DE1964088A1 - Stabilisierte waesserige Enzymmischung - Google Patents

Stabilisierte waesserige Enzymmischung

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    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/96—Stabilising an enzyme by forming an adduct or a composition; Forming enzyme conjugates

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf wässerige, amylolytische Enzym enthaltende Mischungen, die beim Abbau von Stärkematerialien wertvoll sind und gegen einen Verlust an amylolytischer Aktivität stabilisiert sind.
Die Verwendung von amylolytischen Enzymen bei der Veränderung und/oder beim Abbau von Stärkematerialien ist bekannt· So werden beispielsweise in der USA-Patentschrift Nrβ 2,607,359 Mischungen beschrieben, welche ein amylolytisches Enzym enthalten und die Entfernung von porösen Materialien, wie Tapeten, Klebezettel und Pasten auf Caseinbasis von Oberflächen, an denen die porösen Materialien mittels sines stärkehaltigen Klebstoffes haften, erleichtern· In "Seifen, Öle, Fette, Wachse" 88, Nr. 24t Seiten 789-793 wird die Verwendung von amylolytischen Enzymen in Waschmittelansätzen beschrieben.
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Diese Enzyme unterstützen den Waschprozeß, indem sie stärkehaltigen Schmutz und stärkehaltige Flecken, wie sie in verschmutzten Geweben auftreten, angreifen, diesen Schmutz bzw· diese Flecken zersetzen und/oder so ändern, daß eine leichte Entfernbarkeit während des Waschvorganges gegeben ist· Enzymatisch« Materialien sind teure und stark wirksame Materialien, die wohl überlegt abgemengt und verwendet werden müssen· Diese Enzyme sind bei Anwendung in wässerigen Mischungen instabil und erleiden eine nennenswerte Zerstörung bei langen Lagerungsze!träumen, was sich durch einen wesentlichen Verlust an Wirksamkeit hinsichtlich Stärkeabbau und/oder Schmutz- und Fleckentfernung zeigt· Dieser Verlust an amylolytischer Aktivität ist insbesondere unter Bedingungen hoher !Temperatur stark· Ferner enthalten amylolytische Enzyme enthaltende Waschlösungen oft zusätzliche, beim Waschprozeß erwünschte Komponenten, die jedoch einen nachteiligen Effekt aif das »lylolytische Enzym aufweisen· Proteolytisch© fHKyme haben oft, obgleich sie beispielsweise in Waschmittelmischungen bei der Verleihung von, proteinartigen Schmutz- und Flecken-entfernenden Eigenschaften wertvoll sind, die Tendenz, auf amylolytische Enzyme einen nachteiligen Abbaueffekt auszuüben·
Es sind bereits Versuche angestellt worden, um Mischungen mit einem Gehalt an amylolytischem Enzym zu schaffen, worin die Enzymaktivität durch Einverleibung eines Stabilisierungsmittels geschützt ist· Bei diesen Versuchen war im allgemeinen die Einverleibung eines wasserlöslichen Kalziumsalzes in solche Mischungen vorgesehen« In einer Firmen- > druckschrift, in der bakerielle Amylasen aus Bacillus subtilis beschrieben werden und die von Daiwa Kasei KsKe, Osaka, Japan ausgegeben worden ist, wird die Stabilisierung von bakterieller Amylase mit Kalzium- und Natriumionen beschrieben· Ferner wurde von Hamada und Mitarb·, Agr· Biol· Chem., 3± Nr. 1, Seiten ,-6 (1967) die stabilisierende Wirkung von Kalziuaiionen auf <*C-Amylase beschrieben·
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Die Anwendung von Kalziumsalzen zur Verminderung des Verlustes an amylolytischer Aktivität, insbesondere bei hohen Temperaturen, hat sich nicht völlig zufriedenstellend erwiesen, insbesondere bei längeren Lagerze it räumen bei hohen Temperaturen· Es besteht somit ein Bedarf für amylolytisch.es Enzym enthaltende Mischungen mit verbesserter amylolytischer Enzymstabilität·
Ziel der Erfindung ist es, stabilisierte wässerige amylolytisohe enzymenthaltende Mischungen zu schaffen, die ihre amylolytisohe Aktivität bei der Lagerung im wesentlichen beibehalten, und die im wesentlichen gegen Aktivitätsverlust durch das Vorliegen geringer Mengen enzymstabilisierender Verbindungen stabilisiert sind·
Dieses und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch Schaffung wässeriger, amylolytisches Enzym enthaltender Mischungen erreicht, die geringe Mengen an Kalziumionen und bestimmte organische (^stabilisierungsmittel enthalten. Die wässerigen Mischungen gemäß der Erfindung können zusätzlich nichtionische oder zwitterionische Komponenten enthalten, um die Stabilität der amylolytischen Enzyme in den wässerigen Mischungen gemäß der Erfindung zu erhöhen und die Wasch- und Reinigungseigenschaften dieser Mischungen zu verstärken· Die vorliegende Erfindung basiert zum Teil auf der Erkenntnis, daß längere Stabilisierungszeiträume erreicht werden können, indem man in wässerige, enzymenthaltende Mischungen eine Quelle für Kalziumionen und eine organische Verbindung wie ein aliphatisches Glykol und 1,3-Propandiol einführt·
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine stabilisierte wässerige Enzymmischung, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß sie
(a) etwa 63 bis etwa 97 Gew.-fG Wasser;
(b) etwa 0,001 bis etwa 1 Gew.-# amylolytisches Enzym;
(c) etwa 0,001 bis etwa 1 Gew.-^, bezogen auf das Kalziumion, eines wasserlöslichen, enzymstabilisierenden KalzLumsalzes;
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(<£) als Oostabilisatorverbindung etwa 2 bis etwa 27 Gew.-^ aliphatische Glykole der allgemeinen Formel
worin χ etwa 1 bis etwa 200 bedeutet und 1,3-Propandiol; und
(e) 0 bis etwa 15 Gew.-$ eines nichtionischen oder zwitterionischen Detergens enthält«
