℃水浴中恒温处理10分钟（如图B）。 ③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量 果汁量（如图C）。
二、酶的活性与影响酶活性的因素
1.酶的活性——指酶催化一定化学反应的 能力。
酶活性的高低可用在一定的条件下，酶所 催化的某一化学反应的反应速度来表示。
酶反应速度用单位时间内、单位体积中反 应物的减少量或产物的增加量来表示。
2.影响酶活性的主要因素：
①温度
② pH值：
三、实验设计
（一）探究温度对果胶酶活性的影响
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 胶酶的用量可采用质量浓度为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%的氢氧化钠或盐酸溶 液进行调节。
3.某兴趣小组准备探究“pH对果胶酶活性
的影响”，下列说法不正确的是D（ ）
A.该实验的原理是pH影响酶的活性。 B.自变量是pH值。 C.温度、酶用量、反应时间等可看作无关变量。 D.反应过程中只要保持温度相同即可。
4.下列关于探究果胶酶最适用量实验的叙
述，错误的是（C ）
A.配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量 的该溶液。
⑥ 设计记录数据的表格
温度 30 35 40 45 50 55 60 65 70 oC 果汁 量 /ml
⑦ 结果分析与评价：
A、根据表中数据画曲线图；P45 B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？如果你绘
制的曲线图中无法判断出最适温度，你将如何改进实 验方法？
该实验中，哪个因素作为自变量？ 哪个因素为因变量？应控制哪些因素 不变？为什么要作这样的处理？
胶 酶 的 活 性 ____最__高__ 。 当 温 度 再 升 高 时 ， 果 汁 量 降 低 ， 说 明 ， _温_度__升___高_，酶的活性降低。
（3）实验步骤①的目的是：使_得__酶_与__果__泥。处于同一温度条件下。
（6）结果分析与评价
在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使 用多少果胶酶最合适？
一般为50mg/l左右，因为用此浓度处理果 汁2～4小时后果汁率增加10％后不再增加。
在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：
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。
探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和
pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研
究的自变量是 果胶酶的用量，其他因素都
应
保持。不变
如何设置果胶酶的用量？
想一想: 怎样确定果胶酶的最适用量?
实验提示：可以配制不同浓度的果胶酶溶 液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液， 然后使用不同的体积即可。
需要注意的是，反应液的pH必须相同， 否则将影响实验结果的准确性。
加 果
2.果胶酶为什么能够
胶 提高水果的出汁率
酶
并使果汁变得澄清？
（二）、果胶酶
是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚 半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
果胶 果胶半酶乳糖醛酸
(不溶于水）
（可溶于水）
温故而知新
1.酶的本质是什么？ 2.与无机催化剂相比较酶具有哪些独 特的优点？ 3.什么是酶的活性？如何表示？ 4.影响酶活性的因素主要有哪些？
5支试管ห้องสมุดไป่ตู้
果胶酶水溶液
等量
5支试管
③ 将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在同一恒温水箱
中恒温加热
④ 将5组试管的苹果泥和果胶酶的PH分别调到5.0、
6.0、7.0、8.0、9.0，再把pH相等的果胶酶溶液 和苹果泥相混合，保持恒温一段时间
⑤ 过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定
最适pH并画曲线图
⑥ 结果分析与评价
＋
果汁生产中的两大问题：
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。
一、基础知识
（一）果胶
※是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分 之一；
※是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子 化合物，不溶于水；
※是果汁加工中影响出汁率和果汁澄清 度的主要原因。
想一想
1.果胶酶有什么作 用？
提示：必修1中已研究过温度对唾液淀粉酶活 性的影响，掌握了在一恒定的PH下通过设置 温度梯度来确定酶催化反应的最适温度的方法。
你将如何设置温度梯度呢？你能设计出具体 的实验操作步骤吗？
2、实验操作流程（步骤）
① 搅拌器搅拌制水果泥 果胶酶水溶液（2%）
②
等量分装（5mL)
研究的自变量是___pH__，只须将
温度梯度改成_p_H_梯__度_，并选定一个适宜 的温度进行水浴加热，其他条件__不__变。 如何设置不同的PH梯度？
反应液中的pH可以通过用体积分数为 0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。
(三)探究果胶酶的用量 实验原理
在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积 增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量， 果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量
课堂演练：
1.关于果胶酶的说法正确的是( C )
A.果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素 B.果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分 子化合物 C.果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类 酶的总称 D.果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA
2.下列叙述中对果胶酶的作用叙述错误的
是( D )
A.果胶酶是一种催化剂，可改变反应速度 B.果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及 胞间层 C.在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清 D.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸
怎样确定果胶酶的最适用量?
