衣物洁净好帮手—生物工程制造的酶 何思良16302010056 我前几天在网上买的衣服到货了,到了之后却发现有一股味道,不过刚买的衣服一般都有一股味 道,所以最好的办法是先用洗衣粉洗一下再穿,洗完以后衣服洁净清香,,还能变得洁白,穿着舒服很 多。不过洗衣粉如何能做到使衣物洁净呐?这里就要不得不提到它的好帮手酶了。 洗衣粉是一种碱性的合成洗涤剂,是用于洗衣服的化学制剂,最早由德国汉高于1907年用硼酸盐和 硅酸盐为主要原料发明,主要成分是阴离子表面活性剂,烷基苯磺酸钠,少量非离子表面活性剂,再加一 些助剂,磷酸盐、硅酸盐、元明粉、荧光剂、酶等,是经混合、喷粉等工艺制成,现在大都用4A氟石代 替磷酸盐。洗衣粉的成份共有五大类:活性成份、助洗成份、缓冲成份、增效成份、分散剂LBD-1、辅助 成分。其中起到主要作用的就是活性成分,它是一类被称作表面活性剂的物质,作用就是减弱污渍与衣物 间的附着力,使污渍在洗涤水流以及手搓或洗衣机的搅动等机械力的作用下脱离衣物,从而达到洗净衣 的目的。但在生活中人们渐渐发现,普通的不加酶的洗衣粉对于难以处理的污渍,例如果渍,汗渍等,很 难洗净,怎么办呐?加酶洗衣粉便应运而生 我们常说的酶属于洗衣粉中的增效成分,能有效地提高和改善洗涤剂的洗涤性能。洗衣粉中的酶主 要有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶,这些都是通过生物工程技术制造的,它的作用主要是使污渍部 分分解,如蛋白酶,还有催化作用,如脂肪酶,由于篇幅有限,下面我就只谈一下蛋白酶和脂肪酶及其作 用和制备 硫点衣 超效加酶 加酶洗衣粉 技术原理 通过生物技术大规模制造各种酶制剂并添加到洗衣粉中从而制成加酶洗衣粉,酶的作用及介绍如下: 1蛋白酶 蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称,按其降解多肽的方式分成内肽酶和端肽酶两类。前者可把 大分子量的多肽链从中间切断,形成分子量较小的朊和胨;后者又可分为羧肽酶和氨肽酶,它们分别从多 肽的游离羧基末端或游离氨基末端逐一将肽链水解生成氨基酸,在这里我们不讨论。查阅资料可知,洗衣 粉中的蛋白酶是一种碱性的蛋白酶,它的最适ph值为9-11可以采取微生物提取的方法提取此蛋白酶 研究和应用较多的是芽孢杄菌,以枯草杆菌为最,也有少量其他菌种,比如链霉菌。但天然得到的菌种生 产的蛋白酶往往达不到工业生产的要求,不仅是因为生产能力有限,也跟所含酶活性,稳定性无法达到工 业要求有关 生物工程技术在这方面就表现的很出色,是工业大量生产蛋白酶的主要方式。常见的方法有诱变、基 因工程、蛋白质工程、孢子热处理等,这些生物技术在酶行业里应用广泛,主要目标是提高酶的活性、稳
衣物洁净好帮手——生物工程制造的酶 何思良 16302010056 我前几天在网上买的衣服到货了，到了之后却发现有一股味道，不过刚买的衣服一般都有一股味 道，所以最好的办法是先用洗衣粉洗一下再穿，洗完以后衣服洁净清香，，还能变得洁白，穿着舒服很 多。不过洗衣粉如何能做到使衣物洁净呐？这里就要不得不提到它的好帮手酶了。 洗衣粉是一种碱性的合成洗涤剂，是用于洗衣服的化学制剂，最早由德国汉高于 1907 年用硼酸盐和 硅酸盐为主要原料发明，主要成分是阴离子表面活性剂，烷基苯磺酸钠，少量非离子表面活性剂，再加一 些助剂，磷酸盐、硅酸盐、元明粉、荧光剂、酶等，是经混合、喷粉等工艺制成，现在大都用 4A 氟石代 替磷酸盐。洗衣粉的成份共有五大类：活性成份、助洗成份、缓冲成份、增效成份、分散剂 LBD-1、辅助 成分。其中起到主要作用的就是活性成分，它是一类被称作表面活性剂的物质，作用就是减弱污渍与衣物 间的附着力，使污渍在洗涤水流以及手搓或洗衣机的搅动等机械力的作用下脱离衣物，从而达到洗净衣物 的目的。但在生活中人们渐渐发现，普通的不加酶的洗衣粉对于难以处理的污渍，例如果渍，汗渍等，很 难洗净，怎么办呐？