Z morza do pralki, czyli historia pewnego enzymu

Znacie to zestawienie – naturalne kontra sztuczne. Oczywiście przy takim porównaniu to naturalne jest zazwyczaj przedstawiane jako dobre i bezpieczne, a sztuczne, zrobione w laboratorium – złe i groźne. O tym, jak bardzo fałszywe i mylące jest takie myślenie pisaliśmy w naszej książce „Fakt, nie mit”. A teraz mamy piękny przykład na poparcie tego, że granica między „naturalnym” a „sztucznym” jest płynna i… no właśnie, sztuczna.

Okazją jest propozycja współpracy, jaką złożyła nam marka Ariel. Na początku podeszliśmy do sprawy nieufnie, bo wielkie firmy niechętnie pokazują, co kryje się w ich produktach. Wiecie, w telewizji można usłyszeć o cudownych właściwościach tego czy owego, a przekonać do nich mają nas różne Mądre Słowa, które z ekranu rzucają osoby odgrywające scenkę.

I tak przy okazji rozmaitych środków piorących często słychać o enzymach. Tymczasem enzymy to, z punktu widzenia biologii, katalizatory czyli substancje, które przyspieszają reakcje chemiczne. W naszych organizmach jest ich całe mnóstwo, a bez ich udziału nie działalibyśmy. Po prostu wiele reakcji zachodzi zbyt wolno na potrzeby żywych organizmów. Enzymy sprawiają, że „rzeczy dzieją się szybciej”. Dotyczy to niemal wszystkich funkcji organizmów – od działania mięśni, przez trawienie aż po świecenie w ciemnościach.

No i gdzie w tym wszystkim pranie?

Okazuje się, że owszem, jest. A dokładniej – są enzymy, które właśnie w praniu odgrywają szczególną rolę. Ale po kolei.

Co się lepi w morzu?

W 2010 roku naukowcy z Newcastle University zajmowali się zagadnieniem zarastania kadłubów statków morskimi organizmami. To spory problem, bo mnogość wszelkich stworzeń przylepiających się poniżej linii zanurzenia sprawia, że kadłuby są uszkadzane, a płynący statek stawia zwiększony opór i zużywa więcej paliwa. Szukano więc rozwiązania, które pozwoliłoby utrzymać statki w czystości.

Problem w tym, że biologiczne kleje wykorzystywane przez morskie organizmy są niezwykle skuteczne i odporne, więc pokonanie ich jest wyjątkowo trudne. I tu właśnie okazało się, że rozwiązanie problemu już istnieje w naturze. Prof. Grant Burgess i dr Michael Hall, odkryli, że morskie wodorosty pozostają wolne od innych organizmów, które przyczepiają się do innego rodzaju powierzchni. Badania pokazały, że zawdzięczają to pewnym bakteriom, których warstwa pokrywa wodorosty. Te mikroorganizmy wytwarzają szczególny enzym, fosfodiestrazę, potrafiący niezwykle skutecznie rozpuszczać biologiczne kleje.

Odkryciem zainteresowała się firma Procter & Gamble, właściciel m.in. marki Ariel. Okazało się bowiem, że fosfodiestraza z morskich bakterii i wodorostów ma pewną wyjątkową cechę – jest niezwykle odporna. Enzymy to zazwyczaj złożone struktury białkowe, które łatwo ulegają uszkodzeniu i skutecznie działają tylko w szczególnych warunkach. Jednak ten akurat enzym nie tylko jest w stanie przetrwać, ale też działać w niesprzyjających warunkach.

Brud, którego nie widać

Tylko co mają morskie problemy do codziennego prania? Otóż biologiczne kleje, które służą organizmom do przytwierdzania się do powierzchni są bardzo zbliżone do tego, co przylepie się do naszych ubrań. Ale nie chodzi tu o typowe plamy (te od jedzenia czy otarcia się o coś). Chodzi o plamy, których normalnie nie widać. Powstają od wewnętrznej strony ubrania, a ich źródłem są nasze ciała. Dziennie każdy z nas traci 1-2 gramy naskórka. Do tego dochodzi, przeciętnie, litr potu i sebum – składającego się w dużej mierze z tłuszczu lubrykantu skóry. Oczywiście wiele z tego zmywamy z siebie, ale część wciera się w ubranie. Taka plama jest niewidoczna, ale przylepiają się do niej zanieczyszczenia, a z czasem zaczyna wydzielać nieprzyjemny zapach oraz może spowodować żółknięcie ubrania.

No i tu wkracza nasz enzym – fosfodiestraza. Tyle, że fosfodiestraza to mało przyjazna nazwa, więc firma zdecydowała się na użycie nazwy Purezyme™. Ariel odtworzył go i użył w swoich produktach.. A ponieważ to enzym pochodzący z morskich organizmów, to działa bardzo dobrze w niskich temperaturach. To z kolei oznacza, że wystarczy prać w 30°C. Niższa temperatura to mniejsze zużycie prądu, a więc mniejsze emisje gazów cieplarnianych.

Dotrzeć do głębi

Same kapsułki mają też sporo zalet – łatwość transportu i przechowywania, ale przede wszystkim „dawkowanie”. Proszku do prania sypiemy zwykle za dużo, tymczasem pojedynczą kapsułkę po prostu wrzucamy na dno pralki i przykrywamy praniem. Woda robi swoje rozpuszczając jej powłokę i rozprowadzając zawartość.

Co dzieje się dalej? Jednym ze składników kapsułek są surfaktanty czyli środki zmniejszające napięcie powierzchniowe wody. To jedna z jej najciekawszych cech – kto widział nartnika jeżdżącego sobie po powierzchni jeziora ten wie, jak silne jest to zjawisko. Przy praniu (czy myciu rąk mydłem) staramy się go pozbyć, bo mniejsze napięcie powierzchniowe wody pozwala na lepsze jej mieszanie się z brudem i ułatwia wnikanie rozpuszczonych w niej substancji między włókna materiału. Dlaczego to ważne? Bo właśnie tam znajduje się część zanieczyszczeń, które tworzą niewidoczne plamy.

Na tych zdjęciach widać efekty prania z (po lewej ) i bez (po prawej) użycia enzymu Purezyme™. Na zielono w ultrafiolecie świecą tu zanieczyszczenia, które oznaczono w laboratorium przy pomocy markerów UV, czyli substancji aktywujących się pod wpływem promieniowania o tej częstotliwości.

Jak widać kapsułki do prania, które na pierwszy rzut oka ocenilibyśmy jako sztuczne, w rzeczywistości zawierają enzym pochodzący od bytujących na morskich wodorostach. A cała historia, od odkrycia z Newcastle University po wykorzystanie go w naszych domach w kapsułkach Ariel Allin1 PODS fajnie pokazuje, dziwne drogi, jakimi chodzi nauka.

Bibliografia

https://aocs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jsde.12398

https://academic.oup.com/nar/article/46/1/473/4641913

Materiał jest elementem współpracy z marką Ariel. Partner nie miał wpływu na wyrażane przez nas opinie