آنزیم های شوینده

آنزیم های شوینده

آنزیم های شوینده مولکول های بیولوژیکی هستند که واکنش های شیمیایی را کاتالیز می کنند (تسریع می کنند). آنزیم ها خاص هستند-آنها فقط روی مولکول های خاصی کار می کنند. به عنوان مثال، آنزیم سوکراز فقط با ساکارز پیوند خورده و آن را قطع می کند، نه هر نوع قند دیگر.

ویژگی دیگر آنها این است که می توان آنها را بارها و بارها مورد استفاده قرار داد. یک آنزیم معمولاً حدود 10000 واکنش شیمیایی در ثانیه را کاتالیز می کند. این بدان معنی است که فقط مقدار کمی آنزیم برای تأثیر بسیار زیاد بر واکنش لازم است.

میزان فعالیت آنزیم به میزان آن و همچنین دما و pH محلول واکنش بستگی دارد. مطلوب ترین pH برای بسیاری از آنزیم ها 6-8، در حدود خنثی است، اما موارد استثنایی وجود دارد: پپسین، یک آنزیم گوارشی در معده، در pH 2 بهترین عملکرد را دارد.

آنزیم های موجود در پودرهای شستشو

مدتهاست که مردم روشهای استفاده از قدرت آنزیم ها برای تمیز کردن لباس را آزمایش می کنند. در واقع، اولین حق ثبت اختراع در سال 1913 بود.

از آنجا که لکه ها از انواع مختلفی از مولکول ها ساخته شده اند، برای تجزیه آنها نیاز به طیف وسیعی از آنزیم ها است. پروتئازها، پروتئین ها را تجزیه می کنند، بنابراین برای لکه های خون، تخم مرغ، آب میوه و سایر پروتئین ها مفید است. آمیلازها نشاسته را تجزیه می کنند و لیپازها چربی ها را تجزیه می کنند. پودرهای لباسشویی معمولاً فقط حاوی یک نوع آنزیم هستند، اگرچه برخی از آنها دو یا هر سه آنزیم دارند.

قفسه های سوپرمارکت ها با طیف گسترده ای از مواد شوینده لباسشویی، همراه با بسیاری از محصولات، عملکرد “قدرتمند” آنزیم ها را برای از بین بردن لکه “برتر” فراهم می کنند. اما فراتر از ادعاهای چشم نواز، واقعا یک ماده شوینده لباس با دیگری چه تفاوتی دارد؟ و آیا استفاده از آنهایی که حاوی این ماده هستند مزیتی دارد؟

ترکیب مواد شوینده لباسشویی

مواد شوینده از مخلوطی از مواد تشکیل شده اند، اما مهمتر از همه حاوی مواد شیمیایی به نام سورفاکتانت هستند که تجزیه و آلودگی را از بین می برند. سورفاکتانت ها – که شامل صابون معمول دست هستند – معمولاً آمفیفیلیک هستند، به این معنی که یک سر مولکول آب دوست است (به آب جذب می شود) و سر دیگر آبگریز است (آب را دفع می کند). انتهای آبگریز به سطح خاک روغنی می چسبد، در حالی که انتهای آب دوست به آب متصل می شود. مولکول های آب سورفکتانت را از لباس دور می کنند – خاک را با خود می برند – تا در پایان چرخه شستشو، شسته شود.

مواد سورفاکتانت به تنهایی برای تمیز نگه داشتن لباس و بوی تازه کافی نیستند، بنابراین شوینده های لباسشویی غالباً حاوی مجموعه ای از مواد دیگر مانند مواد براق کننده، عطرها و آنزیم ها هستند. برای تمایز بین مواد شوینده حاوی آنزیم ها و آنهایی که فاقد آن هستند، محصولات به ترتیب از اصطلاحات “بیولوژیکی” و “غیر بیولوژیکی” استفاده می کنند. اما آیا آنزیم ها واقعاً قدرت پاک کنندگی را بهبود می بخشند؟

چگونه تاثیرگذاری این مواد

این مواد کمک بیشتری به تجزیه لکه هایی می کنند که از بین بردن آنها در غیر این صورت سخت است. مزیت اصلی استفاده از شوینده بیولوژیکی این است که در دمای پایین و در شستشوی سریع موثر است که باعث صرفه جویی در وقت، انرژی، آب و پول می شود. چهار کلاس عمده آنزیم های شوینده وجود دارد که هرکدام از آنها استفاده متفاوتی دارند:

• پروتئازها لکه های پروتئین را از بین می برند.
• لیپازها مواد چربی را تجزیه می کنند.
• آمیلازها لکه های مواد غذایی حاوی نشاسته را از بین می برند.
• سلولازها الیاف پنبه کوچکی را که در حین استفاده روی سطح پارچه تشکیل می شوند، تجزیه کرده و به از بین بردن آلودگی و تمیز نگه داشتن پارچه کمک می کنند.
  بیشتر شوینده های بیولوژیکی برای بهبود عملکرد کلی آنها، انواع آنزیم ها را – که اغلب از پروتئازها و لیپازها استفاده می کنند – ترکیب می کنند.

