HU214505B - Többfunkciós bőrmegmunkáló készítmény és annak alkalmazása - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya stabil, vizes főlyékőny készítmény, amely abőrgyártás sőrán a vizesműhelyben kőmbinációs készítmény főrmájábanalkalmazható, és amely prőteőlitikűs és/vagy lipőlitikűs enzimekőldatát, nagy kőncentrációban melaszt és előnyösen hidrőtrőpikűmőkat,valamint adőtt esetben más, diszpergáló, dűzzadást csökkentő,szőrlazító vagy mészőldó adalékőkat tartalmaz. A találmá y szerintifőlyékőny készítmények mindenekelőtt arra szőlgálnak, hőgy javítsák arehidratálást és a szennyeződések eltávőlítását, az áztatás sőránjavítsák a szőreltávőlítást a meszezési műveletben, s javítsák a bőrfelületének megtisztítását a pácőlás főlyamán. ŕ

Description

A találmány tárgya stabil, vizes folyékony készítmény, amely a bőrgyártás során a vizesműhelyben kombinációs készítmény formájában alkalmazható, és amely proteolitikus és/vagy lipolitikus enzimek oldatát, nagy koncentrációban melaszt és előnyösen hidrotropikumokat, valamint adott esetben más, diszpergáló, duzzadást csökkentő, szőrlazító vagy mészoldó adalékokat tartalmaz. A találmány szerinti folyékony szerek mindenekelőtt arra szolgálnak, hogy javítsák a rehidratálást és a szennyeződések eltávolítását az áztatás során, javítsák a szőreltávolítást a meszezési műveletben, és javítsák a bőr felületének megtisztítását a pácolás folyamán.

A bőrgyártás vizesműhelybeli eljárásai, nevezetesen az áztatás, a meszezés és a pácolás, amelyek mind a cserzés előkészítésére szolgálnak, számos olyan kezelési lépést igényelnek, amelyek során váltakozva adagolnak a fürdőhöz reagenseket és adalékanyagokat. Az eljárások során enzimeket, hidrotropikumokat, tenzideket, duzzadáscsökkentő, mészdiszpergáló és szőrlazító hatóanyagokat adagolnak. Ezeket rendszerint külön-külön adagolják; nem szokásos, hogy különböző reagenseket egyetlen szerben egyesítsenek. Ez különösen érvényes a vizesműhelyben végzett enzimadagolásra: az enzimeket a legtöbb esetben önálló preparátumként alkalmazzák. Olyan kombinációs készítményeket, amelyek az enzimes funkciókat más, például hidratáló funkciókkal egy készítményben egyesítik, nem vezettek be az ipari gyakorlatban.

Az enzimes folyamatokat a „kímélő technológia” prototípusaiként manapság különböző technológiai területeken részesítik előnyben. Ez nemcsak a bőriparra érvényes, hanem a mosószeriparban, a takarmányok és élelmiszerek előállításában már bevált enzimes eljárásokra is; általában törekednek az enzimes eljárások mennyiségi és minőségi kiterjesztésére. Az enzimtechnológia mai állását és jövőbeni perspektíváját ismerteti az Ullmann, Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. kiadás, A 15. kötete, VCH (1990) a 390-434 oldalakon.

Az enzimeknek a bőrfeldolgozásban, különösen a vizesműhelyben való alkalmazása tekintetében gazdag a technika állása. Az enzimek célzott alkalmazása a bőrök előállításában azzal vette kezdetét, hogy Dr. Ottó Rohm 1907-ben bevezette az enzimes pácolást, amint azt a 200 519 számú német szabadalmi leírás ismerteti. Ettől az időtől fogva - növekvő ökológiai tudatossági háttérrel - javasolták és a gyakorlatban meg is valósították a proteázok alkalmazását a vizesműhely különböző részműveleteiben. [Lásd. E. Pfleiderer és R. Reiner, in: Biotechnology, Ed. H. J. Rehm. Vol. 6b. pp 729-743, VCH (1988)].

A proteolitikus enzimeket az áztatás, a meszezés és a pácolás során alkalmazzák.

Áztatás:

A bőröket száraz állapotban szállítják, és a további feldolgozásra rehidratálni (feláztatni), előtisztítani és zsírtalanítani kell. A fehérjebontó enzimek ezt a műveletet a következőképpen segítik:

1. A vérmaradványokból származó albuminokat és globulinokat hidrolizálják, és a felületről eltávolítják.

2. Ugyancsak eltávolítják a proteoglikánokat, amelyek a kollagénrostokat körülveszik.

3. Ezáltal a legfelsőbb bőrréteg (epidermis) áteresztöbbé válik, a víz és a vele együtt adagolt tenzidek gyorsan és mélyen behatolnak. Ez utóbbiak így gyorsan eljutnak hatásuk helyére, ami jó zsírtalanításra vezet.

Az enzim hatását arról ismerjük fel, hogy a bőr gyorsabban rehidratálódik és teljesebben zsírtalanodik, és az áztatás után simább, tisztább és puhább lesz.

Meszezési eljárás

Ezt követően végzik a szőrtelenítést erős lúgok („meszek”) és redukálószerek, így szulfidok alkalmazásával. A proteinázok alkalmazása elősegíti a szőrlazítást és javítja a meszezett bőr simaságát és tisztaságát. A semlegesítést („mésztelenítést”) szerves savakkal végzik.

A pácolás:

Ez a kezelési lépés intenzív felülettisztítást foglal magában, és jó lágyságot és rugalmasságot is biztosítania kell. Az enzimek itt a következő funkciókat töltik be:

1. Elbontják a nem bőralkotó fehérjéket, eltávolítják a szőrgyökereket és a zsírt.

2. A barkában lévő elasztint részlegesen lebontják, így a puhaság növekszik.

3. A kollagénvázat is gyengén meglazítják a rostok telopeptid tartományában végzett hasítással. A bőr puha lesz, és jobb alaplazaságot mutat.

