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 聶長明· 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,這些污垢同時粘附在織物上,若用單一酶制劑無法將上述污垢同時分解去除,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世界酶產(chǎn)量的40%,先進(jìn)國家大約有60%以上的洗滌劑中加了酶1開發(fā)加酶洗滌劑是當(dāng)今國際洗滌劑工業(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)過多次洗滌才能發(fā)揮出來,有時雖經(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)配而成本文針對我國的實際洗滌情況,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實驗原料和檢測方法1.1 實驗原料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,“復(fù)合酶配伍性研究”試驗及“酶用量確定”試驗結(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,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,活性物含量36%,南京烷基苯廠產(chǎn);AEO9和TX-10,工業(yè)級,活性物含量99%,進(jìn)口;皂片,工業(yè)級,脂肪酸含量70%,湖南新衡日用化工總廠產(chǎn);AES,工業(yè)級,活性物含量70%,湖南麗臣實業(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,采自新衡日用化工總廠1.2 檢測方法1.2.1 酶活力測定方法吸移1mL酶樣品液到20mL試管內(nèi),加入5mLNaH2PO4-Na2HPO4(pH7 4,須檢驗)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)動試管,將溶液過濾到一干凈且干燥的試管內(nèi),用分光光度計在720nm下(OD720)測量過濾液的吸收率(在取樣作此測定前,搖動試管,測定工作在過濾后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間后,測定混合液的酶活力U;以相同體積的去離子水與酶混合同樣處理測定混合液的酶活力U酶殘余活力R%=U/U0×1002 試驗結(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)果見圖1圖4由圖1圖4可見,復(fù)合酶反應(yīng)的最適溫度為40,但在20時仍有60%的酶活性,說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后測定酶殘余活力,結(jié)果見圖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),不但對酶活無影響,且在短時間內(nèi)對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,但在實際洗滌過程中,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、對酶活無不良影響,說明復(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,對酶活略有影響,但在大于0 5g/L的高濃度下,對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%),在實際洗滌液中,其濃度一般不會大于0.1g/L,所以在洗衣粉中適當(dāng)配入皂片,并不會對酶活造成明顯影響;表面活性劑對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,故它對酶活的影響就小得多;STPP和熒光增白劑對復(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,其激活作用明顯,在高濃度下嚴(yán)重喪失;純堿芒硝CMC和香精對酶活無明顯影響;Na2SiO3.5H2O在低濃度時(0 5g/L)對酶活無明顯影響,但在高濃度(1g/L)時,開始使酶嚴(yán)重失活,但洗衣粉中,Na2SiO3.5H2O用量一般不很高(<10%),實際洗滌過程中,其濃度遠(yuǎn)不會達(dá)到1g/L的高濃度,由此可認(rèn)為Na2SiO3.5H2O亦不會對酶活造成明顯影響2.3 表面活性劑和助劑的作用時間對酶活的影響本試驗采用分別調(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,在一個月內(nèi)每隔10天測定其酶殘余活力,結(jié)果見表1從表1可看出,皂片,Na2SiO

10、3·5H2O對酶活影響最大,但一個月后仍達(dá)70%以上,其他表面活性劑和助劑對酶活的影響基本上不隨時間延長而變化,可見該復(fù)合酶在實際使用過程中,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,應(yīng)進(jìn)行配方的優(yōu)化與調(diào)整,對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存放時的穩(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個月,自

11、然條件下,每隔30天測一次酶殘活力,得貯存時間在 酶殘活力關(guān)系曲線,結(jié)果見圖16從圖16可見,貯存時間越長,酶失活加劇,在洗衣粉中貯存一年,活力仍保持在65%以上,說明復(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)果見圖17由圖17可看出:隨著時間的延長,復(fù)合酶失活加劇,這主要是因為極性水分子作用酶分子一段時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,其酶活沒明顯降低,這說明復(fù)合酶在完成一次織物洗滌過程時間(50min,預(yù)泡時間20min30min,洗滌時間10min20min)內(nèi)不會失活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