CN1081670C - 用于再生水的酶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用来降低水中酰基甘油酯的酶组合物，它含有脂酶、非离子乳化剂、水溶性有机酸防腐剂和水溶性稳定剂。此脂酶可与其它酶结合使用。此非离子乳化剂可含有醇乙氧化物，水溶性有机酸防腐剂可含有山梨酸，水溶性稳定剂可含有甘油。本发明也公开了一种使用上述组合物处理含酰基甘油酯的水的方法。

Description

用于再生水的酶
本发明涉及降低水中酰基甘油酯含量的组合物和方法。
日本专利68011290描述了一种浴用水添加剂，此添加剂包括脂酶、一些淀粉酶及其它组份。
日本专利62175419描述了具有矿泉疗养作用的浴用制剂，它包括蛋白酶、卵磷脂以及能释放多种金属的矿粉块。在该浴用制剂中也掺有植物物质及合成或天然香料和无机盐。
在美国专利4548727中Shear描述了某种酯对水溶液酶制剂的稳定作用。用作稳定剂的酯具有通式RCOOR′，其中R是1至3个碳原子的烷基或氢，R′是1至6个碳原子的烷基。在水溶液酶制剂中酯的含量为0.1至约2.5％(重量)。按照专利权人所述所用酶组份为以干粉、溶液、浆形式出售的商业酶制剂，其中含有约2％至约80％的活性酶，其余20％至98％为载体如硫酸钠或硫酸钙、氯化钠、非离子表面活性剂或其混合物。
Guilbert等的美国专利4243543描述了含有蛋白水解酶的液体洗涤剂组合物的稳定化。在稳定pH的同时，通过向组合物中加入抗氧剂及亲水的多元醇来稳定洗涤剂组合物。
Weber美国专利4169817描述了含有稳定化酶的液体洗涤组合物。此组合物是含有10％至50％(重量)固体的水溶液，其中包括助洗剂、表面活性剂、由枯草杆菌中得到的酶体系及酶的稳定剂。此稳定剂包括高水溶性钠或钾盐和/或水溶性醇，可使该溶液长期保存而不使酶失活。
Dorrit等的欧洲专利0352244 A2描述了用两性表面活性剂来稳定液体洗涤剂组合物。
Kaminsky等的美国专利4305837描述了含有钙离子和低分子量羧酸或盐及低分子量醇的稳定体系的稳定化水溶液酶组合物。此稳定化的酶用于洗涤剂组合物中。此组合物可包括式RA(CH2CH2O)nH的非离子表面活性剂，其中R是疏水部分，A基于一个带有反应性氢原子的基团并且n是氧化乙烯部分的平均数。R一般含有约8至约22个碳原子但可由氧化丙烯和一低分子量化合物缩合反应形成，而n通常在约2至约24间变化。所用低分子量醇可以是含1至3个碳原子的一元醇或者是含2至约6个碳原子并含2至约6个羟基的多元醇。Kaminsky等指出，多元醇可改善酶的稳定性并包括丙二醇、乙二醇和甘油。
Tai的美国专利4404115描述了含酶液体洗涤组合物，它含有的酶稳定剂是碱金属的戊硼酸盐，任选碱金属亚硫酸盐和/或多元醇。
Boskamp的美国专利4462922也描述了一种液态含酶洗涤剂组合物，其稳定剂基于硼酸或硼酸盐与多元醇或多官能团氨基化合物的混合物，还含有还原的碱金属盐。与Kaminsky等所用的多元醇基本相同。
Cardinall等的欧洲专利申请0376705描述了一种液体洗涤剂组合物，它含有五种基本组份，包括非离子洗涤剂，优选醇与氧化乙烯的缩合产物；一种脂解酶；一种含1-3个碳原子的低级脂肪族醇，含1-3个碳原子的低级脂肪族羧酸的盐及一种蛋白水解酶。该发明者声称他们通过加入低级脂肪族醇和低级羧酸盐如甲酸钠使由蛋白水解酶和液体洗涤剂组成的组合物中的脂解酶的保存期和稳定性得到改善。
几种用于再生水(recreational water)市场(如矿泉或水池)的稳定化酶配方已有新的发展，这些配方的一个共同特点是它们的活性组份，甘油三酯水解酶，一般被称作脂酶。脂酶普遍存在于自然界并广泛存在于动物、植物和微生物中。脂酶可从一些原料(如猪胰腺和某些微生物)中大量分离。为了使作用有效，这些制剂需要是无毒、可生物降解并能有效地除去常在水池和/或矿泉中发现的油渍。
因为与水解甘油酯特定酯键的特性有关的脂酶类型、最佳pH、最佳温度以及它们作用于不同甘油酯底物特别是甘油三酯底物的能力方面存在很大差异，故将脂酶与适当的稳定剂配制以在长保存期内和使用此产品时保持良好的活性水平，而且将其与适当的防腐剂和乳化剂配制是很重要的。
由于脂酶的内在性质使酯键的水解只在脂和水的界面间进行，因而应选用脂乳化剂增加甘油酯底物的表面积，从而增加水解速率。换言之，脂酶水解酯键的反应速率依赖于底物的乳化程度。
因此，需要一种酶制剂，用于从水特别是再生改造水如矿泉或水池中减少或基本消除或消除甘油酯，该制剂能提供最适的反应速率和任选地具有稳定性，即该制剂含有适当种类和适当量的乳化剂、稳定剂和任选地含有防腐剂。
本发明的目的是针对现有技术存在的局限或缺点而提供一种克服上述一个或多个及其它问题的新的组合物及方法。更具体地说，本发明涉及适用于从水特别是再生改造水如矿泉水或水池水中减少且在很多情况中基本消除或消除甘油酯的组合物。这些酶组合物反应速率高并能处理多种甘油酯底物。用这些制剂处理水以从水中减少或基本消除或消除甘油酯的方法也是本发明的一部分。
本发明的其它特征和优点将在下面的描述中给出，部分可通过说明书获知，或者可通过本发明的实施获知。用说明书或权利要求书所述的组合物和方法，可以实现本发明的优点。
为得到这些及其它优点并与本发明的目的一致，正如实施例和说明书所述，我们开发了一种从水中减少或基本消除甘油酯的新的组合物以及使用这些新组合物的方法。
从水中减少或基本消除或消除甘油酯的新的组合物包含：
(a)脂酶；
(b)含有醇乙氧化物乳化剂的非离子乳化剂；
(c)含有具有2至约10个碳原子和1至约2个羧基的不饱和或饱和有机酸的水溶性有机酸防腐剂和
(d)含有具有2至约6个碳原子和2至约6个羟基的多元醇或多元醇混合物的水溶性稳定剂。
