高中生物研究性學(xué)習(xí)加酶洗衣粉的使用和效果

1、指導(dǎo)老師課題名稱:加酶洗衣粉 的使用和 效果凈舍EL 638千莫智神課題提生背景:當(dāng)你自己動(dòng)手洗衣服的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)衣服上油漬，汗?jié)n或者血漬非常難洗，你是如何解決這個(gè)難題的呢？你是否知道加酶洗衣粉，它與 普通洗衣粉相比，有什么優(yōu)點(diǎn)呢？加酶洗衣粉能更好的清除頑漬，這又 是為什么呢？我們小組就加酶洗衣粉的使用條件和效果展開(kāi)討論和研究，是人們能更好的認(rèn)識(shí)和使用加酶洗衣粉研究方式：上網(wǎng)搜索，書(shū)店查詢，與同學(xué)討論研究過(guò)程：2011年5月：選題，確定研究方案20011年5月：通過(guò)多種途徑查找資料2011年6月：形成子課題2011年6月：初步整理2011年6月：匯總.交流2011年6月：形成報(bào)告.評(píng)價(jià)2011

2、年6月：上交小組成員：組長(zhǎng)：責(zé)排版及規(guī)劃內(nèi)容成員:負(fù)責(zé)多媒體一切事宜:整所有材料:整個(gè)活動(dòng)過(guò)程:將材料整理編輯:統(tǒng)計(jì)活動(dòng)有關(guān)事宜:結(jié)題報(bào)告目錄.幅的簡(jiǎn)介.幅的特點(diǎn).影響幅活力的因素.幅在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用.加幅洗衣粉的概述.加幅洗衣粉中的常用幅制劑.加幅洗衣粉的特性.加幅洗衣粉的包裝與貯存.加幅洗衣粉的使用酶哺乳動(dòng)物的細(xì)胞就含有幾千種酶。它們或是溶解于細(xì)胞質(zhì)中，或是與各種 膜結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，或是位于細(xì)胞內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的特定位置上。這些酶統(tǒng)稱 胞內(nèi)酶;另外，還有一些在細(xì)胞內(nèi)合成后再分泌至細(xì)胞外的酶胞外酶。 酶催化化學(xué)反應(yīng)的能力叫酶活力（或稱酶活性）。酶活力可受多種因素的 調(diào)節(jié)控制，從而使生物體能適應(yīng)外

3、界條件的變化、維持牛命活動(dòng)。沒(méi)有酶 的參與，新陳代謝只能以極其緩慢的速度進(jìn)行,生命活動(dòng)就根本無(wú)法維持。 例如食物必須在酶的作用下降解成小分子，才能透過(guò)腸壁,被組織吸收和 利用。在胃里有胃蛋白酶，在腸里有胰臟分泌的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、 脂肪酶和淀粉酶等。又如食物的氧化是動(dòng)物能量的來(lái)源，其氧化過(guò)程也是 在一系列酶的催化下完成的。酶催化作用實(shí)質(zhì):降低化學(xué)反應(yīng)活化能。二、幅的特點(diǎn)1、高效性：酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑更高，使得反應(yīng)速率更快；2、專(zhuān)一性：一種酶只能催化一種或一類(lèi)底物.如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì) 水解成多肽;3、多樣性：酶的種類(lèi)很多，大約有 4000多種；4、溫和性：是指酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一

4、般是在較溫和的條件下進(jìn)行的5、活性可調(diào)節(jié)性：包括抑制劑和激活劑調(diào)節(jié)、反饋抑制調(diào)節(jié)、共價(jià)修飾 調(diào)節(jié)和變構(gòu)調(diào)節(jié)等。.有些酶的催化性與輔因子有關(guān)。.易變性，由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，因而會(huì)被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫度在35到40c之間，植物體內(nèi)的酶最適溫度在40-50C之間；細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大,有的酶最 適溫度可高達(dá) 70Co動(dòng)物體內(nèi)的酶最適 PH大多在6.5-8.0 之間，但也有例 外，如胃蛋白酶的最適 PH為1.5 ,植物體內(nèi)的酶最適 PH大多在4.5-6.5 之 問(wèn)。酶的這些性質(zhì)使細(xì)胞內(nèi)錯(cuò)綜復(fù)雜的物質(zhì)代謝過(guò)程能有條不紊地進(jìn)行, 使物質(zhì)代謝與正常的生理機(jī)能

