Poszukiwanie nowych enzymów do produkcji detergentów

• Strona główna
• Artykuły
• Poszukiwanie nowych enzymów do produkcji detergentów

2015-02-05

Dzięki swoim właściwościom enzymy mogą być i są stosowane w różnorodnych procesach przemysłowych, w tym również w szeroko rozumianym przemyśle detergentowym.

Większość enzymów to cząsteczki białek złożone z łańcuchów polipeptydowych zawierających w swej strukturze od kilkudziesięciu do nawet kilku tysięcy aminokwasów. Łańcuch polipeptydowy ulega tzw. procesowi zwijania, tworząc w przestrzeni złożoną strukturę. W zależności od stopnia złożoności struktury przestrzennej rozróżnia się strukturę pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędową. Enzymy najczęściej posiadają strukturę najbardziej złożoną, czyli czwartorzędową i to głównie ta struktura determinuje ich aktywność katalityczą.

Obecnie enzymy są powszechnie stosowane w formulacjach nowoczesnych detergentów z grupy środków piorących, środków do mycia naczyń w zmywarkach oraz detergentów używanych do mycia przemysłowego i instytucjonalnego. Podstawowymi enzymami stosowanymi w tego typu detergentach są enzymy z grupy hydrolaz. Hydrolazy katalizują reakcję hydrolizy wiązań chemicznych, czyli rozpad większych cząsteczek na mniejsze pod wpływem wody. Do grupy hydrolaz należą między innymi:

• proteazy – enzymy katalizujące hydrolizę wiązań peptydowych w białkach,
• lipazy – enzymy katalizujące hydrolizę wiązań estrowych w tłuszczach,
• amylazy – enzymy katalizujące hydrolizę wiązań α-glikozydowych w cukrach złożonych,
• celulazy – katalizują reakcję hydrolizy wiązań β-glikozydowych, występujących pomiędzy cząsteczkami glukozy w celulozie.

Zastosowanie enzymów w detergentach było przełomowym momentem w przemyśle detergentowym. Od tej pory zmieniło się postrzeganie i zastosowanie detergentów w gospodarstwie domowym oraz w przemyśle. Dzięki enzymom osiągnięto wiele korzyści, m.in.:

• znaczące obniżenie zużycia energii poprzez obniżenie temperatury i czasu procesów myjących,
• obniżenie zużycia wody dzięki bardziej efektywnemu rozpuszczaniu zabrudzeń,
• obniżenie niekorzystnego wpływu na środowisko naturalne dzięki rezygnacji z organicznych rozpuszczalników oraz możliwości obniżenia pH kąpieli piorącej,
• brak niekorzystnego działania na środowisko naturalne samych enzymów, ponieważ są biodegradowalne oraz stanowią surowiec odnawialny,
• mniejsze uszkodzenie tkaniny w procesie prania, dzięki łagodniejszemu działaniu detergentu,
• możliwość odnawiania powierzchni tkaniny dzięki zastosowaniu celulaz.

Poza korzystnym wpływem na procesy detergencyjne enzymy mają również wady, które powodują, że ich zastosowanie ma pewne ograniczenia. Posiadają wysoką aktywność i są stabilne w środowisku o odpowiednich parametrach oraz w obecności odpowiednich substancji. Zmiana parametrów oraz dodatek innych substancji może spowodować drastyczny spadek aktywności enzymu. Oczywiście rodzi to problemy z kompatybilnością enzymów z innymi składnikami detergentu. Ponadto enzymy stosuje się najczęściej razem, czyli w detergencie jednocześnie znajdują się proteazy, amylazy, lipazy i celulazy. Wszystkie są białkami; obecność w jednym detergencie różnych enzymów może prowadzić do ich degradacji. Należy m.in. stosować stabilizatory proteaz, które inhibitują je aż do momentu zastosowania w kąpieli myjącej czy piorącej.

W przypadku detergentów stałych (proszkowych) zastosowanie enzymów nie napotyka większych trudności, natomiast w detergentach ciekłych należy zastosować szereg zabiegów, by enzymy działały w miarę aktywnie i właściwie do chwili obecnej nie rozwiązano tego problemu w sposób zadowalający.

Proteazy
Proteazy zaliczane są do największej grupy enzymów przemysłowych; zajmują blisko 60% rynku sprzedaży tych surowców.[6] Produkcja proteaz jest oparta głównie na przemyśle biotechnologicznym oraz na ekstrakcji z materiału zwierzęcego i roślinnego. W ostatnich latach rośnie zainteresowanie pozyskiwaniem wysokiej jakości proteaz z ryb. Surowiec rybny jest interesujący z dwóch powodów. Po pierwsze, stanowi bogate źródło proteaz o wysokiej aktywności w szerokich zakresach temperatury oraz pH.

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 4/2014 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY.

detergentychemia gospodarczaenzymy