探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

XX牌加酶洗衣粉成分：碱性蛋白酶等用法：洗涤前先将衣物浸于含适量洗衣粉的水内数小时。使用温水效果更佳。注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后洗净双手。下面请看某工厂生产的一种加酶洗衣粉的包装袋的使用说明书什么是加酶洗衣粉？它和普通洗衣粉有什么不同？为什么洗涤前先需将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？为什么切勿用于丝质及羊毛衣料？用后需洗净双手？请思考下面问题加酶洗衣粉普通洗衣粉VS它们有什么不同一.基础知识（一）普通洗衣粉主要成分：表面活性剂，水软化剂，碱剂，漂白剂等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂，香精和色素等。（二）加酶洗衣粉是指含有

的洗衣粉。目前常用的酶制剂有四类：

、

、

、

。酶制剂蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶1.蛋白酶：蛋白质多肽氨基酸蛋白酶肽酶应用：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2.脂肪酶应用：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。脂肪甘油+脂肪酸脂肪酶3.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。淀粉麦芽糖葡萄糖淀粉酶麦芽糖酶4.纤维素酶纤维素葡萄糖纤维素酶应用：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。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。应用最广泛、效果最明显的是：

和

。碱性蛋白酶碱性脂肪酶衣物上常见的污垢，一般为有机污渍，如汗渍、食物、灰尘等。有机污渍一般都是酸性的，使洗涤溶液处于碱性状态有利于这类污渍的去除，所以洗衣粉中都配入了相当数量的碱性物质。（三）影响酶活性的因素：

、

和

。酸碱度温度表面活性剂2.为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染。不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。1.酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如何解决这一难题的？思考：二.实验设计本课题探究加酶洗衣粉的三个问题是：（一）普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同？（二）在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好？（三）添加不同种类的酶的洗衣粉，其洗涤效果有哪些不同？思考：3个探究实验的自变量和因变量分别是什么？因变量：相同洗涤时间后污染物残留状况或洗干净污物所需的时间（一）子课题一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果1、实验原理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2、遵循原则实验变量为洗涤剂，设计时应遵循单一变量原则、对照性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、两种洗衣粉的用量，搅拌及洗涤时间，3、实验操作流程（1）实验准备带有污染物的实验用布的制取：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、质地的新布上称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉（2）实验过程①取两只大烧杯并编号，用量筒分别量500ml蒸馏水放入其中。放入400C的水浴锅保温。②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。③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。④过相同的时间后观察洗涤效果。（3）实验结论加酶洗衣粉的效果好⑴A同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题。⑵你同意B同学观点吗？请说明理由⑶影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？1.阅读[资料一]：如何有效地控制变量探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同：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。水温、水量、水质、洗衣粉的用量、洗涤方式、衣物的布料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。1、分析资料二温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度差值偏大。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10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1－2，也就是每增高10度，酶反应速度增加1－2倍，假定用上述梯度测得40度时洗涤效果最好，但并不能说最适温度就是40度①结论（二）子课题二：探究加酶洗衣粉使用时的最适温度②改进制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉，分几个温度不同的试验组，温度梯度可设为20、25、30、35、40、45、50、55度，若测出在40度时洗涤效果最好，可设置更细的试验组如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至测出具体的最适温度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②洗涤效果的判断可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等，最好能进行定量的比较2、实验设计③材料器具：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⑤实验步骤④实验准备（1）制取带有污物的实验用布将等量的鸡血滴到7块大小相同的、质地相同的新布上（2）称取1g加酶洗衣粉：用天平准确的称取等量的同种加酶洗衣粉（1）配制系列温度梯度水溶液取大烧杯7只，用量筒量取500ml的蒸馏水放入其中。然后将7只烧杯分别放入250C、300C、350C、400C、450C、500C、550C的恒温水箱加热。（2）将制好的污染布和称好的洗衣粉分别放入7只烧杯中。（3）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，持续保持各自的温度。（4）过相同的时间后观察洗涤效果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实验遵循的原则：单因子变量的原则和对照原则⒉[资料二]：考虑实际生活中的具体情况请从实际生活的具体情况分析，下面是两个同学对实验温度的设置方案：甲同学：实验的温度设为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃乙同学：实验的温度设置为5℃、15℃、25℃、35℃你认为哪一位同学的温度设置更为妥当？为什么？乙同学更妥当，因为在考虑温度的同时还应考虑实际生活中洗衣时操作是否方便及成本问题。建议水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取15℃、35℃、25℃、5℃探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：（三）子课题三：不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果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①取30块大小相同的白棉布，分成6组，每组5块，依次编号1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b…6a、6b、6c、6d、6e。（a为蛋白酶处理组，b为脂肪酶处理组，c为淀粉处理组，d为复合酶处理组，e为普通洗衣粉组)②制取带有污染物的实验用布给第一组白布滴加鸡血，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③将上述白棉布分别放入30个已编号的烧杯中，各注入500ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌使白棉布湿透④温度控制烧杯均放入温度为45度的水浴锅⑤洗衣粉洗涤给1a－6a号烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，给1b－6b号烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，给1c－6c号烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，给1d－6d号烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉，给1e－6e号烧杯中加入等量的普通酶洗衣粉，各烧杯均搅拌洗涤10分钟后，用清水漂洗3次，晾干（6）记录结果：将实验结果记入下表。3、实验结论：编号123456污渍类型鸡血牛奶菜油番茄汁墨水染料洗涤效果蛋白酶脂肪酶淀粉酶复合酶普通洗衣粉3.[资料三]：不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果请你预测洗涤效果：用无效、一般、好来描述污染物蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉油渍血渍汗渍注：油渍的主要成分：脂肪血渍的主要成分：血红蛋白汗渍的主要成分：无机物及灰尘等一般好一般好好一般一般一般一般四、课题延伸1.“衣领净”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，而一般洗衣粉效果较差。2.厨房的洗涤剂有两大类

