洗碗機專用洗滌劑的現狀及生物酶在配方中的應用

楊 媛

（山西勇寧記科技有限公司，山西太原，030006）

2019年底新冠肺炎疫情爆發，居民的安全理念和健康意識有了顯著提升，家庭防范措施明顯加強，消費者對洗碗機的需求明顯增大，洗碗機專用洗滌劑的發展也日漸火熱起來[1]。目前市面上專用餐具洗滌劑產品形式、功能逐漸多樣化，消費者可以隨心選擇洗滌劑劑型及規格[2]。

機洗餐具洗滌劑配方主要包括表面活性劑、助劑、酶制劑、氧化劑[3]。與手洗餐具不同的是機洗餐具過程中，要使用低泡，甚至是無泡的洗滌劑，因此機洗餐具洗滌劑配方中采用酶制劑替代了大部分的表面活性劑成分[4]，避免表面活性劑過多造成的泡沫量大的問題，同時提高去污效果。

1 洗碗機專用洗滌劑發展現狀

1.1 洗碗機專用洗滌劑概況

自動洗碗機是利用水的沖刷來去除污漬[5]，但是中國菜的烹飪方式豐富、食材多樣、調味品種類繁多，這就造成餐具上污垢成分極其復雜，可能共存多種類型污漬，且使用的餐具材質、形狀及大小也會依據菜品來選取，不同的餐飲習慣、餐具樣式增添了洗碗機工作難度，單純依靠機械作用來清除污漬的效果是非常差的。因此，還需要水的熱能作用和專用洗滌劑的去污作用加以輔助。

機洗餐具過程中，為了保護水泵、防止溢流等，須使用低泡型洗滌劑。廣州立白企業集團有限公司于2018年公開了一種低泡型自動洗碗機專用洗滌劑組合物，專利提出聚硅氧烷類消泡劑與天然油脂直接與聚氧乙烯和聚氧丙烯化物復配能控制洗滌劑起泡性能的同時增強消泡性能，實現自動洗碗機洗滌時候的“無泡化”；同時該發明的自動洗碗機專用洗滌劑組合物包含占組合物重量0.001%～10%的酶穩定體系，其可以和洗滌劑組合物各成分相容。酶穩定體系的重量和用量可以根據洗滌劑組合物的形式和組成以及酶制劑的類型進行調整[6]。

自動洗碗機洗碗后存在殘留斑點和膜的問題，

特別是在玻璃器皿上，水蒸發后留下的水痕跡在玻璃器皿上形成斑，礦物沉淀產生的膜遍布玻璃器皿表面。1997年羅姆和哈斯公司公開了用于自動洗碗洗滌劑的聚羧酸鹽（CN 1154375A）[7]，專利描述了一種適合用于自動洗碗機專用洗滌劑的聚羧酸鹽添加劑，能夠有效降低所洗玻璃器皿上的成膜和污跡；2016年羅地亞管理公司公開了具有抗成斑和/或抗成膜效果的洗滌劑組合物（CN 103261389B）[8]中描述了一種適用于自動洗碗機專用洗滌劑組合物的陽離子型多糖，同樣能阻止洗滌期間的成膜和/或成斑現象；2017年立白公開了的洗滌劑組合物及其應用（CN107523428A）[9]中描述了氨基酸型螯合劑可以有效控制洗滌時水垢的產生。

1.2 洗碗機專用洗滌劑劑型

20世紀50年代，粉狀洗碗機專用洗滌劑上市[10]，之后的三十年獨占鰲頭。粉狀餐具洗滌劑一般為白色粉末顆粒，通常會夾雜著些許彩色粒子[11]，因使用時可以自由控制用量且價格較為便宜，受到消費者的喜愛，但功效單一，洗滌餐具時需與洗滌用專用鹽和漂洗劑配套使用。

21世紀初，新型的塊狀洗碗機專用洗滌劑產品第一次用在洗碗機中[12]。塊狀餐具洗滌劑外形與糖果類似，規格一般是10～20 g/塊，外面包裹著一層水溶性透明薄膜，使用時直接投放即可，無需撕去薄膜。洗碗塊具有去污，軟化水質，提高碗碟亮度，保護碗碟釉面等多效功能。但其用量無法選擇，不論洗多少餐具，哪怕只有一個碗，用洗碗機洗滌時也必須投一顆洗碗塊，洗滌成本較高[13]。

目前市面上洗碗機專用洗滌劑以塊狀和粉狀為主，以液態形式存在的產品較少。液體餐具洗碗劑使用方便、溶解迅速、低溫洗滌效果好、體系堿性低。如若在洗碗機上安裝自動計量泵，省去消費者每次投樣的煩瑣，液態餐具洗滌劑將成為機洗餐具的主流產品[14]。專用餐具洗滌劑產品形式逐漸多樣化，功能也從基本的清潔功能到軟化水質、光亮碗碟等多效合一，消費者可以依據碗碟的清洗數量隨心選擇。

