DE1802465A1

DE1802465A1 - Proteolytische Enzyme in Granulatform

Info

Publication number: DE1802465A1
Application number: DE19681802465
Authority: DE
Inventors: Taeuber Dr Guenther; Gerhard Kaiser
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1968-10-11
Filing date: 1968-10-11
Publication date: 1970-05-27
Also published as: NL6915293A; BE740194A; FR2020445A1

Description

FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: - Pw 5889 1802465

Datum:

Proteolytische Enzyme in Granulatform

Wasch- und Vorwaschmittel mit einem Gehalt an proteolytischen Enzymen sind seit längerer Zeit bekannt und werden auch in großem umfang in der Praxis angewandt. Derartige enzymatische Wasch- und Vorwaschmittel werden beispielsweise beschrieben in den belgischen Patentschriften 697 480, 697 481 und 697 482.

Bei den bekannten enzymatischem Wasch- und Vorwaschmitteln beobachtet man bei der Lagerung einen relativ schnellen Abfall der Enzymaktivität. Die Inaktivierung der proteolytischen Enzyme in Waschmittelformulierungen wird durch hohe Lagertemperatur und Luftfeuchtigkeit beschleunigt. Dieser Abfall der Enzymaktivität wird daher als großer Nachteil bei der Anwendung solcher enzymatisehen Wasch- und Vorwaschmittel angesehen .

Es wurde nun überraschend gefunden, daß durch eine Vorgranulierung der proteolytischen Enzyme zusammen mit gut wasserlöslichen grenzflächenaktiven Polyäthylenglyliolderivaten mit einem Poly- i äthylenglykolgehalt von mindestens 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise 75 bis 95 Gewichtsprozent, und einem Alkyl- oder Alkylarylrest mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen als Granulierhilfsmittel vor dem Einarbeiten der Enzyme in die Waschmittel ein Nachlassen der Enzymaktivität bei der Lagerung der Waschmittel verhindert oder zumindest erheblich verringert wird.

Als Polyätiiylenglykolderivate, wie sie gemäß der Erfindung als Granula erhilf sr.ilttel zur An-vendung gelangen, kommen vor allem die Änlagerungsprodükto von Athylenoxid an aliphatische oder aromatische Hydroxy !verbindungen, v/ie insbesondere geradkettige oder verzweigtkettige Alkanols, Alkylphenole und Naphthole,

0 0 9 8 22/1800 ^BAD ORfGiNAL

sowie ferner an Fettsäuren und Fettsäureamiden in Betracht,₍ wobei die Alkyl-, Alkylaryl- oder Arylreste dieser Anlagerungsverbindungen etwa 10 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten sollen. Als Polyglykolätherderivate können ferner auch die Propylenoxid-Äthylenoxid-Blockpolymerisate, insbesondere Polypropylenoxid vom Molgewicht etwa 1200 bis etwa 3000, an das mindestens 70 Gewichtsprozent Äthylenoxid angelagert wurden, verwendet werden. "

Als Granulierhilfsmittel kommen bevorzugt die Alkylpolyglykoläther von geradkettigen Alkanolen mit 10 bis 22 Kohlenstoff~ atomen, insbesondere solche mit einem Fließpunkt im Bereich von etwa 40 bis 50 C, in Betracht» Die Länge des Polyäthylenglykolrestes in den Granulierhilfsmitteln steht in gewisser Abhängigkeit von der Größe des aliphatischen oder aromatischen Restes dieser Polyglykolderivate. Die zur Herstellung dieser Produkte verwendete Menge an A'thylenoxid soll mindestens 70 %, vorzugsweise 75 bis 95 %, bezogen auf das Gewicht der Polyäthylenglykolderivate, betragen.

Für die Granulierung der Enzyme gemäß der Erfindung wird zweckmäßig das pulverförmige Enzym auf dem Granulierteller vorgelegt und langsam mit geschmolzenem Polyäthylenglykolderivat versetzt. Zweckmäßig wird das geschmolzene Polyäthylenglykolderivat bei laufendem Granulierteller auf das pulverförmige Enzym aufgesprüht. Das bei der Granulierung anzuwendende Mischungsverhältnis zwischen Enzym und Granulierhilfsmittel kann in weitem Bereich variieren. Zweckmäßig werden Mischungsverhältnisse im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10 eingehalten. Vorzugsweise beträgt der Anteil des Granulierhilfsmittels 20 bis 50 %, bezogen auf das Gewicht des Granulats, Dem Granulieransatz können gegebenenfalls weitere in Waschmitteln zu verwendende Hilfsstoffe, wie* z. B. organische oder anorganische Farbstoffe oder Pigmente, in geringen Mengen zugegeben werden.

