两张简图说清“果汁中的果胶和果胶酶”实验

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  1 实验流程
  (1) 将材料处理成匀浆。
  (2) 取烧杯,编号为A、B,各加入5 mL匀浆液。
  (3) 烧杯A中加入10 mL黑曲霉提取液或果胶酶溶液,烧杯B中加入10 mL水,搅拌。
  (4) 取4支试管,编号1~4,各取4 mL灴杯A中的液体放入1、2管,各取4 mL烧杯B中的液体放入3、4管。
  (5) 將1、3号试管加热,2、4号试管不加热,观察4号试管的变化,记录。
  (6) 一段时间后,再向1~4号试管中各加入95%的乙醇4 mL,观察变化,记录。
  2 实验流程配图及说明(图1)
  在家中榨汁时,水果组织块多,出汁率低,浑浊,并且口感不好,所以需要想办法提高出汁率、澄清度和果汁口感。果胶不仅是植物细胞壁的主要成分之一,同时还起到了“捆绑”细胞成为组织的作用。教材中的实验就是利用果胶酶和果胶甲酯酶将果胶水解,让组织散开,甚至破坏细胞壁,得到的组织细胞,从而提高果汁的澄清度,另外,部分细胞破裂后细胞内容物渗出,这些物质溶解在果汁中使得果汁口感变好。
  实验步骤如图2所示,其中第②步,烧杯A中果胶酶对匀浆中的组织起作用后,促使组织分散,所以A烧杯固形物减少。又因为果胶酶会水解植物细胞的细胞壁,细胞内的物质渗出,烧杯A的果汁口感好于烧杯B。与此同时B烧杯的匀浆中仍有较多固形物。很多学生认为第④步中加热的作用是使酶失活。但学生忽略了实验过程中已经间歇搅拌20~30 min,后面的加热虽然会使酶失活,但不是主要目的。第④步加热的主要目的应是“促进果胶从果浆中的释放,热处理增加了果胶的聚合度,从而增加了果汁的黏度”。如果日常生活中家里有做过山楂酱或是草莓酱,学生结合看到的现象就能理解加热会破坏细胞,但不会使果胶分子分解,果胶从果浆中释放后,等温度下降,会逐渐聚合成“果胶集团块”,所以加热后会更浑浊些。最后1~4号试管在第④步后的结果见表1。
  在以上实验的基础上,1~4号试管各加入了4 mL 95%的乙醇。乙醇可用于果胶的鉴定,加入乙醇,会促使果胶分子从果汁中析出,析出后的“果胶团”沉淀至试管底部。实验结果见表2。
  所以澄清度是根据试管中悬浮液中固形物有多少来判断的,而试管底部的沉淀物是看加完酒精后析出的果胶量。
  参考资料:
  吴相钰,刘恩山.生物学·选修1·生物技术实践[M].杭州:浙江科技出版社,2016:33.
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