Waschprogramme Probleme Enzyme?

4 Antworten

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Als Abituraufgabe würde folgendes erwartet werden (AF 2 und 3):

Waschmittel bestehen zum einen aus Enzymen und Tensiden (Detergenzien). Enzyme sind in der Lage bestimmte Substanzen wie Fette und Proteine zu zersetzen, während Tenside die Eigenschaften haben die Fette und ggf. andere unpolare Substanzen aus dem Gewebe zu lösen und in die Waschlauge zu bringen, wo diese zum Beispiel auch durch die Enzyme abgebaut werden können.

Für die Reaktionsgeschwindigkeit liegt die RGT-Regel vor, die besagt, dass eine Erhöhung um 10° C eine Verdoppelung der Reaktionsgeschwindigkeit in etwa eintritt. Das gilt aber nur bedingt für Enzyme, diese haben ein Optimum (hier bei etwa 40 °C) und ein Pessimum (< ~ 30°C). Das Problem bei den Enzymen ist die s.g. Denaturierung durch Hitze (Temperaturen über 40 °C), welches die Enzyme und damit deren Wirkung inaktiviert. Somit verliert das Waschmittel bei Temperaturen über 40 °C stark an Reinigungswirkung, sodass biologische Stoffe durch die Enzyme nicht abgebaut werden können.

Ein Ansatz zur Behebung des Problemes wäre es (wie agrabin korrekterweise es bereits erwähnt hatte) hitzestabile Enzyme zu entwickeln (Gentechnik oder die Entdeckung neuer Proteine) oder Enzyme mit einem größeren Toleranz-/Optimumsbereich.

In Anbetracht, dass höhere Waschtemperaturen mit einem höheren Energieverbrauch einhergehen, ist es ökologisch eher sinnvoll Enzyme zu entwickeln/finden, die auch bei geringeren Temperaturen eine hohe Aktivität zeigen während auf (biologische) Tenside zurückgegriffen werden sollte, bei denen die Temperatur (Reaktionsgeschwindigkeit) nur einen geringer Faktor ist.

Huhu Mathe167,

Echt interessant, dass du schon in der 10. Klasse (hattest du in deiner einen Frage geschrieben) anfängst, Vorbereitungsaufgaben für das Abitur zu lösen.

Zufälligerweise befindet sich die gleiche Aufgabe auch in der Landesolympiade Biologie Klasse 10 (Thüringen).

Und auch dein "persönliches Interesse" stimmt komplett mit der Aufgabenstellung überein.

Der pure Wahnsinn ;)

PS: Hier nochmal die konkrete Aufgabenstellung für alle, die Lust haben, etwas zur Lösung beizutragen:

Bild zum Beitrag

Liebe Grüße

Euer Emmentaler22

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung
 - (Schule, Biologie, waschen)

Mathe167 
Fragesteller
 15.12.2020, 14:03

Danke. Das das bei der Bioolympiade ist wusste ich wirklich nicht, aber ich hab die Aufgabe in einem Buch entdeckt.

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Emmentaler22  15.12.2020, 14:05
@Mathe167

Wirklich? Dann wäre das Ganze ja ein einziges Plagiat...darf ich fragen, in welchem Buch? Vielleicht hab ich es zufällig hier.

Liebe Grüße

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Mathe167 
Fragesteller
 15.12.2020, 14:11
@Emmentaler22

Nicht direkt Plagiat. Nur das Diagramm kannte ich. Also die Frage hab ich mir selber gestellt.

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Emmentaler22  15.12.2020, 14:15
@Mathe167

Mhh, ist klar. Echt krass, wie man bei so einem Thema sich eins zu eins die gleiche Frage stellen kann. Mit fast der gleichen Wortwahl...echt verrückt. Aber naja, jedem das Seine. Bekommt man übrigens mit ein wenig schlauem googlen und ein bisschen Grips im Hirn ziemlich einfach hin.

Viel Spaß noch mit deiner Aufgabe ;)

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Mathe167 
Fragesteller
 15.12.2020, 14:18
@Emmentaler22

Es steht doch sogar drunter das es eine Abituraufgabe war. Und warum hast du denn die Frage aufgerufen, wenn du es durch googeln heraus bekommst?

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Emmentaler22  15.12.2020, 14:40
@Mathe167

jetzt widersprichst du dir selber. Eben meintest du noch, du hast dir die Frage selber gestellt und jetzt ist es wieder die Aufgabenstellung einer Abituraufgabe

Und im Übrigen: Dank deiner super gewählten Überschrift kam die Frage nunmal als Suchvorschlag bei Google, sorry.

Ich fände es im Übrigen nichtmal schlimm, wenn man einfach die Wahrheit sagen würde. Aber das liegt vermutlich einfach nicht in jedermanns Ermessen.

Dir noch einen schönen Tag. :)

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Mathe167 
Fragesteller
 15.12.2020, 14:04

Und ich bin etwas unterfordert in der schule deshalb löse ich sowas.

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und was mich persönlich noch interessiert, ist die Frage ob die Industrie diese Probleme beheben könnte und wenn ja wie?

Das ist nur eine theoretische bzw. "ausgedachte" Abi-Aufgabe, die nicht der Realität entspricht.

Beinahe jedes erhältliche Waschmittel ist auch für Temperaturen von ~90° (Kochwäsche) ausgelegt und verliert nicht an Reinigungswirkung, ganz im Gegenteil.

Und ja, laut der Grafik hättest du mit deiner Annahme Recht.


Mathe167 
Fragesteller
 24.11.2020, 10:36

Okay danke. Wenn die theoretische Annahme richtig wäre, was könnte man denn dann machen um die Enzymaktivität zu steigern?

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P2661  24.11.2020, 11:00
@Mathe167

Was genau meinst du jetzt? Steht das so in der Aufgabenstellung?

Wenn dich das nur persönlich interessiert (so wie von dir geschrieben) , lies dir nochmal meine Antwort durch 😅 Die Grafik entspricht nicht der Realität

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agrabin  24.11.2020, 14:28
@P2661

Was meinst du denn warum Fieber über 40 Grad C für uns so gefährlich ist?

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P2661  24.11.2020, 15:19
@agrabin

Ich meinte nur, dass das praktisch nicht der Realität entspricht, da die meisten Waschmittel auch für Kochwäsche ausgelegt sind. Eben durch die von dir erwähnten, hitzestabilen Enzyme.

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Eiweiße denaturieren bei höheren Temperaturen, daran ist nichts "ausgedacht".

Die Waschmittelindustrie kann auf Enzyme von thermophilen Bakterien zurückgreifen.

Unter dem Suchwort (oder in deinen Unterlagen) hitzstabile Enzyme oder thermophile Bakterien findest du mehr Infos.