果胶酶的制作方法及作用(教学用)
果胶酶的生产与应用研究
果胶酶的生产与应用研究引言：果胶酶是一种具有广泛应用价值的酶类，可以提取自多种植物和微生物中。
它在食品、医药和生物科技领域中有着重要的作用。
本文将探讨果胶酶的生产方法和其应用研究的现状，以及其在食品和医药产业中的潜在应用前景。
一、果胶酶的生产方法1. 从植物中提取：传统的从植物中提取果胶酶的方法主要包括机械法和酶解法。
机械法指的是通过研磨、搅拌等物理力量来释放果胶酶。
而酶解法则是通过添加外源酶来加速果胶的分解过程。
这两种方法在大规模生产中往往效率低下且成本较高。
2. 通过微生物发酵生产：通过微生物发酵生产果胶酶是一种高效、经济的方法。
目前，主要利用大肠杆菌、毕赤酵母等微生物进行大规模生产。
通过改良微生物的基因工程技术，可以提高果胶酶的产量和活性。
二、果胶酶的应用研究现状1. 食品工业中的应用：果胶酶在食品工业中有广泛的应用，如果汁和果酱的生产过程中可用于果胶的降解，使得果汁和果酱更加浓稠。
此外，果胶酶还可以用于面包的加工和调味料的制备中，以改善产品的质地和口感。
2. 医药领域中的应用：果胶酶具有抗炎、抗肿瘤和免疫调节等多种生物活性，因此在医药领域有着广阔的前景。
研究表明，果胶酶可以用于治疗人类白血病和胰腺癌等恶性肿瘤，并能有效减轻患者的症状。
三、果胶酶在食品产业中的潜在应用前景1. 提高产品品质：果胶酶可以在果汁和果酱制备过程中改善产品的质地和口感，使其更加浓稠和顺滑，提升消费者的口感体验。
2. 促进食品加工的创新与改良：果胶酶可以应用于面包和调味料的制备中，使得产品更加柔软可口，并增加产品的活性成分。
3. 降低生产成本：通过优化果胶酶的生产工艺和提高产量，可以降低生产成本，提高企业的竞争力。
4. 促进食品工业的可持续发展：果胶酶是一种天然的酶类，不会对环境造成污染，符合可持续发展的要求。
结论：果胶酶的生产和应用研究已经取得了一定的突破，其在食品和医药产业中的应用前景广阔。
未来的研究应该进一步优化果胶酶的生产工艺，提高产量和活性，以满足不断增长的市场需求。
《果胶酶的制作方法及作用》 学习任务单
《果胶酶的制作方法及作用》学习任务单一、学习目标1、了解果胶酶的定义、来源和分类。
2、掌握果胶酶的制作方法，包括传统方法和现代生物技术方法。
3、理解果胶酶在食品、纺织、造纸等领域的作用机制和应用。
4、能够通过实验或实际案例分析，评估果胶酶的效果和影响。
二、学习资源1、相关教材和学术文献：《生物化学》、《酶工程》、《食品生物技术》等。
2、在线课程和教学视频：各大在线教育平台上的相关课程。
3、实验设备和材料：若有条件，可准备进行果胶酶制作和应用的实验所需的设备和材料。
三、学习内容（一）果胶酶的基础知识1、定义和性质果胶酶是指分解果胶的一类酶的总称，包括果胶酯酶、果胶水解酶和多聚半乳糖醛酸酶等。
它是一种具有催化作用的蛋白质，能够分解果胶物质，使其结构发生改变。
2、来源和分类果胶酶可以从植物、微生物（如细菌、真菌）中提取。
根据作用方式和底物特异性的不同，可分为内切果胶酶、外切果胶酶和果胶酯酶等。
（二）果胶酶的制作方法1、传统提取方法（1）从植物材料中提取：选取富含果胶酶的植物组织，如苹果、柑橘皮等，经过破碎、压榨、过滤、离心等步骤，获得粗酶液，再通过沉淀、透析、层析等方法进行纯化。
（2）从微生物发酵液中提取：培养能够产生果胶酶的微生物，如黑曲霉、根霉等，通过发酵培养获得含有果胶酶的发酵液，然后进行分离和纯化。
2、现代生物技术方法（1）基因工程：通过克隆果胶酶基因，将其导入合适的宿主细胞（如大肠杆菌、酵母等）中进行表达，从而获得大量的果胶酶。
（2）蛋白质工程：对天然果胶酶的基因进行改造，以优化其性能，如提高酶的活性、稳定性和特异性等。
（三）果胶酶的作用1、在食品工业中的作用（1）果汁生产：果胶酶能够分解水果中的果胶，使果汁澄清，提高出汁率，改善口感和色泽。