5、互相適應(yīng).若因遺傳缺陷造成某個(gè)酶缺損, 或其它原因造成酶的活性減弱，均可導(dǎo)致該酶催化的反應(yīng)異常，使物質(zhì)代 謝紊亂，甚至發(fā)生疾病.因此酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系十分密切。三、影響的活力的因素米契里斯(Michaelis )和門(mén)坦(Menten)根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)推導(dǎo)出酶 促反應(yīng)速度方程式，即 米-門(mén)公式(具體參考環(huán)境工程微生物學(xué)第四章 微生物的生理)。由米門(mén)公式可知：酶促反應(yīng)速度受酶濃度和底物濃度的 影響，也受溫度、pH、激活劑和抑制劑的影響。(1)酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響從米門(mén)公式和酶濃度與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系圖解可以看出：酶促反應(yīng)速度與酶分子的濃度成正比。當(dāng)?shù)孜锓肿訚舛茸銐驎r(shí)，酶分子越多，底物 轉(zhuǎn)化的速度

6、越快。但事實(shí)上，當(dāng)酶濃度很高時(shí)，并不保持這種關(guān)系，曲線 逐漸趨向平緩。根據(jù)分析，這可能是高濃度的底物夾帶夾帶有許多的抑制 劑所致。(2)底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響在生化反應(yīng)中，若酶的濃度為定值，底物的起始濃度較低時(shí)，酶促反 應(yīng)速度與底物濃度成正比，即隨底物濃度的增加而增加。當(dāng)所有的酶與底物結(jié)合生成中間產(chǎn)物后，即使在增加底物濃度，中間產(chǎn)物濃度也不會(huì)增加, 酶促反應(yīng)速度也不增加。還可以得出，在底物濃度相同條件下，酶促反應(yīng)速度與酶的初始濃度 成正比。酶的初始濃度大，其酶促反應(yīng)速度就大。拓?fù)洚悩?gòu)酶在實(shí)際測(cè)定中，即使酶濃度足夠高，隨底物濃度的升高，酶促反應(yīng)速度并 沒(méi)有因此增加，甚至受到抑制。其原因是：

7、高濃度底物降低了水的有效濃 度，降低了分子擴(kuò)散性,從而降低了酶促反應(yīng)速度。過(guò)量的底物聚集在酶 分子上，生成無(wú)活性的中間產(chǎn)物，不能釋放出酶分子，從而也會(huì)降低反應(yīng) 速度。(3)溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響各種酶在最適溫度范圍內(nèi)，酶活性最強(qiáng)，酶促反應(yīng)速度最大。在適宜 的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高 10C,酶促反應(yīng)速度可以相應(yīng)提高12倍。不同生物體內(nèi)酶的最適溫度不同。如，動(dòng)物組織中各種酶的最適溫度為3740C；微生物體內(nèi)各種酶的最適溫度為2560C,但也有例外，如黑曲糖化酶的最適溫度為 6264C；巨大芽胞桿菌、短乳酸桿菌、產(chǎn)氣桿菌等體 內(nèi)的葡萄糖異構(gòu)酶的最適溫度為80C；枯草桿菌的液化型淀粉酶的最適溫度為8

8、594C。可見(jiàn)，一些芽抱桿菌的酶的熱穩(wěn)定性較高。過(guò)高或過(guò)低的 溫度都會(huì)降低酶的催化效率，即降低酶促反應(yīng)速度。最適溫度在60c以下的酶，當(dāng)溫度達(dá)到6080c時(shí)，大部分酶被破壞， 發(fā)生不可逆變性；當(dāng)溫度接近100c時(shí)，酶的催化作用完全喪失。所以，人在發(fā)燒時(shí)，不想吃東西。(4) pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響酶在最適pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出活性，大于或小于最適 pH,都會(huì)降低酶活性。 主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài)，從而影響酶 和底物的結(jié)合；過(guò)高或過(guò)低的pH都會(huì)影響酶的穩(wěn)定性，進(jìn)而使酶遭受不可逆破壞。人體中的大部分酶所處環(huán)境的pH值越接近7,催化效果越好。但人體中的胃蛋白酶卻適宜在pH值為12

9、的環(huán)境中，胰蛋白酶的最適pH在8左右。(5)激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響能激活酶的物質(zhì)稱為酶的激活劑。激活劑種類(lèi)很多，有無(wú)機(jī)陽(yáng)離子， 如鈉離子、鉀離子、銅離子、鈣離子等；無(wú)機(jī)陰離子，如氯離子、澳離 子、碘離子、硫酸鹽離子磷酸鹽離子等；有機(jī)化合物，如維生素C、川氨酸、還原性谷胱甘肽等。許多酶只有當(dāng)某一種適當(dāng)?shù)募せ顒┐嬖跁r(shí)，才 表現(xiàn)出催化活性或強(qiáng)化其催化活性,這稱為對(duì)酶的激活作用。而有些酶被 合成后呈現(xiàn)無(wú)活性狀態(tài)，這種酶稱為酶原。它必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募せ顒┘せ?后才具活性。(6)抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響能減弱、抑制甚至破壞酶活性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。它可降低酶促 反應(yīng)速度。酶的抑制劑有重金屬離子、一氧

