探討加酶洗衣粉的洗滌效果

XX牌加酶洗衣粉成分：堿性蛋白酶等用法：洗滌前先將衣物浸于含適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時(shí)。使用溫水效果更佳。注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料。用后洗凈雙手。下面請看某工廠生產(chǎn)的一種加酶洗衣粉的包裝袋的使用說明書什么是加酶洗衣粉？它和普通洗衣粉有什么不同？為什么洗滌前先需將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時(shí)？為什么切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料？用后需洗凈雙手？請思考下面問題加酶洗衣粉普通洗衣粉VS它們有什么不同一.基礎(chǔ)知識(shí)（一）普通洗衣粉主要成分：表面活性劑，水軟化劑，堿劑，漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑，香精和色素等。（二）加酶洗衣粉是指含有

的洗衣粉。目前常用的酶制劑有四類：

、

、

、

。酶制劑蛋白酶脂肪酶淀粉酶纖維素酶1.蛋白酶：蛋白質(zhì)多肽氨基酸蛋白酶肽酶應(yīng)用：有助于取出例如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢2.脂肪酶應(yīng)用：可以催化水解各類動(dòng)植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢。脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶3.淀粉酶應(yīng)用：可以去除例如來自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有淀粉的污垢。淀粉麥芽糖葡萄糖淀粉酶麥芽糖酶4.纖維素酶纖維素葡萄糖纖維素酶應(yīng)用：去除棉紡織品表面的浮毛，使洗滌后的棉紡織品柔軟蓬松，織紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適。作用：堿性纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深層的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，從而達(dá)到更好的去污效果。應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是：

和

。堿性蛋白酶堿性脂肪酶衣物上常見的污垢，一般為有機(jī)污漬，如汗?jié)n、食物、灰塵等。有機(jī)污漬一般都是酸性的，使洗滌溶液處于堿性狀態(tài)有利于這類污漬的去除，所以洗衣粉中都配入了相當(dāng)數(shù)量的堿性物質(zhì)。（三）影響酶活性的因素：

