酶促產生的纖維素的制作方法
本申請要求國際申請號pct/cn2014/094594(2014年12月23日提交)和pct/cn2014/094593(2014年12月23日提交)的益處，這兩個國際申請以其全文通過引用結合在此。
發明領域
本披露屬于多糖領域。更具體地，本披露涉及低分子量不溶性纖維素和用于其合成的酶促反應。本披露還關于在各種應用例如粘度改性和膜生產中使用纖維素。
以電子方式提交的序列表的引用
該序列表的官方副本經由efs-web作為ascii格式的序列表以電子方式提交，文件名為“cl6399wopct2_sequencelisting_st25”，創建于2015年12月9日，且具有39.4千字節大小，并與本說明書同時提交。包括在該ascii格式的文件中的序列表是本說明書的一部分并且以其全文通過引用結合在此。
背景
由使用酶促合成或微生物遺傳工程尋找新的結構多糖的愿望驅使，研究人員已經發現了可生物降解的多糖，并且所述多糖可以從可再生來源的原料經濟地制得。一種這樣的多糖是纖維素，特征在于具有β-1，4-糖苷鍵的葡聚糖聚合物。
微晶纖維素(mcc)是白色、無臭、無味、相對自由流動的結晶性粉末，實際上沒有有機和無機污染物。它是通過使如從纖維狀植物材料(例如木材)作為紙漿獲得的α纖維素經受典型地用無機酸進行的水解降解而獲得的純化的、部分解聚的纖維素。mcc是高度結晶的微粒纖維素，主要由通過去除纖維素材料的無定形(纖維狀纖維素)區域獲得的結晶聚集體組成。mcc用于各種應用，包括食品、藥品和化妝品中。盡管存在mcc的各種應用，這種纖維素類型的制備是費力且昂貴的。此外，mcc的活化需要高剪切。
鑒于其在各種應用中的潛在效用，希望開發新形式的纖維素。新穎的酶促方法的開發可能是生產新型纖維素材料的有用手段。
技術實現要素：
在一個實施例中，本披露涉及一種包含纖維素的組合物，其中該纖維素：
(i)具有約10至約1000的重均聚合度(dpw)，
(ii)具有纖維素ii晶體結構，并且
(iii)不溶于水性組合物。
在另一個實施例中，該纖維素的dpw為約10至約100。
在另一個實施例中，該纖維素是纖維糊精磷酸化酶的產物，該酶包含與seqidno：2或seqidno：6至少90％相同的氨基酸序列，其中用于該酶的底物包含纖維糊精和葡萄糖-1-磷酸(glucose-1-phosphate)。在另一個實施例中，通過該酶產生的纖維素未經受絲光處理或衍生化過程。
在另一個實施例中，組合物是膜或涂層。在另一個實施例中，該膜或涂層具有至少約4nm的均勻厚度。在另一個實施例中，該膜或涂層對水性組合物、親脂性組合物或氣體組合物展現出低滲透性或對其是不可滲透的。在另一個實施例中，該膜或涂層是在紙上。
在另一個實施例中，該組合物是水性組合物，任選地具有至少約100cps的粘度。在另一個實施例中，該水性組合物是膠態分散體。在另一個實施例中，纖維素在水性組合物中的濃度小于約10wt％。在另一個實施例中，該組合物是食物產品、個人護理產品、藥物產品、家用產品或工業產品。
在另一個實施例中，纖維素可溶于包含dmso和/或dmac的溶劑中。
在另一個實施例中，本披露涉及一種用于增加水性組合物的粘度的方法。該方法包括使纖維素與水性組合物接觸，其中該纖維素不溶于該水性組合物并具有(i)約10至約1000的重均聚合度(dpw)和(ii)纖維素ii晶體結構。與接觸步驟之前的水性組合物的粘度相比，該接觸步驟導致增加水性組合物的粘度。在此方法的某些實施例中，與如在接觸步驟之前存在的水性組合物的剪切稀化行為相比，水性組合物的剪切稀化行為通過纖維素而增加。
在另一個實施例中，本披露涉及一種處理材料的方法。該方法包括：(a)使材料與包含纖維素的水性組合物接觸，其中該纖維素不溶于該水性組合物并具有(i)約10至約1000的重均聚合度(dpw)和(ii)纖維素ii晶體結構；和(b)干燥該水性組合物，其中該干燥步驟在該材料的表面上留下纖維素沉積物。
附圖和序列的簡述
圖1a：原子力顯微鏡法(afm)用于分析由干燥由查帕西斯瘤胃球菌(r.champanellensis)纖維糊精磷酸化酶合成的不溶性纖維素的膠體分散體制成的薄膜。片狀結構的厚度為約5nm。參考實例4。
圖1b：afm用于分析由干燥由紅色弧菌(v.ruber)纖維糊精磷酸化酶合成的不溶性纖維素的膠體分散體制成的薄膜。片狀結構的厚度為約4.8nm。參考實例4。
圖2：粘度對剪切速率，如對于由查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶(藍色菱形，樣品1，2.5wt％在水中)或紅色弧菌纖維糊精磷酸化酶(紅色方形，樣品2，1.7wt％在水中)合成的不溶性纖維素材料的膠體分散體測量的。參考實例4。
