Моющие ферменты

Ферменты моющих средств — это биологические ферменты , которые используются с моющими средствами . Они катализируют реакцию между пятнами и водным раствором, тем самым способствуя удалению пятен и повышая эффективность. ^[1] Ферменты для стиральных порошков являются крупнейшим применением промышленных ферментов . ^[2]

Они могут входить в состав как жидких, так и порошкообразных моющих средств.

История

Отто Рем представил использование ферментов в моющих средствах с использованием трипсина, экстрагированного из тканей забитых животных. Формула Рема, хотя и была более успешной, чем немецкие методы бытовой чистки, считалась нестабильной при использовании со щелочью и отбеливателем. ^{[ нужны разъяснения ]} В 1959 году урожайность была увеличена за счет микробного синтеза протеаз . ^[3]

Характеристики

Ферменты для стирки должны нормально функционировать в самых разных условиях: при температуре воды от 0 до 60 °C; щелочная и кислая среда; растворы с высокой ионной силой ; и наличие поверхностно-активных веществ или окислителей . ^[4]^[2]

Типы

Пять классов ферментов, обнаруженных в стиральном порошке, включают протеазы , амилазы , липазы , целлюлазы и маннаназы . Они расщепляют белки (например, пятна крови и яиц), крахмал, жиры, целлюлозу (например, овощное пюре) и маннаны (например, пятна жевательной резинки) соответственно. ^[2]

Достоинства

Экономия электроэнергии в быту

для удаления пятен В обычных бытовых стиральных машинах используется нагретая вода, так как это увеличивает растворимость пятен. Однако нагрев воды до необходимой температуры требует значительного количества энергии; потребление энергии можно сократить за счет использования моющих ферментов, которые хорошо работают в холодной воде, что позволяет выполнять стирку при низкой температуре и устраняет необходимость в горячей воде. ^[5]

Деликатные материалы

Одежда из деликатных материалов, таких как шерсть и шелк, может быть повреждена при стирке при высоких температурах, а джинсы и джинсовая ткань могут выцвести из-за темных красителей. Низкотемпературная стирка с моющими ферментами может предотвратить этот ущерб, а это означает, что потребители могут покупать одежду из более широкого спектра материалов, не беспокоясь о ее повреждении во время стирки. ^[5]

Производство кожи

Кожевенная промышленность исторически считалась вредной из-за процесса изготовления кожи. Традиционная процедура заключалась в том, чтобы замачивать шкуры животных в смеси мочи и извести для удаления нежелательных волос, мяса и жира, а затем разминать их босыми ногами в собачьих или голубиных фекалиях. Последующие сбросы и утилизация мусора были серьезно опасны как для здоровья человека, так и для окружающей среды из-за высокого содержания концентрированных сульфидов и хрома в сточных водах. ^[6]

В конечном итоге после открытия Рема промышленность отказалась от этого метода в начале 20 века и заменила его более экологичным процессом с использованием моющих ферментов. ^[5] Следовательно, использование опасного сульфида натрия (используемого для удаления шерсти животных со шкур) снижается на 60%, а расход воды для замачивания и стрижки снижается на 25%. Кроме того, на 30% сократились токсичные загрязнения и выбросы. Эти ферменты никогда полностью не заменяли промышленные химикаты. Тем не менее, условия труда, качество сточных вод и время обработки значительно улучшились. ^[6]

Замена фосфатов и синтетических поверхностно-активных веществ

Ужесточение законодательства привело к ограничению использования в промышленности стиральных порошков экологически вредных синтетических поверхностно-активных веществ и фосфатных солей. Стремясь производить более экологически чистую продукцию, некоторые производители моющих средств увеличили использование ферментов в производственном процессе в сочетании с более низкими концентрациями поверхностно-активных веществ и фосфатов. К биологически активным ферментам относятся бактерии, дрожжи и грибы. ^[7] которые производят меньше химического загрязнения и разлагают некоторые токсиканты. ^[8]

Общественные опасения

Повреждение деликатных материалов

В отличие от преимуществ стирки при низкой температуре, исследование воздействия ферментов моющих средств на необработанные трикотажные и шерстяные ткани показало, что ущерб пропорционален как времени замачивания, так и концентрации фермента. ^[9]

