срсп. Биотоп 14 (1). Ферментативные препараты и ферментсодержащие твв моющего действия
 Скачать 315.86 Kb.
|
МИНИСТРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАКСТАНAлмaтинский тeхнологический унивeрcитeт РЕФЕРАТ Тема: Ферментативные препараты и ферментсодержащие ТВВ моющего действия Выполнила: Дулат А.А Проверила: Дюсенбиева К.Ж.  Содержание: Ферментные препараты для бытовой химии и детергентов Применение ферментов в моющих средствах Рынок ферментов для моющих средств ГМО ферменты, используемые в продуктах питания и моющих средствах «являются мощными аллергенами» Ферментные препараты для бытовой химии и детергентов Современные средства бытовой химии и промышленные детергенты невозможно представить без использования ферментов. Ферменты важны для удаления загрязнений жирового происхождения и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка, молока). Протеолитические ферменты (протеазы) осуществляют ферментативный гидролиз крупных белковых молекул и разрушают их до небольших аминокислотных остатков, которые легко удаляются с волокон при стирке. Амилазы расщепляют крахмальные загрязнения, липазы – жировые, целлюлазные комплексы обладают «полирующим» эффектом, убирая и предотвращая появление катышек на одежде. При этом эффективность моющих средств с ферментами зависит от температуры и рН моющего раствора. Амилзим, Протеазим, Липрозим – ферментные вспомогательные средства на основе уникальных ферментных комплексов, применяются как компоненты для средств бытовой химии и детергентов. Ферментные препараты способствуют расщеплению крахмальных, белковых и жировых компонентов загрязнителей и легкому удалению пятен из структуры различных тканей. Использование ферментных препаратов в технологических процессах текстильного производства позволяет получать высококачественные материалы с заданными свойствами – мягкие, легко драпирующиеся, устойчивые к стирке, хорошо смачиваемые, с равномерной окраской с одновременным повышением экологичности и экономичности (рентабельности) производства. Применение ферментов в моющих средствах Ферменты, представляющие собой активный белок, наибольшую эффективность проявляют в "мягких условиях": при температурах до 42°С и кислотности раствора, близкой к нейтральной. Использование ферментов не требует высоких температур, а также сильнощелочных и Сильнокислых сред (т.е. не требует дополнительно применения "жестких чистящих средств"). Применение ферментов в моющих средствах берёт отсчёт с начала 1930-х годов, когда немецкий учёный Отто Рем использовал водную вытяжку ферментов поджелудочной железы при замачивании тканей перед стиркой. Изобретение было запатентовано и заложило фундамент коммерческому использованию ферментов. Хотя и до этого неосознанно многие века народная мудрость прибегала к использованию ферментов при стирке (например на пятно наносилась желчь). Сегодня значение ферментов в рецептурах моющих и чистящих средств неуклонно растёт. Кроме средств для стирки, содержащих ферменты, разработаны средства для ковров и напольных покрытий, чистящие средства для канализационных труб и сантехники, средства для мытья полов, освежители воздуха и т.д. Очищающее действие ферментов основано на том, что каждый из них избирательно работает с различными загрезнениями - белками, жирами, полисахаридов, красителей и др. Превращая их в растворимые продукты, легко удаляемые с поверхностей. Помимо всего прочего они относятся еще и к возобновляемым ресурсам, не токсичны и быстроразлагаемы - поэтому они считаются привлекательными с точки зрения экологии. С какими загрязнениями борются различные виды ферментов-указано на таблице 1.  Обычно в чистящие средства добавляется сразу несколько видов ферментов. для максимальной эффеткивности. Кроме ферментов, в состав моющих и чистящих средств бытовой химии могут входить полезные микроорганизмы. Использование микроорганизмов обусловлено несколькими факторами. С одной стороны, не все ферменты могут быть отделены от клеток с получением коммерческого продукта. С другой стороны, вместо однократно действующего препарата можно получить "фабрику" ферментов, вырабатывающих их в нужном месте и в необходимом количестве. Бактерии дают более длительный эффект очистки, действуя столько, сколько позволяют условия. Часто в неблагоприятных условиях бактерии могут переходить в споры, активируясь снова, когда условия снова позволят. Средства бытовой химии, содержащие микроорганизмы обладают рядом полезных свойств. Исследования показывают, что биопрепараты обладают выраженным дезинфицирующим