洗滌劑用復(fù)合酶的配伍性能研究

1、洗滌劑用復(fù)合酶的配伍性能研究· 類  別：洗滌劑工業(yè)· 作  者：夏良樹(shù) 聶長(zhǎng)明· 關(guān)鍵詞：洗滌劑,復(fù)合酶,酹面活性劑,助劑,配伍性· 【內(nèi)容】·     一般織物上常見(jiàn)的污垢有4種:血奶黏膜分泌的黏液汗腺分泌物及各種蛋白質(zhì)食品污垢等蛋白質(zhì)污垢;淀粉質(zhì)的老化物及尚未完全糊化的物質(zhì);衣領(lǐng)袖口等處的人體分泌的皮脂污垢;織物經(jīng)多次洗滌后,被纖維素分子與水形成的凝膠所封閉的浸入棉單纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部的污垢,這些污垢同時(shí)粘附在織物上,若用單一酶制劑無(wú)法將上述污垢同時(shí)分解去除,而使用復(fù)合酶則可

2、全面地去除各種混合污垢,從而大大提高去污效果目前洗滌劑用酶已超過(guò)世界酶產(chǎn)量的40%,先進(jìn)國(guó)家大約有60%以上的洗滌劑中加了酶1開(kāi)發(fā)加酶洗滌劑是當(dāng)今國(guó)際洗滌劑工業(yè)發(fā)展的一大潮流現(xiàn)已商品化的洗滌用酶有堿性蛋白酶淀粉酶堿性纖維素酶脂肪酶,而脂肪酶的去污能力,只有經(jīng)過(guò)多次洗滌才能發(fā)揮出來(lái),有時(shí)雖經(jīng)多次循環(huán)洗滌,仍不能使頑固的油漬污垢明顯清除,這樣,不適合我國(guó)的洗滌習(xí)慣,因此,目前其應(yīng)用受到限制2本研究所用復(fù)合酶是由堿性蛋白酶淀粉酶堿性纖維素酶復(fù)配而成本文針對(duì)我國(guó)的實(shí)際洗滌情況,探討了復(fù)合酶的穩(wěn)定性能,進(jìn)一步研究了它與洗衣粉中常用的表面活性劑和各種助劑的配伍性能,為復(fù)合酶的應(yīng)用及復(fù)合酶洗滌劑的配制提供參

3、考1實(shí)驗(yàn)原料和檢測(cè)方法1.1 實(shí)驗(yàn)原料1.1.1 酶制劑基于文獻(xiàn)3中“酶量與洗滌性能關(guān)系”試驗(yàn),“復(fù)合酶配伍性研究”試驗(yàn)及“酶用量確定”試驗(yàn)結(jié)果,堿性蛋白酶堿性纖維素酶淀粉酶配伍性良好,去污力隨酶量增加而提高,但兩者不存在線性關(guān)系,當(dāng)酶添加到一定量時(shí),去污力隨酶量增加而提高緩慢,從去污力-經(jīng)濟(jì)角度考慮,確定最佳酶用量從而確定復(fù)合酶(酶活力單位1242NU/g)最佳配方(w/%)為:26%堿性蛋白酶(酶活820NU/g);30%堿性纖維素酶(酶活力單位760NU/g);44%淀粉酶(酶活力單位720NU/g),這3種酶均為固體顆粒狀,NOVONordisk提供1.1.2 表面活性劑洗衣粉中常用表

4、面活性劑有:LAS,工業(yè)級(jí),活性物含量36%,南京烷基苯廠產(chǎn);AEO9和TX-10,工業(yè)級(jí),活性物含量99%,進(jìn)口;皂片,工業(yè)級(jí),脂肪酸含量70%,湖南新衡日用化工總廠產(chǎn);AES,工業(yè)級(jí),活性物含量70%,湖南麗臣實(shí)業(yè)公司產(chǎn)1.1.3 洗滌助劑STPP,Na2SiO3·5H2O,Na2CO3,Na2SO4,CMC,熒光增白劑,香精,均為工業(yè)級(jí),采自新衡日用化工總廠1.2 檢測(cè)方法1.2.1 酶活力測(cè)定方法吸移1mL酶樣品液到20mL試管內(nèi),加入5mLNaH2PO4-Na2HPO4(pH7 4,須檢驗(yàn))緩沖液于試管中,充分混合,將試管置于40水浴保溫10min,每隔30s加入PHADE

