复合酶提升液体洗涤剂洗护效果的研究

作     者：杨海川 

作者单位：齐鲁工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖静

授予年度：2024年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：洗涤剂 蛋白酶 复合酶 

摘      要：碱性蛋白酶作为液体洗涤剂中重要的组分,不仅能够提高洗涤剂的去污性能,可以减少其他化学助剂的使用,而且能被完全降解,是一种环境友好型洗涤剂原料,还可以协同纤维素酶、脂肪酶进一步提升去污效果,提高衣物抗沉积性能。但液体洗涤剂中的各种洗涤助剂会影响酶制剂的稳定性,使酶活力下降,从而对去污作用产生影响,因此本文采用底物印迹法用谷氨酰胺转氨酶(TG酶)分别对碱性蛋白酶Ⅰ、碱性蛋白酶Ⅲ进行改性。 本文首先选择日常生活中常见的21种不同类型的污渍,使用不同的布基(棉布、涤纶布)检验复合蛋白酶添加到标准液体洗涤剂中的去污能力,与添加纤维素酶的洗涤剂进行循环洗涤效果的综合评价。结果表明,洗涤剂A、B在同样的组分与配比的情况下,添加了复合蛋白酶的洗涤剂B综合去污效果比标准液体洗涤剂和市售液体洗涤剂提升了8.30%-22.87%,虽然洗涤剂C的表面活性剂含量下降4%,但是通过添加复合蛋白酶仍可以达到和市售液体洗涤剂同样的去污效果。当棉布片的循环洗涤温度为30℃,循环洗涤20次时,添加复合蛋白酶和中性纤维素酶洗涤剂的白度保持值不仅比标准液体洗涤剂的白度保持值高16.34%,而且更加的柔软。复合蛋白酶和中性纤维素酶的加入并未对布料之间的纤维造成明显的损伤,但随着温度的升高断裂应力逐渐减小,表明温度对布料之间的纤维有一定的损害。 向标准液体洗涤剂中添加碱性蛋白酶Ⅰ、碱性蛋白酶Ⅲ、脂肪酶Ⅱ、中性纤维素酶,通过不同比例的添加来达到最佳洗涤效果,为进一步去除蛋白类顽固污渍,在标准液体洗涤剂的基础上添加其他洗涤助剂及复合酶提高去污效果,针对不同布基上的蛋白类顽固污渍给出了最优的洗涤配方,去污效果为标准液体洗涤剂的1.13-2.21倍。 采用底物印迹法用TG酶对碱性蛋白酶Ⅰ、碱性蛋白酶Ⅲ分别进行改性,这两种碱性蛋白酶改性前后的最适温度、温度稳定性和最适p H整体趋势相近,最适温度均为60℃。改性后酶的耐热稳定性略有提升,尤其是改性碱性蛋白酶Ⅰ,40℃温育2 h稳定性比改性前相对酶活提高了22%。改性碱性蛋白酶Ⅰ在脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)等阴离子表面活性剂中和原酶一样不稳定,但在脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)中,比改性前酶活提高了约15倍。碱性蛋白酶Ⅲ改性前在MES溶液中完全失去活性,改性后的相对酶活为165.28%。在非离子表面活性剂脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)、AEO-9、十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)、改性油脂乙氧基化物(SOE)、脂肪酸烷醇酰胺(FAA)以及阴离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC-9Na)中的相对酶活分别提高了1.17-3.73倍。这两种改性碱性蛋白酶在所测试的市售液体洗涤剂中都展现出良好的相容性和稳定性。按1:7复配改性前后的碱性蛋白酶,添加到标准液体洗涤剂中,40℃温育24 h后,复合改性碱性蛋白酶可有效去除棉布上的蛋白污渍。