1、第5課時果膠酶的制作方法及作用學習導航1.閱讀教材P2829內容，認識果膠、果膠酶，掌握果膠酶的制作。2.結合教材P3031內容，觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用。重難點擊1.概述果膠酶和果膠的概念。2.嘗試果膠酶的制作。3.觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用。一、果膠、果膠酶及其應用在生產中，制作果汁時往往出汁率低、耗時長，而且果汁渾濁、易沉淀，人們常使用果膠酶來解決這些問題。1.果膠果膠廣泛存在于高等植物特別是水果和蔬菜的組織中，是植物細胞胞間層和初生壁的重要成分，在植物的細胞組織中起著黏合的作用，它的分解會引起細胞的離散。2.果膠酶(1)概念：是能夠分解果膠的多種酶的總稱，除了含有果膠分解酶外，還含有

2、少量的纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶和蛋白酶等。工業(yè)上生產的果膠酶全部是復合酶。國產的果膠酶多是利用黑曲霉菌種，經深層液體培養(yǎng)發(fā)酵后制得，含有酯酶、水解酶和裂解酶3個組分。(2)分布：廣泛存在于植物果實和微生物中。(3)應用：在果蔬汁生產中，使用果膠酶的主要目的是提高果汁產量，降低果汁的黏度，有利于果汁的濃縮，同時還可改進果汁的透明度、可過濾性和穩(wěn)定性。3.酶技術(1)酶技術中的重要內容包括酶的分離提純及大批量生產。酶的提取及分離純化的基本任務是把酶從生物體中提取出來，并使之達到與使用目的相適應的純度。(2)由于使用的目的、環(huán)境不同，對酶的純度要求差異很大。工業(yè)上用的酶制劑，用量大，要求純度不高

3、，如紡織業(yè)上的織物退漿、皮革業(yè)中的動物皮脫毛等使用粗酶制劑即可。食品工業(yè)對酶制劑純度有一定的特殊要求。在一些特定情況下，如鑒定酶、研究用酶和靜脈注射用酶等，需要用純化的酶。1.果膠、果膠酶(1)從果膠是植物細胞胞間層和初生壁的重要成分方面思考，果膠對果汁生產有哪些不利影響？答案果膠會影響出汁率；果膠還會使果汁渾濁。(2)果膠酶是否特指分解果膠的一種酶？該酶的化學本質是什么？答案否，果膠酶是分解果膠的多種酶的總稱；果膠酶的化學本質是蛋白質。(3)分析下圖，回答果膠酶的作用原理。答案果膠酶能分解果膠，瓦解植物細胞胞間層和初生壁，使得渾濁的果汁變得澄清，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸。2.產生果膠酶

4、的生物(1)能夠產生果膠酶的生物有哪些？答案能夠產生果膠酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和細菌等。(2)食品工業(yè)生產中需要的果膠酶主要來自什么生物？答案食品工業(yè)生產中需要的果膠酶主要來自霉菌發(fā)酵?？缮晒z酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。歸納總結(1)纖維素與果膠的比較相同點不同點纖維素都是高分子化合物都不溶于水都參與細胞壁的組成組成的基本單位：葡萄糖分解所需的酶：纖維素酶，將纖維素分解為葡萄糖果膠組成的基本單位：半乳糖醛酸分解所需的酶：果膠酶，將果膠分解為可溶性半乳糖醛酸(2)果膠與果膠酶的比較項目基本單位組成果膠半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物果膠酶氨基酸果膠分解酶、纖維素酶