Кожная аллергия и тесты

Реакция потребителей на моющие ферменты различается. Сообщается, что некоторые филиппинские потребители, привыкшие к ручной стирке, слегка пострадали от порошковых моющих средств, которые в основном состояли из составов ферментов для стирки. В результате было высказано мнение, что ферменты для стирки могут увеличить вероятность возникновения профессиональных аллергических реакций 1-го типа. ^[10] Однако крупномасштабный кожный прик-тест (КПТ), в котором приняли участие 15 765 добровольцев с использованием 8 различных типов детергентных ферментов, показал, что аллергическая реакция среди населения встречается крайне редко: только 0,23% проявляют реакцию. ^[11] Считается, что проблема филиппинских потребителей заключается в поспешном методе ручной стирки. ^[10] После различных испытаний с участием нескольких добровольцев по всему миру было обнаружено, что воздействие ферментов для стирки не приводит ни к кожной аллергии (сенсибилизация I типа), ни к эрозии кожи. ^[10]^[11]

Ссылки

^ «Роль ферментов в моющих средствах» (PDF) . Американский институт очистки (ACI) . 8 ноября 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Кирк, Оле; Борхерт, Торбен; Фульсанг, Клаус (1 августа 2002 г.). «Промышленное применение ферментов». Современное мнение в области биотехнологии . 13 (4): 345–351. дои : 10.1016/s0958-1669(02)00328-2 . ПМИД 12323357 .
^ Лейсола, Матти; Йокела, Йоуни; Пастинен, Осси; Турунен, Осси; Шумейкер, Ганс. «ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ» (PDF) . Физиология и техническое обслуживание . II : 2–3.
^ Йим, Юнг Хан; Ли, Чон Хёк; Ку, Бон-Хун; Ким, Чон Ын; Хан, Се Джон; Делай, Хаквон; Ким, Докю; Ли, Чан У; Пак, Ха Джу (21 февраля 2018 г.). «Кристаллическая структура холодоактивной протеазы (Pro21717) из психрофильной бактерии Pseudoalteromonas arctica PAMC 21717, разрешение 1,4 Å: структурная адаптация к холоду и функциональный анализ фермента стирального порошка» . ПЛОС ОДИН . 13 (2): e0191740. Бибкод : 2018PLoSO..1391740P . дои : 10.1371/journal.pone.0191740 . ISSN 1932-6203 . ПМК 5821440 . ПМИД 29466378 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Ферменты в биологических моющих средствах - факты о стиральных порошках и о том, как они работают» . Персил Великобритания . Проверено 19 мая 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «От экскрементов к ферментам: как биотехнологии помогли очистить производство кожи – переосмысление завтрашнего дня» . blog.novozymes.com . Архивировано из оригинала 23 августа 2018 г. Проверено 19 мая 2019 г.
^ Вальдхофф, Генрих; Спилкер, Рюдигер, ред. (19 апреля 2016 г.). Справочник по моющим средствам, часть C. дои : 10.1201/9781420030334 . ISBN 9780429132605 .
^ Гобер, Александра; Джуди, Жереми; Ружмон, Бландин; Борд, Клэр; Лемуан, Жером; Касабьянка, Эрве; Сальвадор, Арно (01 июля 2016 г.). «Идентификация и абсолютное количественное определение ферментов в стиральных порошках методом жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии». Аналитическая и биоаналитическая химия . 408 (17): 4669–4681. дои : 10.1007/s00216-016-9550-8 . ISSN 1618-2650 . ПМИД 27098933 . S2CID 39950551 .
^ Фридман, Мендель (апрель 1971 г.). «Влияние ферментов и ферментосодержащих моющих средств на прочность необработанных шерстяных тканей». Журнал текстильных исследований . 41 (4): 315–318. дои : 10.1177/004051757104100405 . ISSN 0040-5175 . S2CID 137326402 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с САРЛО, К; КОРМЬЕ, Э; МАККЕНЗИ, Д; СКОТТ, Л. (январь 1996 г.). «749 Отсутствие чувствительности типа I к ферментам для стирки среди потребителей на Филиппинах». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 97 (1): 370. doi : 10.1016/s0091-6749(96)80967-5 . ISSN 0091-6749 .
^ Jump up to: ^а ^б Сарло, Кэтрин; Киршнер, Дональд Б.; Трояно, Эсперанса; Смит, Ларри А.; Карр, Грегори Дж.; Родригес, Карлос (май 2010 г.). «Оценка риска аллергии типа 1 на ферменты, присутствующие в средствах для стирки и чистки: данные клинических данных». Токсикология . 271 (3): 87–93. дои : 10.1016/j.tox.2010.03.007 . ISSN 0300-483X . ПМИД 20223268 .

