探讨加酶洗衣粉的洗涤效果.ppt

课题背景 当你自己动手洗衣服的时候，会发现有油渍、汗渍 或血渍的衣服很难彻底洗干净，你是如何解决这个问题的 ?你是否尝试过加酶洗衣粉?与普通洗衣粉相比，加酶洗 衣粉能更有效地清除顽渍。在本课题中，我们将了解加酶 洗衣粉的作用，探讨加酶洗衣粉使用的最适条件。 课题 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 问1、普通洗衣粉的成分？ 基础知识 家用洗衣粉与其它各种家用洗涤剂成分基本相同，主要含有表 面活性剂，水软化剂，碱剂，漂白剂和香精等成分。 1、普通洗衣粉 （1）表面活性剂 （表面活性剂是洗衣粉的主要成分。） 种类：表面活性剂有阴离子、阳离子、非离子和两性离子等四大 类，但用于洗涤的表面活性剂则以阴离子和非离子为主。 作用：洗衣粉的主要成分，优先吸附在各种界面上，降低水的表面 张力，改变体系界面的状态，去除衣物的污渍 一般表面活性剂中含有疏水基团和亲水基团，在洗涤过程中其 乳化作用和通透作用，使衣服中的脂肪类物质进入水中。 应用：最普通、最传统的阴离子表面活性剂就是人类使用了几百年 的肥皂（高级脂肪酸钠）。合成洗涤工业问世之后，使用最普遍的 是十二烷基苯磺酸钠，非离子表面活性剂应用最广泛的是聚氧乙烯 醚类 （1）表面活性剂 （2）水软化剂 基础知识 作用：水软化剂可防止水中的钙、镁离子造成的阴离子表 面活性剂失活，提高表面活性剂利用率。 种类：三聚磷酸钠是最为常用的一种水软化剂，它具有软 化水质、分散污垢、缓冲碱剂及抗结块性能等特点。 应用：三聚磷酸钠广泛应用于各种洗衣粉中，无磷洗衣粉 中不含有三聚磷酸钠。 问2 ：普通洗衣粉会造成水体富营养化的原因？ 要防止富营养化，我们该怎么做？ 问1 ：生物的什么结构有疏水基团和亲水基团？ 使用洗衣粉会对细胞膜造成伤害，你知道原因吗？ （1）表面活性剂 （2）水软化剂 （3）碱剂 基础知识 作用：在适当的碱度下，使纤维和污垢可被最大限 度地离子化，更易于污垢的水解和分散。 应用：一般洗衣粉配方中都含有纯碱和硅酸钠，其 中硅酸钠还具有使污垢颗粒悬浮、防止再沉积的作 用。 （1）表面活性剂 （2）水软化剂 （3）碱剂 （4）漂白剂 基础知识 某些洗衣粉中含有过硼酸钠一类的漂白剂，可以延缓衣 物的泛黄程度，但对衣物有一定的损伤。 丝、棉、毛类等天然纤维的浅色衣物容易变黄，加入增 白剂后，它能够留存在衣物上，吸收阳光中的紫外线，反 射出与黄光互补的蓝色光线，从而掩盖了衣物上的黄色。 （5）香精和色素 香精和色素 能改善洗衣粉的气味和外观，给人清新愉改善洗衣粉的气味和外观，给人清新愉 悦的感受，并掩盖某些化学成分的异味。悦的感受，并掩盖某些化学成分的异味。 问1：衣物上的污物有哪些成分？ 加什么样的酶？为什么？ 基础知识 （2）酶的种类 蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶和复合酶。 （1）概念 加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加入0.2 0.5的酶制剂制成的。 问2：人体三大类物质的消化过程，你还能用文字 和箭头写出相关的表示式吗？ 2、加酶洗衣粉 食物的消化过程： 淀粉麦芽糖葡萄糖 唾液淀粉酶 胰、肠淀粉酶 肠麦芽糖酶 胰麦芽糖酶 蛋白质多肽氨基酸 胃蛋白酶 胰蛋白酶 肽酶 脂肪 脂肪 微粒 胆汁 乳化作用 甘油和 脂肪酸 肠脂肪酶 胰脂肪酶 基础知识 加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，目前常用的酶制 剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中， 应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。 碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成 可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污迹容易从衣物上脱落 。这是普通洗衣粉难以做到的。同样的道理，脂肪酶、淀 粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素 水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。 基础知识 通过消化过程的回顾，你能想象出加酶洗衣粉 中所加酶制剂的作用吗？ 思考：能把从细胞中提取出的酶直接加到洗衣粉中吗？ 为什么？ 怎么办？ 基础知识 温度、酸碱度和表面活性剂都会影响酶的活 性。如果将酶直接添加到洗衣粉中，过不了多久， 酶就会失活。为了解决这个难题，科学家通过基因 工程生产出了能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和 较高温度的酶，并且通过特殊的化学物质将酶层层 包裹，与洗衣粉的其他成分隔离。这些隔离层遇到 水后，就会很快溶解，包裹在其中的酶就能迅速发 挥催化作用了。 