Sie amylolytischen Enzyme, die in wässeriger Lösung durch die Wirkung der oben beschriebenen Kombination von Kalziumion und organischer Verbindung stabilisiert werden können, sind bekannte Materialien und können aus Filzen, Pflanzen, Tieren oder Bakterien stammen· Geeignete amylolytische Enzyme umfassen die •έ-Amylasen, die insbesondere gut »zur Spaltung von StärkemolekUlen geeignet sind, da sie die 0^1 .-glykosidischen Bindungen der Stärke angreifen. Die abgebauten kurzen Ketten werden leicht aus ihrer Umgebung durch Wasser oder wässerige Detergenslösungen entfernt· Beispiele geeigneter amylolytischer Enzyme umfassen die°<r-Amylasen aus Schimmelpilzen, einschließlich solcher, die von Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus alliaceus, Aspergillus wentii und Fenicillium glaucum stammen· Die '^-Amylasen, die von Getreidekörnern, pankreatisehen Quellen und solchen Bakterien, wie Bacillus subtilis, Bacillus macerans, Bacillus mesentericus und Bacillus thermophilus stammen, sLnd ebenfalls im Rahmen der Erfindung »von Wert· Diese Enzyme sind im pH-Bereich von etwa 4,5 bis etwa 10 aktiv und bei einer Temperatur von etwa 150C bis etwa 660C, Optimale Aktivität dieser<=<r-Amylasen zeigt sich im allgemeinen im pH-Bereich von etwa 5,5 bis etwa 7t5«
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte amylolytische Enzyme sind die «o-Amylasen, die sich vom Bakterienorganismus Bacillus subtilis ableiten« Diese Amylasen zeigen ausgezeichnete Appreturentfernungs- und Stärkeabbaueigenschaften und sind insbesondere beim Waschen von Textilmaterialien von Wert, die Schmutz und Flecken auf Basis von stärkeartigen Produkten enthalten«
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung wertvollen amylolytischen Enzyme können in reinem Zustand angewendet werden« Im
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• · · h
allgemeinen v/erden sie in Form eines pulverförmigen, im Handel erhältlichen Präparates benutzt, in dem das amylolytische Enzym in einer Menge von etwa 2 bis etwa 80 % des Präparates enthalten ist. Der restliche Anteil, d.h. etwa 20 % bis etwa 98 #, umfaßt inerte Trägerstoffe, wie Natriumsulfat, Kalziumsulfat, Natriumchlorid, Ton od.dgl.. Eei der Herstellung der stabilisierten wässerigen stärkeabbauenden Mischungen gemäß der Erfindung werden solche im Handel erhältliche Enzympräparate mit Wasser und den übrigen Komponenten der Mischungen vermischt. Der Aktivenzymgehalt dieser im Handel erhältlichen Enzymmischungen hängt von den angewendeten Herstellungsmethoden ab und ist hier so lange nicht kritisch, als die Endmischungen gemäß der Erfindung den nachstehend angegebenen speziellen Enzymgehalt aufweisen. Unlösliche Inertmaterialien v/erden im allgemeinen aus den erfindungsgemäßen Mischungen entfernt, um wässerige Mischungen zu schaffen, die klar und im wesentlichen von gefällten Niederschlägen frei sind. Spezielle Beispiele von im Handel erhältlichen Enzympräparaten, die zur Verwendung im Rahmen der Erfindung geeignet sind sowie deren Hersteller, sind nachstehend angeführt und umfassen: Diasmen-a-amylase (Daiwa Kasei K.K., Tokyo, Japan); Rapidase-a-amylase THC-25 (Rapidase, Seclin, Prankreich); Novo Bacterial-a-amylase (Novo Industri, Kopenhagen, Dänemark); Wallerstein-a-amylase (V/allerstein Company, Staten Island, New York) und Rhozyme-33 und Rhozyme H-39 (Rohm & Haas, Philadelphia, Pennsylvania).
Bevorzugt im Rahmen der Erfindung ist ein pulverförmiges Enzympräparat, das a-Amylase und ein Gemisch aus alkalischen und neutralen Proteasen enthält und-als CRD-Protease (oder Monsanto DA-1'0) von der Firma Monsanto Company, St. Louis, Missouri erhältlich ist. Diese Mischung enthält etwa 3 % a-Amylase und ist zur Schaffung von Mischungen gemäß der Erfindung mit amylolytischer und proteolytischer Enzymaktivität von Wert. Mischungen von Proteasen und a-Amylasen werden im Rahmen der Erfindung bevorzugt und umfassen die Enzympräparate, die in der USA-Patentschrift Nr. 3,031,380 beschrieben sind.
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Die Menge von in den erfindungsgemäßen Mischungen angewendetes: amylolytischen Enzym kann in Abhängigkeit von der Aktivität des Enzyms oder Enzympräparates, den pH-Bedingungen und der beabsichtigten Verwendung der Mischungen variieren. V/erden die stabilisierten wässerigen Mischungen gemäß der Erfindung als Fleckentferner benutzt, so sollen sie eine ausreichende Me^1, . an amylolytischem Enzym enthalten, um normalerweise vorkommenden stärkehaltigen Schmutz oder stärkhaltige Flecken in einem V.'aschprozeß zu entfernen. Normalerweise v/erden die erfindungsgemäßen Mischungen so hergestellt, daß sie etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% Enzym auf Reinenzymbasis, bezogen auf die wässerige Mischung, enthalten. Zur Erzielung bester Ergebnisse enthalten die Mischungen vorzugsweise etwa 0,01 % bis etwa 0,5 0A amylolytisches Enzym. Wird ein im Handel erhältliches pulverförmiges Enzympräparat als Quelle für amylolytisches Enzym verwendet, so enthalten die erfindungsgemäßen Mischungen etwa 0,1 % bis etwa 4,0 % des pulverförmiger amylolytisches Enzym enthaltenden Präparates, wie"es in der Handelsform erhältlich ist, z.B. mit einem Gehalt an Aktivenzym von etwa 2 % bis etwa 80 %, V/erden solche Präparate im Hahnen der Erfindung verwendet, so wird die Menge des Präparates, die zur Schaffung wässeriger Mischungen mit dem gewünschten Wert an amylolytischer Aktivität erforderlich ist, von dem Aktivitätswert des angewendeten enzymenthaltenden Präparates abhängig sein. Die genauen Mengen solcher angewendeter Materialien können leicht durch an sich bekannte Methoden bestimmt werden, solange die stabilisierten. Mischungen gemäß der Erfindung einen Wert an amylolytischer Enzymaktivität ergeben, der ausreichend ist, um die gewünschten Werte an stärkeabbauenden Eigenschaften zu erzielen.
