第一节 酶的制备和应用
1．酶的性质和活力
(1)性质：
①酶是两性电解质，能在电场中移动。
②酶的水溶液具有亲水胶体的性质，不能通过半透膜。
③酶分子易受一些物理因素(如高温、紫外线等)和化学因素(如强酸、强碱、有机溶剂等)的作用而变性，从而丧失活力。
(2)酶活力：
①概念：酶活力也称为酶活性，是指酶在催化一定的化学反应时
表
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现出来的能力。
②表示方法：通常用酶促反应的速率，即酶促反应过程中单位时间内底物的减少量或产物的生产量来表示。
③影响酶活力的因素：高温、强酸、强碱、重金属盐或紫外线等都会影响酶的活力。
2．果胶与果胶酶
(1)果胶：
①分布：存在于所有高等植物细胞壁和细胞间隙中。
②作用：与植物组织中的纤维素、半纤维素、木质素以及蛋白质、无机盐离子等相互交联，使细胞组织结构坚固。
(2)果胶酶：
①概念：果胶酶是一个多酶复合体系，是所有能够分解果胶的酶的总称。
②作用：果胶酶能分解果胶，促进植物组织的分解，降低细胞内容物的黏度。
③应用：广泛应用于饲料、食品、纺织、造纸等行业中。
3．制备果胶酶并观察其作用
(1)制备果胶酶
上清液(含果胶酶)
(2)观察果胶酶对苹果匀浆液的作用
制作苹果匀浆液
↓
设置对照实验
↓
观察现象并得出结论
探讨1：某果汁公司生产的一种蜜枣汁鲜甜爽口、营养丰富，但是在试生产时，由于果汁中有一种果胶，造成果汁产量低且有沉淀，你如何解决这一问题？
提示：在果汁生产中加入果胶酶把果胶分解。
探讨2：在提取果胶酶的过程中要注意哪些事项？
提示：酶活力的高低受温度、pH、激活剂等多种因素的影响。提取果胶酶要在低温、偏酸性和用NaCl作激活剂的条件下进行。
一、酶活性的影响因素
1．温度
酶活力随温度的变化而变化的趋势可用下图表示：
(1)温度从t1到t时，随着温度的升高，酶活力逐渐增强。
(2)温度从t到t2时，随着温度的升高，酶活力逐渐降低直到全部丧失。
(3)t3、t4条件下，酶活力相同。
(4)温度为t时酶的活力最高，即t为该酶的最适温度。
2．pH
每种酶都有一定的最适pH范围。例如，果胶酶最适pH范围为3～4。过酸、过碱都会使酶发生不可逆失活。
3．酶的激活剂与抑制剂
(1)有时加入酶的激活剂可以提高酶活力。例如，NaCl可以提高果胶酶的活力。
(2)加入酶的抑制剂后可以降低酶活力，甚至使酶失去活力。例如，Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等重金属离子对果胶酶有抑制作用。
二、探究果胶酶活力因素的实验设计
1．探究温度和pH对果胶酶活力的影响
(1)实验原理：
①当酶处于最适温度或最适pH时，酶的活力最高。
②若温度过高、过酸或过碱，则导致酶变性失活。
③在一定范围内，果肉的出汁率和果汁的澄清度与果胶酶的活力成正相关。
(2)实验操作
流程
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：
温度或pH对果胶酶活力的影响
(3)结果分析：
①根据实验数据绘制出温度和pH对果胶酶活力(用酶反应速度表示)影响的曲线图(如图a、b)；不同果胶酶用量对出汁率影响的曲线图(在浓度和体积相同的条件下，如图c)；并最终得到果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的最适用量。
②由于初次实验的梯度变量选择目的性不强，选择的范围有可能出现过高或过低的情况，这可以从画出的曲线中反映出来，如图所示，实验中可以根据出现的曲线进一步选择合适的梯度变量。
2．探究果胶酶的用量
(1)实验原理：在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。
(2)实验过程：
浙公网安备 33021202002483