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Geschirrspülenzym

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Ein Waschmittelenzym ist ein Enzym, das in Waschmitteln verwendet wird. Waschmittelenzyme werden in flüssigen und pulverförmigen Waschmitteln eingesetzt, um Verschmutzungen biologischen Ursprungs abzubauen oder den hellen Flaum auf dunkler Wäsche aus Baumwolle zu entfernen. Mit etwa 25–37 % des Umsatzes aller industriell verwendeten Enzyme sind Waschmittelenzyme die am meisten verwendeten. Die Umgebungsbedingungen in der Waschmaschine sind ähnlich wie in der Geschirrspülmaschine, weshalb in Maschinengeschirrspülmitteln ähnliche Enzyme (Geschirrspülenzyme) verwendet werden.

Eigenschaften

Typische biologische Verschmutzungen auf Textilien umfassen Proteine (Eiweiße), Stärke und andere Kohlenhydrate sowie Fette. Daher werden für diese Verschmutzungen Enzyme verwendet, welche diese spalten können. Dies sind:

  • für Proteine Proteasen (Proteine kommen in Ei-, Milch-, Fleisch- und Grasflecken vor),
  • für Stärke Amylasen (Stärke kommt in Beilagen wie Kartoffeln, Nudeln und Reis vor),
  • für Kohlenhydrate aus der Gruppe der Mannane (Mannane kommen in Schokolade, Eiscreme, Zahnpasta und Verdickungsmitteln vor) und
  • für Kohlenhydrate aus der Gruppe der Pektine (Pektine kommen in Obst, Gemüse und Verdickungsmitteln vor) und
  • für Fette Lipasen (Fette kommen in Speisefetten und Speiseölen vor).
  • Daneben werden in manchen Waschmitteln Cellulasen eingesetzt, um Cellulose abzubauen, wodurch aus dem Garn herausragende Cellulosefasern zerlegt werden. Dadurch gibt es weniger Flaum auf Baumwollstoffen, wodurch weniger Licht vom Flaum reflektiert wird und ein dunkles Kleidungsstück dunkler aussieht. Bei hellen Baumwollstoffen bleibt nach Cellulasebehandlung weniger Staub am Flaum hängen, wodurch Kleidungsstücke weniger vergrauen und somit heller erscheinen.

Während in Vollwaschmitteln und Buntwaschmittel Proteasen verwendet werden, enthalten Wollwaschmittel für proteinbasierte Textilien wie Wolle und Seide keine Proteasen, da diese durch Proteasen beschädigt werden. Da aus Umweltschutzgründen weniger Tenside und Phosphate in Waschmitteln eingesetzt werden sollen, werden zur Erhaltung der Reinigungswirkung mehr Waschmittelenzyme verwendet, die generell als Proteine biologisch abbaubar sind. Mit Enzymen kann bei gleicher Reinigungswirkung mit niedriger Temperatur und kürzeren Umwälzungszyklen gewaschen werden, wodurch die Textilien weniger beansprucht werden und somit eine längere Haltbarkeit aufweisen.

Im Prinzip sind Waschmittelenzyme ähnlich wie Verdauungsenzyme zusammengesetzt, besitzen aber unterschiedliche Umgebungsbedingungen. So werden sie in einem deutlich größeren Temperaturbereich eingesetzt, von 15 °C bis 90 °C. Einerseits müssen sie bei 90 °C thermostabil sein und dürfen nicht schnell denaturieren und dadurch ihre Enzymaktivität verlieren, andererseits müssen sie auch eine ausreichende Enzymaktivität bei 15 °C aufweisen, denn die Enzymaktivität steigt mit der Temperatur. Waschmittel besitzen einen basischen pH-Wert, um Proteine und Fette besser zu lösen. Daher müssen Waschmittelenzyme eine maximale Enzymaktivität bei höherem pH-Wert aufweisen. Auch dürfen sie nicht durch Tenside denaturiert oder durch Bleichmittel chemisch inaktiviert werden. Ebenso sollen sie eine lange Haltbarkeit aufweisen und nicht durch Chelatoren gehemmt werden.

