Состав стирального порошка. Что вредно, а что нет? Ферменты для стиральных порошков
Всем большой и пламенный привет! Бытовая химия в лице стиральных порошков, чистящих и моющих средств плотно вошла в жизнь каждой хозяйки. На сегодняшний день мы даже представить себе не можем, как вести домашнее хозяйство без этих веществ. Их применение существенно облегчает жизнь, не нужно подолгу стоять и натирать вещи мылом, грязь и пятна моментально смываются с одежды, стоит нам замочить в специальном средстве. Удобно не правда ли?
Для рядового потребителя, основательно подзабывшего школьный курс химии, смысл мудреных названий компонентов стирального порошка остается тайной за семью печатями. А, между тем, именно от них зависят и очищающие свойства средства, и то, какое влияние оно оказывает на наш организм. Попробуем же приподнять завесу тайны. И так…
Состав стиральных порошков
В качестве примера выберем один из самых популярных порошков в средней ценовой категории Tide «Лимон и белая лилия», предназначенный для автоматической стирки белых вещей. В его составе:
5 – 15% анионные ПАВ . Загадочная аббревиатура расшифровывается как “поверхностно – активные вещества”. А термин “анионные” означает, что они разлагаются с образованием анионов – отрицательно заряженных ионов. К анионным ПАВ – ам, от которых в основном зависит пенообразование моющих средств, относятся различные сульфаты, в частности, натрия лаурет сульфат – компонент многих шампуней.
Анионные ПАВ дешевы и при этом отлично очищают ткань, благодаря своему строению. Каждая молекула этих веществ обладает способностью одним своим концом соединяться с жирами, что в изобилии присутствуют на грязном белье, а другим – с водой. Далее, действуя как крошечные канатики с крючком на конце, анионные ПАВ отрывают жир от ткани и удаляют его вместе с водой.
К сожалению, недостатков у анионных ПАВ больше, чем достоинств. Они не обладают избирательным действием, поэтому растворяют не только жир на белье, но и защитный липидный слой на наших руках, плохо вымываются из тканей, а затем, попадая с них на нашу кожу, всасываются через поры, накапливаются во внутренних органах, нарушая их работу и приводя к различным заболеваниям.
В Европе запрещено использовать стиральные порошки, в которых количество анионных ПАВ превышает 2%, ну а у нас – как видите, их концентрация может достигать и 15%.
Менее 5% – неиногенные ПАВ – второй компонент порошка. Если анионные ПАВ действуют на поверхности, то неиногенные чистят ткань изнутри, глубоко проникая в ее структуру. Их основное преимущество – не токсичность и способность полностью распадаться. Кроме того, они отлично стабилизируют пену, но сами обладают низким пенообразованием, поэтому и используются вместе с анионными ПАВами. Они наиболее эффективны при низких температурах.
Большинство неионогенных ПАВов – это вещества жидкие или пастообразные, посему их, в основном, используют в гелеобразных моющих средствах, а в порошках их доля невелика.
Отбеливающие вещества на основе кислорода – третий компонент, назначение которого вполне понятно из названия – убрать желтый налет на ткани, неизбежно появляющийся в результате обработки ее ПАВ – ами. Чаще всего в современных порошках для этого используется перкарбонат натрия, который выполняет сразу несколько задач, отбеливая, очищая, дезинфицируя и устраняя неприятные запахи.
Перкарбонат натрия нетоксичен, разлагается на кальцинированную соду, которая полностью выполаскивается, и кислород, является экологически чистым, безопасным и для окружающей среды, и для человека компонентом, но, тем не менее, отлично справляется с возложенной на него миссией.
Фосфонаты. Нужны для того, чтобы смягчать воду при стирке, поскольку в жесткой воде она не даст хорошего результата. Представляют собой эфиры и соли фосфоновых кислот, и являются чуть менее токсичными заменителями фосфатов, о вреде которых сегодня наслышан каждый.
Поликарбоксилат – пятый ингредиент. Нужен для защиты вашей машинки от коррозии, помогает смягчить воду. Является биологически безопасным полимером, то есть, соединением на основе углерода, полностью разлагается, не накапливаясь ни в нашем организме, ни в окружающей среде.
Цеолиты. Своеобразные молекулярные сита, способные абсорбировать всю грязь, что попадает в воду при стирке. Вместе с фосфанитами, являются заменой фосфатов и помогают им смягчать воду.
К сожалению, безопасными являются только натуральные цеолиты, которые вряд ли будут использоваться в бюджетных стиральных порошках. Что же касается цеолитов синтетических, то они способны причинить нашему организму вреда не меньше, чем фосфаты.
Энзимы. Как бы хорошо ни очищали ткань ПАВ-ы, но справиться со сложными белковыми загрязнениями им не под силу. Поэтому в порошке и присутствуют энзимы – соединения, обладающие способностью разрушать белок. В дешевых порошках обычно используется только один вид энзимов, в более дорогих – несколько видов, каждый – для своего загрязнения.
Следует помнить о том, что энзимы сами являются белками, поэтому работают только при температурах до 40 градусов, а при более высоких ее значениях разрушаются.
Энзимы считаются веществами средней токсичности, могут вызывать контактный дерматит, становиться причиной покраснения и шелушения кожи, поэтому при ручных стирках желательно пользоваться резиновыми перчатками. Не рекомендуется также стирать одежду из натуральной шерсти порошком с энзимами, поскольку они постепенно уничтожают белок, содержащийся в волокнах, что приводит к порче вещи.
Оптические отбеливатели. Так уж устроены наши глаза, что белоснежно белыми им кажутся вещи слегка голубоватые, именно поэтому прачки в прошлом обязательно подсинивали белье. Синька и явилась прообразом современных оптических отбеливателей – органических соединений, обладающих способностью поглощать УФ-лучи и преобразовывать их в синий цвет. Так что, оптический отбеливатель, строго говоря, вовсе не отбеливатель, а краситель.
Оптические отбеливатели невозможно удалить из ткани даже при самом интенсивном полоскании. Оставаясь на нашей одежде, они могут вызывать раздражение чувствительной, склонной к аллергии кожи.
Ароматизирующие добавки: цитронеллол и лимонен. Нужны для того, чтобы замаскировать химический аромат компонентов стирального порошка и придать отстиранному белью приятный запах. Цитронеллол широко используется в косметике, придавая ей аромат зеленого яблока с легким оттенком цитруса. Лимонен, как понятно из названия, обеспечивает запах лимона.