[1] «Роль ферментов в моющих средствах» (PDF) . Американский институт очистки (ACI) . 8 ноября 2021 г.

[:1-2] Jump up to: ^а ^б ^с Кирк, Оле; Борхерт, Торбен; Фульсанг, Клаус (1 августа 2002 г.). «Промышленное применение ферментов». Современное мнение в области биотехнологии . 13 (4): 345–351. дои : 10.1016/s0958-1669(02)00328-2 . ПМИД 12323357 .

[:0-3] Лейсола, Матти; Йокела, Йоуни; Пастинен, Осси; Турунен, Осси; Шумейкер, Ганс. «ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ» (PDF) . Физиология и техническое обслуживание . II : 2–3.

[:3-4] Йим, Юнг Хан; Ли, Чон Хёк; Ку, Бон-Хун; Ким, Чон Ын; Хан, Се Джон; Делай, Хаквон; Ким, Докю; Ли, Чан У; Пак, Ха Джу (21 февраля 2018 г.). «Кристаллическая структура холодоактивной протеазы (Pro21717) из психрофильной бактерии Pseudoalteromonas arctica PAMC 21717, разрешение 1,4 Å: структурная адаптация к холоду и функциональный анализ фермента стирального порошка» . ПЛОС ОДИН . 13 (2): e0191740. Бибкод : 2018PLoSO..1391740P . дои : 10.1371/journal.pone.0191740 . ISSN 1932-6203 . ПМК 5821440 . ПМИД 29466378 .

[:2-5] Jump up to: ^а ^б ^с «Ферменты в биологических моющих средствах - факты о стиральных порошках и о том, как они работают» . Персил Великобритания . Проверено 19 мая 2019 г.

[:8-6] Jump up to: ^а ^б «От экскрементов к ферментам: как биотехнологии помогли очистить производство кожи – переосмысление завтрашнего дня» . blog.novozymes.com . Архивировано из оригинала 23 августа 2018 г. Проверено 19 мая 2019 г.

[7] Вальдхофф, Генрих; Спилкер, Рюдигер, ред. (19 апреля 2016 г.). Справочник по моющим средствам, часть C. дои : 10.1201/9781420030334 . ISBN 9780429132605 .

[:5-8] Гобер, Александра; Джуди, Жереми; Ружмон, Бландин; Борд, Клэр; Лемуан, Жером; Касабьянка, Эрве; Сальвадор, Арно (01 июля 2016 г.). «Идентификация и абсолютное количественное определение ферментов в стиральных порошках методом жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии». Аналитическая и биоаналитическая химия . 408 (17): 4669–4681. дои : 10.1007/s00216-016-9550-8 . ISSN 1618-2650 . ПМИД 27098933 . S2CID 39950551 .

[:6-9] Фридман, Мендель (апрель 1971 г.). «Влияние ферментов и ферментосодержащих моющих средств на прочность необработанных шерстяных тканей». Журнал текстильных исследований . 41 (4): 315–318. дои : 10.1177/004051757104100405 . ISSN 0040-5175 . S2CID 137326402 .

[:7-10] Jump up to: ^а ^б ^с САРЛО, К; КОРМЬЕ, Э; МАККЕНЗИ, Д; СКОТТ, Л. (январь 1996 г.). «749 Отсутствие чувствительности типа I к ферментам для стирки среди потребителей на Филиппинах». Журнал аллергии и клинической иммунологии . 97 (1): 370. doi : 10.1016/s0091-6749(96)80967-5 . ISSN 0091-6749 .

[:10-11] Jump up to: ^а ^б Сарло, Кэтрин; Киршнер, Дональд Б.; Трояно, Эсперанса; Смит, Ларри А.; Карр, Грегори Дж.; Родригес, Карлос (май 2010 г.). «Оценка риска аллергии типа 1 на ферменты, присутствующие в средствах для стирки и чистки: данные клинических данных». Токсикология . 271 (3): 87–93. дои : 10.1016/j.tox.2010.03.007 . ISSN 0300-483X . ПМИД 20223268 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]