Ekkor a nyersbőrök elő vannak készítve a további kezelésre: következő lépésként a cserzést végzik el. A jól sikerült meszezéssel és pácolással előállított tiszta és hibátlan felszín végül egyenletes festést tesz lehetővé.

A vizesműhely fenti eljárásai során semleges (E.C. 3.4.24) és különösen alkálikus proteázokat (E.C.3.4.21.) alkalmaznak [lásd Kirk-Othmer, 3. kiadás, pp 199-202, J. Wiley 1990; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. kiadás, A9,409 414, VCH 1987; L. Keay, in: „Process Biochemistry”, pp. 17-21 (1971)]. Ezen enzimek közelebbről alkálikus bacillusproteázok, amelyek hatásukat optimálisan a pH=8,5-l 3,0 tartományban fejtik ki, és többnyire a szerin-típushoz tartoznak, továbbá alkálikus gombaproteázok. Meg kell említenünk mindenekelőtt a bacillustörzsekből, úgymint a B. subtilis, B. licheniformis, B. firmus, B. alcalophilus, B. polymixa, B. mesentericus törzsekből, továbbá a streptomices-törzsekből, úgymint a S. alcalophilusból származó proteázokat. A kedvező üzemi hőmérséklet alkálikus baktériumproteázok esetén általában 40-60 °C, gombaproteázok esetén inkább 20-40 °C. Alkálikus gombaproteázokként megemlítendők: olyanok, amelyek az Aspergillus-törzsekből, így az A. oryzae törzsből, a Penicillium-törzsekből, így a P. cyanofulvumból vagy a Paecilomyces persicinus és más törzsekből származnak. Az alkálikus gombaproteázok aktivitása túlnyomóan a pH=8,0-ll,0 tartományban van. Ugyancsak alkalmazhatunk semleges proteázokat, amelyek hatásoptimuma a pH=6,0-9,0 tartományban van, még akkor is, ha az erősen lúgos tartományban kevésbé hatnak. Ezek közé tartoznak a semleges baktériumproteázok, amelyek rendszerint a metalloenzimek körébe tartoznak, például

HU 214 505 Β a neutrális bacillusproteázok, úgymint a B. subtilis, B. licheniformis, B. natto és B. polymixa proteázai, a Pseudomonas-proteázok, a Streptomyces-proteázok, de gombaproteázok is, úgymint az A. oryzae, A. parasiticus törzsekből származó Aspergillus-proteázok és a Penicillium proteinázok, így a P. glaucum proteináz. A neutrális baktériumproteázok 20 50 °C üzemi hőmérséklettartományban fejtik ki optimálisan aktivitásukat, ezzel szemben a legkedvezőbb üzemi hőmérséklet a neutrális gombaproteázok esetén 35-40 °C tartományban van. Az enzimek proteolitikus hatékonyságát szokás szerint az Anson hemoglobin-módszerrel [M.L. Anson, J. Gén. Physiol., 22, 79 ff (1939), illetve a Löhlein-Volhard-módszerrel [TEGEWA szerint módosítva, Leder 22, 121-126 (1971)] határozzák meg. Egy Löhlein-Volhard-egység (LVE) a meghatározás körülményei között (egy óra, 37 °C pH=8,3) olyan enzimmennyiségnek felel meg, amely 20 ml kazein-filtrátumban 5,75* 10 ³ ml 0,1 n NaOH oldattal ekvivalens mennyiségnek megfelelő hidrolízistermék növekedést idéz elő.

Más enzimek és enzimkombinációk

A dr. Ottó Rohm által a bőrgyártásba bevezetett pankreász eredetű enzimkomplexet enzimkombinációs készítménynek kell tekintenünk, minthogy az már többféle enzimaktivitást, nevezetesen amilázokat, lipázokat, endo- és exoproteinázokat tartalmaz, mimellett feltétlenül az utóbbiak triptikus aktivitása dominál az alkalmazás során.

Amilázokat, különösen a proteázokkal kombinációban a vizesműhely pácolási eljárásában alkalmaztak (4 273 876 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentés). Lipáz és amiláz egyidejű alkalmazása (pankreatin formájában) dezoxikólsav jelenlétében a T 3325 közzétételi számú magyar szabadalmi bejelentésből (Chem. Abstr. 77, 7341 k) ismert. A legutóbbi időben a kis- és nagyállat nyersbőrök enzimatikusan elősegített áztatási eljárását javasolták, melynek során az áztatófürdők olyan lipázokat, melyek hatásoptimuma a pH=9-ll tartományban van, olyan proteázokat, melyek a pH=9-l 1 tartományban hatásosak, továbbá felületaktív anyagokat tartalmaznak, mimellett az áztatófürdő pH-ja a 9-t 1 tartományban van (lásd a P 39 22 748.0 számú német szabadalmi bejelentést). Eszerint a lipázok is hatásosak. Különösen alkalmasnak találtak erre az Aspergillus-fajtákból nyert és egyes speciálisan genetikailag módosított törzseket, például egy olyan alkálikus lipázt, amely rekombinációval nyert Aspergillus oryzae törzsből származik, és kifejezett hatásoptimuma a pH=9-l 1 tartományban van (az 5 082 585 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint). Ez megfelel a kereskedelemben „LIPOLASE 100 T®” elnevezéssel kapható lipáznak (NOVO INDUSTRI A/S, DK 2880 Bagsvaerd). További alkalmazható lipázok származnak például Rhizopusból, így Rh. javanicusból, Mucorból, így M. miheiből vagy M. javanicusból, Pseudomonasból, így Ps. fluorescensből vagy Aspergillus nigerből.