Ароматизаторы могут быть как натурального, так и искусственного происхождения – производитель это не указывает, но вряд ли в бюджетном порошке будет использоваться дорогой натуральный компонент. В любом случае, данные вещества являются аллергенами и могут вызывать жжение в носу, раздражение глаз и т.д.
А что еще есть в порошках?
Перечисленный список ингредиентов является типичным для порошков, предназначенных для белых вещей. Средства для стирки цветного белья, как правило, менее агрессивны, содержат меньшее количество анионных ПАВ и не имеют в своем составе оптических отбеливателей.
А какие же еще компоненты присутствуют в нарядных пачках, обещающих “сверкающую белизну” и “морозную свежесть”? Это могут быть:
Триполифосфат натрия – тот самый фосфат во всем своем великолепии. Нужен для смягчения воды, используется в недорогих порошках, а в тех, что подороже, его функции берут на себя менее токсичные цеолиты и фосфаниты.
Гипохлорид натрия – отбеливатель на основе хлора. Поскольку хлор и соединения на его основе оказывают крайне негативное действие на организм и к тому же, усиливают токсичность анионных ПАВ и фосфатов, сегодня в порошках, предназначенных для бытового использования, этот компонент почти не применяется, замененный кислородным отбеливателем, но возможны и исключения.
Катионные ПАВ ы – вещества (амины и соли аминов), что разлагаются с образованием положительно заряженных ионов. Моющей способностью почти не обладают, но зато нейтрализуют вредное воздействие анионных ПАВ. Второе достоинство – бактерицидность, то есть, способность уничтожать болезнетворные бактерии. Являются компонентом дорогих порошков и ополаскивателей для белья.
И, наконец, некоторые ингредиенты производитель не считает нужным указывать, но они, тем не менее, присутствуют в стиральных порошках. Например:
- Активаторы отбеливания (ТАЭД). Кислородный отбеливатель всем хорош, но действует он лишь при температурах выше 80 градусов. А чтобы заставить его работать при более низких ее показателях и даже в холодной воде, нужен активатор.
- Антиресорбенты – этот компонент исключает возможность обратного налипания грязи на белье.
- Фталаты выступают в качестве закрепителя запаха ароматизатора и препятствуют его выветриванию. Именно благодаря им, ваше белье надолго сохраняет “аромат свежести”.
- А также ингредиенты, препятствующие образованию комков, понижающие уровень пыли и т.д.
Состав стиральных порошков, как вы видите, совсем не безобидный. В следующий раз, когда будете покупать очередную пачку, потратьте несколько минут, чтобы прочитать состав ее содержимого: ведь теперь вы знаете, что скрывается за труднопроизносимыми названиями!
Состав детских стиральных порошков
Крайне ошибочным мнением является то, что стиральные порошки для детей являются экологически чистыми, менее вредными, а состав их щадящий. С уверенностью могу сказать, что большинство продуктов бытовой химии не должны называться детской. Опять же таки, давайте разберемся на примере достаточно популярного среди мам порошка “Ушастый нянь”.
Вот его состав:
Все те же фосфаты, сульфаты, энзимы и другие вещества, которые никак не могут быть безвредными особенно для маленьких деток. Большинство порошков – чистой воды обман. Все это ложь, что они не вредят нежной кожи и особенно являются гипоаллергенными. Сами аллергологи утверждают, что больше половины раздражений на коже возникают от контакта с бытовой химией, а не от съеденного продукта, наподобие меда и помидора.
К тому же Гост на стиральный детский порошок гласит, что содержание фосфатов в нем не должно превышать 5%. А что наблюдаем здесь мы? В общем, есть над чем подумать!
Состав ополаскивателей для белья
Не могу коснуться и этой темы, так как она прямую связана со стиркой. Ведь все любят, когда белье мягкое, ароматное, свежее и легко гладиться. Очень часто мы добавляем кондиционеры для того, чтобы добиться такого эффекта. Но, к сожалению, они не менее вредны, чем порошки. Вот состав одного очень известеоно средства под названием “Ленор”.
Состав совсем не впечатляет и даже ужасает. Химические вещества режут слух. Так что и ополаскиватели, ровно как и стиральные порошки, не менее безопасны.
Вывод:
В любом случае решать вам, все также использовать известные дешевые марки, либо потратить время на поиски более экологичных стиральных порошков. Да, они стоят дороже, чем обычные, да они, возможно, не так отстирывают вещи от сильных загрязнений, но они наносят не такой сильный вред, как “химозные”.
На рынке огромное количество различной бытовой химии, и я не утверждаю, что порошки с пометкой “Эко” или “Био” полностью безопасны, но риск получить массу болячек намного ниже.
В конце-концов, можно до минимума уменьшить количество стирок дешевыми порошками и использовать их в крайних случаях. Но помните, после них лучше прополоскать белье два раза, чтобы как можно лучше смыть с белья остатки веществ.
Тем, кто заинтересовался данной темой, советую прочесть пост. Там я даю несколько рецептов, которые легко могут заменить часть бытовой химии и сделать ваш дом ЗДОРОВЫМ.
Если статья “Состав стиральных порошков” стала для вас полезной, делитесь ею со своими друзьями! До новых встреч! Будьте здоровы!
Мало кто (кроме специалистов, конечно) задумывается о том, что для удаления разных видов загрязнений нужны разные химические вещества, которые не всегда уживаются друг с другом в одном «флаконе». Поэтому задача производителей состоит не только в том, чтобы наполнить стиральный порошок различными компонентами и добавками, но и определить их правильное сочетание. А грамотный потребитель, выбирая порошок, должен решить, какого именно результата он ожидает от стирки. Ведь даже самые лучшие порошки отстирывают те или иные загрязнения с различной эффективностью.
Типы загрязнений
Загрязнение - сложная субстанция, состоящая из органических и неорганических компонентов, но условно, все бытовые загрязнения можно разделить на две большие группы.
Самая многочисленная группа – загрязнения, образованные в процессе жизнедеятельности человека . Это жировые и потовые выделения, остатки отшелушившейся кожи, ряд бактерий. Все это образует на поверхности ткани нерастворимую в воде масляную пленку, которая со временем желтеет, а главное, собирает на своей поверхности частички пыли и сажи – так образуется пигментно-масляное загрязнение.