如果随着酶用量的增加，过滤得到果汁的体积 也增加，说明酶的用量不足；当酶用量增加到某个 值后，再增加酶的用量，过滤得到果汁的体积不再 改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是 酶的最适用量。
2、实验操作 （1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥
①配制不同浓度的果胶酶溶液 准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、 5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等 体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号 1～9。
自变量为温度。 因变量为果汁的体积和澄清度。 无关变量（控制不变的因素）有：水果泥的用量、 果胶酶的用量和浓度、水浴的时间、反应的时间、 混合物的PH和过滤的时间等。 只有保证一个自变量，实验结果才能说明问题
讨论：在探究温度的影响时，是否 需要设置对照？如果需要，又应该如 何设置？为什么？
需要设置对照实验，不同的温度梯度 之间就可以作为对照，这种对照称为相互 对照。
科学探究的一般过程
提出问题： 温度对果胶酶的活性有影响吗？ 预期假设： 在最适温度时果胶酶活性最大、低于
或高于最适温度时果胶酶活性下降。
设计实验方案： 动手实验： 记录实验数据： 得出结论：
实验设计的基本原则：
1.等量对照原则 2.单一变量原则
（一）探究温度对果胶酶活性的影响
1、实验原理 果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时， 活性最高。高于或低于此值时活性均下降。果 肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大 小成正比
在不同的温度下，滤出水果汁的体积越大，果汁 的澄清度越高。果胶酶的活性就越大。
（二）探究pH对果胶酶活性的影响
1、实验原理 果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶 的活性最高，高于或低于此值活性均下降。 果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活 性大小成正比
2、实验操作步骤
① 搅拌器搅拌制成苹果泥 ② 均分装入
②制备水果泥 搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9 支试管中，并编号1～9。
（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。
（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管 的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。 （4）恒温水浴约20分钟
（5）过滤后测量果汁的体积并填写表格
酶浓 1 2 3 4 5 6 7 8 9 度 mg 果汁 量/ml
等量分装（2mL)
10支试管
10支试管
③
将装有水果泥和果胶酶的试管各一支分别放入25℃、
30 ℃ 、35 ℃ 、40 ℃ 、45 ℃ 、50 ℃ 、55 ℃ 、60 ℃ 、
65 ℃ 和70 ℃ 的恒温水箱中保温10分钟。
④ 将相同温度的果胶酶和水果泥充分混合，搅
拌相同时间，再恒温10分钟。
⑤ 过滤混合物，用量筒测量各组果汁的量，填入 表格进行比较。
为什么在将水果泥和果胶酶 混合之前，要将水果泥和果胶酶 分装在不同的试管中恒温处理？
可以保证水果泥和 果胶酶在混合时的温度 是相同的，避免了水果 泥和果胶酶混合时影响 混合物的温度，从而影 响果胶酶的活性。
想一想，为什么能够通过测定滤出的 水果汁的体积（或澄清度）大小来判断果 胶酶活性的高低？
果胶酶将不溶于水的果胶分解成可溶于水的小分子 物质——半乳糖醛酸，半乳糖醛酸可以通过滤纸，并 溶于水中，因此水果汁的体积（或澄清度）大小可在 一定程度上反应果胶酶催化分解果胶的能力。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果 汁量，结果如下表：
温度 10 ℃ 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃ 80 ℃
出汁量/ml 8
13 15 25 15 12 11 10
根据上述实验，请分析回答下列问题：
（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中
__果__胶____的水解。 （2）实验结果表明，当温度为___4_0_℃___时果汁量最多，此时果
B.调节pH，使各组中的pH相同而且处于适宜状态
C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥，搅拌时间可以不同。
D.在相同适宜的温度条件下进行实验。
5.工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁
以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影 响．某学生设计了如下实验：
