液体淀粉酶在洗洁精产品中的应用

叶飞燕

（山西焦煤运城盐化日化研发部，山西 运城，044000）

引言

进入21世纪以来，生物技术的发展、基因工程的采用，提高了酶的产出率，在洗涤产品中加入少量的酶制剂，可使表面活性剂的用量显著下降，得到明显的经济效益[1]。又由于酶在自然环境中的降解速率比任何表面活性剂都快，符合当代绿色、环保、可持续发展的要求[2]。因而在最近十几年里，酶在合成洗涤剂中的地位从开始作为一种次要的添加剂变成了一种关键成分[3]。加酶洗涤剂不仅在发达国家，而且在拉丁美洲、东南亚等发展中国家均已普及，各种加酶洗涤剂在国外被称为新一代的“生物洗涤剂”而受到青睐[4]。但是，由于酶在液体洗涤剂中难以保持稳定性的原因导致目前中国市场上含有生物酶的液体洗涤剂产品所占比例还比较小[5]，因此，研究酶制剂在洗涤产品中的应用具有重要意义。

洗涤剂中除了常用的蛋白酶外，脂肪酶、纤维素酶和淀粉酶等的应用研究也很活跃，其中淀粉酶可以使糊化的淀粉迅速被分解成可溶解的糊精和低聚糖，因此将其应用于洗洁精中，可有效去除含有淀粉基的污渍，如盘子上的米糊，炒锅勾芡的淀粉汁、糊状的马铃薯、燕麦片、面条等[6]。

本实验通过分析液体淀粉酶与洗洁精中常用表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS）、a -烯基磺酸钠（AOS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）之间的相互作用筛选出所需的表面活性剂并对其进行复配，在此基础上进一步研究了螯合剂GLDA和稳定剂氯化钙对酶稳定性的影响。该研究旨在为业内研发人员对淀粉酶在液体洗涤产品中的应用提供参考，为洗洁精产品的开发提供一个新思路。

1 实验

1.1 实验试剂与仪器

十二烷基苯磺酸钠（LAS）、 a-烯基磺酸钠（AOS），南风化工集团股份有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）为市售工业用品；液体淀粉酶PZS-210，杜邦中国有限公司；氯化钙、氯化钠，西陇化工股份有限公司；甘油，博润化工有限公司； 螯合剂GLDA，阿克苏诺贝尔公司；淀粉板CFT DM78、分光色度仪ColorQuest XE，产地美国；恒温干燥箱，上海跃进医疗器械厂；电子分析天平，沈阳龙腾电子有限公司。

1.2 实验方法

本实验是通过考察含淀粉酶洗洁精样品对淀粉板的去污力来反映酶的活性，即样品对淀粉板的去污力越强，酶稳定性越好，酶的活性也就越高。将洗洁精中常用的表面活性剂分别与甘油和淀粉酶配制为同等浓度的溶液样品，恒温放置四周后，通过测定同浓度下各溶液样品对淀粉板的去污力，分析表面活性剂对酶储存稳定性的影响。在对表面活性剂进行复配定制出洗洁精基本配方后用上述方法进一步考察螯合剂GLDA和酶稳定剂氯化钙在基方中的配伍性。

淀粉污渍相对去除率测定方法：（1）用分光色度仪ColorQuest XE对市售染色淀粉板CFT DM78进行色度测定（反射率）；（2）称量2g含有淀粉酶PZS-210的样品，溶于200mL的250ppm（Ca∶Mg=3∶2）硬水中，制得1%浓度的样品溶液；（3）常温下，将淀粉板在上述配制溶液中浸泡30min，取出，晾干；（4）对浸泡后的淀粉板进行色度测定（反射率）；（5）通过对染色淀粉板浸泡前、后测得的色度总差值△E换算出对淀粉污渍的相对去除率。

2 结果与讨论

2.1 表面活性剂对液体淀粉酶稳定性的影响

将表面活性剂LAS、AES、AOS和AEO9分别配制为含有质量分数为20%表面活性剂、2%甘油和0.3%淀粉酶PZS-210的溶液样品1、样品2、样品3和样品4，样品置于恒温干燥箱37℃条件下密封存放28天后分别进行淀粉污渍去除力的测定。测定结果如表1所示，去污效果见下图1。

结果表明：在热存储28天后，溶液样品对淀粉污渍的去除力依次为：样品4>样品2>样品3>样品1，即表面活性剂对淀粉酶PZS-210的稳定性依次为：AEO9>AES>AOS>LAS。可见洗洁精中最常用的阴离子表面活性剂LAS对酶稳定性有很大影响，AEO9对酶稳定性影响最小。

表1 单一表面活性剂的含酶样品对淀粉污渍的去除对比

研究表明[7]：将非离子表面活性剂AEO9与LAS复配使用，有协同增效作用，不但对动植物混合油脂的去污力有所提高，还可有效发挥酶的作用。故本实验以洗洁精基础配方为依据，进一步将LAS与AEO9按表2比例进行复配，保持总活性物质量分数为20%，甘油2%和淀粉酶PZS-210为0.3%的浓度，对各样品进行淀粉污渍去除力的测定。

由表2可见：将LAS与AEO9复配可有效改善酶的稳定性，当AEO9含量增加，酶的稳定性更好。而洗洁精主要成分为阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂含量过高会影响洗洁精的去污力及配方稳定性，综合考虑选取样品7的比例进行复配。

图1 单一表面活性剂的含酶样品对淀粉污渍的去除效果

表2 LAS与AEO9复配的含酶样品对淀粉污渍的去除对比

图2 含淀粉酶洗洁精样品对淀粉污渍的去除对比

2.2 螯合剂、稳定剂对酶稳定性的影响

本实验测试结果及文献[8]显示：表面活性剂AES的分子结构中含有环氧乙烷链，对酶活性的影响很小，现将LAS、AES和AEO9在保持总活性物含量为20%的条件下按表3进行复配，并引入一种新型螯合剂GLDA，辅以酶稳定剂氯化钙进行洗洁精的配制，考察螯合剂GLDA和稳定剂氯化钙对酶稳定性的影响。具体配方如表3所示。

在以上配方高、低温稳定性均过关且对动植物混合油脂的去污力均达GB/T 9985-2000要求的情况下，对各样品进行淀粉污渍去除力的测定，结果如图2所示。

由图2可知：螯合剂GLDA的加入对酶稳定性基本不造成影响；氯化钙的加入会有效改善酶稳定性，同时可以看出氯化钙含量增加，酶稳定性更好；而GLDA与氯化钙的相互作用会削弱氯化钙对酶的稳定作用。

表3 含酶洗洁精配方实验

3 结论

表面活性剂对淀粉酶PZS-210的稳定性依次为：AEO9>AES>AOS>LAS。将LAS与AEO9复配可有效改善淀粉酶的稳定性，随着AEO9含量的增加，淀粉酶的稳定性更好；当LAS与AEO9按7∶3的比例进行复配时，洗洁精配方稳定且液体淀粉酶保持活力。

螯合剂GLDA对淀粉酶稳定性影响不大，氯化钙的加入可有效改善洗洁精中液体淀粉酶的稳定性，但GLDA的加入会削弱氯化钙对淀粉酶的稳定作用，配方有待进一步优化改进。