蛋白酶： 应用：有助于取出例如汗渍，血渍，青草，粘液，粪便以 及各种食品类的蛋白质污垢。 作用：碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨 基酸。 种类：我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。 产生：主要产生菌是某些芽孢杆菌。 基础知识 在洗衣粉中添加的酶的种类很多，我国在洗衣粉中添加的酶最 主要的是碱性蛋白酶。这种酶能耐碱性条件，而且耐贮存，对皮肤 、衣物没有刺激和损伤作用。碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于 水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污 物，都会在碱性蛋白酶的作用下，结构松弛、膨胀解体，稍加搓洗 ，污迹就会从衣物上脱落。 脂肪酶 种类：碱性脂肪酶。 作用：碱性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水 冲洗掉的甘油二脂、甘油单脂和游离脂肪 酸。从而达到清除衣物上脂质污垢的作用。 产生：产生菌是某些青霉。 应用：可以催化水解各类动植物油脂和人体皮脂 腺分泌物及化妆品污垢。 基础知识 淀粉酶淀粉酶 应用：可以去除例如来自面条、巧克力、肉汁和 婴儿食品中含有淀粉的污垢。 作用：水解直链淀粉中的1,4a糖苷键，使糊 化淀粉迅速分解为可溶解的糊精和低聚糖。 基础知识 纤维素酶 作用：碱性纤维素酶本身不能去除衣物上的污 垢，它的作用是使纤维的结构变得蓬松， 从而使渗入到纤维深层的尘土和污垢能够 与洗衣粉充分接触，从而达到更好的去污 效果。 种类：碱性纤维素酶； 基础知识 应用：去除棉纺织品表面的浮毛，使洗涤后的棉 纺织品柔软蓬松，织纹清晰，色泽更加鲜 艳，穿着更加舒适。 纤维素纤维素 葡萄糖葡萄糖 纤维素酶纤维素酶 复合酶 实际污垢组成复杂，往往蛋白污垢被脂肪污垢 或淀粉污垢覆盖，单一酶的作用一般达不到彻底清 除污垢的作用。而复合酶可以发挥其独特的“协同 效应”。 基础知识 试验测定，单独使用蛋白酶或淀粉酶，得到的 洗涤效果远不如把每种酶用量减半后放在一起使用 的效果。即给定酶的用量，复合酶的效果远远超过 单一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污渍表面的淀 粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白质污垢 进攻。 3、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同 基础知识 2、加酶洗衣粉 1、普通洗衣粉 比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同 比较普通洗衣粉加酶洗衣粉 相 同 点 表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂 分子分散开；水软化剂可以分散污垢； 等等 不 同 点 酶可以将大分子有机物分解为小分子有 机物，小分子有机物易于溶于水，从而 与纤维分开。 1、普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果有什么不同； 2、什么样的温度下使用加酶洗衣粉效果最好； 3、添加不同种类的酶的洗衣粉，其洗涤效果有哪些区别 4、加酶洗衣粉的用量与洗涤效果间关系； 4、同一种加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果。 思考：请你针对要探究的三个方面写出具体的设计方案。 提出相关问题的探究 实验设计 资料一资料一 如何有效地控制变量如何有效地控制变量 下面是两位同学设计的实验方案，请你分析这两个方案，思考 相关问题。 A同学的方案：实验中使用大烧杯和固定的水量，洗涤材料使 用固定大小的新布，洗涤过程通过玻棒搅拌来实现，洗衣粉的用量 可以通过天平称量来控制，污渍的污染程度要保持一致，这可以通 过滴加在布料上的污染物的量来控制。 B同学认为洗衣粉的洗涤效果是显而易见的事情。平时用洗衣 机洗衣服，如果加普通洗衣粉，衣领部分的污渍总会有些残留，如 果使用加酶洗衣粉，就能完全洗干净，这就已经说明加酶洗衣粉的 洗涤效果更好，A同学的方案是将简单问题复杂化了。 请结合两位同学的方案，思考下面的问题。 1你同意B同学的观点吗?请说明你的理由。 2你认为他们的方案是否存在问题?如果有问题，有哪些问题 ?你能提出一个更好的方案吗? 3你能就此例谈一谈科学实验与日常生活经验的联系与区别 吗? 实验设计 课题1 探究加酶洗衣粉使用时的最适温度 资料二资料二 考虑实际生活中的具体情况考虑实际生活中的具体情况 本课题不仅要用科学探究的方法研究日常生活本课题不仅要用科学探究的方法研究日常生活 中的问题，还需要将研究的结果应用到实际生活中中的问题，还需要将研究的结果应用到实际生活中 去。因此，在探究的过程中，不仅要从去。