生物探討加酶洗衣粉的洗滌效果

1、（一）普通洗衣粉,一、基礎(chǔ)知識(shí),表面活性劑，水軟化劑，堿劑，漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑，香精和色素，以及填充劑等,1、洗衣粉主要成分：,作用：洗衣粉的主要成分，優(yōu)先吸附在各種界面上，降低水的表面張力，改變體系界面的狀態(tài)，去除衣物的污漬,①表面活性劑,種類：陰離子、陽(yáng)離子、非離子和兩性離子等四大類，但用于洗滌的表面活性劑則以陰離子和非離子為主,一般表面活性劑中含有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)，在洗滌過(guò)程中其乳化作用和通透作用，是衣服中的

2、脂肪類物質(zhì)進(jìn)入水中,應(yīng)用：表面活性劑有最普通、最傳統(tǒng)的陰離子表面活性劑就是人類使用了幾百年的肥皂（高級(jí)脂肪酸鈉）。合成洗滌工業(yè)問(wèn)世之后，使用最普遍的是十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑應(yīng)用最廣泛的是聚氧乙烯醚類,應(yīng)用：三聚磷酸鈉廣泛應(yīng)用于各種洗衣粉中，無(wú)磷洗衣粉中不含有三聚磷酸鈉,作用：防止水中的鈣、鎂離子造成的陰離子表面活性劑失活，提高表面活性劑利用率,種類：三聚磷酸鈉是最為常用的一種水軟化劑，它具有軟化水質(zhì)、分散污垢、緩沖堿劑及抗結(jié)

3、塊性能等特點(diǎn),②水軟化劑,④漂白劑：可延緩衣物的泛黃程度，但對(duì)衣物有一定的損傷。,③堿劑：,作用：在適當(dāng)?shù)膲A度下，纖維和污垢可被最大限度地離子化，更易于污垢的水解和分散,應(yīng)用：一般洗衣粉配方中都含有純堿和硅酸鈉，其中硅酸鈉還具有使污垢顆粒懸浮、防止再沉積的作用,⑤增白劑,⑥香精和色素,絲、棉、毛類等天然纖維的淺色衣物容易變黃，加入增白劑后，它能夠留存在衣物上，吸收陽(yáng)光中的紫外線，反射出與黃光互補(bǔ)的藍(lán)色光線，從而掩蓋了衣物上的黃色。,改善

4、洗衣粉的氣味和外觀，給人清新愉悅的感受，并掩蓋某些化學(xué)成分的異味,2、種類,①洗衣粉含磷量,無(wú)磷洗衣粉、含磷洗衣粉,含磷洗衣粉：以磷酸鹽為主要助洗劑的一類產(chǎn)品,助洗劑：結(jié)合鈣鎂離子，阻止污垢再沉積，有助于提高表面活性劑的去污能力,磷：一種營(yíng)養(yǎng)元素，易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而破壞水質(zhì)，污染環(huán)境,無(wú)磷洗衣粉：不用磷酸鹽作助洗劑的一類產(chǎn)品，無(wú)水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化這一特點(diǎn)，有利于水體環(huán)境保護(hù),②洗滌效果,普通洗衣粉、濃縮洗衣粉,③普通、濃縮洗衣粉的特點(diǎn),

5、普通洗衣粉：顆粒大而疏松，溶解性好，泡沫較為豐富，但去污力相對(duì)較弱，不易漂洗，一般適用于手洗,濃縮洗衣粉：顆粒小，密度大，泡沫較少，但去污力至少是普通洗衣粉的兩倍，易于清洗，節(jié)約水，一般適用于機(jī)洗,1、定義：,（二）加酶洗衣粉,含有酶制劑的洗衣粉,2、成分,除含有普通洗衣粉的成分外，還含有多種酶制劑：蛋白酶，脂肪酶，淀粉酶，纖維素酶，復(fù)合酶,①蛋白酶：,應(yīng)用：有助于取出例如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢,作用：堿

6、性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的多肽和氨基酸,種類：我國(guó)在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶,產(chǎn)生：主要產(chǎn)生菌是某些芽孢桿菌,②脂肪酶,應(yīng)用：可以催化水解各類動(dòng)植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢，,種類：堿性脂肪酶,作用：堿性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水沖洗掉的甘油二脂、甘油單脂和游離脂肪酸。從而達(dá)到清除衣物上脂質(zhì)污垢的作用,產(chǎn)生：產(chǎn)生菌是某些青霉,方程式：,③淀粉酶,應(yīng)用：可以去除例如來(lái)自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有

