表面活性劑對(duì)液體蛋白酶活性的影響

表面活性劑對(duì)液體蛋白酶活性的影響

根據(jù)qbt124-2007的標(biāo)準(zhǔn)，洗滌劑產(chǎn)品按清洗性能分為a、b和c。其中a級(jí)產(chǎn)品必須通過(guò)3種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的濕布標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道及市場(chǎng)調(diào)查,目前市面上達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品為數(shù)不多。而隨著洗衣液市場(chǎng)份額的增長(zhǎng)和競(jìng)爭(zhēng)的加劇,越來(lái)越多的廠商會(huì)研發(fā)達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。為了達(dá)到理想的洗滌效果,洗衣液中添加酶制劑已在國(guó)際洗滌用品工業(yè)中達(dá)成共識(shí)。目前市面上的高檔次產(chǎn)品為了保證競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)一般都會(huì)加入酶制劑。添加優(yōu)良酶制劑的洗衣液,在降低洗滌溫度、減少漂洗次數(shù)和提高去污力等方面都有很好的實(shí)際應(yīng)用效果,而且還有利于節(jié)能節(jié)水、減少污染物排放和保護(hù)環(huán)境。但由于生物制劑酶自身的復(fù)雜性,當(dāng)被加入到液體洗滌劑以后,酶的穩(wěn)定性成了突出的問(wèn)題。據(jù)報(bào)道,為了提高酶儲(chǔ)存的存活率,其中有添加穩(wěn)定劑(如硼酸和多元醇等)封閉活性端口和將酶制成微膠囊與其他物質(zhì)隔離等形式,也有添加復(fù)合穩(wěn)定劑來(lái)改善酶的穩(wěn)定性。對(duì)于配方工作者而言,在進(jìn)行配方研究時(shí),希望了解各種常見(jiàn)原料的性能以及對(duì)酶的影響,才能在設(shè)計(jì)配方時(shí)全面考慮,得到最佳的配方方案。文獻(xiàn)報(bào)道的關(guān)于液體洗滌劑中酶穩(wěn)定性的研究已有不少,但對(duì)于酶活性的研究大多是用紫外分光光度計(jì)法或滴定法測(cè)定,而對(duì)于日化工程師而言,酶活性的考核指標(biāo)和能否實(shí)際應(yīng)用的最重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是去污力測(cè)試結(jié)果,但尚未見(jiàn)到這方面的報(bào)道。下面研究了5種最具代表性的表面活性劑對(duì)液體蛋白酶活性的影響,以及不同穩(wěn)定劑及其增加量在表面活性劑溶液中對(duì)酶穩(wěn)定性的貢獻(xiàn),為含酶液體洗滌劑中表面活性劑的篩選和今后的復(fù)配提供參考依據(jù)。1試驗(yàn)設(shè)備、材料和條件1.1去污機(jī)ld50水硬度:250mg/kg;洗滌溫度:30℃;浸泡/洗滌時(shí)間:0min/20min。國(guó)產(chǎn)立式去污機(jī)RHLO-III。JB-02(國(guó)標(biāo)蛋白污布),每組6片污布。洗衣液:3g/L(國(guó)標(biāo)粉:2g/L);液體蛋白酶(SavinaseUltra16XL,諾維信公司)。1.2儲(chǔ)存穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)恒溫恒濕箱,上海一恒科技有限公司。儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)溫度:40℃。1.3去污力測(cè)試按GB/T1224—2007測(cè)定。2結(jié)果與討論2.1磺酰胺me和磺酸鹽表面活性劑的復(fù)配通過(guò)在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的5種最具代表性的表面活性劑溶液中添加液體蛋白酶,考察40℃條件下存放7天后酶活性變化。