蔬果蛋白酶消化能力大比拼

作者: 林子健香港特别行政区圣保罗男女中学附属小学

新鲜菠萝是我爱吃的水果,而果冻是我至爱的甜品。我想用新鲜菠萝制作果冻,但试了好多次都不成功。爸爸告诉我是因为新鲜菠萝含有酶。于是,我便对蔬果中的酶产生了研究兴趣。

为了弄清楚什么是“酶”,以及它是如何影响果冻制作的,我到图书馆借阅了相关书籍并在网上搜集了资料。原来酶是一种化学物质,有加快化学反应和分解物质的能力,如蛋白酶能消化蛋白质。酶有几千种,人和动物的身体会制造酶,蔬菜和水果中也含有不同的酶。果冻的主要成分是明胶和胶原蛋白,而新鲜菠萝含有分解蛋白的蛋白酶。为了让大家更加清楚地认识到什么是酶以及它的消化能力,我设计了一个新颖但简单的实验,利用果冻、几种蔬果汁和1枚硬币,来了一场蔬果蛋白酶消化能力大比拼。

实验材料:

无色果冻(明胶)粉、蛋白酶蔬果汁、针筒、小塑胶药瓶、开孔的药瓶胶盖(孔的直径长短和5元硬币直径相同)、5元硬币、洋葱汁、奇异果汁、木瓜汁、菠萝汁。

场地布置:

实验材料准备好,我们就可以开始布置比拼场地啦!这次比拼的场地布置比较简单,把盛有果冻的小塑胶药瓶和已开孔的药瓶胶盖组合起来即可。

比赛规则:

把一种蛋白酶(即蔬果汁)注满针筒,再把3毫升的蔬果汁从针筒透过已开孔的盖滴进盛有果冻的小塑胶药瓶内;把一枚5元硬币从开孔的盖放进药瓶里的果冻上,并记录硬币下降的距离和时间。每种蔬果汁重复以上步骤三遍。

用不同的蔬果汁进行上述实验,便可比较使用不同蛋白酶的实验结果。

蔬果蛋白酶消化能力实验

实验原理:

蛋白酶的活性越强,便可以越快把承托着硬币的果冻胶原蛋白“吃掉”,即硬币在哪种蔬果汁中移动(下沉)的距离越大或越快,哪种蔬果的蛋白酶消化能力就越强。因此,这个实验的结果可以用来比较不同蔬果蛋白酶的相对强度。

赛况报道:

1.硬币在每个实验中都被果冻“吃掉”了,即洋葱、奇异果、木瓜和菠萝都含有蛋白酶;实验结果亦说明了木瓜和菠萝等含有蛋白酶的蔬果为何被广泛用于食品加工(如松肉粉)和化妆品生产(如软肤膏)等用途。

2.果冻“吃”硬币的过程随蔬果汁改变。这说明本实验使用的蔬果含有不同的蛋白酶(根据我搜集的资料,奇异果、木瓜和菠萝的蛋白酶有专用名称,但洋葱没有);从综合数据图的趋势线走向可以判断,每种蛋白酶的活性都不一样,其中奇异果的蛋白酶消化果冻胶原蛋白的能力相对较强。

3.果冻吃硬币实验的准确性。我的实验结果跟记载于科学文献中使用专业测量仪器和特殊化学制剂得出的实验结果相近。

蔬果蛋白酶消化果冻的相对速度

实验结论:

目前小学和初中阶段关于酶的实验都是定性的(如只能证明蛋白酶的存在),而高中和大学阶段的相关实验都是需要特殊测量仪器和化学制剂进行操作的。这次科学探究只利用了一枚硬币、果冻和几种蔬果汁,便量化及形象地展示了“酶”的消化能力。实验的设计看似简单,其实非常新颖。实验结果清楚准确地说明:蛋白酶能消化果冻的胶原蛋白;洋葱、奇异果、木瓜和菠萝都含有蛋白酶;不同蔬果含有的蛋白酶消化能力并不一样;奇异果的蛋白酶消化果冻胶原蛋白的能力相对较强。

(该作品获第三十一届全国青少年科技创新大赛一等奖,有删改)

(指导老师/温芷羚 插画绘制/KIKI酱)