一种生物酶皂粒
阅读说明：本技术 一种生物酶皂粒 (Biological enzyme soap granules ) 是由 曾君霞 方海洪 赖丽玲 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明属于日用品技术领域,具体涉及一种生物酶皂粒,该生物酶皂粒原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠10-20份、脂肪酸30-40份、生丝8-13份、棕榈油4-9份、丙二醇3-8份、沸石粉2-7份、螯合剂0.1-0.6份和固定化蛋白酶0.1-0.6份。本发明技术方案中,通过Ru(Ⅱ)介导的光化学方法交联,将蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶之间的络氨酸残基交联成二络氨酸加合物,蚕丝蛋白与蛋白酶之间产生强烈的分子间相互作用,从而增强了蛋白酶对pH的刚性,另外也克服了固定化的蛋白酶在皂粒生产中的逐步释放的问题；相较于传统的通过共价交联固定蛋白酶的技术,本技术方案无需对蛋白质进行复杂且耗时的改性,保留了蛋白酶最好的活性。(The invention belongs to the technical field of daily necessities, and particularly relates to a biological enzyme soap grain, which comprises the following raw materials in parts by mass: 10-20 parts of sodium hydroxide, 30-40 parts of fatty acid, 8-13 parts of raw silk, 4-9 parts of palm oil, 3-8 parts of propylene glycol, 2-7 parts of zeolite powder, 0.1-0.6 part of chelating agent and 0.1-0.6 part of immobilized protease. According to the technical scheme, through Ru (II) -mediated photochemical crosslinking, the complex amino acid residues between fibroin-stearic acid and fibroin-protease are crosslinked into a di-complex amino acid adduct, strong intermolecular interaction is generated between fibroin and protease, so that the rigidity of the protease to pH is enhanced, and the problem of gradual release of immobilized protease in soap grain production is solved; compared with the traditional technology of fixing the protease through covalent crosslinking, the technical scheme does not need to perform complex and time-consuming modification on the protein, and retains the best activity of the protease.)
技术领域
本发明属于日用品技术领域，具体涉及一种生物酶皂粒。
背景技术
洗衣皂是人们日常生活中不可缺少的日用化学品。目前洗衣皂的主要功能是去除衣物上的污垢，肥皂的去污原理：肥皂分子结构可以分成二个部分，带电荷呈极性的COO-(亲水部位)；非极性的碳链(亲油部位)，肥皂能破坏水的表面张力，当肥皂分子进入水中时，具有极性的亲水部位，会破坏水分子间的吸引力而使水的表面张力降低，使水分子乎均地分配在待清洗的衣物或皮肤表面，而亲油部位能够与衣服上的油污进行结合，从而将油污分解成为多个小块，随水一起被冲走。