Второй по распространенности тип пятен – пищевые загрязнения . В свою очередь их делят на четыре группы: пятна от масел и жиров, от крахмала и клетчатки, белковые (молоко, кровь, яйца, мороженое) и окрашенные пятна (кофе, чай, какао, овощи и фрукты, вино и т.д.). Жирные, масляные, крахмальные и некоторые белковые пятна изначально не окрашены или имеют чуть желтоватый оттенок, но со временем они желтеют и, абсорбируя на себя пыль и сажу, резко проявляются на ткани. Многие пятна от пищи являются смешанными.
Достаточно много грязи мы собираем из окружающей среды. Сюда относятся пыль, сажа и другие продукты неполного сгорания от автомобилей и ТЭЦ, соль от обработки дорог и выбросов предприятий, масла минеральные и синтетические, зелень, пыльца растений и т.д.
Классифицируем пятна
Видов грязи много. Чтобы понять, как с ними бороться, ученые классифицировали все пятна по способу удаления:
- Пигментно-масляные загрязнения – составляют примерно 70% от общего числа;
- Окрашенные загрязнения небелкового происхождения, которые удаляются отбеливанием или специальными добавками – их доля составляет 10-20%;
- Белковые – их встречается примерно 10%;
- Водорастворимые загрязнения (например, соль от пота) – около 10%. Они удаляются при смачивании водой по ходу стирки.
В атаку на грязь!
За удаление общего загрязнения отвечают поверхностно-активные вещества (ПАВ), благодаря которым происходит лучшее смачивание ткани моющим раствором и ослабление связи загрязнений с тканью. Удаленные с ткани загрязнения удерживают в растворе другие вещества – антиресорбенты, которые препятствуют повторному осаждению отстиранной грязи на ткань. Действие ПАВ усиливают комплексообразователи, которые снижают жесткость воды в процессе стирки. Щелочные компоненты, такие как сода, повышают уровень рН и тем самым усиливают эффективность действия ПАВ на жировые пятна.
Как видим, перед нами целая армия, а ПАВ – «царица полей», матушка-пехота.
Энзимы - чудо-компонент?
Порошок с функцией «удаления пятен», как и любой стиральный порошок, должен, прежде всего, эффективно справляться с общим загрязнением, то есть хорошо отстирывать с белья и одежды грязь, пыль, частички кожи, скрепленные потом.
Другая его задача состоит в удалении пятен белкового происхождения. С этими пятнами справляются входящие в состав порошка биологически активные добавки – энзимы .
Наиболее применяемый класс энзимов в порошках - протеазы . Они способствуют удалению белковых загрязнений, а также травы и некоторых видов пищи.
Помимо протеаз, в состав био-порошка могут входить энзимы других классов, эффективные в удалении крахмальных (амилазы) , жировых и масляных пятен (липазы) , а также катышков, образующихся на одежде при носке и стирке (целлюлазы) .
Нужно знать, что большинство энзимов работают при средней температуре стирки (40-50 градусов), а при ее повышении погибают. Хотя сейчас имеются некоторые энзимы (в основном это амилазы), которые могут выдерживать температуру стирки до 80 градусов.
Попрохладнее или погорячее?
И тут мы имеем первое противоречие. Всем известно, что в горячей воде жировые, масляные и растительные пятна отстирываются лучше, чем в теплой. Но при высокой температуре не только разрушаются энзимы, но и белковые загрязнения сворачиваются, «прикипая» к ткани и оставляя трудновыводимые пятна. Поэтому лучшая температура для удаления белковых загрязнений – 40 градусов. Выходит, что хорошая стирка – это всегда компромисс.
Если Вы стираете порошком с энзимами, то стирку лучше проводить в два этапа. Сначала замочить белье – пусть энзимы «потрудятся» при умеренной температуре. А затем, когда энзимы сделали свое дело и белковые пятна удалены, можно стирать при более высокой температуре и даже кипятить, тогда в работу вступают другие компоненты, удаляя жировые и масляные пятна.
Но не нужно забывать, что кипячение – это весьма грубое отношение к вещам. Стирка при невысокой температуре более бережна и позволяет дольше сохранить Ваши вещи. Кроме того, стирка с машине при высокой температуре приводит к значительным затратам электроэнергии, которая в наше время совсем недешевая!Высокая эффективность даже при низкой температуре – неоспоримое преимущество стирального порошка.
Я ль на свете всех белее?
Важная характеристика стирального порошка – отбеливающая способность.
В состав практически любого массового порошка входит оптический отбеливатель . Но он не отбеливает ткани, а лишь создают видимую белизну. Частички оптического отбеливателя, который является люминесцентным красителем, оседают на ткани и обеспечивают ей эффект белизны при солнечном свете.
Настоящее отбеливание достигается за счет входящего в состав порошка химического (кислородосодержащего) отбеливателя – пербората или перкарбоната натрия. Такой отбеливатель начинает эффективно работать при температуре воды не менее 70 градусов. Для того чтобы порошок, содержащий химический отбеливатель, мог работать и при более низких температурах (30-50 градусов), в его состав вводится активатор отбеливания - ТАЕД.
Эффект кислородного отбеливания основан на окислении загрязнений, разрушении внутримолекулярных связей сложных органических соединений, что приводит к обесцвечиванию и более легкому удалению загрязнений с поверхности ткани.
Специально подобранные кислородосодержащие компоненты в соотношении с другими компонентами порошка могут придать ему и антибактериальный эффект.
Химический отбеливатель входит в состав многих стиральных порошков разных ценовых категорий.
Отбелить или удалить белковые пятна?
К сожалению, и тут приходится выбирать. Дело в том, что качество отбеливания напрямую зависит от количества химического отбеливателя, входящего в состав порошка. Но большое содержание химического отбеливателя тормозит действие энзимов вплоть до их полного разрушения (если они входят в состав порошка). А доля энзимов в порошке и без того невелика – до 1,2%, причем увеличение их количества не приводит к повышению качества стирки. Так что сочетание отбеливающей способности и эффективного удаления белковых загрязнений – это всегда компромисс.
