新型含酶厨房油污清洁剂除油性能及其抗油污再沉积性能的研究

雷 敏 查青青 王 娟 于 文

西安开米股份有限公司，陕西西安，710075

随着中国经济发展，生活质量提高，厨房的卫生和洁净越发被家庭重视。受中国传统饮食以及烹饪习惯影响，厨房油烟重，诸如抽油烟机、燃气灶台、灶头附近墙壁上的油污非常黏腻，附着力强，导致清洁工作繁重[1]。厨房油垢的形成大致有以下几个因素[2-3]：环境中的尘埃以及其他微小颗粒，与蒸发后的油烟结合，快速沉降吸附在物体表面；食用油和含油脂的食物在煎炒蒸煮的烹饪过程中飞溅、气化甚至部分碳化后黏附于硬表面，不饱和油脂尤其是含双烯键油脂在长时间的烹饪环境中发生氧化、聚合反应，形成具有强黏性的稠油，黏附于硬表面，若没有及时清洁则继续被缓慢氧化，发生聚合生成大分子化合物，长期氧化后变得干结黏腻；厨房灶具等用品在长期的使用过程中发生锈蚀、掉漆等老化现象，形成的残渣与油垢一起附着于器具表面。

目前的厨房油污清洁剂配方多采用有机溶剂、表面活性剂、碱性助剂复配。有机溶剂对油垢进行溶胀、乳化以降低油污的致密性和对硬表面的结合力；表面活性剂则通过自身良好的润湿、渗透、增溶、乳化性能溶解油污；碱性助剂可以促使油污皂化或者与氧化产物发生中和反应，从而形成易于去除的水溶性污垢。但是这类厨房油污清洁剂普遍存在缺陷[2,4]，去油性能好的有机溶剂气味大、易燃、易爆，甚至有毒，若长期大量使用，对人体健康不利，也有安全隐患；发挥作用的碱性助剂一般都具有较强的碱性，会损伤皮肤和硬表面。随着经济社会的发展，居民消费理念的上升，高效、安全、环保的厨房油污清洁剂才具有更大的发展前景和应用价值。

酶制剂是一类具有专一性、高效性和温和性的生物催化剂，应用到洗涤剂配方中可以显著提高去污性能[5]。随着生物酶技术的发展，酶制剂还可以在不影响洗涤性能的前提下，减少表面活性剂或其他化学品的用量，降低洗涤剂的环境负荷[6]。但是把酶制剂应用到厨房油污清洁剂方面的文献报道鲜有。另外，目前厨房油污清洁剂的研究报道，基本上都是侧重去油污、防腐蚀性能，没有关注防御未来油污沉积的研究。本文的工作内容是将新型的生物酶技术应用到厨房油污清洁剂中，并侧重研究了该新型厨房油污清洁剂的抗油污再沉积性能，实现厨房油污二次清洁省时省力。

1 试验部分

1.1 主要试剂与仪器

白色瓷砖（30 cm×60 cm，厨房用墙砖），吹风机（FH6232，飞科），烘箱（101C-1型，北京科伟永鑫实验仪器设备厂），磁力搅拌器（Mini MR standard，德国IKA），电子天平（YP1200，上海精科）。

1.2 含酶厨房油污清洁剂的配制

按照配比，在一定的温度、搅拌速度下分别向蒸馏水中依次加入各种表面活性剂、酶制剂、酶稳定剂、抗油污再沉积剂、增效剂、助溶剂以及其他助剂，搅拌均匀后，得到外观透明澄清的试样。用pH试纸测试其pH为7～8，并通过了高、低温稳定性考察。

1.3 性能表征

结合真实的清洁油污过程设计了模拟步骤[7]，表征对比各个试样以及市售品的去油污性能和防油污性能。

自制底物试片：将30 cm×60 cm的白色瓷砖清洗干净，并用吹风机吹干，室温晾置，而后划分成相同的8～10个（10 cm×10 cm）区域，编号后拍照备用。

自制油污：收集至少6个不同实际家庭中抽油烟机油盒内油污（油污已经被放置1个月以上），于烧杯内搅拌混合均匀，称重m1；用小刀刮取2B铅笔笔芯粉末（方便试验对照观察），称重m2，加入油污内，并搅拌混合均匀，备用（m1∶m2＝100∶1）。

1.3.1 去油污性能

用一次性带刻度吸管分别吸取1 ml自制油污，滴加于瓷砖指定区域内，用棉签将油污涂抹均匀（提前将棉签在油污内浸透并压干），尽量不要将油污涂到区域外围。将污片放置在水平实验台上，靠近窗户位置，室温老化1周。