Im Rahmen der Erfindung bezieht sich der Ausdruck "amylolytische Aktivität" auf die Tendenz eines amylolytischen Enzyms zur Ausübung der gewünschten Funktion von katalytischer Änderung und/oder katalytischem Abbau von Stärkematerialien. Der Begriff "Stabilität", wie er in Rahmen der Erfindung benutzt wird, bezieht sich auf die Sends^z eines amyloly ti sehen Enzyms zur Beibehaltung seiner enzymatischen Aktivität. Der Aktivitats-
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wert von hier geeignetem amylolytischeia Enzym kann nach zahlreichen Methoden bestimmt werden. Eine geeignete Methode ist die 3,5-Dinitrosalicylat-Testmethode. Genau dieser Itethode wird eine !Probe von Amylase zur Katalysierung der Hydrolyse der 1,4aglykosidischen Bindungen von Stärke und Glykogen während 5 Miauten "bei einer Temperatur von 370C bei einem pH-^ert von 6,0 unterworfen. Die Reaktion wird durch Zugabe von gepuffertem Ratriuffi-3,5-°-initrosalicylat beendet, die Farbe v/ird entwickelt und die lienge an «'altose durch spektrophotometrische Ermittlung und Vergleich mit Lösungen, die unter Verwendung von analytisch reinen Maltosehydrat hergestellt worden sind, bestimmt. Die Amylase zeigt eine Aktivitätseinheit je 0,4 mg Maltosehydrat, das während der Hydrolyse unter den angegebenen Bedingungen gebildet worden ist. Die Anylaseaktivitätsmethode ist bekannt und genauer von P. Bernfeld in "Kethods in Enzymol.", Bd. I1 Seite (1955) beschrieben.
Wie oben ausgeführt, beruht die vorliegende Erfindung zum Teil auf der überraschenden Entdeckung, daß während ausgedehnter Zeiträume eine Enzymstabilisierung erreicht werden kann, wenn in wässerige Enzymlösuik^^ eine Kombination von wasserlöslichem Kalziumsalz und organischer Costabilisierungsverbindung, wie sie oben beschrieben ist, einverleibt wird. Die wasserlöslichen Salze des Kalziums umfassen beispielsweise Kaliumchlorid, Kalziumacetat, Kalziuacitrat, Kalziumglycerinphosphat, Kalziumgluconat, Kalziumglucoheptanat, Kalziumlactat, Kaizinnlävulinat, Kalziumlactobionat, Kalziummalat, Kalziumlactophosphat, Kalsiumsuccinat, Kalziummaleat und Kalziumsulfat. Die stabilisierten Mischungen gemäß der Erfindung werden so hergestellt, daß sie etwa 0,001 % bis etwa 1 c/o der stabilisierten Mischung, bezogen auf das Kalziumion, enthalten. Vorzugsweise werden zur Erzielung bester Stabilisierung etwa 0,005 % bis etwa 0,05 #, bezogen auf das Kalziumion, angewendet. Wie oben beschrieben, enthalten bestimmte der im Handel erhältlichen Enzympräparate, die hier geeignet sind, zusätzlich zum aktiven Enzym gewisse Inertmaterialien, einschlieSlich beispielsweise Kaliumchlorid oder Kalziumsulfat. Y/ird ein solches Enzympräparat als Quelle
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für amylolytisch.es Enzym angewendet, so wird dabei auch eine Menge an Kalziumion einverleibt. Zusätzliches Kalziumion wird zweckmäSigerweise durch Zusatz eines oder mehrerer der Kalziumsalze, wie sie oben beschrieben sind, zur Verfügung gestellt, so daß sich ein Kalziumionenwert innerhalb des oben angegebenen Bereiches ergibt. Bevorzugte Kalziumsalze umfassen Kalziumacetat, Kalziumsulfat und Kalziumchlorid.
Der organische Costabilisator, der zusammen mit Kalziumion eine erhöhte amylolytische Enzymaktivität ergibt, umfaßt die aliphatischen Glykole und 1,5-Propandiol. Die aliphatischen Glykole, die hier verwendet werden, haben die allgemeine Formel
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worin χ 1 bis etwa 200 bedeutet, und umfassen Äthylenglykol und die Polyäthylenglykole. Die im Rahmen der Erfindung wertvollen Polyäthylenglykole sind Jene, worin χ in der oben angegebenen Formel einen Wert von 2 bis etwa 200 aufweist, und umfassen Diäthylenglykol, Triäthylenglykol und die entsprechenden Polymere von Ethylenoxid, worin die mittlere Zahl der Oxyäthylengruppen von 4 (Tetraäthylenglykol) aufwärts bis etwa 200 beträgt .
Die aliphatischen Glj/kole, die im Rahmen der Erfindung brauchbar sind, habsn eine Konsistenz von leichten Flüssigkeiten bis wachsartigen Feststoffen und lösen sich in Wasser unter Bildung klarer Lösungen auf. Die bevorzugten aliphatischen Glykole umfassen Diäthylenglykol und -Triäthylenglykol. Bevorzugt werden auch Polyäthylenglykole, worin der Durchschnittswert von χ 4 bis etwa SO beträgt. Diese Polyäthylenglykole haben mittlere Molekulargewichte von et'.va 200 bis etwa 3500 und sind im Handel unter der Bezeichnung "Carbcwax" mit l-rummernangaben erhältlich, die auf das mittlere Molekulargewicht hinweisen, z.B. 200, 400, 500, 1000 od.dgl.. Sie Zunahme der numerischen Angabe entspricht einer Zunahme im Molekulargewicht, einem Ansteigen des Schmelzpunktes und einer Abnahme der Wasserlcslichkeit. l'ischun-
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gen aiiphatischer Glykole gemäß der Erfindung können hier verwendet werden.
