新型含酶廚房油污清潔劑除油性能及其抗油污再沉積性能的研究

雷 敏 查青青 王 娟 于 文

西安開米股份有限公司，陜西西安，710075

隨著中國經(jīng)濟發(fā)展，生活質(zhì)量提高，廚房的衛(wèi)生和潔凈越發(fā)被家庭重視。受中國傳統(tǒng)飲食以及烹飪習慣影響，廚房油煙重，諸如抽油煙機、燃氣灶臺、灶頭附近墻壁上的油污非常黏膩，附著力強，導致清潔工作繁重[1]。廚房油垢的形成大致有以下幾個因素[2-3]：環(huán)境中的塵埃以及其他微小顆粒，與蒸發(fā)后的油煙結合，快速沉降吸附在物體表面；食用油和含油脂的食物在煎炒蒸煮的烹飪過程中飛濺、氣化甚至部分碳化后黏附于硬表面，不飽和油脂尤其是含雙烯鍵油脂在長時間的烹飪環(huán)境中發(fā)生氧化、聚合反應，形成具有強黏性的稠油，黏附于硬表面，若沒有及時清潔則繼續(xù)被緩慢氧化，發(fā)生聚合生成大分子化合物，長期氧化后變得干結黏膩；廚房灶具等用品在長期的使用過程中發(fā)生銹蝕、掉漆等老化現(xiàn)象，形成的殘渣與油垢一起附著于器具表面。

目前的廚房油污清潔劑配方多采用有機溶劑、表面活性劑、堿性助劑復配。有機溶劑對油垢進行溶脹、乳化以降低油污的致密性和對硬表面的結合力；表面活性劑則通過自身良好的潤濕、滲透、增溶、乳化性能溶解油污；堿性助劑可以促使油污皂化或者與氧化產(chǎn)物發(fā)生中和反應，從而形成易于去除的水溶性污垢。但是這類廚房油污清潔劑普遍存在缺陷[2,4]，去油性能好的有機溶劑氣味大、易燃、易爆，甚至有毒，若長期大量使用，對人體健康不利，也有安全隱患；發(fā)揮作用的堿性助劑一般都具有較強的堿性，會損傷皮膚和硬表面。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，居民消費理念的上升，高效、安全、環(huán)保的廚房油污清潔劑才具有更大的發(fā)展前景和應用價值。

酶制劑是一類具有專一性、高效性和溫和性的生物催化劑，應用到洗滌劑配方中可以顯著提高去污性能[5]。隨著生物酶技術的發(fā)展，酶制劑還可以在不影響洗滌性能的前提下，減少表面活性劑或其他化學品的用量，降低洗滌劑的環(huán)境負荷[6]。但是把酶制劑應用到廚房油污清潔劑方面的文獻報道鮮有。另外，目前廚房油污清潔劑的研究報道，基本上都是側(cè)重去油污、防腐蝕性能，沒有關注防御未來油污沉積的研究。本文的工作內(nèi)容是將新型的生物酶技術應用到廚房油污清潔劑中，并側(cè)重研究了該新型廚房油污清潔劑的抗油污再沉積性能，實現(xiàn)廚房油污二次清潔省時省力。

1 試驗部分

1.1 主要試劑與儀器

白色瓷磚（30 cm×60 cm，廚房用墻磚），吹風機（FH6232，飛科），烘箱（101C-1型，北京科偉永鑫實驗儀器設備廠），磁力攪拌器（Mini MR standard，德國IKA），電子天平（YP1200，上海精科）。

1.2 含酶廚房油污清潔劑的配制

按照配比，在一定的溫度、攪拌速度下分別向蒸餾水中依次加入各種表面活性劑、酶制劑、酶穩(wěn)定劑、抗油污再沉積劑、增效劑、助溶劑以及其他助劑，攪拌均勻后，得到外觀透明澄清的試樣。用pH試紙測試其pH為7～8，并通過了高、低溫穩(wěn)定性考察。