现已发现当配制成pH在约3.5至约6.8之间时，该组合物特别有效。
在另一实施方案中，脂酶任选地与另一种酶合用，其中所述另一种酶是磷脂酶、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、异构酶或氧化还原酶。
水溶性有机酸防腐剂可含有山梨酸而水溶性稳定剂可含有甘油。
脂酶、非离子乳化剂、水溶性有机酸防腐剂及水溶性稳定剂在另一个实施方案中是基本可生物降解的并基本无毒。
乳化剂可以是基本为线型的含有约9至15个碳原子的醇和氧化乙烯的一种非离子醇乙氧化物缩合产物，从而使所述氧化乙烯以聚氧乙烯基团存在，其含量大于所述醇乙氧化物的约50％(摩尔)，所述醇乙氧化物的HLB为约8至约18。
优选的非离子乳化剂含有基本为线型的C12-C15或C9-C11醇乙氧化物，在缩合物中含有平均摩尔数为约6至约9.0的氧化乙烯，分子量为约425至约610；羟基数为约92至约132；HLB为约12.2至约13.3，浊点为约50℃至约74℃，流点为约7℃至约24℃，闪点为约168℃至约188℃，比重为约0.967至0.991。
非离子乳化剂的一个例子含有基本为线型的C12-C15醇乙氧化物，缩合物中氧化乙烯的平均摩尔数约为7.2，分子量约为619，羟基数约为108，HLB约为12.2，浊点约为50℃，流点约为21℃，闪点约为177℃，比重约为0.967。
这些组合物包括烯化氧的缩合产物，它们将油和水偶合并具有通式：
RX(CH2CH2O)nH
其中此乳化剂的分子量在使乳化剂在约10℃或更高温度下可溶于水的范围；
R是亲油基团，含有：
(i)分子量足以产生亲油性的线型醇化物并任选地含有一些烷基支链；
(ii)烷基酚；或
(iii)聚合醚，其中所述聚合醚是聚氧丙烯基团或聚氧丙烯基团与聚氧乙烯基团的嵌段或混共聚混合物；
X可以是氧、氮或硫原子；n为在亲水基团中氧乙烯单元的平均数，它大于约5从而给所述乳化剂引入足够的水溶性；
亲水基团(-(CH2CH2O)n-)含有大于50％(摩尔)的乳化剂，任选地含有重复氧乙烯基团和氧丙烯基团的混共聚或嵌段混合物。
这样，本发明既包括从水中减少或基本消除或消除甘油酯的新的组合物，也包括进行这样的处理的方法，其中该组合物含有脂酶、非离子乳化剂、水溶性有机酸防腐剂和水溶性稳定剂。
此脂酶可单独使用或与其它酶联合使用，因而脂酶的量是等于或少于组合物中使用的酶的重量的100％的任何值，其中脂酶的存在量应能有效地基本将所处理的脂类物质水解。
例如，也可使用磷脂酶。脂酶和磷脂酶为酯酶，它们通过作用于这些化合物中的酯键而水解脂肪或油。脂酶作用于甘油三酯，而磷脂酶作用于磷脂。就工业角度而言，脂酶和磷脂酶代表了市场销售的酯酶。Novo Nordisk出售两种液体脂酶制剂，其名称为ResinaseTM A和ResinaseTM A 2X。
可购买到含有脂酶的液体酶组合物。例如，这样的组合物以商品名Lipolase100、Greasex 50L、PalataseTM A、PalataseTM M和LipozymeTM出售，它们都由Novo Nordisk提供。
可使用胰腺磷脂酶A2，它以液体酶组合物形式以LECITASETM商品名由NovoNordisk销售。可与这些脂酶中的任一种一起使用的其它酶如下。
蛋白酶是熟知的一类酶，用于广泛的多种工业领域，它们能水解蛋白质或蛋白质底物中的肽键。蛋白酶用来帮助除去蛋白污渍如血或蛋污渍。含有碱性蛋白酶的液体酶组合物也被用作冷却塔中水和金属加工液密封容器中的细菌膜及藻和真菌簇的分散剂。
蛋白酶根据其有活性的pH范围，可分为酸性、中性或碱性蛋白酶。酸性蛋白酶包括微生物粗制凝乳酶、凝乳酶、胃蛋白酶和真菌酸性蛋白酶。中性蛋白酶包括胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶/无花果蛋白酶及细菌中性蛋白酶。碱性蛋白酶包括枯草杆菌蛋白酶及相关的蛋白酶。含有蛋白酶的市售液体酶组合物有RennilaseR、“PTN”(胰腺胰蛋白酶NOVO)、“PEM”(蛋白水解酶混合物)、NeutraseR、AlcalaseR、EsperaseR和SavinaseTM，这些都由Novo NordiskBioindustrials，Inc.of Danbury，CT提供。另外一种市售蛋白酶以名称HT-Proteolytic由Solvay Enzyme Products销售。
淀粉酶是另一类酶，也用于很多工业领域中，其中它们催化或加速淀粉的水解。淀粉酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、淀粉葡糖苷酶(glucoamylase)、真菌淀粉酶及支链淀粉酶。含有淀粉酶的市售液体酶组合物有BAN、TermamylR、AMG、FungamylR和PomozymeTM，由Novo Nordisk提供；和Diazyme L-200，为Solvay Enzyme Products的产品。
其它有商业价值的酶类为对纤维水解起作用的酶。这一类型的酶包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶及β-葡聚糖酶。纤维素酶是降解纤维素的酶，纤维素是一种植物细胞壁中的线性葡萄糖聚合物。半纤维素酶参与半纤维素的水解，半纤维素象纤维素一样，是发现于植物中的多糖。果胶酶是参与果胶降解的酶，果胶是主要成分为糖酸的碳水化合物。β-葡聚糖酶是参与β-葡聚糖水解的酶，β-葡聚糖也象纤维素一样为葡萄糖的线性聚合物。概括地说，纤维素酶包括内纤维素酶、外纤维素酶、外纤维生物水解酶和纤维二糖酶及为了本发明的目的也可包括半纤维素酶。含有纤维素酶的市售液体酶组合物以名称CelluclastR和NovozymR188销售，它们都由Novo Nordisk提供。
