CN106957736B - 一种去污力强的无磷洗涤剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种去污力强的无磷洗涤剂及其制备方法，具体地本发明提供的去污力强的无磷洗涤剂包括洗涤用蛋白酶、酶稳定剂、和表面活性剂；其中，所述洗涤用蛋白酶含量为10000u/ml‑500000u/ml，酶稳定剂含量为3％‑15％(w/v)，表面活性剂含量为1％‑15％(v/v)。本发明的去污力强的无磷洗涤剂不含含硼稳定剂，而且酶活稳定能够显著延长洗涤剂保质期。
Description
技术领域
本发明属于环境科技领域，具体地说，本发明涉及一种去污力强的无磷洗涤剂及其制备方法。
背景技术
洗涤剂是人们生活的日用品，也是工业生产等方面的必需品。我国洗涤剂的生产量已达到每年300万吨，并以年平均3.4％的速度递增。洗涤剂的种类较多如洗衣粉、餐具清洗剂、卫生间洗涤剂、地毯洗涤剂、金属洗涤剂、油污洗涤剂等等。洗涤剂由表面活性剂、助洗剂、填充剂及小料(如增白剂、香精)组成，其助洗剂主要是磷酸盐即三聚磷酸钠。根据洗涤剂的不同功能，磷酸盐在其中的含量也有所不同，一般在20～40％之间。有的发达国家的高磷洗涤剂中，三聚磷酸钠可占到50～60％的含量。近十几年来，随着我国经济的快速发展，三聚磷酸钠的生产量也大幅度增加。目前生产量在每年50～60万吨。
我国每年约有含50～60万吨三聚磷酸钠的洗涤废水排放掉，而这些含磷废水大都流入了江河湖海。根据地区环境的不同约占排入总磷量的20～60％不等，已大大超过水体自身降解氮、磷的能力。水中的氮、磷、钾超过一定含量即为水质的富营养化，会导致水藻因养分过足而迅速生长繁殖。一部分大量生长繁殖，另一部分大量死亡，使清澈碧绿的水质变得混浊不堪，就出现了藻华现象。在海洋中死亡的藻类在海面上呈暗红色，故称之为赤潮。海洋环境专家多年来对水质监测总结得出结论：在正常的海水中，水中氮磷比应为16∶1以内，当达到这个比例且氮、磷浓度增加时，再加上外界的一些原因。如气温升高等，各类水藻就开始迅速繁殖，逐步出现赤潮现象。
综上所述，含磷洗涤剂中的磷酸盐对江河湖海污染很严重，禁止使用含磷洗涤剂，就成为解决磷污染的最佳途径。因此本领域技术人员致力于开发新的洗涤剂的生产工艺、配方，生产无磷洗涤剂。
以酶作为助剂的洗涤剂称之为加酶洗涤剂，与传统洗涤剂相比，加酶洗涤剂的去污能力更强，应用范围更广。因而可以取代含磷洗涤剂满足人们的日常和工业需求。在加洗涤剂中，酶通常不稳定，极性的溶剂、缓冲剂及其各种阴阳离子表面活性剂组分可能改变酶蛋白的高级结构。酶的不稳定性一直困扰着整个加酶液体洗涤剂产业的开发和生产，液体洗涤剂对酶的稳定性提出了新的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去污力强的无磷洗涤剂及其制备方法。
在研究中本发明人意外发现使用过的实验用蛋白酶在长期放置条件下酶活表现的更为稳定。在此基础上，本发明人进一步研究，发现某些短肽能够作为蛋白酶的可逆性抑制剂，对蛋白酶起到稳定效果。因此，本发明提供了一种安全、有效、无毒的酶稳定剂，可以避免普通含硼稳定剂的生殖毒性问题，提高了液体碱性蛋白酶储存稳定性。
本发明根据发酵浓缩酶配方的特点，设计酶稳定剂，能明显降低生产加工和储存中形成的沉淀和延长液体碱性蛋白酶货架期。
本发明的第一方面，提供了一种去污力强的无磷洗涤剂，包括洗涤用蛋白酶、酶稳定剂、和表面活性剂；其中，所述洗涤用蛋白酶含量为10000u/ml-500000u/ml，酶稳定剂含量为3％-15％(w/v)，表面活性剂含量为1％-15％(v/v)。
优选地，所述洗涤剂为液体浓缩洗涤剂。
优选地，所述洗涤用蛋白酶为碱性蛋白酶。
优选地，所述表面活性剂为异构十醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、或烷基酚聚氧乙烯醚。
优选地，所述酶稳定剂包括：乳酸钙、1,2丙二醇、和短肽添加剂，所述短肽添加剂为QRY、KNY、或QNW。
优选地，所述酶稳定剂中包括：乳酸钙0.5-10重量份、1,2丙二醇2-10重量份、短肽添加剂0.05-0.5重量份。
更优选地，所述酶稳定剂中包括：乳酸钙1-3重量份、1,2丙二醇3-8重量份、短肽添加剂0.1-0.3重量份。
在另一优选例中，所述液体酶添加剂的酶活力优选为100000u/ml-300000u/ml。
在另一优选例中，所述碱性蛋白酶为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)产生的碱性蛋白酶。
在另一优选例中，所述表面活性剂的含量优选为5％-10％(v/v)。
在另一优选例中，所述洗涤剂的pH为4-7，优选为4.5-6.5。
本发明中的“碱性蛋白酶”是指，适宜于在pH9-11的碱性条件下使用的一类蛋白酶制剂，可以从枯草芽孢杆菌或、地衣芽孢杆菌、毕赤酵母菌发酵制得，其商业上可获得产品如诺维信枯草芽孢杆菌发酵获得的Savinase、Alcalase、碱性蛋白酶2709(地衣芽孢杆菌发酵制得)等。