эффектом. Такой механизм действия биопрепаратов основан на принципе "конкурентного вытеснения". После нанесения полезных бактерий на обрабатываемую загрязнённую поверхность они начинают стремительно размножаться. При росте численности бактерий биопрепарата они поглощают всю пищу, ничего не оставляя патогенным бактериям. Кроме того, дезинфицирующее действие биопрепаратов оказывается более эффективным и безопасным, чем химических дезинфицирующих средств. Химические дизинфектанты убивают все, как патогенные, так и полезные микроорганизмы. Как результат, на чистой поверхности происходит быстрое образование новых колоний бактерий, причём патогенные микроорганизмы, в отличие от полезных, обладают лучшей способностью к восстановлению. Таким образом, химическая дезинфекция даёт быстрый, но короткий и нестабильный период сокращения численности патогенных микроорганизмов. Патогенные бактерии со временем вырабатывают устойчивость к дезинфицирующим веществам, способным их повредить или уничтожить и в результате обрабатывать поверхность приходится все чаще и большим количеством. При использовании средств бытовой химии, содержащих ферменты и микроорганизмы, необходимо соблюдать определённые правила. Из всего спектра биопродуктов необходимо выбрать только тот препарат или препараты, которые полностью соответствуют задаче по удалению загрязнений. Вид загрязнения определяет природу ферментов и микроорганизмов, предназначенных для удаления специфичных соединений. Концентрация применяемого моющего или чистящего биопрепарата напрямую связана со степенью загрязнения. Чем толще и старше загрязнения, тем более высокие концентрации необходимо применять. Вид воздействия также зависит от типа загрязнения. Для очистки сильных загрязнений иногда требуется применять механическое воздействие. Рекомендуемая периодичность использования моющих и чистящих средств, содержащих ферменты и микроорганизмы, составляет не более 7 дней. Передозировка биопрепаратов приводит к более высокому количеству полезных бактерий на очищаемой поверхности. Это сопровождается более быстрым и продолжительным эффектам очистки. Таким образом, единственным отрицательным последствием передозировки является экономическая составляющая расходов на очистку. Учитывая присутствие биодобавок в продуктах бытовой химии, рекомендуется хранение жидких средств при температуре между +10 и +30°С. Сухие гранулированные продукты выдерживают хранение в более жёстких условиях. Прямого солнечного света при хранении биопродуктов следует избегать. Рынок ферментов для моющих средств Рынок ферментных препаратов для моющих средств демонстрирует стабильный рост. С 2009 по 2011 год объем предложения возрос с 2,6 до 3 тыс. тонн в натуральном выражении. Основным стимулирующим фактором развития рынка является увеличение внутреннего производства моющих средств как в жидкой, так и в сухой форме. Крупнейшими производителями средств бытовой химии в России являются аффилированные предприятия крупных международных компаний – ООО «Проктер энд Гэмбл», ООО «Хенкель Рус». В период с 2006 по 2011 год внутреннее производство синтетических моющих средств в мелкой фасовке возросло до 1529 тыс. тонн. К ферментным препаратам, используемым в сфере моющих средств, предъявляются повышенные требования по чистоте и уровню активности используемых ферментов. Ассортимент добавок формируется из моноактивных препаратов (на основе протеазы, амилазы, липазы или манназы) или многокомпонентных смесей, в которых содержаться ферменты двух и более активностей. В настоящий момент в структуре потребления преобладают смеси: в 2011 году на их долю пришлось 60% от натурального объема поставок. Остальной объем пришелся на моноактивные препараты. Наиболее востребованным является бленд, совмещающий амилазную и манназную активности (T-Blend Natalase/Mannaway – Novozymes A/S) – по итогам 2011 года на их долю пришлось 25% от объема поставок. Значительные объемы потребления отмечены у препаратов с чистой протеазной активностью (Alcalase, Everlase, Purffect и др.) и комбинацией протеазы и амилазы (T-Blend Everlase/Duramyl – Novozymes A/S). Порядка 18% потребления пришлось на мультикомпонентные продукты Biozym Gmbh (Blap SG и Pentozym), сочетающие в себе α-амилазу/липазу/протеазу/манназу/целлюлазу. ГМО ферменты, используемые в продуктах питания и моющих средствах «являются мощными аллергенами» Исследование сообщает, что генетически модифицированные ферменты, которые присуствуют в продуктах по-прежнему помеченных как «натуральные», должны быть проверены как потенциально опасные