7、淀粉的污垢,作用：水解直鏈淀粉中的1，4－a－糖苷鍵，使糊化淀粉迅速分解為可溶解的糊精和低聚糖,方程式：,④纖維素酶,應(yīng)用：去除棉紡織品表面的浮毛，使洗滌后的棉紡織品柔軟蓬松，織紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適,作用：堿性纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深層的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，從而達(dá)到更好的去污效果,種類：堿性纖維素酶,方程式：,⑤復(fù)合酶,實(shí)際污垢組成復(fù)雜，往往蛋白污垢被

8、脂肪污垢或淀粉污垢覆蓋，單一酶的作用一般達(dá)不到徹底清除污垢的作用。而復(fù)合酶可以發(fā)揮其獨(dú)特的“協(xié)同效應(yīng)”。,試驗(yàn)測(cè)定，單獨(dú)使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗滌效果遠(yuǎn)不如把每種酶用量減半后放在一起使用的效果。即給定酶的用量，復(fù)合酶的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污漬表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白質(zhì)污垢進(jìn)攻。,（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉異同,相同點(diǎn)：,不同點(diǎn)：,表面活性劑可以產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開(kāi)；水軟化劑可

9、以分散污垢；等等,酶可以將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物易于溶于水，從而與纖維分開(kāi),（四）影響酶活性的因素 溫度、pH等,成分：略用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時(shí)，用溫水浸泡效果更佳,切勿用60℃以上的水.注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料，用后須徹底清洗雙手。,(五）資料分析,一般洗衣粉不易清除衣物的血漬和奶漬，但加酶洗衣粉則可以。 一生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下材料：,1、該洗衣粉較易清

10、除衣物的血漬和奶漬，說(shuō)明該洗衣粉中加入的是什么酶？為什么？,蛋白酶，因?yàn)檠獫n和奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)，蛋白酶能分解血漬和奶漬中的蛋白質(zhì)。,2、為什么洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時(shí)？如何縮短衣物的浸泡時(shí)間？,是為了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白質(zhì)污漬；用溫水浸泡衣物，因?yàn)槊傅拇呋饔眯枰m宜的溫度。,3、為什么不能在60℃以上的水中使用此洗衣粉？,使用加酶洗衣粉時(shí)，必須注意洗滌用水的溫度，溫度過(guò)高會(huì)使酶變性失活。在

11、低溫下也會(huì)失效；,4、試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料？,因?yàn)榈鞍酌改苁沟鞍踪|(zhì)水解，而絲質(zhì)及羊毛衣料中含有蛋白質(zhì)，這樣會(huì)損壞衣物,5.為什么用后須徹底清洗雙手？,此外：加酶洗衣粉也不宜長(zhǎng)期存放，存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致酶活力損失,二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),（一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果,1、實(shí)驗(yàn)原理,生活中的各種污漬主要是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、淀粉等多種不溶于水的有機(jī)物，這些有機(jī)物能在相應(yīng)的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下

12、水解成易溶于水的小分子有機(jī)物,2、遵循原則,實(shí)驗(yàn)變量為洗滌劑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循單一變量原則、對(duì)照性原則有效的控制其他變量，如水的用量、污染物的量，所用實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時(shí)間，,3、實(shí)驗(yàn)操作流程,（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,帶有污染物的實(shí)驗(yàn)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、質(zhì)地的新布上,稱取等量的洗衣粉：用天平準(zhǔn)確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉,（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程,①取兩只大燒杯并編號(hào)，用量筒分

13、別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。,②將制好的污染布和洗衣粉（一組為污染布和普通洗衣粉，另一組為污染布和加酶洗衣粉）分別放入兩只燒杯中。,③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行。,④過(guò)相同的時(shí)間后觀察洗滌效果。,（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論 加酶洗衣粉的效果好,1、分析資料二,溫度梯度設(shè)置并不恰當(dāng)和完善，主要是梯度差值偏大。在達(dá)到最適溫度之前提高溫度，可以增加酶促反應(yīng)的速度，每提高反應(yīng)溫度10度，所增加的