10、化碳、硫化氫、氫氟酸、氟化 物、碘化乙酸、生物堿、染料、對(duì)-氯汞苯甲酸、二異丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性劑等。對(duì)酶促反應(yīng)的抑制可分為競(jìng)爭(zhēng)性抑制和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。與底物結(jié)構(gòu)類(lèi) 似的物質(zhì)爭(zhēng)先與酶的活性中心結(jié)合,從而降低酶促反應(yīng)速度，這種作用稱 為競(jìng)爭(zhēng)性抑制。競(jìng)爭(zhēng)性抑制是可逆性抑制，通過(guò)增加底物濃度最終可解除 抑制，恢復(fù)酶的活性。與底物結(jié)構(gòu)類(lèi)似的物質(zhì)稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。抑制劑 與酶活性中心以外的位點(diǎn)結(jié)合后,底物仍可與酶活性中心結(jié)合，但酶不顯 示活性，這種作用稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制是不可逆的，增加底 物濃度并不能解除對(duì)酶活性的抑制。與酶活性中心以外的位點(diǎn)結(jié)合的抑制 劑，稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。有

11、的物質(zhì)既可作為一種酶的抑制劑，又可作為另一種酶的激活劑四、能在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用如釀酒工業(yè)中使用的酵母菌，就是通過(guò)有關(guān)的微生物產(chǎn)生的，酶的作 用將淀粉等通過(guò)水解、氧化等過(guò)程，最后轉(zhuǎn)化為酒精；醬油、食醋的生產(chǎn) 也是在酶的作用下完成的；用淀粉酶和纖維素酶處理過(guò)的飼料，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 提高；洗衣粉中加入酶,可以使洗衣粉效率提高，使原來(lái)不易除去的汗?jié)n 等很容易除去等等由于酶的應(yīng)用廣泛，酶的提取和合成就成了重要的研究課題.目前酶 可以從生物體內(nèi)提取，如從菠蘿皮中可提取菠蘿蛋白酶.但由于酶在生物 體內(nèi)的含量很低，因此，它不能適應(yīng)生產(chǎn)上的需要.工業(yè)上大量的酶是采 用微生物的發(fā)酵來(lái)制取的.一般需要在適宜的條件下，選育

12、出所需的菌種， 讓其進(jìn)行繁殖，獲得大量的酶制劑.另外，人們正在研究酶的人工合成.總 之隨著科學(xué)水平的提高，酶的應(yīng)用將具有非常廣闊的前景。五、加幅洗衣粉的概述加酶洗衣粉中的堿性蛋白酶制劑可以使奶漬、血漬等多種蛋白質(zhì)污垢 降解成易溶于水的小分子肽。堿性蛋白酶的主要產(chǎn)生菌是某些芽抱桿也 衣物上脂質(zhì)污垢的主要成分是甘油三酯。甘油三酯很難被一般洗衣粉中的 表面活性劑乳化,而留在衣物上的甘油三酯容易發(fā)牛氧化反應(yīng)、使紡織品 變黃變脆。堿性脂肪酶制劑能將甘油三酯水解成容易被水沖洗掉的甘油二 配、甘油單酯和脂肪酸.從而達(dá)到清除衣物上脂質(zhì)污垢的目的。堿性脂肪 酶的主要產(chǎn)生菌是某些青看20世紀(jì)80年代，灶的一家公司

13、首先推出含有堿性纖維素酶制劑的洗衣粉。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入到纖維深處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。堿性纖維素酶還能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。六、加的洗衣粉中的常用的制劑目前在加酶洗衣粉中使用的共有 4種：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶。它們有著對(duì)污垢的特殊去污能力，并且具有在洗衣粉配方中所占成本較少而洗滌效果提高很大的特性。蛋白酶可將蛋白質(zhì)水解，變成可溶性的氨基酸的酶。蛋白酶是應(yīng)用于洗滌劑中最重要的 一類(lèi)酶制劑，這是因?yàn)橄裱?、奶、蛋、?/p>

14、汁、汗?jié)n、可可、咖啡等蛋白質(zhì)是衣物上最 普遍存在的污垢，而且是最難被表面活性劑和其他助洗劑所去除的。蛋白酶能把蛋白 質(zhì)先分解成可溶性的肽鍵，然后再分解成氨基酸，從而很容易被洗去。在這種場(chǎng)合下，即使不能使蛋白質(zhì)完全分解，只要得到用合成洗滌劑容易除去的分解物即可。由于生 成可溶性物質(zhì)或易分散于洗滌液中的物質(zhì)，使吸附的蛋白質(zhì)污垢減少，原來(lái)在蛋白質(zhì) 存在下牢固地吸附于纖維上的污垢也比較容易地去除。因洗衣粉是偏堿性的，因此加 酶洗衣粉中的蛋白酶也是耐堿的，一般是堿性蛋白酶。脂肪酶脂肪酶是繼蛋白酶之后，第二個(gè)應(yīng)用于洗滌劑行業(yè)中的酶制劑。它的顯著特點(diǎn)是 使洗滌劑在低溫時(shí)也能達(dá)到對(duì)脂肪的優(yōu)良去除能力。并且它具

