用於再生水的酶的製作方法

2023-07-09 03:28:16

專利名稱：用於再生水的酶的製作方法
技術領域：
本發明涉及降低水中醯基甘油酯含量的組合物和方法。
日本專利68011290描述了一種浴用水添加劑，此添加劑包括脂酶、一些澱粉酶及其它組份。
日本專利62175419描述了具有礦泉療養作用的浴用製劑，它包括蛋白酶、卵磷脂以及能釋放多種金屬的礦粉塊。在該浴用製劑中也摻有植物物質及合成或天然香料和無機鹽。
在美國專利4548727中Shear描述了某種酯對水溶液酶製劑的穩定作用。用作穩定劑的酯具有通式RCOOR′，其中R是1至3個碳原子的烷基或氫，R′是1至6個碳原子的烷基。在水溶液酶製劑中酯的含量為0.1至約2.5％(重量)。按照專利權人所述所用酶組份為以乾粉、溶液、漿形式出售的商業酶製劑，其中含有約2％至約80％的活性酶，其餘20％至98％為載體如硫酸鈉或硫酸鈣、氯化鈉、非離子表面活性劑或其混合物。
Guilbert等的美國專利4243543描述了含有蛋白水解酶的液體洗滌劑組合物的穩定化。在穩定pH的同時，通過向組合物中加入抗氧劑及親水的多元醇來穩定洗滌劑組合物。
Weber美國專利4169817描述了含有穩定化酶的液體洗滌組合物。此組合物是含有10％至50％(重量)固體的水溶液，其中包括助洗劑、表面活性劑、由枯草桿菌中得到的酶體系及酶的穩定劑。此穩定劑包括高水溶性鈉或鉀鹽和/或水溶性醇，可使該溶液長期保存而不使酶失活。
Dorrit等的歐洲專利0352244 A2描述了用兩性表面活性劑來穩定液體洗滌劑組合物。
Kaminsky等的美國專利4305837描述了含有鈣離子和低分子量羧酸或鹽及低分子量醇的穩定體系的穩定化水溶液酶組合物。此穩定化的酶用於洗滌劑組合物中。此組合物可包括式RA(CH2CH2O)nH的非離子表面活性劑，其中R是疏水部分，A基於一個帶有反應性氫原子的基團並且n是氧化乙烯部分的平均數。R一般含有約8至約22個碳原子但可由氧化丙烯和一低分子量化合物縮合反應形成，而n通常在約2至約24間變化。所用低分子量醇可以是含1至3個碳原子的一元醇或者是含2至約6個碳原子並含2至約6個羥基的多元醇。Kaminsky等指出，多元醇可改善酶的穩定性並包括丙二醇、乙二醇和甘油。
Tai的美國專利4404115描述了含酶液體洗滌組合物，它含有的酶穩定劑是鹼金屬的戊硼酸鹽，任選鹼金屬亞硫酸鹽和/或多元醇。
Boskamp的美國專利4462922也描述了一種液態含酶洗滌劑組合物，其穩定劑基於硼酸或硼酸鹽與多元醇或多官能團氨基化合物的混合物，還含有還原的鹼金屬鹽。與Kaminsky等所用的多元醇基本相同。
幾種用於再生改造(recreational water)市場(如礦泉或水池)的穩定化酶配方已有新的發展，這些配方的一個共同特點是它們的活性組份，甘油三酯水解酶，一般被稱作脂酶。脂酶普遍存在於自然界並廣泛存在於動物、植物和微生物中。脂酶可從一些原料(如豬胰腺和某些微生物)中大量分離。為了使作用有效，這些製劑需要是無毒、可生物降解並能有效地除去常在水池和/或礦泉中發現的油漬。
因為與水解甘油酯特定酯鍵的特性有關的脂酶類型、最佳pH、最佳溫度以及它們作用於不同甘油酯底物特別是甘油三酯底物的能力方面存在很大差異，故將脂酶與適當的穩定劑配製以在長保存期內和使用此產品時保持良好的活性水平，而且將其與適當的防腐劑和乳化劑配製是很重要的。
由於脂酶的內在性質使酯鍵的水解只在脂和水的界面間進行，因而應選用脂乳化劑增加甘油酯底物的表面積，從而增加水解速率。換言之，脂酶水解酯鍵的反應速率依賴於底物的乳化程度。
因此，需要一種酶製劑，用於從水特別是再生改造水如礦泉或水池中減少或基本消除或消除甘油酯，該製劑能提供最適的反應速率和任選地具有穩定性，即該製劑含有適當種類和適當量的乳化劑、穩定劑和任選地含有防腐劑。
本發明的目的是針對現有技術存在的局限或缺點而提供一種克服上述一個或多個及其它問題的新的組合物及方法。更具體地說，本發明涉及適用於從水特別是再生改造水如礦泉水或水池水中減少且在很多情況中基本消除或消除甘油酯的組合物。這些酶組合物反應速率高並能處理多種甘油酯底物。用這些製劑處理水以從水中減少或基本消除或消除甘油酯的方法也是本發明的一部分。
本發明的其它特徵和優點將在下面的描述中給出，部分可通過說明書獲知，或者可通過本發明的實施獲知。用說明書或權利要求書所述的組合物和方法，可以實現本發明的優點。
為得到這些及其它優點並與本發明的目的一致，正如實施例和說明書所述，我們開發了一種從水中減少或基本消除甘油酯的新的組合物以及使用這些新組合物的方法。
從水中減少或基本消除或消除甘油酯的新的組合物包含(a)脂酶；(b)非離子乳化劑；(c)水溶性有機酸防腐劑和(d)水溶性穩定劑。
現已發現當配製成pH在約3.5至約6.8之間並使用基本可生物降解並基本無毒的化合物時，該組合物特別有效。