酶活性的考核指標(biāo)是通過(guò)日化行業(yè)中最能反映酶活性的去污力測(cè)試方法,以研究不同表面活性劑對(duì)酶儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響,初步篩選出符合要求的表面活性劑。配方設(shè)計(jì)為:表面活性劑20%(折合100%計(jì)),丙二醇10%,液體蛋白酶0.5%,其余用去離子水補(bǔ)加。具體配方見(jiàn)表1所示。5個(gè)配方在40℃烘箱做熱儲(chǔ)穩(wěn)定性7天后,其去污力測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。可見(jiàn),在熱儲(chǔ)穩(wěn)定性7天后,單表面活性劑對(duì)酶的穩(wěn)定性依次為:AES>AEO7>MES(未中和)>AOS(未中和)>LAS。后續(xù)試驗(yàn)先對(duì)MES和AOS原料稀釋的水溶液進(jìn)行中和,然后測(cè)其去污力,得到的結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明,在剛配制時(shí),LAS配方的蛋白污布的去污力僅達(dá)到0.62,而熱儲(chǔ)7天后則降到0.27,表明磺酸鹽類陰離子表面活性劑對(duì)酶活性削弱顯著,很容易使酶降解失活,從AOS中和前后的去污力也證明了這一點(diǎn)。AES、AEO7、AOS(已中和)和MES(已中和)則對(duì)蛋白酶的活性保持較好,此時(shí)的規(guī)律是:AES>AEO7>AOS(已中和)>MES(已中和)>LAS。在以下的實(shí)驗(yàn)中,都使用已中和的AOS和MES進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2.2穩(wěn)定劑及配方的熱儲(chǔ)穩(wěn)定性試驗(yàn)為了研究不同穩(wěn)定劑及其增加量在表面活性劑溶液中對(duì)酶穩(wěn)定性的貢獻(xiàn),在配方A～E的基礎(chǔ)上,依次設(shè)計(jì)如下配方,見(jiàn)表4。如配方A1,就是在配方A的基礎(chǔ)上,加入0.05%的氯化鈣。2.1的實(shí)驗(yàn)中,已知配方A和配方E對(duì)蛋白酶穩(wěn)定性的作用較差,而加入其他穩(wěn)定劑熱儲(chǔ)7天后的JB-02去污力結(jié)果見(jiàn)表5,因此,在熱儲(chǔ)7天后已經(jīng)達(dá)不到國(guó)標(biāo)的去污力要求,不再繼續(xù)跟蹤。而配方B、配方C及配方D的系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6～表8。通過(guò)28天的樣品熱儲(chǔ)穩(wěn)定性試驗(yàn)及蛋白去污力試驗(yàn)跟蹤可以發(fā)現(xiàn),在相同的條件下,單AES或AEO7加酶只需加少量丙二醇就已經(jīng)穩(wěn)定了,不需要再加其他穩(wěn)定劑。而LAS是最差的,無(wú)論再加什么穩(wěn)定劑,都無(wú)效果。對(duì)于MES中和后的又比未中和的稍好,但熱儲(chǔ)7天后,就失效了。AOS中和后比中和前要好很多,因?yàn)橹泻颓暗腁OS溶液堿性太強(qiáng),對(duì)酶的三級(jí)結(jié)構(gòu)破壞較大,而中和后,只加丙二醇的熱儲(chǔ)7天穩(wěn)定性保持較好,熱儲(chǔ)14天后才失效;另加其他穩(wěn)定劑的AOS試樣熱儲(chǔ)28天后仍然有效,其中另加氯化鈣復(fù)配的要比另加4-苯基硼酸的效果要好得多,符合要求,而添加0.04%又比添加0.02%要好。3穩(wěn)定劑對(duì)酶穩(wěn)定性的影響通過(guò)28天的樣品熱儲(chǔ)穩(wěn)定性試驗(yàn)及蛋白去污力試驗(yàn)跟蹤表明,在相同的條件下,單AES或AEO7加酶只需加少量丙二醇就已經(jīng)穩(wěn)定了,不需要再加其他穩(wěn)定劑,因此,在配方設(shè)計(jì)時(shí)是性價(jià)比最高的參考方案;而LAS是最