（2）果酒酿造：有助于果酒的澄清和过滤，提高酒的稳定性和品质。
（3）果蔬加工：可用于软化果蔬组织，便于后续的加工处理。
2、在纺织工业中的作用（1）麻纤维脱胶：去除麻纤维中的果胶等杂质，提高纤维的质量和柔软度。
果胶酶的制作及对苹果匀浆的作用-北师大版选修1生物技术实践教案
果胶酶的制作及对苹果匀浆的作用一、实验目的本实验旨在掌握果胶酶的制作方法，并通过对苹果匀浆中果胶酶的应用，了解果胶酶在果汁生产中的作用。
二、实验原理果胶酶是一种酶类，其可以将果胶分子中的苯基甲酸与甲酸酯键裂解，使得多聚果胶分解成低聚果胶或者单体果胶，从而起到分解果胶、降低黏稠度的作用。
因此，果胶酶被广泛地应用于果汁生产中的浑浆处理过程中。
三、实验器材•热水浴器•50mL锥形瓶•5mL量筒•口径适宜的漏斗•邮票式电子天平•空心玻璃管四、实验材料•食品级苹果浆•果胶酶•磷酸盐缓冲液•无水酒精五、实验步骤1. 制备酶制剂1.将果胶酶粉末称取适量（推荐用蛋白质含量25%~40%的复合果胶酶），加入磷酸盐缓冲液中。
2.用邮票式电子天平对酶粉加入液体进行称重，使称重误差控制在0.001g以内。
3.在热水浴器中保持60℃恒温2h。
4.添加等体积的无水酒精混合，放置雪柜中1h沉淀。
5.用空心玻璃管取出上清液，放置雪柜中储存备用。
2. 实验操作1.将30mL苹果浆倒入50mL锥形瓶中。
2.加入3mL前一步制备的果胶酶制剂。
3.在热水浴器中保持50℃恒温1h。
4.用适当的漏斗过滤液体，得到果汁。
六、实验结果及分析通过观察实验结果，可以发现经过酶制剂处理后的果汁明显比原来的果浆流动性更好，粘度降低。
这一现象说明果胶酶能够有效地降低果汁的粘度，提高果汁的流动性，加速果浆的分离过程。
七、实验注意事项1.实验中用到的仪器、试剂，要认真核对检查是否与实验操作步骤相符合，严格按照实验操作步骤加以使用。
2.在制备果胶酶制剂时，要避免酶粉受潮和受污染，以及加入过多或过少磷酸盐缓冲液等不当操作。
3.实验操作时，应根据实验室的实际情况适当调整实验步骤，确保实验能够安全、顺利进行。
4.实验结果可能会受到许多因素的影响，如实验人员误操作，实验条件不同等，应加以注意并合理解释结果。
八、实验延伸本实验基于果胶酶对果汁黏稠度的影响展开，可以延伸到对其他果汁的研究中，如考虑果胶酶作用于柑橘汁、西瓜汁、菠萝汁等果汁中的效果等等，能够加深我们对果胶酶在果汁生产中的作用认知。
果胶酶的生产工艺
果胶酶的生产工艺
果胶酶的生产工艺包括以下几个步骤：
1. 选材：选用高果胶含量的水果，如苹果、梨、柿子、西瓜等。
2. 切碎：将选好的水果清洗干净后切碎，以便于后续的提取。
3. 溶解：将切碎的水果加水溶解在酸性条件下，如pH值为3-5左右，可使用柠檬酸、醋酸等。
4. 液态发酵：在酸性条件下，将加入酸的果汁加入产果胶酶的微生物（如大肠杆菌、酵母菌）中进行液态发酵。
发酵温度通常在25-30，发酵时间根据不同的微生物而有所不同。
5. 固态发酵：将果汁与产酶微生物混合后，加入发酵介质，如豆粕、麦麸、玉米粉等，进行固态发酵。
发酵温度通常在35-45，发酵时间需3天以上。
固态发酵可以提高酶的产量和保存时间。
6. 分离提取：将发酵后的混合物过滤或离心，得到果胶酶，可通过超滤、逆流、醋酸盐析等方法进一步纯化。
7. 调整活性：根据实际需要，可以通过加温、调节pH值等方法调整果胶酶的
活性。
8. 包装保存：将调整好活性的果胶酶装入适当的包装中，如瓶装、袋装等，存放在低温干燥处，以延长保存期限。
果胶酶的生产工艺
果胶酶的生产工艺果胶酶是一种重要的工业酶，广泛应用于食品、医药和化工等领域。
果胶酶的生产工艺主要分为发酵法和微生物共代谢法两种。
发酵法是目前最常用的果胶酶生产工艺。
其主要步骤如下：1. 菌种培养：选择高效果胶酶生产菌株，并进行预培养。
预培养在适宜的培养基中进行，培养条件包括温度、pH值和培养时间等。
2. 发酵产酶：将预培养好的菌株接种到大规模发酵罐中，进行主发酵。