Es wurde gefunden, daß 1,3-?ropandiol ebenfalls einen, amylolytisch.es Enzym stabilisierenden Effekt ausübt. Diese Verbindung ist ein bevorzugtes costabilisierendes Mittel und ergibt ausgezeichnete Stabilisierungswirkungen.
Die organischen amylolytisehen enzymcostabilisierenden Verbindungen gemäß der Erfindung werden in geringen, aber wirksamen Mengen, die im Eereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 27 Gew.- °/o der Mischung liegen, verwendet. Vorzugsweise werden die stabilisierten Mischungen so hergestellt, daß sie etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% des costabilisierenden Mittels enthalten. Der.letztere Bereich wird vom Standpunkt optimaler Stabilisierungswirkungen, insbesondere bei langen LagerZeiträumen bei hohen Temperaturen, bevorzugt.
Obgleich der Mechanismus, durch welchen die Kalziumsalze und organisches costabilisierendes Mittel der hier beschriebenen Art zusammenwirken, um die amylolytischen Enzyme gegen Aktivitätsverlust zu schützen, nicht genau bekannt ist, ergibt die Kombination von Salz und organischer Verbindung Enaymstabilitätswerte, die wesentlich größer sind als jene, die durch übliche Kalziumstabilisierung allein erzielt werden kann. Dieser Stabilisierungseffekt wird auch in Gegenwart von Proteasen erreicht, welche die Tendenz zeigen, einen schädlichen Denaturierungseffekt auf a-Amylasen auszuüben.
Als gegebenenfalls vorliegende Bestandteile können wasserlösliche nichtionische und zwitterionische Detergentien in den Mischungen gemäß der Erfindung angewendet werden. Diese Detergentien erhöhen die Lagerstabilität des angewendeten amylolytischen Enzyms beträchtlich und verbessern die Detergenskennmerkmale der Mischung signifikant. Wegen dieser nützlichen Kennmerknale wird es bevorzugt, nichtionische und zwitterioniache Detergentien den wässerigen Enzymmischungen gemäß der Erfindung
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einzuverleiben. Die nichtionischen und zwitterionischen Komponenten können in !!engen benützt werden, die O % bis etwa 15 %<, vorzugsweise 4 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf die enzymenthaltenden Mischungen, betragen.
Beispiele geeigneter nichtionischer Detergentien zur Verwendung im Sahmen der Erfindung umfassen:
(1) Die Polyäthylenoxidkondensate von Alkylphenolen, z.B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer etwa 6 12 Kohlenstoffatome in gerader oder verzweigter Kettenkonfiguration aufweisenden Alkylgruppe mit Äthylenoxid, wobei das Äthylenoxid in Mengen vorliegt, die 5 bis 25 Molen Äthylenoxid je
Mol Alkylphenol entsprechen. Der Alkylsubstituent in solchen
Verbindungen kann beispielsweise von polymerisiertem Propylen, Diisobutylen, Octen oder Honen abgeleitet sein.
(2) Solche nichtionische synthetische Detergentien, die
sicli aus der Kondensation von Äthylenoxid mit dezi Itodukt ableiten, das bei der Reaktion von Propylenoxid und Äthylendiamin entsteht. 33ispielspeise sind Verbindungen, die etwa 40 Gew.-% bis etwa 80 Gew.»'^ Polyoxyäthylen enthalten und ein Kolekulargewicht von etwa 5000 bis 11.000 aufweisen und bei der Heaktion von Äthylenoxidgruppen mit einer hydrophoben Base entstehen,
die das Reaktionsprodukt von Äthylendiamin und überschüssigem
Propylenoxid darstellt, wobei die Base ein Molekulargewicht in der Größenordnung von 2500 bis 3000 aufweist, zufriedenstellend.
(3) Das Kondensationsprodukt eines Mols aliphatischer Alkohole mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in entweder gerader oder verzweigter Kettenkonfiguration, mit 5 bis 40 Molen Äthylen- i oxid, z.B. ein Kokosnußalkohol-Äthylenoxid-Kondensat mit 5 bis 40 LColeii Ethylenoxid je ICoi ICokosnußalkohol, wobei die Kokosnußalk oholfraktion 10 bis 14 Kohlenstoffatome aufweist.
(4) Die unsubstituiertsn. Amide und die Monoätharol- und
von Fettsäuren, die Acylreste ;^iU e^-r. S bis
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mm |*| *■»
etwa 22 Kohlenstoffatomen aufweisen. Diese Acylreste sind üblicherweise von natürlich vorkommenden Glyceriden (z.B. Kokosnußöl, Palmöl, So^abohnenöl und £alg) abgeleitet, können aber auch synthetischer Herkunft sein (z.B. durch Oxydation von Erd öl oder durch Hydrieren von Kohlenmonoxid nach den Fischer-Tropsch-Verfahren erhaltene).
(5) Langkettige tertiäre Aminoxide, die der folgenden all gemeinen Formel
E2
E1COR4VN —-^O η ι
entsprechen, worin R ein Alkylrest mit etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen, R und R jeweils !.'ethyl-, Äthyl- oder Hydroxyäthylreste, R Äthylen und η 0 bis etwa 10 bedeuten. Der Pfeil in der Formel ist eine übliche Darstellung einer semipolaren Bindung. Spezielle Beispiele von Amiiioxiddetergentien umfassen; Dimethyldodecylaainoxid und bis-(2-Kydroxyäthyl)-dodecylaminoxid.
