果膠酶在果汁生產中的作用
1。
果膠是植物
細胞壁
以及
胞間層
的主要組成成分之一，
它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶於水。在果汁加工中，果膠的存在易導致果汁出汁率低，果汁渾濁。
果膠酶
能將果膠分解成可溶性的
半乳糖醛酸
，瓦解植物的
細胞壁及胞間層
，使果汁變得澄清。
2。
果膠酶是一類酶總稱，包括
果膠分解酶
、
多聚半乳糖醛酸酶
、
果膠酯酶
等。
3。
酶的活性是指酶
催化一定化學反應
的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學反應的
反應速度
來表示。在科學研究與工業生產中，酶反應速度用單位
時間
內、單位
體積
中
反應物
的減小量或
產物
的增加量來表示。
4
。影響酶活性的因素包括
溫度 、PH、酶的
啟用劑和
抑制劑
等。
5。
在〔探究溫度對酶活性的影響〕的實驗設計中，自變數是
溫度
；根據
單一變數
原則，應確保各實驗組相同的變數（無關變數）有：
底物
的量及濃度、
酶
的用量和濃度、混合物的
pH
、水浴
時間
、實驗器材等等。只有這樣才能保證只有
溫度
一個變數對果膠酶的活性產生影響。在實驗中將
果泥
和
果膠酶
分裝在不同的試管中恆溫處理，保證了
底物和酶
在
混合
時的溫度是相同的。
6。
在〔探究PH對酶活性的影響〕的實驗中，只須將上述實驗的
溫度
梯度改成
pH
梯度，並選定一個
適宜的溫度
進行水浴加熱。反應液中的pH可以透過體積分數為0。1%的
氫氧化鈉或鹽酸
溶液進行調節。此實驗中
不同的pH
梯度之間進行相互對照。
7。
在〔探究果膠酶的用量〕的實驗中，果膠酶的用量是建立在
最適溫度和最適pH
基礎之上的。此時研究的變數是
果膠酶的用量
，其他因素都應
保持不變
。實驗時可以配製
不同濃度
的果膠酶溶液，也可以只配制
一種濃度
的果膠酶溶液，然後使用不同的
體積
即可。
8。
果膠酶將果膠分解為可以透過
濾紙
的小分子物質，因此
蘋果汁的體積
大小反應了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的
活性
越大，蘋果汁的
體積
就越大。
4.2
探討加酶洗衣粉的洗滌效果
1。
加酶洗衣粉是指含
酶製劑
的洗衣粉，目前常用的酶製劑有
蛋白酶、脂肪酶、澱粉酶和纖維素酶
四類。
2。
普通洗衣粉中含
磷
，汙水排放可能導致水體
富營養化
，使微生物和藻類大量繁殖造成水體汙染。加酶洗衣粉可以降低
表面活性劑和三聚磷酸鈉
的用量，使洗衣粉朝
低磷無磷
的方向發展，減少對環境的汙染。
3。
應用最廣泛、效果最明顯的是
鹼性蛋白酶
和
鹼性脂肪酶
。前者能將
血漬、 奶漬
等含有大分子蛋白質水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使汙跡容易從衣物上脫落，所以
蛋白類
纖維織物（
羊毛、蠶絲
等）不能用加酶洗衣粉來洗滌。脂肪酶可以將脂肪分解成
甘油和脂肪酸
；澱粉酶可以將澱粉分解成
可溶性麥芽糖和葡萄糖
，纖維素酶可以將纖維素分解成
葡萄糖
，以達到
去汙
的目的。
4。
衣物的洗滌不僅要考慮到
洗滌效果
，還要考慮
衣物的承受能力
、洗滌
成本
等因素。
5。
實驗設計要遵循
單一變數
原則、
對照
原則和
等量
原則，比如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物汙漬的洗滌效果有何不同時，自變數是
不同種類的洗衣粉
，其他條件應完全一致；同時
等量
的普通洗衣粉與加酶洗衣粉處理
相同
的汙漬物形成