目前，市场上销售的洗衣皂通常是脂肪酸钠，一些洗衣皂也会通过加入各种酶来达到高效除油渍的目的，公开号为CN109135971A的专利文件中通过在皂粒中添加酶助剂以及酶助剂稳定剂，通过这些酶助剂实现对衣物上的油污的酶解，以达到除污的目的，但是这样会存在以下缺点：1)酶助剂的适宜pH范围一般较小，无法适应皂粒生产过程中的波动，从而造成酶的失活；2)酶助剂在与皂粒混合时，无法均匀的分布在皂粒中。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种生物酶皂粒，解决了传统的生物酶皂粒除去油污效果不佳的问题。
为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：
一种生物酶皂粒，原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠10-22份、脂肪酸30-40份、生丝8-13份、棕榈油4-9份、丙二醇3-8份、沸石粉2-7份、螯合剂0.1-0.6份和固定化蛋白酶0.1-0.6份。
优选的，所述螯合剂是乙二胺二邻苯基乙酸钠、乙二胺四乙酸和氮川三乙酸中的一种。
生物酶皂粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述组分称取物料，将脂肪酸、丙二醇和棕榈油进行预混合，得到预混合液；
(2)将生丝切成块，在0.05g/L的碳酸钠溶液中90℃煮沸30min，然后用去离子水冲洗，室温下干燥12h，得到脱胶蚕丝；
(3)将脱胶蚕丝溶于Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的混合溶液中，在50-70℃下保持1-3h，溶解完全后，4℃下以8000rpm离心5-15min，使用纤维素透析膜透析2-4天，每6h更换一次去离子水，得到蚕丝蛋白溶液；
(4)将得到的蚕丝蛋白溶液均分两份，一份为蚕丝蛋白溶液A，另一份为蚕丝蛋白溶液B，向蚕丝蛋白溶液A中加入硬脂酸，搅拌反应1-2h，反应结束后得到蚕丝蛋白-硬脂酸，向蚕丝蛋白溶液B中加入蛋白酶，并溶解在磷酸盐缓冲液中，然后加入过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2溶液中，搅拌混合，得到蚕丝蛋白-蛋白酶；
(5)将得到的蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶混合，经100W光纤白光源照射5-15min后，再与氢氧化钠、螯合剂混合均匀后加入到预混合液中，进行皂化反应，待皂化反应完全后，加入沸石粉，混合均匀，得到皂基，经真空喷雾干燥、挤压、均质、精制和切粒后，即得成品。
优选的，所述蛋白酶、蚕丝蛋白溶液和硬脂酸的质量比为1：1-3：4-8。
优选的，所述步骤(1)中预混合时的温度为60-70℃。
优选的，所述步骤(2)中生丝与碳酸钠溶液的质量比为1：400-500。
优选的，所述步骤(2)中去离子水冲洗2-3次。
优选的，所述步骤(3)中Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的质量比为1：1-3：7-9。
优选的，所述步骤(4)中蚕丝蛋白溶液、磷酸盐缓冲液、过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2的质量比为1：6-8：10-14：15-20。
优选的，所述步骤(4)中皂化反应的温度为80-140℃，时间为10-60min。与现有技术相比，本发明方法的有益效果是：
(1)本发明技术方案中，通过Ru(Ⅱ)介导的光化学方法交联，将蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶之间的络氨酸残基交联成二络氨酸加合物，蚕丝蛋白与蛋白酶之间产生强烈的分子间相互作用，从而增强了蛋白酶对pH的刚性，另外也克服了固定化的蛋白酶在皂粒生产中的逐步释放的问题；相较于传统的通过共价交联固定蛋白酶的技术，本技术方案无需对蛋白质进行复杂且耗时的改性，保留了蛋白酶最好的活性。
(2)本发明技术方案中，通过在蚕丝蛋白与硬脂酸之间的酰胺化反应，将硬脂酸与蚕丝蛋白相结合，引入硬脂酸的蚕丝蛋白与脂肪酸具有更好的相溶性，进而能够稳定的分散在皂粒中，蚕丝蛋白-蛋白酶便能更好的在肥皂中发挥蛋白酶的酶解效果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种生物酶皂粒，原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠10份、脂肪酸30份、生丝8份、棕榈油4份、丙二醇3份、沸石粉2份、螯合剂0.1份和固定化蛋白酶0.1份。
螯合剂是乙二胺二邻苯基乙酸钠。