、

和

。酸堿度溫度表面活性劑2.為什么說加酶洗衣粉能減少對環(huán)境的污染？加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染。不能，因?yàn)橄匆路壑械谋砻婊钚晕镔|(zhì)會(huì)降低酶的活性。將基因工程生產(chǎn)出的酶用特殊水溶性物質(zhì)包裹起來，與洗衣粉的其它成分隔離開來。1.酶能直接添加到洗衣粉中嗎？為什么？科學(xué)家是如何解決這一難題的？思考：二.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本課題探究加酶洗衣粉的三個(gè)問題是：（一）普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果有什么不同？（二）在什么溫度下使用加酶洗衣粉效果最好？（三）添加不同種類的酶的洗衣粉，其洗滌效果有哪些不同？思考：3個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么？因變量：相同洗滌時(shí)間后污染物殘留狀況或洗干凈污物所需的時(shí)間（一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果1、實(shí)驗(yàn)原理生活中的各種污漬主要是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、淀粉等多種不溶于水的有機(jī)物，這些有機(jī)物能在相應(yīng)的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有機(jī)物2、遵循原則實(shí)驗(yàn)變量為洗滌劑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循單一變量原則、對照性原則有效的控制其他變量，如水的用量、污染物的量，所用實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時(shí)間，3、實(shí)驗(yàn)操作流程（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布的制?。喝∫欢康奈廴疚镏瞥扇芤?，取等量的污染物滴加在相同大小、質(zhì)地的新布上稱取等量的洗衣粉：用天平準(zhǔn)確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉（2）實(shí)驗(yàn)過程①取兩只大燒杯并編號(hào)，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。②將制好的污染布和洗衣粉（一組為污染布和普通洗衣粉，另一組為污染布和加酶洗衣粉）分別放入兩只燒杯中。③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行。④過相同的時(shí)間后觀察洗滌效果。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論加酶洗衣粉的效果好⑴A同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案存在問題嗎？若有問題，請說明存在的問題。⑵你同意B同學(xué)觀點(diǎn)嗎？請說明理由⑶影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有哪些？1.閱讀[資料一]：如何有效地控制變量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的不同：有問題。未說明控制相同的適宜溫度；玻璃棒攪拌的強(qiáng)度難于控制相同等。不同意。B同學(xué)忽略了實(shí)驗(yàn)中變量的控制問題。水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量、洗滌方式、衣物的布料、大小及浸泡時(shí)間和洗滌時(shí)間等。1、分析資料二溫度梯度設(shè)置并不恰當(dāng)和完善，主要是梯度差值偏大。在達(dá)到最適溫度之前提高溫度，可以增加酶促反應(yīng)的速度，每提高反應(yīng)溫度10度，所增加的反應(yīng)速度稱為反應(yīng)的溫度系數(shù)，對于許多酶來說，這個(gè)系數(shù)為1－2，也就是每增高10度，酶反應(yīng)速度增加1－2倍，假定用上述梯度測得40度時(shí)洗滌效果最好，但并不能說最適溫度就是40度①結(jié)論（二）子課題二：探究加酶洗衣粉使用時(shí)的最適溫度②改進(jìn)制取同樣的污染布，稱取等量的同一種洗衣粉，分幾個(gè)溫度不同的試驗(yàn)組，溫度梯度可設(shè)為20、25、30、35、40、45、50、55度，若測出在40度時(shí)洗滌效果最好，可設(shè)置更細(xì)的試驗(yàn)組如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至測出具體的最適溫度①實(shí)驗(yàn)原理酶的活性受溫度的影響，最適溫度時(shí)酶的活性最大，去污力最強(qiáng)，高于或低于此溫度酶的活性降低，去污力下降②洗滌效果的判斷可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)③材料器具：加酶洗衣粉、雞血、新白棉布、蒸餾水、燒杯、滴管、溫度計(jì)、恒溫水浴鍋、玻璃棒、量筒、直尺、天平等⑤實(shí)驗(yàn)步驟④實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（1）制取帶有污物的實(shí)驗(yàn)用布將等量的雞血滴到7塊大小相同的、質(zhì)地相同的新布上（2）稱取1g加酶洗衣粉：用天平準(zhǔn)確的稱取等量的同種加酶洗衣粉（1）配制系列溫度梯度水溶液取大燒杯7只，用量筒量取500ml的蒸餾水放入其中。然后將7只燒杯分別放入250C、300C、350C、400C、450C、500C、550C的恒溫水箱加熱。（2）將制好的污染布和稱好的洗衣粉分別放入7只燒杯中。（3）用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行，持續(xù)保持各自的溫度。（4）過相同的時(shí)間后觀察洗滌效果實(shí)驗(yàn)中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過程；模擬攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同實(shí)驗(yàn)遵循的原則：單因子變量的原則和對照原則⒉[資料二]：考慮實(shí)際生活中的具體情況請從實(shí)際生活的具體情況分析，下面是兩個(gè)同學(xué)對實(shí)驗(yàn)溫度的設(shè)置方案：甲同學(xué)：實(shí)驗(yàn)的溫度設(shè)為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃乙同學(xué)：實(shí)驗(yàn)的溫度設(shè)置為5℃、15℃、25℃、35℃你認(rèn)為哪一位同學(xué)的溫度設(shè)置更為妥當(dāng)？為什么？乙同學(xué)更妥當(dāng)，因?yàn)樵诳紤]溫度的同時(shí)還應(yīng)考慮實(shí)際生活中洗衣時(shí)操作是否方便及成本問題。建議水溫的控制：通常情況下春、夏、秋、冬四季可分別選取15℃、35℃、25℃、5℃探究溫度對加酶洗衣粉效果的影響：（三）子課題三：不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果1、實(shí)驗(yàn)原理不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專一性，所以對不同污漬洗滌效果不同2、實(shí)驗(yàn)步驟①取30塊大小相同的白棉布，分成6組，每組5塊，依次編號(hào)1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b…6a、6b、6c、6d、6e。（a為蛋白酶處理組，b為脂肪酶處理組，c為淀粉處理組，d為復(fù)合酶處理組，e為普通洗衣粉組)②制取帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布給第一組白布滴加雞血，待血漬擴(kuò)散停止后，記錄血漬面積按同樣的方法給第2－6組分別滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、顏料，并記錄污漬面積③將上述白棉布分別放入30個(gè)已編號(hào)的燒杯中，各注入500ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌使白棉布濕透④溫度控制燒杯均放入溫度為45度的水浴鍋⑤洗衣粉洗滌給1a－6a號(hào)燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，給1b－6b號(hào)燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，給1c－6c號(hào)燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，給1d－6d號(hào)燒杯中加入等量的復(fù)合酶洗衣粉，給1e－6e號(hào)燒杯中加入等量的普通酶洗衣粉，各燒杯均攪拌洗滌10分鐘后，用清水漂洗3次，晾干（6）記錄結(jié)果：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入下表。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：編號(hào)123456污漬類型雞血牛奶菜油番茄汁墨水染料洗滌效果蛋白酶脂肪酶淀粉酶復(fù)合酶普通洗衣粉3.[資料三]：不同類型的加酶洗衣粉的洗滌效果請你預(yù)測洗滌效果：用無效、一般、好來描述污染物蛋白酶洗衣粉復(fù)合酶洗衣粉普通洗衣粉油漬血漬汗?jié)n注：油漬的主要成分：脂肪血漬的主要成分：血紅蛋白汗?jié)n的主要成分：無機(jī)物及灰塵等一般好一般好好一般一般一般一般四、課題延伸1.“衣領(lǐng)凈”含高效表面活性劑、還原增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領(lǐng)口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。2.廚房的洗滌劑有兩大類