5、、半纖維素酶、淀粉酶和蛋白酶等1.果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括()A.纖維素酶 B.果膠分解酶C.乳糖分解酶 D.淀粉酶答案C解析果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包括纖維素酶、半纖維素酶、果膠分解酶、淀粉酶，不含有乳糖分解酶。2.蒸熟的蘋果具有很好的止瀉作用，這是因為蘋果中果膠的“立場”不太堅定，未經加熱的生果膠可軟化大便，與膳食纖維共同起著通便的作用，而煮過的果膠則搖身一變，不僅具有吸收細菌和毒素的作用，而且還有收斂、止瀉的功效。下列有關果膠的敘述，不正確的是()A.果膠是植物細胞壁的主要成分之一B.酵母菌可產生果膠酶，是因為酵母菌的細胞壁中也含有果膠C.果膠酶能夠分解果膠D.果

6、膠影響出汁率答案B解析果膠是植物細胞壁的組成成分。細菌、真菌等雖然有細胞壁，但其細胞壁中不含果膠成分。一題多變(1)兩位同學用足量的果肉制作果汁，甲同學使用了果膠酶而乙同學沒有使用，過了相同的時間后，二位同學制作的果汁有何區(qū)別？答案在果汁量和果汁澄清度兩個方面均有區(qū)別，甲同學由于使用了果膠酶，所以果汁量較多且澄清度也較高。(2)果膠酶可以催化果膠的水解，而纖維素酶不能催化果膠的水解，這體現(xiàn)了酶的何種特性？答案酶的專一性。二、果膠酶的制作及對蘋果勻漿的作用果膠酶有著重要的工業(yè)用途，我們可以通過下面的實驗來提取果膠酶并驗證它在果汁生產中的作用。1.實驗原理(1)在低溫下用水或低鹽緩沖液從破碎組織勻

7、漿中抽提酶，即讓酶溶解在低鹽緩沖液中，這樣得到的酶液叫做酶的粗提液。果膠酶可被NaCl溶液抽提并激活。由于酶是有活性的蛋白質，其活性受許多因素的影響，所以酶的提取要在低溫、合適的pH下進行。為了提高酶的活性有時還要加入酶的激活劑。(2)果膠溶于水形成黏稠狀液體，新鮮蘋果汁由于含果膠而混濁，在果膠酶的作用下，蘋果汁中的果膠會被分解而使果汁變得澄清。2.果膠酶制作的基本步驟步驟操作操作提示制勻漿取材洗凈剪碎研磨，邊研磨邊加入質量分數(shù)為10%的NaCl溶液不要一次加夠，如果一次全部加入，材料易漂浮，不易研磨碎，抽提效果不好過濾用濾紙或5層紗布過濾，取濾液此操作的目的是為了除去不溶物離心將濾液倒入離心

8、管中，4 000 rpm下離心15 min離心前要將盛有樣品的離心管等重對稱放置。此操作的目的也是為了除去不溶物保存取上清液，用0.1 mol/L的冰乙酸調節(jié)pH為34，04保存?zhèn)溆霉z酶的最適pH在34的范圍之間，調pH為34的目的是保證酶的最大活性。低溫可以抑制酶的活性，便于酶的保存3.觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用(1)制作蘋果濾液：制勻漿90 保溫冷卻過濾濾液。制作的蘋果勻漿要在90 水浴條件下保溫4 min，目的是把蘋果勻漿本身的果膠酶滅活。(2)分組編號：取兩支試管，編號為試管1和試管2，各加入40 mL濾液。(3)自變量處理：試管1加入適量的酶液，試管2加入煮沸的等量酶液，振蕩搖勻。

9、(4)觀察結果：一段時間后，觀察并記錄蘋果勻漿的澄清度。1.觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用實驗中，如果提取的酶濃度較低，而對樣品的澄清效果用肉眼觀察不明顯或澄清時間過長，應如何處理？答案可用721分光光度計測波長為660 nm時的透光率，透光率越大，表明澄清度越高。2.觀察果膠酶對蘋果勻漿作用時，為什么要設置對照管？對照管與樣品管有何區(qū)別？答案在觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用時，反應體系中除了酶以外，還有許多其他的成分，為了檢測蘋果勻漿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，必須設置對照實驗，樣品管和對照管除了酶的成分(對照管中的酶是滅活的)以外，其他成分是一樣的。歸納總結果膠酶的制

