关键概念
食品科学
化学
明胶
水果
酶
热
介绍
你有没有注意到，如果你正在制作明胶甜点，比如 JELL-O，不建议使用某些水果，比如菠萝？这是为什么呢？ 这些水果可能会阻止明胶凝固。 在这项活动中，你将确定某些水果中的某些酶是否会阻止明胶凝胶化——以及是否有办法在不破坏你的明胶甜点的情况下仍然加入这些水果！
背景
如果你喜欢制作明胶甜点，包装盒上通常建议不要添加某些种类的水果，包括菠萝、猕猴桃、芒果、姜根、木瓜、无花果或番石榴。 人们在添加这些水果时很难让明胶凝固。 明胶由胶原蛋白制成，胶原蛋白是一种存在于所有动物体内的结构蛋白。 胶原蛋白存在于身体的许多部位，有助于赋予动物结构或形状。 明胶是胶原蛋白的混合物，当你烹饪它时会凝固，因为它的蛋白质会形成缠结的网状口袋，从而捕获水和其他成分。 明胶冷却后，蛋白质仍然缠结在一起。 这就形成了你颤巍巍的明胶甜点。
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上面列出的水果含有蛋白酶，蛋白酶是酶。 酶有助于发生某些化学反应。 蛋白酶特别像一把剪刀，帮助发生将其他蛋白质切割成碎片的反应。 在这项活动中，你将探索这些蛋白酶是否阻止了明胶凝固（通过将明胶的胶原蛋白切割成小碎片，使其不再能够缠结在一起并形成半固体结构）。 为了做到这一点，你将通过加热来灭活这些蛋白酶。
材料
• 一杯以下类型的水果中的一种，应含有蛋白酶：无花果、姜根、番石榴、猕猴桃、芒果、木瓜或菠萝。 确保水果是新鲜的。
• 刀
• 切菜板
• 量杯
• 水
• 炉灶
• 水果/蔬菜蒸锅（可选）
• 锅，足够大，可以容纳三杯液体
• 时钟
• 三个塑料杯或玻璃杯，每个至少 12 盎司大小
• 胶带和永久性记号笔或笔（可选）
• 明胶混合物（如 JELL-O），足够制作三杯明胶
• 三个用于搅拌的器具，如勺子或叉子
• 冰箱
准备
• 你可能需要一位成年人帮忙切水果和使用炉灶。
• 小心切碎一杯新鲜水果。
• 煮半杯切好的水果。 通过蒸或煮水果（约四分之一杯水）五分钟来完成此操作。 煮熟的水果看起来怎么样？
• 将生水果添加到一个塑料杯或玻璃杯中，将煮熟的水果添加到另一个塑料杯中。 如果很难通过观察来区分生水果和熟水果，你可能需要标记杯子（用胶带和永久性记号笔或笔）。
步骤
• 按照包装说明制作明胶甜点。 你将需要准备至少三杯液体明胶。
• 将一杯明胶液体添加到每个装有水果的杯子中，并将第三杯份量添加到一个空杯子中。 你现在应该有三个装有明胶液体的杯子。
• 彻底搅拌每个杯子里的内容物。 使用不同的干净器具来搅拌每个杯子。
• 将所有三个杯子放入冰箱冷藏，记下你将它们放入冰箱的时间。
• 在将杯子放入冰箱一小时后，检查每个杯子中明胶的稠度。 继续每小时检查一次它们的稠度，直到没有水果的杯子中的明胶凝固。 （这可能需要大约四个小时。）在哪些条件下明胶会凝固？在哪些条件下明胶保持液体状态？有没有介于两者之间的案例？
• 你的结果告诉你关于蛋白酶如何影响明胶凝固过程以及热量如何影响蛋白酶的什么信息？
• 附加题：在这项活动中，你探索了含有蛋白酶的水果，但许多水果不含蛋白酶。 你可以重复这项活动，使用苹果、蓝莓、橙子、覆盆子和草莓——所有这些都不含蛋白酶。 当使用不含蛋白酶的水果时，明胶凝固得如何？
• 附加题：嫩肉粉含有与这项活动中探索的水果中发现的蛋白酶相同的一些蛋白酶。 尝试用嫩肉粉制作明胶甜点（通过将一茶匙 [tsp.] 嫩肉粉溶解在一茶匙水中，然后将其添加到一杯明胶液体中）。 用嫩肉粉制作的明胶能凝固吗？ 如果加热嫩肉粉溶液，酶是否会失活？
• 附加题： 你在这项活动中使用了热量来灭活水果中的蛋白酶，但其他温度和条件也可能灭活蛋白酶。 冷冻水果会灭活蛋白酶吗？ 其他工艺，如干燥或罐装，会灭活蛋白酶吗？ 观察和结果
装有生水果的杯子是否保持液体状态？ 装有熟水果和未添加水果的杯子是否像正常一样凝固了？
通常，明胶中的胶原蛋白会形成缠结的网状结构，将水和其他成分捕获在其中，从而在明胶冷却时赋予其半固体形式。 蛋白酶可以切割蛋白质，从而使明胶无法凝固。 在这项活动推荐的水果中有几种不同的蛋白酶，使用任何这些新鲜水果都应该导致明胶不能很好地凝固，甚至根本不能凝固。 然而，加热水果（通过煮沸或蒸）应该会灭活蛋白酶，并且由此产生的明胶混合物应该像正常一样凝固（或几乎正常——如果在添加明胶时水果很热，则凝固的明胶可能比没有水果的杯子中的明胶略微不牢固）。 菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶（分别来自菠萝和木瓜）通常用于嫩肉粉。 然而，还有几种其他水果蛋白酶，例如放线菌蛋白酶（来自猕猴桃）、无花果蛋白酶（无花果）和姜蛋白酶（姜）。
清理
你可能会喜欢美味的水果和明胶甜点。 务必将其存放在冰箱中，直到食用。
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本活动由 科学伙伴合作呈现