A lipázok aktivitását hagyományos módon triacetin és tributirin szubsztrátum alkalmazásával végzik [v.ö. M. Sémériva et al., Biochemistry 10, pp. 2143 ff (1971), továbbá olívaolajjal (vö. Brúnó Stellmach, Bestimmungs-methoden Enzyme für Pharmazie, Lebensmittelchemie, Technik, Biochemie, Biologie, Medizin, Steinkopf-Verlag, 1988, pp. 169 f: Lipasenach FIP, Einheit=FIP/g). Míg a zsírbontó aktivitást savas közegben kell mérni, a meghatározáshoz szubsztrátumként tributirint alkalmaznak (egység=LCA/g). Standard körülmények: 40 °C, pH=5,5 (vö. M. Sémriva előbb idézett közleménye). A találmány szerinti célokra a lipázaktivitást főként FIP szerint (FlP/g) adjuk meg, mimellett a meghatározást pH=9,0 értéken és 37 °C-on végezzük. A DE-A 41 09 826 számú németországi szövetségi köztársaságbeli szabadalmi bejelentés szerint a proteinázok és lipázok egyidejű felhasználásának elvét alkalmazzák alkálikus pH-tartományban a meszezés és a pácolás részműveletei esetére. Itt is a két aktivitást kombinálják, ami különösen hatásos. A két enzimet külön-külön adagolják, érthető okokból nem ismertetnek olyan kész kombinációs preparátumot, amely mindkét aktivitást egyesíti, egy ilyen kombináció esetén ugyanis az enzimek „kannibalizálásával” kell számolnunk.

Melasz alkalmazása

A melasz alkalmazása a bőrgyártásban ismert. A melaszt kis koncentrációkban a vizesműhely minden műveleténél adagolhatják. Különösen hasznos az adagolása a mésztelenítésnél, minthogy a fürdőben lévő mészhidrátok oldhatóságát egyértelműen javítja, és így elősegíti a mészmaradványok teljes eltávolítását. A „Bibliothek des Leders” 2. kötete (kiadó H. Herfeld, 1989) a 115. oldalon azt a megállapítást ismerteti, hogy egy 1 tömeg%-os cukoroldatban majdnem négyszer annyi mész oldódik, mint tiszta vízben.

Hidrotropikumok alkalmazása a bőrfeldolgozásban. Hidrotrópián azt a jelenséget értjük, hogy egy nehezen oldódó anyag egy második komponens - amely önmagában nem oldószer - jelenlétében vízoldhatóvá válik. Azokat az anyagokat, amelyek az ilyenfajta oldhatóságjavulást előidézik, hidrotropikumoknak nevezzük. Ezek az anyagok különböző hatásmechanizmusokkal oldhatóság közvetítőkként hatnak. Ennek megfelelően kémiai összetételük egészen különböző. Az F. Stather, „Gerbereichemie und Gerbereitechnologie” c. könyvben (Akademieverlag, Berlin, 1951) a 70-71. oldalon különbséget tesznek nemelektrolitok és elektrolitok között. Az előbbiek közé tartoznak a szerves aminovegyületek, mint a karbamid, tiokarbamid, formamid, acetamid stb. Az utóbbiak közé tartoznak az aromás sor, de úgyszintén az alifás sor szulfonsavai és karbonsavai, különösen ezek sói. A szervetlen semleges sók is, így a rodanidok vagy a kalcium-klorid is - a Hoffmeister-sorban elfoglalt helyüknek megfelelően - hidrotróp hatással rendelkeznek. A hidrotropikumok a fehérjék esetén, így például a bőr kollagénvázánál, a peptidláncok közötti hidrogénhidak felhasadását idézik elő, és ezzel duzzadást okoznak, ami a kollagén esetén mindenekelőtt az enzimes hasítást könnyíti meg, de javítja a kimoshatóságot is [vö. „Bibliothek des Leders” 2. kötet (kiadó H. Herfeld,

HU 214 505 Β

1989) ρρ. 63., valamint Υ. Nozaki, Ch. Tanford, J. Bioi. Chem., 238 (1963.) pp. 40754081],

A meszezés során a hidrotropikumok felismerhetően szőrlazító és alaplazító hatásúak.

Számos szabadalmi leírás ismerteti a hidrotropikumok alkalmazását különböző oldható és oldhatatlan fehérjék enzimes hidrolízise során. A hidrotropikumok, különösen a karbamid, úgy könnyítik mega proteolitikus támadást, hogy denaturálják a hidrolizálandó fehéijét.

Hivatkozunk a következő németországi szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásokra: a DE-P 2 643 012 számú leírás ismerteti a gép-enyvbőr proteolitikus hidrolízisét karbamid jelenlétében, a DE-P 2 705 669 számú leírás gyapjú és szőrök hidrolízisét, a DE-P 2 756 739 számú leírás húshulladékokét, a DE P 2 842 918 számú leírás pedig vérből származó fehérjék hidrolízisét ismerteti. Mindegyik szabadalommal védett megoldás esetén a hidrolíziselegy karbamidtartalmát szándékosan a <lmól/l - előnyösen <0,1 mól/1 értékekre korlátozták annak elkerülése érdekében, hogy maga az enzimfehérje denaturálódjék és így elveszítse aktivitását. A proteináz aktivitás hatékony csökkentésének küszöbértékét tehát 1 mól/1 karbamid érték fölött állapítják meg. így egy jelentős megkötést állapítanak meg atekintetben, hogy karbamidot nagyobb koncentrációban adagoljanak olyan folyékony készítményhez, amely enzimeket tartalmaz. Nem ismeretesek olyan enzimes folyékony készítmények, amelyek karbamidot vagy más hidrotropikumokat tartalmaznak.

Ugyanez érvényes a 2 813 075 számú német szabadalmi leírásra is. Ebben az esetben egy olyan enzimes meszezési eljárást írnak le, amelyben a fürdőhöz alkálikus proteináz mellett karbamidot vagy guanidin-hidrokloridot adagolnak. A fürdő hidrotropikum-tartalma 1 tömeg% alatt van. A hidrotropikumot az enzimkészítménytől elkülönítve adagolják.