（1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學(xué)成分是化學(xué)合成的烷基類活性劑，對皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對人體有一定的危害。（2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的清洗劑。它滲透能力、脫脂能力強(qiáng)，堿性也強(qiáng)，對皮膚有損傷。要求高的專業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。（3）馬桶污垢分三類酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)品和堿性產(chǎn)品。目前市場上以酸性為主，清洗效果最佳。潔廁靈是人們常用的一種潔廁劑，其主要成分是：各種有機(jī)酸、緩蝕劑、增稠劑、表面活性劑、香精等。教材習(xí)題1.請比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉的去污原理的異同。答：列表比較如下：普通洗衣粉加酶洗衣粉相同點(diǎn)表面活性劑可產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子散開；水軟化劑可以分散污垢等不同點(diǎn)酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物易溶于水，從而與纖維分開。2.有位同學(xué)打算用絲綢作為實(shí)驗(yàn)材料，探討含有蛋白酶的洗衣粉的洗滌效果，你認(rèn)為他這樣做對嗎？為什么？答：不合適。因?yàn)榻z綢的主要成分是蛋白質(zhì)，它會(huì)被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。3.請為加酶洗衣粉設(shè)計(jì)一份即科學(xué)又吸引人的廣告。舉例：加酶洗衣粉一到，污垢逃之夭夭。

（1）表面活性劑①種類：陰離子、陽離子、非離子和兩性離子等四大類，但用于洗滌的表面活性劑則以陰離子和非離子為主②作用：洗衣粉的主要成分，優(yōu)先吸附在各種界面上，降低水的表面張力，改變體系界面的狀態(tài)，去除衣物的污漬。一般表面活性劑中含有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)，在洗滌過程中其乳化作用和通透作用，是衣服中的脂肪類物質(zhì)進(jìn)入水中。③應(yīng)用：表面活性劑有最普通、最傳統(tǒng)的陰離子表面活性劑就是人類使用了幾百年的肥皂（高級(jí)脂肪酸鈉）。合成洗滌工業(yè)問世之后，使用最普遍的是十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑應(yīng)用最廣泛的是聚氧乙烯醚類。（2）水軟化劑

①作用：防止水中的鈣、鎂離子造成的陰離子表面活性劑失活，提高表面活性劑利用率②種類：三聚磷酸鈉是最為常用的一種水軟化劑，它具有軟化水質(zhì)、分散污垢、緩沖堿劑及抗結(jié)塊性能等特點(diǎn)③應(yīng)用：三聚磷酸鈉廣泛應(yīng)用于各種洗衣粉中，無磷洗衣粉中不含有三聚磷酸鈉④漂白劑：可延緩衣物的泛黃程度，但對衣物有一定的損傷。③堿劑：作用：在適當(dāng)?shù)膲A度下，纖維和污垢可被最大限度地離子化，更易于污垢的水解和分散應(yīng)用：一般洗衣粉配方中都含有純堿和硅酸鈉，其中硅酸鈉還具有使污垢顆粒懸浮、防止再沉積的作用⑤增白劑

絲、棉、毛類等天然纖維的淺色衣物容易變黃，加入增白劑后，它能夠留存在衣物上，吸收陽光中的紫外線，反射出與黃光互補(bǔ)的藍(lán)色光線，從而掩蓋了衣物上的黃色。⑥香精和色素

改善洗衣粉的氣味和外觀，給人清新愉悅的感受，并掩蓋某些化學(xué)成分的異味高考鏈接1.（江蘇.2007）

為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。請回答下列問題。水溫/℃1020304050組別甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血漬時(shí)間/min67668852518336347711126891167清除油漬時(shí)間/min93789587639182468575277769868

（1）提高洗衣粉去污能力的方法有________________。甲組在洗衣粉中加入了________。乙組在洗衣粉中加入了__________________。

（2）甲、乙組洗滌效果的差異，說明酶的作用具有_________。

（3）如果甲、乙和丙3組均在水溫為80℃時(shí)洗滌同一種污漬，請比較這3組洗滌效果之間的差異并說明理由。。加酶和適當(dāng)提高溫度蛋白酶蛋白

酶和脂肪酶專一性沒有差異，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ睢?/p>

未運(yùn)用酶的固定化技術(shù)，因?yàn)槊肝垂潭ㄔ诓蝗苡谒妮d體上，也不能重復(fù)利用。

（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化學(xué)物質(zhì)包裹的，遇水后包裹層很快溶解，釋放出來的酶迅速發(fā)揮催化作用。請說明這是否運(yùn)用了酶的固定化技術(shù)及其理由。2.（上海.2002）催化脂肪酶水解的酶是（）A.肽酶B.蛋白酶C.脂肪酶D.淀粉酶C解析：酶的反應(yīng)具有專一性，脂肪酶用于水解脂肪脂肪脂肪酶