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1、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用課題目標(biāo):1、簡(jiǎn)述果膠酶的作用,檢測(cè)果膠酶的活性;2、探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量。課題重點(diǎn):溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響。課題難點(diǎn):果膠酶的最適用量。制作果汁要解決兩個(gè)主要問(wèn)題:1果肉的出汁率低,耗時(shí)長(zhǎng)2榨取的果汁渾濁,黏度高,容易出現(xiàn)沉淀?;A(chǔ)知識(shí)(一)果膠酶的作用1、果膠:植物細(xì)胞壁及胞間層的主要成分之一,是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物,它在植物細(xì)胞間層和初生壁中與纖維素結(jié)合在一起,是重要的黏合和支撐物質(zhì)。新鮮水果、根、葉和綠莖中特別豐富。果膠本身不溶于水,但由于含有親水基團(tuán),果膠與水有強(qiáng)大結(jié)合力,是
2、有力的凝膠化劑。2、果膠酶:指分解果膠質(zhì)的多種酶的總稱。成分:作用:能夠分解果膠,瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層。使榨取果汁變的更容易。而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸,也使得渾濁的果汁變的澄清。包括多聚半乳糖醛酸酶,果膠分解酶和果膠酯酶等。二、酶的活性與影響酶活性的因素1、酶的活性:是指酶催化一定化學(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)速度來(lái)表示:酶的反應(yīng)速度常用單位時(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(lái)表示??捎妹富钚詥挝槐硎?1酶活性單位:指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,1min使1ug分子作用物發(fā)生轉(zhuǎn)變的酶量。2、影響酶活性的因素有溫度、pH
3、、酶的抑制劑等。三、果膠酶的用量生產(chǎn)果汁時(shí),為了使果膠酶得到充分的利用,節(jié)約成本,需要控制好酶的用量。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;2、動(dòng)手實(shí)驗(yàn);3、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果;4、得出結(jié)論資料一:探究溫度和pH對(duì)酶活性的影響確定溫度(或pH)梯度-----控制溫度(或pH)的方法措施-----確定水果用量-----確定果膠酶用量(一)溫度對(duì)果膠酶活性的影響原理:在一恒定PH下通過(guò)設(shè)置溫度梯度來(lái)確定酶催化反應(yīng)的最適溫度。為了探究溫度對(duì)酶活性的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案和步驟:①取三支大小相同的試管,編號(hào)為A、B、C并分別加入2mL淀粉溶液。②將A、B、C三支試管分別置于0℃、6
4、0℃、100℃下約5min。③分別向三支試管中加入2mL新制的淀粉酶液,振蕩。④取出試管,各加入2mL斐林試劑(邊加邊振蕩)。⑤熱水浴檢驗(yàn),觀察試管內(nèi)物質(zhì)顏色的變化。流程示意圖:攪拌器攪拌制成蘋(píng)果泥均分裝入果膠酶水溶液等量9支試管9支試管各取一支分9組分別放入30,35,40,45,50,55,60,65,70攝氏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(píng)果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過(guò)濾果汁,用量筒測(cè)量果汁的量做好記錄注意事項(xiàng):1.與其他工業(yè)用酶基本相同,果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛,因此,可以選用10℃作為溫度梯度,設(shè)置的具體溫度為10℃、2
5、0℃、30℃、40℃、50℃和60℃等,也可以嘗試以5℃作為溫度梯度。2.蘋(píng)果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物,水果不用去皮。如用蘋(píng)果為原材料,一般可按每個(gè)中等大小的蘋(píng)果加水100~200mL的比例進(jìn)行攪拌,獲得稀的蘋(píng)果泥。(二)PH對(duì)果膠酶活性的影響原理:在一恒定溫度下通過(guò)設(shè)置PH梯度來(lái)確定酶催化反應(yīng)的最適PH。3.果泥的用量可以采用5mL左右,果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2mL。4.水浴時(shí)間可以為20~30min。5.過(guò)濾果汁時(shí),漏斗中應(yīng)放置濾紙。6.探究pH對(duì)果膠酶活性的影響,只須將溫度梯度改成pH梯度,并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反
6、應(yīng)液中的pH可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。流程示意圖:攪拌器攪拌制成蘋(píng)果泥均分裝入果膠酶水溶液等量9支試管9支試管各取一支分9組PH分別為5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0(可用0.1%的NaOH溶液和稀鹽酸進(jìn)行調(diào)節(jié))在同一溫度待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后,將果膠酶加入相同PH的蘋(píng)果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘過(guò)濾果汁,用量筒測(cè)量果汁的量做好記錄資料二探究果膠酶的用量?jī)煞N設(shè)計(jì)方案:自變量的控制:第一種可采用同濃度不同體積的果膠酶溶液;第二種可采用同體積不同濃度的果膠酶溶液設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),其他無(wú)關(guān)變量保持一致。實(shí)驗(yàn)流程:1.
7、準(zhǔn)確稱取純的果膠酶1,2,3,4,5,6,7,8,9(mg)配制成相等體積的酶的水溶液,取等量放入9支試管中,依次編號(hào)1—9號(hào)。2.制取蘋(píng)果泥45克,分別等量裝入9支試管,依次編號(hào)為1—9號(hào)。3.一段時(shí)間后將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋(píng)果泥混合,放入恒溫水箱中。4.不斷攪拌,約20分鐘后,過(guò)濾并測(cè)量果汁。蘋(píng)果泥試管123456789果膠酶試管123456789果汁量(ml)5814182020202020旁欄思考題:1、可以保證底物和果膠酶混合時(shí)的溫度是相同的??梢员苊夤嗪凸z酶混合時(shí)影響混合物的溫度而影響果膠酶的活性的問(wèn)題。2、需要。不同的溫度梯度或不
8、同的pH梯