這樣，本發明既包括從水中減少或基本消除或消除甘油酯的新的組合物，也包括進行這樣的處理的方法，其中該組合物含有脂酶、非離子乳化劑、水溶性有機酸防腐劑和水溶性穩定劑。
此脂酶可單獨使用或與其它酶聯合使用，因而脂酶的量是等於或少於組合物中使用的酶的重量的100％的任何值，其中脂酶的存在量應能有效地基本將所處理的脂類物質水解。
例如，也可使用磷脂酶。脂酶和磷脂酶為酯酶，它們通過作用於這些化合物中的酯鍵而水解脂肪或油。脂酶作用於甘油三酯，而磷脂酶作用於磷脂。就工業角度而言，脂酶和磷脂酶代表了市場銷售的酯酶。Novo Nordisk出售兩種液體脂酶製劑，其名稱為ResinaseTMA和ResinaseTMA 2X。
可購買到含有脂酶的液體酶組合物。例如，這樣的組合物以商品名Lipolase100、Greasex 50L、PalataseTMA、PalataseTMM和LipozymeTM出售，它們都由Novo Nordisk提供。
可使用胰腺磷脂酶A2，它以液體酶組合物形式以LECITASETM商品名由NovoNordisk銷售。可與這些脂酶中的任一種一起使用的其它酶如下。
蛋白酶是熟知的一類酶，用於廣泛的多種工業領域，它們能水解蛋白質或蛋白質底物中的肽鍵。蛋白酶用來幫助除去蛋白汙漬如血或蛋汙漬。含有鹼性蛋白酶的液體酶組合物也被用作冷卻塔中水和金屬加工液密封容器中的細菌膜及藻和真菌簇的分散劑。
蛋白酶根據其有活性的pH範圍，可分為酸性、中性或鹼性蛋白酶。酸性蛋白酶包括微生物粗製凝乳酶、凝乳酶、胃蛋白酶和真菌酸性蛋白酶。中性蛋白酶包括胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶/無花果蛋白酶及細菌中性蛋白酶。鹼性蛋白酶包括枯草桿菌蛋白酶及相關的蛋白酶。含有蛋白酶的市售液體酶組合物有RennilaseR、「PTN」(胰腺胰蛋白酶NOVO)、「PEM」(蛋白水解酶混合物)、NeutraseR、AlcalaseR、EsperaseR和SavinaseTM，這些都由Novo NordiskBioindustrials，Inc.of Danbury，CT提供。另外一種市售蛋白酶以名稱HT-Proteolytic由Solvay Enzyme Products銷售。
澱粉酶是另一類酶，也用於很多工業領域中，其中它們催化或加速澱粉的水解。澱粉酶包括α-澱粉酶、β-澱粉酶、澱粉葡糖苷酶(glucoamylase)、真菌澱粉酶及支鏈澱粉酶。含有澱粉酶的市售液體酶組合物有BAN、TermamylR、AMG、FungamylR和PomozymeTM，由Novo Nordisk提供；和Diazyme L-200，為Solvay Enzyme Products的產品。
其它有商業價值的酶類為對纖維水解起作用的酶。這一類型的酶包括纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶及β-葡聚糖酶。纖維素酶是降解纖維素的酶，纖維素是一種植物細胞壁中的線性葡萄糖聚合物。半纖維素酶參與半纖維素的水解，半纖維素象纖維素一樣，是發現於植物中的多糖。果膠酶是參與果膠降解的酶，果膠是主要成分為糖酸的碳水化合物。β-葡聚糖酶是參與β-葡聚糖水解的酶，β-葡聚糖也象纖維素一樣為葡萄糖的線性聚合物。概括地說，纖維素酶包括內纖維素酶、外纖維素酶、外纖維生物水解酶和纖維二糖酶及為了本發明的目的也可包括半纖維素酶。含有纖維素酶的市售液體酶組合物以名稱CelluclastR和NovozymR188銷售，它們都由Novo Nordisk提供。
可使用的半纖維素酶包括木聚糖酶。由Novo Nordisk提供的PULPZYMR產品，由Alko Biotechnology提供的ECOPULPR產品，是含有木聚糖酶的市售液體酶組合物的兩個例子。
作為一類，半纖維素酶包括半纖維素酶的混合物和半乳甘露聚糖酶。市售含有半纖維素酶的液體酶組合物有Novo的PULPZYMR產品和Alko Biotechnology的ECOPULPR產品及Novo Nordisk的產品NovozymR280和GamanaseTM。
可以使用的果膠酶包括內聚半乳糖醛酸酶、外聚半乳糖醛酸酶、內果膠酸鹽裂解酶(反式消除酶)、外果膠酸鹽裂解酶(反式消除酶)和內果膠裂解酶(反式消除酶)。含有果膠酶的市售液體酶組合物以名稱PectinexTMUltra SP和PectinexTM銷售，兩者都由Novo Nordisk提供。
可以使用的β-葡聚糖酶包括地衣多糖酶、海帶多糖酶和外葡聚糖酶。含有β-葡聚糖酶的市售液體酶組合物以名稱NovozymR234、CerefloR、BAN、FinizymR和CeremixR，都是Novo Nordisk提供的。