加酶洗衣粉便应运而生。 我们常说的酶属于洗衣粉中的增效成分，能有效地提高和改善洗涤剂的洗涤性能。洗衣粉中的酶主 要有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶，这些都是通过生物工程技术制造的，它的作用主要是使污渍部 分分解，如蛋白酶，还有催化作用，如脂肪酶，由于篇幅有限，下面我就只谈一下蛋白酶和脂肪酶及其作 用和制备。 加酶洗衣粉 技术原理： 通过生物技术大规模制造各种酶制剂并添加到洗衣粉中从而制成加酶洗衣粉，酶的作用及介绍如下: 1 蛋白酶 蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称，按其降解多肽的方式分成内肽酶和端肽酶两类。前者可把 大分子量的多肽链从中间切断，形成分子量较小的朊和胨；后者又可分为羧肽酶和氨肽酶，它们分别从多 肽的游离羧基末端或游离氨基末端逐一将肽链水解生成氨基酸，在这里我们不讨论。查阅资料可知，洗衣 粉中的蛋白酶是一种碱性的蛋白酶，它的最适 ph 值为 9~11。可以采取微生物提取的方法提取此蛋白酶， 研究和应用较多的是芽孢杆菌，以枯草杆菌为最，也有少量其他菌种，比如链霉菌。但天然得到的菌种生 产的蛋白酶往往达不到工业生产的要求，不仅是因为生产能力有限，也跟所含酶活性，稳定性无法达到工 业要求有关。 生物工程技术在这方面就表现的很出色，是工业大量生产蛋白酶的主要方式。常见的方法有诱变、基 因工程、蛋白质工程、孢子热处理等，这些生物技术在酶行业里应用广泛，主要目标是提高酶的活性、稳
定性(耐温耐碱)、抗氧化、抗螯合性能。通过蛋白酶就能轻松地分解掉蛋白质,而且与无机催化剂相比 更加快捷便利,这就是洗衣粉能够有效地洗涤蛋白质类污渍的原因 E3 2脂肪酶 脂肪酶( Lipase,甘油酯水解酶)隶属于羧基酯水解酶类,能够逐步地将甘油三酯水解成甘油和脂肪 酸。脂肪酶存在于含有脂肪的动、植物和微生物(如霉菌、细菌等)组织中,包括磷酸酯酶、固醇酶和羧 酸酯酶。脂肪酸广泛地应用于食品、药品、皮革、日用化工等方面。事实上脂肪酶的作用非常广泛,具有 多种催化能力,可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向 合成反应,除此之外还表现出其他一些酶的活性,如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性 植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子,如蓖麻籽、油菜籽,当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他 的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必需的养料和能量;动物体内含脂 肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织,在肠液中含有少量的脂肪酶,用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的 不足,在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在动物体内,各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪 重建和脂蛋白代谢等过程;细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富( Pandey等)。相比于动植物,微 生物种类多、繁殖快、易发生遗传变异,具有比动植物更广的作用pH、作用温度范围以及底物专一性 且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶,故工业上常常使用微生物脂肪酶,采用生物技术进行大 规模生产,主要的发酵微生物有黑曲霉,假丝酵母等等。一般来说,不同来源的脂肪酶特性也不一样,通 过普通的物理化学方法明显是达不到效果的,这就是生物技术的优势所在了。在洗衣粉中脂肪酶用于使油 脂水解便于与衣物分离,具有显著的效果