химические вещества. Генетически модифицированные ферменты, используемые в пищевой промышленности, парфюмерии, медицине, а также в чистящих средствах являются «сильными аллергенами» и должны быть проверены, как и другие потенциально опасные химические вещества, сообщают эксперты. Согласно исследованию, опубликованному в журнале «Occupational & Environmental Medicine» бум в использовании ферментов для улучшения вкуса и аромата, в том числе в продуктах с низким содержанием жиров помог создать сектор на сумму около $ 10 млрд. (£ 7,7 млрд.). Некоторые методы в Европе и США позволяют помечать продукты как «натуральные», но исследователи предупреждают, что генетически модифицированный ферментированный белок может изменять свои аллергенные свойства. Они измерили специфические антитела искусственно созданных ферментов в образцах крови у 813 работников, занятых в пищевой промышленности, напитками, химическими и моющими средства и фармацевтической промышленности. Сотрудники, которые работали в соответствующих отраслях от трех месяцев до 10 лет, в среднем на рабочем месте были подвержены воздействию от двух до четырех генетически модифицированных ферментов. Поскольку коммерческие тесты доступны только для природных ферментов, исследовательская группа придумала свой собственный диагностический тест, чтобы определить присутствуют ли антитела 12 различных генетически модифицированных ферментов в образцах крови. Анализ показал, что у 23% сотрудников имелись специфические антитела генетически модифицированных ферментов, которым они обычно подвергаются в рабочее время. Немецкие и английские авторы этого исследования признали, что их исследование было затруднено коммерческой тайной, что не позволило им получить полный доступ к препаратам, задействованным в создании этих ферментов. Тем не менее, они пришли к выводу, что «генетически модифицированные ферменты являются сильными аллергенами, вызывающими немедленную сенсибилизацию.Оценка аллергенности должна быть обязательной для всех новых продуктов. Ферменты должны проверяться как и любое другое потенциально опасное химическое вещество». Самый высокий уровень сенсибилизации создавался альфа-амилазами, антитела были обнаружены у 44% работников, подвергающихся их воздействию, затем идет стайнзим (41%) и панкреатин (35%). Эти три генетически модифицированных фермента в основном используются в моющих, чистящих средствах и продуктах по уходу за домом. Представителей подгруппы состоящей из 134 человек, которые были испытаны на реакцию кожи и силу легких подробно опросили о других потенциальных факторах риска, 36% сообщили, что у них имеются симптомы ринита или астмы, которые связаны с их работой. Поскольку эта подгруппа не была выбрана случайным образом из всех тестируемых рабочих, нельзя исключать вероятность неточности некоторых полученных данных. Авторы подчеркнули необходимость в проведении дополнительных независимых исследований. В документе говорится, что рост ферментной технологии обусловлен сочетанием новых разработок в области промышленной переработки, потребительского спроса на обезжиренные продукты питания и «натуральные» вкусы. В соответствии с европейскими и американскими законами ароматизаторы, полученные путем синтеза ароматических соединений в микробных / грибковых системах могут быть классифицированы как натуральные. А также это касается искусственно созданных ароматизаторов и парфюмерии, промышленного применения ферментной технологии для созревания сыра, повышения силы моющих средств и лекарственных препаратов. Список литературы: 1. Волькенштейн М. В., Догонадзе Р. Р., Мадумаров А. К., Урушадзе З. Д., Харкац Ю. И. К теории ферментативного катализа.- Молекулярная Биология, т. 6, вып. 3, 1972 2. Волькенштейн М. В., Догонадзе Р. Р., Мадумаров А. К., Урушадзе З. Д., Харкац Ю. И. Электронно-конформационные взаимодействия в ферментативном катализе.- Сб. «Конформационные изменения биополимеров в растворах», изд-во «Наука», Москва, 1972 3. Урушадзе З. Д., Хидурели В. К. Квантовый расчет кинетики Элементарного акта биохимических реакций.- Сб. «Биохимия растений», т.1, изд-во «Мецниереба», Тбилиси, 1973 4. Urushadze Z. About a Real Conceptual Framework for Enzyme Catalysis.- Bull. Georg. Natl. Acad. Sci., Vol. 173, No 2, Tbilisi, 2006 5. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х томах. Том 1. — Москва: Мир, 1985. . 6. Anfinsen C.B. Principles that Govern the Folding of Protein Chains Science 20 July 1973 7. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х томах. Том 1. — Москва: Мир, 1985. . |