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加酶洗衣粉

        概述
        酶是由活细胞生成的一种具有“活性”的高分子量的蛋白质。它们是一种生物催化剂,能在温和的条件下加快化学反应,例如,盶水解酶能将蛋白质全部或部分地转化为氨基酸,使不易溶解于水的蛋白质,转化成易溶解的氨基酸,从而提高了洗涤效果。
        酶的作用对象是很专一的,即只对某种或某类底物起作用。另外一个特点是它们以重复作用的方式起作用,即当酶分解掉一底物后还能够从底物上分离下来去作用另一个底物,因此只需要很少的酶就能达到明显的效果。
        很早以前就有人想借助于酶的作用来提高合成洗涤剂的去污力,并进行了尝试,但没有取得很大效果。
        第二次世界大战后,丹麦开发了耐碱性的酶才得以生产加酶洗涤剂,这种加酶洗涤剂,从60年代后半期起开始在欧洲风行,美国开始对加酶洗衣粉持观望和抵制态度,直到1968年加酶洗衣粉才开始在美国出现。目前加酶洗衣粉已占家用洗涤剂市场的很大部分,如欧洲市场家用洗衣粉中有40%是加酶洗衣粉。近年来,洗涤剂工业界也认为,洗衣粉中加入酶制剂是洗涤剂工业中最有意义的发展。
        洗涤剂常用的酶制剂
        目前在洗涤剂中使用的共有4种:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。它们有着对污垢的特殊去污能力,并且具有在洗衣粉配方中所占成本较少而洗涤效果提高很大的特性。
        (1)蛋白酶可将蛋白质水解,变成可溶性的氨基酸的酶。蛋白酶是应用于洗涤剂中最重要的一类酶制剂,这是因为像血、奶、蛋、果汁、汗渍、可可、咖啡等蛋白质是衣物上最普遍存在的污垢,而且是最难被表面活性剂和其他助洗剂所去除的。蛋白酶能把蛋白质先分解成可溶性的肽键,然后再分解成氨基酸,从而很容易被洗去。在这种场合下,既使不能使蛋白质完全分解,只要得到用合成洗涤剂容易除去的分解物即可。由于生成可溶性物质或易分散于洗涤液中的物质,使吸附的蛋白质污垢减少,原来在蛋白质存在下牢固地吸附于纤维上的污垢也比较容易地去除。因洗衣粉是偏碱性的,因此加酶洗衣粉中的蛋白酶也是耐碱的,一般是碱性蛋白酶。
        (2)脂肪酶脂肪酶是继蛋白酶之后,第二个应用于洗涤剂行业中的酶制剂。它的显着特点是使洗涤剂在低温时也能达到对脂肪的优良去除能力。并且它具有效果累积功能,其去污能力可以随着洗涤次数的增加而表现得更加明显。
        (3)淀粉酶是可将淀粉水解,变成糊精或麦芽糖的酶。衣物上常见的淀粉类污垢有巧克力、土豆泥、面条、粥等,加入淀粉酶的加酶洗衣粉对去除这类污垢效果良好。同时,淀粉酶和脂肪酶之间具有很好的协同作用。实际污垢中的成分极其复杂,如蛋白质类、脂肪类、淀粉类可能共存,所以利用几种酶制剂的复配,可以大大提高去污效果。
        (4)纤维素酶纤维素酶在洗涤剂中的应用可以说是一项重要的发明。它的作用对象不是衣物上的污垢,而是织物表面因多次洗涤而在主纤维上出现的微毛和小绒球。用纤维素酶处理后,织物表面的微毛和绒球就被除去,可以平整织物表面,同时有增白效果,使有色衣物的色泽变得更加鲜艳,使白色衣物恢复其本色。另外,纤维素酶将主纤维上的微毛和绒球除去后,使主纤维变得光滑,减少了微纤维之间的纠缠,而使纤维变得柔软。因此添加纤维素酶的洗衣粉具有增白、柔软两个独特功能。
        酶与洗涤剂成分的相互作用
        Langguth和Mecey对于酶在粉状的洗涤剂的各种组分存在下,酶的配伍和酶的作用方面,做了大量试验。这些试验是用对酶特别敏感的血、牛奶和墨水等人工污染的污布进行的。虽然所得的结果不能与家庭的洗涤条件直接联系起来,但确也指出了大致的趋向。
       (1)洗涤剂使用的市售各种碱性蛋白酶,相互之间虽然略有差异但其性能是大致相同的。
