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  • 碱性蛋白酶在洗衣皂中的应用研究

  • 内容出处:http://www.snjlyj.com时间2013-11-15 02:34作者admin浏览次数
摘要:通过对洗衣皂原料的预处理.去除或降低了对酶制剂有害的吊白块.漂白剂等组分。同时.通过 降低体系水分活度、加入常见的酶制剂稳定助剂、控制产品pH值.控制工艺温度等,解决了蛋 白酶在普通洗衣皂产品中的储存稳定性问题,使规模化生产成为可能。 关键词:洗衣皂:蛋白酶:稳定助剂:生产
早在上世纪80年代末.国内 洗涤用品行业就已成功地将酶制 剂应用于洗衣粉中.消费者对洗 涤用品中酶制剂的功效已有相当 程度的了解。
 
同其他快速消费品一样.皂 类产品市场存在概念及诉求进一 步细分的趋势。其中引入酶制剂 有助于提高产品的使用性能.丰 富产品诉求.从而延长产品的生 命力。目前.国内市场上加酶皂产 品极少.主要原因是酶制剂在含 水脂肪酸钠盐体系中的稳定性问 题不易解决.国内酶制剂在皂类 产品中的应用文献也比较缺乏。 因此,有必要从理论及实践等方 面对蛋白酶制剂在皂类产品中的 应用进行探讨。
 
1影响蛋白酶稳定性的因素分析
 
用于洗涤剂工业的碱性蛋白 酶主要以固体制剂的形式添加到 洗衣粉中。随着洗涤用品市场的 发展.酶制剂将尝试进入液体洗 涤剂.洗衣皂等领域。但由于在产 品中的稳定性问题未能很好解决, 影响了加酶液体洗涤剂、加酶洗 衣皂等产品的生产应用。综合分 析.对酶制剂影响较大的因素包 括产品中的表面活性剂组成,pH
值、储存温度.水分含量.金属离 子含量.酶制剂的稳定助剂等[11。 进行加酶洗衣皂开发的要点是' 在保证产品基本功能的前提下.以 酶制剂稳定为中心目标,创造最佳 表面活性剂配比.最佳pH值环境. 屏蔽有害金属离子.添加有益的稳 定助剂等.使酶制剂的稳定性在产 品中尽可能保持较长时间。
 
不同于粉状加酶洗涤剂.对 于酶制剂而言.洗衣皂与液体洗 涤剂的配方环境具有相当程度的 相似性.其中的表面活性剂、水 分.金属离子.pH值环境、助剂 等都与酶制剂发生紧密接触并产 生正负面影响.只是液体洗涤剂 具有更灵活的配方选择而洗衣皂 相对单_而已。因此,研究酶制剂 在皂类产品中的应用时.酶制剂 在液体洗涤剂中的应用文献可以 借鉴。
 
1.1表面活性剂组成
 
已有文献报道了 TX-10. AEO,. 6501、AES. LAS. AOS等表面活 性剂对酶活力储存稳定性的影响 顺序&41.但针对脂肪酸钠盐体系 的影响未见诸报道。总体而言.配 方结构中AEO,、6501等非电离性 表面活性剂成分的增加有利于酶 活力的保持.而LAS. AOS等电
离性较强的表面活性剂不利于酶 活力的保持。这对于以脂肪酸钠 为主表面活性剂的洗衣皂而言非 常不利.但我们可以通过表面活 性剂复配的方法尽量减弱1131这种 影响。
 
1.2 pH 值
 
碱性蛋白酶作为一种蛋白类 催化剂.其发挥作用的pH值环境 相对狭小,本文所选用的碱性蛋 白酶在pH7~ 10范围内比较有利 于酶活性的保持.这对洗衣皂而 言容易做到。
 
1.3水分含量
 
水分含量对酶活力的影响十 分显著|31。从本文实验数据也可以 验证.总体而言减少体系中水分 含量有利于酶活性的保持。根据 品种不同.洗衣皂的水分含量为 10%~30%不等。从皂类加工工艺 角度考虑.有必要保持一定的水 分含量。一定程度上讲.水分的影 响因素不可完全消除,但可以通 过添加合适助剂来降低水分的活 度系数.进而弱化这种不利影响。 1.4金属离子含量
 