本实施例中，生物酶皂粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述组分称取物料，将脂肪酸、丙二醇和棕榈油进行预混合，预混合时的温度为60℃，得到预混合液；
(2)将生丝切成块，在0.05g/L的碳酸钠溶液中90℃煮沸30min，生丝与碳酸钠溶液的质量比为1：400，然后用去离子水冲洗2次，室温下干燥12h，得到脱胶蚕丝；
(3)将脱胶蚕丝溶于Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的混合溶液中，Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的质量比为1：1：7，在50℃下保持1h，溶解完全后，4℃下以8000rpm离心5min，使用纤维素透析膜透析2天，每6h更换一次去离子水，得到蚕丝蛋白溶液；
(4)将得到的蚕丝蛋白溶液均分两份，一份为蚕丝蛋白溶液A，另一份为蚕丝蛋白溶液B，向蚕丝蛋白溶液A中加入硬脂酸，搅拌反应1h，反应结束后得到蚕丝蛋白-硬脂酸，向蚕丝蛋白溶液B中加入蛋白酶，并溶解在磷酸盐缓冲液中，然后加入过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2溶液中，蚕丝蛋白溶液、磷酸盐缓冲液、过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2的质量比为1：6：10：15，搅拌混合，得到蚕丝蛋白-蛋白酶，蛋白酶、蚕丝蛋白溶液和硬脂酸的质量比为1：1：4；
(5)将得到的蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶混合，经100W光纤白光源照射5min后，再与氢氧化钠、螯合剂混合均匀后加入到预混合液中，进行皂化反应，温度为80℃，时间为10min，待皂化反应完全后，加入沸石粉，混合均匀，得到皂基，经真空喷雾干燥、挤压、均质、精制和切粒后，即得成品。
实施例2
一种生物酶皂粒，原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠12份、脂肪酸32份、生丝9份、棕榈油5份、丙二醇4份、沸石粉3份、螯合剂0.2份和固定化蛋白酶0.2份。
螯合剂是乙二胺二邻苯基乙酸钠。
本实施例中，生物酶皂粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述组分称取物料，将脂肪酸、丙二醇和棕榈油进行预混合，预混合时的温度为60℃，得到预混合液；
(2)将生丝切成块，在0.05g/L的碳酸钠溶液中90℃煮沸30min，生丝与碳酸钠溶液的质量比为1：450，然后用去离子水冲洗3次，室温下干燥12h，得到脱胶蚕丝；
(3)将脱胶蚕丝溶于Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的混合溶液中，Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的质量比为1：2：8，在50℃下保持1h，溶解完全后，4℃下以8000rpm离心5min，使用纤维素透析膜透析2天，每6h更换一次去离子水，得到蚕丝蛋白溶液；
(4)将得到的蚕丝蛋白溶液均分两份，一份为蚕丝蛋白溶液A，另一份为蚕丝蛋白溶液B，向蚕丝蛋白溶液A中加入硬脂酸，搅拌反应1h，反应结束后得到蚕丝蛋白-硬脂酸，向蚕丝蛋白溶液B中加入蛋白酶，并溶解在磷酸盐缓冲液中，然后加入过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2溶液中，蚕丝蛋白溶液、磷酸盐缓冲液、过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2的质量比为1：7：12：17，搅拌混合，得到蚕丝蛋白-蛋白酶，蛋白酶、蚕丝蛋白溶液和硬脂酸的质量比为1：2：6。
(5)将得到的蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶混合，经100W光纤白光源照射5min后，再与氢氧化钠、螯合剂混合均匀后加入到预混合液中，进行皂化反应，温度为110℃，时间为30min，待皂化反应完全后，加入沸石粉，混合均匀，得到皂基，经真空喷雾干燥、挤压、均质、精制和切粒后，即得成品。
实施例3
一种生物酶皂粒，原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠14份、脂肪酸34份、生丝10份、棕榈油6份、丙二醇5份、沸石粉4份、螯合剂0.3份和固定化蛋白酶0.3份。
螯合剂是乙二胺二邻苯基乙酸钠。