اگر مقدار کمی شوینده بیولوژیکی روی لباس باقی بماند، می تواند پوست حساس را تحریک کند. به همین دلیل، استفاده از شوینده غیر بیولوژیکی در برخی شرایط، به ویژه برای شستن لباس برای نوزادان، ترجیح داده می شود. با این وجود، برای مقابله با لکه های سخت، شوینده های غیر بیولوژیکی معمولاً باید در دمای بالاتر استفاده شوند.

کاربرد آنزیم ها در صنایع شوینده

آنزیم ها به عنوان مواد موثره در شوینده ها مورد استفاده قرار می گیرند و به تمیز کردن لباس های شسته شده و ظروف به روشی کارآمد، محیطی و کم مصرف کمک می کنند.

• پروتئازها، لیپازها، آمیلازها دسته اصلی آنزیم های شوینده هستند که هر کدام مزایای خاصی را برای استفاده در لباسشویی و ظرفشویی اتوماتیک فراهم می کنند. پروتئازها اولین مواردی هستند که به طور گسترده در مواد شوینده لباس استفاده می شوند، که نه تنها قدرت پاک کنندگی را افزایش می دهند، بلکه مزایای زیست محیطی را نیز به همراه دارند.
• لیپازها و آمیلازها در بهبود کارایی مواد شوینده، به ویژه برای لباسشویی خانگی در دمای پایین و در عملیات تمیزکاری صنعتی، در سطح PH پایین تر، به پروتئازها متصل می شوند. سلولازها با جوان سازی یا حفظ ظاهر لباس های شسته شده به مراقبت کلی از پارچه کمک می کنند.

مکانیزم مواد شوینده بر اساس آنزیم ها

از نظر آنزیم های شوینده، شوینده ها در بازار بین المللی حاوی مواد اصلی هستند که تقریباً با مکانیسم های یکسان کار می کنند. خاک و لکه ها توسط عمل مکانیکی با کمک سورفاکتانت ها، مواد تشکیل دهنده و آنزیم ها پاک می شوند.

• پروتئازها، آمیلازها یا لیپازهای قلیایی موجود در مواد شوینده سنگین، خاک متصل به پارچه ها یا سطوح سخت را هیدرولیز و حل می کنند.
• سلولازها با هیدرولیز، پیوندهای گلیکوزیدیک را پاک می کنند که خاک های ذره ای متصل به میکروفیبرهای پنبه را از بین می برد. اثرات اصلی سلولازها، نرم کردن و بهبود روشنایی رنگ سطوح نساجی فرسوده است. سورفاکتانت ها سطح سطوح رابط را کاهش می دهند و نیروی دافعه بین خاک اصلی، خاک آنزیمی تخریب شده و پارچه را افزایش می دهند.

دسته بندی آنزیم ها

پروتئازها

پروتئازها بیشترین کاربرد آنزیم های شوینده را دارند. در مواد شوینده لباس، لکه های پروتئینی مانند سبزی، خون، تخم مرغ و عرق انسان از طریق پروتئولیز از بین می رود. در ADD، پروتئازها از بین بردن ذره های غذایی پروتئینی، که یک مشکل خاص در ظروف شیشه ای و کارد و چنگال است، ایمن می شوند. سرین پروتئازها مهمترین گروه برای کاربردهای شوینده هستند. پروتئین ها تجزیه هیدرولیتی زنجیره پپتید را کاتالیز می کنند. مهمترین پارامترهای واکنش هیدرولیز بستر S ،E/S ، pH، زمان واکنش و دما در دسترس سطح هستند. این پارامترها همراه با خاصیت و خواص آنزیم، مسئول روند واکنش روی یک لکه پروتئین مشخص هستند.

آمیلازها

نشاسته بومی فقط توسط α آمیلازها به آرامی تخریب می شود. ژلاتینه سازی و تورم لازم است تا نشاسته در معرض تجزیه آنزیمی قرار گیرد. برای اکثر غذاها، درجات مختلف ژلاتینه شدن ناشی از پخت و پز است. بنابراین، در مواد شوینده برای لباسشویی و ظرفشویی اتوماتیک، آمیلازها باعث از بین رفتن لکه های حاوی نشاسته، به عنوان مثال، ماکارونی، سیب زمینی، گراو، شکلات و غذای کودک می شوند. آمیلازها همچنین از چسبیدن نشاسته به سطح لباسشویی و ظروف جلوگیری می کنند. کمپلکسها یا محصولات واکنش بین پروتئین، نشاسته و یا چربی معمولاً در غذاهای آماده یافت می شوند. در چنین مواردی، اثرات هم افزایی آنزیمی امکان حذف خاک حتی با کارایی بیشتر از سیستم های تک آنزیمی را فراهم می کند.