10、作的實驗操作要點(1)選材：選用不含色素或含色素少的新鮮水果蔬菜為材料，因為色素含量多會影響肉眼對經果膠酶處理后的樣品透明度的觀察。(2)抽提：取適量的新鮮水果、蔬菜，量的多少關系著酶濃度大小，用剪刀剪碎后，邊研磨，邊逐次加入抽提液，使酶液溶到抽提液中。(3)過濾和離心：這兩個過程的操作都是為了除去不溶物。(4)制作的蘋果勻漿要在90 水浴條件下保溫的目的是把蘋果勻漿本身的果膠酶滅活，防止對實驗結果的干擾。3.果膠酶的作用底物是果膠，下列有關敘述正確的是()A.果膠是植物細胞胞間層和初生壁的主要組成成分之一B.果膠酶可催化果膠分解成可溶性的半乳糖，使得混濁的果汁變澄清C.果膠是由半乳糖聚合而成

11、的一種高分子化合物D.果膠酶就是果膠分解酶的簡稱答案A解析果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物；果膠被果膠酶分解后的產物是半乳糖醛酸；果膠酶是一類酶的總稱，是一種復合酶制劑，包括果膠分解酶、纖維素酶、半纖維素酶、淀粉酶和蛋白酶等。4.觀察果膠酶對蘋果勻漿的作用時，關于對照組的設計不正確的是()A.必須設置對照實驗B.對照組和實驗組除了酶的成分以外，其他成分是一樣的C.對照管中的滅活的酶也可以用蒸餾水代替D.對照管中的滅活的酶不能用蒸餾水代替答案D解析為了檢測蘋果勻漿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，必須設置對照實驗，樣品管和對照管除了酶的成分(對照管中的酶是滅活

12、的)以外，其他成分都是一樣的，對照管中的滅活的酶也可以用蒸餾水代替。技巧提煉對照實驗中的變量(1)變量：實驗過程中可以變化的因素稱為變量。(2)自變量：人為改變的變量稱做自變量。(3)因變量：隨著自變量的變化而變化的變量稱做因變量。(4)無關變量：除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量。果膠酶的制作方法及作用1.在不損傷高等植物細胞內部結構的情況下，下列哪種物質適于除去細胞壁()A.蛋白酶 B.鹽酸C.果膠酶 D.淀粉酶答案C解析細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性，用果膠酶和纖維素酶可達到目的。2.酶的水解產物是()A.氨基酸B.葡

13、萄糖C.核糖核苷酸D.氨基酸或核糖核苷酸答案D解析從酶的化學本質來分析，絕大多數(shù)酶是蛋白質，蛋白質的基本組成單位是氨基酸。少數(shù)酶的化學本質是RNA，RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。3.科學家發(fā)現(xiàn)一種RNasep酶，由20%的蛋白質和80%的RNA組成。如果將這種酶中的蛋白質除去，他們發(fā)現(xiàn)留下來的RNA仍然具有與這種酶相同的催化活性，這一結果表明()A.酶是由RNA和蛋白質組成的B.某些RNA具有催化作用C.酶的化學本質是蛋白質D.絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)是RNA答案B解析由題干可知，某些RNA具有催化作用。4.在果汁生產中應用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你設計實驗驗證果膠酶在果汁生產中的

14、作用。實驗材料和用具：蘋果、質量分數(shù)為2%的果膠酶溶液、蒸餾水，其他用具自選。實驗方法及步驟：(1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。(2)取兩個100 mL潔凈的燒杯。編為1、2號，按相應程序進行操作，請把表中未填寫的內容填上。操作順序項目燒杯12在燒杯中加入蘋果泥20 mL20 mL2 mL注入蒸餾水在恒溫水浴中保溫，并用玻璃棒不斷攪拌10 min10 min(3)取兩個燒杯，同時進行過濾。觀察或比較_，并記錄結果。如果是_，則說明果膠酶可以提高出汁率和澄清度。答案(2)注入果膠酶溶液2 mL(3)相同時間內濾出的果汁體積和果汁的澄清度相同時間內1號燒杯濾出的果汁體積

