Wetenschap - 11 januari 1996

Onderzoek tegenvallende werking vloeibaar wasmiddel

Onderzoek tegenvallende werking vloeibaar wasmiddel

Sinds begin jaren tachtigzijn er vloeibare wasmiddelen op de markt. De fabrikanten hoopten daarmee een nieuw segment van de markt aan te boren. Kleuren zouden voortaan de tand des tijds doorstaan, omdat de wasmiddelen geen bleekmiddel bevatten. Maar helaas, ook de vlekken beklijfden. Promovendus ir M.C.L. Maste onderzocht in hoeverre het vloeibare medium een voedingsbodem vormt voor kannibalisme onder de enzymen.


Kannibalisme wordt geassocieerd met primitieve volksstammen, gestresste kippen in veel te kleine hokjes of hongerige vissen, maar niet met vloeibaar wasmiddel. Toch kunnen ook hierin bloederige taferelen plaatsvinden. Wanneer de Vizirbol in de wasmachine wordt geplaatst en de besmeurde kleren in water worden gedrenkt, is er niet zoveel aan de hand. De enzymen - eiwitten die hardnekkige stoffen kunnen afbreken - doen hun werk en gaan de vlekken te lijf. Amylasen de jam-, lipasen de oliebol-, en proteinasen de bloed- of grasvlekken. Maar voordat de enzymen worden losgelaten in het ruime sop, kunnen ze elkaar al behoorlijk hebben dwars gezeten. In de vloeistof kunnen ze vrij bewegen en bij gebrek aan beter gaan de proteinasen - eiwitafbrekers - de andere enzymen te lijf. In de fabriek, naast de wasmachine of in de Vizirbol. Op die manier dreigt en ontstaat verlies aan waskracht.

Dat is de reden dat Unilever Research Laboratorium, producent van vloeibare Omo en All, een aantal jaren geleden naar de Landbouwuniversiteit toestapte. Of ze bij de vakgroep Fysische en kolloidchemie wilden nagaan hoe groot dat kannibalisme - autodigestie zeggen wetenschappers - is. Niet dat ze daarmee erkenden dat de waskracht van hun vloeibaar wasmiddelen nou zo slecht was; dat had de Consumentenbond al voor ze gedaan. In 1989 concludeerde deze organisatieie in een vergelijkend warenonderzoek dat vloeibare wasmiddelen tegenvallen. Ze verwijderen minder vlekken dan hun poedervormige zusjes. Een strop want de wasmiddelenfabrikanten hoopten juist een groeiend segment aan te boren. In de Verenigde Staten vormen vloeibare wasmiddelen al veertig procent van de wasmiddelenmarkt. Juist omdat ze een image hebben kleuren te kunnen vasthouden; ze bevatten immers geen bleekmiddelen.

Ir M.C.L. Maste, aanstormend aio, wilde er wel zijn promotieonderzoek van maken. Eiwitten en de bindingen die worden aangegaan met andere stoffen boeiden de levensmiddelentechnoloog al langere tijd. Hij ging aan de slag met een model. Hoe, zo vroeg hij zich af, gedragen de enzymen zich in puur water? En hoe als zij in een liter water zijn omgeven door achtduizend vierkante meter oppervlak aan zeepdeeltjes en vijfhonderd vierkante meter zeolieten, de deeltjes die water ontharden? Hechten de enzymen zich aan die zeepbolletjes en zeolieten en vallen ze dan ten prooi aan collega-enzymen?

Met behulp van een aantal spectroscopische technieken - fluorescentie en circulair dichroisme - onderzocht hij enzymstructuren in water, en in de omgeving van hydrofobe deeltjes en hydrofiele deeltjes. Deze deeltjes bootste hij na met plastic bolletjes, om zich ervan te vergewissen dat hij de juiste oppervlaktestructuren van de zeepbolletjes bestudeerde. Zo heeft hij veel tijd besteed aan het nabouwen van de zeepdeeltjes, de belangrijkste component. Zeepdeeltjes zien er uit als spermacellen. Ze hebben een rond kopje - een S03-verbinding - en een zwiepstaart - de keten van koolstof-, zuurstof- en waterstofverbindingen. Ze kunnen als losse deeltjes voorkomen, als micellen waarbij de kopjes aan de buitenkant zitten en de staarten naar binnen, en in een lamellaire vorm. Waarbij kopjes ringen vormen en er af en toe een staartje naar buiten steekt. Deze laatste komen in het beoogde vloeibaar wasmiddel voor en dat bouwde Mast na met polystyreenlatex, bedekt met polyethyleenoxide-ketens.

Slachtbank

Wat blijkt? In puur water kunnen ze elkaar alleen de das om doen zodra savinase, het proteinase, zich even uitstrekt. De zwakke plekken komen dan bloot te liggen en de collega-savinasen komen in het geweer. De kwetsbare peptidenverbindingen worden verbroken en het molecuul valt in stukjes uiteen. In water waarin louter hydrofobe deeltjes voorkomen wordt het nog erger. De hydrofobe oppervlakken werken als een soort slachtbank waaraan de enzymen genageld worden met de meeste kwetsbare verbindingen open en bloot. Collega-enzymen die nog vrij in het water rondzwemmen kunnen rustig hun gang gaan.

Geheel anders werkt het met de hydrofiele deeltjes. Deze voorkomen juist het kannibalisme. De structuur van het enzym blijft onveranderd en de kwetsbare plekjes zijn onbereikbaar. Tja, en nu wil het geval dat zeolieten en zeepdeeltjes hydrofiel zijn. De enzymen worden dus juist door de zeepdeeltjes beschermd tegen hun vraatzuchtige collega's. Van vermindering van waskracht als gevolg van kannibalisme kan dus volgens het model van Maste geen sprake zijn.

Jammer voor meneer Unilever: Maste kan geen verklaring geven voor de vermindering van de waskracht. Volgens dit model althans. Want, zo meent Maste, er kunnen natuurlijk weer andere dingen gebeuren op het moment dat de parfums, zouten en bufferende oplossingen erbij komen. Misschien zorgen die stoffen er voor dat enzymen niet hechten aan hydrofiele zeepdeeltjes en zeolieten en dan gaan ze elkaar in water te lijf.

Maar zover kon Maste niet gaan. Zijn tijd was om. Tenslotte was hij al anderhalf jaar bezig geweest met het formeren van de plastic balletjes. Misschien een leuke suggestie voor een nieuw derdegeldstroomproject aan de vakgroep, zo oppert hij. Of Unilever al andere oplossingen heeft gevonden, daarvan heeft de promovendus geen idee. Hij was gevraagd het kannibalisme onder de proteinasen te onderzoeken en meer weet hij gewoonweg niet over het onderzoek van Unilever. Je krijgt als derdegeldstroomonderzoeker toch heel beperkte informatie. Ik heb daar wel over mijn onderzoek verteld, maar van hun vorderingen heb ik niet veel vernomen. Dat is iets waar je mee moet leren leven als je op de universiteit onderzoek doet voor een bedrijf."

Dat Unilever reeds een oplossing heeft gevonden voor de verminderde waskracht acht hij onwaarschijnlijk. Het enige dat hij ziet is dat in de schappen van winkels weinig vloeibaar wasmiddel wordt verkocht. Voor mij is dat een aanwijzing dat het niet echt stormloopt en het potentiele marktsegment nog niet is aangeboord."

Re:ageer