1.3 洗碗機專用洗滌劑配方

洗碗機專用洗滌劑配方一般包括表面活性劑、氧化劑、酶制劑以及助劑等。表面活性劑特有的潤濕能力能加速洗滌液的滲透，從而削弱污垢在餐具表面的黏附并最終去除[15]；氧化劑主要分解清除有色污漬，并且兼具殺菌消毒的作用[16]。這類污垢干結在餐具上，很難被洗凈，尤其是長期泡茶的茶壺、茶杯；酶制劑主要是對淀粉類、蛋白類及油脂類污漬起催化分解作用[17]；還有對脂肪類污漬起皂化作用的堿性助劑。

目前，機洗餐具洗滌劑配方存在以下缺點：1）市面產品大多添加含氧漂白劑，但其易分解，在水環境中分解速度更快，貨架壽命受到限制；2）目前的機洗餐具洗滌劑多為普通配方，用量大，浪費包裝和運輸資源[18]。

2016年于文等[19]公開了濃縮高效加酶型機洗餐具洗滌劑及其制備方法，該洗滌劑由表面活性劑、增溶劑、助劑、酶制劑、水混合制成，所含聚醚低泡表面活性劑，具有良好的潤濕性能，且能徹底去除殘留在餐具表面的油漬。本發明特有的生物酶復配技術，提高了污垢的去除率；良好的水軟化能力，避免餐具表面斑點、斑紋及條痕的出現；濃縮配方，用量少，洗滌效果好；不含氧化劑，安全無污染。

2 生物酶在洗碗機專用洗滌劑中的應用

洗碗機的專用洗滌劑要求具備較強的洗滌能力，特別是對附著力非常強的蛋白質類、淀粉類以及脂肪類污漬的去污效果要好，這樣才能節省水資源和能源[20]。而普通廚房用的餐具洗滌劑只是各種表面活性劑的搭配，很難徹底地將這些頑固污漬從餐具的表面清除，生物酶制劑催化性能專一高效，且作用條件溫和、無污染，因此洗碗機專用洗滌劑配方中常添加生物酶制劑，以此來提高去污能力。

生物酶具有特異性催化作用，可以高效水解頑固污漬為更小的污漬片段，從而使之更容易被移除。對于機洗餐具洗滌劑去污性能的提升，生物酶的應用可以提供環保、高效的解決方案[21]。

2.1 堿性蛋白酶

在高溫以及機械作用下使用洗滌劑洗滌餐具是有效的，但是血、奶、蛋、果汁、咖啡等蛋白類污漬很難被表面活性劑或其他助劑去除，堿性蛋白酶廣泛存在于微生物中，主要由芽孢桿菌屬分泌產生，可在堿性環境下催化水解連接氨基酸的肽鍵，切斷長的蛋白質鏈為短片段，催化蛋白質分解代謝[22-23]。堿性蛋白酶添加到洗滌劑配方中，能提高清潔過程的高效性。

高楠等[21]的研究結果顯示，與不含酶制劑的洗滌劑配方相比，堿性蛋白酶能有效去除肉餡污漬，且隨著蛋白酶用量的增加，洗滌劑去污能力得到有效提升；但兩種洗滌劑添加堿性蛋白酶的去污力有效值不同，這是由于配方中助劑和pH等不同，洗滌劑本身成分和蛋白酶的協同效果也導致酶的劑量響應值在不同測試體系中有一定差異。

楊軍于2014年公開了一種改進的洗滌劑，其配方原料包括：非離子表面活性劑、小蘇打、硅酸鈉、過氧化物酶和蛋白酶的混合物（2%～5%）、葡萄糖酸鈣、聚乙二醇、甘油和丙三醇。該發明提供的機洗餐具洗滌劑去污性能強，適用于飯店、酒樓、賓館等飲食業場所的機洗餐具，也可用作手洗餐具洗滌劑[24]。

2015年巴斯夫歐洲公司公開了具有改善的蛋白酶性能的固體餐具洗滌劑[25]。該發明專利所述的餐具洗滌劑組合物優選實施方案即使在低溫和/或甚至在短洗滌周期也展示出良好的去垢能力。同時申請人發現含有蛋白酶的餐具洗滌劑對頑固污漬、尤其是特定程度燒烤過的蛋奶糊污漬展示出非常好的去垢能力。

2.2 淀粉酶

α-淀粉酶能將淀粉中的α-1,4-糖苷鍵迅速分解成可溶解的含α-1，6-糖苷鍵的糊精、麥芽糖和低聚糖[26]。高楠等[21]研究的淀粉酶對面條污漬的去污效果中發現隨著淀粉酶用量的增加，洗滌劑去污能力得到有效提升，且淀粉酶在不同配方洗滌劑中去污能力相差不大，淀粉酶的劑量響應值在不同的測試體系差別不大。

