BR112013000114B1

BR112013000114B1 - composição de limpeza e processo para limpeza de um substrato

Info

Publication number: BR112013000114B1
Application number: BR112013000114-3A
Authority: BR
Inventors: Alyn James Parry; Neil James Parry; Anne Cynthia Peilow; Paul Simon Stevenson
Original assignee: Unilever N.V.
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2020-12-29
Also published as: ZA201300376B; ES2532537T3; EP2596089B1; EP2596089A1; BR112013000114A2; CN103052703A; WO2012010407A1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE LIMPEZA E PROCESSO PARA LIMPEZA DE UM SUBSTRATO. A presente invenção referese à composição de limpeza compreendendo uma quantidade eficaz do sistema de tensoativo e um sistema de enzima caracterizado em que o sistema de tensoativo compreende pelo menos 1% em peso (com base na composição de limpeza) de um biotensoativo, o qual é um tensoativo glicolipídeo compreendendo pelo menos 20% em mol de glicolipídeo tendo dissacarídeo e porções ácidas e pelo menos uma enzima lipase de origem bacteriana.

Description

Campo da Invenção

[0001] Essa invenção refere-se a composições detergentes compreendendo biotensoativo e lipase.

Antecedentes da Invenção

[0002] Uma descrição geral dos biotensoativos é publicada por Rahman em Biotechnology 7 (2): 360-370, 2008 ISSN 1682-296X “Production, Characterisation and application of Biosurfactants - review”.

[0003] Enzimas foram usadas em formulações detergentes como um auxílio de limpeza por muitos anos. Elas podem ser derivadas de bactérias de outras fontes. As enzimas mais comumente empregadas são proteases, amilases, mananases, lipases e celulases. Elas são frequentemente derivadas de culturas de fungos ou levedura.

[0004] Lipases são usadas em tensoativo contendo formulações detergentes para auxiliar a limpeza de sujeiras oleosas dos tecidos. Apesar de seu isolamento e caracterização algumas décadas atrás, essas enzimas têm sido difíceis de formular em formulações de tensoativo convencional porque há uma competição entre a enzima e o tensoativo pelo óleo do substrato alvo. Os tensoativos ganharão essa competição pela superfície e competirão por fora ou deslocarão as enzimas da superfície oleosa e, portanto, reduzirão o desempenho da enzima nessas sujeiras. Assim, o impacto prático das lipases em produtos de limpeza detergentes é limitado, especialmente quando comparado ao impacto de outras enzimas de limpeza, tais como proteases e amilases.

[0005] O movimento para químicas mais sustentáveis reforça um desejo de reduzir o nível de tensoativo na lavagem. Como uma bioalternativa, as enzimas representam uma escolha eficiente de peso para manter o desempenho na remoção de sujeira oleosa conforme os níveis de tensoativo são diminuídos. O uso de biotensoativos tem sido proposto em muitos documentos da técnica anterior.

[0006] Os documentos a seguir referem-se a combinações de biotensoativos e enzimas produzidas a partir de bactérias.

[0007] JP5168489A descreve um método de fabricação de um biotensoativo usando uma enzima lipase. O biotensoativo que está presente em combinação com a lipase não tem nenhuma porção ácida. A presença de uma porção de dissacarídeo é opcional.

[0008] “Lipase and biosurfactant production for utilisation in bioremediation of vegetable oils and hydrocarbon”. Martins VG et al (2008) Quimica Nova No 31 vol 8, 1942-1947.

[0009] “Isolation and characterisation of a lipid degrading bacterium and its application to lipid containing wastewater treatment”. Matsumiya Y. et al (2007) Journal of Bioscience and Bioengineering No 103, Vol 4, 325-330.

[0010] US2006106120 descreve uma mistura de micro-organismo, biotensoativo e uma enzima degradante plástica para a biorremediação de materiais sintéticos. O biotensoativo pode ser derivado de fontes bacterianas ou outras; a enzima preferida usada nos exemplos é uma cutinase de origem bacteriana. Isso pode ser coexpresso com amilase e hidrofobina. As composições não são usadas para limpeza.

[0011] Os documentos a seguir referem-se a combinações de biotensoativos e enzimas não especificamente produzidas de bactérias para limpeza.

[0012] CN101126052 descreve um biotensoativo contendo composição de limpeza que também contém uma protease. A origem da protease é um abacaxizeiro.

[0013] US5417879 (Unilever) descreve composição para lavagem de roupa de tensoativo duplo sinérgico contendo biotensoativo soforolipídeo (de levedura), lipídeos de celobiose (de fungo) ou ramnolipídeo (de bactérias) glicolipídeo. Exemplos usando esses biotensoativos não compreenderam nenhuma enzima. Na coluna 12 linhas 24 a 25, é mencionado como possível combinar os biotensoativos com uma quantidade não revelada de enzima de origem não revelada.

