本發(fā)明涉及脫脂劑，尤其涉及一種高效節(jié)能型脫脂劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)和工業(yè)清洗需求的不斷升級(jí)，高效、節(jié)能且環(huán)境友好的脫脂劑研發(fā)已成為清潔行業(yè)的重中之重。傳統(tǒng)脫脂劑雖然清潔效果顯著，但往往存在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、適用條件局限等問(wèn)題。近年來(lái)，生物酶技術(shù)、納米材料和智能載體系統(tǒng)的rapid發(fā)展為脫脂劑的創(chuàng)新提供了新的可能性。

2、在酶技術(shù)方面，利用基因工程手段改造脂肪酶和蛋白酶已取得顯著進(jìn)展。例如，通過(guò)定向進(jìn)化和理性設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，研究人員成功提高了thermom?yces?lanuginosus脂肪酶的熱穩(wěn)定性和低溫活性。然而，這些改造酶在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨著ph適應(yīng)性不足、對(duì)金屬離子敏感等挑戰(zhàn)，限制了其在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。

3、納米材料在脫脂劑中的應(yīng)用也取得了重要進(jìn)展。納米銀因其優(yōu)異的抗菌性能備受關(guān)注，但單獨(dú)使用時(shí)容易團(tuán)聚，影響長(zhǎng)效性。碳量子點(diǎn)作為新興納米材料，展現(xiàn)出良好的光催化性能和生物相容性，但其在脫脂劑中的應(yīng)用研究尚處于起步階段。如何將這些納米材料有效整合到脫脂配方中，并與其他組分協(xié)同發(fā)揮作用，仍是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

4、智能響應(yīng)型載體在藥物遞送領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用，但在清潔產(chǎn)品中的探索相對(duì)有限。ph響應(yīng)性水凝膠微球雖然在實(shí)驗(yàn)室尺度上展現(xiàn)出調(diào)控活性成分釋放的潛力，但如何在復(fù)雜的清潔體系中保持其穩(wěn)定性和響應(yīng)性，仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。

5、此外，現(xiàn)有脫脂劑配方往往難以在低溫、寬ph范圍和復(fù)雜污垢條件下同時(shí)保持高效。雖然在常溫下表現(xiàn)優(yōu)異，但在10℃以下效率急劇下降，且僅在ph6-8范圍內(nèi)有效。這凸顯了開(kāi)發(fā)全溫度、全ph范圍高效的多功能脫脂劑的迫切需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在開(kāi)發(fā)一種能夠在低溫和寬ph范圍內(nèi)保持高效、具備抗菌和自清潔功能、適用于復(fù)雜污垢的新型脫脂劑。通過(guò)整合基因工程改造酶、功能化納米材料和智能響應(yīng)載體，本發(fā)明力求在分子水平上實(shí)現(xiàn)各組分的協(xié)同增效。

2、本發(fā)明公開(kāi)了一種高效節(jié)能型脫脂劑，包括以下重量份的組分：重組熱穩(wěn)定性脂肪酶6-9份；堿性蛋白酶4-7份；殼聚糖包裹的納米銀顆粒1.5-2.5份；β-環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)0.8-1.8份；海藻酸鈉基智能水凝膠微球12-18份；月桂基葡萄糖苷18-22份；椰油基甜菜堿12-18份；丙二醇6-9份；d-檸檬烯4-7份；聚乙二醇40010-14份；磷酸氫二鉀2-4份；去離子水余量至100份。

3、具體地，所述重組熱穩(wěn)定性脂肪酶的制備方法包括以下步驟：

4、(1)基因克?。簭膖hermomyces?lanuginosus菌株中提取基因組dna，使用特定引物擴(kuò)增脂肪酶基因，將pcr產(chǎn)物克隆入pet-22b(+)表達(dá)載體；

5、(2)重組表達(dá)：將構(gòu)建的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化入大腸桿菌bl21(de3)感受態(tài)細(xì)胞，在lb培養(yǎng)基中培養(yǎng)并用iptg誘導(dǎo)表達(dá)；

6、(3)蛋白純化：收集菌體，超聲破碎，通過(guò)ni-nta親和層析柱純化目標(biāo)蛋白；

7、(4)酶活性測(cè)定：以橄欖油為底物，37℃下測(cè)定酶活性，確保活性≥100,000u/g。

8、具體地，所述堿性蛋白酶來(lái)源于枯草芽胞桿菌bacillus?subtilis，在20-60℃范圍內(nèi)保持≥70％的最大活性，最適ph為8.0-11.0。