定性（耐温耐碱）、抗氧化、抗螯合性能。通过蛋白酶就能轻松地分解掉蛋白质，而且与无机催化剂相比 更加快捷便利，这就是洗衣粉能够有效地洗涤蛋白质类污渍的原因。 2 脂肪酶 脂肪酶（Lipase，甘油酯水解酶）隶属于羧基酯水解酶类，能够逐步地将甘油三酯水解成甘油和脂肪 酸。脂肪酶存在于含有脂肪的动、植物和微生物（如霉菌、细菌等）组织中，包括磷酸酯酶、固醇酶和羧 酸酯酶。脂肪酸广泛地应用于食品、药品、皮革、日用化工等方面。事实上脂肪酶的作用非常广泛，具有 多种催化能力，可以催化三酰甘油酯及其他一些水不溶性酯类的水解、醇解、酯化、转酯化及酯类的逆向 合成反应，除此之外还表现出其他一些酶的活性，如磷脂酶、溶血磷脂酶、胆固醇酯酶、酰肽水解酶活性 等（Hara；Schmid）。 植物中含脂肪酶较多的是油料作物的种子，如蓖麻籽、油菜籽，当油料种子发芽时，脂肪酶能与其他 的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类，提供种子生根发芽所必需的养料和能量；动物体内含脂 肪酶较多的是高等动物的胰脏和脂肪组织，在肠液中含有少量的脂肪酶，用于补充胰脂肪酶对脂肪消化的 不足，在肉食动物的胃液中含有少量的丁酸甘油酯酶。在动物体内，各类脂肪酶控制着消化、吸收、脂肪 重建和脂蛋白代谢等过程；细菌、真菌和酵母中的脂肪酶含量更为丰富（Pandey 等）。相比于动植物，微 生物种类多、繁殖快、易发生遗传变异，具有比动植物更广的作用 p H、作用温度范围以及底物专一性， 且微生物来源的脂肪酶一般都是分泌性的胞外酶，故工业上常常使用微生物脂肪酶，采用生物技术进行大 规模生产，主要的发酵微生物有黑曲霉，假丝酵母等等。一般来说，不同来源的脂肪酶特性也不一样，通 过普通的物理化学方法明显是达不到效果的，这就是生物技术的优势所在了。在洗衣粉中脂肪酶用于使油 脂水解便于与衣物分离，具有显著的效果
技术优点 酶制剂的加入不仅对人体没有任何毒害作用,而且能有效清除衣服上的污渍,且酶制剂及其分解产物 能够被微生物分解,不会污染环境。血、奶、蛋、果汁、汗渍、可可、咖啡等蛋白质是衣物上最普遍存在 的污垢,而且难以被表面活性剂和其他助洗剂所去除。蛋白酶能把这些蛋白质先分解成可溶性的肽键,然 后再分解成氨基酸,从而很容易被洗去,即使不能使蛋白质完全分解,只要得到用合成洗涤剂容易除去的 分解物也可以。由于生成可溶性物质或易分散于洗涤液中的物质,使吸附的蛋白质污垢减少,原来在蛋白 质存在下牢固地吸附于纤维上的污垢也比较容易地去除。脂肪酶使洗涤剂在低温时也能达到对脂肪的优良 去除能力,并且具有效果累积功能,其去污能力可以随着洗涤次数的增加而表现得更加明显。淀粉酶可将 淀粉水解,变成糊精或麦芽糖,和脂肪酶之间具有很好的协同作用。纤维素酶可以将主纤维上的微毛和绒 球除去,使主纤维变得光滑,平整织物表面,同时有增白效果,使有色衣物的色泽变得更加鲜艳,使白色 衣物恢复其本色,减少微纤维之间的纠缠,而使纤维变得柔软 技术缺点 加酶洗衣粉对保存环境有要求,不宜在高温、高湿的环境中贮存,也不宜久存。因为酶也有寿命, 般来说,超过1年,酶的活力会降低很多甚至失效,影响去垢效果。而且一般家庭洗涤衣服的方法,并不 能充分发挥蛋白酶的作用。因为碱性蛋白酶需要在45C°左右的温度下缓慢催化水解蛋白质,所以,最好 用温水浸泡一小时后再洗,效果才能充分体现。且冷水不能活化蛋白酶,太烫的水会使蛋白酶失活失效 皮肤病及过敏体质人群使用时,如果洗衣时未漂净,有可能造成不良反应。 总结 生物技术的确给我们的生活带来了很多便利,洗衣粉中的酶便是其中的一例。在查阅资料的过程中我 发现,有不少人对于加酶洗衣粉有着误解,认为其一定有害处,这说明公众对于生物技术的了解并不够 所以提高自己的知识水平,了解生物技术是很有必要的,不要像某崔姓主持人一样,对于转基因这一生物 技术视之如猛虎,只会沦为笑柄。不断发展的生物技术定将不断地改变我们的生活。 参考文献 1吴诗光周琳.对酶概念的再认识.生物学通报.2002,04期
