Module: Enzymen maken het leven makkelijker 1. opzet module ...

Module: Enzymen maken het leven makkelijker
De leerlingen maken kennis met het beroep van biotechnoloog en doen onderzoek naar het gebruik van enzymen
in de bereiding van voedingsmiddelen.
Inhoud
1. opzet module
2. voorbereidingen practicum
3. meetresultaten
4. theorie
Bijlagen
A. achtergrondinformatie opleiding en beroep
B. antwoorden op de opdrachten
1. opzet module
Tijdsduur: 50 minuten en huiswerk ter voorbereiding en afsluiting
Benodigdheden
w voldoende kopieën van de werkbladen voor opdrachten en practicum
(werkbladen voor het practicum en de opdrachten zijn los te downloaden van www.proef.info/docent)
w practicummaterialen en -stoffen (zie verder)
Aantal leerlingen: practicum in viertallen (afhankelijk van het aantal leerlingen, en het aantal beschikbare
waterbaden voor de bekerglazen)
Niveau: havo 3
Na deze module kunnen leerlingen:
w de werking en eigenschappen van enzymen beschrijven
w verschillende richtingen binnen het vakgebied biotechnologie benoemen
w filtreren
Mogelijke lesindeling
docentenhandleiding
tijd (min.) onderwerpen begeleider leerlingen
vooraf opdracht 1: enzymen maken uitdelen introtekst en - lezen interview
het leven makkelijker bijbehorende opdrachten - maken opdrachten
0-5 introductie uitdelen en uitleggen luisteren
practicumopdracht
5-45 practicum: enzymen in - uitdelen practicumvoorschrift uitvoeren practicum
appelsap - begeleiden practicum
45-50 afronding nabespreken practicum luisteren
huiswerk opdracht 2: werken als maken opdracht
als biotechnoloog
Enzymen maken het leven makkelijker

Enzymen maken het leven makkelijker
2. Voorbereidingen practicum
De leerlingen werken in groepjes van vier en splitsen zich binnen die groep op in twee tweetallen. Eén groep bereidt
appelsap met pectinase, de andere groep bereidt appelsap met water (blanco). In de wachttijd kunnen de leerlingen
eventueel aan de slag met opdracht 2.
Benodigdheden
stoffen verkrijgbaar bij
appels (een halve appel per groepje van vier leerlingen), supermarkt
neem een niet al te harde appel, dit vereenvoudigt
het ‘prakken’ van de appel
pectinase Van der Kooy (online bestellen, € 2,- voor 100 mL.
Levertijd ongeveer twee werkdagen)
www.vanderkooyjubbega.nl/pectinase-100-mL.html
water school
materialen per groepje verkrijgbaar bij
2 pipetten school
2 bekerglazen (250 mL) school
2 maatcilinders (10 mL), roerstaven
en trechters
school
waterbad school
filtreerpapier (2) school
2 lepels, 2 schilmesjes, snijplank school
2 stopwatches school
1 watervaste stift school
Veiligheid
Dit appelsap is NIET drinkbaar. De hoeveelheid enzym is veel groter dan in appelsap dat in de handel is. Voorzichtigheid
met messen is geboden. Als er enzym wordt gemorst, moet dit onmiddellijk opgeveegd worden. Was of spoel het
oppervlak met ruim water. Dit omdat het enzym pectinase een afbrekende werking heeft op celwanden. Dat maakt de
stof irriterend voor de huid, maar ook slecht voor de houten practicumtafel. Let op: mensen met een appelallergie
moeten voorzichtig zijn bij het snijden en prakken van de appel.
Voorbereiding door ToA/docent
Twee reageerbuizen klaar zetten per viertal:
w 10 mL water
w geschilde appels in kwarten
w 10 mL pectinaseoplossing: 1 mL pectinase met 9 mL water
Zet ook een reservesetje reageerbuizen klaar.

3. Meetresultaten
Pectinase toevoegen aan een halve appel levert na 15 minuten ongeveer 7 mL appelsap op. Zonder pectinase levert de
proef beduidend minder sap (ongeveer 3 mL) op.
4. Theorie
Pectine is een polymeer in vruchten. De lange strengen van pectine zorgen ervoor dat er veel water kan worden vastgehouden.
Pectinase breekt pectine af. Bij deze afbraak raakt de appel zijn vermogen om water vast te houden kwijt,
en verliest dus meer sap. Meer informatie over de werking van pectinase op: enzymes.co.uk/answer24_pectinase.htm
Enzymen maken het leven makkelijker