其它有商業價值的酶是異構酶，它催化有機化合物異構體間的轉化反應。SweetzymeTM產品是含有葡萄糖異構酶的液體酶組合物，它由Novo Nordisk提供。
氧化還原酶是作為化學氧化/還原反應中的催化劑的酶，因而參與很多生化物質的裂解和合成。目前，很多氧化還原酶在工業中尚未取得顯著位置，因為多數氧化還原酶需要輔助因子的存在。但是，當輔助因子是酶的組成部分或不是必需提供時，氧化還原酶有商業價值。
可以使用的氧化還原酶有葡萄糖氧化酶和脂氧合酶(lipoxygenase)。其它氧化還原酶可能應用於甾類衍生物的酶促合成及診斷試驗。其它氧化還原酶包括過氧化酶、超氧化物歧化酶、醇氧化酶、多酚氧化酶、黃嘌呤氧化酶、巰基氧化酶、羥化酶、膽甾醇氧化酶、漆酶、醇脫氫酶和類固醇脫氫酶。
優選使用的非離子乳化劑包括那些烯化氧的縮合產物，它們有利於將油和水偶合併一般具有通式RX(CH2CH2O)nH其中此乳化劑的分子量在使乳化劑在至少約10℃或更高或在約10℃至40℃或更高的溫度下溶於水的範圍。優選基本無毒並基本可生物降解的乳化劑。
上式中R為具有足夠的分子量的線性醇化物，從而使其具有親油性，在一些實例中可含有某些烷基支鏈。優選含有最少或基本不含烷基支鏈的醇化物，因為它們比含有烷基支鏈的醇化物更易生物降解。基團R也可基於某種烷基酚如壬基酚或聚合醚如聚氧丙烯基或聚氧丙烯和聚氧乙烯基團的嵌段或混共聚混合物。在上式中X可以是氧、氮或硫原子或其它能夠將聚氧乙烯鏈連接至親油基團R的官能團。可用於後者的起始物質包括仲胺、N-取代醯胺或硫醇。在多數實例中，n為在親水基團中氧乙烯單元的平均數，它必須大於約5或約6以引入足夠的水溶性使這些物質可以使用。在任何情況中，親水基團(-(CH2CH2O)n-)可含有大於50摩爾百分數的乳化劑並特別是約50摩爾百分數至約80摩爾百分數。親水基團可任選地含有重複氧乙烯基團和氧丙烯基團的混共聚或嵌段混合物。
可用於本發明的適當的乳化劑包括基於脂肪族一元醇的烴部分的疏水物，它是線型的或基本是線型的並含有約9至約15個碳原子，其中烴部分通過醚氧鍵連接至氧乙烯鏈或氧乙烯和1，2-氧丙烯基團的混共聚或嵌段混合鏈上。
一元醇一般包括醇的混合物(優選那些基本上是正態曲線統計學分布的)，它們含有約9至約11個碳原子，約12至約15個碳原子，約12至13個碳原子和約11至約15個碳原子。優選那些具有基於氧乙烯基團的親水基團的表面活性劑。因為本發明優選的乳化劑為能提高油包水乳化體系的那些，故優選具有高(即約8至約18)HLB值(親水-親脂平衡)的乳化劑。另外，這些乳化劑應具有分子量(基於OH數)約270至約790，特別是約425至約610，並且羥基數(mg KOH/g)約71至約208，特別是約92至約132。從這方面而言可使用的各種乳化劑包括Shell chemical的NEODOLR系列，包括基於含有約9至約11個碳原子的線型醇摻混物的乙氧基化物系列NEODOL 91，基於含有約12至約15個碳原子的線型醇摻混物的乙氧基化物系列NEODOL 25，基於含有約12至約13個碳原子的線型醇摻混物的乙氧基化物系列NEODOL 23和含有約11至約15個碳原子的乙氧基化物系列NEODOL45。類似的乳化劑也可使用，它們以商品名ALFONICR(Conoco)、POLYTERGENTR(Olin)、BRUR(ICI AMERICAS)、PLURAFACR(BASFWyandotte)、SURFONECR(Texaco)和TERGITOLR(Union Carbide)出售。特別優選NEODOL 25型乳化劑。
在一個實施方案中，醇乙氧基化物乳化劑是基本上為線型的含有約9至約15個碳原子的醇和乙烯氧化物的縮合產物，以便使以聚氧乙烯基團形式存在的所述乙烯氧化物含量大於所述醇乙氧基化物的約50mol％，所述醇乙氧基化物的HLB為約8至約18。
雖然在一些例子中，乳化劑會通過優先吸收可能存在於組合物中引起酶水解的水從而穩定脂酶或其它酶，但優選組合物中也含有水溶性穩定劑如多元醇或多元醇的混合物，其中多元醇具有2至約6個碳原子及2至約6個羥基並包括如1，2-丙二醇、乙二醇、四氫呋喃二醇、季戊四醇、甘油、山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖、乳糖等物質。優選的穩定劑為基本無毒並基本可生物降解的那些物質。
可優選用於本發明的任選的水溶性有機酸防腐劑包括含有2至約10個碳原子的和1至約2個羰基的不飽和或飽和有機酸。這些防腐劑用來大大減小或基本上防止由酵母、真菌或其它微生物引起的組合物的腐敗。基於此考慮可使用的優選的不飽和有機酸之一包括2，4-己二烯酸。可使用的其它不飽和酸包括丁烯酸(巴豆酸、異巴豆酸、乙烯基乙酸和甲基丙烯酸)；戊烯酸(惕各酸、當歸酸和異戊烯酸)；己烯酸和2，3-二甲基-2-戊烯酸。優選基本上無毒並基本上可生物降解的水溶性酸。