[0014] US2004171512A (Igarashi Keisuke; Hirata Yoshihiko; Furuta Taro) descreve composições detergentes com baixa formação de espuma compreendendo um biotensoativo (soforolipídeo de levedura) que pode substituir um tensoativo não iônico de polímero em bloco de baixa formação de espuma convencional. De acordo com a descrição geral, o biotensoativo pode ser usado com um tipo de enzima selecionada de amilase, protease, celulose, lipase, pululanase, isopululanase, isoamilase, catalase, peroxidase ou similares. A enzima pode ser adicionada pela seleção apropriada em virtude de sua especificidade do substrato. Por exemplo, a protease pode ser selecionada para uma mancha de proteína, e amilase pode ser selecionada para uma mancha de amido. Os exemplos usam os soforolipídeos para lavagem de louça (limpeza de superfície dura) em combinação com Savinase 6.0T, uma protease da Novo Nordisk e Duramil 60T, uma enzima lítica de amido (amilase) da Novo Nordisk. Duramil é produzida a partir de Bacillus Licheniformis e Savinase é produzida a partir de Bacillus Clausii/lentus, ambas fontes bacterianas. Essas não são consideradas como fontes genericamente preferidas nesse documento.

[0015] US2009188055A (Stepan Co) descreve composições compreendendo estolides sulfonados e outros derivados de ácidos graxos. A Tabela 20 provê exemplos proféticos desses tensoativos em combinação com outros tensoativos, incluindo ramnolipídeos. As enzimas não estão incluídas nesses exemplos. Em qualquer lugar no documento, é dito que o desempenho da limpeza em sujeiras gordurosas é sinergicamente melhorado com os estolides usando lipases. As enzimas lipase adequadas incluem aquelas produzidas por micro-organismos do grupo Pseudomonas, tais como Pseudomonas stutzeri ATCC 19.154, conforme descrito na Patente Britânica n° 1.372.034. As lipases adequadas incluem aquelas que mostram uma reação cruzada imunológica positiva com o anticorpo da lipase produzido pelo micro-organismo Pseudomonas fluorescens IAM 1057. Essa lipase está disponível de Amano Pharmaceutical Co. Ltd., Nagoya, Japan, sob o nome comercial Lipase P “Amano,” doravante referida como “Amano-P”. Outras lipases adequadas são lipases tais como M1 Lipase.RTM e Lipomax.RTM (Gist-Brocades). As lipases altamente preferidas são a variante da enzima lipolítica D96L da lipase nativa derivada de Humicola lanuginosa (um fungo) conforme descrito na Patente Norte-Americana 6.017.871 emitida em 25 de janeiro de 2000 (P&G). Preferencialmente, a Humicola lanuginosa de cepa DSM 4106 é usada. Essa enzima é incorporada na composição de acordo com a presente tecnologia em um nível de 50 LU a 8500 LU por litro de solução de lavagem. Preferencialmente, a variante D96L está presente em um nível de 100 LU a 7500 LU por litro de solução de lavagem. Mais preferencialmente em um nível de 150 LU a 5000 LU por litro de solução de lavagem.

[0016] US2006080785A (Nero) descreve a limpeza de carpete aplicando uma composição de limpeza tendo biotensoativos e enzimas no carpete; e bonnet limpando o material. As enzimas são derivadas de Sea Kelp.

[0017] Um documento sugere combinações de biotensoativos e enzimas derivadas de bactérias para limpeza.

[0018] US2004072713A (Unilever) descreve um artigo para uso em um processo enzimático de limpeza de tecido, o dito artigo contendo um ou mais tipos de micro-organismos inofensivos capazes de excretar enzimas úteis no dito processo de limpeza de tecido. Em uma realização, o micro-organismo pode ser uma bactéria, embora micro-organismos fúngicos também sejam exemplificados. Todos os exemplos expressam enzimas de branqueamento. Embora não usadas nos exemplos, o documento especula que é especialmente útil se, além das enzimas, os micro-organismos também são capazes de produzir outras entidades químicas que contribuam para o processo de limpeza, por exemplo, biotensoativos, por exemplo, lipopolissacarídeos. Nenhum licor ou concentrado de lavagem compreendendo uma mistura de biotensoativos derivados das bactérias junto às enzimas derivadas de bactéria está realmente descrito nesse documento. É certo que a concentração de biotensoativo teria sido muito menos que 0,5 g/L.