本实施例中，生物酶皂粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述组分称取物料，将脂肪酸、丙二醇和棕榈油进行预混合，预混合时的温度为60℃，得到预混合液；
(2)将生丝切成块，在0.05g/L的碳酸钠溶液中90℃煮沸30min，生丝与碳酸钠溶液的质量比为1：500，然后用去离子水冲洗3次，室温下干燥12h，得到脱胶蚕丝；
(3)将脱胶蚕丝溶于Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的混合溶液中，Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的质量比为1：3：9，在50℃下保持1h，溶解完全后，4℃下以8000rpm离心5min，使用纤维素透析膜透析2天，每6h更换一次去离子水，得到蚕丝蛋白溶液；
(4)将得到的蚕丝蛋白溶液均分两份，一份为蚕丝蛋白溶液A，另一份为蚕丝蛋白溶液B，向蚕丝蛋白溶液A中加入硬脂酸，搅拌反应1h，反应结束后得到蚕丝蛋白-硬脂酸，向蚕丝蛋白溶液B中加入蛋白酶，并溶解在磷酸盐缓冲液中，然后加入过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2溶液中，蚕丝蛋白溶液、磷酸盐缓冲液、过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2的质量比为1：8：14：20，搅拌混合，得到蚕丝蛋白-蛋白酶，蛋白酶、蚕丝蛋白溶液和硬脂酸的质量比为1：3：8。
(5)将得到的蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶混合，经100W光纤白光源照射5min后，再与氢氧化钠、螯合剂混合均匀后加入到预混合液中，进行皂化反应，温度为140℃，时间为60min，待皂化反应完全后，加入沸石粉，混合均匀，得到皂基，经真空喷雾干燥、挤压、均质、精制和切粒后，即得成品。
实施例4
一种生物酶皂粒，原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠16份、脂肪酸36份、生丝11份、棕榈油7份、丙二醇6份、沸石粉5份、螯合剂0.4份和固定化蛋白酶0.4份。
螯合剂是乙二胺二邻苯基乙酸钠。
本实施例中，生物酶皂粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述组分称取物料，将脂肪酸、丙二醇和棕榈油进行预混合，预混合时的温度为60℃，得到预混合液；
(2)将生丝切成块，在0.05g/L的碳酸钠溶液中90℃煮沸30min，生丝与碳酸钠溶液的质量比为1：500，然后用去离子水冲洗3次，室温下干燥12h，得到脱胶蚕丝；
(3)将脱胶蚕丝溶于Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的混合溶液中，Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的质量比为1：3：9，在50℃下保持1h，溶解完全后，4℃下以8000rpm离心5min，使用纤维素透析膜透析2天，每6h更换一次去离子水，得到蚕丝蛋白溶液；
(4)将得到的蚕丝蛋白溶液均分两份，一份为蚕丝蛋白溶液A，另一份为蚕丝蛋白溶液B，向蚕丝蛋白溶液A中加入硬脂酸，搅拌反应1h，反应结束后得到蚕丝蛋白-硬脂酸，向蚕丝蛋白溶液B中加入蛋白酶，并溶解在磷酸盐缓冲液中，然后加入过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2溶液中，蚕丝蛋白溶液、磷酸盐缓冲液、过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2的质量比为1：8：14：20，搅拌混合，得到蚕丝蛋白-蛋白酶，蛋白酶、蚕丝蛋白溶液和硬脂酸的质量比为1：3：8。
(5)将得到的蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶混合，经100W光纤白光源照射5min后，再与氢氧化钠、螯合剂混合均匀后加入到预混合液中，进行皂化反应，温度为140℃，时间为60min，待皂化反应完全后，加入沸石粉，混合均匀，得到皂基，经真空喷雾干燥、挤压、均质、精制和切粒后，即得成品。
实施例5
一种生物酶皂粒，原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠18份、脂肪酸38份、生丝12份、棕榈油8份、丙二醇7份、沸石粉6份、螯合剂0.5份和固定化蛋白酶0.5份。