再用吸管分别吸取2 ml不同的试样，按照编号对应滴加于指定区域油污上，用棉签将试样涂抹均匀（试样与棉签一一对应，棉签提前在对应试样内浸泡并压干；特别强调，应轻轻涂抹，不刻意施加外力）。室温静置30 min后，将整块瓷砖在固定高度和流速的自来水下冲洗10 min，室温静置晾干，最后肉眼观察并记录排序（5人评价小组）。油污去除前后应拍照记录。

（2）完善医院成本核算制度建设。第一，各医院以新政府会计制度为基础，制订新的医院成本核算制度，严格规范核算环节，比如消耗的水电煤等直接分配到各病区、科室；第二，打好成本分类统计与管理分配的基础，彻底清理每科、每项资产具体使用情况；第三，引进先进的科技技术，构建信息管理平台，实现数字化管理。

1.3.2 抗油污再沉积性能

用一次性带刻度吸管分别吸取1 ml不同的试样，按照编号对应滴加于瓷砖指定区域内，用棉签将试样涂抹均匀（试样与棉签一一对应，棉签提前在对应试样内浸泡并压干），尽量不要将试样涂到区域外围。预处理完成后于室温静置2 h，再用滤纸将试样擦除，肉眼观察不到明显试样残留即可。

随后按照方法1.3.1中的设计，将1 ml自制油污均匀地涂覆在试样作用后的相同区域内，于室温下陈化，而后滴加2 ml不同的试样清洁。应特别注意的是，清洁步骤中对应编号区域油污上滴加的试样类别与预处理步骤中的试样类别必须保持一致。清洁完成后，肉眼观察并记录排序（5人评价小组）。油污去除前后应拍照记录。

2 结果与讨论

按照1.2中所述方法，配制了一系列试样。在进行配方优选试验中，仅改变变量组分的种类或其添加量，其他组分种类以及添加量均固定不变。Berol-260/Berol-226/TERGITOL CA-60总量不超过8%，1,2-丙二醇和甘油总量不超过6%，Berol SurfBoost AD2M/D-柠烯总量不超过5%，Berol-561/APG IC-06总量不超过8%，其他助剂按需添加。采用单因素实验考察了酶制剂、抗油污再沉积剂对配方去油污和防油污性能的影响。

按照1.3.1中方法处理瓷砖并涂抹油污，进行老化处理，8个区域的面积大小和油污涂抹量完全相同（D/d组图片的肉眼差异是因为拍照反光导致，实际试验中并没有差异），如图1所示。其中，数字1代表将使用表1中的试样清洁油污，数字2代表将使用表2中的试样清洁油污，英文字母则与表1和表2中具体的试样编号一一对应。

图1 油污涂覆瓷砖并进行老化处理

2.1 不同比例的酶制剂去油性能的考察

按照表1所示，配制了不同蛋白酶和脂肪酶比例的厨房油污清洁剂，其中蛋白酶和脂肪酶的总和添加量不变，并且表面活性剂、增效剂、增溶剂、酶稳定剂、抗油污再沉积剂的种类和添加量不变。按照1.3.1中方法测试了表1中四组试样的去油污性能，自来水冲洗前后油污状态分别如图2、图3所示。观察图2可以看出油污附着量排序为：d区域≤c区域＜b区域＜a区域，说明c试样的去油污能力和d试样相当，二者均优于b试样，b试样的去油污能力则比a试样强。进一步观察图3可以看到油污附着量排序为：d区域＜c区域＜b区域≤a区域，即d试样的去油污能力在该组中最佳。由试验现象可知，随着脂肪酶的占比增加，试样的去油污性能逐渐增强，这与脂肪酶专一分解脂肪类物质的性能保持一致。

图2 添加不同比例酶制剂的试样清洁油污（冲洗前）

图3 添加不同比例酶制剂的试样清洁并用水冲洗后的油污状态

表1 不同酶制剂比例的厨房清洁剂

2.2 不同用量的抗油污再沉积剂去油性能的考察

按照1.3.1中方法处理瓷砖并涂抹油污，进行老化处理，如图1所示。

鉴于ACUSOL PRO的黏度和良好的溶解性能，先选定ACUSOL PRO作为变量因子，改变其添加量，配制了不同的试样，详见表2。其中，表面活性剂、增效剂、增溶剂、蛋白酶、脂肪酶、酶稳定剂的种类和添加量保持不变。按照1.3.1中方法测试了表2中四组试样的去油污性能，自来水冲洗前后油污状态分别如图4、图5所示。观察图4可以看出，油污附着量排序为：B区域＜C区域≤D区域＜A区域，说明了B试样的去油污能力优于其他几组，A试样的去油污能力最差。进一步观察图5可以看到用水冲洗后油污附着量排序为：B区域＜C区域＜D区域＜A区域，即B试样的去油污能力在该组中最佳。试验现象表明，随着抗油污再沉积剂的添加量增加，配方的去油污性能有所提高，这是因为抗油污再沉积剂可以对硬表面进行亲水改性，有利于油污清洁，而且能在硬表面形成保护层以抵抗未来的油污，使下一次油污清洁更容易。

