选修1-专题4.课题2.探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

1、课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 v 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 课题背景 成分种类作用 表面活性剂 一般以阴离子（十二烷 基苯磺酸钠）和非离子 为主（聚氧乙烯醚类） 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。 水软化剂三聚磷酸钠 软化水质、分散污垢、缓冲 碱剂及抗结块性能等特点。 碱剂纯碱和硅酸钠 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

2、水解和分散。 漂白剂过硼酸钠延缓衣物的泛黄程度 香精和色素 能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。 1、普通洗衣粉 (2)酶的种类 (1)概念：加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加 入0.20.5的酶制剂制成的。 2、加酶洗衣粉 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

3、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。 (3)酶的作用 2、加酶洗衣粉 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？ 答：(1)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。 (2)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

4、出例如汗渍，血渍，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。 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。 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

5、。 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； 纤维素葡萄糖 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”。 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

6、攻。 3、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同 加酶洗衣粉普通洗衣粉 成分普通洗衣粉成分+酶制剂 主要含表面活性剂、三聚磷 酸钠（水软化剂）、碱剂、 漂白剂、荧光增白剂 种类 单一加酶洗衣粉和 复合加酶洗衣粉 根据含磷量分为无磷和 含磷洗衣粉 作用 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， 使污染物与纤维分开。 “清油基”与“油污”抱成 “一团”，相互融合，形成 亲水的微小胶团，然后油污 与洗涤剂一起被清水冲掉。 环境影响 污染轻甚至无污染 容易导致水体发生富营养化， 破坏水质，污染环境 相同点 表面活性剂产生泡沫，将油脂分子分散开，水软化剂 可以分散污垢。 v 特别提醒 1、

7、加酶洗衣粉对被洗衣物的质地有限制， 如毛、丝等蛋白质纤维类织物就不能用加蛋白酶 的洗衣粉洗涤，棉、麻等织物不能用加纤维酶的 洗衣粉洗涤。 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 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 资料一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

8、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。 实验设计 课题1 普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果 你同意B同学观点吗？请说明理由 有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒 搅拌的强度难于控制相同等。 不同意。B同学忽略了实验中变量的控制问题。 改进方法：在相同水温下进行实验； 玻棒由同一位同学控制搅拌，并尽量保持匀速 转动、搅拌力度一致。 A同

9、学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明 存在的问题。 请结合两位同学的方案，思考下面的问题。 实验设计 课题1 普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果 实验设计 课题2 探究使用加酶洗衣粉的最适温度 资料二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，不仅要从理论层面去思考问题，还要 充分考虑是常生活中的具体情况。某同学深究温度对加 跨洗衣粉洗涤效果的影响，选择了 10、20、30、40、50、60和70 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。 结论：温度梯度设置并不恰当和完善，主

10、要是梯度 差值偏大。假定用上述梯度测得40时洗涤效果最好， 但并不能说最适温度就是40。 对资料二的分析 改进 制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉，分几 个温度不同的实验组，温度梯度可设为：20、 25、30、35、40、45、50、55； 若测出在40时洗涤效果最好，可设置更细的实验 组如：35、36、37、38、39、40、 41、42、43、44、45； 直至测出具体的最适温度。 实验设计 课题2 探究使用加酶洗衣粉的最适温度 结论：温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度 差值偏大。假定用上述梯度测得40时洗涤效果最好， 但并不能说最适温度就是40。 对资料二的分析 改进 制取同样

11、的污染布，称取等量的同一种洗衣粉，分几 个温度不同的实验组，温度梯度可设为：20、 25、30、35、40、45、50、55； 若测出在40时洗涤效果最好，可设置更细的实验 组如：35、36、37、38、39、40、 41、42、43、44、45； 直至测出具体的最适温度。 实验设计 课题3 不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果 1、实验原理 酶的催化具有专一性，复合酶洗衣粉加入的酶制剂 种类较多，与单一加酶洗衣粉相比，对各种污渍都有较 好的效果。 实验设计 课题3 不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果 2、实验步骤 制备各种污渍物，分成多份，取1000mL烧杯多 个，各加入500mL水和1g不同类型的洗

12、衣粉。 将污渍物分别放入不同的烧杯中，用玻璃棒搅拌， 洗涤相同时间。 观察比较洗涤效果，得出结论。 3、记录结果：将实验结果记入下表。 编 号 污渍 类型 洗涤效果 蛋白酶 a 脂肪酶 b 淀粉酶 c 复合酶 d 普通洗衣粉 e 1鸡血 2牛奶 3菜油 4番茄汁 5墨水 6染料 实验设计 课题3 不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果 v 特别提醒 1、实验过程中为了确保单一变量，应该有效 控制无关变量，如水的用量、污染物的量、 实验 用布的质地和大小、洗衣粉用量、 搅拌及洗 涤时间等。 问1、在本课题中你打算用什么方法和标准判断洗涤效果 可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、 颜色变浅、面积缩小

13、等，最好能进行定量分析。 问2、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。 问3、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5、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。 问6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。 问4、为什么不能在60以上的水