1、第第 5 课时课时 果胶酶的制作方法及作用果胶酶的制作方法及作用 学习导航 1.阅读教材 P2829内容，认识果胶、果胶酶，掌握果胶酶的制作。2.结合教材 P3031内容，观察果胶酶对苹果匀浆的作用。 重难点击 1.概述果胶酶和果胶的概念。2.尝试果胶酶的制作。3.观察果胶酶对苹果匀浆的 作用。 一一、果胶果胶、果胶酶及其应用果胶酶及其应用 在生产中，制作果汁时往往出汁率低、耗时长，而且果汁浑浊、易沉淀，人们常使用果胶酶 来解决这些问题。 1果胶 果胶广泛存在于高等植物特别是水果和蔬菜的组织中，是植物细胞胞间层和初生壁的重要成 分，在植物的细胞组织中起着黏合的作用，它的分解会引起细胞的离散。
2、2果胶酶 (1)概念： 是能够分解果胶的多种酶的总称， 除了含有果胶分解酶外， 还含有少量的纤维素酶、 半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。工业上生产的果胶酶全部是复合酶。国产的果胶酶多是利 用黑曲霉菌种，经深层液体培养发酵后制得，含有酯酶、水解酶和裂解酶 3 个组分。 (2)分布：广泛存在于植物果实和微生物中。 (3)应用：在果蔬汁生产中，使用果胶酶的主要目的是提高果汁产量，降低果汁的黏度，有利 于果汁的浓缩，同时还可改进果汁的透明度、可过滤性和稳定性。 3酶技术 (1)酶技术中的重要内容包括酶的分离提纯及大批量生产。酶的提取及分离纯化的基本任务是 把酶从生物体中提取出来，并使之达到与使用目的相适
3、应的纯度。 (2)由于使用的目的、环境不同，对酶的纯度要求差异很大。 工业上用的酶制剂，用量大，要求纯度不高，如纺织业上的织物退浆、皮革业中的动物皮 脱毛等使用粗酶制剂即可。 食品工业对酶制剂纯度有一定的特殊要求。 在一些特定情况下，如鉴定酶、研究用酶和静脉注射用酶等，需要用纯化的酶。 1果胶、果胶酶 (1)从果胶是植物细胞胞间层和初生壁的重要成分方面思考，果胶对果汁生产有哪些不利影 响？ 答案 果胶会影响出汁率；果胶还会使果汁浑浊。 (2)果胶酶是否特指分解果胶的一种酶？该酶的化学本质是什么？ 答案 否，果胶酶是分解果胶的多种酶的总称；果胶酶的化学本质是蛋白质。 (3)分析下图，回答果胶酶的
4、作用原理。 答案 果胶酶能分解果胶，瓦解植物细胞胞间层和初生壁，使得浑浊的果汁变得澄清，而果 胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。 2产生果胶酶的生物 (1)能够产生果胶酶的生物有哪些？ 答案 能够产生果胶酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和细菌等。 (2)食品工业生产中需要的果胶酶主要来自什么生物？ 答案 食品工业生产中需要的果胶酶主要来自霉菌发酵。可生成果胶酶的霉菌有黑曲霉、米 曲霉和文氏曲霉等。 归纳总结 (1)纤维素与果胶的比较 相同点 不同点 纤维素 都是高分子化合物 都不溶于水 都参与细胞壁的组成 组成的基本单位：葡萄糖 分解所需的酶：纤维素酶，将纤维素 分解为葡萄糖 果胶 组成的基本单位：半
5、乳糖醛酸 分解所需的酶：果胶酶，将果胶分解 为可溶性半乳糖醛酸 (2)果胶与果胶酶的比较 项目 基本单位 组成 果胶 半乳糖醛酸 半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物 果胶酶 氨基酸 果胶分解酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等 1果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括( ) A纤维素酶 B果胶分解酶 C乳糖分解酶 D淀粉酶 答案 C 解析 果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶分解酶、淀粉 酶，不含有乳糖分解酶。 2蒸熟的苹果具有很好的止泻作用，这是因为苹果中果胶的“立场”不太坚定，未经加热的 生果胶可软化大便，与膳食纤维共同起着通便的作用，而煮过的果胶则摇身一变