Más adalékanyagok a vizesműhelyben végzett bőrmegmunkálás során

Ezek közé tartoznak elsősorban a felületaktív anyagok, például az önmagukban szokásos emulgeátorok. Ezek feladata, hogy a bőrre tapadó zsírt diszpergálják, és ilyen módon tisztítsák a bőr felületét. A technika erre vonatkozó állását például az EPA 0 505 920 számú európai szabadalmi bejelentés ismerteti részletesen. A leírásban nemionogén emulgeátorokat, így poliglikolszármazékokat és glicerinszármazékokat, továbbá anionos emulgeátorokat, úgymint alkil- vagy aril-szulfátokat és -szulfonátokat, valamint aminsókat és kvatemer ammóniumsókat említenek. Ezek mindegyikére közös a 8-18, előnyösen 9-15, speciálisan 12-15 HLB érték. A fenti európai szabadalmi bejelentésben különböző emulgeátortípusok kombinációit is leírják.

A vizesműhelyben végzett bőrmegmunkálás során a fürdőhöz adandó további adalékok a mészdiszpergáló vagy mészoldó szerek, amelyeket komplexképzőknek is neveznek, és amely szerek arra szolgálnak, hogy a bőr felületét megtisztítsák a nemkívánatos lerakódásoktól, illetve arra, hogy megakadályozzák a mészszappanok képződését. Komplexképző szerek például a polifoszfátok, polifoszfonátok, polikarboxilátok, az etilén-diamin-tetraecetsav (EDTA), a nitrilo-triecetsav, a dietilén-triamino-pentaecetsav és az utóbbiak sói.

Szőrlazító szereket ugyancsak adagolnak a fürdőhöz a meszezés feldolgozási lépésében. Ezek a szerek a lúgosító adalékok mellett mindenekelőtt tiovegyületek, így nátrium-merkapto-etanol vagy hidroxicsoportot tartalmazó aminok, úgymint a mono-, di- vagy trietanol-amin. Az utóbbiaknak kifejezetten duzzadást csökkentő hatása van, vagyis a nyersbőrök a meszezőüzemben az alkáliák hatása alatt kevésbé duzzadnak, ezáltal kevésbé lép fel barkalazaság.

A bőrfeldolgozás során a fürdőhöz adandó valamennyi felsorolt adalék a technika állásához tartozik; ezeket külön-külön adják a fürdőhöz. Enzimekkel készült kombinációs készítmények nem szokásosak.

Az enzimkészítmények stabilizálása

Melasz alkalmazása folyékony enzimkészítmények stabilizálószereként nem ismeretes. Az ellen, hogy a melaszt élelmiszertechnológiai enzimkészítményben alkalmazzák egyedül már az esztétikai szempont is szól, mégpedig a rendkívül sötét szín és az azzal együttjáró színelváltozások a kezelt termékben. A nem standardizálható összetétel is, és mindenekelőtt, a melaszban lévő definiálatlan termikus bomlástermékek, amelyek az aktivitást csökkentőén hathatnak, szintén visszatartják a szakembert az alkalmazásától. Ezzel szemben gyakran használnak melaszt mikroorganizmusok fermentációja céljára szénforrásként. M. Bekers és A. Upit, Mikrobiológia, 41 i (5), 830-833 (1972) közleményükben arról számolnak be, hogy melasszal fermentált élesztő esetén stabilizáló hatást tapasztaltak a szárított termék életképességére nézve. A 4 201 564 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint melaszt használtak szénforrásként és ezzel együtt stabilizátorként egy trágyázószerben talajbaktériumok jó, folyamatos növekedése érdekében. A technika állása semmi esetre sem ajánlja melasz alkalmazását folyékony enzimkészítményben.

Ezzel szemben a technika állásához tartozik meghatározott összetételű különböző szénhidrátok és más poliolok stabilizálószerekként való alkalmazása folyékony enzimkészítményekben.

így az EP-A 74 237 számú európai szabadalmi bejelentés szorbit használatát ismerteti laktózoldatok stabilizálására, a 4 011 169 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás egészen általánosan poliszacharidok alkalmazását írja le enzimkészítmények formulálására, a 3 133 001 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás erre a célra többek között a szacharózt, a laktózt és a maltózt nevezi meg. A 262 339 számú japán szabadalmi leírásban alkoholokat is javasolnak folyékony készítmények, különösen proteinázok stabilizálására. Eddig nem ismertették oldott szénhidrátoknak hordozófolyadékkénti alkalmazását enzimes bőrkezelőszerekben. Nem ismertek olyan enzimes készítmények, amelyekben szénhidrátok más adalékokkal, így hidrotropikumokkal, komplexképzőkkel, tenzidekkel vagy szőrlazító szerekkel vannak kombinálva. Végül a

HU 214 505 Β

677 798 számú svájci szabadalmi leírás folyékony enzimkészítményt igényel műszaki, például bőripari alkalmazásra. Az itt ismertetett készítmények lényegében vízmentes, szerves folyadékokat és szervetlen, por alakú diszpergálószereket tartalmaznak.

Enzimpreparátumokat, ha azt a mindenkori alkalmazás lehetővé teszi, előnyösen vizes, folyékony formában hoznak forgalomba. A folyékony forma megfelel az enzimes reakció standard körülményeinek, a vizes közegnek. A vizes, folyékony enzimkészítmények ezért gyorsan és közvetlenül felhasználhatók. A liofilizált enzimkészítményekhez viszonyítva folyékony készítmények esetén nincs szükség oldási folyamatra, ami hosszadalmas lehet. Könnyen kizárhatók az allergiás kontaktreakciók is, amelyek például liofilizált enzimkészítmények használatakor (különösen akkor, ha port tartalmaznak) felléphetnek. Előnyösek a folyékony enzimkészítmények folyamatos enzimadagolás esetén is. Ennélfogva a találmány feladata folyékony enzimkészítmény kidolgozása.