Стирка шерсти и шелка
Почему для стирки шерсти и шелка применяются особые порошки? Потому что эти ткани не растительного, а животного происхождения, а значит, их основу составляют белковые молекулы. Те самые белки, которые разрушаются под воздействием энзимов (протеазы). Поэтому для стирки шерстяных и шелковых тканей разрабатываются специальные порошки, имеющие специальные добавки и содержащие особые ПАВ, достаточно эффективно работающие при бережной стирке в теплой воде.
Порошок для детских вещей
Такой порошок не должен вызывать аллергических реакций, а значит, все его компоненты должны полностью удаляться с поверхности вещей при полоскании. Многие порошки для стирки детских вещей в качестве основного компонента содержат мыло. Но как известно, мыло, полученное из животного или растительного жира, может вызвать аллергическую реакцию, а также мыло хуже выполаскивается из структуры волокон ткани. Хорошо, если порошок не содержит мыла – тогда он легко и полностью выполаскивается из ткани.
Кроме того, желательно, чтобы такой порошок эффективно справлялся со специфическими «детскими» загрязнениями: пятнами от молока, фруктовых и овощных пюре, соков, каш, яиц, а также продуктов жизнедеятельности малышей. Тут без энзимов точно не обойтись, а значит, процесс стирки следует начинать с замачивания в воде с невысокой температурой.
Как видим, требования к детским стиральным порошкам чрезвычайно высоки. Прежде чем рекомендовать их для стирки детских вещей, эти порошки тщательно исследуют в медицинских НИИ, чтобы подтвердить отсутствие аллергических реакций.
Автоматически или вручную?
В состав порошков для стирки в машинах-автоматах обязательно входит пеногаситель, который сводит к минимуму образование пены при стирке во избежание порчи стиральной машины и потопа. Для ручных порошков считается, что чем выше и стабильнее пена, тем лучше.
Порошок-автомат универсален: им можно стирать не только в машине автомате, но также и в машине активаторного типа, и вручную. Вопрос только в цене: порошки-автоматы, как правило, стоят дороже. А порошок для ручной стирки в машину-автомат сыпать ни в коем случае нельзя (из-за обильного пенообразования в процессе стирки может выйти из строя стиральная машина).
И не следует забывать, что мерный стаканчик вложен в упаковку стирального порошка для автоматической стирки не только для удобства. Точно отмеришь – значит, моющий раствор получит ровно столько различных компонент, сколько требует стирка.
Фосфаты - быть или не быть!?
Сегодня все больше внимания уделяется экологичности порошков и других средств для стирки. В связи с этим под пристальное внимание попали фосфаты-комплексообразователи, входящие в состав любого порошка и отвечающие за умягчение воды, а значит и за качество отстирывания.
Основная угроза использования фосфатов в том, что попадая в водоемы вместе с неочищенными сточными водами они активизируют рост водорослей, что приводит к «цветению» водоема и наносит ущерб его обитателям (рыбам, животным). Вопреки распространенному мнению, фосфаты не оказывают вредного воздействия на здоровье человека.
Не смотря на то, что с каждым годом растет количество осознанных потребителей, которые разбираются в тонкостях состава различных продуктов, состав стиральных порошков, порой, непонятен для обычного потребителя. Ну как, например, понять, что такое оптический отбеливатель или ПАВ? И если эти термины еще можно как-то пояснить, то странное слово энзимы вряд ли кто-то сможет полноценно объяснить. А ведь именно эти вещества обеспечивают качество стирки, избавляют вещи от пятен и являются важными активными веществами любого стирального порошка.
Оглавление:Что такое энзимы
Энзимы – это ферменты, которые способны расщеплять молекулы различных загрязнений. Их условно классифицируют на несколько видов:
- протеаза – избавляет от пятен белкового происхождения;
- липаза – очищает ткани от жирных пятен;
- амилаза – отстирывает крахмалосодержащие загрязнения;
- целлюлаза – избавляет волокна ткани от микроворсинок.
Несмотря на популяризацию всего экологического и натурального, рекомендуется стирать вещи именно специальными средствами:
- Во-первых, даже самыми известными продуктами, которые применялись для стирки в «дореволюционном периоде», вряд ли удастся очистить ткани от пятен. Причем, речь идет о свежих загрязнениях, а уж о застарелых и вовсе говорить нечего.
- Во-вторых, в современных стиральных порошках состав просто уникальный – он полностью сбалансированный и включает в себя сразу несколько активных компонентов, которые обеспечивают чистоту белья, не повреждая при этом волокна ткани и элементы стиральной машины.
- В-третьих, как можно совместить в одном продукте сразу несколько энзимов? А вот в современных стиральных порошках именно это и происходит и результатом становится чистота вещей, избавление от разного вида пятен.
Еще один важный момент – энзим целлюлаза не только избавляет ткань от микроворсинок, но и обновляет внешний вид изделия, усиливает действие оптических отбеливателей . Одним из ярких средств, в составе которого имеется этот энзим, является специальное жидкое средство для стирки для шерстяных и деликатных тканей «Ворсинка». Именно благодаря энзиму оно сохраняет форму вещей, первоначальную яркость и интенсивность цветов, мягкость тканей и препятствует образованию «катышков».
Кстати, некоторые энзимы входят в состав не только стиральных порошков – например, энзим протеаза, которая способна удалять пятна белкового происхождения, является компонентом специального мыла против пятен, в том числе и предназначенного для ухода за детскими вещами.
Энзимы считаются биологически активными веществами, без которых стиральный порошок, в принципе, не будет полноценно «работать». Но насколько полезны эти компоненты?
Возможный вред энзимов
Сразу оговорюсь – для человеческого организма энзимы не представляют никакой опасности. Они не являются аллергенным фактором, поэтому на этот компонент можно вообще не обращать внимания при выборе стирального порошка.
А вред энзимов заключается только в том, что они способны испортить вещи, особенно из шерстяных и шелковых тканей, обычно производители порошка размещают предупредительную маркировку на упаковке.
Энзимы в стиральных порошках – вполне безобидные компоненты, которые только улучшают качество стирки и помогают избавляться от свежих и застарелых пятен различного происхождения.
Ферменты: определение, функции, свойства.
Для того, чтобы в полном объеме проанализировать рынок ферментов для производства стиральных порошков в РФ, остановимся на определении понятия «ферменты», опишем свойства ферментов и те функции, которые они выполняют. Подобные данные помогут в дальнейшем понять особенности рынка ферментов для стиральных порошков.
