CN105283534B - 颗粒状酶组合物 - Google Patents

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Abstract

与单独的酶颗粒相比，缓释和速释酶颗粒的混合物在溶液中提供改进的酶效果。

Description

颗粒状酶组合物
发明领域
本发明涉及一种颗粒状组合物，该组合物包括含酶颗粒。更具体地，本发明涉及一种在溶液中具有改进的酶性能的组合物。
发明背景
通常酶颗粒被用在颗粒状组合物中，例如，在颗粒状洗涤剂中，在其中洗涤溶液中的酶用于改进污渍和污物的去除。该颗粒状组合物可以包含腐蚀性成分，这些腐蚀性成分不利地影响溶液中的酶。因此，酶(例如淀粉酶)可以在溶液中被腐蚀性洗涤剂组分(例如漂白系统)降解。
缓解酶降解问题的一种方法是提供呈缓释颗粒形式的酶，以便相对于腐蚀性成分的释放，酶释放到溶液中被延迟。WO 95/28469、US 5733763、WO 2012/175401以及WO 2013/003025披露了包衣酶颗粒。
发明概述
诸位发明人已经发现与单独地每种酶颗粒相比，缓释和速释酶颗粒的混合物在溶液中可以提供更好的酶效果。
因此，本发明提供了一种颗粒状酶组合物，该组合物包括：
a)按重量计10％-90％的缓释(或迟释)含酶颗粒(A)以及
b)按重量计10％-90％的速释含酶颗粒(B)，
其中，这些缓释颗粒(A)针对该酶的释放时间至少是这些速释颗粒(B)的释放时间的两倍，并且其中颗粒(A)和(B)包括同一种酶，该酶是淀粉酶、糖酶、蛋白酶、角质酶、纤维素酶、氧化还原酶、甘露聚糖酶或果胶裂解酶。
本发明还提供了一种颗粒状含漂白剂洗涤剂组合物，该组合物包括该颗粒状酶组合物。
发明详细说明
酶
这些缓释颗粒(A)和这些速释颗粒(B)包括同一种酶，该酶是淀粉酶、糖酶、蛋白酶、角质酶、纤维素酶、氧化还原酶、甘露聚糖酶或果胶裂解酶。
通常，在干重基础上，颗粒(A)和颗粒(B)典型地包括相对于核心(如活性酶蛋白)约0.005mg/g至约500mg/g之间的酶组分。例如，这些颗粒中酶的量可以是在颗粒中约0.05mg/g至300mg/g、约0.1mg/g至250mg/g、约0.5mg/g至200mg/g、约0.5mg/g至200mg/g、约1.0mg/g至150mg/g，或者约5.0mg/g至150mg/g。
淀粉酶。该淀粉酶可以是获得自芽孢杆菌属的α-淀粉酶，例如枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌，特别是来自地衣芽孢杆菌的特定菌株的淀粉酶，更加详细地描述于GB 1,296,839中。
有用的淀粉酶的实例是在WO 94/02597、WO 94/18314、WO 1995/010603、WO 1995/026397、WO 96/23873、WO 97/43424以及WO 00/60060、WO 2001/066712、WO 2006/002643中描述的变体，尤其是在一个或多个以下位置中具有取代的变体：15、23、105、106、124、128、133、154、156、181、188、190、197、202、208、209、243、264、304、305、391、408以及444。
在一个具体的实例中，该α-淀粉酶源于芽孢杆菌属菌株NCIB 12289、NCIB 12512、NCIB 12513以及DSM 9375。特别优选的是在WO 95/26397的SEQ ID NO 1和2中所示的α-淀粉酶。
可商购的淀粉酶是NATALASETM、STAINZYMETM、STAINZYME PLUSTM、TERMAMYLTMULTRA、DURAMYLTM、TERMAMYLTM、FUNGAMYLTM和BANTM(诺维信公司(Novozymes A/S))、RAPIDASETM、PURASTARTM和PURASTAR OXAMTM(来自杰能科国际公司(Genencor International Inc.))。