15、比2號燒杯濾出的果汁體積多，澄清度高解析解答這類試題時，首先要明確實驗的目的，找出實驗的自變量和因變量，并能根據(jù)變量做出正確的實驗分組。本題的實驗目的是驗證果膠酶在果汁生產中的作用，自變量是果膠酶的有無；因變量是果汁的體積和澄清度；根據(jù)自變量可知，實驗應該設置兩組。實驗設計時還要注意對照、單一變量和等量原則。課時作業(yè)基礎過關1.國產果膠酶不包括()A.酯酶 B.水解酶 C.裂解酶 D.蛋白酶答案D解析國產果膠酶大多是利用黑曲霉菌種，經深層液體培養(yǎng)發(fā)酵后制得，含有酯酶、水解酶和裂解酶3個組分。2.下列關于果膠酶的說法，正確的是()A.果膠酶中含有大量的淀粉酶B.果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種

16、高分子化合物C.果膠酶不特指某種酶，而是一種復合酶制劑D.果膠酶的化學本質是RNA答案C解析果膠酶中含有少量的淀粉酶，因此A錯誤；半乳糖醛酸是果膠的組成單位，而不是果膠酶的組成單位，因此B錯誤；果膠酶是一種復合酶制劑，其化學本質是蛋白質，基本組成單位是氨基酸，因此C正確、D錯誤。3.啤酒等放久后易產生蛋白質沉淀而使其渾濁，加入少量菠蘿蛋白酶可以分解蛋白質，防止混濁，加入其他種類的酶則無濟于事，這個事實說明()A.酶的催化作用受環(huán)境的影響B(tài).酶的化學本質主要是蛋白質C.酶的催化作用具有高效性D.酶的催化作用具有專一性答案D解析對蛋白質起水解作用的酶是蛋白酶，這是由酶的專一性決定的。4.由于使用的

17、目的、環(huán)境不同，對酶的純度要求差異很大。下列說法錯誤的是()A.一般工業(yè)中用的酶制劑，用量大，要求純度不高B.皮革業(yè)中的動物皮脫毛需要使用純酶制劑C.食品業(yè)對酶制劑純度有一定的特殊要求D.鑒定酶、研究用酶和靜脈注射用酶等，需要用純化的酶答案B解析皮革業(yè)中的動物皮脫毛使用粗酶制劑即可。5.制備果膠酶時，將pH調節(jié)到34的目的是()A.讓酶處于失活狀態(tài)B.保證酶的最大活性C.使酶的空間結構受到破壞D.讓果膠酶遠離最適pH答案B解析任何酶在對底物進行作用時都要在一定的條件下進行，其中pH是影響其發(fā)揮作用的主要因素之一，一般來說植物果膠酶的最適pH為34，調pH為34的目的是保證酶的最大活性。6.在觀

18、察果膠酶對蘋果勻漿的作用的實驗中，將蘋果勻漿液放在90 恒溫水中保溫4 min，其目的是()A.殺滅蘋果勻漿中的微生物B.使果膠分解，從而提高出汁率C.使原有果膠酶變性失活，以排除對實驗的干擾D.果膠酶的最適溫度為90 ，此時酶的活性最高答案C解析本實驗屬于對照實驗，其實驗的目的是證明果膠酶能將果膠分解。因此，首先對蘋果勻漿液進行加熱處理，使蘋果勻漿液中的果膠酶變性失活，然后再分別加入果膠酶和等量煮沸過的果膠酶，觀察實驗現(xiàn)象，加入果膠酶的蘋果勻漿澄清度高且澄清所用時間短，證明果膠酶能將果膠分解。7.觀察果膠酶的作用時，對新鮮水果蔬菜顏色的要求是()A.沒有要求B.顏色越鮮艷越好C.為了便于觀察