可使用的半纤维素酶包括木聚糖酶。由Novo Nordisk提供的PULPZYMR产品，由Alko Biotechnology提供的ECOPULPR产品，是含有木聚糖酶的市售液体酶组合物的两个例子。
作为一类，半纤维素酶包括半纤维素酶的混合物和半乳甘露聚糖酶。市售含有半纤维素酶的液体酶组合物有Novo的PULPZYMR产品和Alko Biotechnology的ECOPULPR产品及Novo Nordisk的产品NovozymR 280和GamanaseTM。
可以使用的果胶酶包括内聚半乳糖醛酸酶、外聚半乳糖醛酸酶、内果胶酸盐裂解酶(反式消除酶)、外果胶酸盐裂解酶(反式消除酶)和内果胶裂解酶(反式消除酶)。含有果胶酶的市售液体酶组合物以名称PectinexTM Ultra SP和PectinexTM销售，两者都由Novo Nordisk提供。
可以使用的β-葡聚糖酶包括地衣多糖酶、海带多糖酶和外葡聚糖酶。含有β-葡聚糖酶的市售液体酶组合物以名称Novozym R234、CerefloR、BAN、FinizymR和CeremixR，都是Novo Nordisk提供的。
其它有商业价值的酶是异构酶，它催化有机化合物异构体间的转化反应。SweetzymeTM产品是含有葡萄糖异构酶的液体酶组合物，它由Novo Nordisk提供。
氧化还原酶是作为化学氧化/还原反应中的催化剂的酶，因而参与很多生化物质的裂解和合成。目前，很多氧化还原酶在工业中尚未取得显著位置，因为多数氧化还原酶需要辅助因子的存在。但是，当辅助因子是酶的组成部分或不是必需提供时，氧化还原酶有商业价值。
可以使用的氧化还原酶有葡萄糖氧化酶和脂氧合酶(lipoxygenase)。其它氧化还原酶可能应用于甾类衍生物的酶促合成及诊断试验。其它氧化还原酶包括过氧化酶、超氧化物歧化酶、醇氧化酶、多酚氧化酶、黄嘌呤氧化酶、巯基氧化酶、羟化酶、胆甾醇氧化酶、漆酶、醇脱氢酶和类固醇脱氢酶。
优选使用的非离子乳化剂包括那些烯化氧的缩合产物，它们有利于将油和水偶合并一般具有通式
RX(CH2CH2O)nH其中此乳化剂的分子量在使乳化剂在至少约10℃或更高或在约10℃至40℃或更高的温度下溶于水的范围。优选基本无毒并基本可生物降解的乳化剂。
上式中R为具有足够的分子量的线性醇化物，从而使其具有亲油性，在一些实例中可含有某些烷基支链。优选含有最少或基本不含烷基支链的醇化物，因为它们比含有烷基支链的醇化物更易生物降解。基团R也可基于某种烷基酚如壬基酚或聚合醚如聚氧丙烯基或聚氧丙烯和聚氧乙烯基团的嵌段或混共聚混合物。在上式中X可以是氧、氮或硫原子或其它能够将聚氧乙烯链连接至亲油基团R的官能团。可用于后者的起始物质包括仲胺、N-取代酰胺或硫醇。在多数实例中，n为在亲水基团中氧乙烯单元的平均数，它必须大于约5或约6以引入足够的水溶性使这些物质可以使用。在任何情况中，亲水基团(-(CH2CH2O)n-)可含有大于50摩尔百分数的乳化剂并特别是约50摩尔百分数至约80摩尔百分数。亲水基团可任选地含有重复氧乙烯基团和氧丙烯基团的混共聚或嵌段混合物。
可用于本发明的适当的乳化剂包括基于脂肪族一元醇的烃部分的疏水物，它是线型的或基本是线型的并含有约9至约15个碳原子，其中烃部分通过醚氧键连接至氧乙烯链或氧乙烯和1，2-氧丙烯基团的混共聚或嵌段混合链上。
一元醇一般包括醇的混合物(优选那些基本上是正态曲线统计学分布的)，它们含有约9至约11个碳原子，约12至约15个碳原子，约12至13个碳原子和约11至约15个碳原子。优选那些具有基于氧乙烯基团的亲水基团的表面活性剂。因为本发明优选的乳化剂为能提高油包水乳化体系的那些，故优选具有高(即约8至约18)HLB值(亲水-亲脂平衡)的乳化剂。另外，这些乳化剂应具有分子量(基于OH数)约270至约790，特别是约425至约610，并且羟基数(mg KOH/g)约71至约208，特别是约92至约132。从这方面而言可使用的各种乳化剂包括Shell chemical的NEODOLR系列，包括基于含有约9至约11个碳原子的线型醇掺混物的乙氧基化物系列NEODOL91，基于含有约12至约15个碳原子的线型醇掺混物的乙氧基化物系列NEODOL25，基于含有约12至约13个碳原子的线型醇掺混物的乙氧基化物系列NEODOL23和含有约ll至约15个碳原子的乙氧基化物系列NEODOL45。类似的乳化剂也可使用，它们以商品名ALFONICR(Conoco)、POLYTERGENTR(Olin)、BRUR(ICI AMERICAS)、PLURAFACR(BASFWyandotte)、SURFONECR(Texaco)和TERGITOLR(Union Carbide)出售。特别优选NEODOL25型乳化剂。
在一个实施方案中，醇乙氧基化物乳化剂是基本上为线型的含有约9至约15个碳原子的醇和乙烯氧化物的缩合产物，以便使以聚氧乙烯基团形式存在的所述乙烯氧化物含量大于所述醇乙氧基化物的约50mol％，所述醇乙氧基化物的HLB为约8至约18。
虽然在一些例子中，乳化剂会通过优先吸收可能存在于组合物中引起酶水解的水从而稳定脂酶或其它酶，但优选组合物中也含有水溶性稳定剂如多元醇或多元醇的混合物，其中多元醇具有2至约6个碳原子及2至约6个羟基并包括如l，2-丙二醇、乙二醇、四氢呋喃二醇、季戊四醇、甘油、山梨醇、甘露醇、葡萄糖、果糖、乳糖等物质。优选的稳定剂为基本无毒并基本可生物降解的那些物质。