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水 浴中恒温处理10分钟（如图A） ②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在 10℃水浴中恒温处理10分钟（如图B）。 ③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量 果汁量（如图C）。
二、酶的活性与影响酶活性的因素
1.酶的活性——指酶催化一定化学反应的 能力。
酶活性的高低可用在一定的条件下，酶所 催化的某一化学反应的反应速度来表示。
酶反应速度用单位时间内、单位体积中反 应物的减少量或产物的增加量来表示。
2.影响酶活性的主要因素：
①温度
② pH值：
三、实验设计
（一）探究温度对果胶酶活性的影响
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 胶酶的用量可采用质量浓度为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%的氢氧化钠或盐酸溶 液进行调节。
3.某兴趣小组准备探究“pH对果胶酶活性
的影响”，下列说法不正确的是D（ ）
A.该实验的原理是pH影响酶的活性。 B.自变量是pH值。 C.温度、酶用量、反应时间等可看作无关变量。 D.反应过程中只要保持温度相同即可。
4.下列关于探究果胶酶最适用量实验的叙
述，错误的是（C ）
A.配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量 的该溶液。
⑥ 设计记录数据的表格
温度 30 35 40 45 50 55 60 65 70 oC 果汁 量 /ml
⑦ 结果分析与评价：
A、根据表中数据画曲线图；P45 B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？如果你绘
制的曲线图中无法判断出最适温度，你将如何改进实 验方法？
该实验中，哪个因素作为自变量？ 哪个因素为因变量？应控制哪些因素 不变？为什么要作这样的处理？
胶 酶 的 活 性 ____最__高__ 。 当 温 度 再 升 高 时 ， 果 汁 量 降 低 ， 说 明 ， _温_度__升___高_，酶的活性降低。
（3）实验步骤①的目的是：使_得__酶_与__果__泥。处于同一温度条件下。
（6）结果分析与评价
在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使 用多少果胶酶最合适？
一般为50mg/l左右，因为用此浓度处理果 汁2～4小时后果汁率增加10％后不再增加。
在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：
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。
探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和
pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研
究的自变量是 果胶酶的用量，其他因素都
应
保持。不变
如何设置果胶酶的用量？
想一想: 怎样确定果胶酶的最适用量?
实验提示：可以配制不同浓度的果胶酶溶 液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液， 然后使用不同的体积即可。
需要注意的是，反应液的pH必须相同， 否则将影响实验结果的准确性。
加 果
2.果胶酶为什么能够
胶 提高水果的出汁率
酶
并使果汁变得澄清？
（二）、果胶酶
是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚 半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
果胶 果胶半酶乳糖醛酸
(不溶于水）
（可溶于水）
温故而知新
1.酶的本质是什么？ 2.与无机催化剂相比较酶具有哪些独 特的优点？ 3.什么是酶的活性？如何表示？ 4.影响酶活性的因素主要有哪些？
5支试管ห้องสมุดไป่ตู้
果胶酶水溶液
等量
5支试管
③ 将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在同一恒温水箱
中恒温加热
④ 将5组试管的苹果泥和果胶酶的PH分别调到5.0、
6.0、7.0、8.0、9.0，再把pH相等的果胶酶溶液 和苹果泥相混合，保持恒温一段时间
⑤ 过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定
最适pH并画曲线图
⑥ 结果分析与评价
＋
果汁生产中的两大问题：
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。
一、基础知识
（一）果胶
※是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分 之一；
※是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子 化合物，不溶于水；
※是果汁加工中影响出汁率和果汁澄清 度的主要原因。
想一想
1.果胶酶有什么作 用？