9、具體地，所述殼聚糖包裹的納米銀顆粒的制備方法包括以下步驟：(1)將硝酸銀溶于去離子水中，加入檸檬酸三鈉攪拌；(2)緩慢滴加硼氫化鈉溶液，室溫?cái)嚢瑁?3)加入殼聚糖溶液溶于1％乙酸中，繼續(xù)攪拌；(4)離心洗滌，冷凍干燥得到產(chǎn)品。

10、具體地，所述β-環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)的制備方法包括以下步驟：(1)將檸檬酸和乙二胺溶于水中，180℃水熱反應(yīng)4小時(shí)；(2)冷卻至室溫，截留分子量1000da透析48小時(shí)；(3)將透析后的溶液與β-環(huán)糊精混合，50℃反應(yīng)24小時(shí)；(4)冷凍干燥得到產(chǎn)品。

11、具體地，所述海藻酸鈉基智能水凝膠微球的制備方法包括以下步驟：(1)將海藻酸鈉溶于去離子水中；(2)使用100μm噴嘴，壓力0.2mpa的微流體裝置將溶液滴入氯化鈣溶液中；(3)在氯化鈣溶液中交聯(lián)2小時(shí)，過(guò)濾并用去離子水洗滌。

12、一種所述高效節(jié)能型脫脂劑的制備方法，包括以下步驟：(1)酶溶液制備：將重組熱穩(wěn)定性脂肪酶和堿性蛋白酶溶解于磷酸氫二鉀緩沖液中，超聲處理；(2)納米分散液制備：將殼聚糖包裹的納米銀顆粒和β-環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)分散于去離子水中，超聲處理；(3)海藻酸鈉微球制備：將海藻酸鈉基智能水凝膠微球分散于去離子水中，輕柔攪拌；(4)表面活性劑和溶劑混合液制備：將月桂基葡萄糖苷、椰油基甜菜堿、丙二醇、d-檸檬烯和聚乙二醇400混合，加熱攪拌；(5)最終產(chǎn)品制備：將步驟(1)-(4)中制備的所有組分混合，進(jìn)行高速剪切乳化，靜置，然后進(jìn)行無(wú)菌過(guò)濾。

13、具體地，步驟(1)中，所述超聲處理的條件為：頻率40khz，功率300-400w，處理時(shí)間5-10分鐘。

14、具體地，步驟(4)中，所述加熱攪拌的條件為：溫度50±2℃，攪拌速度300-400rpm，時(shí)間15-20分鐘。

15、具體地，步驟(5)中，所述高速剪切乳化的條件為：速度7000±1000rpm，時(shí)間15-20分鐘，溫度25±3℃；所述靜置的條件為：溫度25±2℃，時(shí)間24±2小時(shí)；所述無(wú)菌過(guò)濾采用0.22μm的聚醚砜濾膜。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠達(dá)到以下有益效果：

17、本發(fā)明通過(guò)以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)性能突破：首先，利用定點(diǎn)突變技術(shù)改造的重組熱穩(wěn)定性脂肪酶，在保持高催化效率的同時(shí)，顯著提升了低溫活性和ph適應(yīng)性。其次，創(chuàng)新性地將殼聚糖包裹的納米銀顆粒與β-環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)結(jié)合，不僅增強(qiáng)了抗菌性能，還通過(guò)主客體作用和光催化效應(yīng)提供了降解有機(jī)污染物的新途徑。再者，海藻酸鈉基智能水凝膠微球的引入實(shí)現(xiàn)了活性成分的ph響應(yīng)性釋放，大幅拓寬了脫脂劑的適用ph范圍。最后，精心設(shè)計(jì)的生物基表面活性劑復(fù)合體系確保了對(duì)各種極性污垢的有效清除。

18、這些創(chuàng)新組分之間的協(xié)同作用產(chǎn)生了多項(xiàng)突破性效果：(1)在5-80℃的寬廣溫度范圍內(nèi)保持高效脫脂能力，低溫(5℃)活性保留率超過(guò)90％；(2)在ph?4-10的范圍內(nèi)均能有效工作，脫脂效率波動(dòng)不超過(guò)5％；(3)對(duì)常見(jiàn)細(xì)菌的抑制率超過(guò)99.5％，且具有長(zhǎng)達(dá)72小時(shí)的持續(xù)抗菌性；(4)清潔后的表面呈現(xiàn)自清潔效應(yīng)，48小時(shí)內(nèi)對(duì)新沾染污垢的去除率提高30％；(5)對(duì)油脂-蛋白質(zhì)-無(wú)機(jī)物混合污垢的一次性清除率提高40％。