就此可使用的其它不飽和酸包括馬來酸(順-丁烯二酸)和富馬酸(反-丁烯二酸)以及檸康酸(甲基馬來酸)。
可使用的其它酸包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸。丙二酸的多種衍生物也是適合的，包括丙烯基丙二酸、丁基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、酒康酸、羥基丙二酸(hydroxy malonic acid)、甲基丙二酸、二羥丙二酸和羥基丙二酸(oxy malonic acid)。
也可使用的琥珀酸的多種衍生物，包括二羥基琥珀酸、乙基琥珀酸、羥基琥珀酸和甲基琥珀酸。
也可使用的戊二酸的多種衍生物包括α-乙基戊二酸、β-乙基戊二酸、甲基戊二酸和β-甲基戊二酸。
在說明書和權利要求書中，術語「基本上溶於水」指使用過程中在某一濃度和溫度特定組份或整個組合物的溶解度。基本上無毒是指使用過程中此製劑中的個別組份的濃度不會對植物或動物的生命造成實質性的毒害，這與聯邦政府對毒性的規定一致。同樣，術語「基本上可生物降解」指在使用條件下此組合物中的那些組份或整個組合物在合理的時間內可以被常規的微生物生物降解。於是，用於本文的術語「基本」或「基本上」指完全的或幾乎完全的作用。
按照本發明的方法處理的甘油酯包括甘油三酯、甘油二酯或甘油單酯，其中醯基的鏈長可以變化，但在多數情況下是基於不飽和或飽和脂肪酸。但在優選的實施方案中的本發明的組合物配製成能有效處理熔點在約10℃至約40℃或優選接近室溫的甘油酯。
本發明的組合物也可為處理水中甘油酯的不同的應用而配製，使脂酶的存在量為約5至約20％(重量)，或約7至約18％(重量)，或約8至約15％(重量)；乳化劑的含量為約0.5至約20％(重量)，或約0.7至約18％(重量)，或約0.8至約15％(重量)；有機酸防腐劑的含量為約0.05至約0.2％(重量)，或約0.07至約0.18％(重量)，或約0.8至約0.15％(重量)；水溶性穩定劑的含量為約10至約40％(重量)，或約15至30％(重量)，或約18至約25％(重量)以及配平水及任選的香料。所用上述製劑可被用水稀釋至脂酶的活性大為降低的某一點，這對有關領域的普通技術人員是力所能及的。
上述組合物的pH在約3.5至約4.5的範圍內，並且當稀釋至100ppm時，為約6.5至約6.8。因此，pH範圍為約3.5至約6.8，但該組合物可在約pH3.5至約pH10範圍內使用。
下面的實施例舉例說明了本發明。除非另外指出，所有的百分比是指重量百分比。
為了穩定性的測定和相對脂酶活性的對比評價，使用Sigma Titrimeticprocedure(Sigma滴定方法)(Sigma#-800)。用於此方法的底物是橄欖油。反應在30℃進行3小時。
通過用0.5N NaOH滴定至觀察到顏色由白變化至淺藍(pH指示劑百裡酚酞)計算終點。計算單位是Sigma-Teitz單位/ml和國際單位/L。使用35g每升去離子水的細菌培養基Spirit藍色瓊脂(Spirit Blue Agar)，其中添加有3％1，2，3-甘油三丁基酯作為脂底物來設計點脂解試驗(Spot Lipolytic Assay)。將底物置於培養皿中並在其中央挖一直徑5mm深約1mm的孔，然後將被評價的組合物加入孔中。記錄環狀或暈輪脂解，其現象是在加樣區域培養基顏色由淺藍加深至深藍。通過在一段時間(1-24小時室溫下)內測量環狀帶的直徑(mm)評價反應速率並記錄相對活性。由拔出的瓊脂塞的直徑(5mm)中減去直徑讀數。(擴散速率和培養基中的蛋白質相互作用可影響活性)。
為模擬產品的使用性能(In-use Performance)設計一個方法，使用充滿4升自來水的桶並向其中充入空氣(有助於產品的分散)。向該系統中加入損害物，每4升水加入1毫升油(橄欖油或防曬油)。每天加入酶(1盎司/1000加侖水)並用一個級別系統記錄性能(0，未觀察到表面油的光澤；1，保留有10-30％的光澤；2，30-50％；3，50-70％；4，70-90％；5，90-100％。此外，記錄水質的任何其它變化(即觀察混濁或絮凝物)。
最後，為了用水池/礦泉添加劑測定樣品的酶穩定性，使用Sigma滴定方法，用橄欖油作底物。反應2小時後測量環狀帶或暈輪。酶接觸試劑的時間為30分鐘至1小時。
將本發明的組合物用市售的水池和礦泉清潔劑進行評價。結果報告於表1-4。
