生物酶在洗衣凝珠中的应用

高 楠 陶 冶 刘奕彤

（诺维信（中国）投资有限公司，北京，100085）

凝珠是一种新型的洗涤剂，近些年在全球各国逐渐被消费者所熟知和使用[1]。自2012年以来，凝珠在全球洗涤剂市场的增速最快，年复合增长率超过50%。截止到2018年初，全球的凝珠市场达到35亿美金。北美是凝珠洗涤剂市场渗透率最高的区域，凝珠已有17%的市场份额，且占全球凝珠市场的43%。宝洁公司是北美市场的领头羊，占有80%的市场份额。其中，汰渍品牌的购买率最高，同时Gain, Persil, Arm & Hammer等品牌也在市场上百花齐放。在全球的织物护理洗涤剂中，凝珠的使用率占到全球洗涤剂市场的6%，其中，欧洲和美国市场的相关产品超过了90%[2-3]。

近几年，中国凝珠市场发展迅猛，相关的行业标准也在起草[4]。以线上销售为主，预计2019年全电商平台的销售额有望突破5亿元，年份增长接近三位数。国内的凝珠产品非常丰富。宝洁、浪奇、超能、威莱、立白等公司都在近些年相继推出产品，且这些产品的目标消费群体都是新一代的年轻人，比如立白的心心珠，舒派的洗衣萌珠，优凯的偶爱你凝珠等。产品的卖点主要为超高洁净力、生物酵素、衣物抑菌、护色留香等，强调了一颗凝珠，多种功效。

同洗衣液的发展趋势类似，凝珠产品中应用了越来越多的生物酶技术，通过生物酶与配方中其他成分配伍，来实现高效去污和织物护理的功能。本文以某一款欧洲市售凝珠作为参比，研究了多种生物酶技术的应用。

1 比较基准样品的选择和酶活力测试

我们选取欧洲一款销量较高的市售凝珠产品做比较基准，进行了酶活力的测试，结果如表1显示，该凝珠产品体现了6种酶的酶活力。可见，作为浓缩的洗涤剂种类，生物酶是补偿洗涤性能或者赋予洗涤剂某一方面性能卖点的重要原料。

表1 酶活力检测结果[1]

2 洗涤测试条件

立式去污机洗涤，凝珠洗涤剂测试浓度1g/L，洗涤温度30℃，水硬度250mg/kg（Ca2+/Mg2+=3∶2），洗涤时间为20min。洗涤剂中加入的酶为6种酶的复合物，下文中“0.2%酶”表示表1中6种酶的加入量分别为洗涤剂重量的0.2%，以此类推。洗涤完毕后，测试污布过夜干燥，测460nm处白度值，该值的大小与人眼观测的去污力性能一致，该值越高，表明洗涤效果越好。

3 结果与讨论

我们测试了比较基准凝珠灭酶前后的洗涤性能，凝珠基液的洗涤性能与之几乎一致（表1～表8中比较基准（灭酶）和基液的比较数据），证明基液的去污能力相差不大。比较基准凝珠灭酶前后的洗涤性能差异主要来源于酶的加入。因此，我们对酶的种类和用量做了筛选。

3.1 在国标污渍上的去污效果

国标污渍上的评测结果如表2所示。JB-01为碳黑油污液的污渍，性能的提升主要与纤维素酶的加入有关，纤维素酶对于测试材料表面的破损纤维的移除可以带来一定的去污效果提升。在凝珠基液中，0.2%的Celluclean 5000L加入量可以提供比比较基准凝珠更佳的洗涤性能。JB-02为蛋白污渍，性能的提升与蛋白酶的加入密切相关，且对于蛋白酶的用量有良好的剂量响应，2%的UNO 100L可以提供和比较基准凝珠几乎一致的洗涤性能，可见，比较基准凝珠中蛋白酶含量很高。JB-03为人工皮脂污布，一般来说，该污渍对单一酶没有响应，在该体系中，酶的联合应用有去污力提高的趋势。