Enzyme

Proteasen sind die größte Gruppe unter den industriellen Enzymen, mit etwa 60 % Anteil des Umsatzes. In Waschmitteln werden verschiedene Proteasen eingesetzt. Nur Proteasen aus der Gruppe der Serinproteasen sind für den Einsatz in Waschmitteln geeignet. Die meisten Proteasen in Waschmitteln basieren auf Subtilisin aus Bacillus. Die meisten Proteasen werden auch in Bacillus hergestellt.

Waschmittelproteasen

Handelsname Hersteller Ursprung Wildtyp oder
modifiziert 		produziert in Eigenschaften
Alcalase Novozymes B. lichenformis WT B. lichenformis
Savinase Novozymes B. clausii WT B. clausii
Purafect Genencor B. lentus WT B. subtilis höhere Enzymaktivität bei pH 9–12
Everlase Novozymes B. clausii PE B. clausii bleichmittelstabil
Purafect OxP Genencor B. lentus PE B. subtilis höhere Enzymaktivität bei pH 9–12, bleichmittelstabil
Esperase Novozymes B. halodurans WT B. halodurans
Kannase Novozymes B. clausii PE B. clausii
Properase Genencor B. alkalophilus PE B. alkalophilus

Daneben werden auch verschiedene bakterielle Amylasen, Mannanasen, Lipasen, pilzliche und bakterielle Cellulasen in Waschmitteln verwendet.

Geschichte

Die erste Verwendung von Enzymen in Waschmitteln war 1914, als Otto Röhm die Protease Trypsin aus tierischem Ursprung in Waschmitteln einsetzte. Ab 1959 wurden bakterielle Proteasen aus Bacillus vermarktet. Die dänische Firma Novozymes produzierten sie ab 1959 in deutlich größeren Mengen, als Trypsin verfügbar war. Im Jahr 1963 wurde die Protease Subtilisin aus Bacillus licheniformis (unter dem Markennamen Alcalase) mit einer höheren Enzymaktivität bei vergleichsweise weniger hohem pH-Wert vermarktet. Ab 1965 wurden bakterielle Proteasen von großen Waschmittelherstellern eingesetzt. In Folge kamen weitere Proteasen auf den Markt und Enzyme für Waschmittel wurden durch Protein-Engineering verändert, damit sie stabiler wurden in Gegenwart von höheren Temperaturen (Thermostabilität), Basen (Alkalistabilität), Bleichmitteln (oxidative Stabilität) und Tensiden oder eine höhere Enzymaktivität bei niedrigen Temperaturen (in kaltem Wasser) aufwiesen. Nachdem in den 1960er und 1970er Jahren über Typ-I-Allergien durch eingeatmete staubförmige Waschmittelpulver berichtet wurde, sind Sensibilisierungen durch Mikroverkapselung und Anpassungen der Zusammensetzung seltener geworden.

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Veröffentlichungsdatum: 05 Jul 2025 / 11:59

