酶促漂白組合物的製作方法

2023-06-28 07:23:56

專利名稱：酶促漂白組合物的製作方法
技術領域：
本發明總的來說涉及酶促漂白組合物、更具體說來涉及能漂白織物上所染汙漬的酶促漂白組合物。
背景和現有技術含產生過氧化氫系統的酶促漂白組合物是本領域已知的。例如GB-A-2 101 167(Unilever)公開了含有C1-C4鏈烷醇氧化酶和C1-C4鏈烷醇的酶促產生過氧化氫的體系。此種酶促漂白組合物可以用在洗滌織物的洗滌組合物中，可有效地提供低溫酶促漂白系統。在洗液中，鏈烷醇氧化酶可催化溶解的分子氧和鏈烷醇之間的反應，形成醛和過氧化氫。
在低洗滌溫度下，例如15-55℃，為了獲得明顯的漂白效果、過氧化氫必需藉助漂白活化劑來加以活化。目前，最常用的漂白活化劑是四乙醯乙二胺(TAED)，當與過氧化氫反應時能產生過乙酸，而過乙酸則是有效的漂白劑。
WO-A-89/09813(Novo-Nordisk)公開了含過氧化氫源和過氧化物酶的酶促漂白組合物，而WO-A-91/05839(Novo Nordisk)公開了含(a)表現出過氧化物酶活性的酶及過氧化氫源，或(b)表現出對酚化合物有氧化酶活性的酶的酶促抗染料轉移組合物。據說該組合物可漂白任何溶解的染料以便染料不會再沉積到織物上。
過氧化物酶和漆酶，在本領域中總是被作為用來分別催化底物與過氧化氫或分子氧之間的氧化反應的酶而加以介紹的。這些酶在氧化工藝中的其它應用，包括木質素的聚合，和硫酸鹽紙漿中木質素的原位解聚、漂白勞動布染色服裝、使果汁和染料中的酚類物質聚合，以及漂白頭髮(WO-A-92/18683、WO-A-95/07988、WO-A-95/01426)。
人們知道，漆酶和(血紅素)過氧化物酶一般是藉助電子轉移反應來氧化其底物的，例如氫醌氧化成醌，或形成隨後能進一步與它所接觸的其它分子反應的自由基，其中氧和過氧化氫起電子受體的作用。這些反應可以導致底物漂白，但另一方面，由於聚合反應也可以使底物變黑，後一現象是眾所周知的，從自然界中多酚底物與漆酶，或與多酚氧化酶之間的反應變成褐色便可以觀察到。
氧化發色團的完全不同方式是通過結合一個氧原子或多個氧原子，這些反應通過使用分子氧的一氧酶和二氧酶來進行。許多二氧酶，例如兒茶酚二氧酶和原兒茶酸二氧酶已有文獻介紹過。一般來說，這些酶是複雜細胞內多酶系統的部分，可以與膜結合。
EP-A-086139(Transgene)涉及來自惡臭假單胞菌的xylE基因的克隆和表達，通過重組DNA技術，該基因編碼稱之為2，3-兒茶酚氧酶的細胞內二氧酶。由此產生的(細胞內)2，3-兒茶酚氧酶可用於食品工業和化妝品/藥品工業，尤其是提到所述二氧酶在表面消毒方面的應用。
雖然己有人提出過幾種酶促漂白系統，但仍需要其它的，或加以改進的酶促漂白系統。尤其是能使用來自空氣的溶解分子氧，可漂白廣譜汙漬的酶促漂白系統。
因此本發明的目的是提供不同的或加以改進的酶促漂白系統、具體來說，該系統應當能夠使用來自空氣的溶解分子氧漂白廣譜汙漬。本發明的進一步目的是提供不同的或加以改進的酶漂白方法。
目前我們已經出人意料地發現，來自細胞外能夠使用分子氧，通過將一個或多個氧原子嵌入底物而使底物氧化的酶，可以有效地用於漂白紡織品上汙漬的發色團。而且我們還發現由發酵液體中的微生物分泌的氧酶，比現有技術所述兒茶酚二氧酶要有效得多。這看來是由於與只對簡單的取代酚起作用的所述兒茶酚二氧酶相比，該氧酶有寬得多的底物特異性，並能夠氧化複合發色團。
因此，本發明上述目的以及其它進一步的目的，可以通過本發明的酶促漂白組合物來達到，所述組合物特徵在於，含有一種或多種表面活性劑，和來自胞外的，能夠使用分子氧，將一個或多個氧原子嵌入底物而使底物氧化的酶。
本發明界定根據本發明的第一方面，提供一種酶促漂白組合物，該組合物含有一種或多種表面活性劑和來自細胞外的酶，所述酶能夠採用分子氧，將一個或多個氧原子嵌入底物而使底物氧化。優選該組合物含有來自胞外的真菌二氧酶。