因此，在探究的过程中，不仅要从理论层面理论层面去去 思考问题，还要充分考虑是常生活中的思考问题，还要充分考虑是常生活中的具体情况具体情况。 某同学深究温度对加跨洗衣粉洗涤效果的影响，选某同学深究温度对加跨洗衣粉洗涤效果的影响，选 择了择了1010、2020、3030、4040、 5050、6060和和7070的温度梯度。请你分析这个方的温度梯度。请你分析这个方 案是否完善、妥当，并提出改进建议。案是否完善、妥当，并提出改进建议。 实验设计 课题1 探究加酶洗衣粉使用时的最适温度 结论结论 温度梯度设置并不恰当和完善，主要是温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度差梯度差 值偏大值偏大。在达到最适温度之前提高温度，可以增加酶促反。在达到最适温度之前提高温度，可以增加酶促反 应的速度，每提高反应温度应的速度，每提高反应温度1010度，所增加的反应速度称为度，所增加的反应速度称为 反应的温度系数，对于许多酶来说，这个系数为反应的温度系数，对于许多酶来说，这个系数为1 12 2，也，也 就是每增高就是每增高1010度，酶反应速度增加度，酶反应速度增加1 12 2倍，倍，假定用上述梯假定用上述梯 度测得度测得4040度时洗涤效果最好，但并不能说最适温度就是度时洗涤效果最好，但并不能说最适温度就是4040 度。度。 对资料二的分析对资料二的分析 改进改进 制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉 ，分几个温度不同的试验组，温度梯度可设为，分几个温度不同的试验组，温度梯度可设为2020、2525、3030 、3535、4040、4545、5050、5555度，若测出在度，若测出在4040度时洗涤效果最好度时洗涤效果最好 ，可设置更细的试验组如，可设置更细的试验组如3535、3636、3737、3838、3939、4040、4141、 4242、4343、4444、4545度，直至测出具体的最适温度。度，直至测出具体的最适温度。 实验设计 课题1 探究加酶洗衣粉使用时的最适温度 1、实验原理 酶的活性受温度的影响，最适温度时酶的活性最大， 去污力最强，高于或低于此温度酶的活性降低，去污力下 降。 实验设计 课题1 探究加酶洗衣粉使用时的最适温度 温度能影响酶的催化效率 在一定范围内，随温度的升高酶的催化效率提高，到 达一定温度酶的催化效率最高（最适温度），超过一定的 温度，酶的催化效率下降。(你能画出曲线吗？) 洗涤效果的判断洗涤效果的判断 可在相同洗涤时间后洗涤后比较污物的残留状况， 如：已消失、颜色变浅、面积缩小等，最好能进行定量的 比较。 或污物完全消失所需要的时间。 设计过程 1、实验原理 2 2、目的要求（略）、目的要求（略） 3 3、材料器具、材料器具 加酶洗衣粉、鸡血、新白棉布、蒸馏水、烧杯、滴加酶洗衣粉、鸡血、新白棉布、蒸馏水、烧杯、滴 管、温度计、恒温水浴锅、玻璃棒、量筒、直尺、天平等管、温度计、恒温水浴锅、玻璃棒、量筒、直尺、天平等 4 4、实验准备、实验准备 （1 1）制取带有污物的实验用布）制取带有污物的实验用布 将等量的鸡血滴到将等量的鸡血滴到7 7块大小相同的、质地相同的新布上块大小相同的、质地相同的新布上 （2 2）称取）称取1g1g加酶洗衣粉：用天平准确的称取等量的同种加酶洗衣粉：用天平准确的称取等量的同种 加酶洗衣粉加酶洗衣粉 5 5、实验步骤、实验步骤 实验设计 课题1 探究加酶洗衣粉使用时的最适温度 5、实验步骤 实验设计 课题1 探究加酶洗衣粉使用时的最适温度 1）配制不同温度下的加酶洗衣粉水溶液 取相同的大烧杯7只，并标号为A、B、C、D、E、F、G，向其中各 加入500ml（等量且适量）的蒸馏水（量筒量取）。 在7只烧杯中加入适量且等量（15克）加酶洗衣粉。 将7只烧杯分别放入25、30、35、40、45、50、 55的恒温水箱加热。 2）准备污染布 将质地相同且面积一样的7块实验用布进行相同污染处理。 3）洗涤污染布 将带有相同且面积一样污物的7块大小相同的、质地相同的实验 用污染布分别放入7只烧杯中。 分别用玻璃棒同时充分搅拌相同的时间。一段时间后搅拌可重复 进行，持续保持各自的温度。 4）观察洗涤效果 经过相同的时间后观察洗涤效果并进行记录。 如果40时，污渍最淡或面积最小，则 说明40是该种洗衣粉的洗涤最适温度。 6、得出结论 实验中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥实验中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥 后再进行实验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同后再进行实验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同 的时间；采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过的时间；采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过 程；模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。