蛋白酶。适合的蛋白酶包括动物、植物或微生物来源的那些。优选的是微生物来源的，例如细菌或真菌来源。包括化学修饰的或蛋白质工程化的突变体。该蛋白酶可以是碱性蛋白酶，例如丝氨酸蛋白酶或金属蛋白酶，优选碱性微生物蛋白酶或胰蛋白酶样蛋白酶。碱性蛋白酶的实例为枯草杆菌蛋白酶，特别是源自芽孢杆菌属的那些，例如枯草杆菌蛋白酶Novo、枯草杆菌蛋白酶Carlsberg、枯草杆菌蛋白酶309、枯草杆菌蛋白酶147以及枯草杆菌蛋白酶168(在WO 89/06279中描述)。胰蛋白酶样蛋白酶的实例为胰蛋白酶(例如，猪或牛来源的)以及在WO 89/06270和WO 94/25583中描述的镰孢属蛋白酶。
角质酶：适合的角质酶包括细菌或真菌来源的那些。包括化学修饰的或蛋白质工程化的突变体酶。实例包括来自腐质霉属(例如特异腐质霉)的角质酶(WO 96/13580)、来自稻瘟病菌的角质酶(WO 10/107560)以及来自门多萨假单胞菌的角质酶(US 5,389,536)。
纤维素酶。适合的纤维素酶包括细菌或真菌来源的完整纤维素酶或单组分葡聚糖内切酶。包括化学或基因修饰的突变体。例如，该纤维素酶可以是单组分或通常仅被称作葡聚糖内切酶(EC 3.2.1.4)的单组分内切1,4-β-葡聚糖酶的混合物。一些木葡聚糖酶也可以具有葡聚糖内切酶活性，并且也被认为是本发明中的适合的纤维素酶。适合的纤维素酶被披露在US 4,435,307中，它披露了产自特异腐质霉的真菌纤维素酶。特别适合的纤维素酶是具有纺织品护理益处的纤维素酶。此类纤维素酶的实例为在欧洲专利申请号0 495 257中描述的纤维素酶。
果胶裂解酶。该果胶裂解酶可以是源自芽孢杆菌属的野生型酶，特别是地衣芽孢杆菌或粘琼脂芽孢杆菌(B.agaradhaerens)，或源自这些的变体，例如如在US 6,124,127(NZ 5543)、WO 1999/027083(NZ 5377)、WO 1999/027084(NZ 5378)、WO 2002/006442(NZ10044)、WO 2002/092741(NZ 10171)或WO 2003/095638(NZ 10190)中描述的。
甘露聚糖酶。该甘露聚糖酶可以是家族5或26的碱性甘露聚糖酶。它可以是一种来自芽孢杆菌属或腐质霉属的野生型，特别是粘琼脂芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、耐盐嗜碱芽孢杆菌(B.halodurans)、克劳氏芽孢杆菌(B.clausii)或特异腐质霉。适合的甘露聚糖酶描述在WO 1999/064619(NZ 5440)中。
含酶颗粒
两种颗粒(A)和(B)优选地具有相似的大小。因此，颗粒(A)和(B)的平均直径可具有0.7-1.4的比率。这两种颗粒各自优选地具有500μm-710μm的平均直径。
这两种颗粒(A)和(B)优选地具有相似的酶含量。因此，颗粒(A)和(B)的酶活性可具有0.5-2，特别是0.7-1.4的比率。
该颗粒状组合物可以包括按重量计40％-80％的缓释颗粒(A)和按重量计20％-60％的速释颗粒(B)，特别是50％-75％的颗粒(A)和25％-50％的颗粒(B)。
缓释颗粒(A)
这些颗粒可具有迟释包衣，该包衣包括具体地按重量计1％-50％或5％-15％的量的疏水物质，例如高熔点蜡或脂肪。该包衣可进一步包括例如按重量计60％-75％的量的水不溶性物质，例如高岭土、滑石或碳酸钙。该包衣可以构成按重量计包衣颗粒的15％-35％。该疏水物质可以是脂肪、蜡或石蜡。该包衣可以如在WO 92/12645或WO 97/16076中所描述。
该疏水物质是一种不容易被水润湿的物质，即它倾向于排斥水。此类物质一般是基本上完全不溶于水的，其实例为油、脂肪、烃蜡和多种类型的树脂。
与本发明上下文特别相关的疏水物质通常为在烃类(例如，己烷、庚烷等)或氯化烃类(例如，二氯甲烷、氯仿等)的有机溶剂中可溶的物质。其适合的实例包括各种甘油酯脂质(即单-、双-或三甘油脂)，如动物脂肪(例如牛脂或羊脂)和植物油及其某些衍生物。
