Klesvask på 25 grader er ikke langt unna

Fett, matflekker og jord på klærne. Hvis du har barn, vet du hva det er snakk om. Hvis ikke, spør foreldrene dine om de husker. Vanligvis ville du vasket slike klær på 40 eller 60 grader, men du ville ikke forventet at 25 grader var like effektiv. Klesvask på 25 grader er imidlertid allerede en realitet i noen land, og snart kan det også være det i Europa.

Det er klare fordeler. Du trenger ikke å varme opp vann til 40, 60 eller 90 grader og dermed trenger du ikke samme mengde energi når du vasker klær. Problemet? Du trenger enzymer som fungerer like effektivt ved kaldere temperaturer, slik at du kan utvide området av flekker som kan fjernes ved lavere temperaturer og være sikker på at den skitne t-skjorten din faktisk blir ren.

– Enzymene som brukes i vaskemidler i dag fungerer best ved høye temperaturer, som 60 grader, men nå ønsker vi enzymer i vaskemiddel som fungerer ved lave temperaturer og fortsatt har samme effekt, sier Nikola Lončar og forklarer at mange enzymer er svært følsomme for temperatur og dermed risikerer å miste egenskapene sine ved rundt 40 grader Celsius.

Lončar er administrerende direktør i Gecco, et nederlandsk selskap som arbeider med å gjøre avanserte enzymteknologier anvendelige i hverdagsprodukter. Gecco er også involvert i det EU-finansierte prosjektet OXIPRO, koordinert av NORCE. 15 partnere fra 11 land samarbeider om å utvikle nye enzymer – spesielt oksidoreduktaser – som fungerer effektivt ved lave temperaturer og kan brukes til miljøvennlige forbrukervarer.

"Ekstremt vitale"

NORCE forskningsdirektør Gro Bjerga, koordinator av OXIPRO-prosjektet, forklarer hvorfor de valgte å fokusere på oksidoreduktaser.

– Oksidoreduktaser er en type enzym som akselerer biologiske redoksreaksjoner; de overfører elektroner fra ett molekyl til et annet. De er ekstremt vitale for oss mennesker, for energiproduksjon, avgiftning og biosyntese i cellene våre. Oksidoreduktaser brukes allerede i industrien, men i mindre grad enn andre typer enzymer. Og de har allerede gjort positive innvirkninger i våre liv, også utenfor cellene våre, sier Bjerga og fortsetter:

– La oss ta et eksempel. Laccaser er en type oksidoreduktase som har mange bruksområder, for eksempel i rengjørings- og tekstilindustrien for bleking og flekkfjerning. Disse enzymene kan i noen tilfeller erstatte tradisjonelle blekemidler. Klor kan for eksempel forgifte vannsystemer og kan påvirke økosystemene negativt, forklarer Bjerga.

– Ved å bruke laccaser kan prosessens temperaturer senkes, noe som fører til lavere energiforbruk og et mindre karbonavtrykk. Etter bruk brytes enzymene ned til ufarlige komponenter i naturen.

En gullalder for enzymer?

En av innovasjonene innen OXIPRO-prosjektet er vaskemiddel. Forskerne ønsker å bidra til lavere energiforbruk ved å utvikle enzymer som fungerer for vaskemiddel og som fungerer optimalt ved kalde temperaturer.

En nøkkelpartner i OXIPRO-prosjektet er en av verdens største produsenter av enzymer, det danske selskapet Novonesis (tidligere kjent som Novozymes). Kirk Schnorr er spesialist i nye enzymer hos Novonesis. Han ser et potensial i Norden når det gjelder utvikling av enzymer til vaskemiddel som fungerer optimalt ved lave temperaturer.

– Det kan være raske, effektive organismer i de nordiske hav, eller ting som vokser i den finske skogen. Å identifisere enzymer fra organismer som vokser i kalde miljøer er i alle fall en relevant vei å gå, sier Schnorr og fortsetter:

– Når det gjelder å redusere mengden kjemikalier som brukes i disse industriene, vil dette være enzymenes gullalder. Dette har jeg virkelig troen på. Vi bruker allerede enzymer i produkter i dag. OXIPRO kan være nyttig her fordi vi vurderer livssyklusen av enzymer som skal brukes av industrien, noe som inkluderer miljøpåvirkningen av å produsere enzymene. Sammenliknet med mange kjemikalier er det i denne forbindelsen en fordel at enzymer brytes ned uten å etterlate kjemiske rester eller skadelige nedbrytningsprodukter.

Må forbedres

– Hvis du vasker ved kaldere temperaturer, blir flekkene vanligvis ikke fjernet like effektivt. Dette har sjelden noe med selve enzymet å gjøre. Det er bare vanskelig å fjerne skitt fra stoff ved kalde temperaturer. I Novonesis har vi allerede utviklet svært effektive enzymer for vaskemiddel, men enzymer som fungerer godt i vask ved romtemperatur eller kaldere kan alltid forbedres ytterligere, understreker Schnorr.

Etter COVID-19 pandemien krevde forbrukere at vaskemidler ikke bare skulle rense, men også ha en antimikrobiell effekt som bremser eller dreper bakterier og virus. Lončar og kolleger på Gecco jobber for å stabilisere enzymer som brukes i vaskemidler.