根據本發明的第二方面，提供漂白織物上汙漬的方法，包括用所述組合物處理有汙漬的織物。本發明詳述第一方面，本發明涉及一種酶促漂白組合物，該組合物含一種或多種表面活性劑和來自胞外的酶，該酶能夠採用分子氧將一個或多個氧原子嵌入底物而使底物氧化。所述組合物可以採用任何相宜的物理形式，例如粉末、水或非水液體、糊狀或凝膠狀。下面我們對本發明組合物的各種成分加以介紹。(a)表面活性劑本發明組合物含有一種或多種表面活性物成分或表面活性劑作為第一組分。根據洗滌劑的物理形態，所述表面活性劑之量佔組合物重量的0.1-60％。一般來說，含水液體洗滌劑含5-50％，通常至少10％，而最高40％重量的一種或多種表面活性化合物。洗衣粉通常含20％-45％重量的一種或多種洗滌活性化合物。
該組合物可以只含一種表面活性劑，可以是非離子型，或陰離子型表面活性劑，但更常用表面活性劑系統。所述表面活性劑系統由佔該系統重量30-70％的一種或多種陰離子表面活性劑，和佔該系統重量70-30％的一種或多種非離子表面活性劑組成。該表面活性劑系統另外還可含有兩性洗滌劑化合物或兩性離子洗滌劑化合物，但這並不多見，因為其成本較高。
總的來說，非離子和陰離子表面活性劑可以從「表面活性劑」(Vol.1，由Schwartz和Perry著，Interscience 1949年出版，Vol，2，由Schwartz、Perry和Berch著，Interscience 1958年出版)一書中所介紹的表面活性劑中選擇，更現代的出版物如「McCutcheon氏乳化劑和洗滌劑」(由製糖公司發行)，或「Tenside-Taschenbuch」(H.Stache，2nd Edn.，Carl Hauser Verlag，1981)亦可參考。
可以使用的適宜非離子洗滌劑化合物具體包括帶有疏水基團和活性氫原子的化合物(例如脂肪醇、酸、醯胺或烷基酚)與氧化烯(具體如環氧乙烯單獨的，或環氧乙烷與環氧丙烷混合物)的反應產物。具體的非離子洗滌劑化合物是C6-C22烷基酚-環氧乙環縮合物，一般為5-25個EO，即每個分子中有5-25個環氧乙烷單元，以及脂族C8-C18直鏈和支鏈伯醇或仲醇與環氧乙烷的縮合產物，一般3-40個EO。
可以使用的適宜陰離子洗滌劑化合物通常是有機硫酸和磺酸的鹼金屬鹽，所述化合物帶有約8-約22個碳原子的烷基，所謂「烷基」包括較高級醯基的烷基部分。適宜的合成陰離子洗滌劑化合物的例子是烷基硫酸鈉和鉀，尤其是將從牛脂或椰油等生產的較高級C8-C18醇硫酸化而獲得的該類化合物；是烷基C9-C20苯磺酸鈉和鉀，尤其是直鏈仲烷基C10-C15苯磺酸鈉；以及是烷基甘油醚硫酸鈉，尤其是衍生自牛脂或椰油的高級醇的所述醚，和衍生自石油的合成醇的所述醚。優選的陰離子洗滌化合物是C11-C15烷基苯磺酸鈉，和C12-C18烷基硫酸鈉。
也能使用的表面活性劑，例如是EP-A-328177(Unilever)中所介紹的，這些表面活性劑表現出抗鹽析作用，還例如EP-A-070074所述烷基聚苷表面活性劑，以及烷基單糖苷。
優選的表面活性劑系統是陰離子與非離子洗滌活性材料的混合物，尤其是EP-A-346995(Unilever)中指出的陰離子和非離子表面活性劑組合的例子。具體優選的是C16-C18伯醇硫酸鹼金屬鹽混合物與含3個和7個乙氧基的C12-C15伯醇混合物分別組合的表面活性劑系統。(b)酶本發明的酶促漂白組合物進一步含有來自細胞外的酶，所述酶能夠利用分子氧，將一個或多個氧原子嵌入底物中而使底物氧化。所述酶可以是由真菌、酵母、細菌等微生物分泌的氧酶，能夠利用空氣提供的分子氧或其它氧源，藉助將一個或多個氧原子嵌入發色的底物而氧化該發色團，由此使該發色團的顏色變淺。優選該酶是來自細胞外的真菌氧酶。
