课件：探讨加酶洗衣粉的洗涤效果.ppt

4.2 探讨加酶洗衣,粉的洗涤效果,四川省南部中学 马彦平,加酶洗衣粉，如洗衣粉添加进蛋白酶后大大增强了去污能力，能把衣物洗得洁净如新；,奥妙的lipo配方，其实就是脂肪酶,（一）普通洗衣粉,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，以及填充剂等,1、洗衣粉主要成分：,拓展知识：,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,表面活性剂,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,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,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,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,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,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,水软化剂,漂白剂：可延缓衣物的泛黄程度，但对衣物有一定的损伤。,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,增白剂,香精和色素,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。,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,2、种类,洗衣粉含磷量,无磷洗衣粉、含磷洗衣粉,含磷洗衣粉：以磷酸盐为主要助洗剂的一类产品,结合钙镁离子，阻止污垢再沉积，有助于提高表面活性剂的去污能力,磷：一种矿质元素，易造成水体富营养化，从而破坏水质，污染环境.,无磷洗衣粉：不用磷酸盐作助洗剂的一类产品，无水质富营养化这一特点，有利于水体环境保护.,洗涤效果,普通洗衣粉、浓缩洗衣粉,普通、浓缩洗衣粉的特点,普通洗衣粉：颗粒大而疏松，溶解性好，泡沫较为丰富，但去污力相对较弱，不易漂洗，一般适用于手洗,浓缩洗衣粉：颗粒小，密度大，泡沫较少，但去污力至少是普通洗衣粉的两倍，易于清洗，节约水，一般适用于机洗,1、定义：,（二）加酶洗衣粉,含有酶制剂的洗衣粉,2、成分,除含有普通洗衣粉的成分外，还含有多种酶制剂：蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶，纤维素酶，复合酶,由多种酶组成的一种混合物，用来完成一系列催化反应。如：纤维素酶、果胶酶、复合酶制剂等,酶制剂,蛋白酶,碱性蛋白酶,一、加酶洗衣粉的洗涤原理,加酶洗衣粉是指含有_的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类： _ 、 _ 、 _ 、 _ 。其中应用最广泛、效果最明显的是_和_ 。,基础知识：,脂肪酶,淀粉酶,纤维素酶,碱性脂肪酶,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,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，,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,方程式：,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,方程式：,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直接去除衣物上的污垢，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,方程式：,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攻。,（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同,相同点：,不同点：,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,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,温度,酸碱度,表面活性剂,影响酶活性的因素有_、_和_。,基础知识：,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？,不能， 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。 科学家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。,思考1,酶制剂的特点： 能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶包裹，与洗衣粉其他成分隔离。,加酶洗衣粉的洗涤效果,成分：略 用法：洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时，用温水浸泡效果更佳,切勿用60以上的水. 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料，用后须彻底清洗双手。,(五）资料分析,一般洗衣粉不易清除衣物的血渍和奶渍，但加酶洗衣粉则可以。 一生物活性洗衣粉包装盒上印有以下材料：,1、该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。,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。,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，温度过高会使酶变性失活。但在低温下也会失效；,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,5.为什么用后须彻底清洗双手？,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,酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸。,蛋白酶为什么具有如此强的功效？它的作用机理是怎样的？请写出作用示意图。,思考2,脂肪,甘油脂肪酸,脂肪酶,请写出脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用示意图：,思考3,食物（人体三大类物质）的消化过程：,淀粉,麦芽糖,葡萄糖,蛋白质,多肽,氨基酸,脂肪,脂肪微粒,甘油和脂肪酸,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。,思考4,为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果的视频,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果的视频,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果的视频,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果的视频,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,二、实验设计,1.阅读： “资料一有效地控制变量”探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同： 小组讨论分析： A同学的实验方案存在问题吗？若有问 题，请说明存在的问题。 你同意B同学观点吗？请说明理由。 影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪 些？,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时间等。,不同意。B同学忽略了实验中变量的控制问题。,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。,A同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题。 你同意B同学观点吗？请说明理由。 影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？,你认为应该控制的单一变量是： _的区别，其他条件（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全相同。,普通洗衣粉和加酶洗衣粉,二、实验设计,（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,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。,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。,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。,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,15,水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取_、 _ 、 _ 、 _ 。,阅读“资料二考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：,35,5,25,全自动,大小 颜色,污物的量,布料,洗涤方式有半自动和全自动，相比之下采用_方式比较好，并且应尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用相同 ；洗涤材料以_ （衣物、布料）作为实验材料，做对照实验时可控制布料的_、 _以及_（可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成正比的。,其他条件如何控制？,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12，也就是每增高10度，酶反应速度增加12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,结论,（二）探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,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 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,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,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。,将制好的污染布和称好的洗衣粉分别放入7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复进行，持续保持各自的温度。 过相同的时间后观察洗涤效果,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,3.探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较 在实验中，_是变量，其他因素在实验中保持不变；水温应保持不变。在实施活动时，通常应采用当地的常温，如果是冬季水温过低，就应采用_的方法，使温度达到25 35 。,加酶洗衣粉的种类,本实验判断洗涤效果的标准是什么？,比较相同洗涤时间后污染物残留状况,水浴加热,（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,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、2b6a、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),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26组分别滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、颜料，并记录污渍面积,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,温度控制,烧杯均放入温度为45度的水浴锅,洗衣粉洗涤,给1a6a号烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，给1b6b号烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉， 给1c6c号烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉， 给1d6d号烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉， 给1e6e号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,（6）记录结果：将实验结果记入下表。,3、实验结论：,单一变量原则和对照性原则及等量原则,洗衣粉的种类,温度,添加不同种类酶的洗衣粉,思考：3个探究实验的变量分别是什么？ 实验设计遵循的原则？,二、实验设计,变量,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：,单一变量原则和对照性原则及等量原则,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。,小组探讨题 有位同学打算用丝绸做实验材料，探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做合适吗？为什么？洗羊毛衫呢？,另一位同学打算用淀粉酶洗涤被淀粉污染的衣物，用斐林试剂检测结果以探讨温度对加酶洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做可以吗？为什么？,使用加酶洗衣粉要注意哪些问题？,使用加酶洗衣粉要注意的问题： 1. 对于蛋白质面料的衣物不能使用蛋白酶洗衣粉：碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维（羊毛、蚕丝等）织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。 2. 使用加酶洗衣粉要注意温度的控制和浸泡：碱性蛋白酶在35 50 时活性最强，在低温下或70 以上就会失效。 3. 使用加酶洗衣粉洗衣后要注意洗手：添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，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。 4. 衣服的洗涤，不光要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力，洗涤成本等因素。 5. 酶作为一种生物催化剂，有一定的寿命，不能放置太久。 6.加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。,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、工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明： 成分：含碱性蛋白酶等 用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时。使用温水效果最佳。 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。 请回答下列问题： （1）质检局针对该洗衣粉设汁了如下装置进行实验,该实验的目的是 。 （2）一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述（1）的实验材料及方法进行如下实验，并把结果用图A、B表示。,由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为 。 在0和75时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45，后者的催化作用已不能恢复，这是因为 。 该同学在实验过程中可通过 定指标来表示酶的催花效率。 （3）该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料，其主要原因是,检查该洗衣粉是否含蛋白酶,45,酶的结构已遭破坏（或酶的活性已丧失）,胶片上的蛋白膜消失时间的长短,丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣料,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