（1）用于清洗食具的洗涤剂（如洗洁净），其重要的化学成分是化学合成的烷基类活性剂，对皮肤有刺激性，残留的烷基苯磺酸盐对人体有一定的危害。（2）用于清洗灶具、排气扇油垢的清洗剂。它渗透能力、脱脂能力强，碱性也强，对皮肤有损伤。要求高的专业洗涤加入少量的脂肪酶。（3）马桶污垢分三类酸性产品、中性产品和碱性产品。目前市场上以酸性为主，清洗效果最佳。洁厕灵是人们常用的一种洁厕剂，其主要成分是：各种有机酸、缓蚀剂、增稠剂、表面活性剂、香精等。教材习题1.请比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的去污原理的异同。答：列表比较如下：普通洗衣粉加酶洗衣粉相同点表面活性剂可产生泡沫，可以将油脂分子散开；水软化剂可以分散污垢等不同点酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，从而与纤维分开。2.有位同学打算用丝绸作为实验材料，探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做对吗？为什么？答：不合适。因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。3.请为加酶洗衣粉设计一份即科学又吸引人的广告。举例：加酶洗衣粉一到，污垢逃之夭夭。

（1）表面活性剂①种类：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②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，是衣服中的脂肪类物质进入水中。③应用：表面活性剂有最普通、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。（2）水软化剂

①作用：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②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③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④漂白剂：可延缓衣物的泛黄程度，但对衣物有一定的损伤。③碱剂：作用：在适当的碱度下，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⑤增白剂

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。⑥香精和色素

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高考链接1.（江苏.2007）

为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。请回答下列问题。水温/℃1020304050组别甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙清除血渍时间/min67668852518336347711126891167清除油渍时间/min93789587639182468575277769868

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

（2）甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有_________。

（3）如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。。加酶和适当提高温度蛋白酶蛋白

酶和脂肪酶专一性没有差异，因为高温使酶失活。

未运用酶的固定化技术，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用。

（4）加酶洗衣粉中的酶是特殊的化学物质包裹的，遇水后包裹层很快溶解，释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。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：酶的反应具有专一性，脂肪酶用于水解脂肪脂肪脂肪酶