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洗涤剂中的酶特定作用以及功能

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-03-17  浏览次数:1148
核心提示:洗涤剂酶提供了一种广谱绩优性能。在传统的功能性观点来看,酶被视为一种特定的作用成分,但如今,一系列的酶(纤维素酶、脂肪酶
       洗涤剂酶提供了一种广谱绩优性能。在传统的功能性观点来看,酶被视为一种特定的“作用”成分,但如今,一系列的酶(纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶,等)被认为是“基本”的成分。由于能源价格上涨,对低温条件下洗涤剂的有效性带来了需求。对不同数量的表面活性剂与酶的混合物的洗涤性能与洗涤温度的实验评估显示,减少表面活性剂可达到最佳性能。
  对成本中立配方的研究表明,使用酶替代传统组分,在20℃时可达到与对照配方40℃时的同样的洗涤性能。通过将洗涤温度从40℃降低到20℃,一个家庭能够在每次洗涤过程中节省约30%电力。如果全欧洲都做这样的调整,则可以节省大约40亿千瓦小时(相当于2座发电厂的等效容量)。新的酶产品开发将继续,而实验设计将是成功的关键。优化表达技术、对结构-功能间关系的更好理解,以及高通量筛选系统,这些将加速新产品的开发。例如,为提高果胶裂解酶的贮存稳定性,开发了酶突变体库;而高通量筛选表明,单个氨基酸取代就使稳定性提高了2至3倍:多个氨基酸取代将带来上百倍的改善。
  为了将石油基原材料价格上涨的影响减少到最低限度,符合环境可持续发展与能源节约的趋势,洗涤用品的天然的可替代原料正在探索中。棕榈油硬脂有可能成为表面活性剂中磺酸盐与甲酯磺酸盐的替代品。除热带油性作物外,其它C12~C14的资源也具备可能性。海藻因其高油脂含量,是一种潜在的油源。萼距花,一种美洲本土植物,也是另一种可能的替代品;一些品种能制备出中链甘油三酸酯。但萼距花要成为具有竞争性的原料,还需要更多努力。其种子遗传学必须弄清楚,产量与油提取工艺必须优化。生物表面活性剂也可能从微生物发酵中获取。
  有很多种潜在的生物表面活性剂,它们与人工合成表面活性剂具有相似的特性,其功能可能也因此相同。限制生物表面活性剂被接纳的因素是成本问题。甘油是洗涤产品的另一种重要成分,也是生物柴油生产的一种副产品。随着生物柴油市场的增长,将可以获得更多的甘油。甘油能够被转化为其它产品,例如丙烯酸与丙二醇。然而,从生物柴油中获取甘油存在成本问题:要确保持续的低成本供给是困难的,并且一旦去掉补贴,市场可能会瓦解。第三类受关注的洗涤用品化合物是生物聚合物,包括聚氨基酸、淀粉,多糖等。
  基于表面活性剂的清洁剂产品传统上通过化学改性提高性能。一种新的改良策略是添加无毒的一类微生物。商用厨房地板上的浆液与小孔是很难清洁的,并且存在有害细菌种群。Novozymes公司结合化学、微生物、酶技术,采用一种“三层通道”方法开发其Novo深层清洁系列产品。表面活性剂组分去除表面污物,细菌组分分解(地板)小孔与裂缝中的残留污物。BioS3112有机物能够降解长链挥发性脂肪酸,这能去除异味。添加的细菌可替换掉已存在的细菌种群。第三种组分(酶)则意在加快初始的清洁效果并提高微生物活动的有效性。
  多功能酶,例如具有酰基转移酶(AcT)活性的SGNH水解酶,可用于取代洗涤剂化学品。对SGNH水解酶酶系的研究导致了对AcT酶和甘氨酸C-乙酰基转移酶的选择。AcT酶是一种具有酰基转移酶与过氧化氢酶活性的芳基酯酶,而甘氨酸C-乙酰基转移酶具有酰基转移酶活性。这些酶在较大的温度与酸碱度范围内都保持活性,无需辅助因子,保存期长,并可在合算的成本效价条件下成功制备。酰基转移酶能够基于过氧化氢起到原位漂白作用,基于酒精起到表面活性剂作用,以及基于萜烯与苯甲醇起到芳香作用。
  芳香产品特别有用,这是因为脂肪酶存在一个缺陷:伴随游离脂肪酸的释放,将会产生异味。有了酰基转移酶,就有可能产生一种芳香酯,它与织物上残留污物保持结合。对具有AcT酶活性的酶的独特结构特征的鉴别,激活了具有AcT酶活性的脂肪酶工程,从而将满足洗涤产业的需求。
 
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