特别适合的疏水物质是在环境温度下为固体并且具有约40℃或以上熔点的那些。其实例包括以下物质，如某些天然的或硬化的(氢化的)植物油或脂肪，例如氢化棕榈油、氢化棕榈仁油或氢化豆油，以及以下材料，如氢化脂(例如氢化牛脂或羊脂)。包衣剂包括高熔点脂肪或蜡，特别是其熔点在30℃与100℃之间，优选在40℃与60℃之间。脂肪可以是甘油酯(单-、双-或三酯或其混合物)。蜡可以是蜡状物质，其性质坚韧且不易碎，并且在室温下具有实质可塑性。
石蜡(固体石蜡)是白色或无色软固体，它可以被用作润滑剂以及用于其他应用。它源自石油并且由烃分子的混合物组成，这些烃分子包含二十与四十个之间的碳原子。
除了迟释包衣外，这些颗粒可以任选地包括一种或多种另外的作为底层包衣或顶层包衣的包衣，以例如减少粉尘形成。这样一种包衣可以包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)。
酶释放曲线
该酶在这两种颗粒中的释放曲线是这样的，以使得颗粒(A)针对该酶的释放时间至少是颗粒(B)的释放时间的两倍。
释放时间可由释放50％或90％的酶活性所需的时间确定，例如通过以下描述的测试方法。缓释颗粒的释放时间优选地比速释颗粒的释放时间长至少1.5倍、至少2倍或至少3倍。确定是否满足这些值的测试是如以下的测试方法2：溶出测试所定义的。
该酶在缓释颗粒中的释放曲线优选是这样的，以使得释放50％的酶活性所需的时间是至少100秒、至少200秒或至少300秒。释放50％的酶活性所需的时间可以低于1000秒，例如低于600秒。
速释颗粒(B)
这些速释颗粒可以是未包衣的或者可以被水溶性聚合物包衣，该聚合物具体地包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)。
测试方法：溶出测试
如在WO 2012/175401的实例2中所描述来制备洗涤剂溶液。将该洗涤剂溶液搅拌30min并通过一块纱布过滤。将该洗涤剂溶液调至20℃±2℃并放置在调至600rpm±10rpm的4叶片螺旋浆搅拌器的下方。在T0下，添加75mg含酶颗粒/l洗涤剂溶液。添加含酶颗粒之后，通过从该洗涤剂溶液中抽出样品，每15秒测量释放至该洗涤剂溶液中的酶的浓度，持续前60秒。随后，每30秒取出样品直到120秒，并且每60秒取出样品直到1100秒。以一种适合的分析方法测量抽出样品中的酶活性。通过内插或外插这些测量值而计算从含酶颗粒中释放50％和90％的酶的时间。
洗涤剂组合物
在颗粒状含漂白剂洗涤剂组合物中可以包括具有两种酶颗粒的颗粒状组合物。如果该酶对该漂白剂敏感，这是特别有益的。漂白剂敏感酶可以被定义为在40℃和pH 9.7下，用包含按重量计10％过碳酸钠的洗涤剂全规模主洗14分钟后失去多于30％的洗涤性能的酶。
实例
实例1：颗粒状酶组合物的释放时间
从基本上如WO 2004/003188的实例1中所产生的T-颗粒(包含酶、硫酸钠、纤维素纤维、碳酸钙和粘合剂，例如蔗糖或糊精)制备两种酶颗粒。如WO 2012/175401的实例1中所描述制备具有8％的完全氢化棕榈油和18％的CaCO3(按未包衣颗粒的重量％计)的迟释包衣的酶颗粒。通过用PEG-4000以5％的量包衣来制备具有常规包衣的酶颗粒。使用SavinaseTM、StainzymeTM和CellucleanTM(来自诺维信公司的商业洗涤剂蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶)。包衣颗粒和未包衣颗粒的平均直径是500μm-710μm。
在一种标准洗涤剂中，通过上述溶出测试方法确定的50％和90％酶释放的时间如下：
在商业洗涤剂中的释放时间如下：
结果证明包含疏水物质和水不溶性物质的包衣对于延迟各种酶的释放是有效的。
实例2：颗粒状酶组合物的释放时间
从基本上如WO 2004/003188的实例1中所产生的T-颗粒(包含酶、硫酸钠、纤维素纤维、碳酸钙和粘合剂，例如蔗糖或糊精)制备酶颗粒。如WO 2012/175401的实例1中所描述制备具有棕榈油和CaCO3的迟释包衣的酶颗粒。使用StainzymeTM(来自诺维信公司的商业洗涤剂淀粉酶)。包衣颗粒和未包衣颗粒的平均直径是500μm-710μm。