سلولازها

سلولازها پیوندهای β-1،4-glucosidic در سلولز را می شکافند و مستقیماً روی الیاف پنبه طبیعی یا مخلوط پنبه/کتان و قسمت سلولز در الیاف مصنوعی عمل می کنند. سلولازها در مواد شوینده استفاده می شوند تا پارچه های پنبه ای رنگ های شفاف، سطح صاف و لطیف خود را بازیابند و حفظ کنند. سلولازها با تراشیدن فاز و قرص های الیاف پنبه که با سایش و شستشوی عادی روی پارچه ایجاد می شوند، این اثرات را فراهم می کنند. سلولازها در تأمین این اثرات بی نظیر هستند.

لیپازها

زدودن چربی ها و روغن ها به دلیل آبگریز بودن قوی، در دمای پایین از لباس های شسته شده دشوار هستند. لیپازها تری گلیسیرید را به مونو و دی گلیسیریدهای آب دوست بیشتر، اسیدهای چرب آزاد و گلیسرول هیدرولیز می کنند. این محصولات هیدرولیز همگی در شرایط قلیایی محلول هستند.

مزایای استفاده از آنزیم های شوینده

صرفه جویی در مصرف انرژی خانگی

برای از بین بردن لکه، ماشین های لباسشویی معمولی خانگی از آب گرم استفاده می کنند، زیرا این باعث افزایش حلالیت لکه ها می شود. با این حال، گرم کردن آب تا دمای مورد نیاز مقدار قابل توجهی انرژی را مصرف می کند. با استفاده از آنزیم های شوینده که عملکرد خوبی در آب سرد دارند، اجازه شستشو در دمای پایین و حذف نیاز به آب گرم و مصرف انرژی را میتوان کاهش داد.

حفظ جنس های نازک و ظریف

لباس های ساخته شده از مواد ظریف مانند پشم و ابریشم در شستشوهای با درجه حرارت بالا آسیب می بینند و شلوار جین و جین به دلیل رنگ های تیره آنها کمرنگ می شوند. شستشو در دمای پایین با آنزیم های شوینده می تواند از این آسیب جلوگیری کند، به این معنی که مصرف کنندگان می توانند لباس ها را از طیف گسترده تری از مواد خریداری کنند بدون اینکه نگران آسیب دیدن آنها در هنگام شستشو باشند.

بهبود روند تولید چرم

صنعت چرم به دلیل فرآیند تولید چرم از نظر تاریخی مضر محسوب می شد. این روش سنتی شامل خیساندن پوست حیوانات در مخلوط ادرار برای از بین بردن موهای زائد، گوشت و چربی و سپس ورز دادن آنها در مدفوع سگ یا کبوتر با پای برهنه است. تخلیه و دفع پسماندهای بعدی به دلیل داشتن مقادیر زیاد سولفید غلیظ و کروم در پساب برای سلامتی انسان و محیط زیست بسیار خطرناک بود.

این روش سرانجام در اوایل قرن بیستم توسط صنعت کنار گذاشته شد و یک فرآیند سازگار با محیط زیست با آنزیم های شوینده جایگزین شد. در نتیجه، سولفید سدیم خطرناک (که برای از بین بردن موی حیوانات از پوست استفاده می شود) 60٪ کاهش می یابد، در حالی که مصرف آب برای خیساندن و تراشیدن مو 25٪ کاهش می یابد. بعلاوه، میزان آلودگی و انتشار سموم 30٪ کاهش یافته است. این آنزیم ها هرگز به طور کامل جایگزین مواد شیمیایی صنعتی نشده اند. با این وجود، شرایط کار، کیفیت فاضلاب و زمان پردازش بسیار بهبود یافته است.

جایگزینی سورفکتانتهای فسفات و مصنوعی

افزایش قوانین منجر به محدودیت استفاده از صنایع شوینده لباسشویی از سورفاکتانت های مصنوعی دوستدار محیط زیست و نمک های فسفات شده است. در تلاش برای تولید محصولات سازگار با محیط زیست، چندین تولیدکننده مواد شوینده استفاده از آنزیم ها را در فرآیند تولید در ترکیب با غلظت های کم مواد مایع افزاینده و فسفات افزایش داده اند. این آنزیم های فعال بیولوژیکی شامل باکتری ها، مخمرها و قارچ ها هستند  که آلودگی شیمیایی کمتری ایجاد کرده و برخی از سموم را تجزیه می کنند.

ضمنا جهت اطلاع از قیمت آنزیم های شوینده و همچنین دریافت آنالیز محصولات می توانید هم اکنون با کارشناسان فروش سیکاکم تماس حاصل فرمائید. برای مشاهده اطلاعات آنزیم ها کلیک کنید.