高中生物研究性学习加酶洗衣粉的使用和效果

1、指导老师课题名称:加酶洗衣粉 的使用和 效果净舍EL 638千莫智神课题提生背景:当你自己动手洗衣服的时候，会发现衣服上油渍，汗渍或者血渍非常难洗，你是如何解决这个难题的呢？你是否知道加酶洗衣粉，它与 普通洗衣粉相比，有什么优点呢？加酶洗衣粉能更好的清除顽渍，这又 是为什么呢？我们小组就加酶洗衣粉的使用条件和效果展开讨论和研究，是人们能更好的认识和使用加酶洗衣粉研究方式：上网搜索，书店查询，与同学讨论研究过程：2011年5月：选题，确定研究方案20011年5月：通过多种途径查找资料2011年6月：形成子课题2011年6月：初步整理2011年6月：汇总.交流2011年6月：形成报告.评价2011

2、年6月：上交小组成员：组长：责排版及规划内容成员:负责多媒体一切事宜:整所有材料:整个活动过程:将材料整理编辑:统计活动有关事宜:结题报告目录.幅的简介.幅的特点.影响幅活力的因素.幅在生产生活中的应用.加幅洗衣粉的概述.加幅洗衣粉中的常用幅制剂.加幅洗衣粉的特性.加幅洗衣粉的包装与贮存.加幅洗衣粉的使用酶哺乳动物的细胞就含有几千种酶。它们或是溶解于细胞质中，或是与各种 膜结构结合在一起，或是位于细胞内其他结构的特定位置上。这些酶统称 胞内酶;另外，还有一些在细胞内合成后再分泌至细胞外的酶胞外酶。 酶催化化学反应的能力叫酶活力（或称酶活性）。酶活力可受多种因素的 调节控制，从而使生物体能适应外

3、界条件的变化、维持牛命活动。没有酶 的参与，新陈代谢只能以极其缓慢的速度进行,生命活动就根本无法维持。 例如食物必须在酶的作用下降解成小分子，才能透过肠壁,被组织吸收和 利用。在胃里有胃蛋白酶，在肠里有胰脏分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、 脂肪酶和淀粉酶等。又如食物的氧化是动物能量的来源，其氧化过程也是 在一系列酶的催化下完成的。酶催化作用实质:降低化学反应活化能。二、幅的特点1、高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；2、专一性：一种酶只能催化一种或一类底物.如蛋白酶只能催化蛋白质 水解成多肽;3、多样性：酶的种类很多，大约有 4000多种；4、温和性：是指酶所催化的化学反应一

4、般是在较温和的条件下进行的5、活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰 调节和变构调节等。.有些酶的催化性与辅因子有关。.易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。一般来说，动物体内的酶最适温度在35到40c之间，植物体内的酶最适温度在40-50C之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大,有的酶最 适温度可高达 70Co动物体内的酶最适 PH大多在6.5-8.0 之间，但也有例 外，如胃蛋白酶的最适 PH为1.5 ,植物体内的酶最适 PH大多在4.5-6.5 之 问。酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行, 使物质代谢与正常的生理机能

5、互相适应.若因遗传缺陷造成某个酶缺损, 或其它原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代 谢紊乱，甚至发生疾病.因此酶与医学的关系十分密切。三、影响的活力的因素米契里斯(Michaelis )和门坦(Menten)根据中间产物学说推导出酶 促反应速度方程式，即 米-门公式(具体参考环境工程微生物学第四章 微生物的生理)。由米门公式可知：酶促反应速度受酶浓度和底物浓度的 影响，也受温度、pH、激活剂和抑制剂的影响。(1)酶浓度对酶促反应速度的影响从米门公式和酶浓度与酶促反应速度的关系图解可以看出：酶促反应速度与酶分子的浓度成正比。当底物分子浓度足够时，酶分子越多，底物 转化的速度

6、越快。但事实上，当酶浓度很高时，并不保持这种关系，曲线 逐渐趋向平缓。根据分析，这可能是高浓度的底物夹带夹带有许多的抑制 剂所致。(2)底物浓度对酶促反应速度的影响在生化反应中，若酶的浓度为定值，底物的起始浓度较低时，酶促反 应速度与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而增加。当所有的酶与底物结合生成中间产物后，即使在增加底物浓度，中间产物浓度也不会增加, 酶促反应速度也不增加。还可以得出，在底物浓度相同条件下，酶促反应速度与酶的初始浓度 成正比。酶的初始浓度大，其酶促反应速度就大。拓扑异构酶在实际测定中，即使酶浓度足够高，随底物浓度的升高，酶促反应速度并 没有因此增加，甚至受到抑制。其原因是：