可优选用于本发明的任选的水溶性有机酸防腐剂包括含有2至约10个碳原子的和l至约2个羰基的不饱和或饱和有机酸。这些防腐剂用来大大减小或基本上防止由酵母、真菌或其它微生物引起的组合物的腐败。基于此考虑可使用的优选的不饱和有机酸之一包括2，4-己二烯酸。可使用的其它不饱和酸包括丁烯酸(巴豆酸、异巴豆酸、乙烯基乙酸和甲基丙烯酸)；戊烯酸(惕各酸、当归酸和异戊烯酸)；己烯酸和2，3-二甲基-2-戊烯酸。优选基本上无毒并基本上可生物降解的水溶性酸。
就此可使用的其它不饱和酸包括马来酸(顺-丁烯二酸)和富马酸(反-丁烯二酸)以及柠康酸(甲基马来酸)。
可使用的其它酸包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸。丙二酸的多种衍生物也是适合的，包括丙烯基丙二酸、丁基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、酒康酸、羟基丙二酸(hydroxy malonic acid)、甲基丙二酸、二羟丙二酸和羟基丙二酸(oxy malonic acid)。
也可使用的琥珀酸的多种衍生物，包括二羟基琥珀酸、乙基琥珀酸、羟基琥珀酸和甲基琥珀酸。
也可使用的戊二酸的多种衍生物包括α-乙基戊二酸、β-乙基戊二酸、甲基戊二酸和β-甲基戊二酸。
在说明书和权利要求书中，术语“基本上溶于水”指使用过程中在某一浓度和温度特定组份或整个组合物的溶解度。基本上无毒是指使用过程中此制剂中的个别组份的浓度不会对植物或动物的生命造成实质性的毒害，这与联邦政府对毒性的规定一致。同样，术语“基本上可生物降解”指在使用条件下此组合物中的那些组份或整个组合物在合理的时间内可以被常规的微生物生物降解。于是，用于本文的术语“基本”或“基本上”指完全的或几乎完全的作用。
按照本发明的方法处理的甘油酯包括甘油三酯、甘油二酯或甘油单酯，其中酰基的链长可以变化，但在多数情况下是基于不饱和或饱和脂肪酸。但在优选的实施方案中的本发明的组合物配制成能有效处理熔点在约10℃至约40℃或优选接近室温的甘油酯。
本发明的组合物也可为处理水中甘油酯的不同的应用而配制，使脂酶的存在量为约5至约20％(重量)，或约7至约18％(重量)，或约8至约15％(重量)；乳化剂的含量为约0.5至约20％(重量)，或约0.7至约18％(重量)，或约0.8至约15％(重量)；有机酸防腐剂的含量为约0.05至约0.2％(重量)，或约0.07至约0.18％(重量)，或约0.8至约0.15％(重量)；水溶性稳定剂的含量为约10至约40％(重量)，或约15至30％(重量)，或约18至约25％(重量)以及配平水及任选的香料。所用上述制剂可被用水稀释至脂酶的活性大为降低的某一点，这对有关领域的普通技术人员是力所能及的。
上述组合物的pH在约3.5至约4.5的范围内，并且当稀释至100ppm时，为约6.5至约6.8。因此，pH范围为约3.5至约6.8，但该组合物可在约pH3.5至约pH10范围内使用。
下面的实施例举例说明了本发明。除非另外指出，所有的百分比是指重量百分比。
为了稳定性的测定和相对脂酶活性的对比评价，使用Sigma Titrimeticprocedure(Sigma滴定方法)(Sigma#-800)。用于此方法的底物是橄榄油。反应在30℃进行3小时。
通过用0.5N NaOH滴定至观察到颜色由白变化至浅蓝(pH指示剂：百里酚酞)计算终点。计算单位是Sigma-Teitz单位/ml和国际单位/L。使用35g每升去离子水的细菌培养基Spirit蓝色琼脂(Spirit Blue Agar)，其中添加有3％1，2，3-甘油三丁基酯作为脂底物来设计点脂解试验(Spot Lipolytic Assay)。将底物置于培养皿中并在其中央挖一直径5mm深约1mm的孔，然后将被评价的组合物加入孔中。记录环状或晕轮脂解，其现象是在加样区域培养基颜色由浅蓝加深至深蓝。通过在一段时间(1-24小时室温下)内测量环状带的直径(mm)评价反应速率并记录相对活性。由拔出的琼脂塞的直径(5mm)中减去直径读数。(扩散速率和培养基中的蛋白质相互作用可影响活性)。
为模拟产品的使用性能(In-use Performance)设计一个方法，使用充满4升自来水的桶并向其中充入空气(有助于产品的分散)。向该系统中加入损害物，每4升水加入1毫升油(橄榄油或防晒油)。每天加入酶(1盎司/1000加仑水)并用一个级别系统记录性能：(0，未观察到表面油的光泽；1，保留有10-30％的光泽；2，30-50％；3，50-70％；4，70-90％；5，90-100％。此外，记录水质的任何其它变化(即观察混浊或絮凝物)。
最后，为了用水池/矿泉添加剂测定样品的酶稳定性，使用Sigma滴定方法，用橄榄油作底物。反应2小时后测量环状带或晕轮。酶接触试剂的时间为30分钟至1小时。
将本发明的组合物用市售的水池和矿泉清洁剂进行评价。结果报告于表1-4。
                      表1
                   结果及讨论
           环状带/晕轮点脂解试验(mm)(Spirit Blue Agar：1，2，3-甘油三丁基酯)产品         时间0小时  1小时  2小时  4小时  8小时  24小时  DZ1DissolveTM       0       6      9      14     20     33    (9)Spa Scum GonTM   0       7      9      14     20     37   (12)Bio-ClearTM      0       4      4      3*      0      0   --**ScumDigesterTM   0       4      8      14     20      37   (8)/水池Scum