19、綜上所述，本發(fā)明的高效節(jié)能型脫脂劑通過(guò)多重創(chuàng)新機(jī)制實(shí)現(xiàn)了性能的全面提升，不僅克服了現(xiàn)有技術(shù)的局限性，還為工業(yè)清洗、家居清潔、環(huán)境治理等領(lǐng)域提供了一種高效、環(huán)保、多功能的新型解決方案，有望推動(dòng)清潔技術(shù)向更智能、更綠色的方向發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種高效節(jié)能型脫脂劑，其特征在于，包括以下重量份的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能型脫脂劑，其特征在于，所述重組熱穩(wěn)定性脂肪酶的制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能型脫脂劑，其特征在于，所述堿性蛋白酶來(lái)源于枯草芽胞桿菌bacillus?subtilis，在20-60℃范圍內(nèi)保持≥70％的最大活性，最適ph為8.0-11.0。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能型脫脂劑，其特征在于，所述殼聚糖包裹的納米銀顆粒的制備方法包括以下步驟：(1)將硝酸銀溶于去離子水中，加入檸檬酸三鈉攪拌；(2)緩慢滴加硼氫化鈉溶液，室溫?cái)嚢瑁?3)加入殼聚糖溶液溶于1％乙酸中，繼續(xù)攪拌；(4)離心洗滌，冷凍干燥得到產(chǎn)品。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能型脫脂劑，其特征在于，所述β-環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)的制備方法包括以下步驟：(1)將檸檬酸和乙二胺溶于水中，180℃水熱反應(yīng)4小時(shí)；(2)冷卻至室溫，截留分子量1000da透析48小時(shí)；(3)將透析后的溶液與β-環(huán)糊精混合，50℃反應(yīng)24小時(shí)；(4)冷凍干燥得到產(chǎn)品。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能型脫脂劑，其特征在于，所述海藻酸鈉基智能水凝膠微球的制備方法包括以下步驟：(1)將海藻酸鈉溶于去離子水中；(2)使用100μm噴嘴，壓力0.2mpa的微流體裝置將溶液滴入氯化鈣溶液中；(3)在氯化鈣溶液中交聯(lián)2小時(shí)，過(guò)濾并用去離子水洗滌。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述高效節(jié)能型脫脂劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)酶溶液制備：將重組熱穩(wěn)定性脂肪酶和堿性蛋白酶溶解于磷酸氫二鉀緩沖液中，超聲處理；(2)納米分散液制備：將殼聚糖包裹的納米銀顆粒和β-環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)分散于去離子水中，超聲處理；(3)海藻酸鈉微球制備：將海藻酸鈉基智能水凝膠微球分散于去離子水中，輕柔攪拌；(4)表面活性劑和溶劑混合液制備：將月桂基葡萄糖苷、椰油基甜菜堿、丙二醇、d-檸檬烯和聚乙二醇400混合，加熱攪拌；(5)最終產(chǎn)品制備：將步驟(1)-(4)中制備的所有組分混合，進(jìn)行高速剪切乳化，靜置，然后進(jìn)行無(wú)菌過(guò)濾。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述超聲處理的條件為：頻率40khz，功率300-400w，處理時(shí)間5-10分鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述加熱攪拌的條件為：溫度50±2℃，攪拌速度300-400rpm，時(shí)間15-20分鐘。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述高速剪切乳化的條件為：速度7000±1000rpm，時(shí)間15-20分鐘，溫度25±3℃；所述靜置的條件為：溫度25±2℃，時(shí)間24±2小時(shí)；所述無(wú)菌過(guò)濾采用0.22μm的聚醚砜濾膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及脫脂劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效節(jié)能型脫脂劑及其制備方法,包括以下重量份的組分：重組熱穩(wěn)定性脂肪酶6?9份；堿性蛋白酶4?7份；殼聚糖包裹的納米銀顆粒1.5?2.5份；β?環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)0.8?1.8份；海藻酸鈉基智能水凝膠微球12?18份；月桂基葡萄糖苷18?22份；椰油基甜菜堿12?18份；丙二醇6?9份；d?檸檬烯4?7份；聚乙二醇40010?14份；磷酸氫二鉀2?4份；去離子水余量至100份,改造的重組熱穩(wěn)定性脂肪酶，在保持高催化效率的同時(shí)，顯著提升了低溫活性和pH適應(yīng)性，將殼聚糖包裹的納米銀顆粒與β?環(huán)糊精改性的碳量子點(diǎn)結(jié)合，增強(qiáng)了抗菌性能。

技術(shù)研發(fā)人員：劉偉紅,林銳群
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東輝煒佳科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17