酶制剂在预去渍产品中的应用

谢颂鸥 罗 勇 张利萍

（广州立白企业集团有限公司，广东广州，510060）

洗衣液、洗衣粉这些常规洗涤剂经过几十年的不断技术改进，其洗涤功能已趋于成熟，很难在合理成本范围内给消费者明显的去污性能提升的体验，洗涤剂市场已是一片红海，商家通过促销手段来吸引消费者，中国洗涤剂近几年虽然销售额是增加的，但是利润却逐年减少[1]。商家集中在常规洗涤剂领域厮杀，却忽略了消费者仍然还有需求未得到满足。依靠常规的洗衣粉、洗衣液很难完全去除消费者生活中遇到的所有的污垢，因此，专业的预去渍产品将是洗衣粉、洗衣液常规洗涤剂产品的必要补充。然而国内市售的衣领净产品大多是不含酶制剂的，大部分产品仍然是采用由表面活性剂和溶剂组成的碱性配方。1960年，酶制剂首次在洗涤剂中使用，如今已成为洗涤剂中的重要组分，酶制剂凭借其高效的化学催化作用有效提升了洗涤剂的去污性能。本课题通过去污实验测试了不同酶制剂对预去渍产品性能的提升作用。

1 实验

1.1 研究方法

将各种酶制剂按照0.4%的添加量添加到预去渍剂的基础配方中。预去渍剂的基础配方如表1所示。

表1的配方采用常用的表面活性剂，以阴离子表面活性剂AES为主，主要是考虑到相对于烷基苯磺酸，AES与酶制剂的配伍性更好。

加酶洗衣液配置，将各种酶制剂按照0.4%添加量添加到标准洗衣液（GB/T 13174）中配成加酶洗衣液。

去污实验过程：将0.7g预去渍产品滴加在污布上，15min后将污布放入去污机中，加入1L硬水（GB/T 13174规定的250mg/kg硬水）进行洗涤。与加酶预去渍剂作去污对照评价的产品为不加酶的预去渍剂和加酶洗衣液。加酶洗衣液按照2g/L的浓度放入去污机中进行洗涤，洗衣液洗涤不作预处理。污布的种类根据酶制剂作用底物的类型来选取。

1.2 酶制剂种类和来源

洗涤剂中常见的酶制剂归纳如表2。

以下各种酶制剂均来自诺维信公司。

蛋白酶：Evity®蛋白酶。

脂肪酶：Lipex®脂肪酶

淀粉酶：Stainzyme®淀粉酶。

果胶酶：Xpect®果胶酶。

聚甘露糖酶：Manaway®聚甘露糖酶。

1.3 污布种类

标准污布：JB02、JB03，购自太原日化所，符合国标GB/T 13174规定。EMPA 117，国外标准蛋白污布，购自瑞士Swissatest Testmaterialien AG公司。C-S-128，国外标准淀粉污布，购自CFT公司。

表1 预去渍剂基础配方%

表2 洗涤剂中常用的酶制剂

表3 人工污垢种类

人工污布：将白棉布（GB/T 13174 JB-00）裁剪成7cmh7cm大小的布片，然后将布片用φ5cm的布绷固定，按表3所列举的污垢，用万分之一天平准确称取0.1g食物污垢均匀的涂抹在φ5cm的圆圈内，然后在50℃烘箱老化24h备用。

1.4 实验仪器

卧式去污机，型号为SDL Atlas M228AA，由Atlas公司制造。

2 结果与讨论

2.1 蛋白酶在预去渍产品的应用

洗涤后的污布如图1所示，虽然蛋白酶具有高效的去除蛋白污垢的能力，但是在普通洗涤剂中因为实际使用条件的限制，洗衣液洗涤浓度为0.2%，酶制剂添加量为0.4%，洗涤溶液中蛋白酶的浓度仅为8mg/kg，硬水中的钙离子还会影响蛋白酶的去污性能，加酶洗衣液的去污性能较差，加酶洗衣液洗涤EMPA117污布的效果很差，而预去渍产品采用原液处理，酶制剂的浓度较大，并且不存在钙离子的干扰，去污性能非常优秀。