5、BAS片劑(NOVONordisk公司提供)到試管中,在旋轉(zhuǎn)混合器內(nèi),轉(zhuǎn)動(dòng)試管15s,再置于水浴內(nèi)正好在加入PHADEBAS片劑的15min后,加入1mL1molNaOH,然后在旋轉(zhuǎn)混合器上轉(zhuǎn)動(dòng)試管,將溶液過(guò)濾到一干凈且干燥的試管內(nèi),用分光光度計(jì)在720nm下(OD720)測(cè)量過(guò)濾液的吸收率(在取樣作此測(cè)定前,搖動(dòng)試管,測(cè)定工作在過(guò)濾后1h內(nèi)完成)用NOVONodisk公司提供的標(biāo)準(zhǔn)酶成品液得到的結(jié)果,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,用酶活性(NU/mL)為橫坐標(biāo),OD720為縱坐標(biāo),用標(biāo)準(zhǔn)曲線和下列公式將酶樣品液的吸收率轉(zhuǎn)換成酶樣品活性: 活性(NU/g)=S/D式中:S標(biāo)準(zhǔn)曲線的活性讀數(shù):NU/mL;D稀釋

6、因子,用于樣品到樣品溶液,g/mL1.2.2 酶殘余活力測(cè)定方法在一定的溫度和pH值條件下,將一定濃度的表面活性劑或助劑溶液和酶混合一定時(shí)間后,測(cè)定混合液的酶活力U;以相同體積的去離子水與酶混合同樣處理測(cè)定混合液的酶活力U酶殘余活力R%=U/U0×1002 試驗(yàn)結(jié)果2.1復(fù)合酶的溫度和pH特性在不同溫度,不同pH或不同緩沖體系條件下,測(cè)定復(fù)合酶的最適反應(yīng)溫度及pH曲線,溫度-酶殘余活力,pH-酶殘余活力關(guān)系曲線結(jié)果見(jiàn)圖1圖4由圖1圖4可見(jiàn),復(fù)合酶反應(yīng)的最適溫度為40,但在20時(shí)仍有60%的酶活性,說(shuō)明該酶可適用于常溫洗滌要求;反應(yīng)最適pH為10.0,且酶在較寬的pH范圍內(nèi)(412)具

7、有良好的穩(wěn)定性,表明該復(fù)合酶可適用于各種類型的洗滌劑2.2 洗滌劑常用表活劑和助劑對(duì)復(fù)合酶活性影響在25恒溫條件下,將不同濃度梯度的表面活性劑助劑與復(fù)合酶作用30min后測(cè)定酶殘余活力,結(jié)果見(jiàn)圖5圖15由圖5圖15可知,隨著LASAES濃度增加,酶活有所降低,但殘余活力仍保持在90%以上;AEO9TX-10在很寬的范圍內(nèi),不但對(duì)酶活無(wú)影響,且在短時(shí)間內(nèi)對(duì)酶活有顯著的激活作用;AESLASAEO9TX10是洗衣粉中最主要的表面活性劑,洗衣粉的類型品種品牌不同,其用量也不相同,但在實(shí)際洗滌過(guò)程中,它們的濃度一般為0.29g/L0.5g/L,在此濃度范圍內(nèi),表面活性劑LASTX-10AEO9和AES

8、對(duì)酶活無(wú)不良影響,說(shuō)明復(fù)合酶與上述4種表面活性劑具有良好的配伍性;皂片濃度0.1g/L,對(duì)酶活略有影響,但在大于0 5g/L的高濃度下,對(duì)酶活有很明顯的失活作用,而洗衣粉配方中,皂片用量很小(2%3%),在實(shí)際洗滌液中,其濃度一般不會(huì)大于0.1g/L,所以在洗衣粉中適當(dāng)配入皂片,并不會(huì)對(duì)酶活造成明顯影響;表面活性劑對(duì)酶活的影響非離子好于陰離子,這與表面活性劑的結(jié)構(gòu)不同有關(guān)陰離子形成膠團(tuán)的極性較強(qiáng),容易與酶分子形成較強(qiáng)的靜電疏水鏈作用,使酶蛋白解離或鏈變性,導(dǎo)致酶失活,非離子的膠團(tuán)不帶電,故它對(duì)酶活的影響就小得多;STPP和熒光增白劑對(duì)復(fù)合酶有明顯的激活作用,STPP的激活作用隨復(fù)合酶濃度的增加