Der den Wasch- und Reinigungsmittelforrauliervmgen zuzusetzende Anteil an proteolytischen Enzymen kann in weiten Grenzen variieren,

0098227 1 800

BAD ORIGIMAL .

- 3 - Fw 5889

Die Enzymmenge in den Waschmitteln richtet sich vor allem nach der Aktivität der verwendeten Enzyme und nach der angestrebten enzymatischen Wirkung der Waschmittel. Bei Einsatz handelsüblicher proteolytischer Enzyme liegt die Zusatzmenge meist im Bereich von etwa 0,05 bis 3 %, bezogen auf das Gewicht der Y/aschmittelfommlierungen. Im allgemeinen wird eine Enzymaktivität der Waschmittel von etwa 200 bis 1000 Löhlein-Volhard-Einheiten/g angestrebt.

Die nachfolgenden Beispiele für die Granulierung proteolytischer Enzyme dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne daß hiermit eine Beschränkung vorgenommen werden soll. Die granulierten Enzyme gemäß der Erfindung können in übliche Waschmittelformulierungen eingearbeitet werden.

Beispiel 1

500 g eines handelsüblichen proteolytischen Enzyms rait, ca. 300 000 Löhlein-Volhard-Einheiten/g, gewonnen aus Bact. subtilis, werden auf einem Granulierteller (Hersteller: Firma Erweka GmbH, "Frankfurt (Main)) mit 250 g eines aufgeschmolzenen Talgfettalkoholpolyäthylenglykoläthers mit einem Polyglykolgehalt von 83 Gewichtsprozent besprüht und unter Zusatz von 4 g des Farbstoffs C. I. Nr. 42 045 (vgl. Colour Index (1956) Vol. 3) granuliert.

Beispiel 2

in gleicher iWeise, wie in Beispiel iftngegebeni'yeiidenSOÖ g '/'*. 4|W ^ÄZiSFjas frei 60°C mit 250 g eines aufge^chfiioi^enenT^lg*· ' :· fettaiköhölpolyäthylenglykoläthers mit einöia Polyglykolgehalt Γ,' 90 Gewichtsprozent und 7. g des Farbstoffs C« I. Nr. 44

Index (1056) VoI. 3) Versetzt und granuliert. >

0098 21/ 1 βÖÖ SAD ORIGINAL

■ - 4 - Fw 5889

Beispiel 3

In gleicher Weise, vie in,Beispiel 1 angegeben, werden 500 g des Enzyms bei 5O°C mit 250 g aufgeschmolzenem Alkylpolyäthylenglykoläther mit einem Polyglykolgehalt von 77 Gewichtsprozent , hergestellt durch Anlagerung von Äthylenoxid and ein Gemisch geradzahliger synthetischer n-Alkanole mit 20/22 C-Atomen, bedüst und granuliert.

Beispiel 4

In 'gleicher Weise, wie in Beispiel 1 angegeben,, werden 500 g des Enzyms bei 55 C zusammen mit 250 g eines aufgeschmolzenen Blockpolyraerisats aus Propylenoxid und Äthylenoxid mit einem Polyäthylenoxidgehalt von 80 Gewichtsprozent, hergestellt durch Anlagerung von Äthylenoxid an ein Polypropylenglykol vom Molgewicht 1800, granuliert.

Beispiel 5

500 g eines proteolytischen Enzyms mit ca. 300 000 Löhlein-Volhard-Einheiten/g werden bei 50 C mit 250 g eines.geschmolzenen Tributylphenolpolyäthylenglykolathers mit einem Polyglykolgehalt von 88 Gewichtsprozent besprüht und unter Zugabe von 5 g Titandioxid in gleicher Weise, wie in Beispiel 1 angegeben, granuliert.

Beispiel 6

500 g eines proteolytischen Enzyms mit ca. 300 000 Löhlein-Volhard-Einheiten/g werden bei 50°C mit 250 g eines geschmolzenen Stearinsäurepolyäthylenglykolesters mit einem Polyglykolgehalt von 79 Gewichtsprozent vermischt und, wie in Beispiel 1 angegeben, granuliert.