對照
實驗。
6。
〔不同種類的酶洗衣粉對同一汙漬的洗滌效果〕的實驗原理是：不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有
專一性
，所以對不同汙漬的
洗滌效果
不同。
8。
比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉去汙原理的異同
普通洗衣粉
加酶洗衣粉
相同點
表面活性劑可以產生泡沫，將油脂分子分散開，水軟化劑可以分散汙垢等
不同點
酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易溶於水，從而與纖維分開
4.3
酵母細胞的固定化
1。
高果糖漿是指
果糖
含量為42%的糖漿，作為
蔗糖
的替代品，高果糖漿不會像蔗糖那樣誘發
肥胖、糖尿病、齲齒
和
心血管
病，對人類的健康更有益。
2。
將葡萄糖轉化為果糖的酶是
葡萄糖異構酶
。酶對
高溫、強酸、強鹼
及
有機溶劑
等條件非常敏感，容易使
分子結構
遭到破壞而失活。
3。
在大規模的反應中，酶在溶液中
很難回收
，不能重複利用還影響產品品質，
固定化酶
技術解決了這個難題。
4。
固定化酶技術是將
酶
固定在不溶於水的
顆粒狀載體
上裝到一個
反應柱
內。生產過程中，將
葡萄糖
溶液從反應柱的
上端
注入流過反應柱，與
葡萄糖異構
酶接觸，轉化成
果糖
從反應柱的
下端
流出。反應柱能連續使用半年，
降低了生產成本，提高了果糖的產量和質量。
5。
固定化酶只能固定一種酶，而化學反應往往是
一序列酶促反應
過程，使用
固定化細胞
技術使微生物的
發酵
過程變成連續的
酶促反應
，且對酶活性的影響較
小
。
6。
固定化酶和固定化細胞是利用
物理或化學
方法將酶或細胞固定在一定
空間
內的技術。包括
包埋
法、
化學結合
法和
物理吸附
法。一般來說，
酶
更適合採用化學結合法和物理吸附法固定，而
細胞
多采用包埋法固定化，這是因為
細胞個大，而酶分子很小。體積大的細胞難以被吸附或結合，而體積小的酶很容易從包埋材料中漏出。
7。
包埋法固定化細胞即將微生物細胞均勻包埋在不溶於水的
多孔性載體
中，常用的載體有
明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維
素和聚丙烯醯胺
等。
7。
酵母細胞的固定化實驗操作包括
製備固定化酵母細胞
和
用固定化酵母細胞發酵
兩個步驟。
8。
製備固定化酵母細胞包括：
酵母菌的活化
、配製物質的量為0。05mol/L的
Cacl 2
溶液
、配製
海藻酸鈉
溶液、海藻酸鈉溶液與酵母細胞混合（
要海藻酸鈉溶液冷卻後才能加入酵母細胞，防止高溫殺死酵母細胞）
、固定化酵母細胞五個步驟。
10。
在缺水狀態下，微生物處於
休眠
狀態。酵母細胞的活化是指加
蒸餾水
使其代謝加快恢復
正常生活狀態
的過程。
11。
加熱使海藻酸鈉溶化
是操作中最重要的一環，要注意
小火間斷
加熱並不斷
攪拌
，防止焦糊。
10。
凝膠珠是否製備成功可用用手
擠壓
，如果
不破裂
，沒有
液體
流出，就表明凝膠珠的製作成功；也可在實驗桌上
用力摔打
，如果很容易
彈起
，也表明凝膠珠的製備的是成功的。
11。
如果製作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明海藻酸鈉的濃度
偏低
，固定的酵母細胞數目
較少
；如果形成的凝膠珠不是
圓形或橢圓形
，則說明海藻酸鈉的濃度
偏高
，製作失敗，需要再作嘗試。
12。
利用固定的酵母細胞發酵產生
酒精
，可以看到產生了很多
氣泡
，同時會聞到
酒味
。