(二)实验步骤
1.探究用加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤的效果的不同
①在2个编号的烧杯里,分别注入500mL清水。
②取2块大小相等的白棉布,用滴管在每块白布上分别滴上等量的墨水,分别放入烧杯里,用玻璃棒搅拌。
③将2个烧杯分别放入同等温度的温水中,保温5分钟。
④称取5克加酶洗衣粉和5克普通洗衣粉2份,分别放入2个烧杯中,用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。
⑤观察并记录2个烧杯中的洗涤效果
2.探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件
①在3个编号的烧杯里,分别注入500mL清水。
②取3块大小相等的白棉布,用滴管在每块白布上分别滴上一滴食用油、鸡血、牛奶,分别放入烧杯里,用玻璃棒搅拌。
③将3个烧杯分别放入50摄氏度的热水、沸水和冰块中,保温5分钟。
④称取5克加酶洗衣粉3份,分别放入3个烧杯中,用玻璃棒均匀搅拌。保温10分钟。
⑤观察并记录3个烧杯中的洗涤效果。
3。探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤的效果
污染物 |
蛋白酶洗衣粉 |
脂肪酶洗衣粉 |
复合酶洗衣粉 |
普通洗衣粉 |
油渍 |
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汗渍 |
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血渍 |
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观察并记录四种洗衣粉分别洗涤三种污染的洗涤效果。
(一)实验原理
1.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶,其中,应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。
2.碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽,使污迹从衣物上脱落。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质,使洗衣粉具有更好的去污能力。
3.在本课题中,我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题:一是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;二是在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好,三是添加不同种类的酶的的洗衣粉,其洗剂效果有哪些区别。
资料:
1.家用洗衣粉。家用洗衣粉和其他各种家用洗涤剂的成分基本相同,主要含有表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂和香精等成分。
表面活性剂 表面活性剂是洗衣粉的主要成分。表面活性剂有阴离子、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。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。
水软化剂 水软化剂可防止水中的钙、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。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,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。
碱剂 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。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。
漂白剂 某些洗衣粉中含有过硼酸钠一类的漂白剂,可以延缓衣物的泛黄程度,但对衣物有一定的损伤。
酶 洗衣粉中一般添加了蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。酶是一种专一性的生物催化剂,蛋白酶可以催化水解肉、蛋和奶渍,淀粉酶可以催化水解酱、粥等污渍,脂肪酶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,纤维素酶可使织物增艳(新)、去除颗粒性污垢,但过量使用,也能损伤棉、麻等天然纤维织物。
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。
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。
2.加酶洗衣粉
加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中,加入0.2%-0.5%的酶制剂制成的。在洗衣粉中添加的酶的种类很多,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。这种酶能耐碱性条件,而且耐贮存,对皮肤、衣物没有刺激和损伤作用。碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物,都会在碱性蛋白酶的作用下,结构松弛、膨胀解体,稍加搓洗,污迹就会从衣物上脱落。
使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点:(1)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)使用加酶洗衣粉时,必须注意洗涤用水的温度。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)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;(4)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;(5)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。
(四)设计实验
在实际的操作过程中,还需要注意下列事项。
1.与其他工业用酶基本相同,果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛,因此,可以选用10 ℃作为温度梯度,设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等,也可以尝试以5 ℃作为温度梯度。
2.苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物,水果不用去皮。如用苹果为原材料,一般可按每个中等大小的苹果加水100-200 mL的比例进行搅拌,获得稀的苹果泥。
3.果泥的用量可以采用5 mL左右,果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。
4.水浴时间可以为20-30 min。
5.过滤果汁时,漏斗中应放置滤纸。
6.探究pH对果胶酶活性的影响,只须将温度梯度改成pH梯度,并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时,研究的变量是果胶酶的用量,其他因素都应保持不变。实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液,也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液,然后使用不同的体积即可。需要注意的是,反应液的pH必须相同,否则将影响实验结果的准确性。
(三)果胶酶的用量
生产果胶时.为了使果胶酶得到充分利用,控制好酶的用量,用量多少常通过设置梯度手段探究。
(二)酶的活性与影响酶活性的因素
1.酶的活性是指酶催化 一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间内,单位体积中反应物的减少量或产物的增加量表示。
2.影响酶活性的因素常提的是温度、pH值和酶的抑制剂等。
3.探究温度和pH对酶活性的影响及探究果胶酶用量的两个实验都要注意实验的基本原则:对照原则和等量 原则,理解实验中温度梯度或pH梯度的变化在分析问题时也要用
单一变量 原则分析。
(一)果胶酶的作用
1.植物细胞壁及胞间层的主要组成成分之一是果胶。果胶的主要成分为半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。
2.果胶酶的作用是分解果胶变成可溶性的半乳糖醛酸。
3.果胶酶不是特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称,包括多聚半乳糖醛酸 酶、
果胶分解 酶和果胶酯酶;果胶酶的化学本质是蛋白质,也能被蛋白酶水解掉;果胶酶具有酶的通性:只改变反应效率,不改变反应的平衡点。
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2、考点解读
本专题包含了三个专题,果胶酶在果汁生产中的作用,加酶洗衣粉和酵母菌细胞的固化,加酶洗衣服的的内容比较贴近生活,且酶制剂及酶的有关知识和必修一联系密切,近几年此部分单独出题的几率不大,且往往和酶的必修部分相联系。
本专题的(1)(3)部分对于学生来说感兴趣,可跟生产联系在一起,高考的立意在对三个课题过程的研究的理解,更高的要求是根据有关内容进行实验设计。
1、考点盘点
内容 |
说明 |
(1)果胶酶在果汁生产中的作用 (2)探讨加酶洗衣粉的洗剂效果 (3)酵母细胞的固定化 |
贴近生活且注意和必须一酶的有关知识相联系 |
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