PAGE6-課題1果膠酶在果汁生產中的作用一、選擇題1．下列與酶的活性有關的說法不精確的是(A)A．酶的活性是由蛋白質結構確定的，不受外界條件的影響B．酶的活性是指酶催化確定化學反應的實力C．酶的活性受溫度、pH等因素的影響D．酶活性的凹凸與反應物濃度無關[解析]酶的活性是由蛋白質的結構確定的，不同酶的結構不同，活性也不同；同時酶的活性又受外界條件的影響，如溫度、pH和酶的抑制劑等條件都會影響酶的活性；在其他條件不變時，確定范圍內反應速度隨底物濃度的增加而加快，當底物濃度達到確定限度時，反應速度不再變更，即反應速度大小與反應物濃度有關，但是酶活性凹凸與反應物濃度無關。2．下列關于果膠酶的說法錯誤的是(C)A．果膠酶的活性是指確定量的果膠酶催化確定量的果膠進行化學反應的實力B．溫度、pH和酶的抑制劑等條件會影響果膠酶的活性C．果膠酶能催化果膠分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁變得澄清D．生產果汁時，為了使果膠酶得到充分的利用，節約成本，須要限制好酶的用量[解析]果膠酶不僅能使果汁變得澄清，而且還能提高水果的出汁率。3．一般不作為果膠酶活性檢測指標的是(D)A．等量的果泥產生等量的果汁所用的時間B．等量的果泥在相同時間內的出汁量C．等量的果泥在相同時間內的澄清度D．等量的果泥在相同時間內產生氣泡的數量[解析]果膠酶把果膠分解為可溶性的半乳糖醛酸，能使果汁變得澄清，也能提高出汁率，所以果汁的澄清度、出汁量以及果汁的產出時間都可作為果膠分解速率即果膠酶活性的檢測指標。果膠被果膠酶分解的過程中不產生氣泡。4．探究溫度對果膠酶活性影響的試驗中，得到如下試驗結果。據此分析不正確的是(C)溫度(℃)3035404550556065707580果汁量(ml)3.54.68.610.912.311.710.15.43.94.85.6A．試驗過程中應先將蘋果泥和果膠酶分別調整到對應溫度后再混合B．為了試驗結果的科學性，各組混合處理時間和過濾果汁時間均應相同C．應在50～55℃之間設置更細溫度梯度進行試驗探究果膠酶的最適溫度D．該試驗結果表明高溫能使果膠酶失活，但高溫也可能促進果膠分解[解析]試驗過程中應先將蘋果泥和果膠酶分別調整到對應溫度后再混合，A正確；為了試驗結果的科學性和限制單一變量，各組混合處理時間和過濾果汁時間均應相同，B正確；試驗中的溫度梯度跨度較大，要想確定最適溫度，須要設置更細溫度梯度進行試驗，分析數據，應當在45～55℃(或45～60℃)之間設置更細溫度梯度進行試驗探究果膠酶的最適溫度，C錯誤；高溫可以使酶失活，由表格數據可以看出，高溫也可能促進果膠分解，D正確。5．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”不太堅決，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，不僅具有汲取細菌和毒素的作用，而且還有收斂、止瀉的功效。下列有關果膠的敘述，錯誤的是(B)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．果膠影響果泥的出汁率[解析]果膠是植物細胞壁的主要成分之一，細菌、真菌細胞壁中不含果膠。6．下列說法不正確的是(D)A．可用等量的果泥產生等量的果汁所用的時間作為果膠酶活性的檢測指標B．可用等量的果泥在相同時間內的出汁量作為果膠酶活性的檢測指標C．可用等量的果泥在相同時間內的澄清度作為果膠酶活性的檢測指標D．影響酶活性的因素有pH、溫度、酶的用量及酶的抑制劑[解析]果膠酶把果膠分解為可溶性的半乳糖醛酸，能使果汁變得澄清，也能提高出汁率，所以果汁的澄清度、相同時間內的出汁量以及等量果汁的產出時間都可作為果膠分解速率即果膠酶活性的檢測指標，A、B、C正確；影響果膠酶活性的因素有pH、溫度及酶的抑制劑，不包括酶的用量，D錯誤。7．下列有關果膠酶及與果膠酶試驗探究的有關敘述正確的是(D)A．探究果膠酶的用量時，pH不影響試驗結果B．果膠酶的化學本質為蛋白質，結構穩定，所以該試驗探究時溫度范圍可以不考慮C．探究溫度對果膠酶活性影響時，溫度、蘋果泥、果膠酶用量及反應時間等都是變量D．