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Ein Waschmittelenzym ist ein Enzym das in Waschmitteln verwendet wird Waschmittelenzyme werden in flussigen und pulverformigen Waschmitteln eingesetzt um Verschmutzungen biologischen Ursprungs abzubauen oder den hellen Flaum auf dunkler Wasche aus Baumwolle zu entfernen Mit etwa 25 37 des Umsatzes aller industriell verwendeten Enzyme sind Waschmittelenzyme die am meisten verwendeten Die Umgebungsbedingungen in der Waschmaschine sind ahnlich wie in der Geschirrspulmaschine weshalb in Maschinengeschirrspulmitteln ahnliche Enzyme Geschirrspulenzyme verwendet werden Die Protease Trypsin war 1914 das erste Waschmittelenzym wird aber heute nicht mehr verwendetEigenschaftenEinerseits steigt die Aktivitat eines Enzyms mit der Temperatur oben andererseits gibt es eine Denaturierungstemperatur Mitte wodurch sich die untere Kurve ergibtEnzyme haben je nach ihrem Wirkort einen optimalen pH Wert Bereich fur ihre Aktivitat Enzyme von sauren Wirkungsorten denaturieren bereits bei leicht basischen Bedingungen blau und umgekehrt grun Typische biologische Verschmutzungen auf Textilien umfassen Proteine Eiweisse Starke und andere Kohlenhydrate sowie Fette Daher werden fur diese Verschmutzungen Enzyme verwendet welche diese spalten konnen Dies sind fur Proteine Proteasen Proteine kommen in Ei Milch Fleisch und Grasflecken vor fur Starke Amylasen Starke kommt in Beilagen wie Kartoffeln Nudeln und Reis vor fur Kohlenhydrate aus der Gruppe der Mannane Mannane kommen in Schokolade Eiscreme Zahnpasta und Verdickungsmitteln vor und fur Kohlenhydrate aus der Gruppe der Pektine Pektine kommen in Obst Gemuse und Verdickungsmitteln vor und fur Fette Lipasen Fette kommen in Speisefetten und Speiseolen vor Daneben werden in manchen Waschmitteln Cellulasen eingesetzt um Cellulose abzubauen wodurch aus dem Garn herausragende Cellulosefasern zerlegt werden Dadurch gibt es weniger Flaum auf Baumwollstoffen wodurch weniger Licht vom Flaum reflektiert wird und ein dunkles Kleidungsstuck dunkler aussieht Bei hellen Baumwollstoffen bleibt nach Cellulasebehandlung weniger Staub am Flaum hangen wodurch Kleidungsstucke weniger vergrauen und somit heller erscheinen Wahrend in Vollwaschmitteln und Buntwaschmittel Proteasen verwendet werden enthalten Wollwaschmittel fur proteinbasierte Textilien wie Wolle und Seide keine Proteasen da diese durch Proteasen beschadigt werden Da aus Umweltschutzgrunden weniger Tenside und Phosphate in Waschmitteln eingesetzt werden sollen werden zur Erhaltung der Reinigungswirkung mehr Waschmittelenzyme verwendet die generell als Proteine biologisch abbaubar sind Mit Enzymen kann bei gleicher Reinigungswirkung mit niedriger Temperatur und kurzeren Umwalzungszyklen gewaschen werden wodurch die Textilien weniger beansprucht werden und somit eine langere Haltbarkeit aufweisen Im Prinzip sind Waschmittelenzyme ahnlich wie Verdauungsenzyme zusammengesetzt besitzen aber unterschiedliche Umgebungsbedingungen So werden sie in einem deutlich grosseren Temperaturbereich eingesetzt von 15 C bis 90 C Einerseits mussen sie bei 90 C thermostabil sein und durfen nicht schnell denaturieren und dadurch ihre Enzymaktivitat verlieren andererseits mussen sie auch eine ausreichende Enzymaktivitat bei 15 C aufweisen denn die Enzymaktivitat steigt mit der Temperatur Waschmittel besitzen einen basischen pH Wert um Proteine und Fette besser zu losen Daher mussen Waschmittelenzyme eine maximale Enzymaktivitat bei hoherem pH Wert aufweisen Auch durfen sie nicht durch Tenside denaturiert oder durch Bleichmittel chemisch inaktiviert werden Ebenso sollen sie eine lange Haltbarkeit aufweisen