1.3 性能表征

結合真實的清潔油污過程設計了模擬步驟[7]，表征對比各個試樣以及市售品的去油污性能和防油污性能。

自制底物試片：將30 cm×60 cm的白色瓷磚清洗干凈，并用吹風機吹干，室溫晾置，而后劃分成相同的8～10個（10 cm×10 cm）區(qū)域，編號后拍照備用。

自制油污：收集至少6個不同實際家庭中抽油煙機油盒內(nèi)油污（油污已經(jīng)被放置1個月以上），于燒杯內(nèi)攪拌混合均勻，稱重m1；用小刀刮取2B鉛筆筆芯粉末（方便試驗對照觀察），稱重m2，加入油污內(nèi)，并攪拌混合均勻，備用（m1∶m2＝100∶1）。

1.3.1 去油污性能

用一次性帶刻度吸管分別吸取1 ml自制油污，滴加于瓷磚指定區(qū)域內(nèi)，用棉簽將油污涂抹均勻（提前將棉簽在油污內(nèi)浸透并壓干），盡量不要將油污涂到區(qū)域外圍。將污片放置在水平實驗臺上，靠近窗戶位置，室溫老化1周。

再用吸管分別吸取2 ml不同的試樣，按照編號對應滴加于指定區(qū)域油污上，用棉簽將試樣涂抹均勻（試樣與棉簽一一對應，棉簽提前在對應試樣內(nèi)浸泡并壓干；特別強調(diào)，應輕輕涂抹，不刻意施加外力）。室溫靜置30 min后，將整塊瓷磚在固定高度和流速的自來水下沖洗10 min，室溫靜置晾干，最后肉眼觀察并記錄排序（5人評價小組）。油污去除前后應拍照記錄。

（2）完善醫(yī)院成本核算制度建設。第一，各醫(yī)院以新政府會計制度為基礎，制訂新的醫(yī)院成本核算制度，嚴格規(guī)范核算環(huán)節(jié)，比如消耗的水電煤等直接分配到各病區(qū)、科室；第二，打好成本分類統(tǒng)計與管理分配的基礎，徹底清理每科、每項資產(chǎn)具體使用情況；第三，引進先進的科技技術，構建信息管理平臺，實現(xiàn)數(shù)字化管理。

1.3.2 抗油污再沉積性能

用一次性帶刻度吸管分別吸取1 ml不同的試樣，按照編號對應滴加于瓷磚指定區(qū)域內(nèi)，用棉簽將試樣涂抹均勻（試樣與棉簽一一對應，棉簽提前在對應試樣內(nèi)浸泡并壓干），盡量不要將試樣涂到區(qū)域外圍。預處理完成后于室溫靜置2 h，再用濾紙將試樣擦除，肉眼觀察不到明顯試樣殘留即可。

隨后按照方法1.3.1中的設計，將1 ml自制油污均勻地涂覆在試樣作用后的相同區(qū)域內(nèi)，于室溫下陳化，而后滴加2 ml不同的試樣清潔。應特別注意的是，清潔步驟中對應編號區(qū)域油污上滴加的試樣類別與預處理步驟中的試樣類別必須保持一致。清潔完成后，肉眼觀察并記錄排序（5人評價小組）。油污去除前后應拍照記錄。

2 結果與討論

按照1.2中所述方法，配制了一系列試樣。在進行配方優(yōu)選試驗中，僅改變變量組分的種類或其添加量，其他組分種類以及添加量均固定不變。Berol-260/Berol-226/TERGITOL CA-60總量不超過8%，1,2-丙二醇和甘油總量不超過6%，Berol SurfBoost AD2M/D-檸烯總量不超過5%，Berol-561/APG IC-06總量不超過8%，其他助劑按需添加。采用單因素實驗考察了酶制劑、抗油污再沉積劑對配方去油污和防油污性能的影響。

按照1.3.1中方法處理瓷磚并涂抹油污，進行老化處理，8個區(qū)域的面積大小和油污涂抹量完全相同（D/d組圖片的肉眼差異是因為拍照反光導致，實際試驗中并沒有差異），如圖1所示。其中，數(shù)字1代表將使用表1中的試樣清潔油污，數(shù)字2代表將使用表2中的試樣清潔油污，英文字母則與表1和表2中具體的試樣編號一一對應。