(6) Langkettige tertiäre Phosphinoxide, die der allgemeinen Formel
RR1R11P —> 0
entsprechen, worin R einen Alkyl-, Alkenyl- oder !.ionohydroxyalkylrest mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen in der Kette und R1 und R" öev''eils Alkyl- oder Honohydroxyalkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten. Der Pfeil in der Formel ist eine übliche Darstellung einer semipolaren Bindung. Beispiele geeigneter Phosphinoxide finden sich in der USA-Patentschrift 17r. 3,304,263 und. umfassen: Dimethyldodecylphosphinoxid und bis-(2-Hydroxyäthyl)-dodecylphosphinoxid.
(7) Iiangkettige Sulfoxide mit der allgemeinen Formel
f
R5-S-R6 - ·
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worin R^ einen Alkylrest sit etwa 10 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen, 0 bis etwa 5 Ätherbindungen und O bis etwa 2 Hydroxylsubstituenten bedeutet, WQbei wenigstens ein Abschnitt von R^ nicht durch Ätherbindun-err unterbrochen ist und etwa 10 bis etwa 18 Kohlenstoffatome enthält, und worin R ein Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatoner, und 0 bis 2 Hydroxylgruppen ist. Spezielle Beispiele dieser Sulfoxide sind: Dodecylmethylsulfoxid und 3-Kydroxytridecylmethylsulfoxid.
Die zwitterionischen synthetischen Detergentien,.die zur Verwendung in Rahmen der Erfindung geeignet sind, können allgemein als Derivate aliphatischer cuaternärer Ammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen beschrieben werden, in welchen der aliphatisch^ Rest geradkettig oder verzweigt sein kann und worin einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis 22 Kohlenstoffatom und einer eine anionische wasserlöslichm&chende Gruppe, z.B. Carboxy, SuIfο, SuIfato, Phosphato oder Phosphono, enthält. Beispiele von Verbindungen, die unter diese Definition fallen, sind 3-(!s%N-Dimethyl-:?-hexadecylainnionio)-propan-1-sulfonat und 3-(X,N-Dimethyl-:T-hexadecylammonio)-2-hydroxypropan-1-sulfonat. Bezüglich weiterer Beispiele zwitterionischer synthetischer Detergentien siehe Diehl und Smith, "Laundering Fabrics in Cold Water Containing a Synthetic Detergent Composition", kanadische Patentschrift Nr. 703,147, Seite 6, Zeilen 1-22.
Mischungen verschiedener nichtionischer Detergentien oder Mischungen von nichticnischen Detergentien und zv/itterionischen Detergentien kennen im Rahmen der Erfindung mit Vorteil verwendet werden. Bevorzugt werden die Kondensationsprodukte aus 1 iiol aliphatischen Alkohol mit S bis 22 Kohlenstoffatomen und 5 ois 40 !Jolen Äthylenoxid, z.B. -Talgalkohol, der mit 11 oder 30 Molen Äthylenoxid äthoxyliert ist, und Kckosnußalkohol, der mit 6 L'olen Äthylenoxid äthoxyliert ist. Bevorzugt sind auch die 3-(Iv,ir-Dimethyl-"-alkylammonio)-2-hydroxypropan-1-sulfonate, worin der Alkylrest δ bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, z.B. 3-(N,N-Dimethyl-li-kokosnuBalkylammonio)-2-hydroxypropan-1-sulfonat
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und die 3-(l\sN-Dimethyi-X-alkylar*mcnio)-propan-1-sulfonate, worin der Alkylrest 8 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, z.3. 3-XN,N-Dimethyl-lT-talgalkylammonio)-propan~1-sulfonat. Diese Verbindungen erhöhen, zusätzlich zur Amylasestabilisierung als solcher, die Stabilisierung von Kalzium und organischer Costabilisierungsverbindung. Außerdem ergeben sie ausgezeichnete Detergenseigenschaften.
Die stabilen Mischungen gemäß der Erfindung werden so hergestellt, daß sie etwa 65 bis etwa 97 Gew.-% Wasser enthalten. Vorzugsweise werden etwa 72 bis etwa 95 % angewendet. Entmineralisiertes V/asser wird bevorzugt, wenngleich es für die Verwendung im Rahmen der Erfindung nicht zwingend vorgeschrieben ist.
.Die verschiedenen Komponenten der Enzymmischungen gemäß der Erfindung können in beliebiger Reihenfolge zusammengemischt v/erden. Es wird jedoch bevorzugt, zuerst ein Stabilisator-"/asser-Gemisch herzustellen und die Enzyms zuzusetzen, um irgendwelchem Abbau oder irgendwelcher Aktivierung vorzubeugen, die beim Zusatz des Enzyms zu "'asser auftreten können, das nicht die Snzym-stabilisierende Kombination gemäß der Erfindung enthält. Die gegebenenfalls vorliegenden Detergenskomponenten ' können zu beliebiger Zeit zugesetzt werden.
Der pK-"rert der stabilisierten wässerigen Enzymmischungen gemäß der Erfindung liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 5,0 bis 10,0 und vorzugsweise im Bereich von etwa 6,5 bis etwa 8,5· Maximale Stabilisierungswirkungen werden im bevorzugten pH-Beraich erzielt. Der pH-Wert kann mittels einer Base, z.B. Natrium- oder Kaliumhydroxid, erhöht, oder mittels einer Säure, z.B. Chlorwasserstoffsäure, erniedrigt werden.
Es wird ferner bevorzugt, wenngleich es nicht zwingend ist, daß ein Schutzmittel zugesetzt wird, um die Mischungen gegen Bakterien- oder Pilzbefall zu schützen. Phenylmercuriacetab, das im allgemeinen in Mengen im Bereich von etwa 10 bis etwa 40 Teilen/Million der Mischungen verwendet wird, stellt ein
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wirksames Schutzmittel aar. Ss kennen beliebige, mit den Komponenten, der Lüschungen verträgliciie Schutzmittel hier verwendet werden.
