2019-2020学年高中生物第3章第2节酶在食品加工中的应用检测含解析中图版选修1.pdf
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1、第二节 酶在食品加工中的应用第二节 酶在食品加工中的应用 一、果胶酶及作用 1未成熟果实较硬的原因 未成熟果实含果胶质较多,果肉结合紧密。 2果胶酶的分布和获取 (1)果胶酶广泛存在于植物果实和微生物中。 (2)工业上采用曲霉、青霉等微生物发酵来生产果胶酶。 3果胶酶的作用 果胶酶可以把果胶分解成小分子有机酸,使不溶性的果胶溶解。 二、不同浓度果胶酶对澄清苹果汁出汁率的影响 本实验的实验程序是制备苹果汁、配制不同浓度的酶液、降解苹果汁、沉淀、记录结 果。 预习完成后,请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 问题 1 问题 2 问题 3 问题 4 一、果胶和果胶酶的组成及作用比较 果胶果胶酶
2、 组成半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯 酶等 作用参与细胞壁的组成,不溶于水将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛 酸 二、探究温度对果胶酶活力的影响 1实验原理 果胶酶活力受温度影响。 处于最适温度时, 酶活力最高。 在一定范围内, 果肉的出汁率、 果汁的澄清度与果胶酶的活力大小成正比。 2操作步骤 实验 温度 30 35 40 45 50 55 60 65 70 果汁量 (mL) 3.注意事项 (1)在混合苹果泥和果胶酶之前进行恒温处理的目的是:保证底物和酶在混合时的温度 是相同的,避免混合后的温度变化,确保实验结果的准确性。 (2)通过测定滤出的苹果汁
3、的体积大小来判断果胶酶的活性的原理是:果胶酶将果胶分 解为小分子物质, 可通过滤纸, 因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶能力的大 小。 (3)本实验的探究对象是酶的活性,温度作为自变量,属于探究性的定量实验。自变量 温度可设置梯度来确定最适值。温度梯度越小,实验结果越精确。 本实验仍是对照实验(相互对照),每支试管中苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相 等。 严格控制各实验组的 pH、操作的程序等。 在实验过程中被操纵的特定因素或条件称为变量。 三、探究 pH 对果胶酶活力的影响 1实验原理 果胶酶的活力受 pH 影响,其催化作用都有最适 pH,在低于或高于此值时,酶活力都会 减弱,过酸
4、或过碱则导致酶变性失活。 2实验步骤 制备苹果泥分装,调 pH加果胶酶反应一段时间过滤果汁观察、记录、 比较果汁量 3注意事项 (1)本实验是对照实验,其变量是 pH。每支试管中加入的苹果泥和果胶酶的量应相等, 温度也应相同(可取上一实验测出的最适温度)。 (2)pH 梯度调节时可用体积分数均为 0.1%的 NaOH 溶液或 HCl 溶液。 (3)为了使果胶酶充分地催化反应,应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。 (4)可通过比较果汁体积大小来判断酶活性的高低,也可以观察果汁的澄清度来判断果 胶酶活性的强弱。 探究果胶酶的特性 有一瓶酶试剂,由于标签遗失,不能确定其具体成分。为确定其成分, 做了如下
5、 6 组实验: 试管 编号 加入物质条件现象 12 mL 水10 mL 果汁室温并振荡无明显变化 22 mL 该试剂10 mL 果汁室温并振荡 果汁变 得澄清 32 mL 该试剂10 mL 果汁 煮沸后降至室 温并振荡 无明显变化 42 mL 水小段滤纸条室温并振荡无明显变化 52 mL 该试剂小段滤纸条室温并振荡无明显变化 62 mL 该试剂小段滤纸条 煮沸后降至室 温并振荡 无明显变化 (1)根据试管 2、5 可以判断该试剂的成分含有_酶,不含_酶。 (2)对照试管 2、3 可以说明果胶酶的活力受_影响。 (3)试管 2、5 说明果胶酶具有_,若要证明其活力随温度变化而变化,应选 _号试管