Sumário da Invenção

[0019] De acordo com a presente invenção, há uma composição de limpeza compreendendo uma quantidade eficaz do sistema de tensoativo e sistema de enzima caracterizado em que o sistema de tensoativo compreende pelo menos 1% em peso (com base na composição de limpeza) de um biotensoativo, o qual é um tensoativo glicolipídeo compreendendo pelo menos 20% em mol de glicolipídeo tendo dissacarídeo e porções ácidas e pelo menos uma enzima lipase de origem bacteriana.

[0020] Benefícios sinérgicos surpreendentes na limpeza de manchas e sujeiras foram descobertos quando lipases, derivadas de bactérias, são combinadas com tensoativos biológicos (biotensoativos) tendo dissacarídeo e porções ácidas.

[0021] A combinação pode ser usada em qualquer formulação biológica. Lipases são enzimas fundamentais para inserção em composições detergentes, especialmente detergentes para lavagem de roupa, mas também composições projetadas para limpar superfícies duras tais como composições para lavagem de louça, que limpam a sujeira diária e manchas eficazmente em níveis reduzidos de tensoativo para permitir a concentração da formulação.

[0022] Foi testado três tipos de biotensoativo: (fúngico, bacteriano e levedura) em combinação com dois tipos de enzima lipase (fúngica e bacteriana). As enzimas bacterianas consistentemente superaram as fúngicas com os biotensoativos. O melhor resultado vem de uma combinação de enzima bacteriologicamente derivada com biotensoativo bacteriologicamente derivado compreendendo pelo menos 80% em mol de biotensoativo tendo dissacarídeo e porções ácidas (di-Ramnolipídeo)..

[0023] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, há um processo para limpar um subtrato compreendendo as etapas de imersão do substrato em água adicionando uma composição de acordo com qualquer reivindicação anterior na água para formar um licor de lavagem e lavar o substrato caracterizado em que o tempo de ciclo de lavagem é menor que 60 minutos, preferencialmente menor que 30 minutos e a temperatura da água é menor que 35°C em todos os momentos.

Descrição Detalhada da Invenção Lipase Bacteriana

[0024] As lipases adequadas incluem aquelas de origem bacteriana. Os mutantes de proteína projetados ou quimicamente modificados estão incluídos. Exemplos de lipases bacterianas úteis incluem lipases de P. alcaligenes ou P. pseudoalcaligenes (EP 218 272), P. cepacia (EP 331 376), P. stutzeri (GB 1,372,034), P. fluorescens, Pseudomonas sp. da cepa SD 705 (WO 95/06720 e WO 96/27002), P. wisconsinensis (WO 96/12012), uma lipase Bacillus, por exemplo, de B. subtilis (Dartois et al. (1993), Biochemica et Biophysica Acta, 1131, 253-360), B. stearothermophilus (JP 64/744992) ou B. pumilus (WO 91/16422).

[0025] Os genes bacterianos que codificam as enzimas lipase bacterianas podem ser transferidos para hospedeiros de produção de expressão preferidos, os quais não são limitados à bactéria e incluem, por exemplo, outros hospedeiros microbianos. O termo lipase bacteriana inclui lipase produzida a partir de tais hospedeiros de expressão, mas originando das bactérias.

[0026] A enzima pode ser uma fosfolipase classificada como EC 3.1.1.4 e/ou EC 3.1.1.32. Como usado aqui, o termo fosfolipase é uma enzima, a qual tem atividade para fosfolipídeos. Os fosfolipídeos, tais como lecitina ou fosfatidilcolina, consistem em glicerol esterificado com dois ácidos graxos em uma posição exterior (sn-1) e posições medianas (sn-2) e esterificados com ácido fosfórico na terceira posição; o ácido fosfórico, por sua vez, pode ser esterificado a um amino-álcool. As fosfolipases são enzimas que participam na hidrólise dos fosfolipídeos. Diversos tipos de atividade de fosfolipase podem ser distinguidos, incluindo fosfolipases A1 e A2 que hidrolisam um grupo de acila graxa (na posição sn-1 e sn-2, respectivamente) para formar lisofosfolipídeo; e lisofosfolipase (ou fosfolipase B) que podem hidrolisar o grupo de acila graxa restante em lisofosfolipídeo. A fosfolipase C e fosfolipase D (fosfodiesterases) liberam diacil glicerol ou ácido fosfatídico, respectivamente.