Ферменты
(лат. fermentum брожение, бродильное начало; синоним энзимы) — специфические вещества белковой природы, присутствующие в тканях и клетках всех живых организмов и способные во много раз ускорять протекающие в них химические реакции. Вещества, в небольших количествах ускоряющие химические реакции в результате взаимодействия с реагирующими соединениями (субстратами), но не входящие в состав образовавшихся продуктов и остающиеся неизмененными по окончании реакции, называют катализаторами.
Ферменты (энзимы) - это органические вещества, принимающие участие специфическим образом в некоторых химических реакциях организма (органические катализаторы). Структура фермента следующая: каждый фермент состоит из апофермента и кофермента, которые, каждый в отдельности, не активены, но проявляют свое действие в комплексе - холофермент.
Все ферменты имеют белковую природу. Они представляют собой либо простые белки, целиком построенные из полипептидных цепей и распадающиеся при гидролизе только на аминокислоты (например, гидролитические ферменты трипсин и пепсин, уреаза), либо — в большинстве случаев — сложные белки, содержащие наряду с белковой частью (апоферментом) небелковый компонент (кофермент или простетическую группу).
Многие ферменты с большой молекулярной массой проявляют каталитическую активность только в присутствии специфических низкомолекулярных веществ, называемых коферментами (или кофакторами). Роль коферментов играют большинство витаминов и многие минеральные вещества. Витамины РР (никотиновая кислота, или ниацин) и рибофлавин, например, входят в состав коферментов, необходимых для функционирования дегидрогеназ. Цинк - кофермент карбоангидразы, фермента, катализирующего высвобождение из крови диоксида углерода, который удаляется из организма вместе с выдыхаемым воздухом. Железо и медь служат компонентами дыхательного фермента цитохромоксидазы.
Вещество, подвергающееся превращению в присутствии фермента, называют субстратом. Субстрат присоединяется к ферменту, который ускоряет разрыв одних химических связей в его молекуле и создание других; образующийся в результате продукт отсоединяется от фермента.
Продукт тоже можно считать субстратом, поскольку все ферментативные реакции в той или иной степени обратимы. Правда, обычно равновесие сдвинуто в сторону образования продукта, и обратную реакцию бывает трудно зафиксировать.
Все ферменты можно подразделить на следующие группы:
* амилолитические;
* протеолитические;
* липолитические.
Ферменты, расщепляющие углеводы, называются амилолитическими или амилазами; белки (протеины) - протеолитическими или протеазами; жиры (липиды) - липолитическими или липазами.
Липаза участвует в распаде или образовании жиров, которые являются сложными эфирами глицерина с высшими жирными кислотами. В природе липазы содержатся преимущественно в семенах, плодах, клубнях, корневищах злаковых (кукуруза, овес и др.), в семенах крестоцветных (горчичное семя), в особенности в семенах бобовых (фасоль, горох), а также и в подсолнечном семени.
Карбогидразы - эта группа ферментов расщепляет гликозиды и полисахариды на моносахариды. Известны, например, сахароза - расщепляющая сахарозу на альфа-глюкозу и альфа-фруктозу; мальтоза - расщепляющая мальтозу на глюкозу (содержится в проростках ячменя) и т.д.
Протеазы расщепляют протеины на аминокислоты. Сюда входят истинные протеазы (протеиназы), которые гидролизуют природные протеины, и пептидазы, расщепляющие ди- и полипептиды. Протеолитическими ферментами являются, например, эрептаза (эрепсин), пепсиназа (пепсин) и триптаза (трипсин), выделяющиеся в желудке и в кишечнике человека и животных.
Ферменты представляют собой биокатализаторы белковой природы. Катализируя подавляющее большинство биохимических реакций в организме, ферменты регулируют обмен веществ и энергии, играя тем самым важную роль во всех процессах жизнедеятельности. Все функциональные проявления живых организмов (дыхание, мышечное сокращение, передача нервного импульса, размножение и т.д.) обеспечиваются действием ферментных систем. Совокупностью катализируемых ферментных реакций являются синтез, распад и другие превращения белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, гормонов и других соединений.
Как правило, ферменты присутствуют в биологических объектах в ничтожно малых концентрациях, поэтому больший интерес представляет не количественное содержание ферментов, а их активность по скорости ферментативной реакции (по убыли субстрата или накоплению продуктов). Принятая международная единица, активности ферментов (ME) соответствует такому количеству фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоля субстрата за 1 мин в оптимальных для данного Ф. условиях. В Международной системе единиц (СИ) единицей активности фермента является катал (кат) — количество фермента, необходимое для каталитического превращения 1 моля субстрата за 1 с.
Все ферменты, за исключением липазы, растворимы в воде. Активность их зависит от рН среды и от температуры. Температурный оптимум для всех ферментов около 400С; рН-оптимум для отдельных ферментов различный (для липазы и аргиназы он между 8 и 9,5, для пепсина - 1,5).
Ферменты - крупные молекулы, их молекулярные массы лежат в диапазоне от 10 000 до более 1 000 000 дальтон (Да). Для сравнения укажем молекулярные массы известных веществ: глюкоза - 180, диоксид углерода - 44, аминокислоты - от 75 до 204 Да. Ферменты, катализирующие одинаковые химические реакции, но выделенные из клеток разных типов, различаются по свойствам и составу, однако обычно обладают определенным сходством структуры.
Структурные особенности ферментов, необходимые для их функционирования, легко утрачиваются. Так, при нагревании происходит перестройка белковой цепи, сопровождающаяся потерей каталитической активности. Важны также щелочные или кислотные свойства раствора. Большинство ферментов лучше всего "работают" в растворах, pH которых близок к 7, когда концентрация ионов H+ и OH- примерно одинакова. Связано это с тем, что структура белковых молекул, а, следовательно, и активность ферментов сильно зависят от концентрации ионов водорода в среде.
Под механизмом действия фермента понимают последовательность превращений молекул в его активном центре. Акт катализа начинается со связывания субстрата, затем происходит с десяток изменений, и, наконец, появляется продукт.
Скорость ферментативной реакции зависит от концентрации субстрата и количества присутствующего фермента. Эти величины определяют, сколько молекул фермента соединится с субстратом, и именно от содержания фермент-субстратного комплекса зависит скорость реакции, катализируемой данным ферментом. В большинстве ситуаций, представляющих интерес для биохимиков, концентрация фермента очень мала, а субстрат присутствует в избытке.