圖1 油污涂覆瓷磚并進行老化處理

2.1 不同比例的酶制劑去油性能的考察

按照表1所示，配制了不同蛋白酶和脂肪酶比例的廚房油污清潔劑，其中蛋白酶和脂肪酶的總和添加量不變，并且表面活性劑、增效劑、增溶劑、酶穩(wěn)定劑、抗油污再沉積劑的種類和添加量不變。按照1.3.1中方法測試了表1中四組試樣的去油污性能，自來水沖洗前后油污狀態(tài)分別如圖2、圖3所示。觀察圖2可以看出油污附著量排序為：d區(qū)域≤c區(qū)域＜b區(qū)域＜a區(qū)域，說明c試樣的去油污能力和d試樣相當，二者均優(yōu)于b試樣，b試樣的去油污能力則比a試樣強。進一步觀察圖3可以看到油污附著量排序為：d區(qū)域＜c區(qū)域＜b區(qū)域≤a區(qū)域，即d試樣的去油污能力在該組中最佳。由試驗現(xiàn)象可知，隨著脂肪酶的占比增加，試樣的去油污性能逐漸增強，這與脂肪酶專一分解脂肪類物質(zhì)的性能保持一致。

圖2 添加不同比例酶制劑的試樣清潔油污（沖洗前）

圖3 添加不同比例酶制劑的試樣清潔并用水沖洗后的油污狀態(tài)

表1 不同酶制劑比例的廚房清潔劑

2.2 不同用量的抗油污再沉積劑去油性能的考察

按照1.3.1中方法處理瓷磚并涂抹油污，進行老化處理，如圖1所示。

鑒于ACUSOL PRO的黏度和良好的溶解性能，先選定ACUSOL PRO作為變量因子，改變其添加量，配制了不同的試樣，詳見表2。其中，表面活性劑、增效劑、增溶劑、蛋白酶、脂肪酶、酶穩(wěn)定劑的種類和添加量保持不變。按照1.3.1中方法測試了表2中四組試樣的去油污性能，自來水沖洗前后油污狀態(tài)分別如圖4、圖5所示。觀察圖4可以看出，油污附著量排序為：B區(qū)域＜C區(qū)域≤D區(qū)域＜A區(qū)域，說明了B試樣的去油污能力優(yōu)于其他幾組，A試樣的去油污能力最差。進一步觀察圖5可以看到用水沖洗后油污附著量排序為：B區(qū)域＜C區(qū)域＜D區(qū)域＜A區(qū)域，即B試樣的去油污能力在該組中最佳。試驗現(xiàn)象表明，隨著抗油污再沉積劑的添加量增加，配方的去油污性能有所提高，這是因為抗油污再沉積劑可以對硬表面進行親水改性，有利于油污清潔，而且能在硬表面形成保護層以抵抗未來的油污，使下一次油污清潔更容易。

圖4 添加不同用量抗油污再沉積劑的試樣清潔油污

圖5 添加不同用量抗油污再沉積劑的試樣清潔并用水沖洗后的油污狀態(tài)

表2 不同用量抗油污再沉積劑的廚房清潔劑

2.3 不同的抗油污再沉積劑防油性能的考察

按照1.3.2中方法所述，清潔瓷磚后分別用1 ml不同的試樣進行預處理，如表3所示。靜置擦拭后涂抹5 ml油污，進行老化處理，如圖6所示。清潔油污時滴加的試樣量為3 ml。此處防油污試驗的油污涂抹量是之前試驗的5倍，清潔油污所用試樣量是之前試驗的1.5倍，目的在于差別化增大油污涂抹量和試樣量，更有利于觀察油污清潔后的狀態(tài)，更能凸顯抗油污再沉積劑的防油污性能。