9、而增大;熒光增白劑在低濃度時(shí),其激活作用明顯,在高濃度下嚴(yán)重喪失;純堿芒硝CMC和香精對(duì)酶活無(wú)明顯影響;Na2SiO3.5H2O在低濃度時(shí)(0 5g/L)對(duì)酶活無(wú)明顯影響,但在高濃度(1g/L)時(shí),開(kāi)始使酶嚴(yán)重失活,但洗衣粉中,Na2SiO3.5H2O用量一般不很高(<10%),實(shí)際洗滌過(guò)程中,其濃度遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到1g/L的高濃度,由此可認(rèn)為Na2SiO3.5H2O亦不會(huì)對(duì)酶活造成明顯影響2.3 表面活性劑和助劑的作用時(shí)間對(duì)酶活的影響本試驗(yàn)采用分別調(diào)配成含單一成分的加酶洗滌劑(復(fù)合酶用量3%),在溫度40條件下,在一個(gè)月內(nèi)每隔10天測(cè)定其酶殘余活力,結(jié)果見(jiàn)表1從表1可看出,皂片,Na2SiO

10、3·5H2O對(duì)酶活影響最大,但一個(gè)月后仍達(dá)70%以上,其他表面活性劑和助劑對(duì)酶活的影響基本上不隨時(shí)間延長(zhǎng)而變化,可見(jiàn)該復(fù)合酶在實(shí)際使用過(guò)程中,具有良好的穩(wěn)定性另一方面,在將酶應(yīng)用于洗滌劑中時(shí),應(yīng)進(jìn)行配方的優(yōu)化與調(diào)整,對(duì)酶活影響較大的表面活性和助劑在配方中占的比例盡可能小,這樣,在一定時(shí)間內(nèi)才能使酶發(fā)揮出應(yīng)有的作用,使加酶洗滌劑具有良好的去污性能2.4 復(fù)合酶在洗衣粉中的穩(wěn)定性研究復(fù)合酶在洗衣粉中的穩(wěn)定性,從兩方面入手一方面,研究加酶洗衣粉單獨(dú)存放時(shí)的穩(wěn)定性,另一方面研究酶在洗衣粉溶液中的穩(wěn)定性(1)配制含3%復(fù)合酶,97%白貓 超濃縮洗衣粉的加酶洗衣粉,密封保存于塑料袋中12個(gè)月,自

11、然條件下,每隔30天測(cè)一次酶殘活力,得貯存時(shí)間在 酶殘活力關(guān)系曲線,結(jié)果見(jiàn)圖16從圖16可見(jiàn),貯存時(shí)間越長(zhǎng),酶失活加劇,在洗衣粉中貯存一年,活力仍保持在65%以上,說(shuō)明復(fù)合酶在洗衣粉中穩(wěn)定性較好(2)配制含3%復(fù)合酶,97%白貓 超濃縮洗衣粉的加酶洗衣粉,測(cè)定復(fù)合酶在洗衣粉溶液的穩(wěn)定性加酶洗衣粉洗滌液濃度為2g/L,溶液溫度40結(jié)果見(jiàn)圖17由圖17可看出:隨著時(shí)間的延長(zhǎng),復(fù)合酶失活加劇,這主要是因?yàn)闃O性水分子作用酶分子一段時(shí)間后使酶分子的肽鍵伸展,改變酶的三維結(jié)構(gòu),破壞其活性,導(dǎo)致酶失活加劇復(fù)合酶在洗衣粉液中作用60min,其酶活沒(méi)明顯降低,這說(shuō)明復(fù)合酶在完成一次織物洗滌過(guò)程時(shí)間(50min,預(yù)泡時(shí)間20min30min,洗滌時(shí)間10min20min)內(nèi)不會(huì)失活3結(jié)論(1)由堿性蛋白酶堿性纖維素酶和淀粉酶復(fù)配而成的復(fù)合酶最適反應(yīng)溫度40,最適pH10.0,在溫度2060,pH412及在洗滌劑各組分的實(shí)際洗滌濃度范圍內(nèi)均具有良好的穩(wěn)定性(2)該復(fù)合酶與