课题1　果胶酶在果汁生产中的作用公开课教案（教学设计）

果胶酶在果汁生产中的作用

一、教材分析

课题背景从果胶酶与社会的联系、与人们实际生活的联系入手，引入课题研究，为学生介绍本课题的学习内容，通过亲自制作苹果汁激发学生的学习兴趣。之后，基础知识依次介绍果胶、果胶酶以及酶的活性、酶活性的影响因素，为之后实验设计做好铺垫。在实验设计过程中，课本提供实验的方案供学生选择，点明实验原理，为学生独立思考创造很大的空间。

二、教学目标

1.知识与技能

（1）了解果胶酶的作用。

（2）学会检测果胶酶活性的方法。

（3）探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。

2.过程与方法

掌握探究果胶酶活性影响因素及酶的最适用量的过程及变量的控制方法。

3.情感、态度与价值观

通过学习，了解酶在生活中的应用，并通过调查拓展自己的视野，增加学习兴趣。

三、教学重难点

1.重点：探究温度和pH对果胶酶活性的影响。

2.难点：探究果胶酶的最适用量。

四、教学准备

多媒体课件。

五、课时安排

1课时。

六、教学过程

【课程导入】

随着生活水平的提高，水果几乎成为人们生活中的必需品。但由于我国水果收获季节性强，很容易造成产品积压滞销，腐烂变质。因此，将水果加工成果汁，即可以避免水果的浪费，又能满足不同人的口味需求。而在水果加工的过程中，为了提高果肉的出汁率和质量，人们会使用到果胶酶和纤维素酶。在本课题中，我们来一起探究利用果胶酶制作苹果汁的适宜条件，掌握温度和pH对果胶酶活性的影响。

【基础知识】

（一）果胶酶的作用

1.制作果汁要解决的两个问题：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；

2.果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一，它是半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果胶的存在易导致果汁出汁率低，果汁浑浊；

3.果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，而果汁分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清；

4.果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。

（二）酶的活性与影响酶活性的因素

1.酶的活性是指：酶催化一定化学反应的能力；

2.酶的活性高低可用一定条件下，酶所催化某一化学反应的反应速度来表示，即单位时间、单位体积内反应物消耗量或产物生成量来表示；

3.影响酶活性的因素有：温度、pH、酶的抑制剂等。

（三）果胶酶的用量

1.生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量；

2.植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。食品加工业生产中最常用的果胶酶是通过霉菌发酵产生。

【实验设计】

1.实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量，随着自变量变化的量称为因变量。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。

2.实验原则：科学性原则、平行重复原则、单一变量原则、对照原则、等量原则。

3.虽说实验的变量发生变化，但通过设置梯度来确定最适值的思想方法是不变的。

资料一、探究温度和pH对酶活性的影响

1.实验的目的：定量测定温度或pH对果胶酶活性的影响。

2.实验原理：果胶酶瓦解细胞壁和胞间层增大果汁出产率；果胶酶催化果胶分解使果汁变澄清。

3.变量设计与控制：

（1）确定的温度梯度（或pH梯度）为10℃或5℃（或0.5、1.0）。

（2）实验自变量是温度（或pH），控制变量的方法是利用恒温水浴锅（或滴加酸碱）。

（3）实验的因变量是酶的活性，检测因变量的方法是测定果汁的产出量或澄清度。

4.下面是某同学设计的实验步骤：

（1）用榨汁机榨取适量的苹果汁，并配制一定浓度的果胶酶备用。

（2）取大烧杯9只，并注明温度：10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃

、40℃、45℃、50℃。

（3）取试管18支，9支倒入10mL果汁（A管），9支倒入2mL果胶酶溶液（B管）。

（4）将不同温度的水倒入相应的烧杯中，每只烧杯中放入A、B试管各一支，并插入一支温度计。

（5）保持水温恒定，一段时间后将同一烧杯中两支试管中液体混合。

（6）过滤，用量筒测量果汁的体积并设计表格记录。

5.旁栏思考：

（1）为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？

析：将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题

（2）该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？为什么？

析：需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照

（3）A同学将哪个因素作为自变量，控制哪些因素不变？为什么要这样的处理？B同学呢？

析：A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同

（4）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性的高低？

析：果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。

（5）当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？

析：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所

有其他条件不变。只有这样才能保证是温度单一变量对果胶酶的活性产生影响

资料二、探究果胶酶的用量

（1）在探究了果胶酶的最适温度和最适pH之后，可以进一步研究果胶酶的最适用量。此时，研究的自变量是果胶酶的用量，除此之外，影响果汁产生的因素还有温度、pH、反应时间、苹果泥等无关变量，无关变量保持相同且适宜。

（2）实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制相同浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可，但必须保证反应液的用量相同，否则影响实验结果的准确性。

（3）判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到果汁的体积也增加，说明酶的用量不足，如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够。

【操作提示】

1.制备果泥：用榨汁机榨制果泥，在榨制橙子汁不必去橙皮。

2.在探究不同PH对果胶酶活性的影响时，可以用0.1%的NaOH溶液和盐酸调节pH。

3.在果胶酶处理果泥时，为使果胶酶能充分地催化反应，应用玻璃棒不时搅拌混合反应物。

【结果分析与评价】

1.绘制出温度和pH对果胶酶活性的影响曲线图。

2.绘制不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）

体积（mL）

0 七、课堂小结

酶的用量

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。果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等，它能分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，果汁变得更澄清。酶活性的高低可用单位时间内、单位体积内反应物的减少量或产物的增加量来表示，温度、pH和酶的抑制剂等都会影响酶的活性。

八、教学反思