表1結果及討論環狀帶/暈輪點脂解試驗(mm)(Spirit Blue Agar1，2，3-甘油三丁基酯)產品 時間 0小時 1小時 2小時 4小時 8小時 24小時 DZ1DissolveTM0 6 9 14 20 33(9)Spa Scum GonTM0 7 9 14 20 37(12)Bio-ClearTM0 4 4 3*0 0 --**Scum DigesterTM0 4 8 14 20 37(8)/水池Scum DigesterTM058 142037(8)/礦泉Nat.Chem./Baquacil 055 7*7*0 --**Nat.Chem./水池 055 6*8*0 --**Nat.Chem./礦泉 022*5*0 0 --**配方A1 0710152340(10)配方B1 0710152341(7)配方C1 06.5 10152238(10)配方D1 079 152138(11)配方E1 0710152339(11)*脂解活性的減退可能是由於蛋白質的失活。正常情況下，直徑變化1-2mm表明脂解活性有10倍的不同。DZ1是加樣點周圍無油垢的雙環狀帶，可能表明脂肪醯基的遷移，即在C-2位的脂肪酸酯化隨機地遷移至C-1或C-3位。由此它被快速裂解導致在延長的溫育期間觀察到第二個環狀帶。**未觀察到環狀帶。Dissolve為Applied Biochemist的商標SPA Scum Gon為Leisure Time的商標Bio-Clear為Hydrology labs的商標Scum Digester為Robarb的商標Natural Enzyme為Natural Chemistry的商標Natural Chemistry為Natural Chemistry的商標表2SIGMA診斷滴定脂酶試驗(#800)產品 Sigma-Teitz脂酶單位/ml(在30℃孵育3小時)國際單位/LDisslveTM33.35 9338Spa Scum GonTM31.35 8722Bio-ClearTM0.75210Break-UPTM2.50700De-SkumTM2.30644Skum DigesterTM0.95266./水池Skum DigesterTM0.55154/礦泉Nat.Chem./Baquacil1.35 378Nat.Chem./水池1.35 378Nat.Chem./礦泉0.75 210配方A10.55 154配方B10.55 154配方C139.95 11186配方D136.65 10262配方E11.85 518橄欖油(88％不飽和，C18)被常規用於本試驗的底物。由於游離脂肪酸的釋放pH下降，用0.05N NaOH中和。所用指示劑百裡酚酞。此試驗中觀察到約小於10％的變異性。Break-Up為EZChlor的商品名。Break-Up為EZ Chlor的商標表3配方C1與其它水池添加劑的相容性試驗1 配方C1 Spirit Blue Agar三丁酸甘油酯底物的10倍系列稀釋後的曲型結果反應時間 10倍稀釋系列(環狀帶直徑mm)1 1/10 1/1001/1000 11000011002小時 1615 13 12 9 暈輪*4小時 2019 18 6 1276小時 2423 21 19 149*孔的周邊表4配方C1與幾種水池添加劑的相容性產品 濃度(ppm) 配方C1 Spirit Blue Agar方法(稀釋度)脂解的環狀帶(mm)1(接觸)30分鐘 1小時 24小時2Baquacil 0 加1/1000 12 12 NdBaquacil 40加1/1000 12 12 NdBaquacil 50 加 1/100012 12NdBaquacil 60 加 1/100012 12NdBaquacil 80 加 1/100012 12NdSoftswim B0加 1/1000Nd 1034Softswim B40 加 1/1000Nd 1031Softswim B50 加 1/1000Nd 1032Softswim B60 加 1/1000Nd 1032Softswim B80 加 1/1000Nd 1033WSCP 1加 1/100010 11NdWSCP 2加 1/100010 11NdWSCP 4加 1/100010 11NdWSCP 5加 1/100010 11Nd氯0加 1/100012(20) 12(20)Nd氯2加 1/100011(19) 11(15)Nd氯4加 1/10000(12)0(9) Nd氯8加 1/10000(10)0(0) Nd氯10 加 1/10000(6) 0(0) Nd30分鐘 2小時 6小時 24小時BCDMH 0加 1/1000(45)(45)(45) (45)BCDMH 1加 1/1000(40)(43)(40) (41)BCDMH 2加 1/1000(35)(35)(36) (41)BCDMH 4加 1/1000(10)(10)(9)(8)BCDMH 8加 1/1000(0) (0) (0)(0)Nd，未測氯來源次氯酸鈣。Baquacil為Zeneca的商標，為雙胍Softswim B為Biolab Inc.的商標，為雙胍WSCP為Buckman Inc.的商標，為季銨化合物聚合物BCDMH(1-溴-3-氯-5，5-二甲基乙內醯脲)注1與產品接觸2小時後終止的脂解環狀帶；括號內數字，為接觸24小時後終止的。注2產品被中和前的接觸時間。