在一种标准洗涤剂中，通过上述溶出测试方法确定的50％和90％酶释放的时间如下：百分比指示按未包衣颗粒的重量％计的量。
结果证明增加包含疏水物质和水不溶性物质的包衣的量对于增加延迟酶释放是有效的。
实例3：颗粒状酶组合物的洗涤性能
将实例1中制备的这两种包衣酶颗粒以迟释:常规(缓释/速释)＝3:1或1:1的比例混合。如下确定这两种混合物的洗涤性能，并且将其与这两种单独颗粒的洗涤性能进行比较。
Terg-O-Tometer(TOM)是一种模拟“顶部加载型/立式滚筒(Top-loader/VerticalDrum)”洗衣机的设备。TOM具有16个两升的洗涤容器，每个洗涤容器都装有一个搅拌器。
TOM洗涤程序：
1.根据研究计划准备小块布样、压载物、洗涤剂、酶和水硬度。
2.将去离子水转移至水桶中，增加水硬度至15°dH，并且搅拌1min。
3.称出洗涤剂且添加至水桶中。搅拌10分钟。
4.将1L新鲜洗涤剂溶解液转移至每个TOM烧杯中。
5.转动TOM。设置转速(120rpm或150rpm)和洗涤温度(40℃)。
6.当温度正确时，以30秒的间隔，每60秒将酶(如干颗粒状)和小块布样/压载物(CS-28和EMPA161)装入以下烧杯中。
a.在0秒时，将小块布样装入洗涤烧杯1(空白)中。
b.30秒之后，将酶装入洗涤烧杯2中，并且60秒之后，将小块布样装入烧杯2中。
7.洗涤40分钟之后，从TOM中取出烧杯，并且挑出小块布样。
8.在冷的流动自来水下漂洗10min。
9.将小块布样在暗室里在室温下干燥过夜。
10.测量小块布样的反射率。
结果证明与两种单独类型的酶颗粒相比，这些混合物具有改进的洗涤性能。

Claims (15)

1.一种颗粒状组合物，包括：
a)按重量计10％-90％的含酶颗粒(A)以及
b)按重量计10％-90％的含酶颗粒(B)，
其中，颗粒(A)针对该酶的释放时间至少是颗粒(B)的释放时间的两倍，并且其中颗粒(A)和(B)包括同一种酶，该酶是脂肪酶、淀粉酶、糖酶、蛋白酶、角质酶、纤维素酶、氧化还原酶、甘露聚糖酶或果胶裂解酶,
其中颗粒(A)与颗粒(B)的比例为1:3到3:1。
2.如权利要求1所述的颗粒状组合物，其中颗粒(A)的释放时间至少是颗粒(B)的释放时间的三倍。
3.如权利要求2所述的颗粒状组合物，其中颗粒(A)的释放时间至少是颗粒(B)的释放时间的五倍。
4.如权利要求1或2所述的颗粒状组合物，该组合物包括按重量计40％-80％的颗粒(A)和按重量计20％-60％的颗粒(B)。
5.如权利要求1或2所述的颗粒状组合物，该组合物包括按重量计20％-60％的颗粒(A)和按重量计40％-80％的颗粒(B)。
6.如权利要求1或2所述的颗粒状组合物，其中颗粒(A)与颗粒(B)具有0.7-1.4的比率的平均直径。
7.如权利要求1或2所述的颗粒状组合物，其中颗粒(A)和颗粒(B)都具有在250μm-1500μm范围内的平均直径。
8.权利要求7所述的颗粒状组合物，其中颗粒(A)和颗粒(B)都具有在500μm-710μm范围内的平均直径。
9.如权利要求1或2所述的颗粒状组合物，其中颗粒(A)具有一种迟释包衣，该迟释包衣包括一种疏水物质和一种水不溶性物质。
10.如权利要求9所述的颗粒状组合物，其中该疏水物质是脂肪、蜡或石蜡。
11.如权利要求9或10所述的颗粒状组合物，其中该水不溶性物质是二氧化钛、碳酸钙或高岭土。
12.如权利要求1或2所述的颗粒状组合物，其中颗粒(B)是未包衣的或者被一种水溶性聚合物包衣。
13.如权利要求12所述的颗粒状组合物，其中该水溶性聚合物包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)。
14.如权利要求1或2所述的颗粒状组合物，其中这些含酶颗粒(A)在20℃的洗涤剂溶液中释放50％的酶的时间为至少300秒。
15.一种包括任一项上述权利要求所述的颗粒状组合物的颗粒状含漂白剂洗涤剂组合物。
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