БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

12. МИКРОБИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ

12.16. Ферментные технологии

12.16.6. Стиральные порошки с биодобавками

Первые стиральные порошки с биодобавками, имевшие успех у потребителей, появились в середине 60-х годов. Они содержали протеиназы (ферменты, расщепляющие белки), которые особенно подходят для удаления пятен биологического происхождения, например от крови, травы, яиц. При разрушении белков пятна исчезают. Допускается стирка при более низких температурах, что экономит энергию, хотя используемые ферменты, полученные исходно из термофильных (теплолюбивых) бактерий, отселектированы на способность работать в широком режиме температур (10—90 °С с оптимумом около 55 °С). Протеиназы в стиральных порошках могут работать и в щелочных условиях (pH 9-10), а также в присутствии больших количеств фосфата, содержащегося в некоторых детергентах. Они особенно удобны шля предварительной стирки и замачивания белья, а также для стирки при низких температурах. В Западной Европе за счет использования стиральных машин в домашних условиях экономится до 25% энергии; это очень высокое соотношение по сравнению с другими странами.

Вскоре после того как началось использование стиральных порошков, стали возникать проблемы со здоровьем, в особенности среди рабочих фабрик, производящих детергенты. У некоторых развивалась аллергия на порошки, и после вдыхания мелких частичек детергента, содержащихся в воздухе, у них появлялось раздражение в горле и нарушалось дыхание, В результате в начале 1970-х годов в США порошки были изъяты из продажи, хотя ими по-прежнему пользовались в Европе. Чтобы обойти эти проблемы, состав порошков был изменен (рис. 12.27), и к детергенту стали добавлять инертный воск, который защищал от непосредственного контакта с детергентом и препятствовал распылению порошка при пользовании им. Кроме того, разрабатывались и жидкие средства для стирки. Сейчас стиральные порошки с биодобавками снова появились в продаже в США и к середине 1990-х годов они заняли около 15% рынка по сравнению с 85% в Западной Европе.

Для повышения эффективности к стиральным порошкам были добавлены новые ферменты. Целлюлаза расщепляет свободные микроволокна целлюлозы, которые отщепляются при повреждении хлопкового волокна, и делает хлопковые изделия более яркими, мягкими и гладкими. Кроме того, добавляют ферменты, которые расщепляют углеводы, например амилазы, расщепляющие крахмал. Одна из проблем состоит в том, что протеиназы могут заодно переварить и некоторые другие ферменты, поскольку они тоже являются белками! Это сильно затрудняло подбор подходящих ферментов. Совсем недавно в одном из грибов была обнаружена подходящая липаза, активная при нормальных температурах. Кодирующий ее ген был перенесен с помощью методов генной инженерии в другой гриб, который больше подходит для выращивания в ферментере. Липазы расщепляют липиды, другими словами уничтожают пятна от жира, масла и смазочных веществ.

Обычно источником ферментов для стиральных порошков являются различные виды бактерий рода Bacillus. Продуцируемые ими ферменты являются внеклеточными, что существенно облегчает их сбор и очистку.

Рис. 12.27. Микрофотография частичек стирального порошка с биодобавками, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Некоторые частички (гранулы) приоткрыты и внутри видны находящиеся там ферменты.