—些重金属离子的存在不但 导致皂类产品酸败.变色.而且会 强烈抑制酶制剂的活性161。优秀的 加酶洗衣皂配方应在达到屏蔽重
 
金属离子同时又能兼顾有益金属 离子的含量.配方体系中存在一 定的Ca2+对酶制剂的稳定性至关 重要。因此,要慎重处理对Ca2+具 有屏蔽作用的整合剂的使用方法 及剂量.达到保护酶制剂的目的。 1.5助剂
 
有关蛋白酶稳定助剂的品类 较多.在产品中应用时需要认真 权衡。酶制剂作为一种具有高效 的催化功能的蛋白质分子.其催 化活力取决于分子的特殊三维空 间结构。本研究采用容易采购的 硼砂、甘油等作为酶稳定剂。
 
1.6生产工艺
 
酶制剂是一种蛋白质.高温 可以使其迅速变性失活151。虽然有 文献报道酶制剂发挥最佳性能的 温度可以高达50~60°C ,但在兼 顾洗衣皂成型工艺要求的前提下. 建议整个过程温度控制在45°C以 下.以消除高温对酶制剂的负面 影响因素。另外.在洗衣皂的上游 生产工序力求使用质量较高的油脂 原料.尽量减少或杜绝吊白块(在 漂白过程中可产生微量甲醛).漂 白剂(特别是氣系漂白剂)的使用。
 
2试验部分 2.1试验原料
 
AEO,.本公司自产皂粒(含 水量24%),外购8020#皂粒(含 水量12%).国标JB-02蛋白污布. 进口 EMPA117污布.工业甘油. 硼砂.赛威液体蛋白酶16XL. H501. BHT.香精等。
 
2.2设备与仪器
 
WSD-3U白度仪.国标立式去 污机,0.001克天平,巴莱斯特小型 洗衣皂成型机.101-1A型恒温箱。
2.3样品的制作及加速老化
 
将硼砂.甘油、水等预混均 匀.然后加入赛威液体蛋白酶 16XL.原料皂粒、H501、BHT、香 精等.经研磨.出条.压块等工序 制成不同配比的皂块样品(为防 止样品水分蒸发.所得样品用保 鲜膜2层封装>。将样品置于38’C. 30°C恒温箱中存放,每周从恒温 箱取出一个样品放入0~4°C冰箱 保存.直至所有样品全部归入冰 箱为止。
 
为缩短试验周期.根据本文 所采用酶制剂的特性介绍.认为 在38°C恒温条件储存4周相当于 自然条件下储存1年「]。本文根据 皂类产品在市场的流通周期需要, 进行了最多8周的加速老化来加 快试验进度.以映照产品的实际 储存流通周期需要。
 
2.4样品酶活力的检测
上述2.3中所有样品的残余酶 活力检测主要通过国标立式去污 机洗涤国标JB-02蛋白污布、进口 EMPA117污布的办法进行。通过 观察样品的去 污比值变化来 间接衡量残存 酶活力的大小.
 
此方法也更有 利于筛选最接 近实际洗涤效 果的产品。
 
2.5实验结果 2.5.1样品的失 水校正实验 由于待测 样品均较长时 间处于38-C及 3(TC的高温环
境中.虽封装在保鲜膜中.但失水 干燥趋势不可避免并引起了相关 成分浓缩.导致去污结果产生逐 渐升高的偏差.因此需要对结果 进行失水效应校正。为此,我们进 行了恒温条件下相同皂块的失水 趋势实验.结果如图1所示。
 
样品前期失水速率较快.从 第6周开始趋于平缓.第8周结束 累计失水率可达12.7%。失水效应 导致主要去污成分脂肪酸钠盐及 酶制剂的同步浓缩.因此去污实 验中样品的加入量应从2克开始 按比例逐步减少,具体加量按表1 执行。
 
 
 
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