7、高浓度底物降低了水的有效浓 度，降低了分子扩散性,从而降低了酶促反应速度。过量的底物聚集在酶 分子上，生成无活性的中间产物，不能释放出酶分子，从而也会降低反应 速度。(3)温度对酶促反应速度的影响各种酶在最适温度范围内，酶活性最强，酶促反应速度最大。在适宜 的温度范围内，温度每升高 10C,酶促反应速度可以相应提高12倍。不同生物体内酶的最适温度不同。如，动物组织中各种酶的最适温度为3740C；微生物体内各种酶的最适温度为2560C,但也有例外，如黑曲糖化酶的最适温度为 6264C；巨大芽胞杆菌、短乳酸杆菌、产气杆菌等体 内的葡萄糖异构酶的最适温度为80C；枯草杆菌的液化型淀粉酶的最适温度为8

8、594C。可见，一些芽抱杆菌的酶的热稳定性较高。过高或过低的 温度都会降低酶的催化效率，即降低酶促反应速度。最适温度在60c以下的酶，当温度达到6080c时，大部分酶被破坏， 发生不可逆变性；当温度接近100c时，酶的催化作用完全丧失。所以，人在发烧时，不想吃东西。(4) pH对酶促反应速度的影响酶在最适pH范围内表现出活性，大于或小于最适 pH,都会降低酶活性。 主要表现在两个方面：改变底物分子和酶分子的带电状态，从而影响酶 和底物的结合；过高或过低的pH都会影响酶的稳定性，进而使酶遭受不可逆破坏。人体中的大部分酶所处环境的pH值越接近7,催化效果越好。但人体中的胃蛋白酶却适宜在pH值为12

9、的环境中，胰蛋白酶的最适pH在8左右。(5)激活剂对酶促反应速度的影响能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂种类很多，有无机阳离子， 如钠离子、钾离子、铜离子、钙离子等；无机阴离子，如氯离子、澳离 子、碘离子、硫酸盐离子磷酸盐离子等；有机化合物，如维生素C、川氨酸、还原性谷胱甘肽等。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才 表现出催化活性或强化其催化活性,这称为对酶的激活作用。而有些酶被 合成后呈现无活性状态，这种酶称为酶原。它必须经过适当的激活剂激活 后才具活性。(6)抑制剂对酶促反应速度的影响能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促 反应速度。酶的抑制剂有重金属离子、一氧

10、化碳、硫化氢、氢氟酸、氟化 物、碘化乙酸、生物碱、染料、对-氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性剂等。对酶促反应的抑制可分为竞争性抑制和非竞争性抑制。与底物结构类 似的物质争先与酶的活性中心结合,从而降低酶促反应速度，这种作用称 为竞争性抑制。竞争性抑制是可逆性抑制，通过增加底物浓度最终可解除 抑制，恢复酶的活性。与底物结构类似的物质称为竞争性抑制剂。抑制剂 与酶活性中心以外的位点结合后,底物仍可与酶活性中心结合，但酶不显 示活性，这种作用称为非竞争性抑制。非竞争性抑制是不可逆的，增加底 物浓度并不能解除对酶活性的抑制。与酶活性中心以外的位点结合的抑制 剂，称为非竞争性抑制剂。有

11、的物质既可作为一种酶的抑制剂，又可作为另一种酶的激活剂四、能在生产、生活中应用如酿酒工业中使用的酵母菌，就是通过有关的微生物产生的，酶的作 用将淀粉等通过水解、氧化等过程，最后转化为酒精；酱油、食醋的生产 也是在酶的作用下完成的；用淀粉酶和纤维素酶处理过的饲料，营养价值 提高；洗衣粉中加入酶,可以使洗衣粉效率提高，使原来不易除去的汗渍 等很容易除去等等由于酶的应用广泛，酶的提取和合成就成了重要的研究课题.目前酶 可以从生物体内提取，如从菠萝皮中可提取菠萝蛋白酶.但由于酶在生物 体内的含量很低，因此，它不能适应生产上的需要.工业上大量的酶是采 用微生物的发酵来制取的.一般需要在适宜的条件下，选育

12、出所需的菌种， 让其进行繁殖，获得大量的酶制剂.另外，人们正在研究酶的人工合成.总 之随着科学水平的提高，酶的应用将具有非常广阔的前景。五、加幅洗衣粉的概述加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶制剂可以使奶渍、血渍等多种蛋白质污垢 降解成易溶于水的小分子肽。碱性蛋白酶的主要产生菌是某些芽抱杆也 衣物上脂质污垢的主要成分是甘油三酯。甘油三酯很难被一般洗衣粉中的 表面活性剂乳化,而留在衣物上的甘油三酯容易发牛氧化反应、使纺织品 变黄变脆。碱性脂肪酶制剂能将甘油三酯水解成容易被水冲洗掉的甘油二 配、甘油单酯和脂肪酸.从而达到清除衣物上脂质污垢的目的。碱性脂肪 酶的主要产生菌是某些青看20世纪80年代，灶的一家公司