       (2)直链烷基苯磺酸钠的浓度,直到20%都能稍微提高酶的活性。脂肪醇聚氧乙烯醚,浓度在5%~20%之间都不影响酶的活性。环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段聚醚、肥皂和烷基醇酰胺对酶的影响也有同样的效果。阳离子表面活性剂都会非常迅速地降低酶的活性。因此,加酶粉切记禁与柔软剂或柔软洗涤剂混用,因为柔软剂以阳离子偏多。   
      (3)配方中三聚磷酸钠含量达到30%前,对酶的去污功能都有促进作用,超过此限,酶的作用便略下降。
      (4)配方中次氮基三乙酸也能提高酶的去污效能,但程度不如三聚磷酸钠。如果将两者各一半混合,并不严重影响酶的活性。
      (5)lmg/kg的有效氯几乎可使酶完全失活。因此,含有酶制剂的加酶粉不能与含有次氯酸钠类含氯漂白剂的彩漂洗衣粉合用。
      (6)消毒洗涤剂中常用的消毒剂,如三溴水杨酰苯胺、三氯碳酰苯胺、六氯苯等抑菌剂当浓度达0.25%时,对酶活性有轻微的影响。
      (7)浓度超过20%的三聚磷酸钠或10%的直链烷基苯磺酸钠,如果酶一洗涤剂混合物在溶液中留存2h,或在衣物投入前有如此过程,酶的活性便显着下降。与此不同,脂肪醇聚氧乙烯醚则会对溶液中的酶产生稳定作用。
       值得指出的是,随着加酶洗涤剂的发展,市场上出现了一些高品质的酶制剂,其稳定性已大大提高,如液体酶,可在液体洗涤剂中长期稳定。
       加酶粉的特性
       酶的作用较慢,使用加酶洗衣粉时应将衣物在加酶粉的水溶液中预浸一段时间,再按正常方法洗涤衣物。
       加酶洗衣粉的pH值一般不大于10,在水温45~60℃时,能充分发挥洗涤作用;水温高于60℃时,碱性蛋白酶要失去活力;水温低于15℃时,酶的活性迅速下降,影响洗涤效果。低于40℃时,则酶作用缓慢,但不易被破坏而失活。因此,加入碱性蛋白酶的洗衣粉,最佳洗涤温度是40~50℃。
        加酶洗衣粉很适合洗涤衬衣、被单、床单等大件物品。不适合洗涤丝毛织物,因为酶能破坏丝毛纤维,一旦不留心用加酶洗衣粉洗涤丝毛蛋白质类织物,应赶快冲洗晾干。
        加酶洗衣粉中酶的活力是影响去污效果的重要指标。因为酶活力代表了有效酶制剂的含量和催化能力。一般洗涤剂加碱性蛋白酶约1000u/g。国标GB 13171—91中,加酶洗衣粉的酶活力需≥650u/g。
        加酶粉的包装与贮存
        加酶洗衣粉不宜在高温、高湿的环境中贮存,也不要久存,因为酶的寿命是有限的。一般超过1年,酶的活力会降低很多甚至失效,影响去垢效果。
        酶既然能破坏蛋白质,那么经常接触大量酶粉也会产生对皮肤和肺部的刺激。为了克服酶粉尘的污染,许多国家做了大量工作。一般都是在发酵之后,将酶制成浓缩液,然后再与非离子表面活性剂或洗涤助剂等混合,再制成粉剂。或者用微胶囊的方式将酶制剂包裹,减少酶在洗衣粉中的离析。
        据文献报道,加酶洗衣粉对使用者不会产生不良后果。从英国医学杂志的权威性报道来看,并未发现加酶粉对家庭妇女产生影响。
        配方实例
        将碱性蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶等加入各种普通洗衣粉、浓缩粉配方中,可制得加酶洗衣粉,其配方实例如表2.11。
表2.11加酶洗衣粉配方实例/%
    组分   配方1   配方2     组分   配方1   配方2
烷基苯磺酸钠
牛脚目肪酸钠
硅酸钠
三聚磷酸钠

酶(粒状)
    3.1
    5.5
    5.5
    41.5
    7.2
    6.4
    25
 
    lO
    28
    6
    5
脂肪醇聚氯乙烯醚
芒硝
羧甲基纤维素钠
荧光增白剂
纯碱
对甲苯磺酸钠
    3.9
    26.9
 
 
 
 
 
    20
    1.5
    O.1
    2
    2