[0027] O termo fosfolipase inclui enzimas com atividade da fosfolipase, por exemplo, atividade da fosfolipase A (A1 ou A2), atividade da fosfolipase B, atividade da fosfolipase C ou atividade da fosfolipase D. O termo “fosfolipase A” usado aqui em conexão com uma enzima da invenção visa cobrir uma enzima com atividade da Fosfolipase A1 e/ou Fosfolipase A2. A atividade da fosfolipase pode ser provida também pelas enzimas que têm outras atividades, tais como, por exemplo, uma lipase com atividade da fosfolipase. A atividade da fosfolipase pode ser, por exemplo, de uma lipase com atividade lateral da fosfolipase. Em outras realizações da invenção, a atividade da enzima fosfolipase é provida por uma enzima que tem essencialmente apenas atividade da fosfolipase e em que a atividade da enzima fosfolipase não é uma atividade lateral.

[0028] Preferencialmente, a fosfolipase é de origem bacteriana Bacillus, por exemplo, B. megaterium, B. subtilis; Citrobacter, por exemplo, C. freundii; Enterobacter, por exemplo, E. aerogenes, E. cloacae Edwardsiella, E. tarda; Erwinia, por exemplo, E. herbicola; Escherichia, por exemplo, E. coli; Klebsiella, por exemplo, K. pneumoniae; Proteus, por exemplo, P. vulgaris; Providencia, por exemplo, P. stuartii; Salmonella, por exemplo, S. typhimurium; Serratia, por exemplo, S. liquefasciens, S. marcescens; Shigella, por exemplo, S. flexneri.

[0029] A composição pode ainda compreender enzimas que não são de origem bacteriana. Particularmente, protease, amilase e celulase, embora lipases não bacterianas também podem ser incluídas.

Biotensoativos

[0030] Esses são derivados de fontes bacterianas incluindo bactérias, leveduras e fungos. O termo Biotensoativo nesse relatório descritivo não inclui tensoativos derivados de material vegetal, tal como poliglicosídeos de alquila (APG).

a) Biotensoativos bacteriologicamente derivados

[0031] Esses são, por exemplo, os Ramnolipídeos tipicamente de Pseudomonas sp. Informação sobre outros biotensoativos bacteriologicamente derivados está disponível em “Mapping of Patents in Bioemulsifiers a biosurfactants - review, published in the Journal of Scientific and Industrial Research Vol 65, 2006, P91. Dentro da definição de biotensoativos bacteriologicamente produzidos, foi incluído aqueles onde um gene bacteriano é clonado e subsequentemente expresso de outro organismo como uma técnica de fabricação. Por exemplo, Ramnolipídeos foram produzidos de E. coli desta forma.

b) Biotensoativos de fontes não bacterianas

[0032] Biotensoativos de fontes microbianas não bacterianas incluem aqueles derivados de fungos e leveduras, por exemplo, soforolipídeos de Candida sp e Torulopsis sp. Candida apicola, Candida bombicola, Candida lipolytica, Candida bogoriensis. Veja: Environmental applications for biosurfactants - Environmental Pollution, Volume 133, 2005, Pages 183-198 Catherine N. Mulligan. Veja também, Towards commercial production of microbial surfactants - Trends in Biotechnology, Volume 24, 2006, Pages 509-515 : Soumen Mukherjee, Palashpriya Das, Ramkrishna Sen.

[0033] Os lipídeos manosileritritol são tipicamente de Pseudozima (anteriormente Candida) Antarctica. Lipídeos de celobiose são tipicamente de Ustilago maydis. Lipídeos de tre-halose tipicamente de Rhodococcus sp.

[0034] Outras informações são dadas em Production, Characterisation and Applications of Biotensoativos - Review - Biotechnology - Volume 7, 2008, page 370: Pattanathu, Rahman e Gakpe.

[0035] A composição detergente pode compreender outros ingredientes comumente encontrados em líquidos para lavagem de roupa. Especialmente, os polímeros de liberação de sujeira substantivos de poliéster, hidrótropos, opacificantes, colorantes, perfumes, outras enzimas, outros tensoativos, microcápsulas de ingredientes, tais como perfume ou aditivos de saúde, amaciantes, polímeros para antirredeposição de sujeira, alvejante, ativadores de alvejamento e catalisadores de alvejamento, antioxidantes, agentes controladores de pH e tampões, espessantes, estruturadores externos para modificação de reologia, indicações visuais, quer com ou sem ingredientes funcionais incorporados nele e outros ingredientes conhecidos dos técnicos no assunto. A composição é preferencialmente um líquido e é vantajosamente embalado em uma garrafa multidose ou em uma bolsa solúvel de dose unitária.

[0036] A invenção será agora descrita com referência aos exemplos não limitantes a seguir.