Másrészről folyékony enzimkészítmények alkalmazása esetén egy sor problémával szembesül a szakember. Első helyen áll az ilyen preparátumok stabilitása, mégpedig kétféle szempontból:

1. Mikrobiológiai stabilitás:

Egy olyan enzimkészítmény, amely tárolhatósági idejének például egy évnek vagy hosszabb időnek kell lennie, ezen idő alatt mikrobiológiai úton nem mehet tönkre. Ez a veszély a készítmény összetétele révén adódik, minthogy az főként olyan komponenseket tartalmaz, amelyek mikroorganizmusok tápoldataihoz szükségesek. A mikrobiális növekedést különféle konzerválószerekkel gátolhatjuk. Elegendő igen csekély mennyiségű adagolásuk, rendszerint <1 t%. Egy, a technika állása szerinti tartósítószer összetétel található a K. H. WallháuBer, Sterilisation, Desinfektion, Konservierung, Georg Thieme Verlag 1978, műben a 380. oldalon. A tartósítószerek egyáltalán nem abszolút biztos szerek minden mikrobiális növekedés elhárítására, ezen felül még gyakran enzimkárosítók is. Ennélfogva a mikrobiális stabilizálás alternatívája, a vízaktivitás lehető legkisebb értéken tartása a preparátumban, a legelőnyösebb. Minél kisebb a víztartalom, annál kisebb - a nagy ozmózisnyomás révén - a mikrobiális növekedés veszélye. Ezért a legtöbb esetben úgy formálnak enzimkészítményeket, hogy nagy koncentrációban tartalmazzanak mindenfajta vízoldható vegyületet: sókat, szénhidrátokat, így például cukrokat és más polihidroxi vegyületeket, így például glicerint.

2. Aktivitási állandó:

Az enzimeket befolyásolják a közeg többi jelen lévő alkotórészei, így savak, bázisok, sók, felületaktív és komplexaktív alkotórészek, más makromolekulák és mindenekelőtt más enzimek. Ezek az alkotórészek mind stabilizálóan, mind destabilizálóan hathatnak. A destabilizálás mechanizmusai komplexek, termikus, kémiai és proteolitikus természetűek lehetnek. Nem található általános közlés arra nézve sem, hogy a szakirodalomban megadott stabilizálószerek melyike hatásos a mindenkori alkalmazási esetben és melyike nem hatásos. Egy szer egyrészt stabilizálhat egy meghatározott enzimet, másrészt destabilizálhat egy másik enzimet (lásd Torchlin, Martinék, Enzyme Microb. Technoi., 1979, Vol. 1,74). Ez megnehezíti azt a feladatot, hogy alkalmas stabilizálószert találjunk valamely enzim folyékony készítményéhez.

A találmány feladata a bőrgyártásban alkalmazható, folyadék alapú enzimkészítmény előállítása mind a mikrobiális stabilitás, mind az aktivitási állandó szempontjainak teljes figyelembevételével.

A hordozófolyadék formulálása tekintetében a találmány célja a költségek szempontjából lehető legkedvezőbb, kielégítő mennyiségben rendelkezésre álló, valamint biológiailag jól lebontható és ezáltal környezetbarát stabilizálószer alkalmazása. Vízben jól oldhatónak kell lennie, hogy nagy koncentrációkban legyen alkalmazható.

A találmány további feladata a bőrfeldolgozás különböző funkcióinak egyesítése folyékony kombinációs készítményben. A technika állása szerint valamely fürdő legátfogóbb receptúrájának alkotórészeit túlnyomó részt külön-külön adagolják. Ebben az esetben nagy a munkaráfordítás és nagy a veszélye annak, hogy adagolási hibákat követnek el. Minden olyan intézkedés, amely ezt az eljárást leegyszerűsíti és az adagolandó szerek számát csökkenti, haladást jelent a technika állásához viszonyítva.

A bőrfeldolgozás több funkciójának egyetlen szerben való egyesítése anélkül, hogy az egyes komponensek hatását egyidejűleg korlátozzuk, jelentős nehézséget jelent. Különleges figyelmet kell fordítanunk emellett az enzimaktivitásra, mert éppen az enzimek reagálnak különösen érzékenyen a hordozófolyadékban levő alkotórészekre. Az enzimektől eltérő más hatóanyagok bevitele szempontjából súlypontot képeznek emellett a hidrotropikumok és más szőrlazító szerek.

A találmány szerinti feladatot a vizesműhelyben kisés nagyállat nyersbőrök feldolgozására szolgáló, olyan vizes alapú folyékony szerrel oldjuk meg, amely önmagában ismert enzimes hatóanyagokat tartalmaz, és amely szert az jellemez, hogy legalább 10 tömegszázalék, legfeljebb (100-x) tömegszázalék melaszt tartalmaz, ahol x jelentése az enzimes hatóanyag-tartalom tömegszázalékban kifejezve. X értéke 0,001-tői 90,0 tömegszázalék lehet. Az enzimes hatóanyagok mennyisége előnyösen 0,110,0 tömeg%.

A melasz újratermelődő nyersanyag, biológiailag lebontható és hulladékanyag lévén a költségek szempontjából igen kedvező. A cukorgyártás szirupszerű, sötétbarna maradéka, amely már nem kristályosítható (vő. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3^rd Ed., Vol. 22, J. Wiley 1985, pp. 514-517). A nádcukorból származó melasz 30-40 tömeg% szacharózt, 15-25 tömeg% invertcukrot, legfeljebb 5 tömeg% akonitsavat és alig valamennyi betaint tartalmaz. Víztartalma 30-40 t%. A répacukorból származó melasz a Römpp Chemie Lexikon (9. Auflage, G. Thieme-Verlag, 1991) szerint átlagosan 50 tömeg% szacharózt, 20 tömeg% nemcukor anyagokat (dextrin, bétáin, tej sav),

HU 214 505 Β tömeg% nitrogén vegyületet, 1 tömeg% invertcukrot és ritka cukrokat, így raffinózt és kesztózt, valamint 23 tömeg% vizet tartalmaz. A beltartalmi anyagok koncentrációja gyakran kisebb. Ekkor a víztartalom érthetően nagyobb, legfeljebb 35 tömeg% körüli érték. Bár a melasz nagyon viszkózus, mégis önmagában egyedül is alkalmazható enzimek vivőfolyadékaként. Ilyen készítmény előállítására az enzimet, amely folyékony vagy szilárd lehet, közvetlenül a melaszban kell feloldani. Amennyiben az enzimek kivételesen tisztán állnak rendelkezésre, úgy azokat tiszta anyagokként bedolgozhatjuk a melaszba. Ebben az esetben elegendő, ha az enzim koncentrációja 0,001-0,1 tömeg% és a többi anyag melasz. Az enzimek a legtöbb esetben hordozóanyagokkal vannak elegyítve, vagy vivőfolyadékokban vannak oldva. Ezeket a találmány szerinti bőrkezelő készítmények formulálása során figyelembe kell vennünk; ezek a hordozóanyagok a folyékony szer alkotórészeivé válnak. Az enzimes hatóanyag mennyisége ekkor 0,1-10 tömeg⁰/», azonban kiteheti a találmány szerinti készítmény legfeljebb 90 tömeg%-át is.