Зависимость скорости ферментативного превращения субстрата от его концентрации описывается уравнением Михаэлиса - Ментен.
Из этого уравнения следует, что при малых субстратах скорость реакции возрастает пропорционально концентрации субстрата. Однако при достаточно большом увеличении последней эта пропорциональность исчезает: скорость реакции перестает зависеть от концентрации субстрата - наступает насыщение, когда все молекулы фермента оказываются занятыми субстратом.
Выяснение механизмов действия ферментов во всех деталях - дело будущего, однако некоторые важные их особенности уже установлены. Каждый фермент имеет один или несколько активных центров, с которыми и связывается субстрат. Эти центры высокоспецифичны, т.е. "узнают" только "свой" субстрат или близкородственные соединения. Роль фермента состоит в снижении энергетического барьера, который нужно преодолеть субстрату для превращения в продукт. Как именно обеспечивается такое снижение - до конца не установлено.
В настоящий момент, в базах данных собрано 3709 ферментов (по числу известных катализируемых реакций). Они разделены на шесть классов. Открытия новых практически прекратились
Разброс скоростей работы отдельных ферментов очень невелик: для большинства ферментов число оборотов, то есть число актов катализа в секунду, равно 100, для самых быстрых (каталазы, карбоангидразы, супероксиддисмутазы) - 104. Среди самых медленных ферментов - простагландинсинтаза (число оборотов - 1).
В настоящее время, области применения ферментов в общественной жизни многообразны. Например, прирост производства выделенных, очищенных ферментов для технических целей в мире составляет 15% в год, а химических катализаторов - 3% в год. Эти данные приводятся экспертами относительно роста рынка промышленных ферментов. Но, ферменты применяются не только в промышленности, но и в медицине, и сельском хозяйстве, защите окружающей среды (аналитические измерения, или мониторинг; разрушение загрязнений, или биоремедиация). Это производство лекарств, средств защиты растений, химических реагентов. Кроме того, есть области, где ферменты ничем нельзя заменить. Например, анализ. Сейчас сотни ферментов используют в аналитических целях, часто они наиболее пригодны. Также ферменты используют при производстве биосенсоров. Например, для определения глюкозы в крови.
Таким образом, ферменты «проникли», практически во все отрасли промышленности и сферы общественной жизни.
Применение ферментов в производстве стирального порошка
Проанализируем более подробно, какие ферменты применяются при производстве стирального порошка, и какие функции выполняют данные ферменты.
Состав стиральных порошков.
Коротко остановимся на описании состава стирального порошка.
Стиральные порошки содержат все или некоторые из приведенных элементов:
* поверхностно-активные вещества (субстанции, активные при стирке);
* связывающие вещества;
* отбеливающие вещества;
* вспомогательные вещества (например, ароматические вещества, ферменты).
Поверхностно - активные вещества.
Уже долгое время самым известным поверхностно-активным веществом было мыло. В настоящее время оно все больше вытесняется синтетическими активными субстанциями. Однако высокая моющая активность синтетических поверхностно-активных веществ снижается в жесткой воде.
Современные стиральные порошки содержат несколько поверхностно-активных веществ и специальные сорта мыла. Они снижают поверхностное натяжение воды, отделяют грязь от волокон и диспергируют их в растворе стирального порошка и образуют эмульсию с грязью, содержащей жир.
Связывающие вещества.
Они смягчают воду и устраняют образование накипи (выпадения кальция) на компонентах стиральных машин и на одежде. Вместо использовавшихся ранее фосфатов теперь используются заменители фосфатов. Это в основном цеолиты, например, силикат натрия и алюминия в сочетание с полимерами. Они связывают ионы кальция при ионном обмене и предохраняют от образования накипи.
Средства для отбеливания.
Они важны для обработки пятен на белом, цветном белье, белье, подвергающемся кипячению, и тонком белье. Они при помощи окисления удаляют пятна от красного вина, овощей и фруктов. Для этого в основном используют перборат натрия, который в процессе стирки при температурах выше 60 градусов Цельсия выделяет отбеливающие вещества. Активаторы отбеливающего вещества, например, тетраацетилендиамин активируют пербонат при температуре ниже 60 градусов, и отбеливание возможно уже в пределах 40 градусов.
Вспомогательные вещества.
К вспомогательным веществам относятся:
* ферменты, которые расщепляют белок и крахмал;
* растворители грязи, которые поддерживают грязь в подвешенном состоянии;
* препятствующие вещества, которые ограничивают химические реакции (образование пены) или ее предотвращают (коррозия);
* ароматические средства;
* исполнительные средства, которые обеспечивают сыпучесть стиральных порошков (например, сульфаты).
Ферменты для стиральных порошков.
В производстве стиральных порошков используются следующие ферменты:
* протеаза щелочная;
* липаза щелочная;
* амилаза;
* целлюлоза;
* пектиназа щелочная;
* кератиназы.
За определенное время и при условии, что температура моющего раствора не превышает 40 градусов Цельсия, ферменты разрушают белки. И не только белки. Если фермент "протеаза" устраняет все протеинсодержащие загрязнения, такие как кровь, молоко, яйцо, какао и трава, то "липаза", например, удаляет жиры и масла. Энзим "амилаза" выводит из белья крахмалсодержащие остатки пищи, а "целлюлоза" придает поверхности хлопчатобумажных изделий гладкость, а волокнам - эластичность. Также целлюлазу используют для снятия пилинга, который образуется на хлопчатобумажных и льняных тканях в виде катышков при носке. За счет того, что ворсинки удаляются с поверхности ткани, удаляется и грязь, которую держали эти ворсинки, далее, осветляется цвет ткани, ткань становится приятной на ощупь.
Щелочестойкую пектиназу используют для удаления фруктовых пятен. Кератиназы способствуют удалению остатков отвержденного белка.
Как правило, в состав стирального порошка входит комбинация этих ферментов (ферментные препараты), которые усиливают действие друг друга.
Мировая история создания ферментных препаратов для производства стирального порошка насчитывает уже около 40 лет. Большую часть данного временного отрезка занимает производство щелочной протеазы, которая являлась наиболее популярной добавкой.
