Enzime în detergenți

Enzimologia reprezinta o parte importanta in procesele tehnologice. Dezvoltarile in ingineria genetica au dus la un mare progres in ceea ce priveste producerea enzimelor industriale.

Enzimele sunt proteine, alcatuite din sute de aminoacizi, ele fiind produse de organismele vii. Acestea sunt responsabile pentru numeroase reactii si activitati biologice in plante, animale, oameni si microorganisme. Ele sunt intalnite in sistemul digestiv uman, avand actiune asupra carbohidratilor, grasimilor si proteinelor prezente in mancare.

Fiecare enzima este alcatuita dintr-o secventa de aminoacizi infasurata intr-o anumita structura tridimensionala care determina functionarea enzimei (fig 1). Si cea mai mica schimbare in secventa poate altera forma si functia enzimei.

Numai o mica parte din enzima participa la catalizarea reactiilor biochimice, acesta fiind situl active deci enzimele sunt , in consecinta, foarte specifice (fig 2).

Fig.1 Fig.2

Una din cele mai cunoscute aplicatii ale enzimelor este utilizarea acestora in agenti de spalare (detergenti). In ultimii 40 ani, utilizarea enzimelor in detergenti a fost una din cele mai mari aplicatii ale acstora, iar acum sunt acceptate ca ingrediente atat in detergentii lichizi cat si in cei sub forma de pulbere.

Murdaria vine sub multe forme si consta in proteine, amidon si lipide. Folosind detergentii in apa, la o temperatura ridicata si o agitare riguroasa este posibila inlaturarea petelor insa, costul incalzirii apei este ridicat iar datorita agitarii continue, fibrele textile se degradeaza in timp.Utilizarea enzimelor permite spalarea la o temperatura mica a apei si o perioada mai mica de agitare.

Detergentii pe baza de enzime trebuie sa fie ieftini si siguri. Incercarile timpurii de utilizare a proteazelor au stagnat din cauza faptulul ca producatorii si consumatorii au prezentat hipersensibilitate. Acest lucru a fost rezolvat prin dezvoltarea granulelor de detergent, de aproximativ 0,5 mm in diametru in care enzima este incorporata in interiorul granulei, ce mai contine si saruri anorganice (precum NaCl), zaharuri drept conservanti si intarite cu fibre de carboximetilceluloza. Centrul granulei este invelit in materiale ceroase obtinute din ulei parafinic sau polietilen glicol. Aceste combinatii de materiale protejeaza enzima de actiunea altor componente ale detergentului in timpul depozitarii.

Enzimele utilizate in detergenti sunt catalizatori proteici alcatuiti dintr-un lant de aminoacizi. Ele sunt asemanatoare proteinelor ce catalizeaza reactiile din toate celulele vii, proteine ce controlzeaza procesele metabolice transformand nutrientii la molecule simple si aceste molecule la energie. In rol de catalizatori, enzimele maresc viteza unor reactii chimice specifice, in conditii blande de temperatura si pH fara a fi alterate sau consumate in proces.

In consecinta, cantitati mici de enzima pot cataliza reactiile a miloane de molecule intr-un minut. Enzimele functioneaza optim in detergenti la temperaturi de 20-60°C si la un pH de 7,5-10,5.

Cea mai mare din aplicatiile enzimelor la nivel industrial a luat nastere la inceputul anului 1930 avand la baza incercarea lui Röhm de a utiliza in anul 1913 enzime pancreatice in solutiile utilizate pentru spalare. Aceste enzime pancreatice includ proteaze (tripsina si chimotripsina), carboxipeptidaze, α-amilaze, lactaze si lipaze.

In prezent cele mai utilizate enzime sunt hidrolazele care pot indeparta pete bazate pe proteine, lipide si polizaharide.

Principalii producatori de enzime sunt Novo Nordisk A/S (cu sediul central in Danemarca) si Genenoar International Inc (cu sediul central in New York) acestia aducand pe piata peste 90% din volumul total de detergenti bazati pe enzime.