A legtöbb esetben vizet adunk a melaszhoz, hogy hígan folyó készítményt állítsunk elő. Akkor is, ha más hatóanyagokat adagolunk, adott esetben előzetesen vízben fel kell oldanunk azokat, úgyhogy a végső melasztartalom szükségszerűen kisebb lesz. Bár a melasz a legtöbb esetben a találmány szerinti készítmények fő hordozófolyadéka, viszonylag kisebb koncentrációkban is jelen lehet, extrém esetben csak 10 tömeg%-ban. Előnyösen azonban a készítmény 50-80 tömeg%-át alkotja. A fennmaradó 25-50 tömeg% többnyire más alkotórészekből áll, így enzimekből, különböző hatóanyagokból és vízből.

Meglepő módon azt találtuk, hogy a melasz a készítményben lévő enzimaktivitásokat kitűnően stabilizálja. Ez vonatkozik arra az aktivitásra, amelyet közvetlenül a készítmény előállítása után kapunk, de a hosszú időn át, például hat hónapon át történő tárolás esetére is. A szakember ismeri a fentiekben leírt fenntartásokat, hogy egyáltalán alkalmazható-e melasz a találmány szerinti célra. A legjobb esetben stabilizáló hatást várhattunk volna, ami a melaszban lévő cukortartalomnak felel meg. A cukrokról, például a szacharózról a technika állása szerint ismert, hogy stabilizáló hatásuk van, ami főként a víz aktivitásának csökkentésén alapul. Bebizonyosodott azonban, hogy a melasz a cukortartalomból származó hatást meghaladó stabilizáló hatással rendelkezik, ami más, nem cukorszerű beltartalmi anyagok jelenlétén alapulhat. Melasz, mint hordozófolyadék alkalmazása enzimkészítményekben tehát a találmány lényeges jellemzője.

A találmány szerinti folyékony szerek a technika állásának megfelelő szokásos enzimeket tartalmazhatnak. A rendelkezésre álló nagyszámú proteináz, lipáz, amiláz és ugyancsak más hidrolázok - melyek a megoldásba beleértendők - közül mennyiség és fajta szerint szabadon választhatunk. Speciálisan meg kell említenünk a proteinázok között a pankreász-enzimeket, amelyek tulajdonképpen enzimkeverékeket képviselnek, a Bacillus subtilisból és a B. licheniformisból származó proteinázokat, valamint az Aspergillus-proteázokat, a lipázok között pedig az erősen alkálikus, géntechnológiai úton nyert Aspergillus oryzae-lipázt. Az enzimfajta megválasztása természetesen a tervezett alkalmazási területtől függ. Ha a folyékony szert előnyösen a pácolásnál kívánjuk felhasználni, akkor olyan proteinázokat vagy lipázokat választunk, amelyek pH-optimuma neutrálistól a gyengén alkálikusig terjedő tartományban van. Univerzális felhasználásra, mégpedig abban az esetben, ha a készítményt még a meszezésnél és az áztatóban is használni kívánjuk, ajánlatos olyan enzimeket választanunk, amelyek pH-optimuma a pH=9 és annál nagyobb érték.

A találmány egyik előnyös kivitelében olyan proteinázokat vagy lipázokat alkalmazunk, melyek pH-optimuma=>9 érték. A találmány szerinti folyékony szerekben lévő enzimek - a technika aktuális állását figyelembe véve - különböző eltérő enzimaktivitásokat tartalmazhatnak, előnyösen proteinázoknak lipázokkal alkotott elegyeit, mimellett mindkét fajta enzim pH-optimuma=>9 érték lehet, amint azt a DE-A 39 22 748 és a DE-A 41 09 826 számú német szabadalmi bejelentések ismertetik. Meglepő módon azt találtuk, hogy az enzimelegyekben melasz jelenlétében a proteináz kevésbé támad meg más enzimeket, és a proteinázoldatokban a nemkívánatos önemésztő hatás messzemenően el van nyomva.

A találmány szerinti készítményekben a proteolitikus enzimek többnyire 100-20 000 LVE/g aktivitásban vannak, míg a lipázok 10-1000 lipázegység/g aktivitásban (FIP szerint).

A találmány egy további előnyös jellemzője a folyékony készítmények hidrotropikum tartalma. A hidrotropikumok, így a karbamid, nagyobb koncentrációban denaturáló hatást fejtenek ki a fehérjékre. Ezért található a szabadalmi irodalomban legfeljebb 1 mól/1 karbamid (=60 g/1—6 tömeg%) küszöbérték az enzimaktivitást károsító hatásra nézve.

A találmány szerinti a hidrotropikum-tartalom a melasztartalmú folyékony készítményben egyértelműen nagyobb lehet, mégpedig 3 40 tömeg%, speciálisan 10-20 tömeg%. Meglepő módon még nagyobb mennyiségű hidrotropikum adagolás esetén sem tapasztalhatunk aktivitáscsökkenést. A megfelelően formuláit folyékony termék aktivitása még tárolás után is stabil. A hidrotropikum megválasztása tekintetében az enzimfajta kiválasztásához hasonlóan - a technika állására támaszkodhatunk. Különösen előnyös hidrotropikum azonban a karbamid, a guanidin-hidroklorid, a kumolszulfonát és a kalcium-klorid.