6、，不仅具有 吸收细菌和毒素的作用， 而且还有收敛、 止泻的功效。 下列有关果胶的叙述， 不正确的是( ) A果胶是植物细胞壁的主要成分之一 B酵母菌可产生果胶酶，是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶 C果胶酶能够分解果胶 D果胶影响出汁率 答案 B 解析 果胶是植物细胞壁的组成成分。细菌、真菌等虽然有细胞壁，但其细胞壁中不含果胶 成分。 一题多变 (1)两位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶而乙同学没有使用，过了相同的时 间后，二位同学制作的果汁有何区别？ 答案 在果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，甲同学由于使用了果胶酶，所以果汁量较 多且澄清度也较高。 (2)果胶酶可以催化果胶的水解
7、，而乳糖分解酶不能催化果胶的水解，这体现了酶的何种特 性？ 答案 酶的专一性。 二二、果胶酶的制作及对苹果匀浆的作用果胶酶的制作及对苹果匀浆的作用 果胶酶有着重要的工业用途，我们可以通过下面的实验来提取果胶酶并验证它在果汁生产中 的作用。 1实验原理 (1)在低温下用水或低盐缓冲液从破碎组织匀浆中抽提酶，即让酶溶解在低盐缓冲液中，这样 得到的酶液叫做酶的粗提液。果胶酶可被 NaCl 溶液抽提并激活。由于酶是有活性的蛋白质， 其活性受许多因素的影响，所以酶的提取要在低温、合适的 pH 下进行。为了提高酶的活性 有时还要加入酶的激活剂。 (2)果胶溶于水形成黏稠状液体，新鲜苹果汁由于含果胶而混浊，
8、在果胶酶的作用下，苹果汁 中的果胶会被分解而使果汁变得澄清。 2果胶酶制作的基本步骤 步骤 操作 操作提示 制匀浆 取材洗净剪碎研磨，边研 磨边加入质量分数为 10%的 NaCl 溶液 不要一次加够，如果一次全部加入，材料易 漂浮，不易研磨碎，抽提效果不好 过滤 用滤纸或 5 层纱布过滤，取滤液 此操作的目的是为了除去不溶物 离心 将滤液倒入离心管中， 4 000 rpm 下离心 15 min 离心前要将盛有样品的离心管等重对称放 置。离心的目的也是为了除去不溶物 保存 取上清液，用 0.1 mol/L 的冰乙 酸调节 pH 为 34， 04 保存 备用 果胶酶的最适 pH 在 34 的范围之
9、间，调 pH 为 34 的目的是保证酶的最大活性。 低 温可以抑制酶的活性，便于酶的保存 3观察果胶酶对苹果匀浆的作用 (1)制作苹果滤液：制匀浆90 保温冷却过滤滤液。制作的苹果匀浆要在 90 水浴 条件下保温 4 min，目的是把苹果匀浆本身的果胶酶灭活。 (2)分组编号：取两支试管，编号为试管 1 和试管 2，各加入 40 mL 滤液。 (3)自变量处理：试管 1 加入适量的酶液，试管 2 加入煮沸的等量酶液，振荡摇匀。 (4)观察结果：一段时间后，观察并记录苹果匀浆的澄清度。 1观察果胶酶对苹果匀浆的作用实验中，如果提取的酶浓度较低，而对样品的澄清效果用肉 眼观察不明显或澄清时间过长，
10、应如何处理？ 答案 可用 721 分光光度计测波长为 660 nm 时的透光率，透光率越大，表明澄清度越高。 2观察果胶酶对苹果匀浆的作用时，为什么要设置对照管？对照管与样品管有何区别？ 答案 在观察果胶酶对苹果匀浆的作用时，反应体系中除了酶以外，还有许多其他的成分， 为了检测苹果匀浆澄清的原因只是由于酶的存在而不是由于其他成分的作用引起的，必须设 置对照实验，样品管和对照管除了酶的成分(对照管中的酶是灭活的)以外，其他成分是一样的。 归纳总结 果胶酶的制作的实验操作要点 (1)选材：选用不含色素或含色素少的新鲜水果蔬菜为材料，因为色素含量多会影响肉眼对经 果胶酶处理后的样品透明度的观察。 (
11、2)抽提：取适量的新鲜水果、蔬菜，量的多少关系着酶浓度大小，用剪刀剪碎后，边研磨， 边逐次加入抽提液，使酶液溶到抽提液中。 (3)过滤和离心：这两个过程的操作都是为了除去不溶物。 (4)制作的苹果匀浆要在 90 水浴条件下保温的目的是把苹果匀浆本身的果胶酶灭活，防止 对实验结果的干扰。 3果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是( ) A果胶是植物细胞胞间层和初生壁的主要组成成分之一 B果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得混浊的果汁变澄清 C果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物 D果胶酶就是果胶分解酶的简称 答案 A 解析 果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物；果胶被果胶
