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新型表面活性剂、助剂与碱性蛋白酶的相互作用!
杨庆利，张高勇，张宝莲，杨秀全!
（中国日用化学工业研究院表面活性剂国家工程研究中心，山西太原/#0###"）
摘要：研究了洗涤剂组分中表面活性剂（122、324、甜菜碱、32,
5
、3,)、63)）溶液和助剂（高稳定层状二硅酸钠、0型37助剂、亚微米$3沸石、$3沸石）溶液对碱性蛋白 酶（黄海黄杆菌8)95$"!9"0#低温碱性蛋白酶、:;&+<;=><$?#2、)=@AB=><$(#C）的影响作用。$#DAB时表面活性剂溶液中酶的存活率在E#F以上，助剂中酶的存活率在G?F以上，并对以上结果提出可能的作用机理解释。
关键词：碱性蛋白酶；存活率；表面活性剂；助剂
中图分类号：CH$!0；H??I(5//文献标识码：3//文章编号："##09?!"$（!##$）)#9##"09#$
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//自从!#世纪中叶[(\(6ABU<;>.;&D和1],..<><B；发现洗涤剂用蛋白酶以来［"］，洗涤剂用酶的研究在不断进行中。首先，人们在酶自身性能方面进行了许多探索，从基因改造到寻极端生物酶进行驯化，从而开发了耐高温、适低温、耐高碱及抗氧化等性能的多种酶［!］。其次，在酶应用到洗涤方面，将洗衣粉用酶进行了颗粒包裹法改造解决了扬尘问题；对液体洗涤剂用酶加入了稳定剂来改善存储稳定性能［0］；以及进行了酶与表面活性剂、助剂、氧化漂白剂、荧光粉等洗涤用原料的复配配伍性能［$，?］研究。此外，邱学青等从酶去污能力、机理方面进行了探讨，提出了酶与表面活性剂的协同去污机理［0，I］。
尽管科研工作者对酶及酶在表面活性剂、洗衣粉配方中的作用的研究，做了大量工作，总结了一些规律，但是，实际的洗涤条件是：少量表面活性剂、助剂和酶在大量水存在的情况下去除污渍，如果酶在洗涤溶液中瞬时失活，洗涤剂加酶就成了一种浪费。因此，洗涤剂中的表面活性剂、助剂等所营造的洗涤环境对酶活性的影响值得深入探讨，研究表面活性剂、助剂、新型菌种的酶制剂在洗涤过程中的作用机理就显得尤为重要。
本文考察了洗涤组分表面活性剂、助剂对洗涤用碱性蛋白酶的影响，从不同作用时间下酶的存活率，探讨了不同酶在洗涤用品中的应用性能。由实验得知，大多表面活性剂都是酶的抑制剂；发现高稳定层状二硅酸钠（N))C9"）对酶有稳定作用，0
!收稿日期：!##$9#"9"G
福克斯熄火门作者简介：杨庆利（"5E"9），男，山西朔州人，工程师，在读硕士，师从杨秀全高级工程师，电话：#0?"9$#E##$0。
型!"助剂对酶制剂有好的相容性，这对酶在洗涤配方中的使用有现实指导意义。
!"实验
!#!"试剂与仪器
试剂：青岛黄海水产研究所黄海黄杆菌$%&’()*&)+，低温碱性蛋白酶（国家“-.+”计划项目成果），活力为’/0万123；诺维信%4567489(/,：碱性蛋白酶，活力为’/；万123；杰能科<=>?9=489(0,@
碱性蛋白酶，活力为),/-万123。
醇醚羧酸钠（!@A）；脂肪酸甲酯乙氧基化物（B@@）；!C烯基磺酸钠（!D%）；甜菜碱；十二烷基苯磺酸钠（E!%）；醇醚（!@D
’
）。以上均为工业品。
高稳定层状二硅酸钠（F%%:&)）；生化助剂+型!"助剂；亚微米(!沸石；(!沸石。
干酪素为生化制品，其他试剂均为!G级。水为去离子水，缓冲溶液为硼砂缓冲液，实验中使用的溶液均使用缓冲溶液配制，并用硼砂或氢氧化钠溶液调?F H),/0。
仪器：1I&).,，紫外可见分光光度计；0,)超级恒温水浴；?F%&*酸度计；;’&)型磁力加热搅拌器。!##"方法
碱性蛋白酶活性测定用J>K67&酚法测定酶活，测定温度(,L，缓冲液?F H),#0。
溶液中表面活性剂或助剂的质量分数为,/)M，酶的质量分数为,/,)+M。
酶溶液加入到表面活性剂溶液中混合的瞬时开始计时，分别在0、),、)0、*,、(,N67取样测定酶活力，以不加表面活性剂测得酶的活力为),,M计，换算后求得相对酶活力。
#"结果与讨论
##!"表面活性剂对酶存活率的影响
酶在表面活性剂溶液中的存活率见图)O.。
图)P酶在E!%溶液中的存活率
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图*P酶在!D%溶液中的存活率
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图+P酶在!@D
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溶液中的存活率
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图(P酶在B@@溶液中的存活率