В настоящий момент, липазы являются не сильно изученными ферментами, и они не всегда стабильны по качеству. Их разработкой занимаются 10 лет, в то время как протеазы и амилазы существуют на рынке уже более 50 лет. Сегодня эти две категории ферментов (протеазы и амилазы) очень хорошо изучены и дают очень стабильное качество, чего нельзя сказать о липазах. Липазы полностью справляются с жировыми загряз нениями после 2-3 стирок, а протеазы и амилазы справляются со своей задачей и за одну стирку.
Производство ферментов при производстве стиральных порошков просто необходимо, чтобы повысить моющую способность.
По оценкам специалистов - технологов доля ферментов в общей моющей способности порошка составляет 30-35%. Даже незначительное добавление ферментов в стиральный порошок значительно увеличивает его моющую способность.
Анализ наименований ферментных препаратов для производства стирального порошка на рынке РФ.
Производители стиральных порошков в РФ могут использовать следующие наименования ферментных препаратов:
* Савиназа 6.0;
* Савиназа/Термамил 4.8/12;
* Савиназа/Термамил/Целлюзим 4.2/10/0.1;
* Савиназа/Термамил/Липолазы;
* Савиназа/Карезим 4.8/180;
* Эверлаза/Дурамил 4.8/12;
* Тоталаза Ультра;
* Соколан;
* Наталаза 60;
* Наталаза/Термамил;
* Иназа/липолаза;
* Пропераза 450;
* Пурафект;
* Gci blend pac;
* БЛАП S 260;
* Дуозим А5;
* Савиназа/Липолаза.
Данные ферментные препараты имеют в своей основе следующие ферменты. Савиназа 6.0
- протеаза. Савиназа/Термамил
4.8/12 - протеаза/амилаза. Савиназа/Термамил/Целлюзим
4.2/10/0.1 - протеаза/амилаза/липаза. Савиназа/Карезим
4.8/180 - протеаза/целлюлаза. Эверлаза/Дурамил
4.8/12 - протеаза/амилаза. Тоталаза Ультра -
протеаза/амилаза/липаза/целлюлаза. Иназа/липолаза
- липаза. Пурафект
- щелочная протеаза и амилаза. Савиназа/Термамил/Липолазы
- протеаза/амилаза/липаза. Савиназа/Липолаза
- протеаза/липаза.
Таким образом, на рынке производства стирального порошка в РФ присутствуют 14 наименований ферментных препаратов.
Данные ферментные препараты имеют свои функциональные особенности. Савиназа 6.0 эффективна для удаления всех белковых загрязнений в широком диапазоне рН и температуры. Савиназа/Термамил 4.8/12 - комплексное удаление белковых и крахмальных загрязнений. Савиназа/Термамил/Целлюзим 4.2/10/0.1 - комплексное удаление белковых и крахмальных загрязнений, антипиллинговый эффект, освежение цвета. Часто применяется в порошках для детского белья. Савиназа/Карезим 4.8/180 - удаление белковых загрязнений, антипиллинг, освежение цвета. Эверлаза/Дурамил 4.8/12 - комбинация ферментов, устойчивых к окислению, комплексное удаление белковых и крахмальных загрязнений. Тоталаза Ультра - комплекс ферментов, устойчивых при хранении в составе СМС с отбеливателями. Комплексное удаление органических загрязнений, антипиллинг, антиресорбционный эффект. Освежение цвета, поддержание белизны.
Всем эко-привет!
На связи Ольга Черногорова.
На эту статью меня вдохновили нескончаемые вопросы одной мамы, которая очень хотела разобраться какие составляющие в стиральном порошке вредные, а какие - нет. Энзимы, ПАВы, фосфаты, хлор - что это такое? Какой вред несёт?
Чтобы ответить ей, я начала искать информацию в интернете, копаться на форумах и натолкнулась на кучу разнообразной информации, но, как водится, правды не нашла. Одни аргументы были не авторитетны, другие - бездоказательны, третии далеки от научных доводов. Поэтому, чтобы раз и навсегда расставить все точки на И в вопросах вредности компонентов стиральных порошков, я обратилась к авторитетному мнению в этой области, специалисту, кандидату химических наук Екатерине Голдыревой , которая с радостью согласилась ответить на мои вопросы.
Эта информация будет полезна абсолютно всем женщинам, которые ведут домашнее хозяйство и еженедельно кладут в стиральные машины новые порции белья. Женщинам, которые озабочены вопросами здоровья домочадцев и снижения аллергий, раздражений и прочих безобразий на чувствительной коже детей.
Милые мамочки, в этой статье есть научные термины, не пугайтесь. Они сохранены для того, чтобы логически и последовательно прийти к выводу о вредности / полезности того или иного компонента порошка.
Ну что, поехали.
Энзимы, или ферменты - обычно белковые молекулы или их комплексы, ускоряющие пищеварительный процесс в живых организмах. В порошках обычно используется протеаза (выводит пятна белкового происхождения путем разрезания белков по пептидным связям с образованием аминокислот, которые абсолютно совместимы с человеческим организмом), амилаза (растворяет крахмалосодержащие загрязнения), липаза (выводит жирные пятна) и целлюлаза (действует против серости ткани). Таким образом, можно говорить о безвредности данных компонентов при использовании стиральных порошков.
2. Фосфаты и фосфонаты? Вред или польза?
Фосфаты - это соли ортофосфорной кислоты, то есть неорганические соединения Фосфора. Иногда применяются в форме полифосфатов. Хорошо растворимы в воде, малотоксичны в небольших дозах, ведь Фосфор входит в состав живых организмов (АТФ, фосфолипиды). На первый взгляд все благополучно, но фосфаты в порошок кладут в очень больших количествах – до 50% от его состава , поэтому фосфаты в стиральных порошках очень вредны. Больше половины стиральных порошков, которыми используются, содержат вещество, особо опасное для водного бассейна, - триполифосфат натрия (ТПФ).
При стирке ТПФ уменьшает жесткость воды и улучшает моющее действие порошка. Было показано, что накапливаясь в водоемах, фосфаты вызывают бурный рост сине-зеленых водорослей, которые изменяют окраску водоемов, вызывая цветение. Цветение водоемов опасно не только для обитателей водоемов, но и для людей, домашних и диких животных, так как токсины сине-зеленых водорослей (гепатотоксины, нейротоксины и цитотоксины), попадая в живой организм через кожу, рот, воздушно-капельным путем, не разрушаются в процессе пищеварения, а накапливаются в организме, что приводит к различным заболеваниям, таким как некроз печени, кишечные кровотечения, остановка дыхания и т.д. Фосфаты в стиральных порошках оказывают токсичное действие непосредственно на организм человека .