und nicht durch Chelatoren gehemmt werden EnzymeProteasen sind die grosste Gruppe unter den industriellen Enzymen mit etwa 60 Anteil des Umsatzes In Waschmitteln werden verschiedene Proteasen eingesetzt Nur Proteasen aus der Gruppe der Serinproteasen sind fur den Einsatz in Waschmitteln geeignet Die meisten Proteasen in Waschmitteln basieren auf Subtilisin aus Bacillus Die meisten Proteasen werden auch in Bacillus hergestellt Waschmittelproteasen Handelsname Hersteller Ursprung Wildtyp oder modifiziert produziert in EigenschaftenAlcalase Novozymes B lichenformis WT B lichenformisSavinase Novozymes B clausii WT B clausiiPurafect Genencor B lentus WT B subtilis hohere Enzymaktivitat bei pH 9 12Everlase Novozymes B clausii PE B clausii bleichmittelstabilPurafect OxP Genencor B lentus PE B subtilis hohere Enzymaktivitat bei pH 9 12 bleichmittelstabilEsperase Novozymes B halodurans WT B haloduransKannase Novozymes B clausii PE B clausiiProperase Genencor B alkalophilus PE B alkalophilus Daneben werden auch verschiedene bakterielle Amylasen Mannanasen Lipasen pilzliche und bakterielle Cellulasen in Waschmitteln verwendet GeschichteDie erste Verwendung von Enzymen in Waschmitteln war 1914 als Otto Rohm die Protease Trypsin aus tierischem Ursprung in Waschmitteln einsetzte Ab 1959 wurden bakterielle Proteasen aus Bacillus vermarktet Die danische Firma Novozymes produzierten sie ab 1959 in deutlich grosseren Mengen als Trypsin verfugbar war Im Jahr 1963 wurde die Protease Subtilisin aus Bacillus licheniformis unter dem Markennamen Alcalase mit einer hoheren Enzymaktivitat bei vergleichsweise weniger hohem pH Wert vermarktet Ab 1965 wurden bakterielle Proteasen von grossen Waschmittelherstellern eingesetzt In Folge kamen weitere Proteasen auf den Markt und Enzyme fur Waschmittel wurden durch Protein Engineering verandert damit sie stabiler wurden in Gegenwart von hoheren Temperaturen Thermostabilitat Basen Alkalistabilitat Bleichmitteln oxidative Stabilitat und Tensiden oder eine hohere Enzymaktivitat bei niedrigen Temperaturen in kaltem Wasser aufwiesen Nachdem in den 1960er und 1970er Jahren uber Typ I Allergien durch eingeatmete staubformige Waschmittelpulver berichtet wurde sind Sensibilisierungen durch Mikroverkapselung und Anpassungen der Zusammensetzung seltener geworden LiteraturL Vojcic C Pitzler G Korfer F Jakob Ronny Martinez K H Maurer U Schwane Advances in protease engineering for laundry detergents In New biotechnology Band 32 Nummer 6 Dezember 2015 S 629 634 doi 10 1016 j nbt 2014 12 010 PMID 25579194 EinzelnachweiseGoutam Brahmachari Arnold Demain Jose Adrio Biotechnology of Microbial Enzymes Production Biocatalysis and Industrial Applications Elsevier 2016 ISBN 978 0 12 803725 6 S 2 35 283 352 353 Matti Leisola Jouni Jokela Ossi Pastinen Ossi Turunen Hans E Schoemaker Industrial use of enzymes In Physiology and Maintenance Band 2 Enzymes The Biological Catalysts of Life Nutrition and Digestion EOLSS Publications 2009 ISBN 978 1 84826 040 5 The role of enzymes in detergent products In American Cleaning Institute ACI 8 November 2021 abgerufen im 1 Januar 1 englisch Mendel Friedman Effect of Enzymes and Enzyme Containing Detergent On Strength of Untreated Woolen Fabrics In Textile Research Journal 1971 doi 10 1177 004051757104100405 A Gaubert J Jeudy B Rougemont C Bordes J Lemoine H Casabianca A 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MacKenzie L Scott 749 Lack of type I sensitization to laundry enzymes among consumers in the Philippines In The Journal of Allergy and Clinical Immunology 1996 doi 10 1016 s0091 6749 96 80967 5

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