19、，應該選擇紅色D.選用不含色素或含色素少的新鮮水果蔬菜答案D解析以新鮮水果、蔬菜作為實驗材料時，如果色素含量過多會影響肉眼對果膠酶處理后的樣品透明度的觀察。8.在用果膠酶處理蘋果泥時，為了使果膠酶能夠充分地催化反應，應采取的措施是()A.加大蘋果泥用量B.加大果膠酶用量C.進一步提高溫度D.用玻璃棒不時地攪拌反應混合物答案D解析在用果膠酶處理蘋果泥時，若讓果膠酶充分地催化反應，則需擴大果膠酶和蘋果泥的接觸面積，盡量使果膠酶和蘋果泥充分接觸，因此可用玻璃棒不時地攪拌反應混合物。對蘋果泥用量、酶用量及反應所需的溫度和pH的調整，在一定范圍內只能增大反應速度，而不能使果膠酶充分地催化反應。能力提升9

20、.加工橘子罐頭，采用酸堿處理脫去中果皮(橘絡)會產生嚴重污染。目前，使用酶解法去除橘絡，可減少污染。下列生長在特定環(huán)境中的四類微生物，不能產生所用酶的是()A.生長在麥麩上的黑曲霉B.生長在酸奶中的乳酸菌C.生長在棉籽殼上的平菇D.生長在木屑上的木霉答案B解析橘絡、麥麩、棉籽殼和木屑的主要成分都是纖維素，因為黑曲霉、平菇、木霉能產生纖維素酶，所以這些物質可以被利用。由于乳酸菌不能產生纖維素酶，因而不能去除橘絡。10.下列關于果膠酶作用的敘述，錯誤的是()A.果膠酶是一種催化劑，可以改變反應速度B.果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層C.在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清D.果膠酶能將

21、乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸答案D解析果膠酶是催化劑，可以改變反應速度；細胞壁和胞間層中含有果膠，在生產果汁時，加入果膠酶能提高出汁率，也能使果汁變得澄清；果膠酶能夠將果膠分解為可溶性的半乳糖醛酸，從而達到使果汁變澄清的目的。11.下列關于果膠酶的敘述，正確的是()具有分泌功能的細胞產生的凡是活細胞都能產生果膠酶果膠酶能將果膠分解成半乳糖醛酸植物、霉菌、酵母菌和細菌均能產生果膠酶果膠酶特指分解果膠的一種酶纖維素酶和果膠酶可用于去除植物細胞壁組成果膠酶的基本單位是氨基酸或核苷酸A. B.C. D.答案C12.果膠是植物細胞胞間層和初生壁的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細胞的胞間層及初生壁

22、。請你完成以下有關果膠酶和果汁生產的內容。(1)在果汁生產中應用果膠酶可以提高_和_。(2)某實驗小組進行了“探索果膠酶催化果膠水解的最適pH”的課題研究。本課題的實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥、試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的pH分別調至4、5、610，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。實驗操作中要用玻璃棒不時攪拌，其目的是_，以減少實驗誤差。如果用曲線圖的方式記錄實驗結果，在現(xiàn)有的條件下，當橫坐標表示pH，縱坐標表示_時，實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在下圖中選擇一個最可能是實驗結果的曲線圖：_。若實驗所獲得的最適pHm，請你在所選的曲線圖中標出“m”點的位置。答案(1)出汁率澄清度(2)使酶和反應物(果膠)充分地接觸果汁體積甲“m”點即拋物線的最高點解析果膠酶能分解細胞間質的成分，使果汁的榨取更容易，其可將果膠分解成半乳糖醛酸，使果汁澄清，為保證酶在實驗設定條件下進行，酶與底物在混