00982271800

Fw 5889

Zur Prüfung und zum Vergleich der Stabilität proteolytischer Enzyme wird der Verlust der Enzymaktivität durch eine 4 Wochen andauernde Lagerung unter standardisierten Bedingungen ermittelt. Die Prüfungen werden mit Enzymen und granulierten Enzymen für sich allein und in Mischung mit herkömmlichen Waschmittelformulierungen vorgenommen. Zur Prüfung der Enzymstabilität werden Lösungen der Enzyme bzw. der enzymatischen Waschmittel unter Standardbedingungen mit Caseinlösung inkubiert. Danach wird der mit Triehloressigsäure fällbare Anteil aus der Lösung entfernt und in der überstehenden Lösung die Anteile aromatischer Aminosäuren spektrophotometrisch bei 275 nm bestimmt. Für die Bestimmungen werden folgende Reagenzien verwendet, ' .

Reagenzien

I. Wasser von 15 dH:

0,433 g CaCl₂ · 6 HgO 0,14 g MgCl₂ . 6 H₂O und

0,21 g NaHCO₃ werden in 1000 ml dest. Wasser gelöst.

II. 0,3 m Pufferlösung:

36,34 g tris-Hydroxymethylaminomethan werden in 1000 ml Lösung I gelöst.*

III. Tripolyphosphatlösung:

100 g Natrium-Tripolyphosphat werden in 5000 ml Lösung I gelöst.

IV. Trichloressigsäurelosung:

18 g Trichloressigsäure werden in 1000 ml dest. Wasser gelöst,

V. Verdünnte Essigsäure:

300 ml Eisessig werden mit dest. Wasser auf 1000 ml verdünnt .

VI. Natriumacetatlösung:

300 g CH₃COONa · 3 HgO werden in dest. Wasser gelöst und auf 1000 ml aufgefüllt.

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Fw

>889

302465

VII, Dispergatorlösung:

2,5 g Fettalkoholpolyäthylenglykoläther auf Basis Cocosfettalkohol mit einem PoIyglykolrest von 67 % werden in 50 ml dest. Wasser gelöst.

VIII. Fällungsmittel:

Je 100 ml von Lösung IV, V und VI und 4 ml Lösung VII werden gemischt. Hit dest. Wasser wird auf 1000 ml aufgefüllt.

IX. Casein-Lösung:

12 g Casein (nach Hammersten)

werden mit ca. 800 ml dest. Wasser angerührt. Man fügt 100 ml Puffer (Lösung V) zu und verrührt. Bei 40 C wird mit NaOH auf pH 8,5 eingestellt , Bei Zimmertemperatur wird mit Lösung IV auf 1000 ml aufgefüllt.

Zur Durchführung der Bestimmung wird eine genau abgewogene Menge der zu untersuchenden Probe (bei reinen Enzympräparaten zwischen 0,04 und O₁I g, bei enzymhaltigen Waschmitteln zwischen 3,0 und 4,0 g) in Tripolyphosphatlösung (Lösung III) gelöst und auf 200 ecm aufgefüllt. Der pH-Wert dieser Losung wird auf 8,5 eingestellt.

Diese Enzymlösung wird auf 40⁰C vorgewärmt und zu 5 ecm der ebenfalls auf 40 C erwärmten Caseinlösung (Lösung IX) zugegeben. Die beiden Lösungen läßt man im Wasserbad 40 Minuten lang bei 40°C stehen und reagieren. Nach dieser Zeit wird die Reaktion durch Zugabe von 5 ecm Trichloressigsäure (Lösung VIII) unterbrochen. Der entstandene Niederschlag wird abzentrifugiert und in der darüberstehenden Lösung der Anteil an aromatischen Aminosäuren spektrophotometrisch bestimmt.

Die Blindprobe wird wie folgt ausgeführt:

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Zu 5 coin des auf 4O°C vorgewärmten Fällungsreagenz (Lösung VIII) werden die ebenfalls auf 4O°C erwärmte Enzymlösung und 5 ecm der Caseinlösung (Lösung IX) zugegeben. Nach 30 Minuten wird der entstandene Niederschlag abzentrifugiert und die Extinktion der darüberstehenden Lösung gemessen. Die Extinktion wird bei 275 nm in einer 1 ccm-Küvette gegen dest. Wasser gemessen. Die Differenz der Extinktion zur Blindprobe soll zwischen 0,4 und 0,6 liegen. Die Einwaagemenge des Enzympräparates muß dieser Forderung angepaßt werden.