表5用橄欖油作底物的使用模擬性能試驗(桶試驗)產品 第1天 第2天 第3天DissolveTM3/絮凝物0/絮凝物0/絮凝物Spa Scum GonTM54/絮凝物0/絮凝物Bio-ClearTM5 4 3Scum DigesterTMNd Nd Nd/水池Scum DigesterTM3/混濁 3/絮凝物0/絮凝物/礦泉Nat.Chem./Baquacil 44/混濁 4/混濁Nat.Chem./水池 5 5 5Nat.Chem./礦泉 4 43/混濁配方A1 3/混濁 0/混濁 0/混濁配方B1 3/混濁 0/混濁 0/混濁配方C1 0/絮凝物0/絮凝物0/絮凝物配方D1 0/絮凝物0/絮凝物0/絮凝物配方E1 Nd Nd Nd對照 5 5 5第0天全部桶的讀數為5。所有酶製劑的劑量為每1000加侖1盎司(推薦劑量)。Nd，未測。混濁水變混濁絮凝物凝聚的飄浮的底物組合物A1乳化劑Neodol 25-9110％穩定劑甘油 20％脂酶 Greasex 100-L 10％香料(檸檬-酸檸檬) 0.1％水59.9％注1氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量610；羥基數92；EO的平均摩爾數為9；EO重量％為67；HLB為13.3；濁點，74℃；流點，24℃；閃點，188℃；比重，0.982。
組合物B1Neodol 25-9110％甘油20％Greasex 100-L 10％聚乙烯吡咯烷酮 2％香料(檸檬-酸檸檬) 0.1％水 57.9％注1氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量610；羥基數92；EO的平均摩爾數為9；EO重量％為67；HLB為13.3；濁點，74℃；流點，24℃；閃點，188℃；比重，0.982。
組合物C1組份水 68.8％山梨酸 0.1％甘油20％Neodol 25-711.0％Greasex L-100 10.0％香料(檸檬-酸檸檬) 0.1％閃點不低於22°FpH 3.8至4.1pH 100ppm 6.72密度1.055注1氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量619；羥基數108；EO的平均摩爾數為7.2；EO重量％為61；HLB為12.2；濁點，50℃；流點，21℃；閃點，177℃；比重，0.967。
組合物C1物理及化學性質製劑C1pH3.81pH(100ppm)6.72密度1.055閃點不低220°F粘度10cps外觀輕度混濁的白色氣味檸檬味溶解性 水溶性很好活性的最佳範圍pH範圍6-10溫度範圍 30-40℃組合物D1Neodol 25-715.0％甘油7.5％Greasex 100-L 7.0％聚乙烯吡咯烷酮 2.0％香料(檸檬-酸檸檬) 0.1％水 78.4％注1氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量619；羥基數108；EO的平均摩爾數為7.2；EO重量％為61；HLB為12.2；濁點，50℃；流點，21℃；閃點，177℃；比重，0.967。
組合物E1Neodol 91-615.0％甘油10.5％Greasex 100-L 10.0％檸檬-酸檸檬 0.1％水 74.9％注1氧化乙烯(EO)的C9-C11醇乙氧化物；分子量425；羥基數132；EO的平均摩爾數為6；EO重量％為62；HLB為12.5；濁點，52℃；流點，7℃；閃點，168℃；比重，0.991。
這樣，在一實施方案中，該脂酶體系含有約5％至約20％(重量)的一種脂酶；非離子乳化劑的存在量為約0.5％至約20％(重量)並且包括基本為線型的C12-C15或C9-C11醇乙氧化物，其中縮合物中含有平均摩爾數為約6.0至約9.0的氧化乙烯，由OH數測定的分子量為約425至約610；羥基數為約62至約132；HLB為約12.2至約13.3，濁點為約50℃至約74℃，流點為約7℃至約24℃，閃點為約168℃至約188℃，比重為約0.967至約0.991；水溶性有機酸防腐劑的存在量為0至0.2％(重量)，且水溶性穩定劑以約10％至40％(重量)的量存在。
優選非離子乳化劑為基本為線型的C12-C15醇乙氧化物，它的分子量約為619，羥基數約為108，縮合物中氧化乙烯的平均摩爾數約為7.2，HLB約為12.2，濁點約為50℃，流點約為21℃，閃點約為177℃，比重約為0.967。
在另一個優選的實施方案中，水溶性有機酸防腐劑為山梨酸並且水溶性穩定劑為甘油。