Die stabilisierten wässerigen Mischungen gemäß der Erfindung können auch beliebige der üblichen Detergenszusätze, Verdünnungsmittel und Additive enthalten, so lange diese die· Aktivität der enzymatischen Komponenten im wesentlichen nicht stören. Beispielsweise können Parfüms, Vergilbungshemmstoffe, Inertsalze, v/ie Natriumsulfat, Schautzwiederablagerung verhindernde LutteI1 bakteriostatische Mittel, farbstoffe, Fluoreszenzstoffe, Schaumverbesserer, Schaum-vermindernde Stoffe u.dgl., verwendet werden, ohne daß die vorteilhaften Eigenschaften dieser Mischungen beeinträchtigt werden. Es wird ferner bevorzugt, wenn die erfindungsgemäßen Mischungen außerdem gewisse proteoIytisehe Enzyme enthalten. Diese Enzyme umfassen die alkalischen Proteasen, neutrale Proteasen und saure Proteasen, die wesentlich bei der Entfernung von proteinartigea Schmutz und Flecken auszuwaschenden Textilien beitragen. Die Anwendung von proteolytischen Enzymen in Kombination mit den amylolytisehen Enzymen gemäß der Erfindung wird vom Standpunkt der Erleichterung der Entfernung eines umfassenden Spektrums . verschiedener Schmutz- und Fleckarten bevorzugt. Die bevorzugten proteolytischen Enzyme sind die Subtilisine, die vom bakteriellen Organismus Bacillus subtilis erhalten werden. Werden proteolytische Enzyme den Mischungen gemäß der Erfindung einverleibt, so ist es erwünscht, bekannte Materialien, die proteolytisches Enzym stabilisieren, einzuverleiben, um dadurch die proteolytische Enzymaktivität nach Lagerung zu erhöhen. Geeignete Materialien zur Stabilisierung proteolytischen Enzyms sind beispielsweise in der belgischen Patentschrift Nr.725.873 beschrieben.
Dio Mischungen gemäß der Erfindung können als Fleckentferner, Reinigungsmittelzusätze oder als Detergens-enthaltende Reinigungsmittelmischungen als solche verwendet werden. Diese Mischungen können, in Sprühbehälter abgepackt wer do η und v/srden
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zweckmaSigerweise verwendet, um relativ kleine Flecken von Geweben zu entfernen, oder können in größeren Kengen als Zusätze zu anderen Wasch- und Reinigungsmittelmischungen verwendet werden. Diese Mischungen können an Stelle von Hypochloritbleichmitteln benutzt werden, da sie beliebige Flecken, die diese Bleichmittel entfernen, beseitigen, die Textilfasern nicht aufweichen und Fluoreszenzstoffe und V.'eiSgrad-erhöhende Stoffe nicht angreifen oder abbauen. Unter Zusatz von gegebenenfalls anzuwendenden nichtionischen und/oder zwitterionischen Detergentien können diese Mischungen als solche als ausgezeichnete Reinigungsmittelmischungen und unter verschiedenen V/aschbedingungen benutzt v/erden.
Beispiele:
Die folgenden Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung hinsichtlich spezieller Einzelheiten und tragen im Zusammenhang mit der vorstehenden Beschreibung zum besseren Verständnis der Erfindung bei. Die Beispiele sind lediglich veranschaulichender Art und bedeuten keine Eeschränkung der Erfindung. Alle Angaben betreffend !eile, Prozentsätze und Verhältnisse beziehen sich auf Gewicht, falls nichxs anderes angegeben ist.
Die folgenden Mischungen wurden hergestellt und in geschlos- , senen Glasflaschen während gener Zeiträume gelagert, die in Tabelle I angegeben sind., Jede Mischung enthielt 10 Gew.-^S des organischen costabilisierenden rjLttels- ι % eines im Handel erhältlichen Gemisches aus Proteasen und Amylasen von Bacillus subtilis (Monsanto CRD-Pro tease); und 89 ϊ'° einer wässerigen Staznmlösung, die 0,01 % Kalziumacetatmonohydrat und 0,29 % !Natriumchlorid enthielt. Die amylolytische Aktivität jeder I'isciiung wurde nach den angegebenen Inrervallen unter Anwendung der oben beschriebenen Bestin^iungsmethode ermittelt.
Vergleichsproben wurden unter identischen Bedingungen gelagert und ebenfalls hinsichtlich der Beibehaltung der enz^-ma-
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tischen Aktivität bewertet. Beim Vergleich 1 wurde kein organisches costabilisierendes Mittel angewendet. Im Falle des Vergleichs 2 lag kein organisches costabiiisierendes LIittel vor und die Stammlcsung wurde durch destilliertes Wasser ersetzt, d.h. es lag kein Xalziumacetatmonohydrat oder Natriumchlorid vor. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.:
Tabelle
Beispiel: % Ca+* : Organisches
costabiii
sierendes
Kittel:		 c/j Hestaktivität nach La
gerung bei 330C:		 2 4 6 8
Vergleich
Nr. 1
Vergleich
Kr. 2
1
2
3		 0,0023
Keines
0,0021
0,0021
0,0021		 Keines
Keines
Ithylen-
glykol
Diäthylen-
glykol
1,3-Propan-
diol		 Wochen; 54
0*
70
71
60		 34
51
64
47		 29
34
44
43		 17
28
37
35
^ge,
Es wurden die folgenden stabilisierten 1,'ischungen der Beispiele 4 bis 29 hergestellt. In jedem Beispiel wurden das V/asser (enthaltend Kalziumacetatmonohydrat und Natriumchlorid), das organische costabilisierende Kittel und Äthanol (soweit angewendet) innig vermischt, die nichtionische oder zwitterionische Komponente zugesetzt und das Enzym als letztes beigegeben. Die angewendeten Enzyme waren Alcalase (ein proteolytisch.es Enzympräparat mit einem Gehalt an kristallinem Enzym von etwa 6 %, erhalten aus 3acillus subtilis); und/oder !.Ionsantο CHD-Protease (ein Gemisch aus proteolytischen und amylolytischen
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§AD ORIGINAL
Enzymen aus Bacillus subtilis). Äthanol wurde, soweit vorhanden, als Stabilisator für das proteolytische Enzym benutzt. Bei jedem Beispiel wurde eine wässerige Stammiösung, wie oben beschrieben, in einer !.!enge angewendet, um den Rest der Mischung auf 1CO % zu ergänzen. Die Mischungen wurden während der in. tabelle II angegebenen Zeiträume bei einer Temperatur von 28 0 gelagert und deren aaylolytische Aktivität wurde, wie oben beschrieben, bestimmt. Die Mischungen der Beispiele 4- bis 29 erweisen sich als gut geeignet für Fleckentferner, Zusätze zu Wasch- und Reinigungsmittelmischungen und als Wasch- und Reinigungsmittel als solche für das Wäschewaschen.