Végül a találmány szerinti folyékony termék tartalmazhat még más hatóanyagokat is, amelyek diszpergáló, duzzadást csökkentő, szőrlazító és mészoldó hatásúak. Még ilyen esetben sem figyelhető meg - meglepő módon - az enzimtartalom aktivitásának károsodása. Ezeknek az adalékanyagoknak a mennyisége 0,1-20 tömeg%. Ezen adalékok megválasztására vonatkozóan a teljes technika állását felhasználhatjuk, amint azt az előbbiekben már ismertettük. Példaképpen megemlítendő a nagyszámú polifoszfát hatóanyag mint mészoldó szer, a

HU 214 505 Β nátrium-merkapto-etanol és tioglikolsav mint szőrlazító szerek, az alkánszulfonátok és az alkil-poliglikol-éterek diszpergálószerként, valamint a hidroxicsoportokat tartalmazó aminok mint duzzadást csökkentő szerek.

Ezeket a hatóanyagokat hozzáadhatjuk egyenként a melasztartalmú enzimtermékhez, vagy már egy, vagy több hidrotropikummal alkotott elegyben, de adagolhatjuk a hatóanyagokat bármely tetszés szerinti elegyükben is. A különböző adalékanyagok révén a vizes oldat olyan pH-értékű lehetne, amely értéken adott. Ez esetben az enzimaktivitás károsodhat az általában érvényes a 12 feletti és a 4 alatti pH-értékekre. Minthogy a sav- és a lúgstabilitás ismeretes a mindenkor alkalmazott enzim tekintetében, ennek megfelelően állítjuk be apH-értéket. így például bacillusproteinázok esetén gyengén lúgos (pH=7-9) értékre állítjuk be a folyékony terméket és elkerüljük a pH=5 alatti értékeket. A legtöbb esetben a 7 és 9 közötti pH-érték előnyös az enzimaktivitás szempontjából. A pH-t savak, lúgok vagy pufferok adagolásával állítjuk be, célszerűen még az enzimek hozzáadása előtt, hogy ne tegyük ki azokat extrém pH-terhelésnek.

A találmány szerinti folyékony termék víztartalma szokásosan 20-80 tömeg%, előnyösen azonban csak 25-50 tömeg%. A melasz stabilizáló hatása kisebb víztartalomnál, illetve nagyobb szárazanyag-tartalomnál érvényesül. A nagy szárazanyag-tartalomnak nemcsak a melasz alkotórészeiből kell származnia, hanem más olyan hatóanyagok is alkothatják, amelyek adott esetben még nagyobb mennyiségben lehetnek jelen, mint a melasz alkotórészei. Az esetek többségében azonban az utóbbiak vannak túlsúlyban. Szokásos módon a folyékony termékek minden alkotórésze oldott állapotban van. Az is lehetséges azonban, hogy vízben nem oldódó adalékokat diszpergálunk a melasztartalmú oldatban, ha nagy az oldat viszkozitása, és ezáltal a diszpergált anyag leülepedését messzemenően megakadályozhatjuk. A folyékony készítmény szárazanyag-tartalmának a növelése céljából adagolhatunk kiegészítésképpen sókat is, például konyhasót, ammónium vagy nátrium-szulfátot, valamint más, vízben jól oldódó anyagokat, mint szénhidrátokat, aminosavakat vagy fehérjéket. Ezek részaránya a készítményben az esetek többségében nem haladja meg a 20 tömeg%-ot.

A nagy szárazanyag-tartalom, illetve a kis vízaktivitás nemcsak az aktivitás stabilitásának, hanem a mikrobiális stabilitásnak is fontos kritériuma. Ezeket a legtöbb esetben 50 tömeg%-nál nagyobb szilárdanyag-tartalomra adják meg. Mindazonáltal minden további nélkül adhatunk a folyékony készítményhez konzerválószert is, szokásos mennyiségben, túlnyomóan < 1 tömeg% mennyiségben. Ez minden esetben ajánlatos, ha a készítmény víztartalma nagy, például 80 tömeg%-ot meghaladó víztartalomnál.

A találmány szerinti folyékony terméket általában úgy használjuk fel, hogy a bőrfeldolgozás mindenkori művelete előtt a fürdőhöz adagoljuk. Az adagolási mennyiség 0,1-5 tömeg% a bőr tömegére vonatkoztatva, előnyösen 0,5-2,0 tömeg%.

Példák

A találmány szerinti 1-15. sorszámú enzimpreparátumok azt dokumentálják, hogy

1. melasz alkalmazása nagyobb enzimstabilitást eredményez, mint szacharóz hozzáadása körülbelül azonos szárazanyag-tartalom mellett, és

2. a különböző adalékok így a karbamid (hidrotropikum), merkapto-etanol-nátrium-só (szőrlazító szer), dietanol-amin, mint duzzadást csökkentő és mészdiszpergáló szer hatására az aktivitás nem vagy csak csekély mértékben csökken (ld. 1. táblázat.)

A termékeket a következő előírat szerint állítjuk elő:

A szükséges víz, stabilizátor (melasz és összehasonlításul szacharóz) egy részét, valamint a megfelelő adalékanyagokat (hidrotropikumokat, diszpergáló, emulgeálószereket, szőrtelenítő szereket, duzzadást csökkentő anyagokat stb.) homogén eleggyé keveijük. Az oldat pH-értékét 2 tömeg%-os nátrium-hidroxid-, illetve 10 tömeg%-os hangyasavoldattal körülbelül pH=7 értékre állítjuk be. A mikroorganizmusok kontrollálatlan növekedésének a megakadályozására 0,1 tömeg% mennyiségű para-klór-meta-krezol és egy izotiazolinonszármazék (Mergal KM 80 a Riedel de Haen cégtől) alapú konzerválószert adunk az elegyhez. Ezután adjuk hozzá az enzimet (Bacillus subtilisból származó alkálikus proteázt, pankreatint, Aspergillus oryzaeből származó lipázt, Aspergillus sojae gombaproteázt). Az enzimet előnyösen kevés vízben előbb feloldjuk. Az enzimmennyiséget úgy mérjük be, hogy a proteázoknál 1000 LVE/g legyen a névleges kiindulási aktivitás, lipázoknál pedig 100 FlP-egység/g (pH=9) aktivitást kapjunk. Az adagolt enzimmennyiség ebben az esetben átlagosan 1 tömegszázalék alatt van. Az elegyet végül vízzel 100 tömegrészre (= tömeg%-ra) töltjük fel.

