第41讲 酶的应用和蛋白质的提取和分离
[考纲明细] 1.酶活力测定的一般原理和方法 2.酶在食品制造和洗涤等方面的应用 3.制备和应用固定化酶 4.蛋白质的提取和分离
知识自主梳理
一 酶的应用
1．果胶酶在果汁生产中的作用 (1)果胶
①作用：01植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一；在果汁加工中，会影响02出汁率并使果汁浑浊。
②成分：是由03半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。 ③特点：不溶于水。 (2)果胶酶
①组成：果胶酶是指分解果胶的一类酶的总称，包括04多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
②作用：果胶酶能够瓦解05植物细胞的细胞壁及胞间层，把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，从而使果汁变得澄清，并提高水果的出汁率。
(3)酶的活性及影响酶活性的因素
①酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。
②表示方法：酶的活性可以用在一定条件下，酶所催化的06某一化学反应的反应速度来表示。
③酶反应速度：酶反应速度用单位时间内、单位体积中07反应物的减少量或产物的增加量来表示。
④影响酶活性的因素：温度、pH和08酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性。 (4)影响果汁质量的物质和处理方法
①榨取果汁过程中存在的问题：出汁率低，耗时长，果汁混浊，黏度高，易
发生沉淀。
②影响果汁质量的物质：纤维素、果胶。 ③处理方法：酶解法。
2．探究影响果胶酶活性因素实验的分析
(1)实验原则：单一变量原则、对照性原则。严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。
(2)实验原理：果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，酶的活性最高，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
制备果泥 ↓
设置一系列09具有梯度的pH或温度 ↓
加入果胶酶反应一段时间
↓ 过滤果汁
(4)分析：该实验的自变量是10温度或pH，因变量是11酶的活性，检测因变量是通过12测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。
(5)无关变量
①探究最适温度时，pH为无关变量；探究最适pH时，温度为无关变量。 ②探究果胶酶的最适用量时，最适用量是在温度、pH等适宜条件下测出来的，如果无关变量改变，最适用量也会发生变化。
1．(选修1 P44旁栏思考)为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？
提示 将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影
响果胶酶活性的问题。
2．(选修1 P44旁栏思考)在探究温度或pH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？
提示 需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。
3．(选修1 P44旁栏思考)想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？
提示 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。
4．(选修1 P44旁栏思考)当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？
提示 温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。
3．加酶洗衣粉在洗涤中的作用 (1)加酶洗衣粉和酶制剂
加酶洗衣粉是指含有13酶制剂的洗衣粉，常用的酶制剂有四类：14蛋白酶、脂肪酶、15淀粉酶和纤维素酶。
(2)加酶洗衣粉的去污机理 种类 蛋白酶 洗涤原理 16蛋白质蛋白酶――→ 17小分子洗涤的物质种类 血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢 肽＋氨基酸 脂肪酶 脂肪酶18脂肪――→甘油＋19脂肪酸 淀粉酶 淀粉酶20淀粉――→麦芽糖＋21葡食品的油渍、人体皮脂、口红 来自面条、巧克力等的污垢
萄糖 纤维素酶
1．(选修1 P46旁栏思考)查阅资料，看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分？ 提示 普通洗衣粉中通常包含有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。
2．(选修1 P48课后习题)比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同？ 提示 相同点 普通洗衣粉 加酶洗衣粉 纤维素酶纤维素――→葡萄糖 棉纺织品 表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等。 酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。 不同点 4．酵母细胞的固定化 (1)固定化酶的应用实例：高果糖浆的生产 ①反应机理：葡萄糖
葡萄糖异构酶22――→果糖。
②固定化酶的反应柱示意图
③生产过程
将24葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上
↓
放入底部有许多小孔的25反应柱内?酶颗粒不能通过，反应液能通过?
↓
葡萄糖溶液从反应柱26上端注入
↓
流经反应柱，与葡萄糖异构酶接触
↓
果糖从反应柱27下端流出
④固定化酶技术的特点：使生产成本大大降低，同时提高了果糖的产量和质量。
(2)固定化细胞技术
①概念：利用28物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，叫作固定化酶和固定化细胞技术。
②方法
名称 29包埋法 原理 将酶或微生物细胞均匀地包埋在细微网格中 利用共价键、离子键将酶分30化学结合法 子或细胞相互连接起来 通过物理吸附作用，把酶或31物理吸附法 细胞固定在载体表面 图示 (3)制备固定化酵母细胞 ①酵母细胞的固定化方法
第11单元 第41讲 酶的应用和蛋白质的提取和分离-2024届高考一轮复习生物讲义