所述分泌的酶可以在任何適宜的條件下從微生物發酵獲得。例如在豐富的培養基中，或在極小量培養基中，通過以某些(發色的)有機分子或這些分子的結構單元對微生物加以誘導，通過發酵期間施加重要條件、或者這些條件相結合來獲得。
適宜的酶例如是能夠氧化來自茶葉、水果(特別是紅色水果)、蕃茄、咖喱之類汙漬的發色團的酶。不以這些例子作為限制，人們還可以採用能夠降解下述發色團的氧酶，例如包括分解五羥黃酮型結構的酶(本發明稱之為五羥黃酮酶)、分解兒茶素型結構的酶(本發明稱之為兒茶素酶)、分解花色素型結構(本發明稱之為花色素酶)、薑黃素類胡蘿蔔素、卟啉、或其裂解產物的分解酶。
以本發明為基礎，本領域技術人員不難找到能夠氧化他所選擇的發色團的適宜氧酶，方法是把所述發色團用在篩選試驗中即可，所述篩選試驗是本領域已知的。
所述氧酶可以與其它適宜的氧化還原酶相結合使用，所述氧化還原酶，例如是漆酶或過氧化物酶，和/或與適宜的水解酶結合使用，例如單寧酶和糖苷酶、這些酶能夠水解汙漬發色團的某些鍵，使得該發色團更易於由氧酶氧化。而且，這些酶還可以與適宜的蛋白酶和脂酶結合使用，除去汙漬中的所有蛋白和脂肪物質，以及消除發色分子氧化的可能障礙。澱粉酶和纖維素酶也可以加入。
適宜的氧酶例子是由日本麴黴菌、黃麴黴菌、間座殼屬eres菌、粗糙鏈胞菌、棉纖維素色二胞菌、青黴屬roquefortii菌、青黴屬minioluteum菌、泡盛麴黴菌、黑麴黴菌、麴黴屬foetidus菌、豆麴黴菌、米麴黴菌等獲得的五羥黃酮酶。加拿大「微生物雜誌」Vol 9(1963)，15-25上，F，J.Simpson等人介紹了由黃麴黴菌PRL 1805獲得的五羥黃酮酶。適宜的氧酶的另外一些例子是由日本麴黴菌、粗糙鏈胞菌、棉纖維素色二胞菌、間座殼屬eres菌和木黴屬reesei菌獲得的兒茶素酶。
本發明酶促漂白組合物每升中含約0.01-100mg，優選約0.1-10mg活性酶。而洗滌組合物中則含約0.0001％-1％，優選約0.001％-0.1％活性酶(W/W)。
本發明所用酶可以以任何適宜形式加入到洗滌組合物中，即酶的顆粒組合物形式，液體形式、漿液形式，或者帶有載體材料(例如EP-A-258068及Novo Nordisk的Savinase(TM)和Lipolase(TM)產品)。將酶加入到液體洗滌產品中的良好方式是以漿液形式，所述漿液是在乙氧基化醇非離子表面活性劑中含0.5-50％重量的酶，例如EP-A-450702(Unilever)所述。(c)其它成分本發明酶促洗滌組合物可以進一步含有5-60％，優選20-50％重量洗滌助洗劑。所述洗滌助洗劑可以是能降低洗液中游離鈣含量的任何材料，且優選能賦予該組合物其它優良特性，例如產生鹼性pH值，將織物上除去的汙垢懸浮並使軟化織物的粘土材料懸浮等。
洗滌助洗劑的例子包括沉澱助洗劑，例如鹼金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽、正磷酸鹽；包括螯合助洗滌劑，例如鹼金屬三聚磷酸鹽、鹼金屬檸檬酸鹽、次氮基三乙酸鹽；或包括離子交換助洗劑，例如非晶型鹼金屬矽鋁酸鹽或沸石。
已發現如果洗滌劑組合物含有能將游離鈣濃度降至1mM以下的助洗劑時，則對該組合物中的酶活性特別有利。
在另一些方案中，本發明的酶促洗滌組合物還可以含有其它酶及其它常含於洗滌劑系統中相結合的成分，包括洗滌劑組合物添加劑。所述其它成分可以是任何已知物料，例如酶穩定劑、促泡沫劑、汙垢懸浮劑、去汙聚合物、水溶助長劑、防腐劑、染料、香料、矽酸鹽。螢光增白劑、抑泡劑、殺菌劑、晦暗抑制劑、遮光劑、織物軟化劑、釋氧漂白劑，例如過氧化氫，或過硼酸鈉，或過碳酸鈉，二過間苯二酸酐、漂白劑前體、活化氧漂白劑、緩衝劑等等。
現本發明以下述非限制性實施例進一步舉例說明之。