图4 添加不同用量抗油污再沉积剂的试样清洁油污

图5 添加不同用量抗油污再沉积剂的试样清洁并用水冲洗后的油污状态

表2 不同用量抗油污再沉积剂的厨房清洁剂

2.3 不同的抗油污再沉积剂防油性能的考察

按照1.3.2中方法所述，清洁瓷砖后分别用1 ml不同的试样进行预处理，如表3所示。静置擦拭后涂抹5 ml油污，进行老化处理，如图6所示。清洁油污时滴加的试样量为3 ml。此处防油污试验的油污涂抹量是之前试验的5倍，清洁油污所用试样量是之前试验的1.5倍，目的在于差别化增大油污涂抹量和试样量，更有利于观察油污清洁后的状态，更能凸显抗油污再沉积剂的防油污性能。

表3 添加不同抗油污再沉积剂的厨房清洁剂

图6 添加不同抗油污再沉积剂的试样和油污处理过的瓷砖表面

添加了不同抗油污再沉积剂的厨房油污清洁剂如表3所示。其中，抗油污再沉积剂的添加量选定为1%，表面活性剂、增效剂、增溶剂、蛋白酶、脂肪酶、酶稳定剂的种类和添加量不变。按照1.3.2中方法测试了表3中五组试样的去油污性能，自来水冲洗前后油污状态分别如图7、图8所示。观察图7可以看出油污附着量排序为：b区域＜a区域＜c区域＜d区域＜blank区域，说明空白对照样的去油污能力最差，b试样的去油污能力最好，a试样的稍优于c试样的，c试样比d试样好。进一步观察图8可以看到油污附着量排序为：b区域＜c区域≤a区域＜d区域＜blank区域，即b试样的去油污能力在该组中最佳，而没有添加任何抗油污再沉积剂的空白对照试样的去油污能力最差。另外，在用水冲洗油污的过程中，可明显感知到，用添加了抗油污再沉积剂的试样预处理过的瓷砖上的油污比没有进行预处理过的瓷砖上的油污更易冲洗。

图7 添加不同抗油污再沉积剂的试样清洁油污中

图8 添加不同抗油污再沉积剂的试样清洁并用水冲洗后的油污状态

试验结果说明了使用抗油污再沉积剂的配方的防油污性能比没有使用抗油污再沉积剂的配方好。原因是抗油污再沉积剂是一种能对硬表面进行改性的聚合物，使硬表面更具有亲水性，当油污滴落到处理过的硬表面，用清洁剂和水进行清洁时，水会被优先吸引到表面替代油污的吸附，实现油污更容易去除。

2.4 优选配方与市售品去油及防油性能的考察

按照1.3.1中方法处理瓷砖并涂抹油污，进行老化处理，如图9a～e五个区域所示。按照1.3.2中方法所述，清洁瓷砖后用五组试样进行预处理，与表4所示序号一一对应，静置擦拭后涂抹油污，进行老化处理，如图9A～E五个区域所示。

图9 优选试样、市售品及油污处理过的瓷砖表面

表4 优选试样与市售品的去油及防油性能比较

按照1.3中方法分别测试了表4中五组试样的去油污性能和油污抵御性能，自来水冲洗后的油污状态如图10、图11所示。观察图10可以看出油污附着量排序为：d区域≤e区域＜a区域＜b区域＜c区域，表明了市售品-3的去油污表现最差，市售品-1和市售品-2的去油污能力一般。自制优选试样-1、自制优选试样-2的去油污能力相当，二者比三个市售品的好很多。

图10 优选试样及市售品清洁油污的结果

观察图11可以看到油污附着量排序为：D区域＜E区域＜B区域＜A区域＜C区域，即优选试样-1的去油污能力在该组中最佳，油污几乎完全清洁干净，在用水冲洗过程中，D区域的油污很快片状脱落，易于冲洗，省时省力。这说明了优选试样-1防御油污附着能力最强，能够为瓷砖表面提供隐形的保护膜，很好地抵御二次的油污沉积，方便下一次的油污清洁工作。

图11 优选试样及市售品抵御油污的结果

3 结论

（1）生物酶制剂的应用，不仅提高了厨房油污清洁剂的环保安全性，增加产品的竞争亮点，而且在油污的清洁方面也有促进作用。

（2）由本文的试验结果可以确定的是，添加了抗油污再沉积剂的厨房油污清洁剂，对油污的首次清洁和二次清洁都更具优势，特别是为厨房硬表面提供了隐形保护膜，能够抵御未来的油污沉积，实现了厨房油污下一次清洁更容易。

（3）本文研制的新型厨房油污清洁剂，与同类型市售品相比，在油污清洁以及防御未来油污沉积方面，均表现优异。