DigesterTM     0    5    8    14    20    37    (8)/矿泉Nat.Chem./Baquacil   0    5    5    7*    7     *0    --**Nat.Chem./水池       0    5    5    6*    8     *0    --**Nat.Chem./矿泉       0    2    2*   5*     0    0     --**配方A1               0    7    10   15    23    40    (10)配方B1               0    7    10   15    23    41    (7)配方C1               0    6.5  10   15    22    38    (10)配方D1               0    7    9    15    21    38    (11)配方E1               0    7    10   15    23    39    (11)**脂解活性的减退可能是由于蛋白质的失活。正常情况下，直径变化1-2mm表明脂解活性有10倍的不同。DZ1是加样点周围无油垢的双环状带，可能表明脂肪酰基的迁移，即在C-2位的脂肪酸酯化随机地迁移至C-1或C-3位。由此它被快速裂解导致在延长的温育期间观察到第二个环状带。**未观察到环状带。Dissolve为Applied Biochemist的商标SPA Scum Gon为Leisure Time的商标Bio-Clear为Hydrology labs的商标Scum Digester为Robarb的商标Natural Enzyme为Natural Chemistry的商标Natural Chemistry为Natural Chemistry的商标
                    表2
             SIGMA诊断滴定脂酶试验(#800)产品             Sigma-Teitz脂酶单位/ml(在30℃孵育3小时)
                                      国际单位/LDisslveTM            33.35                  9338Spa Scum GonTM       31.35                  8722Bio-ClearTM          0.75                   210Break-UPTM           2.50                   700De-SkumTM            2.30                   644Skum DigesterTM      0.95                   266./水池Skum DigesterTM      0.55                   154/矿泉Nat.Chem./Baquacil        1.35                378Nat.Chem./水池            1.35                378Nat.Chem./矿泉            0.75                210配方A1                    0.55                154配方B1                    0.55                154配方C1                    39.95               11186配方D1                    36.65               10262配方E1                    1.85                518橄榄油(88％不饱和，C：18)被常规用于本试验的底物。由于游离脂肪酸的释放pH下降，用0.05N NaOH中和。所用指示剂：百里酚酞。此试验中观察到约小于10％的变异性。Break-Up为EZChlor的商品名。Break-Up为EZ Chlor的商标
                          表3
           配方C1与其它水池添加剂的相容性试验1：     配方C1 Spirit Blue Agar：三丁酸甘油酯底物的10倍系列稀释后
        的曲型结果反应时间           10倍稀释系列                   (环状带直径mm)
        1      1/10    1/100    1/1000    110000    11002小时       16     15      13       12        9         晕轮*4小时       20     19      18       6         12        76小时       24     23      21       19        14        9*孔的周边
                        表4
           配方C1与几种水池添加剂的相容性产品    浓度(ppm)  配方C1     Spirit Blue Agar方法
              (稀释度)    脂解的环状带(mm)1(接触)