Enzymen maken het leven makkelijker
bijlage A
Achtergrondinformatie opleiding en beroep
Hieronder vind je meer informatie over de opleiding biotechnologie. Je kunt deze informatie gebruiken bij de inleiding
van de module.
Hbo-opleiding Biotechnologie
Micro-organismen worden gebruikt om grote hoeveelheden commercieel interessante stoffen te produceren. Ze worden
ook gekweekt voor onderzoek naar erfelijke ziektes. Een biotechnoloog weet veel over de processen in (micro)biologische
systemen en hoe je die kunt beïnvloeden en toepassen.
De opleiding
In het eerste jaar van de opleiding maakt de student onder meer in het laboratorium kennis met het vakgebied van de
biotechnologie. Op het rooster staan vakken als biologie en biochemie, scheikunde, natuurkunde, procestechnologie en
informatica, maar ook communicatie, management, Engels en ethiek. Je werkt vaak met andere studenten samen aan projecten.
In de hoofdfase van de opleiding verdiepen studenten zich verder in de lesstof. Ze lopen enkele stages en kiezen
in het derde jaar voor een verdiepende of een verbredende minor. De opleiding wordt afgerond met een afstudeeronderzoek,
bijvoorbeeld bij een laboratorium van een universitair medisch centrum of een farmaceutisch bedrijf.
Na de studie mag je de titel Bachelor of Applied Science (BAS) voeren.
De opleiding Biotechnologie wordt op meerdere plekken in Nederland op hbo-niveau aangeboden.
Kijk op www.proef.info voor een actueel overzicht.
Beroepsbeeld
In de biotechnologie gaat het om biologische systemen en micro-organismen, eiwitstructuren, DNA en bacteriën. Onderzoek
en ontwikkeling vormen de kern van het werk van de biotechnoloog. Onderzoek naar de verbetering van producten
– levensmiddelen, diervoeders, medicijnen, bestrijdingsmiddelen –, ontwikkeling van nieuwe producten, verbetering
van milieuzaken, ziekteresistentie, nieuwe behandelingsmethoden, nieuwe medicijnen. Alles afhankelijk van de specialisatie
die je kiest. Als biotechnoloog kun je werken in de levensmiddelen- en farmaceutische industrie en bij bedrijven,
academische centra en laboratoria. Je kunt je bezighouden met milieutechnologie, dierlijke productie, plantenveredeling,
milieutechnologie of bodemonderzoek.
Belangrijke eigenschappen/competenties
Allereerst moeten chemie/scheikunde en biologie je in hoge mate interesseren. Een biotechnoloog moet in staat zijn
zelfstandig een experiment op te zetten, en dat nauwkeurig en resultaatgericht uit kunnen voeren. Analytisch vermogen
is noodzakelijk, evenals een goede rekenvaardigheid. Een goede beheersing van het Engels is aan te bevelen, omdat de
meeste wetenschappelijke artikelen over onderzoek geschreven worden in het Engels. Je moet accuraat kunnen werken,
doorzettingsvermogen hebben, goed zijn in precies en delicaat handwerk en goed kunnen samenwerken. Op bepaalde
terreinen is ethiek een belangrijk punt in dit vakgebied.

Antwoorden op de opdrachten
‘ opdracht 1: Enzymen in wasmiddelen
bijlage B
Vraag A. De verbinding die omgezet moet worden, heeft een zodanige structuur dat hij precies past op het enzym.
Vraag B. Bij deze temperaturen werken de enzymen niet of nauwelijks.
Vraag C. Zie onderstaande tabel.
Vraag D. Enzym 2 is het meest geschikt voor de omschreven omstandigheden. Het is het meest actief voor de neutrale pH
en de temperaturen tussen 30-40 °C. Ook is de reactiesnelheid voor de omzetting van vuil het gunstigst.
Antwoorden practicum
Vraag A. Pectinase breekt de celwand van appels af, waardoor het sap beter vrij kan komen.
Vraag B. Het enzym werkt het beste bij een temperatuur tussen 37 en 42 °C.
enzym 1 enzym 2 enzym 3
actief bij lage pH (pH9 x x
meest actief bij lage temperatuur x
meest actief bij 40 °C x
zet vuil snel om als er weinig vuil is, maar langzaam x
als er veel vuil is
zet vuil snel om, of er nu veel of weinig vuil is x
hoe meer vuil er is, hoe meer er wordt omgezet x
Vraag C. Door de appel in kleine stukjes te snijden, vergroot je het oppervlak. Hierdoor is er een groter gebied waarop
de enzymen in kunnen werken.
Enzymen maken het leven makkelijker

Enzymen maken het leven makkelijker
‘ opdracht 2. Argumententabel (meerdere antwoorden mogelijk)
bedrijf (product) specialisatie argumenten voor argumenten tegen
de toepassing de toepassing
genetisch gemodificeerde milieu- of planten- - resistente zaden zijn - risico’s gemodificeerde
zaden van Monsanto biotechnologie ongevoelig voor insecten- zaden niet bekend
plagen, dus grotere oogst - onnatuurlijk
- gehele zadenproductie
in handen van één
bedrijf
DNA-thuistest medische biotechnologie - thuis testen is handig, - hoe juridisch
van Consanguinitas goedkoop, snel waterdicht is een
- biedt zekerheid over iets thuistest?
belangrijks als vaderschap - toekomstperspectief:
voor alles een DNA-testje
in huis? Wat zijn de
ethische aspecten die
daarmee gepaard gaan?
Yakult met toegevoegde levensmiddelen- - helpt je darmen met - vanuit natuurlijk
bacteriën technologie spijsvertering oogpunt zorgen je
darmen zelf wel voor het
evenwicht