课题1　果胶酶在果汁生产中的作用公开课参赛课教案

果胶酶在果汁生产中的作用

一、

教学目标

1.知识

简述果胶酶的作用；

2.能力

检测果胶酶的活性；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；搜集有关果胶酶应用的资料

3.情感态度与价值观

通过实验探究酶的影响因素，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神

二、教学重点和难点

1.教学重点

温度和pH对果胶酶活性的影响

2.教学难点

果胶酶的最适用量

三、课时安排 1课时

四、内容（

联系本节聚焦）——板书（华文行楷为本节聚焦内容）

一、基础知识

活动1：阅读“果胶酶的作用”，讨论并回答下列问题：

（一）果胶酶的作用

1．果胶是

植物细胞壁和胞间层 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（但含有亲水基因，果胶与水有强大的结合力）。

2．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．果胶酶分解果胶的作用是：①瓦解 植物的细胞壁及胞间层 ，使榨取果汁更容易，②把果胶分解为 可溶性的半乳糖醛酸 ，使浑浊的果汁变得澄清，因此可以解决果汁加工中出现的问题。

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。

〖思考1〗在植物细胞工程中果胶酶的作用是 与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁 。

(二)酶的活性与影响酶活性的因素

活动2：阅读“酶的活性与影响酶活性的因素”，讨论并回答下列问题：

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的酶促

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 、 激活剂 和 抑制剂 等。

（三）果胶酶的用量

活动3：阅读“果胶酶的用量”，讨论并回答下列问题：

1．食品工业生产中最常用的果胶酶是通过 霉菌发酵 产生。（P43）

2．为了使果胶酶得到充分的得利用，节约成本，需要控制酶的用量。

二、实验设计

根据影响酶活性的因素，在实际生产中我们如何获得果胶酶的最高活性？

确定果胶酶的最适温度、最适PH等条件。

活动4：阅读“资料一：探究温度和PH对酶的活性的影响”，思考下列问题并尝试写出探究温度和PH对酶的活性的影响的实验过程：

1．实验目的： 定量测定温度或pH对果胶酶活性的影响 。

〖思考2〗该实验与必修I中探究“影响酶活性的条件”实验有何不同？

该属于是定量分析实验，必修I中属于定性分析实验。

2．实验原理：果胶酶瓦解细胞壁和胞间层增大果汁产量；果胶酶催化分解果胶增大果汁澄清度。

3．变量设计与控制：

①你确定的温度梯度（或pH梯度）为 10℃或5℃，如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃（或0.5、1.0，如5、6、7、8、9） 。

②实验的自变量是 温度（或pH）

，控制自变量的方法是利用

恒温水浴锅（或滴加酸碱等） 。

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

。

〖思考3〗果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？

保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。

〖思考4〗该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？若没有，则如何进行设置？

已经设置了对照。不同的温度设置之间可以相互对照。

〖思考5〗怎样排除PH和其他因素对实验结果的干扰？目的是什么? 控制PH和其他因素相同，保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。

〖思考6〗教材中A、B两个同学的实验设计有何不同？

测定的因变量不同（A测定果汁产量，B测定果汁澄清度）。

（一）探究温度对果胶酶活性的影响

1、实验原理：果胶酶活性受温度影响，处于最适温度时，活性最高；低于或高于最适温度时，酶活性受到抑制（高温破坏）。因此果肉的出汁率、果汁澄清度与果胶酶的活性大小成正比。

2、设计思路：设置一系列梯度温度，从中选出酶活性最高的温度，然后再以该温度为中心，缩小温度梯度向两个方向各设置梯度温度，以进一步确定最适温度范围。所选择的温度只接近最适温度，但不一定就是最适温度。

3、实验操作流程

搅拌噐搅拌制苹果泥

均分装入

9支试管

果胶酶水溶液

等量

9支试管

各取一支，分9组，分别放入30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃

待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内

保持恒温10分钟

过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格

4、记录实验结果

实验温度

30℃

35℃

40℃

45℃

50℃

55℃

60℃

65℃

70℃

果汁量（ml）

结论

（二）探究pH对果胶酶活性的影响

1、实验原理：果胶酶活性受环境pH影响，处于最适pH时，活性最高；低于或高于最适pH时，酶活性受到抑制（过低、过高受到破坏）。因此果肉的出汁率、果汁澄清度与果胶酶的活性大小成正比。

2、设计思路：设置一系列梯度pH，从中选出酶活性最高的pH，然后再以该pH为中心，缩小pH梯度向两个方向各设置梯度pH，以进一步确定最适pH范围。所选择的pH只接近最适pH，但不一定就是最适pH。

3、实验操作流程

搅拌噐搅拌制苹果泥

均分装入

9支试管，并恒温水浴保温

果胶酶水溶液

等量

9支试管，并恒温水浴保温

将苹果泥和果胶酶的各9支试管，分别快速调节pH，5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0

将果胶酶加入相同pH的苹果泥内,置于恒温水浴中反应一段时间

过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格

4、记录实验结果

pH

结论

5.0

5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0

果汁量（ml）

（三）探究果胶酶的用量

1、实验原理：酶促反应也受酶量的影响，本实验中实验变量是酶的用量，反应变量为果汁体积，实验中要严格控制温度、pH、反应时间、底物用量等无关变量对实验的影响。

2、设计思路：在温度、pH、反应时间、底物用量等条件相同的前提下，设置梯度酶浓度，观察实验结果，选出最适酶用量。

3、实验操作流程

准确称取纯果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg,搅拌噐搅拌制苹果泥

均分装入

9支试管，并恒温水浴保温

配制成相等体积的酶的水溶液，

取等量

9支试管，并恒温水浴保温

各取一支，分9组，将果胶酶加入苹果泥内,置于恒温水浴中反应一段时间

过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格

4、记录实验结果

果胶酶量（mg）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 果汁量（ml）

结论

三．操作提示

活动6：阅读“操作提示”，回答下列问题

3．1制备果泥：用 榨汁机 榨制果泥。在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮? 不必去橙皮

3．2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。

3．3在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，如何操作? 用玻璃棒不时搅拌。

四．结果分析与评价

1、温度、pH是如何影响果胶酶的活性的？请将以下某同学实验数据转换成曲线图。

将实验数据转换成曲线图的方法

①以自变量为横坐标、以因变量为纵坐标建立直角坐标系。

②注明坐标轴名的名称、单位、坐标原点以及曲线名称。

③每个坐标轴上的取值单位要相等。

④将实验数据标在坐标系中，并用各种线型连接起来。

温度℃

10 15 20 25 30 35 40 45 50 果汁量/ml 1 2 4 6 5 4 3 2 1 体积（ml）

温度或PH

2、在最适温度和PH条件下制作1L苹果汁，使用多少果胶酶最合适？为什么？

使用50 mg/L左右的果胶酶最合适，因为用此浓度处理果汁2～4h后出汁率增加10%后不再增加。

3、你做出了澄清的苹果汁吗？粗略地估算你制作1L苹果汁的成本，其价格接近于市场价吗？如果有明显不同，你能分析出产生差异的原因吗？

实验做出的澄清的苹果汁的成本高于市场价格。因为实验制取量减少，单位体积需消耗较多的物力和人力。

4、如果从你绘制的曲线图中无法判断出果胶酶的最适PH或温度，地如何改进实验方法？

严格控制其他无关变量