Granulierte Enzympräparate gemäß vorstehenden Beispielen werden für sich allein sowie nach Einarbeitung in Waschraittelforrauliex*ungen jeweils 4 Wochen lang

a) bei 20°C und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit und

b) bei 20⁰C und 76 % relativer Luftfeuchtigkeit

gelagert. Jeweils vorher und nachher wird die Enzymaktivität wie vorstehend angegeben bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Hierbei sind die Aktivitäten in Form von Extinktionswerten, umgerechnet a\if g der verwendeten Substanz, ausgedrückt.

Als Waschmittelformulierungen, in die das Enzym bzw. die Enzymgranulate eingearbeitet werden, haben folgende Zusammensetzung:

A) 3,0 % Ta-lgfettalkoholpolyäthylenglykoläther mit einem

Polyglykolgehalt von 74 Gewichtsprozent 12,5 % sekundäres Alkansulfonat (Kettenlänge 13 bis

17 Kohlenstoffatome)

3,0 % Seife · *

7,5 % Natriumraetasilikat

3.0 ^- Magnosi-arisilikat

41,5 % Natriuatripolyphospiiat

4.1 % Soda

4,1 % Carboxymethylcellulose

BAD OFUGlNAL 009822/1800 ^B

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0,3 % eines optischen Aufhellers

1.0 % Enzympräparat bzw. Enzymgranulat (bezogen

auf Enzymanteü) 20,0 % Natriumperborat

B) 3,8 % Talgfettalkoholpolyäthylenglykoläther mit einem

Polyglykolgehalt von 73 Gewichtsprozent 15,6 % sekundäres Alkansulfonat (Kettenlänge 13 bis

17 C-Atome) 3,8 % Seife

9,3 % Natriummetäsilikat * 3,6 % Magnesiumsilikat 52,0 % Natriumtripolyphosphat

5.1 % Soda

5.2 % Carboxymethylcellulose 0,4 % eines optischen Aufhellers

1,0 % Enzympräparat bzw. Enzymgranulat (bezogen auf, Enzymanteil)

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Fw 5889

Tabelle

co oo to

Aktivität/g Aktivität/g Aktivitäts- Aktivität/g Aktivitäts-

vor der La- nach Lage- abfall nach Lage- abfall

gerung rung (%) rung (%)

(Extink- gemäß a) (abgerundet) gemäß b) , (abgerundet) tion/cm)

Enzym (nicht granuliert)

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 2)

Enzym (nicht granuliert) + Waschmittelformulierung A)

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 1)

+ Waschmittelforrauüerung A)

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 2)

+ Waschmittelformulierung A)

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 3)

+ Waschmittelformulierung A)

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 4)

+ Waschmittelformulierung A)

65	65	0	65	0
62	62	0	62	0
0,5	0,3	40	0,2	60
0,5	0,47	6	0,44	12

0,47

0,46

0,48

0,46

0,42

0,46

Fw 5889

Tabelle (Fortsetzung)

Aktivität/g Aktivität/g Aktivitäts- Aktivität/g Aktivitäts-

vor der La- nach Lage- abfall nach Lage- abfall

ge rung rung (%) rung (%)

(Extink- gemäß a) (abgerundet) gemäß b) (abgerundet) tion/cm)

oo ο ο

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 5)

+ Waschmittelformulierung A)

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 6)

+ Waschmittelformulierung A)

Enzym (nicht granuliert)

+ Waschmittelformulierung B)

Enzym in Granulatform (nach Beispiel 2)

+ Waschmittelformulierung B)

0,47 0,46

0,465 0,45

0,35 0_s

Claims

Patentansprüche

1. Enzymhaltige Wasch- und Reinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die proteolytischen Enzyme in Granulatform mit grenzflächenaktiven Polyäthylenglykolderivaten mit einem PoIyäthylenglykolgehalt von mindestens 70 Gewichtsprozent und einem Alkyl-, Alkylaryl- oder Arylrest mit etwa 10 bis 22 Kohlenstoffatomen im Molekül als Granulierhilfsmittel vorliegen.

2. Enzynhaltige Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die granulierten Enzyme als Granu- Λ lierhilfsmittel Alkylpolyäthylenglykoläthei' von geradkettigen Fettalkoholen mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen und einen PoIyäthylenglykolgehalt von mindestens 75 Gewichtsprozent enthalten.

3. Enzymhaltige Wasch- und Reinigungsmittel gemäß Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den granulierten Enzymen das Gewichtsverhältnis von Enzym zum Granuliernittel 10 : 1 bis 1 : 10 beträgt.

4. Enzyrahaltige Viaseh- und Reinigungsmittel gemäß Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den granulierten Enzymen das Gewichtsverhältnis von Enzym zum Granuliermittel * 4 : 1 bis 1 : 1 beträgt.

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