葉飛燕[27]對液體淀粉酶在洗潔精產品中的應用研究中發現，將十二烷基苯磺酸鈉（LAS）與脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）復配可有效改善淀粉酶的穩定性，隨著AEO9含量的增加，淀粉酶的穩定性更好；當LAS與AEO9按7:3的比例進行復配時，洗潔精配方穩定且液體淀粉酶保持活力。螯合劑谷氨酸二乙酸四鈉（GLDA）對淀粉酶穩定性影響不大，氯化鈣的加入可有效改善洗潔精中液體淀粉酶的穩定性，但GLDA的加入會削弱氯化鈣對淀粉酶的穩定作用，配方有待進一步優化改進。

2.3 脂肪酶

酶應用于洗滌劑中可以提高對特定污漬的去污能力，同時減少洗滌劑中表面活性劑及助洗劑的使用量。脂肪酶能將甘油三脂分解為容易去除的脂肪酸和甘油，在洗滌劑中添加脂肪酶可以提高對脂肪污垢的去除效果[28]。

陳志中等[29]于2005年公開了一種禾本植物洗滌劑及其配制方法。該洗滌劑是以稻草或麥稈為原料、通過控制焚燒制得草灰、用水從草灰中提得的提取液為主體成分添加輔料配制的洗滌劑。輔料包括酶制劑、表面活性劑、增稠劑、食鹽。餐具用洗滌劑所加入的酶制劑是堿性脂肪酶；所用的表面活性劑通常是烷基葡萄糖苷，生物降解性好，屬于環保型材料，具有較強的廣譜抗菌活性；所用的增稠劑通常是羧甲基纖維素和食鹽，是一種抗再沉積劑和增稠劑。該配方成分獨特，安全無污染，洗滌效果好。

2.4 酶復配

餐具上的污漬多為各種污垢的混合物，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢所覆蓋。將多種酶制劑同時用于配方中可有效發揮其獨特的“協同效應”，提高洗滌劑去除混合污垢的能力[30]。

郭曉丹等[31]的研究指出蛋白酶、淀粉酶對特定污垢有清潔作用，清潔指數中等，蛋白酶對雞蛋污漬、肉污漬、牛奶污漬等蛋白污漬有較強的去污作用，對小部分的麥片有去污效果，對烘干的茶、菜無去污作用。淀粉酶對于麥片、米飯等淀粉污垢有明顯針對性去污效果，對茶、菜、肉類無去污作用。因此，為更有效去除餐具表面的蛋白污垢和淀粉污垢，在洗滌劑中建議將蛋白酶和淀粉酶復配使用。

文獻[3 2]中指出自動餐具洗滌機用洗滌劑(ADD)中，酶成了重要組分。文章進一步分析了洗滌配方組分對蛋白酶以及淀粉酶穩定性的影響，研究表明：漂白劑含量較高并與四乙酰乙二胺（TAED）結合使用時，蛋白酶與淀粉酶在溶液中穩定性降低；高含量的二硅酸鹽能增強蛋白酶貯藏穩定性，但高含量的過硼酸鹽卻相反；在過硼酸鹽和TAED含量高的配方中，α-淀粉酶的貯藏穩定性降低；在磷酸鹽配方中，α-淀粉酶的貯藏穩定性優于在檸檬酸鹽中的貯藏穩定性。該研究為后續生物酶在自動洗碗機專用洗滌劑配方中的應用提供實驗數據支持。

寶潔公司于2003年公開了含有麥芽糖α-淀粉酶的洗滌劑組合物，配方中含有麥芽糖α-淀粉酶和非離子表面活性劑，蛋白酶，漂白劑和/或其混合物的洗滌劑成分。該配方能極好地去除含淀粉的污漬和污垢[33]。

章方君[34]于2014年公開了一種復合酶洗滌劑及其制備方法和用途，發明涉及一種復合酶洗滌劑，所述洗滌劑包含α-淀粉酶，堿性蛋白酶，堿性脂肪酶。該種新型復合酶洗滌劑表現出優良的去除蛋白、油脂等污漬的性能，適用于餐具的清洗，還可用于醫療器械的清潔，具有廣泛的工業化應用前景。

任小明等[35]于2017年公開了一種洗碗機專用的餐具洗滌粉劑及其制備方法，配方中添加的酶制劑堿性蛋白酶、堿性脂肪酶、淀粉酶的混合物質量百分比為6∶3∶1，去油率能達到94.6%。該配方具有很強的去污能力，說明酶制劑確實對食物殘渣類餐具污漬具有徹底的清除能力，不同酶制劑的配合使用體現出協同作用。

3 結語

液體餐具洗碗劑使用方便、溶解迅速、低溫洗滌效果好、體系堿性低，將成為機洗餐具的主流產品?；诠澞芘c環保的因素，洗碗機專用洗滌劑由普通型向濃縮型轉變亦將是未來的發展趨勢。不同的生物酶之間以及酶與洗滌劑各成分之間均存在著配伍關系，優化復合酶組成以及加酶洗滌劑的配方，能夠更好地發揮協同效益，提高洗碗機專用洗滌劑的去污性能。