Наличие фосфатных добавок в порошках усиливает токсические свойства ПАВ (СМ. НИЖЕ). Фосфаты создают условия для более интенсивного проникновения ПАВ через кожу, где они также всасываются в кровь и распространяются по организму. Проникая через кожу в кровь, вызывают дерматозы, астму, мигрени, депрессии. У детей защитная система организма еще не до конца сформирована и отфильтровать токсичные вещества как взрослые, они не могут. Первой у детей страдает печень. Растет число раковых заболеваний среди детей. В отличие от взрослых, дети чаще болеют простудными заболеваниями. Они в три раза больше вдыхают загрязняющих веществ, чем взрослый человек. Также фосфаты изменяют содержание гемоглобина, плотность крови.
Фосфонаты в плане негативного воздействия не так страшны как фосфаты. Их действие не такое агрессивное. Это тоже соединения фосфора, но соединения фосфорорганические. По своей природе являются сложными эфирами фосфоновых кислот. Среди них есть вещества, встречающиеся в живых организмах, но фосфонаты в стиральном порошке могут быть ядовиты, некоторые из них даже используют как пестициды. Механизм их действия основан на связывании ионов, образовывающих жесткость воды, то есть подобен действию фосфатов. Кроме того, при определенных условиях фосфонаты в стиральном порошке переходят во все те же фосфаты. Преимуществом их может быть то, что их вносят в стиральный порошок в гораздо меньших количествах, а значит, на выходе они дадут меньше фосфора, попадающего в сточные воды.
ПАВ (поверхностно-активные вещества) по-научному - это химические соединения, адсорбироваться на границе раздела фаз, одна из которых обычно вода, и снижать поверхностное натяжение. Проще говоря, это вещества, которые связывают жировые молекулы с молекулами воды (элемент ПАВ одним концом крепится к частичке жира, другим концом – к частичке воды). Отсюда самое важное воздействие ПАВ на организм человека. Кожа человека покрыта защитным липидным слоем в виде плёнки, а ПАВы, остатки которых остаются после стирки на одежде разрушает эту пленку . В обезжиренные места устремляются бактерии, поэтому они становятся уязвимыми для различных заболеваний . Поверхностно-активные вещества не только нарушают баланс кожи, но и разрушают клеточные образования.
В каких масштабах будет это разрушение, зависит от вида ПАВ. Все поверхностно-активные вещества делятся на основные четыре класса: анионоактивные, катионоактивные, неионогенные и амфолитные .
При производстве стиральных порошков используются в основном анионоактивные и неионогенные ПАВ. Анионоактивные ПАВ — это соединения, которые в водных растворах диссоциируют с образованием анионов (отрицательно заряженных ионов), обусловливающих поверхностную активность. Они отличаются довольно высокой эффективностью, оптимальной растворимостью и небольшой стоимостью. Но именно они могут вызывать аллергические реакции, расстройство иммунитета, нарушать функции почек, печени, сердечно-сосудистой системы. Существуют данные, что они же обладают канцерогенным действием. Наиболее часто используемые ПАВ - аммоний лаурет сульфат, натрий лаурил сульфат, аммоний лаурил сульфат и натрий лаурет сульфат.
Неионогенные ПАВ — это соединения, которые растворяются в воде, не ионизируясь. Неионогенные ПАВ менее чувствительны к солям, обусловливающим жесткость воды, чем анионактивные и катионактивные ПАВ. Неионогенные ПАВ по сравнению с анионоактивными обладают способностью в меньших количествах адсорбироваться на тканях.
Одним из основных критериев экологической безопасности и влиянием на организм человека, является биоразлагаемость ПАВ. Различают первичную и полную биоразлагаемость. Первичная -это когда при стирке он вымывается полностью, а полная — когда полностью разлагается до диоксида углерода и воды при попадании в водное пространство. Лучший ПАВ — который имеет 100% первичной и полной биоразлагаемости, а это как раз неионогенные ПАВ – алкилполиглюкозиды, алкилполиэтоксилаты. Также стоит отметить важный факт - введение в состав порошка неионогенных ПАВ снижает степень адсорбции (поглощения) анионных ПАВ на тканях в 2–3 раза. То есть комплекс ПАВ (анионоактивного и неионогенного) намного эффективнее нежели использование какого-то одного ПАВ-а, как для стирки, так и для безопасности. Установлено также, что композиции из анионных и неионогенных соединений оказывают менее выраженное биологическое и токсическое действие. Неионогенные ПАВ снижают адсорбцию анионных веществ, и только в больших дозах могут оказывать повреждающее действие на кожу. Наибольшая опасность поверхностно-активных веществ и препаратов на их основе для людей заключается в их способности вызывать аллергические реакции.
По степени уменьшения вредности компоненты, входящие в порошки, можно распределить в следующем порядке:
1. фосфаты;
2. хлор;
3. сульфаты;
4. силикаты;
5. аммиак;
6. бор;
7. строго ограниченное количество анионных ПАВ - не более 2%;
8. неионогенных ПАВ одного вида - не более 3%;
9. солей токсичных кислот - не более 1%;
10. кaтиoнных ПАВ - не более 2%;
11. синтетических ароматизаторов - не более 0,01% или идеально без запаха;
12. пыли - 0,5%;
Отдельной строкой в этом списке стоят ароматизаторы, используемые в порошках. Среди которых альфа-изометил ионол, лимонен, гидроксицитронеллаль, бутилфенил метилпропионал, которые относятся к!!!запрещенным компонентам!!! и способны действовать на генетическом уровне и приводить к разного рода мутациям. Также в списке ароматизаторов: цитронеллол (запах розы), линалоол (запах ландыша), кумарин (свежескошенное сено), гекси циннамал – ромашка, которые являются аллергенами различных классов (от низкого до высокого), поэтому применение стиральных порошков с содержанием этих компонентов людьми, склонных к аллергиям, должно быть осторожным.
И напоследок,
милые мамы, в эко-лавку привезли очень-очень органичный и безвредный стиральный порошок для детского белья, который содержит всего 4 компонента, два из которых кокосовое и пальмовое масла. Посмотрите его ---->
Будьте здоровы и улыбайтесь!