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图0P酶在甜菜碱溶液中的存活率
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中华护理杂志)
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珍珠猪毛菜
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图!"酶在#$%溶液中的存活率
&’()!"*’+,-’.’/’0123/40562/0,101’712.8/’2723#$%
""在所有实验结果中，酶的存活率都呈逐渐下降之势，但表面活性剂种类不同存活率下降幅度有所差异，可见，表面活性剂都是酶的抑制剂，对酶的催化能力有或多或少的抑制。
阴离子表面活性剂*#9对酶的作用力最强，#:9次之，但抑制作用还是比较明显。而新型表面活性剂#$%如图!所示，由于其原料为非离子表面活性剂；醇醚，使这种表面活性剂在与酶的作用中显示出与非离子表面活性剂#$:
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相似的性质，即与酶有较好的相容性。
造成上述结果的原因是，当酶溶液添加到阴离子表面活性剂溶液中时，阴离子表面活性剂与酶迅速结合，形成$=络合物（$代表酶，=代表抑制剂阴离子表面活性剂），此时的酶没有催化能力，也不能从络合物$=中分离出来，恢复催化能力，因此，抑制效果比较明显。此外，阴离子表面活性剂的离子化效应也可以使酶缓慢失活。
网络炒汇非离子表面活性剂总的来说对酶的作用力较
弱，>?@’7时酶的存活率在<?A以上，而#$:
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更高达<BA。非离子表面活性剂的亲水基与酶通过氢键形成的络合物具有与原酶相当的催化能力，显示出同样的催化活性。对于C$$，溶液5D E F?G B的较高碱性会使它本身发生水解变化［H］，最终形成含部分C$$的混合物，混合物中水解产物的存在会使酶的活力下降。
两性表面活性剂甜菜碱对酶的作用力介于阴离子与非离子表面活性剂之间。因为测试在碱性条件下进行，因而两性表面活性剂呈现出阴离子表面活性剂的性质，与酶在#:9溶液中的变化很相似。
总的说来，带电有机化合物；离子型表面活性剂会影响酶的催化反应，其影响机理目前还不完全清楚，而非离子表面活性剂基本不影响酶的催化活性。!)!"洗涤助剂对酶存活率的影响
酶在助剂溶液中的存活率见图H I F?。
图H"酶在>#沸石溶液中的存活率
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图K"酶在亚微米>#沸石溶液中的存活率
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图<"酶在高稳定层状二硅酸钠溶液中的存活率
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图F?"酶在生化助剂N;#O溶液中的存活率&’()F?"*’+,-’.’/’0123/40562/0,101’712.8/’2723N;#O
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增刊杨庆利，等：新型表面活性剂、助剂与碱性蛋白酶的相互作用
酶在高稳定层状二硅酸钠（!""#$%）溶液中保持了较高的存活率。硅酸钠本身并不是酶的稳定剂，由
于它的&’()、*+()交换能力强，具有一定的去污能力和缓冲能力，从这方面考虑，酶的活力可能会降低［,］。层状二硅酸钠与酶的良好相容性，是由于硅酸钠的层状结构在水溶液不仅能自身保持稳定，同时使吸附在它层间的酶分子保持一定的三维取向［-］，而恰恰就是这种三维取向使酶的催化活性比较高。
新型生化助剂.型/0助剂不仅有较好的溶解性能，同时显现出与酶的良好相容性，说明这种新型助剂有极强的潜在应用价值。
!"结论
酶在不同表面活性剂溶液中由于离子作用力的强弱不同，表现出不同的存活率，表面活性剂在这种环境中都对酶起抑制作用；不同菌种的酶在同一表面活性剂溶液中，表现出不同的存活率，体现了不同菌种适应各自的生活环境，由它产生的酶有不同的适应性。
高稳定层状二硅酸钠对酶有较好的相容性，但酶的菌种不同，保存活性稍有差异；.型/0助剂同样表现出良好的配伍使用性能。这两个代磷助剂预示了良好的发展前景。
我国自行开发研究的黄海黄杆菌1"$-2%($ %.3低温碱性蛋白酶与洗涤剂组分的配伍性能优于或相当于国外丹麦诺维信"’456’78293#碱性蛋白酶和美国杰能科:;<=8;’782>3?碱性蛋白酶。
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