6、继续实验。 (4)果汁生产中,要解决的两个主要问题是: _; _。 【审题导析】 (1)要明确果胶酶的作用和特性。 (2)正确分析实验。 【精讲精析】 室温下,2 mL 该试剂能使果汁变澄清,说明该试剂中有果胶酶 ; 在正常 情况下2 mL该试剂未能使滤纸条分解, 说明该试剂中没有纤维素酶。 果胶酶能催化果胶水解, 而不能催化纤维素水解,说明酶具有专一性。煮沸冷却后的试剂不能使果汁变澄清,因为高 温使酶失去活性。果汁生产中,要解决的两个主要问题,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。在生产上人们常使用果胶酶和纤维素酶来解决 上述问题。 【答案】 (1)果胶
7、 纤维素 (2)温度 (3)专一性 2 和 3 (4)果肉的出汁率低,耗时长 榨取的果汁浑浊、黏度高,容易发生沉淀 影响果胶酶活力的因素 (1)温度和 pH。 (2)进行实验设计时注意对照实验的设计。 (3)设计酶活力随温度(或 pH)变化时应设计一系列梯度变化。 1果胶酶常在 04 下保存,其原因是( ) 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 【解析】 酶的活性受温度的影响。 酶都有一个最适温度, 但果胶酶的最适温度是 45 50 ,而不是 04 。保存果胶酶时,降低温度,使其活性降低,
8、但酶并不失活,当温度 恢复到适宜时,酶的活性也处于最高。 【答案】 C 探究 pH 对果汁澄清度的影响 某同学为探究 pH 对果汁澄清度的影响,进行实验如下: (1)操作步骤: 用榨汁机获得苹果汁匀浆,加热钝化酶活性后冷却至 50 左右 在 16 号试管中分别加入制备的苹果汁 2 mL; 加完苹果汁后,向各试管中加入相应的缓冲液 3 mL,使各试管中反应液的 pH 依次稳 定在 3、4、5、6、7、8,分别向 16 号试管中加入果胶酶 1 mL,然后进行 45 恒温水浴 ; 5 min 后过滤并用量筒测量苹果汁,记录结果。 (2)结果见下表: 试管编号123456 pH345678 结果(得率
9、)68%75%85%75%62%60% 请回答: (1)实验过程选择 45 恒温是因为只有在恒温条件下,才能排除_对结果的干 扰,而 45 是果胶酶起催化作用的_。 (2)如果反应速度过快,应当对果胶酶做怎样的调整? _。 (3)该实验得出的结论是:果胶酶发挥催化作用的最适 pH 是_,高于或低于此 pH, 酶的活力_。 (4)在本实验中该同学是否已设计对照实验?哪个因素为自变量? _。 (5)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力的高低? _ _ _ _。 【审题导析】 【精讲精析】 该实验是在教材实践案例的基础上,进一步探究 pH 对苹果汁得率的影 响, 培养学生的思维发
10、散能力和实验设计能力。 在本实验设计之前学生必须对实验设计的思 路有一个清晰的认识,必须遵循几个原则:对照原则、单一变量原则等。本实验是探究 pH 对果汁澄清度的影响,所以单一变量就应是 pH,在实验设计时应体现 pH 的变化梯度,由此 可以对照不同的结果来分析最适 pH。不同 pH 之间形成了相互对照,所以本实验中体现了对 照原则。 果胶酶的作用是将果胶分解为小分子物质, 所以苹果汁的体积就在一定程度上反应 了酶活性的大小。 【答案】 (1)温度 最适温度 (2)提高果胶酶的稀释倍数 (3)5 逐渐降低 (4)已设计(相互对照),pH (5)果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤
11、纸,因此苹果汁的体积大 小反映了果胶酶催化分解果胶的能力。在不同的 pH 下,果胶酶的活性越高,苹果汁的体积 就越大 实验中的变量 (1)自变量:也叫实验变量;是实验中所控制的因素和条件。 (2)因变量:也叫反应变量;是由于自变量引起的变化和结果。 (3)无关变量:实验中不设为自变量的变量,也可引起因变量的改变,因此要控制好无 关变量。 2探究温度对果胶酶活性的影响、pH 对酶活性的影响、果胶酶用量三个实验中,实验 变量依次为( ) A温度、酶活性、酶用量 B苹果泥用量、 pH、果汁量 C反应时间、酶活性、酶用量 D温度、pH、果胶酶用量 【解析】 实验变量也称自变量, 是指实验者所操纵的因素
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