15、有效果累積功能，其去 污能力可以隨著洗滌次數(shù)的增加而表現(xiàn)得更加明顯。淀粉酶是可將淀粉水解，變成糊精或麥芽糖的酶。衣物上常見(jiàn)的淀粉類(lèi)污垢有巧克力、 土豆泥、面條、粥等，加入淀粉酶的加酶洗衣粉對(duì)去除這類(lèi)污垢效果良好。同時(shí)，淀 粉酶和脂肪酶之間具有很好的協(xié)同作用。實(shí)際污垢中的成分及其復(fù)雜，如蛋白質(zhì)類(lèi)、 脂肪類(lèi)、淀粉類(lèi)可能共存，所以利用集中酶制劑的復(fù)配，可以大大提高去污效果。 纖維素酶纖維素酶在洗滌劑中的應(yīng)用可以說(shuō)是一項(xiàng)重要的發(fā)明。它的作用對(duì)象不是衣物上 的污垢，而是織物表面因多次洗滌而在主纖維上出現(xiàn)的微毛和小絨球。用纖維素酶處理后， 織物表面的微毛和絨球就被除去，可以平整織物表面，同時(shí)有增白效果，使

16、有色衣物的色澤變得更加鮮艷，使白色衣物恢復(fù)其本色。另外，纖維素酶將主纖維上的微毛和絨球除去后， 使主纖維變得光滑， 減少了微纖維之間的糾纏，而使纖維變得柔軟。 因此添加纖維素酶的洗 衣粉具有增白、柔軟兩個(gè)獨(dú)特功能。七、加的洗衣粉的特性酶的作用較慢，使用加酶洗衣粉時(shí)應(yīng)將衣物在加酶洗衣粉的水溶液中預(yù)浸一段時(shí)間，再按正常方法洗滌衣物。加酶洗衣粉的 pH值一般不大于 10,在水溫 4560 c時(shí)，能充分發(fā)揮洗滌作用；水溫高于60c時(shí)，堿性蛋白酶要失去活力；水溫低于15C時(shí)，酶的活性迅速下降，影響洗滌效果。低于 40c時(shí)，則酶作用緩慢，但不易被破壞 而失活。因此，加入堿性蛋白酶的洗衣粉，最佳洗滌溫度是4

17、050 C。加酶洗衣粉很適合洗滌襯衣、被單、床單等大件物品。不適合洗滌絲毛織物，因 為酶能破壞絲毛纖維，一旦不留心用加酶洗衣粉洗滌絲毛蛋白質(zhì)類(lèi)織物，應(yīng)趕快沖洗 晾干。加酶洗衣粉中酶的活力是影響去污效果的重要指標(biāo)。因?yàn)槊富盍Υ砹擞行钢苿┑暮亢痛呋芰ΑＲ话阆礈靹┘訅A性蛋白酶約1000d/g國(guó)標(biāo)GB 13171-91中，加酶洗衣粉的酶活力需 650/g八、加的洗衣粉的包裝與貯存加酶洗衣粉不宜在高溫、高濕的環(huán)境中貯存，也不要久存，因?yàn)槊傅膲勖怯邢?的。一般超過(guò)1年，酶的活力會(huì)降低很多甚至失效，影響去垢效果。九、加的洗衣粉的使用1、先把洗衣粉在 40攝氏度左右的水中溶解均勻，加入用水濕潤(rùn)的衣服，防止衣服局部變色2、不能用超過(guò) 50攝氏度的水溶解加酶洗衣粉，否則會(huì)將洗衣粉中的酶殺死3、衣服先用溫的洗衣粉液浸泡一段時(shí)間通常為20分鐘。如果用常溫洗衣粉液浸泡，以適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間4、注意保質(zhì)期，超過(guò)保質(zhì)期，酶會(huì)失效5、一般洗衣粉不能用于全羊毛與絲織品的洗滌課題評(píng)價(jià)組長(zhǎng)自評(píng)：本組每個(gè)同學(xué)查閱資料較廣泛，對(duì)加酶洗衣粉 也較多參考了專(zhuān)家評(píng)論家的 意見(jiàn)，并且發(fā)表了自己的評(píng)論與見(jiàn)解，雖然比較稚嫩，但已盡自己所能，通過(guò)這