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Les enzymes utilisées
dans les détergents
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Definition
Composition générale des détergents
Les principales enzymes utilisées dans les détergents
Les dernières innovations
Avantages et inconvénients
Défit majeur: STABILITE
Ce que les biotechnologies nous offrent encore…
Plan
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Les détergents
Les détergents sont des substances tensio-actives
qui, rajoutées en petite quantité dans de l'eau, permettent
de décoller, puis d'éliminer facilement, en les
émulsionnant, les graisses et autres salissures fixées à la
surface des matériaux divers
Composition(w/w%)
Matière première Fonctions Lessive vaisselle
Agent anticalcaire Lavage basique; adoucissement de l'eau; action tampon; stabilisant; protection contre la corrosion
30-40 10-40
Tensioactifs Emulsionner les particules, activiité interfaciale; réduit la tension de surface
10-30 1-4
Savon Éviter la formation excessive de mousses 1-5 0
Agents de blanchiment
Oxydation des polyphénols (fruits, café, thé) 0-0.25 4-15
Parfum Confère une odeur agréable aux tissus 0.1-0.5 0-0.1
Sel(Na-sulfate) Aide à promouvoir le débit/propriétés de chargement (poudre)
qsp 100 qsp 100
Tableau 1 : Composition générale des détergents pour la lessive et la vaisselle
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Matière première
Fonctions Type du composé
Composition(w/w%)
Lessive vaisselle
Enzymes Enlèvement des tâches à base d'amidon amylases 0.1-1 1-3
Enlèvement des complexes protéiques protéases 0.4–2 0.5–2
Enlèvement des tâches de graisse lipases 0.2–1 0.5
Avivage des couleurs, adoucissement, enlèvement des salissures, maintenance de la blancheur
cellulases 1-3 0
Tableau 1 : Composition générale des détergents pour la lessive et la vaisselle
Les principaux enzymes utilisées dans les détergents1. Les Protéases (enzymes protéolytiques)
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Protéases
Les plus largement utilisées
Très résistantes aux milieux alcalins
bonne stabilité vis à vis température
sang, l’œuf, le lait, l’herbe...
sources : Animale, végétale, microbienne
Premières lessives « biologiques » en poudre : Suisse _1959 ; la société Gebr. Schnyder.
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• Souillures organiques: tendance à adhérer fortement aux
fibres textiles
les protéines agissent comme des colles, rendant difficile
l’élimination des autres composants de la salissure
Protéases
•Hydrolyses des Protéines
•combinées aux tensio-actifs
dissoudre les tâchesles plus tenaces.
Catalyse du
clivage
hydrolytique des
chaînes
peptidiques
• Exemple : la Subtilisin
• Des sérines protéases à triade cataytique
l’histidine
l’acide aspartique
la sérine
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Producteur Milieu alcalin
Haute alcalinité
Haute stabilité vis-à-vis des agents de blanchiment
Eau froide
Genencor International
Maxatase Purafect Maxapem Properase
Optimase Maxacal Purafect OxP
Opticlean Opticlean plus
Novo Nordisk A/S Alcalase® Esperase® Durazym® En développement
Savinase® Everlase
Tableau 2 : Marché des protéases de détergents commercialisées
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2. les lipases (enzymes lipolytiques) :
• Introduites en 1988
• tâches d‘huile et de graisse difficiles à enlever(cuisant le
linge)
• Bon nombre de textiles modernes doivent être lavés à
températures modérées, ce qui rend la tâche plus ardue
encore.
• Action sur les graisses ou les lipides
Lipases
en catalysant
l’hydrolyse des
triglycérides
insolubles(sébum,
produits
cosmétiques...)
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3. Les amylases (enzymes amylolytiques) :
• Utilisées depuis 1973
• Scindent les liaisons
α-1,4 des molécules
d’amidon
Elimination des tâches de purée de pommes de terre, de
spaghetti ou de chocolat, par exemple.
Amylases
Transformation
des hydrates de
carbone collants →
sucres solubles
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Nom du produit
Micoorganismes et type d’enzyme
Forme du détergent
Gamme du pH
Gamme de température
(°C)
Termamyl®
Bacillus spp. (OGM)
Liquide ou granulé 6-11 25-100
Duramyl®
Bacillus spp. (OGM)
Liquide ou granulé 6-10 25-100
BAN Bacillus spp. Liquide ou granulé 5-8 15-90
Tableau 3 : Exemples de détergents dégradant l’amidon
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4. cellulases :
Figure: Observation au microscope à balayage électronique des fibres de coton
neuf et après plusieurs lavage
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Ces fibrilles sont provoquées par la détérioration progressive des
fibres textiles au cours des cycles de lavage.
•Confèrent au textile une certaine rêcheur
•Sont
les
site
s
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pou
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sels
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surf
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→
les
artic
les
ont
alor
s un
asp
ect
tern
e.