可以用相同時間內過濾得到的果汁體積來確定果膠酶的用量[解析]探究果膠酶用量時，pH、溫度會影響試驗結果，AB錯誤；探究溫度對果膠酶活性影響的試驗中，溫度為單一變量，其他因素保持不變，C錯誤；可以用相同時間內過濾得到的果汁體積來確定果膠酶的用量，D正確。故選D。8．如圖所示的試驗裝置用于探究溫度對凝乳酶催化乳汁凝固的影響。先將酶和乳汁分別放在2支試管中，然后將這2支試管放入同一溫度的水中水浴加熱15min，再將酶和乳汁倒入同一試管中混合，保溫并記錄凝乳所須要的時間。通過多次試驗并記錄在不同溫度下凝乳須要的時間，結果如下表所示。據此試驗，請推斷下列敘述中正確的是(B)裝置ABCDEF水浴溫度/℃102030405060凝乳時間/min不凝乳7.04.01.54.0不凝乳A．凝乳時間越長，凝乳酶的活性越高B．假如將A組的水溫漸漸提高，乳汁可以凝固C．低溫破壞了酶的分子結構，所以10℃溫度下乳汁不會凝固D．可以確定凝乳酶的最適溫度為40℃[解析]凝乳時間越長，說明凝乳酶的活性越高，A錯；低溫抑制了酶的活性，但低溫條件下酶的分子結構沒有遭到破壞，C錯誤；依據表中數據可知，40℃時酶的活性最高，但不能確定40℃是酶的最適溫度，D錯。9．下表是某同學探究溫度對果膠酶活性影響的試驗結果。該結果不能說明(C)溫度(℃)102030405060果汁量(mL)234565A．溫度影響果膠酶的活性B．40℃和60℃時酶的活性相等C．50℃是該酶的最適溫度D．若溫度從10℃上升到40℃，酶的活性將漸漸增加[解析]據表可知，50℃時果膠酶的活性最高，但試驗結果不能說明50℃是該酶的最適溫度。10．某同學用試驗來探究pH值對酶活性的影響。他打算了5份含有的等量果膠酶溶液的試管，用0.1%的鹽酸或氫氧化鈉溶液調整至不同的pH值，每支試管加五塊0.1cm3的正方體蘋果塊，試管均置于25℃室溫條件下。下列的說法中，不合理的一項是(B)A．選取pH值梯度可以是5、6、7、8、9B．為使試驗在更短的時間內完成，可以將溫度由25℃提高到大約80℃C．生成果汁量與酶活性強弱的關系是酶活性越大，果膠分解越快，生成的果汁越多D．可依據果汁的澄清度來推斷最適pH值[解析]選取pH值梯度可以是5、6、7、8、9，具有酸性、中性和堿性的pH；80℃溫度高，會使果膠酶變性失活；生成果汁量與酶活性強弱的關系是酶活性越大，果膠分解越快，生成的果汁越多，成正比；可依據果汁的澄清度，也可以依據正方體蘋果塊的大小來推斷最適pH值；所以B選項錯誤。11．下列關于“果汁中的果膠和果膠酶”試驗的敘述，正確的是(C)A．果膠是一種能使植物細胞粘合在一起的蛋白質B．加熱后果汁澄清度增大的緣由是果膠在高溫下水解C．果膠酶在果汁制作中的作用效果可用乙醇進行檢驗D．果膠的徹底水解產物是半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯[解析]果膠是組成植物細胞壁的主要成分之一，由半乳糖醛酸聚合而成的一種多糖，A錯誤；由于溫度可以影響酶的活性，加熱后溫度上升可能使果膠酶的活性增加，因此果汁澄清度增大，B錯誤；果膠不溶于乙醇而形成沉淀，果膠酶在果汁制作中可以將果膠分解而使其在乙醇中的沉淀量削減，因此果膠酶的作用效果可用乙醇進行檢驗，C正確；由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，因此果膠的徹底水解產物是半乳糖醛酸，D錯誤。故選C。12．關于探究果膠酶最適用量的試驗，下列有關敘述不正確的是(C)A各組需加入等量不同濃度的果膠酶溶液B．要保證各組具有相宜并相同的pH和溫度等條件C．須要檢測不同反應時間條件下的生成物量D．幾組試驗之間可形成相互比照，不需單設空白比照[解析]依據題干可知，本試驗的自變量是果膠酶用量，所以須要設計多個試驗組形成相互比照；每組加入等量的不同濃度的果膠酶溶液，其他無關變量(溫度、pH等)都保持相同；檢測生成物量時也要保證反應時間是相同的。二、非選擇題13．果膠酶能分解果膠等物質，可以用來澄清果蔬飲料，在食品加工業中有著廣泛的應用。回答下列問題：(1)果膠酶是分解果膠的酶的總稱，包括__多聚半乳糖醛酸酶__、果膠分解酶和__果膠酯酶__。食品工業中之所以運用果膠酶澄清果蔬飲料，是因為果膠酶能破壞植物的__細胞壁__結構。