表2 国标污渍上的去污效果

3.2 在蛋白污渍上的去污效果

作为对于国标蛋白污渍的补充，E-117为血/奶/墨水的混合污渍，常用于蛋白酶去污能力的评估，该污渍对于洗衣粉体系有较好的响应，但对于洗衣液体系的响应值较低。E-117EH则更适用于洗衣液体系。PC-03为奶渍。由表3可见，在E-117和E-117EH上，凝珠基液中加入2%的UNO 100L可以显著提高去污能力，达到和比较基准凝珠一致的洗涤性能，在PC-03上仍有一定差别，这可能是和蛋白酶和基液体系的配伍性能相关（体系依赖性）。

表3 蛋白污渍上的去污效果

3.3 淀粉污渍

淀粉类污渍在中国最为常见，出现在主食，以及菜肴的勾芡成分里。CS-28为大米淀粉污渍，具有广泛的污渍代表性。由表4去污效果可见，在0.2%的Amplify Prime加入下，凝珠基液可以取得和比较基准凝珠一致的洗涤性能。

表4 淀粉污渍的去污效果

3.4 在水果污渍上的去污效果

果胶是水果中的成分，人工提取的果胶作为食品的健康添加成分，帮助提升产品的粘度和口感。013AKC为香蕉污渍，P01KC为橙汁污渍，结果如表5所示，较低剂量的果胶裂解酶Xpect 1000L，即能取得显著的去污效果提升，达到或超过比较基准凝珠的洗涤性能，且在高剂量下去污效果仍有提升空间。

表5 水果污渍上的去污效果

3.5 油脂污渍

表面活性剂的润湿、乳化作用，对于油脂污渍的去污至关重要，通过表面活性剂的配伍，可以显著提高洗涤剂对油脂类污渍的去污性能，如表6所示，凝珠基液本身表现出了比比较基准凝珠更好的洗涤性能。该性能可以被Lipex 100L的加入继续提升。该方法存在一定误差，可以看到，去污率整体随着酶剂量的增加呈提高的趋势。

表6 油脂污渍的去污效果（移除率）

3.6 在增稠剂类污渍上的去污效果

甘露聚糖成分往往在食品、化妆品中作为增稠剂、调理剂等加入，虽然用量低，但由于具有粘性的效果，不易清除，而且残留后的少量甘露聚糖容易吸附日常环境中的有色颗粒，造成二次污染。CS-73为槐豆胶污渍，CS-43为瓜尔豆胶污渍，这两种污渍模拟了商品中常加入的增稠剂成分。CH-009为巧克力冰淇淋污渍，E-165为巧克力布丁污渍，这两种是真实的食品成分。从表7中可以看到，高剂量的复合酶，对于去污性能有一定提高，但甘露聚糖酶在较低的剂量添加时，即能大大提高凝珠洗涤剂对于该类污渍的去污效果，体现出更好的专一性和高效性。

表7 增稠剂污渍上的去污效果

3.7 纤维素污渍和白度的维护

谷物类食品是纤维素酶的底物，C-H097是燕麦片污渍，从表8数据可以看到，在0.5% Celluclean 5000L加入后，凝珠基液可以提升到和比较基准凝珠一样的洗涤能力。同时，纤维素酶具有织物表面修复的作用，可以帮助去除织物表面破损的纤维，光滑的织物表面可以吸附更少的污渍，从而起到良好的抗再沉积效果。在该测试体系[3]中，0.2%Celluclean 5000L的加入量，在CN-42棉布上提供比比较基准凝珠更好的抗再沉积能力。

表8 纤维素污渍的去污效果和白度维护

4 结论

本实验以欧洲市场的某一款凝珠作为参比，研究了洗涤剂用酶对于凝珠产品去污效果的提升。可见不同的酶种类对特定污渍的去污作用具有明显的提升效果。酶制剂在凝珠产品中的应用，对于产品洗涤力的提升、卖点的策划、环保理念的推广都有很强的帮助作用。