本发明的浓缩的液体酶洗涤剂优选地为待加入液体洗涤剂的浓缩产品。由于液体酶添加剂中所用的酶量比较大，极易产生沉淀，且酶活很不稳定。优选地实施方式中，浓缩的液体酶洗涤剂中的酶量是至少10000u/ml，并且不超过500000u/ml。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
实施例1 酶稳定剂的配制
1.短肽添加剂的设计与筛选
为达到提高液体的碱性蛋白酶储存活性，提高产品的品相，我们开发了一种能够提高液体碱性蛋白酶稳定性的碱性蛋白酶抑制剂。
首先根据碱性蛋白酶的酶切位点，参考碱性蛋白酶的立体结构信息，设计了数十条短肽，代表性的短肽如表1所示，其中氨基酸残基由单字母缩写表示，所设计的短肽交由吉尔生化(上海)有限公司合成。
2.配制液体浓缩洗涤剂并检测保存效果
配制酶稳定剂，酶稳定剂中包括：乳酸钙2g、1,2丙二醇6g、和短肽添加剂0.2g，混合均匀。取100ml碱性蛋白酶酶液(碱性蛋白酶2709,200000U/ml)，搅拌加入上述配制的酶稳定剂，然后加入5％(v/v)异构十醇聚氧乙烯醚(CAS:61827-42-7)。
调节以上各组液体浓缩洗涤剂pH为5.5，对照组中不添加短肽添加剂其余组分一致，40℃保存1个月后，检测酶活保存率。
酶活检测方法、使用的试剂和仪器参考国标GBT23527-2009
地衣芽孢杆菌来源碱性蛋白酶2709(CAS:9014-01-1)购自夏盛(上海)生物科技有限公司。酶活性检测委托夏盛(上海)生物科技有限公司应用技术研究开发中心进行并出具检测报告，检测方法如下：
1 酶活力计算
X＝A×K×8/2×1/10×n×E＝2/5×A×K×n×E
式中：
X：样品的酶活力(u/g或u/ml)；
A：试样溶液的平均吸光度；
K：吸光常数；
8：反应试剂的总体积(ml)；
2：吸取酶液2.00ml，以ml计；
1/10：反应时间10min，以min计；
n：稀释倍数；
E：紫外法与福林法的换算系数(中性、碱性系数为0.50，酸性蛋白酶系数为0.77)所得结果表示至整数。
2 酶活保存率
X＝E1/E×100％
X:样品的酶活力保存率％
E1：样品实测酶活力(u/g或u/ml)
E：样品标示(保存前)酶活力(u/g或u/ml)
实验结果如表1所示。从表1中可以看出，2号短肽、4号短肽、5号短肽、6号短肽、7号短肽表现出了较好的酶活保存效果。
表1
| 短肽编号 | 短肽序列 | 酶活保存率％ | 品相变化 |
| 1 | FPR | 13.2％ | 稍浑浊 |
| 2 | KNP | 64.4％ | 稍浑浊 |
| 3 | QGF | 32.6％ | 澄清 |
| 4 | QNW | 90.5％ | 澄清 |
| 5 | KNY | 87.1％ | 澄清 |
| 6 | KRW | 74.5％ | 澄清 |
| 7 | QRY | 92.6％ | 澄清 |
| 对照 | 无 | 12.7％ | 浑浊 |
表1的结果表明，2号短肽、4号短肽、5号短肽、6号短肽、7号短肽的效果较好。然后我们进一步考察了pH对酶活稳定性的影响，调节不同的pH，检测不同的短肽序列在各pH条件下表现出的酶活稳定性，各实验组设置三组平行，检测方法同上。
表2
表2的结果结合表1，可以看出短肽2在pH为6.5时，酶活保存效果最好；短肽6在pH为6.5时，酶活保存效果最好；而短肽4、5、7在pH为5.5时，酶活保存效果最好。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.一种去污力强的无磷洗涤剂，其特征在于，包括洗涤用蛋白酶、酶稳定剂、和表面活性剂；其中，所述洗涤用蛋白酶含量为10000u/ml-500000u/ml，酶稳定剂含量为3％-15％w/v，表面活性剂含量为1％-15％ v/v；所述洗涤用蛋白酶为碱性蛋白酶；
所述酶稳定剂包括：乳酸钙、1,2- 丙二醇、和短肽添加剂，所述短肽添加剂为QRY、KNY、或QNW。
2.如权利要求1所述的无磷洗涤剂，其特征在于，所述无磷洗涤剂为液体浓缩洗涤剂。
3.如权利要求1所述的无磷洗涤剂，其特征在于，所述短肽添加剂为QRY。
4.如权利要求1所述的无磷洗涤剂，其特征在于，所述短肽添加剂为KNY。
5.如权利要求4所述的无磷洗涤剂，其特征在于，所述酶稳定剂中包括：乳酸钙0.5-10重量份、1,2- 丙二醇2-10重量份、短肽添加剂0.05-0.5重量份。
6.如权利要求1所述的无磷洗涤剂，其特征在于，所述酶稳定剂中包括：乳酸钙1-3重量份、1,2- 丙二醇3-8重量份、短肽添加剂0.1-0.3重量份。
7.如权利要求1所述的无磷洗涤剂，其特征在于，所述表面活性剂的含量为5％-10％v/v。
8.如权利要求1所述的无磷洗涤剂，其特征在于，所述洗涤剂的pH为4-7。
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