                          30分钟   1小时   24小时2Baquacil   0     加  1/1000     12     12      NdBaquacil   40    加  1/1000     12     12      NdBaquacil    50    加  1/1000       12      12        NdBaquacil    60    加  1/1000       12      12        NdBaquacil    80    加  1/1000       12      12        NdSoftswim B  0     加  1/1000       Nd      10        34Softswim B  40    加  1/1000       Nd      10        31Sofiswim B  50    加  1/1000       Nd      10        32Softswim B  60    加  1/1000       Nd      10        32Softswim B  80    加  1/1000       Nd      10        33WSCP        1     加  1/1000       10      11        NdWSCP        2     加  1/1000       10      11        NdWSCP        4     加  1/1000       10      11        NdWSCP        5     加  1/1000       10      11        Nd氯          0     加  1/1000       12(20)  12(20)    Nd氯          2     加  1/1000       11(19)  11(15)    Nd氯          4     加  1/1000       0(12)   0(9)      Nd氯          8     加  1/1000       0(10)   0(0)      Nd氯          10    加  1/1000       0(6)    0(0)      Nd
                          30分钟  2小时   6小时  24小时BCDMH       0     加  1/1000    (45)  (45)  (45)   (45)BCDMH       1     加  1/1000    (40)  (43)  (40)   (41)BCDMH       2     加  1/1000    (35)  (35)  (36)   (41)BCDMH       4     加  1/1000    (10)  (10)  (9)    (8)BCDMH       8     加  1/1000    (0)    (0)  (0)    (0)Nd，未测氯来源：次氯酸钙。Baquacil为Zeneca的商标，为双胍Softswim B为Biolab Inc.的商标，为双胍WSCP为Buckman Inc.的商标，为季铵化合物聚合物BCDMH(1-溴-3-氯-5，5-二甲基乙内酰脲)注1：与产品接触2小时后终止的脂解环状带；括号内数字，为接触24小时后终止的。注2：产品被中和前的接触时间。
                                     表5
                   用橄榄油作底物的使用模拟性能试验(桶试验)产品                     第1天       第2天        第3天DissolveTM              3/絮凝物    0/絮凝物     0/絮凝物Spa Scum GonTM          5           4/絮凝物     0/絮凝物Bio-ClearTM             5           4            3Scum DigesterTM         Nd          Nd           Nd/水池Scum DigesterTM         3/混浊      3/絮凝物     0/絮凝物/矿泉Nat.Chem./Baquacil       4           4/混浊       4/混浊Nat.Chem./水池           5           5            5Nat.Chem./矿泉           4           4            3/混浊配方A1                   3/混浊      0/混浊       0/混浊配方B1                   3/混浊      0/混浊       0/混浊配方C1                   0/絮凝物    0/絮凝物     0/絮凝物配方D1                   0/絮凝物    0/絮凝物     0/絮凝物配方E1                   Nd          Nd           Nd对照                     5           5            5第0天全部桶的读数为5。所有酶制剂的剂量为每3785升0.3毫升(推荐剂量)。Nd，未测。混浊：水变混浊絮凝物：凝聚的飘浮的底物(续)括号内数字，接触24小时后终止2/产品中和前接触时间