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BAD ORIGINAL
Tabelle II:
? Bei- % % Äth ■ Organischer % Enzym: 1 % oberflächenaktives —. (G)- D • — % Restcktivität nach ο: 6 8
O piel: Ca++ anol: Oostabilisa- Ci) Mittel * : B 0 E Lagerung bei 38°
3J ton? (in %*)' 0,5 Wochen;--(h)- - - 88 100
O V Ν/Λ V *JLJ»A (V J · — - • 4
P I
CO <D		 0,5 A - 2 50 50
(a) Cb) (c) Cd) t> W - — — 100
4 0,0017 10 Diäthylen- Ce) 0,5 5 - 100 58 63
glykol (10) 0,5 — — — 79
O 5 0,0019 5 Diäthylen- 5 100
O
(O		 • glykol (5) 0,5 0,5 — 83 53 ' 30
co 6 0,0017 10 Triäthylen- 5 — — — 100
IsJt glykol (10) 0,5
7 0,0019 5 Triäthylen- 0,5 70 45 33
—* glykol (5) 5 98
CD ■ 0,5 0,5 31 11
Ni 8 0,0017 10 Polyäthylen- 83
glykol 380
(10)		 0,5 5 - 90 18 7
9 0,0019 5 Polyjithylen- 0,5 - - - 61
glykol 380
(5)		 5 82
10 . 0,0017 10 Polyäthylen- 0,5 0,5 — 42 18 4
glykol 4000 5 - - 70
(10) 0,5
11 0,0019 5 Polyäthylen- 32
glykol 4000 5 79
(5) 0,5
Forts i, Tab. II •
*		 C d β f A B δ
σ 		D Ξ 2 4 6 8
a b - Triäthylen-
^lykol (10)
Folyüthylen-
Glykol 4000
(10)		 o,5
0,5 		0,5
0,5 		- - - - - 90
78 		100
87 		100
83		 100
82
12
13		 0,0020
0,0020		 10 DiÜthylen-
glykol (10)		 0,5 0,5 - 5 - - - 68 75 59 59
14 0,0019 10 Diäbhylen-
Rlykol (10)		 o,5 0,5 - - 5 - - 95 77 45 54
15 0,0017 10 Triäthylcn-
Clykol (10)		 0,5 0,5 - - - 5 - 100 85 75 74
16 0,0017 10 Polyäthylon-
Klykol 380
(10)		 0,5 0,5 - - - 5 — 91 73 64 65
17 0,0017 10 Polyrithylcn-
nlykol 4000
(10)		 0,5 0,5 - I - 5 — 87 69 57 64
18 0,0017 - Diäbhylon-
glykol (10)		 0,5 0,5 - - - - - 96 73 73 75
19 0,0020 — Diäfchylon-
Glykol (10)		 - 1,0 10 — — - - .— 95 — 89
20 0,0018 - D laIhylon-
f/lykol (10)		 — 1,0 — 10 _ _ _ _ 87 — 72
21 0,0018 Diäfchylcn-
glykol (10)		 - 1,0 - - 10 - - - 59 - 49
22 0,0018
b ι co O VD I O r· I CVl UN UN I I
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H CO
H 8
CO ω CO O
S O
O 		O
O 		8
O O O
CVI
orts VO o-
ta CVI CVJ (M
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BAD ORIGINAL
* A «= O?algalkohol, der nit 11 LIolen Äthylenoxid äthoxy-
liert ist.
* B = Talgalkohol, der mit 30 Molen Äthylenoxid äthoxy- ·
liert ist. * .
* 0 - Kokosnußalkohol, der mit 6 Molen Äthylenoxid äth-
oxyliert ist.
* D = HAPS - 3-(N,N-Dimethyl-iT-alkylammonio)-2-hydroxy-
propan-1-sulfonat, worin die Alkylgruppe vom Kittel schnitt-Kokosnußalkohol (2 % C10; 66 % O12J 25 % und 9 % C^g) abgeleitet ist.
■* E = 3-ζΝ,N-Dimethyl-N-talgalkylarnmonio)~propan~1 -sulfonat.
Beispiel 30: Eine stabilisierte wässerige Enzymmischung wurde gemäß der Erfindung aus folgenden Komponenten angesetzt:
Komponente: Gew.-%:
cc-Amylase (Diasmen,
Deiwa Kasei KK) 1
Kalziumchlorid 0,01
Polyäthylenglykol 4000 10
Alealase (6 % proteoly-
tisches Enzym) 1
Äthanol 10
Wasser 78
Diese Mischung kann ohne Verdünnung als Schmutz- und Pleckentfernungsnischung zur Entfernung oder zur Erleichterung der Entfernung von Stärke- und Proteinmaterialien auf -Textilien verwendet v/erden. Die Schmutz- und Fleckentfernungswirksamkeit iseig-n sich selbst nach ausgedehnten LagerungsZeiträumen (8 Wochen) bei erhöhter temperatur (4-90O). Die Mischung dieses Bei-
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spiels kann als Zusatz zu handelsüblichen Detergensansätzen "benutzt werden. Y.'erden etwa 1,2 ml der l'ischung zu 3,79 1 Waschlösung zugesetzt, so werden ausgezeichnete Schmutz- und Fleckentfernungseigenschaften erhalten.