主发酵条件需调控合适，包括温度、pH值、发酵时间和转速等。
主发酵过程中，菌体会分泌出大量的果胶酶。
3. 分离与纯化：主发酵结束后，将发酵液进行固液分离，得到含果胶酶的液体部分。
然后通过酒精沉淀、离心和过滤等步骤进行粗提纯，将酶从其他杂质中分离出来。
4. 浓缩与干燥：将粗提纯后的果胶酶液进行浓缩，通常采用薄膜浓缩或离心浓缩。
然后将浓缩后的果胶酶溶液进行干燥，通常采用喷雾干燥或冷冻干燥技术。
5. 成品包装：将经过干燥的果胶酶进行包装，常见的包装方式包括塑料袋、铝箔袋和灌装瓶等。
另外，微生物共代谢法也是一种常用的果胶酶生产工艺，主要步骤如下：1. 菌种培养：选择具有果胶酶合成代谢途径的菌株，并进行预培养。
预培养条件与发酵法类似。
2. 子代发酵：将预培养好的菌株接种到适宜的培养基中，进行子代发酵。
子代发酵的目的是增加菌株的数量并促进果胶酶的合成。
3. 产酶代谢产物提取：子代发酵结束后，通过离心和过滤等方法，将微生物中的产酶代谢产物提取出来。
4. 分离与纯化：将提取的产酶代谢产物进行分离纯化，通常采用柱层析、超滤和透析等方法将果胶酶从其他杂质中分离出来。
5. 浓缩与干燥：与发酵法类似，将纯化后的果胶酶溶液进行浓缩和干燥，最终得到成品。
总的来说，果胶酶的生产工艺主要包括菌种培养、发酵产酶、分离与纯化、浓缩与干燥以及成品包装等步骤。
不同的生产工艺会根据具体情况和需求进行选择。
《果胶酶在果汁生产中的作用》生物教案
《果胶酶在果汁生产中的作用》生物教案一、教学目标1.知识目标：理解果胶酶在果汁生产中的作用，掌握果胶酶的基本性质和应用方法。
2.能力目标：通过实验操作，提高学生的实践操作能力和观察能力。
3.情感目标：培养学生对生物科学的兴趣，提高环保意识。
二、教学内容1.果胶酶的定义与特性2.果胶酶在果汁生产中的作用3.果胶酶的应用方法4.实验操作三、教学重点与难点1.教学重点：果胶酶在果汁生产中的作用及其应用方法。
2.教学难点：果胶酶的活性测定及实验操作。
四、教学过程（一）导入1.通过展示果汁图片，引导学生思考果汁生产过程中可能存在的问题。
2.提问：同学们知道果汁生产中有哪些关键技术吗？（二）果胶酶的定义与特性1.介绍果胶酶的来源、定义及分类。
2.讲解果胶酶的化学结构、生物活性及作用机理。
3.分析果胶酶的特性，如：稳定性、专一性、活性受温度、pH值等因素影响。
（三）果胶酶在果汁生产中的作用1.讲解果胶酶在果汁生产中的主要作用，如：提高出汁率、改善果汁品质、降低能耗等。
2.分析果胶酶在不同果汁生产中的应用效果，如：苹果汁、橙汁、葡萄汁等。
（四）果胶酶的应用方法1.介绍果胶酶的添加方法，如：直接添加、预混合添加等。
2.讲解果胶酶的使用技巧，如：添加量、添加时间、温度控制等。
（五）实验操作1.实验目的：通过实验了解果胶酶的活性及其在果汁生产中的应用效果。
2.实验材料：果胶酶、果汁原料、实验仪器等。
3.实验步骤：a.准备实验材料，称量果胶酶、果汁原料。
b.将果胶酶与果汁原料混合，搅拌均匀。
c.观察果胶酶对果汁品质的影响，如：出汁率、色泽、口感等。
d.记录实验数据，分析实验结果。
2.提问：同学们还能想到其他生物技术在果汁生产中的应用吗？3.拓展：介绍果胶酶在其他食品加工领域的应用，如：果酱、果五、教学反思1.通过本节课的学习，学生是否掌握了果胶酶在果汁生产中的作用及其应用方法？2.实验操作是否顺利，学生是否能够独立完成实验任务？3.教学过程中是否存在不足之处，如何改进？六、教学评价1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、发言积极性和实验操作能力。
《果胶酶的制作方法及作用》 学习任务单
《果胶酶的制作方法及作用》学习任务单一、学习目标1、了解果胶酶的定义和分类。
2、掌握果胶酶的制作方法。
3、理解果胶酶在不同领域的作用。