(2)微生物是生產果膠酶的優良生物資源。分別和篩選能產生果膠酶的微生物，運用的培育基應當以__果膠__為唯一碳源；為了純化該生物，須要在__固體__(填“固體”或“液體”)培育基上接種菌種，最常用的接種方法有__平板劃線法或稀釋涂布平板法__。(3)在榨制果汁前，要將果膠酶和果泥混勻保溫，目的是提高出汁率；過濾后要用果膠酶處理果汁，目的是__使果汁變澄清__。(4)依據下表試驗結果，__不能__(填“能”或“不能”)確定40℃就是果膠酶的最適溫度。1020304050607080813152515121110[解析](1)果膠是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等，它們能催化果膠的分解，瓦解植物細胞壁。(2)篩選和分別能夠產生果膠酶的微生物時，應當運用以果膠為唯一碳源的選擇培育基，為了純化該生物，須要在固體培育基上進行，最常用的接種方法有平板劃線法或稀釋涂布平板法。(3)榨制果汁前，要將果膠酶與果泥混勻保溫，目的是分解細胞壁，提高出汁率，過濾后要用果膠酶處理果汁，目的是分解果汁中的果膠，使果汁變澄清。(4)該試驗只能得出在所設計的溫度下，40℃的酶活性高，由于沒有設計40℃左右，縮小溫度梯度的試驗，如梯度為1℃的試驗，視察果汁量，因此不能確定40℃就是果膠酶的最適溫度。14．我國水果生產發展快速，由于收獲的季節性強，易造成積壓、腐爛變質的現象，為解決上述問題且滿意不同人群的需求，可以將水果加工制成果汁、果酒、果醋等。在果汁生產中要用到果膠酶，某生物探討小組為了探究果膠酶的某些特性，進行了如下試驗：(1)試驗方法：按如圖所示的依次進行操作(2)試驗結果：比照組與試驗組進行了相同時間的試驗，結果如圖所示：①圖中自變量是溫度，除此之外果膠酶的活性還受__D__影響。A．酶的濃度 B．蘋果泥的量C．水量 D．pH②圖中縱坐標還可用__蘋果汁的產量__表示。③試驗小組變更了試驗條件后重復做試驗，得到曲線乙，蘋果汁的澄清度最高點對應的橫坐標是同一位置的緣由是__同一種酶的最適溫度是確定的，不會因酶的濃度、底物的量的不同而變更__。④步驟b中在果膠酶和蘋果泥混合前，將兩者分裝在不同試管中，恒溫的目的是__避開底物與果膠酶混合時影響混合物的溫度，進而影響酶的活性__。[解析]果膠酶的活性受溫度、pH等條件的影響，而與底物的量、酶的濃度和水的加入量沒有關系，所以每一種酶的最適pH和最適溫度是確定的。衡量試驗結果的指標有兩種，一種是果汁的產量，另一種是果汁的澄清度。為使試驗中達到相應的設計溫度，保證明驗的精確性，避開因混合而造成的溫度的變更，必需使酶與底物分別保溫，待達到要求后再混合。15．果膠是植物細胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細胞壁和胞間層。在果汁生產中應用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關果膠酶和果汁生產的試驗課題。試驗用具和材料：磨漿機、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質量分數為2%的果膠酶溶液、蒸餾水等。試驗方法及步驟：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7個干凈燒杯和7支試管并分別編號。③燒杯中注入等量的蘋果泥，試管中注入等量的2%的果膠酶溶液，之后進行下面兩種操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調至4、5、6、…10。方法二：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、6、…10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。(1)請問上述哪一種方法更科學？__方法二__。理由是：__方法二的操作能夠確保酶的反應環境從一起先便達到試驗預設的pH__。(2)該試驗步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使__酶和反應物充分地接觸__，