根據固定氫離子濃度法(pH-Stat method)所得數據，所有A1-E1的例子，包括Leisure Time的Spa Scum Gon產品水解的速率最快，其次為Robarbs ScumDigester/水池和Scum Digester/礦泉。在此方法中Natural Chemistry的Nat.Enzyme/Baquacil、Nat.Enzyme/水池及Nat.Enzyme Spa無活性(水解)，這可能表明其中的組分活性小或配製的脂酶不穩定。
Sigma滴定試驗表明，配方C1和D1與所有的被試配方相比活性最高。活性第二高的是Applied Biochemist的DissolveTM，其次是Leisure Time的Spa Scum GonTM產品。在本試驗中，所有其它的例子包括Natural Chemistry的產品活性低。
Spirit Blue Agar脂解試驗表明，本發明的組合物具有最高的水解作用和水解速率，其次是Robarb、Leisure Time和Applied Biochemist的產品。Natural Chemistry的產品和Hydrology Laboratories Bio Clear在本試驗的時間內活性降低。這樣的損失可能是由於脂解活性的蛋白質失活。如果萬一使用其它類型的酶(即蛋白酶、磷脂酶)，則用這些配方進行其它酶試驗。在這些產品中，觀察到一些弱的磷脂酶活性(未給出數據)。
最後，使用模擬研究顯示了不同配方的一些作用。配方C1和D1將甘油三酯全部水解並產生游離脂肪酸的表面絮凝物。Robarb、Leisure Time及AppliedBiochemist的配方具有相似的現象但絮凝物出現較慢。所有Natural Chemistry的產品和Hydrology Laboratories的產品無絮凝物；但水變得非常混濁。配方A1和B1結果相似但第2天將表面油汙光澤有效地除去。
由現存的材料明顯可見，本發明的組合物提供了有效、無毒、可生物降解的穩定化配方，它們能除去常見於水池、礦泉和熱水桶中的油汙沉積物。該組合物對短鏈和長鏈甘油三酯、飽和油如椰子油、豬油和可可油以及不飽和油如橄欖油、西蒙得木臘和芝麻籽油有廣泛的脂解活性，未觀察到其它市售產品有這樣的性質。
本領域技術人員知道在不背離本發明的精神和範圍的前提下，可對本發明的組合物及方法進行修飾和改變。假如它們落在後面的權利要求的範圍內，這些修飾和變化及其等同物都包括在本發明中。
權利要求
1.一種酶組合物，它含有用來降低水中醯基甘油酯的化合物的混合物，包括(a)脂酶體系；(b)非離子乳化劑；(c)水溶性有機酸防腐劑及(d)水溶性穩定劑。
2.權利要求1的組合物，其中pH為約3.5至約6.8。
3.權利要求1的組合物，其中所述(c)水溶性有機酸防腐劑含有不飽和或飽和有機酸，它含有2至約10個碳原子和1至約2個羧基；所述(d)穩定劑含有多元醇或多元醇的混合物，它們含有2至約6個碳原子和2至約6個羥基。
4.權利要求3的組合物，其中所述脂酶體系任選與第二種酶合用，其中所述第二種酶是磷脂酶、蛋白酶、澱粉酶、纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶、異構酶或氧化還原酶。
5.權利要求4的組合物，其中所述水溶性有機酸防腐劑是含有多達約6個碳原子的不飽和羧酸。
6.一種酶組合物，它含有用來降低水中醯基甘油酯的化合物的混合物，包括(a)含有脂酶體系的酶；(b)含有醇乙氧化物乳化劑的非離子乳化劑；(c)含有山梨酸的水溶性有機酸防腐劑；及(d)含有甘油的水溶性穩定劑。
7.權利要求3的組合物，其中所述(a)脂酶體系含有脂酶且含量為約5％至約20％(重量)；所述(b)非離子乳化劑含量是約0.5％至約20％(重量)；所述(c)水溶性有機酸防腐劑含量是0至約0.2％(重量)；所述(d)水溶性穩定劑含量是約10％至約40％(重量)；餘量為水。
8.權利要求3的組合物，其中所述(a)脂酶體系；所述(b)非離子乳化劑；所述(c)水溶性有機酸防腐劑；及所述(d)水溶性穩定劑為基本可生物降解並基本無毒。
9.權利要求1-8中任意一項所述的組合物，其中所述乳化劑是基本為線型的含有約9至約15個碳原子的醇和氧化乙烯的一種醇乙氧化物縮合產物，使所述氧化乙烯以聚氧乙烯基團存在，其含量大於所述醇乙氧化物的約50％(摩爾)，所述醇乙氧化物的HLB為約8至約18。
10.權利要求8的組合物，其中所述(b)非離子乳化劑的含量是約0.5％至約20％(重量)並含有基本為線型的C12-C15或C9-C11醇乙氧化物，在縮合物中含有平均摩爾數為約6至約9.0的氧化乙烯，分子量為約425至約610；羥基數為約92至約132；HLB為約12.2至約13.3，濁點為約50℃至約74℃，流點為約7℃至約24℃，閃點為約168℃至約188℃，比重為約0.967至約0.991。
