Wie weiß die Wäsche wirklich wird: Forscher untersuchen Waschmittelenzyme mit Terahertz-Strahlung
Kooperation zwischen ACC-THz der RUB und Henkel
Um ohne aufwändige empirische Tests herauszufinden, wie gut ein Waschmittelenzym seinen Job in der Waschmaschine erledigt, untersuchen Chemiker der Ruhr-Universität solche Enzyme im Auftrag der Firma Henkel AG & Co KGaA mit Terahertz-Strahlung. Die Strahlung erlaubt es, die schwachen Bindungen zwischen Enzymen und dem sie umgebenden Wasser zu beobachten. „Es könnte sein, dass zwischen diesen Wechselwirkungen und der Effizienz eines Enzyms in der Waschmaschine eine Übereinstimmung besteht“, so Dr. Jens Soetebier, Geschäftsführer des Applied Competence Clusters (ACC) Terahertz. Bisher gab es keine Methode vorherzusagen, wie gut ein Enzym tatsächlich Schmutz aus der Kleidung entfernt.
Kleine Helfer gegen Schmutz
Damit die Wäsche sauber aus der Maschine kommt, braucht es eine ganze Menge kleiner Helfer: Waschmittel enthalten unter anderem Enzyme, die sich während der Waschgangs arbeitsteilig am Schmutz zu schaffen machen. Die vier wichtigsten sind: Cellulasen, die Cellulose zu Zucker abbauen, Amylasen, die wiederum Zucker zerlegen, Lipasen, die Fette und Proteasen, die Eiweiße zerlegen. Waschmittelhersteller arbeiten stets daran, die Enzyme zu verbessern, sodass sie ihren Job noch effizienter erledigen. Ob sie es dann aber wirklich tun, kann zurzeit nur die empirische Untersuchung zeigen. Analysen der Enzymstruktur und ihres Verhaltens außerhalb der Waschmaschine sind dafür nicht aussagekräftig.
Wie Enzyme ihre Umgebung beeinflussen
Daher beschreiten Henkel und die Chemiker der RUB jetzt einen neuen Weg. Sie wollen die Waschmittelenzyme mit Terahertz (THz)-Strahlung untersuchen. Diese Strahlung erlaubt es den Forschern zu sehen, wie ein Enzym mit seiner Umgebung interagiert, vor allem mit dem umgebenden Wasser. So konnten die RUB-Forscher mit THz schon zeigen, dass Enzyme die Wassermoleküle in ihrer Umgebung „auf Linie“ bringen. Sie tanzen dann nicht mehr völlig chaotisch, wie wenn sie unter sich sind, sondern bewegen sich in geordneteren Bahnen. Unterschiedliche Enzyme haben dabei einen verschieden weit reichenden Einfluss auf ihre Umgebung.
Vorsortieren, für welches Enzym sich ein empirischer Test lohnt
„Es könnte sein, dass sich zwischen dem Einfluss des Enzyms auf das umgebende Wasser und seiner Waschwirkung eine Korrelation herausstellt“, meint Dr. Soetebier. Sollte das so sein, dann könnte sich die Firma Henkel künftig vielleicht aufwändige empirische Tests neuer Enzyme ersparen und per THz erst einmal vorsortieren, bei welchen Enzymen sich ein Test lohnt. Um herauszufinden, ob ein solcher Zusammenhang besteht, arbeiten Henkel und die Forscher vom ACC Terahertz zunächst für sechs Monate zusammen, in denen sie eine bestimmte Protease unter die THz-Lupe nehmen wollen, anhand derer sie die Rahmenbedingungen für THz-Beobachtungen bestimmen wollen.
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