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la restauration d'une
surface lisse de la fibre
le tissu plus souple
et plus lisse
ravive les couleurs
Cellulases
Liaisons
glycosidique de
la cellulose des
microfibrilles
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Nom du produit
Micoorganismes et type d’enzyme
Forme du détergent
Gamme du pH
Gamme de température
(°C)
Celluzyme®
Humicola spp. 5 EG + 2 CBH
Liquide ou granulé 4-10 25-70
Carezyme®
Humicola spp. Liquide ou granulé 5-10.5 25-70
Tableau 4 : Exemples de détergents dégradant la cellulose
EG, endo-glucanase; CBH, cellobiohydrolase. Noms des produits de Novo Nordisk (Bagsvaerd, Denmark).
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mannanases
les gommes hydrocolloïdes utilisées comme épaissisants
les mannanes les galactomannanes (la gomme de
guar )
Très grande affinité aux matériaux cellulosique
difficile à enlever
Forte adhésion aux salissures
Responsables de réapparition des tâches
Mannane endo -1,4- β mannnanosidase
Les dernières innovations
1. Les mannanases
Depuis l’an 2000, l’introduction de Mannaway ® dans la formule de détergent liquide de Procter & Gamble Tide Deep Clean ®
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Les dernières innovations
1. Les mannanases
Catalysent la réaction
d’hydrolyse des
laisons β 1,4
mannnanosidique
Mannanases
l'élimination des
tâches de guar
d’amélioration de
l'élimination de
différents types de
tâches
Éviter le phénomène
de réapparition des
tâches
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2. Les pectates lyases:
• 2003, nouvelle classe d’enzyme: pectates lyases a été
introduite dans les détergents pour lessive.
• Les pectates lyases
dégradent la pectine
par le clivage des
laisons α- 1.4 entre
les unités de l’acide
poly-galacturonique.
Pectates lyases
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3. Les oxydo-réductases
Publication de plusieurs brevets concernant l’addition de différents types d’
Les peroxydases, les laccases, les phénol oxydases, les haloperoxydases,
les lipoxygénases, les cholines oxydases et glucoses oxydases
MAIS
Aucun produit commercialisé
Blanchiment des tâches
Inhibition du transfert de colorant
La désinfection
oxydo-réductases
Avantages Inconvénients
Remplacer en partie les autres produits chimiques ( tensioactifs)
Inhalation: allergènes potentiels
Économiser de l'énergie (Température et temps de lavage)
Fourchette d’action des enzymes(pH, température) difficile à respecter (en surfaces ouvertes /surfaces fermées)
Efficaces à des taux extrêmement faibles, ce qui est particulièrement intéressant pour les produits concentrés Permettre compactageRéduire le coût de l'emballage et de transport
Non efficaces contre toutesles souillures (ex : les dépôts minéraux)
Biodégradables, Coût relativement important
•Pas de résidu nocif• Pas d'impact négatif sur l'environnement au cours du processus de traitement des eaux usées
•Pas de risque pour la vie aquatique
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Consommation / kg tissu sec
1943-44 (Manuel)
1965 (Machine)
1975 (Machine)
1985 (Machine)
1990-95 (Machine)
Produits chimiques (g)
Classiques 109 50 50 38-48 32
Compact 0 0 0 0 16-21
Eau(l) 31 37 31 21 10-12
Energie pour chauffage (KWh)
1.45 0.6 0.4 0.25 0.2
(Chauffer l’eau)
Energie pour moteurs et pompes (KWh)
0 0.4 0.2 0.15 0.1
Tableau 6 : Consommation au cours du lavage des tissus
Composés Détergents en poudre Détergents liquide
Eau Diminue la stabilité Diminue la stabilité
Protéases Pas de problème de protéolyse Doivent être inhibées et récupérées durant la dilution dans le processus de lavage
Tensioactifs Habituellement: pas de problème dans les produits secs
Anioniques dénaturent,.Non-ioniques ou amphotères stabilisent la plupart des enzymes
Agents de blanchiment
Plusieurs types conventionnels d’enzymes sont affectées par l’oxydation en présence d’humidité
Pas de combinaison avec les enzymes. Exception: complètement encapsulés
Agents anticalcaires
Habituellement: pas de problème dans les produits secs
Liaison ou la séquestration de Ca peut réduire la stabilité des protéases, lipases, amylases.Agt sans Ca: stabilisation avec pH=7
23Tableau 7 : Effets des composés des détergents sur la stabilité des enzymes
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Ce que les biotechnologies nous offrent encore…
Poursuite du développement de nouvelles enzymes par la biotechnologie
moderne
Produire des composés fonctionnels avec une meilleure efficacité de nettoyage
durée d’action réduite
A basse température, pH plus bas (ou bas selon les cas)
Avec une faible consommation d'eau
taux de tensioactifs réduits
A un prix raisonnable
sans créer de problèmes pour l'environnement
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Merci pour votre attention