二、学习内容（一）果胶酶的定义和分类果胶酶是指分解果胶的多种酶的总称，它主要包括果胶酯酶、果胶水解酶和原果胶酶等。
果胶是植物细胞壁的重要组成成分，存在于水果和蔬菜中。
（二）果胶酶的制作方法1、微生物发酵法微生物发酵是生产果胶酶的常用方法之一。
首先，需要筛选出能够产生果胶酶的优良微生物菌株，如黑曲霉、青霉等。
然后，将这些菌株在适宜的培养基中进行培养。
培养基的成分通常包括碳源（如葡萄糖、蔗糖等）、氮源（如铵盐、硝酸盐等）、无机盐和生长因子等。
在一定的温度、pH 值和通气条件下，微生物会大量繁殖并分泌果胶酶。
培养结束后，通过离心、过滤等方法将微生物细胞与发酵液分离，再对发酵液进行浓缩和纯化，得到果胶酶成品。
2、基因工程法随着生物技术的发展，基因工程法也被用于果胶酶的生产。
首先，从产生果胶酶的微生物中克隆出果胶酶基因，然后将其导入到合适的宿主细胞（如大肠杆菌、酵母等）中。
通过对宿主细胞的培养和诱导表达，使其产生大量的果胶酶。
最后，对表达产物进行分离和纯化，获得高纯度的果胶酶。
（三）果胶酶的作用1、在食品工业中的作用（1）果汁生产在果汁生产过程中，果胶酶可以分解水果中的果胶，降低果汁的黏度，提高出汁率。
同时，它还能使果汁澄清，改善果汁的口感和品质。
（2）果酒酿造果胶酶可以分解葡萄等水果中的果胶，有利于葡萄汁的提取和发酵，提高果酒的产量和质量。
（3）食品加工在果酱、果冻等食品的加工中，果胶酶可以调整果胶的含量和性质，改善产品的质地和口感。
2、在纺织工业中的作用在麻类纤维的脱胶过程中，果胶酶可以分解纤维表面的果胶物质，使纤维分离得更加容易，提高纺织纤维的质量。
3、在造纸工业中的作用果胶酶可以用于处理造纸原料中的果胶，改善纸张的强度和质量，降低生产成本。
4、在环境保护中的作用果胶酶可以用于处理含有果胶的废水，降低废水的化学需氧量（COD）和生物需氧量（BOD），减少环境污染。
2017-2018学年高中生物第章酶技术-果胶酶的制作方法及作用同步备课教学案
第5课时果胶酶的制作方法及作用[学习导航] 1.阅读教材P28～29内容，认识果胶、果胶酶，掌握果胶酶的制作。
2.结合教材P30～31内容，观察果胶酶对苹果匀浆的作用。
[重难点击] 1.概述果胶酶和果胶的概念。
2.尝试果胶酶的制作。
3.观察果胶酶对苹果匀浆的作用。
一、果胶、果胶酶及其应用在生产中，制作果汁时往往出汁率低、耗时长，而且果汁浑浊、易沉淀，人们常使用果胶酶来解决这些问题。
1.果胶果胶广泛存在于高等植物特别是水果和蔬菜的组织中，是植物细胞胞间层和初生壁的重要成分，在植物的细胞组织中起着黏合的作用，它的分解会引起细胞的离散。
2.果胶酶(1)概念：是能够分解果胶的多种酶的总称，除了含有果胶分解酶外，还含有少量的纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。
工业上生产的果胶酶全部是复合酶。
国产的果胶酶多是利用黑曲霉菌种，经深层液体培养发酵后制得，含有酯酶、水解酶和裂解酶3个组分。
(2)分布：广泛存在于植物果实和微生物中。
(3)应用：在果蔬汁生产中，使用果胶酶的主要目的是提高果汁产量，降低果汁的黏度，有利于果汁的浓缩，同时还可改进果汁的透明度、可过滤性和稳定性。
3.酶技术(1)酶技术中的重要内容包括酶的分离提纯及大批量生产。
酶的提取及分离纯化的基本任务是把酶从生物体中提取出来，并使之达到与使用目的相适应的纯度。
(2)由于使用的目的、环境不同，对酶的纯度要求差异很大。
①工业上用的酶制剂，用量大，要求纯度不高，如纺织业上的织物退浆、皮革业中的动物皮脱毛等使用粗酶制剂即可。
②食品工业对酶制剂纯度有一定的特殊要求。
③在一些特定情况下，如鉴定酶、研究用酶和静脉注射用酶等，需要用纯化的酶。
1.果胶、果胶酶(1)从果胶是植物细胞胞间层和初生壁的重要成分方面思考，果胶对果汁生产有哪些不利影响？答案①果胶会影响出汁率；②果胶还会使果汁浑浊。