– Vi utvikler enzymer som kan generere antimikrobielle forbindelser mens klesvasken pågår, forklarer Lončar.

Utfordrende å skalere opp

En tredje partner i prosjektet er Biocatalysts Ltd, et britisk basert selskap som spesialiserer seg i utvikling og produksjon av enzymer for mat, drikke og medisin, helse og bioteknologi. Innen OXIPRO-prosjektet støtter de vaskemiddelstudien. Lilly Amore er leder for teknologiutvikling hos Biocatalysts Ltd og vet hva som kreves for å skalere opp produksjonen av enzymer.

– En av de største utfordringene rundt produksjon av enzymer er å identifisere den beste måten å designe produksjonsprosessen slik at den er skalerbar, kostnadseffektiv og samsvarer med reguleringer, sier hun.

– Når vi produserer enzymer på forskningsstadiet, prøver vi å sørge for at det som kjøres i liten skala også kan kjøres i stor produksjonsskala, legger hun til.

Lončar er enig med Amore. Oppskalering er vanskelig og kostbart.

– Det er mange utfordringer når det gjelder oppskalering. Reguleringsbarrierer er høye, og det krever mye ekspertise å designe en enzymproduksjonsprosess som er skalerbar. Vi trenger ofte investering i maskiner, noe som er veldig dyrt. Vi opplever langsom aksept av rask teknologisk utvikling innen regulering. Europa henger etter USA på grunn av disse begrensningene. Den europeiske modellen er ikke effektiv, sier han.

Selv om industrien er godt utstyrt med store ståltanker for produksjon av enzymer, oppnås optimalisering best i mindre skala. I Europa er det flere åpne forskningsinfrastrukturer hvor forskning og utvikling på oppskalering kan finne sted. ‘Norwegian Bioprocessing and Fermentaiton Centre’, NBioC i NORCE Teknologipark Risavika er en slik åpen fasilitet, forklarer prosjektkoordinator fra NORCE Gro Bjerga:

– Å koble slike eksisterende infrastrukturer med akademiske og industrielle partnere er verdifullt for alle parter for å eksperimentere og optimalisere bioproduksjonsprosesser opp til industrielt nivå.

Hos Novonesis kjenner de også til hvor utfordrende det kan være å lansere nye produkter på markedet.

– Den største utfordringen i OXIPRO-prosjektet er å være relevante for industrien. Eksisterende kjemikaliebaserte tekstil- og vaskemiddelløsninger kan produseres veldig billig, så utfordringen er å produsere disse enzymene i industriell skala og fortsatt gjøre det på en måte som kan redusere bruken av skadelige kjemikalier, sier Schnorr.

Arbeider for bredere aksept

En annen utfordring ved å introdusere nye hverdagsprodukter basert på enzymer til markedet, er forbrukeraksept. Hvis forbrukerne ikke vet hva enzymer er og hvordan de kan bidra til mer effektive, sikrere og mer bærekraftige produkter og mer bærekraft, hvordan kan froskere og industri da lykkes med å bruke flere enzymer i forbrukervarer?

Det finnes ingen enkle svar på disse spørsmålene, men Lončar peker på en del av løsningen.

– Vi må arbeide med en bedre forståelse av teknologi hos forbrukerne, noe som betyr bedre formidling av vitenskap til allmennheten. Og så trenger vi flere offentlig-private partnerskap, tror Lončar.

– Forskning tar tid, reguleringer tar enda lenger tid. Da er et fireårig prosjekt ikke nok til å få nye produkter ut på markedet, så prosjekter bør vare lengre. Jeg håper OXIPRO kan være en del av den endringen, legger han til.

Lilly Amore hos Biocatalysts kaller offentlig-private partnerskap "avgjørende" for gjensidig fordel av kunnskapsdeling, og advokerer for bedre forståelse mellom forskere og industrien for å akselerere enzymbaserte løsninger.

– OXIPRO-konsortiet hvor både forskning og industri samarbeider er en del av løsningen.

Hos Novonesis ser Kirk Schnorr også økt samarbeid mellom offentlig og privat sektor som en nøkkel til suksess.

– Det handler om å få innovasjonen til markedet. Novonesis og Biocatalysts kan hjelpe. Vi er eksperter på oppskalering, markedsføring av dem og så videre. I begynnelsen av prosessen er vi også i oppdagelsesfasen. Hvor er kunden? Hva har de spurt om? Vi må være veldig tydelige på det. Dette er hvor OXIPRO-prosjektet kan gjøre en forskjell.

Koordinatoren for OXIPRO, Gro Bjerga, er også klar på disse punktene.

– Vi gikk til en sluttbruker for å lære fra dem. Å bringe inn ulike ekspertise fra sluttbrukere av enzymer, produsenter av enzymer og knytte de til vitenskapelige innovasjonsteam er nøkkelen til et vellykket prosjekt. Hvis du vil at løsningene skal absorberes av samfunnet. Dette er hvordan vi kan gjøre store påvirkninger for en grønnere verden.