Exemplos Exemplo 1

[0037] Nesse exemplo, várias composições de enzima / biotensoativo foram testadas para determinar sua habilidade para remover uma mancha de carne colorida de um pano de algodão.

[0038] As soluções de lavagem foram preparadas pela dispersão da lipase em uma concentração de 4mg de proteína por litro com “tensoativo detergente na concentração requerida em solução salina tamponada de fosfato (PBS) ajustada a pH 8 e 12° FH de dureza da água. 10 ml da solução de lavagem foram misturadas em frascos plásticos de 25 ml em 37 °C com agitação a 200 rpm em uma incubadora orbital por 30 minutos. Amostras (aproximadamente 1 cm2) de pano de algodão manchadas com gordura de carne colorida Sudan Red foram então adicionadas e os frascos retornaram à incubadora em agitação. As amostras foram removidas em intervalos de tempo, enxaguadas em água fria e secadas a 37 °C. A cor residual foi monitorada usando um Macbeth Colour Eye, e comparada com panos manchados não tratados. Os resultados são mostrados na Tabela 1 por 30 minutos e Tabela 2 por 4 horas.

[0039] A enzima bacteriana é “Lipomax”, uma variante M21L de lipase bacteriologicamente derivada da lipase de Pseudomonas alcaligenes conforme descrito em WO 94/25578 para Gist-Brocades (M.M.M.J. Cox, H.B.M. Lenting, L.J.S.M. Mulleners e J.M. van der Laan)..

[0040] A enzima fúngica é “Lipolase”, derivada de Humicola languginosa conforme descrito em EP 0 258 068 e disponível de NovoZymes A/S.

[0041] Os detalhes dos tensoativos foram como segue: SL = Soforolipídeo: um biotensoativo de origem fúngica compreendendo porções de dissacarídeo e pelo menos 20% de porções ácidas. AC = Acel: um biotensoativo derivado de uma levedura. RL = Ramnolipídeo: um biotensoativo de origem bacteriana compreendendo porções ácidas e em que R2 compreende porções de dissacarídeo. RL é aproximadamente 70% em mol de di-Ramnolipídeo e 30% em mol de mono-Ramnolipídeo. Apenas o di-Ramnolipídeo tem a porção de dissacarídeo requerida. Tabela 1 - 30 min

Tabela 2 - 4 horas

[0042] A enzima lipase bacteriana consistentemente supera a enzima de lipase fúngica em todos os tipos de manchas. Para os Soforolipídeos em concentração mais alta e tempos de lavagem mais longo, a presença da enzima lipase fúngica não provê benefício ao usar o tensoativo sem uma lipase.

[0043] As enzimas foram todas dosadas no mesmo nível determinando a quantidade de proteína de enzima ativa em cada uma das amostras pelo uso de um kit de ensaio de proteína BCA padrão (ex Pierce) seguindo o protocolo do fabricante.

Exemplo 2

[0044] Nesse exemplo, várias composições de enzima/Biotensoativo foram examinadas para determinar sua habilidade em remover uma mancha de carne colorida.

[0045] A mesma experimentação foi realizada como no Exemplo 1 exceto o material de ramnolipídeo foi separado em seus componentes mono- ramnolipídeo e di-ramnolipídeo. O di-ramnolipídeo tendo dois açúcares de ramnose no grupo acila. Usa-se a notação R1 para o material mono- ramnolipídeo e R2 para o di-ramnolipídeo. Os resultados de limpeza para 1 hora e 4 horas são dados nas Tabelas 3 e 4. Tabela 3 - 1 hora

Tabela 4 - 4 horas

Claims

1. Composição de limpeza, compreendendo um sistema de tensoativo e um sistema de enzima, caracterizado pelo sistema tensoativo compreender pelo menos 1% em peso (com base na composição de limpeza) de um biotensoativo, o qual é um tensoativo glicolipídeo, compreendendo pelo menos 20% em mol de glicolipídeo tendo dissacarídeo e porções ácidas e pelo menos uma enzima lipase de origem bacteriana.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo biotensoativo ser selecionado de Ramnolipídeo, Soforolipídeos e suas misturas.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo biotensoativo ser de origem bacteriana.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo biotensoativo ser um ramnolipídeo.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo ramnolipídeo compreender duas ou mais unidades de ramnose na cadeia de acila e ser pelo menos 60% de di-ramnolipídeo.

6. Processo para limpeza de um substrato compreendendo as etapas de imersão do substrato em água adicionando uma composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, na água para formar um licor de lavagem e lavar o substrato, caracterizado pelo tempo de ciclo de lavagem ser de menos que 60 minutos, preferencialmente menor que 30 minutos e a temperatura da água é menor que 35°C em todos os momentos.