程；模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。 实验设计 课题1 探究加酶洗衣粉使用时的最适温度 1 1、实验原理、实验原理 生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂质 生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂质 、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物能在相应的、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物能在相应的 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 子有机物。子有机物。 2 2、遵循原则、遵循原则 实验设计 探究探究2 2 普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果 实验变量为洗涤剂，设计时应遵循 实验变量为洗涤剂，设计时应遵循单一单一 变量变量原则、原则、对照性对照性原则有效的控制其他变量，如水的用量原则有效的控制其他变量，如水的用量 、污染物的量，所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的、污染物的量，所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的 用量，搅拌及洗涤时间，用量，搅拌及洗涤时间， 3 3、实验操作流程、实验操作流程 （1 1）实验准备）实验准备 污布的制取污布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染 物滴加在相同大小、质地的新布上。物滴加在相同大小、质地的新布上。 称取等量的洗衣粉：称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣粉和加用天平准确称取等量普通洗衣粉和加 酶洗衣粉。酶洗衣粉。 3 3、实验操作流程、实验操作流程 实验设计 探究探究2 2 普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果 取两只大烧杯并编号取两只大烧杯并编号A A、B B，用量筒分别量，用量筒分别量500ml500ml蒸馏水蒸馏水 放入其中。放入放入其中。放入4040 0 0 C C的的水浴锅保温。水浴锅保温。 将制好的污染布和洗衣粉（一组为污染布和普通洗衣粉，将制好的污染布和洗衣粉（一组为污染布和普通洗衣粉， 另一组为污染布和加酶洗衣粉）分别放入两只烧杯中。另一组为污染布和加酶洗衣粉）分别放入两只烧杯中。 用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅拌可重用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅拌可重 复进行。复进行。 经过相同的时间后，观察洗涤效果。经过相同的时间后，观察洗涤效果。 （2 2）实验过程）实验过程 4 4、实验结论、实验结论 加酶洗衣粉的效果好加酶洗衣粉的效果好 （1 1）实验准备）实验准备 1、实验原理 不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专一 性，所以对不同污渍洗涤效果不同 2、实验步骤 布分组 取30块大小相同的白棉布，分成5组，每组6块，依次编号 1a、1b、1c、1d、1e；- 6a、6b、6c、6d、6e。 （a组为蛋白酶处理，b组为脂肪酶处理，c组为淀粉处理 ，d组为复合酶处理，e组为普通洗衣粉) 实验设计 探究探究3 3 不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果 制污布 给第1组白布滴加鸡血，待血渍扩散停止后，记录血渍面 积，按同样的方法给第2-6组分别滴加牛奶、菜油、番 茄汁、墨水、颜料，并记录污渍面积。 湿污布 将上述污布分别放入湿污布 将上述污布分别放入3030个已编号分组的烧杯 个已编号分组的烧杯 中，各注入中，各注入500ml500ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌使污布湿透。蒸馏水，用玻璃棒搅拌使污布湿透。 实验设计 探究3 不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果 1、实验原理 2、实验步骤 控温度 烧杯均放入温度为控温度 烧杯均放入温度为4545度的水浴锅保温。度的水浴锅保温。 