专题27 酶的应用考点考点1酶在果汁生产、洗涤等方面的应用酶在果汁生产、洗涤等方面的应用一、果胶酶在果汁生产中的作用一、果胶酶在果汁生产中的作用1.果胶(1)果胶的成分与存在:果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物,不溶于水。(2)果胶与果汁加工:果胶影响出汁率,会使果汁浑浊。2.果胶酶(1)成分:果胶酶并不是特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称。(2)作用:将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸,使出汁率提高,也使浑浊的果汁变得澄清。知识清单3.果胶酶的应用(1)水果加工业:水果中的果胶经果胶酶水解后,可降低果汁的黏度,有助于压榨;在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起到澄清作用,还可促使葡萄汁中的酒石酸发生沉淀;果胶酶可用于橘子脱囊衣,制造果粉和低糖果冻。(2)饲料工业:果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合,可降解植物细胞壁中的果胶和纤维素,促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质等释放出来,从而提高了饲料的营养价值;果胶酶可降低饲料的黏度,促进饲料在动物消化道内的消化吸收。组成作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等催化果胶水解成为可溶性半乳糖醛酸纤维素酶C1酶Cx酶葡萄糖苷酶纤维素纤维二糖葡萄糖名师点拨名师点拨果胶酶与纤维素酶的比较4.探究影响果胶酶活性的因素(温度或pH)的实验(1)实验原则:遵循单一变量原则、对照原则,严格控制变量,尽量减少无关变量的影响。(2)实验原理:果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响,在最适温度或pH时,活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。(3)实验流程二、加酶洗衣粉在洗涤中的作用二、加酶洗衣粉在洗涤中的作用1.加酶洗衣粉:指含酶制剂的洗衣粉。2.酶制剂的种类与洗涤原理种类洗涤原理洗涤的物质种类蛋白酶蛋白质小分子肽或氨基酸血渍、奶渍等脂肪酶脂肪甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红等淀粉酶淀粉麦芽糖、葡萄糖来自面条等的污垢纤维素酶使纤维的结构变得蓬松棉纺品的表面浮毛 3.对加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法(1)判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法:可在洗涤后比较污物的残留状况,如已消失、颜色变浅、面积缩小等。(2)加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法:实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则,如在探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时,以洗衣粉的种类为自变量,其他条件完全一致;同时,普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照。(3)变量分析实验自变量因变量无关变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果洗衣粉种类(普通和加酶)洗涤效果水的用量,污物的量,实验用布的质地与大小,不同洗衣粉的用量,搅拌、洗涤时间等探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果加酶洗衣粉中酶的种类探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响 温度知能拓展知能拓展1.一般说来,丝绸类的衣物不可以使用加酶洗衣粉洗涤,是因为蛋白酶会水解蛋白质类的丝绸。2.酶的催化作用需要适宜的温度,用温水浸泡衣物可以缩短衣物的浸泡时间,加快洗涤。3.人体皮肤细胞有蛋白质,使用加酶洗衣粉后如不彻底清洗双手,就会使手的皮肤受到腐蚀,而使人患过敏性皮炎、湿疹等。例例1(2015江苏沭阳期中,39)某生物兴趣小组研究在生产果汁的过程中果胶酶的最适用量。合理设置果胶酶用量的梯度后,可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。(1)材料用具:制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为2%的果胶酶溶液、质量分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸。(2)实验步骤:取6支试管,编号16,分别加入,调节pH至4.8。向16号试管中分别加入,然后放入45恒温水浴装置中。过滤苹果泥并记录。(3)实验分析:该实验的自变量是,因变量是。酶的活力通常用来表示,即用酶促反应过程中单位时间内底物的减少量或产物的生成量来表示。解析解析(2)取6支试管,编号16,分别加入等量的苹果泥,调节pH至4.8。向16号试管分别加入不同体积的质量分数为2%的果胶酶溶液,然后放入45恒温水浴装置中保温相同时间。过滤苹果泥并记录果汁体积。(3)该实验的自变量是果胶酶的用量,因变量是苹果泥的出汁量。酶的活力通常用酶促反应的速率来表示。答案答案(2)等量的苹果泥不同体积的果胶酶溶液保温相同时间果汁体积(3)果胶酶的用量苹果泥的出汁量酶促反应的速率考点考点2固定化酶和固定化细胞固定化酶和固定化细胞一、固定化酶和固定化细胞技术一、固定化酶和固定化细胞技术1.概念:利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术。2.方法名称原理图示包埋法将酶或微生物细胞均匀地包埋在细微网格中化学结合法利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互连接起来物理吸附法通过物理吸附作用,把酶或细胞固定在载体表面3.适用对象一般来讲,酶更适合用化学结合法和物理吸附法固定化,而细胞多采用包埋法固定化,这是因为体积大的细胞难以被吸附或结合,而体积小的酶则易从包埋材料中漏出。二、固定化酶与固定化细胞的比较二、固定化酶与固定化细胞的比较固定化酶固定化细胞固定酶的种类一种一系列适用方法化学结合法、物理吸附法包埋法特点优点酶既可与反应物结合,又可与产物分离,固定在载体上的酶可反复利用成本低,操作容易缺点一种酶只能催化一种或一类化学反应可能导致反应效率下降实例固定化葡萄糖异构酶固定化酵母细胞三、制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵三、制备固定化酵母细胞及用固定化酵母细胞发酵特别提醒特别提醒1.细胞的固定化要在严格无菌条件下进行;对制备的海藻酸钠溶液、CaCl2溶液以及注射器等器材进行严格灭菌。2.溶化海藻酸钠时采用小火或间断加热法,防止海藻酸钠焦糊。3.海藻酸钠溶液浓度过高,将很难形成凝胶珠;浓度过低,凝胶珠所包埋的酵母细胞数量少。例例2(2015安徽安庆二模,31节选)下图为制备固定化酵母细胞用于葡萄酒生产的流程图。酵母细胞活化配制CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞发酵葡萄汁葡萄酒葡萄醋(1)本实验采用的包埋法,而制备固定化酶则不宜用此方法,原因是。实验过程中用CaCl2溶液处理的目的是。(2)在利用葡萄酒制作葡萄醋时,除控制好温度等条件外,还要注意控制气体条件,因为醋酸菌是(好氧/厌氧/兼性厌氧)型细菌。(3)为筛选出能高效利用淀粉的转基因酿酒酵母菌,将该工程菌接种在的固体平板培养基上,培养一定时间后,加入碘液,选择的菌落进一步纯化培养。解析解析(1)酶分子很小,容易从包埋材料中漏出,因此固定化酶的制作一般不使用包埋法。Ca2+与海藻酸钠反应形成不溶于水的海藻酸钙凝胶,故制备固定化酵母细胞时常用CaCl2溶液处理。(2)醋酸菌是好氧型细菌,在利用醋酸菌制作葡萄醋时,除控制好温度等条件外,还要注意控制气体条件。(3)利用淀粉作为唯一碳源的固体平板培养基可以筛选出能高效利用淀粉的转基因酿酒酵母菌,筛选时,加入碘液,能分解淀粉的细菌处会出现透明圈,其他部分则呈蓝色。答案答案(1)酶分子很小,容易从包埋材料中漏出Ca2+与海藻酸钠反应形成不溶于水的海藻酸钙凝胶(2)好氧(3)淀粉作为唯一碳源透明圈大