Enzyme werden als funktionelle Inhaltsstoffe in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt und tragen zu einer effizienten, umweltschonenden und energiesparenden Reinigung von Wäsche und Geschirr bei. Proteasen, Lipasen und Amylasen stellen die wichtigsten Klassen von Waschmittelenzymen dar; jede bietet spezifische Vorteile für Anwendungen in der Textilwäsche und im automatischen Geschirrspülen. Proteasen waren die ersten Enzyme, die in Waschmitteln breit eingesetzt wurden; sie erhöhen nicht nur die Reinigungsleistung, sondern bieten auch ökologische Vorteile. Lipasen und Amylasen ergänzen Proteasen zur Verbesserung der Waschmittelwirksamkeit, insbesondere bei der Haushaltswäsche bei niedrigeren Temperaturen sowie in industriellen Reinigungsprozessen bei niedrigeren pH-Werten. Cellulasen tragen zur umfassenden Textilpflege bei, indem sie das neuwertige Erscheinungsbild gewaschener Kleidungsstücke auffrischen oder erhalten.

Enzymbasierter Waschmechanismus

Aus enzymatischer Sicht enthalten international vermarktete Wasch- und Reinigungsmittel wesentliche Inhaltsstoffe, die nach nahezu identischen Reinigungsmechanismen wirken. Schmutz und Flecken werden durch mechanische Einwirkung entfernt, unterstützt durch Tenside, Builder und Enzyme. Alkalische Proteasen, Amylasen oder Lipasen in Vollwaschmitteln hydrolysieren und solubilisieren Substratschmutz, der an Textilien oder harten Oberflächen anhaftet. Cellulasen reinigen durch Hydrolyse glycosidischer Bindungen und entfernen dadurch partikuläre Verschmutzungen, die an Baumwollmikrofasern gebunden sind. Zentrale Effekte von Cellulasen sind die Weichmachung sowie die Verbesserung der Farbbrillanz abgenutzter Textiloberflächen. Tenside senken die Grenzflächenspannung und erhöhen die abstoßenden Kräfte zwischen dem ursprünglichen Schmutz, dem enzymatisch abgebauten Schmutz und dem Gewebe. Builder chelatieren, fällen oder ionenaustauschen Calcium- und Magnesiumsalze, stellen Alkalität bereit, verhindern die Wiederablagerung von Schmutz, liefern Pufferkapazität und hemmen Korrosion.

Proteasen

Proteasen sind die am weitesten verbreiteten Enzyme. In Waschmitteln werden proteinhaltige Flecken wie Gras, Blut, Ei und menschlicher Schweiß durch Proteolyse entfernt. Im automatischen Geschirrspülen (ADD) gewährleisten Proteasen die Entfernung proteinreicher Speisefilme, die insbesondere bei Glaswaren und Besteck problematisch sind. Serinproteasen sind die wichtigste Gruppe für Waschmittelanwendungen. Proteasen katalysieren die hydrolytische Spaltung der Peptidkette. Die wichtigsten Parameter für die Hydrolysereaktion sind die oberflächenverfügbare Substratmenge S, das Verhältnis E/S, pH-Wert, Reaktionszeit und Temperatur. Zusammen mit der Spezifität und den Eigenschaften des Enzyms selbst bestimmen diese Parameter den Reaktionsverlauf bei einem gegebenen Proteinfleck.

Amylasen

Native Stärke wird durch α-Amylasen nur langsam abgebaut. Eine Gelatinierung und Quellung ist erforderlich, um die Stärke für den enzymatischen Abbau zugänglich zu machen. Bei den meisten Lebensmitteln entstehen durch Kochen unterschiedliche Gelatinierungsgrade. Daher erleichtern Amylasen in Waschmitteln für Textilwäsche und automatisches Geschirrspülen die Entfernung stärkehaltiger Flecken, z. B. von Pasta, Kartoffeln, Soßen, Schokolade und Babynahrung. Amylasen verhindern zudem, dass gequollene Stärke an der Oberfläche von Wäsche und Geschirr anhaftet, wo sie andernfalls als „Klebstoff“ für partikuläre Verschmutzungen wirken könnte. In zubereiteten Lebensmitteln finden sich häufig Komplexe oder Reaktionsprodukte aus Protein, Stärke und/oder Fett. In solchen Fällen ermöglichen synergistische Enzymeffekte eine noch effizientere Schmutzentfernung als mit Einzelenzymsystemen.

Cellulasen

Cellulasen spalten β-1,4-glucosidische Bindungen in Cellulose und wirken direkt auf natürliche Baumwollfasern bzw. Baumwoll/Leinen-Mischgewebe sowie auf den Celluloseanteil in synthetischen Fasern. Cellulasen werden in Waschmitteln eingesetzt, damit Baumwolltextilien klare Farben, eine glatte Oberfläche und Weichheit zurückgewinnen und beibehalten. Diese Effekte entstehen, indem Cellulasen den Flaum und die Knötchen (Pilling) von Baumwollfibrillen abtragen, die durch normalen Gebrauch und Waschen auf dem Gewebe entstehen. Cellulasen sind insofern einzigartig, als sie diese Effekte bereitstellen.

Lipasen

Aufgrund ihrer ausgeprägten Hydrophobie sind Fette und Öle bei niedrigen Temperaturen nur schwer aus Textilien zu entfernen. Lipasen hydrolysieren Triglyceride zu stärker hydrophilen Mono- und Diglyceriden, freien Fettsäuren und Glycerin. Diese Hydrolyseprodukte sind unter alkalischen Bedingungen sämtlich löslich. In der Textilwäsche werden die Effekte von Lipasen erst nach mehreren Waschzyklen sichtbar.

Referenz

Verwandte Dienstleistungen

Industrielle Enzymproduktion

Verwandte Produkte

Haushalt und täglicher Gebrauch
Chemische Verarbeitung

Um weitere Details zu unseren Dienstleistungen zu besprechen, kontaktieren Sie uns.

1. Olsen H S, Falholt P. The role of enzymes in modern detergency [J]. Journal of Surfactants & Detergents, 1998, 1(4):555-567.