脂肪酶 技术优点： 酶制剂的加入不仅对人体没有任何毒害作用，而且能有效清除衣服上的污渍，且酶制剂及其分解产物 能够被微生物分解，不会污染环境。血、奶、蛋、果汁、汗渍、可可、咖啡等蛋白质是衣物上最普遍存在 的污垢，而且难以被表面活性剂和其他助洗剂所去除。蛋白酶能把这些蛋白质先分解成可溶性的肽键，然 后再分解成氨基酸，从而很容易被洗去，即使不能使蛋白质完全分解，只要得到用合成洗涤剂容易除去的 分解物也可以。由于生成可溶性物质或易分散于洗涤液中的物质，使吸附的蛋白质污垢减少，原来在蛋白 质存在下牢固地吸附于纤维上的污垢也比较容易地去除。脂肪酶使洗涤剂在低温时也能达到对脂肪的优良 去除能力，并且具有效果累积功能，其去污能力可以随着洗涤次数的增加而表现得更加明显。淀粉酶可将 淀粉水解，变成糊精或麦芽糖，和脂肪酶之间具有很好的协同作用。纤维素酶可以将主纤维上的微毛和绒 球除去，使主纤维变得光滑，平整织物表面，同时有增白效果，使有色衣物的色泽变得更加鲜艳，使白色 衣物恢复其本色，减少微纤维之间的纠缠，而使纤维变得柔软。 技术缺点： 加酶洗衣粉对保存环境有要求，不宜在高温、高湿的环境中贮存，也不宜久存。因为酶也有寿命，一 般来说，超过 1 年，酶的活力会降低很多甚至失效，影响去垢效果。而且一般家庭洗涤衣服的方法，并不 能充分发挥蛋白酶的作用。因为碱性蛋白酶需要在 45℃左右的温度下缓慢催化水解蛋白质，所以，最好 用温水浸泡一小时后再洗，效果才能充分体现。且冷水不能活化蛋白酶，太烫的水会使蛋白酶失活失效。 皮肤病及过敏体质人群使用时，如果洗衣时未漂净，有可能造成不良反应。 总结： 生物技术的确给我们的生活带来了很多便利，洗衣粉中的酶便是其中的一例。在查阅资料的过程中我 发现，有不少人对于加酶洗衣粉有着误解，认为其一定有害处，这说明公众对于生物技术的了解并不够， 所以提高自己的知识水平，了解生物技术是很有必要的，不要像某崔姓主持人一样，对于转基因这一生物 技术视之如猛虎，只会沦为笑柄。不断发展的生物技术定将不断地改变我们的生活。 参考文献： 1 吴诗光 周琳. 对酶概念的再认识. 生物学通报. 2002, 04 期
2王镜岩朱圣庚徐长法.生物化学第三版:高等教育出版社,202年:324 3 Young DD, Nichols J, Kelly RM, Deiters A Microwave activation of enzymatic catalysis. J Am Chem Soc. 2008,130:10048-10049 4何国庆丁立孝.食品酶学:化学工业出版社,2006 5汪东风.食品化学:化学工业出版社,2007 6周德庆徐士菊.微生物学词典天津:天津科学技术出版社,2005
2 王镜岩 朱圣庚 徐长法．生物化学 第三版：高等教育出版社，2002 年：324 3 Young DD, Nichols J, Kelly RM, Deiters A. Microwave activation of enzymatic catalysis. J Am Chem Soc. 2008, 130: 10048–10049 4 何国庆 丁立孝．食品酶学：化学工业出版社，2006 5 汪东风 . 食品化学：化学工业出版社，2007 6 周德庆 徐士菊．微生物学词典．天津：天津科学技术出版社，2005