12、酶分解后的产物是半 乳糖醛酸；果胶酶是一类酶的总称，是一种复合酶制剂，包括果胶分解酶、纤维素酶、半纤 维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。 4观察果胶酶对苹果匀浆的作用时，关于对照组的设计不正确的是( ) A必须设置对照实验 B对照组和实验组除了酶的成分以外，其他成分是一样的 C对照管中的灭活的酶也可以用蒸馏水代替 D对照管中的灭活的酶不能用蒸馏水代替 答案 D 解析 为了检测苹果匀浆澄清的原因只是由于酶的存在而不是由于其他成分的作用引起的， 必须设置对照实验，样品管和对照管除了酶的成分(对照管中的酶是灭活的)以外，其他成分 都是一样的，对照管中的灭活的酶也可以用蒸馏水代替。 技巧提炼 对照实验中的变量
13、 (1)变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。 (2)自变量：人为改变的变量称做自变量。 (3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。 (4)无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响， 这些变量称为无关变量。 1在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适于除去细胞壁( ) A蛋白酶 B盐酸 C果胶酶 D淀粉酶 答案 C 解析 细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，用果胶酶和纤维素酶可达到目 的。 2下列不属于果胶酶的是( ) A多聚半乳糖醛酸酶 B果胶分解酶 C蛋白酶 D半乳糖醛酸酶 答案 D 3果胶酶常在 04 下保存。其原
14、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 04 下发生催化作用 答案 C 解析 果胶酶在低温时其活性降低，但并不失活，有利于保存。 4 在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。 请你设计实验验证果胶酶在果汁生产 中的作用。 实验材料和用具：苹果、质量分数为 2%的果胶酶溶液、蒸馏水，其他用具自选。 实验方法及步骤： (1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。 (2)取两个 100 mL 洁净的烧杯。编为 1、2 号，按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容 填上。 操作顺序 项
15、目 烧杯 1 2 在烧杯中加入苹果泥 20 mL 20 mL 2 mL 注入蒸馏水 在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不断搅拌 10 min 10 min (3)取两个烧杯，同时进行过滤。观察或比较_， 并记录结果。 如果是_ _，则说明 果胶酶可以提高出汁率和澄清度。 答案 (2)注入果胶酶溶液 2 mL (3)相同时间内滤出的果汁体积和果汁的澄清度 相 同时间内 1 号烧杯滤出的果汁体积比 2 号烧杯滤出的果汁体积多，澄清度高 解析 解答这类试题时，首先要明确实验的目的，找出实验的自变量和因变量，并能根据变 量做出正确的实验分组。本题的实验目的是验证果胶酶在果汁生产中的作用，自变量是果胶 酶的有无，因变量是果汁的体积和澄清度；根据自变量可知，实验应该设置两组。实验设计 时还要注意对照、单一变量和等量原则。
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