                     组合物A1乳化剂      Neodol 25-91          10％稳定剂      甘油                   20％脂酶        GreasexTM100-L        10％
        香料(柠檬-酸柠檬)      0.1％
        水                     59.9％注1：氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量610；羟基数92；EO的平均摩尔数为9；EO重量％为67；HLB为13.3；浊点，74℃；流点，24℃；闪点，188℃；比重，0.982。
                         组合物B1Neodol25-91           10％甘油                   20％Greasex 100-L          10％聚乙烯吡咯烷酮         2％香料(柠檬-酸柠檬)      0.1％水                     57.9％注1：氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量610；羟基数92；EO的平均摩尔数为9；EO重量％为67；HLB为13.3；浊点，74℃；流点，24℃；闪点，188℃；比重，0.982。
                          组合物C1组份水                     68.8％山梨酸                 0.1％甘油                   20％Neodol 25-71          1.0％GreasexL-100           10.0％香料(柠檬-酸柠檬)      0.1％闪点                   不低于-5.5℃pH                     3.8至4.1pH 100ppm              6.72密度                   1.055注1：氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量619；羟基数108；EO的平均摩尔数为7.2；EO重量％为61；HLB为12.2；浊点，50℃；流点，21℃；闪点，177℃；比重，0.967。
                         组合物C1
                        物理及化学性质制剂C1pH：                 3.81pH(100ppm)：        6.72密度                1.055闪点                不低于-5.5℃粘度                10cps外观                轻度混浊的白色气味                柠檬味溶解性              水溶性很好活性的最佳范围：pH范围：            6-10温度范围：          30-40℃
                         组合物D1Neodol 25-71       5.0％甘油                7.5％Greasex 100-L       7.0％聚乙烯吡咯烷酮      2.0％香料(柠檬-酸柠檬)   0.1％水                  78.4％注1：氧化乙烯(EO)的C12-C15醇乙氧化物；分子量619；羟基数108；EO的平均摩尔数为7.2；EO重量％为61；HLB为12.2；浊点，50℃；流点，21℃；闪点，177℃；比重，0.967。
                         组合物E1Neodol 91-61         5.0％甘油                  10.5％Greasex 100-L         10.0％柠檬-酸柠檬           0.1％水                    74.9％注1：氧化乙烯(EO)的C9-C11醇乙氧化物；分子量425；羟基数132；EO的平均摩尔数为6；EO重量％为62；HLB为12.5；浊点，52℃；流点，7℃；闪点，168℃；比重，0.991。
这样，在一实施方案中，该脂酶体系含有约5％至约20％(重量)的一种脂酶；非离子乳化剂的存在量为约0.5％至约20％(重量)并且包括基本为线型的C12-C15或C9-C11醇乙氧化物，其中缩合物中含有平均摩尔数为约6.0至约9.0的氧化乙烯，由OH数测定的分子量为约425至约610；羟基数为约62至约132；HLB为约12.2至约13.3，浊点为约50℃至约74℃，流点为约7℃至约24℃，闪点为约168℃至约188℃，比重为约0.967至约0.991；
水溶性有机酸防腐剂的存在量为0至0.2％(重量)，且
水溶性稳定剂以约10％至40％(重量)的量存在。
优选非离子乳化剂为基本为线型的C12-C15醇乙氧化物，它的分子量约为619，羟基数约为108，缩合物中氧化乙烯的平均摩尔数约为7.2，HLB约为12.2，浊点约为50℃，流点约为21℃，闪点约为177℃，比重约为0.967。
在另一个优选的实施方案中，水溶性有机酸防腐剂为山梨酸并且水溶性稳定剂为甘油。
根据固定氢离子浓度法(pH-Stat method)所得数据，所有A1-E1的例子，包括Leisure Time的Spa Scum Gon产品水解的速率最快，其次为Robarbs ScumDigester/水池和Scum Digester/矿泉。在此方法中Natural Chemistry的Nat.Enzyme/Baquacil、Nat.Enzyme/水池及Nat.Enzyme Spa无活性(水解)，这可能表明其中的组分活性小或配制的脂酶不稳定。