图1 预去渍剂对蛋白污布去渍结果

2.2 淀粉酶在预去渍产品中的应用

去污结果如图2所示。含有淀粉酶的洗衣液及无酶的预去渍剂都很难把淀粉污垢从织物上去除，说明表面活性剂与淀粉污垢去除的关联性不大，与疏水的油污不同，淀粉是亲水性污垢，淀粉分子通过氢键的作用牢牢吸附在棉织物上，因此，表面活性剂对淀粉污垢的去除能力较差。与蛋白酶类似，如果洗涤溶液的淀粉酶含量太低将很难获得理想的去污效果。而含有淀粉酶的预去渍剂凭借高浓度的淀粉酶含量获得了良好的淀粉污垢去污效果。

图2 预去渍剂对淀粉污布去污结果

2.3 脂肪酶在专业去渍产品中的应用

去污结果如图3所示。脂肪酶能够提升预去渍产品对油脂污垢的去污力，但提升的幅度没有蛋白酶和淀粉酶明显。其主要原因是三甘酯被脂肪酶水解后变成脂肪酸，疏水的脂肪酸仍需要依靠表面活性剂的增溶、乳化作用来去除，预去渍剂预处理效果显著优于洗衣液，说明油脂类污垢去污效果与表面活性剂的关联度较高。

图3 预去渍剂对油脂污垢的去污结果

2.4 果胶酶在专业去渍产品中的应用

果胶主要成分是的a-1,4-D-聚半乳糖醛酸，它广泛存在于各种蔬菜、水果中，另外它也可以作为一种添加剂存在于各种食品中，如酸奶、各种果汁饮料。本实验选择蓝莓酱、苹果酱作为果胶污渍的代表。预去渍剂的果胶污垢去污评价效果如图4所示。

图4 预去渍剂对果胶污渍的去除效果

果胶污渍和淀粉污渍类似，也是亲水污垢，依靠水洗能够除去大部分的污渍，但仍然会留下淡的痕迹，加入果胶酶能够显著改善去渍效果，其改善效果与果胶酶的浓度相关，浓度越大，效果越明显。

2.5 聚甘露糖酶在专业去渍产品中的应用

聚甘露糖由甘露糖和半乳糖构成，主链由甘露糖残基通过b-1,4-键链接，侧链则由单个半乳糖以a-(1→6)键与主键相连接。比较典型的聚甘露糖类的物质有瓜尔豆胶、刺槐胶，它们通常用于食品添加剂中，如雪糕、各种调味品、化妆品。预去渍剂的聚甘露糖污渍去除效果如图5所示。

图5 柱候酱的去污结果

从图5看，加入聚甘露糖酶的预去渍剂的效果优势并不明显。柱候酱是食品调味料，除了含有瓜尔胶外，还有蛋白质及其他碳水化合物，虽然聚甘露糖酶把瓜尔胶水解了，但其他污垢如蛋白污垢仍然能起到粘结作用。因此，复合污垢采用复合酶会有更好的去渍效果。实验在去渍剂中同时添加蛋白酶与聚甘露糖酶，其去渍效果如图6所示。

图6 含有复合酶的去渍剂对食品污垢的去污效果

从图6的去污结果来看，蛋白酶与聚甘露糖酶复配能够产生协同效应，复合酶的去污效果优于单一酶。

3 结论

本次实验研究结果表明：蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、聚甘露糖酶能不同程度地提升预去渍剂对应的底物污垢的去污力，脂肪酶能够辅助表面活性剂对油脂污渍进行去除，蛋白酶与聚甘露糖酶复配能产生协同效应，能提升预去渍剂对沙拉、柱候酱复合污垢的去污力。与具有广谱性的蛋白酶不同的是：淀粉酶、果胶酶、聚甘露糖酶属糖类水解酶，他们只能够水解特定的糖苷键。然而多糖化合物种类非常繁多，如海藻酸、黄原胶、卡拉胶、结冷胶、阿拉伯树胶，不同的糖需要不同酶，而目前只有果胶酶、淀粉酶、聚甘露糖酶、纤维素酶，因此，糖类水解酶具有局限性。

人们日常生活中所面临的污垢具有多样性，传统的洗涤剂很难通过配方设计将所有的污垢全部去除，消费者在去污方面的需求也就很难得到充分的满足，预去渍产品专门针对特定污垢开发，具有去污力强和使用方便的优点，尤其是在酶制剂的帮助下能够去除更多的污垢。参考成熟洗涤市场的经验，洗涤厂商可通过开发预去渍产品来开辟一片蓝海市场以创造新的利润增长空间。