洗污布洗污布 给a组烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉， 给b组烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉， 给c组烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉， 给d组烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉， 给e组烧杯中加入等量的普通洗衣粉， 各烧杯均搅拌洗涤10分钟后，用清水漂洗3次，晾干。 观效果观效果 3 3、记录结果：、记录结果：将实验结果记入下表。将实验结果记入下表。 4 4、实验结论：、实验结论： 编编 号号 污渍污渍 类型类型 洗涤效果洗涤效果 蛋白酶蛋白酶 a a 脂肪脂肪酶酶 b b 淀粉淀粉酶酶 c c 复合复合酶酶 d d 普通洗衣粉普通洗衣粉 e e 1 鸡血 2牛奶牛奶 3菜油菜油 4 番茄汁番茄汁 5墨水墨水 6染料染料 实验设计 探究3 不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果 1、实验应遵循的原则： 单一变量的原则和对照原则。 实验设计 2、实验过程中有哪些体现了这两个原则？ 1、污物的量 2、洗衣粉的量和种类 3、时间 4、搅拌的时间、次数和力量 5、水的用量相同 3、影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质 、洗衣粉的用量，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的 时间等。在这些因素中，课题1 探究加酶洗衣粉使用时的 最适温度中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在 实验中保持不变。 问1、某洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣 粉中加入的是什么酶？为什么？ 蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋白 酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。 实验设计 问2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内 数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？ 是为了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋 白质污渍；用温水浸泡衣物，因为酶的催化作用需要适宜 的温度。 问3、为什么不能在60以上的水中使用此洗衣粉？ 使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度，温度使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度，温度 过高会使酶变性失活。在低温下也会失效。过高会使酶变性失活。在低温下也会失效。为什么？为什么？ 问4、试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？ 因为蛋白酶能使蛋白质水解，而丝质及羊毛衣料中含 有蛋白质，这样会损坏衣物。 实验设计 问5.5.为什么用后须彻底清洗双手？为什么用后须彻底清洗双手？ 人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就会使 手的皮肤受到腐蚀。而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此 ，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。 此外：加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长 会导致酶活力损失。 练习： 1、关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是 A 加酶洗衣粉是指加入蛋白酶的洗衣粉 B 加酶洗衣粉里的酶制剂对人体有毒害作用 C 加酶洗衣粉的酶制剂会污染环境 D 加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉 D 2、实验中加酶洗衣粉的洗涤效果与下列哪一项无关 A 酶制剂的种类 B 污物的种类 C 反应时间的长短 D 使用大的烧杯 D 3、汰渍洗衣粉的使用指南中有一项洗衣小窍门： 1）减少浸泡用水量，适当延长浸泡时间； 2）用温水溶液浸泡。 请解释以上原因。 水量少酶浓度相对较高； 时间长使酶能充分分解衣物中的污物； 温水酶的催化作用需要适宜的温度。 四、课题延伸四、课题延伸 1.“1.“衣领净衣领净”含高效表面活性剂、还原增白剂、液体蛋白含高效表面活性剂、还原增白剂、液体蛋白 酶制剂等成分，可洗去领口、袖口的顽渍及其它顽渍，而酶