表3 添加不同抗油污再沉積劑的廚房清潔劑

圖6 添加不同抗油污再沉積劑的試樣和油污處理過的瓷磚表面

添加了不同抗油污再沉積劑的廚房油污清潔劑如表3所示。其中，抗油污再沉積劑的添加量選定為1%，表面活性劑、增效劑、增溶劑、蛋白酶、脂肪酶、酶穩(wěn)定劑的種類和添加量不變。按照1.3.2中方法測試了表3中五組試樣的去油污性能，自來水沖洗前后油污狀態(tài)分別如圖7、圖8所示。觀察圖7可以看出油污附著量排序為：b區(qū)域＜a區(qū)域＜c區(qū)域＜d區(qū)域＜blank區(qū)域，說明空白對照樣的去油污能力最差，b試樣的去油污能力最好，a試樣的稍優(yōu)于c試樣的，c試樣比d試樣好。進一步觀察圖8可以看到油污附著量排序為：b區(qū)域＜c區(qū)域≤a區(qū)域＜d區(qū)域＜blank區(qū)域，即b試樣的去油污能力在該組中最佳，而沒有添加任何抗油污再沉積劑的空白對照試樣的去油污能力最差。另外，在用水沖洗油污的過程中，可明顯感知到，用添加了抗油污再沉積劑的試樣預處理過的瓷磚上的油污比沒有進行預處理過的瓷磚上的油污更易沖洗。

圖7 添加不同抗油污再沉積劑的試樣清潔油污中

圖8 添加不同抗油污再沉積劑的試樣清潔并用水沖洗后的油污狀態(tài)

試驗結果說明了使用抗油污再沉積劑的配方的防油污性能比沒有使用抗油污再沉積劑的配方好。原因是抗油污再沉積劑是一種能對硬表面進行改性的聚合物，使硬表面更具有親水性，當油污滴落到處理過的硬表面，用清潔劑和水進行清潔時，水會被優(yōu)先吸引到表面替代油污的吸附，實現(xiàn)油污更容易去除。

2.4 優(yōu)選配方與市售品去油及防油性能的考察

按照1.3.1中方法處理瓷磚并涂抹油污，進行老化處理，如圖9a～e五個區(qū)域所示。按照1.3.2中方法所述，清潔瓷磚后用五組試樣進行預處理，與表4所示序號一一對應，靜置擦拭后涂抹油污，進行老化處理，如圖9A～E五個區(qū)域所示。

圖9 優(yōu)選試樣、市售品及油污處理過的瓷磚表面

表4 優(yōu)選試樣與市售品的去油及防油性能比較

按照1.3中方法分別測試了表4中五組試樣的去油污性能和油污抵御性能，自來水沖洗后的油污狀態(tài)如圖10、圖11所示。觀察圖10可以看出油污附著量排序為：d區(qū)域≤e區(qū)域＜a區(qū)域＜b區(qū)域＜c區(qū)域，表明了市售品-3的去油污表現(xiàn)最差，市售品-1和市售品-2的去油污能力一般。自制優(yōu)選試樣-1、自制優(yōu)選試樣-2的去油污能力相當，二者比三個市售品的好很多。

圖10 優(yōu)選試樣及市售品清潔油污的結果

觀察圖11可以看到油污附著量排序為：D區(qū)域＜E區(qū)域＜B區(qū)域＜A區(qū)域＜C區(qū)域，即優(yōu)選試樣-1的去油污能力在該組中最佳，油污幾乎完全清潔干凈，在用水沖洗過程中，D區(qū)域的油污很快片狀脫落，易于沖洗，省時省力。這說明了優(yōu)選試樣-1防御油污附著能力最強，能夠為瓷磚表面提供隱形的保護膜，很好地抵御二次的油污沉積，方便下一次的油污清潔工作。

圖11 優(yōu)選試樣及市售品抵御油污的結果

3 結論

（1）生物酶制劑的應用，不僅提高了廚房油污清潔劑的環(huán)保安全性，增加產(chǎn)品的競爭亮點，而且在油污的清潔方面也有促進作用。

（2）由本文的試驗結果可以確定的是，添加了抗油污再沉積劑的廚房油污清潔劑，對油污的首次清潔和二次清潔都更具優(yōu)勢，特別是為廚房硬表面提供了隱形保護膜，能夠抵御未來的油污沉積，實現(xiàn)了廚房油污下一次清潔更容易。

（3）本文研制的新型廚房油污清潔劑，與同類型市售品相比，在油污清潔以及防御未來油污沉積方面，均表現(xiàn)優(yōu)異。