14、反應(yīng)速度稱為反應(yīng)的溫度系數(shù)，對(duì)于許多酶來(lái)說(shuō)，這個(gè)系數(shù)為1－2，也就是每增高10度，酶反應(yīng)速度增加1－2倍，假定用上述梯度測(cè)得40度時(shí)洗滌效果最好，但并不能說(shuō)最適溫度就是40度,①結(jié)論,（二）探究加酶洗衣粉使用時(shí)的最適溫度,②改進(jìn),制取同樣的污染布，稱取等量的同一種洗衣粉，分幾個(gè)溫度不同的試驗(yàn)組，溫度梯度可設(shè)為20、25、30、35、40、45、50、55度，若測(cè)出在40度時(shí)洗滌效果最好，可設(shè)置更細(xì)的試驗(yàn)組如35、36、37、38、39、

15、40、41、42、43、44、45度，直至測(cè)出具體的最適溫度,①實(shí)驗(yàn)原理,酶的活性受溫度的影響，最適溫度時(shí)酶的活性最大，去污力最強(qiáng)，高于或低于此溫度酶的活性降低，去污力下降,②洗滌效果的判斷,可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較,2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),③材料器具：加酶洗衣粉、雞血、新白棉布、蒸餾水、燒杯、滴管、溫度計(jì)、恒溫水浴鍋、玻璃棒、量筒、直尺、天平等,⑤實(shí)驗(yàn)步驟,④實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（1）制取帶有

16、污物的實(shí)驗(yàn)用布將等量的雞血滴到7塊大小相同的、質(zhì)地相同的新布上,（2）稱取1g加酶洗衣粉：用天平準(zhǔn)確的稱取等量的同種加酶洗衣粉,（1）配制系列溫度梯度水溶液 取大燒杯7只，用量筒量取500ml的蒸餾水放入其中。然后將7只燒杯分別放入250C、300C、350C、400C、450C、500C、550C的恒溫水箱加熱。,（2）將制好的污染布和稱好的洗衣粉分別放入7只燒杯中。,（3）用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)進(jìn)

17、行，持續(xù)保持各自的溫度。（4）過(guò)相同的時(shí)間后觀察洗滌效果,實(shí)驗(yàn)中可以用滴管控制污物的量，待污物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過(guò)程；模擬攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同,實(shí)驗(yàn)遵循的原則：?jiǎn)我蜃幼兞康脑瓌t和對(duì)照原則,（三）子課題三：不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果,1、實(shí)驗(yàn)原理,不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專一性，所以對(duì)不同污漬洗滌效果不同,2、實(shí)驗(yàn)步驟,①取30塊大

18、小相同的白棉布，分成6組，每組5塊，依次編號(hào)1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b…6a、6b、6c、6d、6e。,（a為蛋白酶處理組，b為脂肪酶處理組，c為淀粉處理組，d為復(fù)合酶處理組，e為普通洗衣粉組),②制取帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布,給第一組白布滴加雞血，待血漬擴(kuò)散停止后，記錄血漬面積,按同樣的方法給第2－6組分別滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、顏料，并記錄污漬面積,③將上述白棉布分別放入30個(gè)已編號(hào)的燒杯中，各注入500ml蒸餾水，

19、用玻璃棒攪拌使白棉布濕透,④溫度控制,燒杯均放入溫度為45度的水浴鍋,⑤洗衣粉洗滌,給1a－6a號(hào)燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，給1b－6b號(hào)燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，給1c－6c號(hào)燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，給1d－6d號(hào)燒杯中加入等量的復(fù)合酶洗衣粉，給1e－6e號(hào)燒杯中加入等量的普通酶洗衣粉，各燒杯均攪拌洗滌10分鐘后，用清水漂洗3次，晾干,（6）記錄結(jié)果：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入下表。,3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,四、課題延伸1.“衣領(lǐng)

20、凈”含高效表面活性劑、還原增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領(lǐng)口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。2.廚房的洗滌劑有兩大類（1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學(xué)成分是化學(xué)合成的烷基類活性劑，對(duì)皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對(duì)人體有一定的危害。（2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的清洗劑。它滲透能力、脫脂能力強(qiáng)，堿性也強(qiáng)，對(duì)皮膚有損傷。要求高的專業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。,（3）馬桶污垢分三類酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)