11.權利要求10的組合物，其中所述(b)非離子乳化劑基本為線型的C12-C15醇乙氧化物，縮合物中氧化乙烯的平均摩爾數約為7.2，分子量約為619，羥基數約為108，HLB約為12.2，濁點約為50℃，流點約為21℃，閃點約為177℃，比重約為0.967。
12.一種酶組合物，它含有用來降低水中醯基甘油酯的化合物的混合物，其中包括(a)含有脂酶體系的酶；(b)非離子乳化劑，它基本為線型的C12-C15醇乙氧化物，縮合物中氧化乙烯的平均摩爾數約為7.2，分子量約為619，羥基數約為108，HLB約為12.2，濁點約為50℃，流點約為21℃，閃點約為177℃，比重約為0.967；(c)作為水溶性有機酸防腐劑的山梨酸；及(d)作為水溶性穩定劑的甘油。
13.一種處理含有醯基甘油酯的水的方法，其中包括將所述水與含有用來降低水中醯基甘油酯化合物的混合物的酶組合物相接觸，該組合物中包括(a)脂酶體系；(b)非離子乳化劑；(c)任選的水溶性有機酸防腐劑；及(d)水溶性穩定劑。
14.權利要求13的方法，其中所述組合物的pH為約3.5至約6.8。
15.權利要求13的方法，其中所述(c)水溶性有機酸防腐劑含有不飽和或飽和有機酸，它含有2至約10個碳原子和1至約2個羧基；所述(d)穩定劑含有多元醇或多元醇的混合物，它們含有2至約6個碳原子和2至約6個羥基。
16.權利要求15的方法，其中所述脂酶體系任選與磷脂酶、蛋白酶、澱粉酶、纖維素酶、果膠酶、β-葡聚糖酶、異構酶或氧化還原酶合用。
17.權利要求16的方法，其中所述水溶性有機酸穩定劑是含有多達約6個碳原子的不飽和羧酸。
18.權利要求13的方法，其中所述(a)脂酶體系含有脂酶；所述(b)非離子乳化劑含有醇乙氧化物乳化劑；所述(c)水溶性有機酸防腐劑含有山梨酸；及所述(d)水溶性穩定劑含有甘油。
19.權利要求15的方法，其中所述(a)脂酶體系含有脂酶且含量為約5％至約20％(重量)；所述(b)非離子乳化劑含量是約0.5％至約20％(重量)；所述(c)水溶性有機酸防腐劑含量是0至約0.2％(重量)；所述(d)水溶性穩定劑含量是約10％至約40％(重量)；並且餘量為水。
20.權利要求15的方法，其中所述(a)脂酶體系；所述(b)非離子乳化劑；所述(c)水溶性有機酸防腐劑；及所述(d)水溶性穩定劑是基本可生物降解並基本無毒。
21.權利要求20的方法，其中所述乳化劑是基本為線型的含有約9至約15個碳原子的醇和氧化乙烯的一種醇乙氧化物的縮合產物，使所述氧化乙烯以聚氧乙烯基團存在，其含量大於所述醇乙氧化物的約50％(摩爾)，所述醇乙氧化物的HLB為約8至約18。
22.權利要求20的方法，其中所述(b)非離子乳化劑的含量是約0.5％至約20％(重量)並含有基本為線型的C12-C15或C9-C11醇乙氧化物，在縮合物中含有平均摩爾數為約6至約9.0的氧化乙烯，分子量為約425至約610；羥基數為約92至約132；HLB為約12.2至約13.3，濁點為約50℃至約74℃，流點為約7℃至約24℃，閃點為約168℃至約188℃，比重為約0.967至約0.991。
23.權利要求22的方法，其中所述(b)非離子乳化劑基本為線型的C12-C15醇乙氧化物，縮合物中氧化乙烯的平均摩爾數約為7.2，分子量約為619，羥基數約為108，HLB約為12.2，濁點約為50℃，流點約為21℃，閃點約為177℃，比重約為0.967。
24.權利要求23的方法，其中所述(c)水溶性有機酸防腐劑是山梨酸；且所述(d)水溶性穩定劑是甘油。
25.權利要求1至8中任意一項所述組合物，其中所述非離子乳化劑含有氧化乙烯的縮合產物，它們將油和水偶合併具有通式RX(CH2CH2O)nH其中此乳化劑的分子量在使乳化劑在約10℃或更高溫度下可溶於水的範圍；其中R是親油基團，含有(a)分子量足以產生親油性的線型醇化物並任選地含有某些烷基支鏈；(b)烷基酚；或(c)聚合醚，其中所述聚合醚是聚氧丙烯基團或聚氧丙烯基團和聚氧乙烯基團的嵌段或混共聚混合物；X可以是氧、氮或硫；n為在親水基團中氧乙烯單元的平均數，它大於約5，從而給所述乳化劑引入足夠的水溶性；親水基團(-(CH2CH2O)n-)含有大於約50摩爾百分數的乳化劑，任選地含有重複氧乙烯基團和氧丙烯基團的混共聚或嵌段混合物。
全文摘要
本發明公開了一種用來降低水中醯基甘油酯的酶組合物，它含有脂酶、非離子乳化劑、水溶性有機酸防腐劑和水溶性穩定劑。此脂酶可與其它酶結合使用。此非離子乳化劑可含有醇乙氧化物，水溶性有機酸防腐劑可含有山梨酸，水溶性穩定劑可含有甘油。本發明也公開了一種使用上述組合物處理含醯基甘油酯的水的方法。
文檔編號C11D3/386GK1146215SQ95191271
公開日1997年3月26日 申請日期1995年1月6日 優先權日1994年1月21日
發明者珀西·雅克斯, 費爾南多·德爾科拉爾 申請人:巴科曼實驗室國際公司