Beispiel 31: Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn die folgenden organischen costabilisierenden Verbindungen an Stelle der Costabilisierungsverbindungen angewendet v/erden, die in den Beispielen 1 bis 29 benutzt werden, wobei das amylolytische Enzym in wässeriger Lösung stabilisiert ist: Äthylenglykol; Diäthylenglykol; Sriäthylengiykol; Tetraäthylenglykoi; Polyäthylenglykol 200; Polyäthylenglykol 300; Polyäthylenglykol 380; Polyäthylenglykol 600; Polyäthylenglykol 1000; Polyäthylenglykol 1500; Polyäthylenglykol 4000; Polyäthylenglykol 6000 und 1,3-Propandiol.
Ähnliche Ergebnisse v/erden erhalten, wenn die folgenden amylolytischen Enzyme an Stelle jener verv/endet werden, die in den Beispielen 1 bis 29 benutzt werden, wobei a-Ainylase in wässeriger Lösung stabilisiert wird: Diasmen-a-amylase; Rapidasea-amylase THC-25; Xovo Bacterial-a-amylase; Wallerstein-a-amylase; Hhozyme-33 und Hhozyme H-39·
Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn die folgenden nichtionischen und zwitterionischen Detergentien an Stelle von Talgalkoholäthoxylaten, Kokosnußalkoholäthoxylat, 3-(N,H-Dimethyl-N-mittelschnitt-kokosnuß~alkylaamonio)-2-hydroxypropan-1~sulfonat und 3-(N,lJ-Dimethyl-lY-talgalkylammonio)-propan-1-sulfonat, wie sie in den Beispielen 4 bis 11,. 14 bis 18 und 20 bis 29 benutzt werden, eingesetzt werden, wobei die Stabilisierung durch Kalziumion und organische Costabilisatorverbindung erhöht " ist und ausgezeichnete Seinigungseigenschaften erhalten v/erden: Decylphenol, das mit 20 Molen Äthylenoxid je Mol Decylphenol äthoxyliert ist, Hexadecansäureamid, Eexadecansäurediäthanolamid, Dirnethyldodecylarainoxid, Dirnethyldodecylphosphinoxid und Dodecylniethylsulfoxid, das Kondensat ions produkt von Äthylenoxid mit dem Kondensationsproduku von Propylenoxid und Propylenglykol,
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wobei der Äthylenoxidanteil der Verbindung 50 % des Gesamtgewichtes der Verbindung ausmacht und das Gesamtmolekulargewicht der Verbindung etwa 1700 beträgt; das Kondensationsprodukt von Äthylenoxid mit dem ICondensationsprodukt von Propylenoxid und Äthylendiamin, wobei das Produkt etwa 65 Gew.-% Polyäthylenoxid enthält und das Gesaatmolekulargev.'icht der Verbindung 6000 ist.
Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn das Kalziumacetatmonohydrat der Beispiele 1 bis 29 durch die folgenden Kai- · ziumsalze in Mengen ersetzt wird, die eine äquivalente Menge von Kalziumion ergeben, wobei eine Stabilisierung des anylolytischen Enzyms in wässeriger Lösung beobachtet wird: Kalziumchlorid; Kalziumcitrat; Kalziunglycerinphospiiat; Kalziumgluco- nat; Kalziumglucoheptanat; Kalziumlactat; Kalziumlävulinat; Kalziumlactobionat; Kalziummalat; Kalziumlactophosphat; Kalziumsuccinat; Kalziummaleat und Kalziumsulfat.
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Claims (1)

  1. Patentansprüphß
    worin χ etwa 1 bis etwa 200 bedeutet, und 1,3-Propandiol; und
    (e) 0 bis etwa 15 Gew·-^ eines nichtionischen oder zwitterionischen Detergene enthält«
    2· Mischung nach Anspruch 1, worin das amylolytische Enzym eine<*£-Amylase ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie im pH-Bereich von etwa 4,5 bis etwa 10 und bei einer Temperatur von etwa 150C bis etwa 660C eine amylolytische Aktivität aufweist·
    3· Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie vom Bacillus subtilis stammendeoC-Amylase enthält·
    4· Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diecrf^-Amylase in einer Menge von etwa 0,01 i» bis etwa 0,5 ^ vorliegt·
    009827/1762
    5. Mischung nach, einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Kalziumion in einer Menge von etwa 0,005 bis 0,05 Gew.-fo und die organische CoStabilisatorverbindung in einer Menge von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-$ vorliegt.
    6. Mischung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß sie als organische Costabilisatorverbindung ein Glykol der allgemeinen Formel *
    HO^fCH2CH2OTxH ,
    worin der Durchschnittswert von χ 4 bis etwa 80 beträgt und 1,3-I*ropandiol enthält.
    7. Mischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 4 bis etwa 10 Gew.-^ eines nichtionischen oder zwitterionischen Detergens enthält«
    8β Mischung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Detergens ein Kondensationsprodukt eines Mols aliphatischen Alkohols mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 5 bis 40 Molen Äthylenoxid; 3-(N,N~Dimethyl-N-alkylammonio)- ( propan-1-sulfonat, worin der Alkylrest 8 bis 22 Kohlenstoff atome aufweist, oder 3-(H,N-Dimethyl-N-alkyllanmonio)-2-hydroxypropan-1-sulfonat, worin der Alkylrest 8 bis 22 Kohlenstoffatome aufweist, ist. ' ~
    9. Mischung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Detergens 3-(N,N-Dimethyl-N-kokosnußalkylammonio)-2-hydroxypropan-l-sulfonat und als organischen. Costabilisator Triäthylenglykol enthält.
    v BAD ORIGINAL·.
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    10· Mischung nach Anspruch 8» dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kalziumsalz Kalziumacetat, Kalziumsulfat oder
    Kalziumchlorid enthält«
    11· Mischung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Protease enthält·
    12· Mischung nach Anspruch XH, dadurch gekennzeichnet, daß die Protease eine alkalische, vom Bacillus subtilis stammende Protease ist·
    Für The Procter * Gamble Company Cincinnati, Ohio, V.St.A·
    Vm-
    (Dr· Ή·«Γ. Wolff) Rechtsanwalt
    009827/1762 tAD OfBCKNAL
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