實施例1氧酶的底物特異性本例中，針對很多底物將五羥黃酮酶和兒茶素酶的酶活性與兒茶酚二氧酶和原兒茶酸二氧酶加以比較。所述酶活性於30℃，空氣飽和的0.1M磷酸鹽緩衝液(pH6.0)，或空氣飽和的0.1M Tris(pH9.0)中用分光光度計測定。所有實驗中，酶濃度均為20μg/ml，除了五羥黃酮濃度為4μg/ml外，底物濃度均為30μg/ml。

圖中符號+酶對該底物有活性-酶對該底物無活性；與無酶的空白實驗沒差別五羥黃酮酶和兒茶素酶由日本麴黴菌菌株IFO 4408(發酵研究所，大坂)獲得，3，4-原兒茶酸二氧酶購自Sigma，1，2-兒茶酚二氧酶為來自惡臭假單胞菌的細胞游離提取物。
結果表明與胞內二氧酶比較五羥黃酮酶和兒茶素酶有寬得多的底物特異性，能夠氧化更複雜的底物。
實施例2氧的嵌入在經微孔過濾的水中，於20℃，用五羥黃酮酶(50mg/l)培育五羥黃酮和花葵素(0.12mg/ml)15分鐘，同樣條件下用兒茶素酶(14mg/l)培育兒茶素(3mg/ml)30分鐘，實驗分別有16O2和18O2存在。用HPLC與質譜連用分析反應混合物。通過將以16O2和18O2培育以反應產物的質譜進行比較，反應產物和其片段質量增加清楚地表明該酶是氧酶。同時，非裂解反應產物質量增加則清楚地表明五羥黃酮酶和兒茶素酶是二氧酶。
實施例3-9用五羥黃酮酶在緩衝液中進行洗滌試驗在微滴平皿中，以50mM磷酸鹽緩衝液(pH6.0)的空氣飽和溶液，或50mM Tris緩衝液(pH9.0)以空氣飽和溶液就試驗布片進行洗滌實驗，。每個位置放入一塊有汙漬的試驗棉布，將該微滴平皿放入振蕩保溫箱中。各試驗按下表給出的條件進行。試驗棉布片上分別有花葵素(p)、紅果汁(各種刺果有色物質的混合物)和五羥黃酮(q)汙漬。

>從結果清楚地看出五羥黃酮酶能夠漂白織物上所染汙漬，如表中「+」號所示。
實施例10-11在緩衝液中以兒茶素酶進行洗滌實驗重複實施例3-9，只是試驗棉布染有兒茶素(c)和速溶綠茶汙漬。

其結果清楚表明兒茶素酶能夠漂白織物上汙漬，如表中「+」號所示。
實施例12-23在洗滌劑中進行洗滌實驗條件與實施例3-11相同，只是洗滌用下述成分的洗衣粉進行(1g/l)，下述數據單位為重量％。
Na-PAS9非離子7EO表面活性劑 12非離子3EO表面活性劑 8皂3沸石A24(無水) 56碳酸鹽2SCMC 1水分 9其結果列於下表。這些實施例清楚地表明，有洗滌製劑存在時，五羥黃酮酶和兒茶素酶能漂白織物上汙漬，如該表中「+」號所示。

權利要求
1.含有一種或多種表面活性劑和源於細胞外之酶的酶促漂白組合物，所述酶能夠利用分子氧將一個或多個氧原子嵌入底物而使該底物氧化。
2.根據權利要求1的組合物，其中所述酶是源於細胞外的氧酶。
3.根據前述權利要求任一項的組合物，其中所述酶是源於細胞外的真菌氧酶。
4.根據前述權利要求任一項的組合物，其中所述酶是源於細胞外的二氧酶。
5.根據權利要求4的組合物，其中所述二氧酶是五羥黃酮酶。
6.根據權利要求4的組合物，其中所述二氧酶是兒茶素酶。
7根據權利要求4的組合物，其中所述二氧酶是花色素酶。
8.根據前述權利要求任一項的組合物，還含有適宜的氧化酶、過氧化物酶、或水解酶。
9.漂白織物上汙漬的方法，包括用權利要求1-8任一項的組合物處理該染有汙漬的織物。
全文摘要
提供含有一種或多種表面活性劑及源於細胞外之酶的酶促漂白組合物,所述酶能利用分子氧將一個或多個氧原子嵌入底物而使該底物氧化。所述酶尤其是源於細胞外的二氧酶。還涉及用所述組合物處理染有汙漬的織物,而使織物上汙漬漂白的方法。
文檔編號C11D3/386GK1241207SQ97180836
公開日2000年1月12日 申請日期1997年12月10日 優先權日1996年12月20日
發明者M·J·范德赫爾姆, M·范德黑登, D·H·洪德曼, A·斯米茨, T·斯瓦託夫, C·T·維爾裡普斯 申請人:尤尼利弗公司