螯合剂是乙二胺二邻苯基乙酸钠。
本实施例中，生物酶皂粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述组分称取物料，将脂肪酸、丙二醇和棕榈油进行预混合，预混合时的温度为60℃，得到预混合液；
(2)将生丝切成块，在0.05g/L的碳酸钠溶液中90℃煮沸30min，生丝与碳酸钠溶液的质量比为1：500，然后用去离子水冲洗3次，室温下干燥12h，得到脱胶蚕丝；
(3)将脱胶蚕丝溶于Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的混合溶液中，Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的质量比为1：3：9，在50℃下保持1h，溶解完全后，4℃下以8000rpm离心5min，使用纤维素透析膜透析2天，每6h更换一次去离子水，得到蚕丝蛋白溶液；
(4)将得到的蚕丝蛋白溶液均分两份，一份为蚕丝蛋白溶液A，另一份为蚕丝蛋白溶液B，向蚕丝蛋白溶液A中加入硬脂酸，搅拌反应1h，反应结束后得到蚕丝蛋白-硬脂酸，向蚕丝蛋白溶液B中加入蛋白酶，并溶解在磷酸盐缓冲液中，然后将过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2溶液中，蚕丝蛋白溶液、磷酸盐缓冲液、过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2的质量比为1：8：14：20，搅拌混合，得到蚕丝蛋白-蛋白酶，蛋白酶、蚕丝蛋白溶液和硬脂酸的质量比为1：3：8。
(5)将得到的蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶混合，经100W光纤白光源照射5min后，再与氢氧化钠、螯合剂混合均匀后加入到预混合液中，进行皂化反应，温度为140℃，时间为60min，待皂化反应完全后，加入沸石粉，混合均匀，得到皂基，经真空喷雾干燥、挤压、均质、精制和切粒后，即得成品。
实施例6
一种生物酶皂粒，原料以质量份计包括以下组分：氢氧化钠20份、脂肪酸40份、棕生丝13份、榈油9份、丙二醇8份、沸石粉7份、螯合剂0.6份和固定化蛋白酶0.6份。
螯合剂是乙二胺二邻苯基乙酸钠。
本实施例中，生物酶皂粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述组分称取物料，将脂肪酸、丙二醇和棕榈油进行预混合，预混合时的温度为60℃，得到预混合液；
(2)将生丝切成块，在0.05g/L的碳酸钠溶液中90℃煮沸30min，生丝与碳酸钠溶液的质量比为1：500，然后用去离子水冲洗3次，室温下干燥12h，得到脱胶蚕丝；
(3)将脱胶蚕丝溶于Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的混合溶液中，Ca(NO3)2、乙醇和去离子水的质量比为1：3：9，在50℃下保持1h，溶解完全后，4℃下以8000rpm离心5min，使用纤维素透析膜透析2天，每6h更换一次去离子水，得到蚕丝蛋白溶液；
(4)将得到的蚕丝蛋白溶液均分两份，一份为蚕丝蛋白溶液A，另一份为蚕丝蛋白溶液B，向蚕丝蛋白溶液A中加入硬脂酸，搅拌反应1h，反应结束后得到蚕丝蛋白-硬脂酸，向蚕丝蛋白溶液B中加入蛋白酶，并溶解在磷酸盐缓冲液中，然后加入过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2溶液中，蚕丝蛋白溶液、磷酸盐缓冲液、过硫酸铵和[Ru(bpy)3]Cl2的质量比为1：8：14：20，搅拌混合，得到蚕丝蛋白-蛋白酶，蛋白酶、蚕丝蛋白溶液和硬脂酸的质量比为1：3：8。
(5)将得到的蚕丝蛋白-硬脂酸与蚕丝蛋白-蛋白酶混合，经100W光纤白光源照射5min后，再与氢氧化钠、螯合剂混合均匀后加入到预混合液中，进行皂化反应，温度为140℃，时间为60min，待皂化反应完全后，加入沸石粉，混合均匀，得到皂基，经真空喷雾干燥、挤压、均质、精制和切粒后，即得成品。
对比例1
本对比例为市售的复合型皂粒。
取实施例1-6和对比例所得的成品进行测试，测试项目如下表1所示：
表1
测试结果如下表2所示：
表2
由表2可知，本发明技术方案制备的生物酶皂粒相比于对比例通过添加固定化蛋白酶，使得皂粒具有更好的流动性、结块度、去污力、溶解度和活性物含量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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