13、首先推出含有碱性纤维素酶制剂的洗衣粉。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处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。碱性纤维素酶还能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。六、加的洗衣粉中的常用的制剂目前在加酶洗衣粉中使用的共有 4种：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。它们有着对污垢的特殊去污能力，并且具有在洗衣粉配方中所占成本较少而洗涤效果提高很大的特性。蛋白酶可将蛋白质水解，变成可溶性的氨基酸的酶。蛋白酶是应用于洗涤剂中最重要的 一类酶制剂，这是因为像血、奶、蛋、果

14、汁、汗渍、可可、咖啡等蛋白质是衣物上最 普遍存在的污垢，而且是最难被表面活性剂和其他助洗剂所去除的。蛋白酶能把蛋白 质先分解成可溶性的肽键，然后再分解成氨基酸，从而很容易被洗去。在这种场合下，即使不能使蛋白质完全分解，只要得到用合成洗涤剂容易除去的分解物即可。由于生 成可溶性物质或易分散于洗涤液中的物质，使吸附的蛋白质污垢减少，原来在蛋白质 存在下牢固地吸附于纤维上的污垢也比较容易地去除。因洗衣粉是偏碱性的，因此加 酶洗衣粉中的蛋白酶也是耐碱的，一般是碱性蛋白酶。脂肪酶脂肪酶是继蛋白酶之后，第二个应用于洗涤剂行业中的酶制剂。它的显著特点是 使洗涤剂在低温时也能达到对脂肪的优良去除能力。并且它具

15、有效果累积功能，其去 污能力可以随着洗涤次数的增加而表现得更加明显。淀粉酶是可将淀粉水解，变成糊精或麦芽糖的酶。衣物上常见的淀粉类污垢有巧克力、 土豆泥、面条、粥等，加入淀粉酶的加酶洗衣粉对去除这类污垢效果良好。同时，淀 粉酶和脂肪酶之间具有很好的协同作用。实际污垢中的成分及其复杂，如蛋白质类、 脂肪类、淀粉类可能共存，所以利用集中酶制剂的复配，可以大大提高去污效果。 纤维素酶纤维素酶在洗涤剂中的应用可以说是一项重要的发明。它的作用对象不是衣物上 的污垢，而是织物表面因多次洗涤而在主纤维上出现的微毛和小绒球。用纤维素酶处理后， 织物表面的微毛和绒球就被除去，可以平整织物表面，同时有增白效果，使

16、有色衣物的色泽变得更加鲜艳，使白色衣物恢复其本色。另外，纤维素酶将主纤维上的微毛和绒球除去后， 使主纤维变得光滑， 减少了微纤维之间的纠缠，而使纤维变得柔软。 因此添加纤维素酶的洗 衣粉具有增白、柔软两个独特功能。七、加的洗衣粉的特性酶的作用较慢，使用加酶洗衣粉时应将衣物在加酶洗衣粉的水溶液中预浸一段时间，再按正常方法洗涤衣物。加酶洗衣粉的 pH值一般不大于 10,在水温 4560 c时，能充分发挥洗涤作用；水温高于60c时，碱性蛋白酶要失去活力；水温低于15C时，酶的活性迅速下降，影响洗涤效果。低于 40c时，则酶作用缓慢，但不易被破坏 而失活。因此，加入碱性蛋白酶的洗衣粉，最佳洗涤温度是4

17、050 C。加酶洗衣粉很适合洗涤衬衣、被单、床单等大件物品。不适合洗涤丝毛织物，因 为酶能破坏丝毛纤维，一旦不留心用加酶洗衣粉洗涤丝毛蛋白质类织物，应赶快冲洗 晾干。加酶洗衣粉中酶的活力是影响去污效果的重要指标。因为酶活力代表了有效酶制剂的含量和催化能力。一般洗涤剂加碱性蛋白酶约1000d/g国标GB 13171-91中，加酶洗衣粉的酶活力需 650/g八、加的洗衣粉的包装与贮存加酶洗衣粉不宜在高温、高湿的环境中贮存，也不要久存，因为酶的寿命是有限 的。一般超过1年，酶的活力会降低很多甚至失效，影响去垢效果。九、加的洗衣粉的使用1、先把洗衣粉在 40摄氏度左右的水中溶解均匀，加入用水湿润的衣服，防止衣服局部变色2、不能用超过 50摄氏度的水溶解加酶洗衣粉，否则会将洗衣粉中的酶杀死3、衣服先用温的洗衣粉液浸泡一段时间通常为20分钟。如果用常温洗衣粉液浸泡，以适当延长时间4、注意保质期，超过保质期，酶会失效5、一般洗衣粉不能用于全羊毛与丝织品的洗涤课题评价组长自评：本组每个同学查阅资料较广泛，对加酶洗衣粉 也较多参考了专家评论家的 意见，并且发表了自己的评论与见解，虽然比较稚嫩，但已尽自己所能，通过这