(2)果胶酶是否特指分解果胶的一种酶？该酶的化学本质是什么？答案①否，果胶酶是分解果胶的多种酶的总称；②果胶酶的化学本质是蛋白质。
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5、果胶酶来源于哪？
植物，酵母菌，细菌，霉菌
果胶酶
果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间
层，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的半乳
糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。
果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类
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。
实验
一.果肉的出汁率低,耗时长． 二．榨取的果汁浑浊，黏度高， 易发生沉淀．
2、果胶对果汁制作的影响？
影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。
3、什么是果胶酶？
它是分解果胶的一类酶的总称，包括半 乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。
4、果胶酶在果汁制作中的作用是什么？
① 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解 为半乳糖醛酸。
果胶
果胶酶 半乳糖醛酸
② 提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。
怎样解决？
制作果汁要解决两个问题
一.果肉的出汁率低,耗时长．
二．榨取的果汁浑浊，黏度高， 易发生沉淀．
使用果胶酶
（一）果胶酶的作用
阅读课本P42的内容，思考下列问题： 1、什么是果胶，其单体是什么？ 2、果胶对果汁制作的有何影响？
3、什么是果胶酶？
4、果胶酶在果汁制作中的作用是什么？ 5、果胶酶来源于哪？
果胶酶有什么作用？ 为什么能够提高 水果的出汁率并使果 汁变得澄清？
专题4
酶的研究与应用
课题1 果胶酶在水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品种 多、数量大。但由于收获的季节性强，易造成积压 滞销，腐烂变质。
• 水果的加工技术，不仅可以缓解产销矛盾，而且能 够提高产品的附加值，满足人们不同层次的需求。 水果的加工包括制作果汁、果干、果粉和果酒等。
思考讨论
酶普遍存在于动、植物和微 生物中，将酶从生物组织或 细胞以及发酵液中提取出来， 可加工成具有一定纯度标准 的生化酶制剂。 酶具有 哪些独特的优 点其本质和作 用场所是什么?
●催化效率 ●专一性强 ●作用条件温 和 酶的本质主要是蛋 白质,少数是RNA. 在生物体内外均可 发挥作用
基础知识
1、果胶
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。
基础知识
（一）果胶酶的作用
1、什么是果胶，其单体是什么？
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。
思考： 要破坏植物的细胞壁， 你有什么方法 ，结果一样吗？
1、酶的概念 酶是活细胞所产生的具有催化作用 的一类特殊的有机物；
2、酶的本质 蛋白质（大多数）或RNA； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸 3、酶的功能 酶能降低化学反应的活化能，从而 使反应能够迅速的进行。在各种化 学反应中起催化作用 4、酶的特性 （1）高效性 （2）专一性 （3）多样性 （4）反应条件的温和性