Sigma滴定试验表明，配方C1和D1与所有的被试配方相比活性最高。活性第二高的是Applied Biochemist的DissolveTM，其次是Leisure Time的Spa Scum GonTM产品。在本试验中，所有其它的例子包括Natural Chemistry的产品活性低。
Spirit Blue Agar脂解试验表明，本发明的组合物具有最高的水解作用和水解速率，其次是Robarb、Leisure Time和Applied Biochemist的产品。Natural Chemistry的产品和Hydrology Laboratories Bio Clear在本试验的时间内活性降低。这样的损失可能是由于脂解活性的蛋白质失活。如果万一使用其它类型的酶(即蛋白酶、磷脂酶)，则用这些配方进行其它酶试验。在这些产品中，观察到一些弱的磷脂酶活性(未给出数据)。
最后，使用模拟研究显示了不同配方的一些作用。配方C1和D1将甘油三酯全部水解并产生游离脂肪酸的表面絮凝物。Robarb、Leisure Time及AppliedBiochemist的配方具有相似的现象但絮凝物出现较慢。所有Natural Chemistry的产品和Hydrology Laboratories的产品无絮凝物；但水变得非常混浊。配方A1和B1结果相似但第2天将表面油污光泽有效地除去。
由现存的材料明显可见，本发明的组合物提供了有效、无毒、可生物降解的稳定化配方，它们能除去常见于水池、矿泉和热水桶中的油污沉积物。该组合物对短链和长链甘油三酯、饱和油如椰子油、猪油和可可油以及不饱和油如橄榄油、西蒙得木腊和芝麻籽油有广泛的脂解活性，未观察到其它市售产品有这样的性质。
本领域技术人员知道在不背离本发明的精神和范围的前提下，可对本发明的组合物及方法进行修饰和改变。假如它们落在后面的权利要求的范围内，这些修饰和变化及其等同物都包括在本发明中。

Claims (10)

1、一种酶组合物，它含有用来降低水中酰基甘油酯的化合物的混合物，其特征在于所说组合物包括：
(a)5％～20％重量的脂酶体系；
(b)0.5％～20％重量的含有醇乙氧化物乳化剂的非离子乳化剂；
(c)0.05％～0.2％重量的含有具有2至10个碳原子和1至2个羧基的不饱和有机酸的水溶性有机酸防腐剂及
(d)10％～40％重量的含有具有2至6个碳原子和2至6个羟基的多元醇或多元醇混合物的水溶性稳定剂；
其中该组合物的pH为3.5至6.8。
2、权利要求1的组合物，其中：
所述(a)脂酶体系任选与第二种酶合用，其中所述第二种酶是磷脂酶、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶、异构酶或氧化还原酶。
3、权利要求2的组合物，其中：
所述(c)水溶性有机酸防腐剂是含有多达6个碳原子的不饱和羧酸。
4、权利要求1的组合物，其中：
所述(a)酶含有脂酶；
所述(c)水溶性有机酸防腐剂含有山梨酸；及
所述(d)水溶性稳定剂含有甘油。
5、权利要求2的组合物，其中：
所述(a)脂酶体系；
所述(b)非离子乳化剂；
所述(c)水溶性有机酸防腐剂；及
所述(d)水溶性稳定剂；
为基本可生物降解并基本无毒。
6、权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中：
所述(b)乳化剂是基本为线型的含有9至15个碳原子的醇和氧化乙烯的一种醇乙氧化物缩合产物，使所述氧化乙烯以聚氧乙烯基团存在，其含量大于所述醇乙氧化物的50％摩尔，所述醇乙氧化物的HLB为8至18。
7、权利要求6的组合物，其中：
所述(b)非离子乳化剂的含量是0.5％至20％重量并含有基本为线型的C12-C15或C9-C11醇乙氧化物，在缩合物中含有平均摩尔数为6至9.0的氧化乙烯，分子量为425至610；羟基数为92至132；HLB为12.2至13.3，浊点为50℃至74℃，流点为7℃至24℃，闪点为168℃至188℃，比重为0.967至0.991。
8、权利要求7的组合物，其中：
所述(b)非离子乳化剂基本为线型的C12-C15醇乙氧化物，缩合物中氧化乙烯的平均摩尔数为7.2，分子量为619，羟基数为108，HLB为12.2，浊点为50℃，流点为21℃，闪点为177℃，比重为0.967。
9、权利要求1的组合物，其中：
所述(a)酶含有脂酶；
所述(b)非离子乳化剂，含有基本为线型的C12-C15醇乙氧化物，缩合物中氧化乙烯的平均摩尔数为7.2，分子量为619，羟基数为108，HLB为12.2，浊点为50℃，流点为21℃，闪点为177℃，比重为0.967；
所述(c)水溶性有机酸防腐剂含有山梨酸；及
所述(d)作为水溶性稳定剂含有甘油。
10、权利要求1至5中任意一项所述组合物，其中：
所述(b)非离子乳化剂含有氧化乙烯的缩合产物，它们将油和水偶合并具有通式：
RX(CH2CH2O)nH
其中此乳化剂的分子量在使乳化剂在10℃或更高温度下可溶于水的范围；
其中R是亲油基团，含有：
(i)分子量足以产生亲油性的线型醇化物并任选地含有某些烷基支链；
(ii)烷基酚；或
(iii)聚合醚，其中所述聚合醚是聚氧丙烯基团或聚氧丙烯基团和聚氧乙烯基团的嵌段或混共聚混合物；
X可以是氧、氮或硫；
n为在亲水基团中氧乙烯单元的平均数，它大于5，从而给所述乳化剂引入足够的水溶性；
亲水基团(-(CH2CH2O)n-)含有大于50摩尔百分数的乳化剂，任选地含有重复氧乙烯基团和氧丙烯基团的混共聚或嵌段混合物。
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