Megjegyzés: A példák szerinti készítményekben cukorrépa-melaszt használunk fel, melynek cukortartalma kb. 40 tömeg% szacharóz és víztartalma 33 tömeg%. Hasonló eredményeket kapunk 50 tömeg% cukortartalmú és 25 tömeg% víztartalmú melasszal is.

A stabilitás vizsgálata:

A frissen előállított enzimkészítmény kiindulási proteináz-enzimaktivitását azonnal megmérjük. A mintát ezután 7 napon át tároljuk 45 °C-on, majd újra meghatározzuk az enzimaktivitást. A proteináz ekkor mért aktivitáscsökkenése modellszerűen megfelel az enzimkészítmény 9 hónapon át szobahőmérsékleten történő tárolásának. A lipázok többnyire még stabilabbak.

Az eredményeket az 1. táblázatban foglaltuk össze. Ezek azt mutatják, hogy azonos szárazanyag-tartalom esetén a melasz jobban stabilizálja az enzimaktivitást, mint a tiszta szacharóz.

Meg kell jegyeznünk, hogy még jobb stabilitási tulajdonságokat érünk el a proteinázaktivitás tekintetében, ha az előbbiekben megadott összetételeknél 60 tömegrész helyett 75 tömegrész melaszt használunk fel.

HU 214 505 Β

1. táblázat

Példák a találmány szerinti készítményekre

Sor- szám	Enzimtípus	Tömegrész (tr) stabilizátor	Tömegrész (tr) 2. adalék	Tömegrész (tr) 3. adalék	Aktivitás csökkenés I %
1	Alkálikus bak* tériumproteáz	60 trjmelasz			0,9
2	Alkálikus bak* tériumproteáz	60 Έ melasz	15 tr, karbamid		2,1
3	Alkálikus bak* tériumproteáz	40 tr szacharóz			58,0
4	Alkálikus bak* tériumproteáz	40 tr. szacharóz	15 tr. karbamid		28,6
5	Alkálikus bak- tériumproteáz	60 tr. melasz	10 tr- merkapto-eta- noÉNa-só		10,3
6	Alkálikus bak- tériumproteáz	60 tr. melasz	10 tr. dietanol-amín		6,9
7	Alkálikus bak- tériumproteáz	60 tr. melasz	10 tr· szulfonált· olajsav		7,8
8	Pankreász enzim	60 tr. melasz			66
9	Pankreász enzim	40 te szacharóz			77
10	Gombaproteáz	60 tr melasz			46
11	Gombaproteáz	40 tr szacharóz			49
12	Alkálikus lipáz	60 tr melasz			2,9
13	Alkálikus lipáz	40 tr szacharóz			19,6
14	Alkálikus bakté- riumproteáz	60 tr melasz	10 tr merkapto-eta- noI-Na-só	10 tr.dietanol- *amln	11,5
15	Alkálikus bakté* riumproteáz	60 tr melasz	15 tr. karbamid	10 tr szulfon olajsav	13,5

Claims (14)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Vizes alapú folyékony készítmény nagy- és kisállat nyersbőröknek a vizesműhelyben végzett megmunkálására, amely önmagában ismert enzimes hatóanyagokat 35 tartalmaz, azzal jellemezve, hogy legalább 10 tömeg%, legfeljebb (100-x) tömeg% melaszt tartalmaz, mimellett x jelentése az enzimes hatóanyag részaránya tömeg%-ban kifejezve, és értéke 0,001-90 lehet.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti folyékony készítmény, azzal 40 jellemezve, hogy 50-80 tömeg% melaszt tartalmaz.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti folyékony készítmény, azzal jellemezve, hogy a melasz a cukorrépa-feldolgozásból származik.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti készít- 45 mény, azzal jellemezve, hogy 3 40 tömeg%, előnyösen 10-20 tömeg% hidrotropikumot tartalmaz.
5. 5. A 4. igénypont szerinti készítmény, azzaljellemezve, hogy egy vagy több hidrotropikumot tartalmaz, ahol a hidrotropikum karbamid, guanidin-hidroklorid, 50 kumolszulfonát, kalcium-klorid lehet.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy további - duzzadást csökkentő, szőrlazító vagy mészoldó hatású - hatóanyagot vagy e hatóanyagok közül kettőnek vagy többnek az 55 elegyét tartalmazza.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy víztartalma 20-80 tömeg%, előnyösen 25-50 tömeg%.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az enzimes hatóanyag proteolitikus aktivitású.
9. 9. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti készítmény, azzal jellemezve, hogy az enzimes hatóanyag lipolitikus aktivitású.
10. 10. A 8. és 9. igénypontok szerinti folyékony készítmény.
11. 11. A 8. vagy 10. igénypontok szerinti folyékony készítmény, azzal jellemezve, hogy proteolitikus aktivitása pH>9 optimumú baktériumproteázból származik.
12. 12. A 9. vagy 10. igénypont szerinti folyékony készítmény, azzal jellemezve, hogy a lipolitikus aktivitása pH>9 optimumú lipázból származik.
13. 13. Az 1-8. vagy a 10-11. igénypontok bármelyike szerinti folyékony készítmény, azzal jellemezve, hogy proteolitikus aktivitása 100-20 000 LVE/g.
14. 14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti folyékony készítmény alkalmazása a vizesműhelyban nagy- és kisállat nyersbőrök megmunkálására, azzal jellemezve, hogy a bőr tömegére vonatkoztatva 0,1 -5 tömeg%, előnyösen 0,5-2,0 tömeg% koncentrációban használjuk.