圖3：與由查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶(2.5wt％在水中)或紅色弧菌纖維糊精磷酸化酶(1.7wt％在水中)合成的不溶性纖維素材料的膠體分散體的粘度相比，各種可商購的在水中的水溶性多糖(羧甲基纖維素[cmc]和硬葡聚糖)的粘度。dpw3200和2000的cmc來自斯比凱可公司(cpkelco)，并且dpw50、360和1200的cmc是來自斯比凱可公司的finnfix商標cmc。硬葡聚糖來自嘉吉公司(cargill)(actigum)。粘度測量以101/s剪切速率報告。
表1.核酸和蛋白質seqid號的總結
具體實施方式
所有引用的專利和非專利文獻的披露內容通過引用以其全文結合在此。
除非另有披露，否則本文所使用的術語“一個/一種”(a和an)旨在涵蓋引用特征的一個/種或多個/種(即至少一個/種)。
在存在的情況下，所有范圍是包含性的和可組合的，除非另有說明。例如，當列舉“1至5”的范圍時，所列舉的范圍應解釋為包括“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等范圍。
術語“纖維糊精磷酸化酶(cellodextrinphosphorylase)”、“纖維糊精磷酸化酶(cellodextrinphosphorylaseenzyme)”等在此可互換使用。纖維糊精磷酸化酶是酶委員會(ec)條目2.4.1.49并且屬于根據cazy(碳水化合物-活性酶)數據庫的糖基水解酶家族94(gh94)。纖維糊精磷酸化酶可以可逆地催化來自α-d-葡萄糖-1-磷酸和纖維糊精(底物)的纖維素和游離磷酸根(產物)的合成。這種反應也可以寫成：葡萄糖-1-磷酸+(1，4-β-d-葡糖基)n-1→(1，4-β-葡糖基)n+磷酸根，其中“(1，4-β-d-葡糖基)n-1”是指纖維糊精，并且“(1，4-β-葡糖基)n”是指纖維素。在此的某些方面中的纖維糊精磷酸化酶可以合成不溶于水性組合物的低分子量纖維素(例如10-30的dpw)。在此的某些方面中的纖維糊精磷酸化酶包含與seqidno：2或6至少90％相同的氨基酸序列。
術語“纖維素”是指具有β-1，4-連接的d-葡萄糖單體單元的直鏈的葡聚糖多糖。纖維素可以任選地表示為(1，4-β-d-葡糖基)n，其中n可以是與在此披露的低分子量纖維素的dpw值相同的值(例如，10至30)。本文中術語“葡聚糖”是指通過糖苷鍵(glucosidiclinkage)連接的d-葡萄糖單體的多糖，糖苷鍵是配糖鍵(glycosidiclinkage)的一種類型。
術語“纖維素ii結構”、“纖維素ii晶體結構”、“纖維素ii”等在此可互換使用。例如，纖維素ii結構已經由kolpak和blackwell(macromolecules[大分子]9：273-278)和kroon-batenburg和kroon(glycoconjugatej.[糖結合物雜志]14：677-690)進行描述，這兩者都通過引用結合在此。表征纖維素ii結構的主要氫鍵是o2-h---o6、o6-h---o6和o2-h---o2，而纖維素i具有o2-h---o6作為主要氫鍵。纖維素ii的結構包括鏈折疊并且難以解開。纖維素ii包括反平行鏈，而相比之下，纖維素i鏈是平行的。
術語“配糖鍵”(glycosidiclinkage和glycosidicbond)等在此可互換使用并且是指將碳水化合物分子彼此連接的共價鍵。術語“糖苷鍵”(glucosidiclinkage和glucosidicbond)等在此可互換使用并且是指葡聚糖中的兩個葡萄糖分子之間的配糖鍵。如在此使用的術語“β-1，4-糖苷鍵”是指通過葡聚糖中的相鄰葡萄糖單體上的碳1和4將葡萄糖分子彼此連接的共價鍵。
在此纖維素的配糖鍵譜圖可以使用本領域已知的任何方法確定。例如，可以使用采用核磁共振(nmr)光譜(例如13cnmr或1hnmr)的方法確定鍵譜圖。可以使用的這些和其他方法披露于食品碳水化合物：化學、物理性質和應用(崔(s.w.cui)，編輯，第3章，崔(s.w.cui)，多糖的結構分析(structuralanalysisofpolysaccharides)，泰勒與弗朗西斯基團有限公司(taylor&francisgroupllc)，佛羅里達州波卡拉頓(bocaraton，fl)，2005)中，其通過引用結合在此。
在此的糖聚合物如纖維素的“分子量”可以表示為數均分子量(mn)或重均分子量(mw)，其單位為道爾頓或克/摩爾。可替代地，分子量可以表示為dpw(重均聚合度)或dpn(數均聚合度)。用于計算這些分子量測量的各種方法在本領域中是已知的，例如采用高壓液相色譜法(hplc)、尺寸排阻色譜法(sec)或凝膠滲透色譜法(gpc)。
如在此使用的術語“纖維糊精”是指一種或多種葡萄糖聚合物，其具有兩個或更多個β-1，4-連接的葡萄糖單體長度。纖維糊精典型地通過纖維素的(酶促)水解產生。“纖維二糖”是包含兩個β-1，4-連接的葡萄糖單體的一種類型的纖維糊精(即纖維二糖是一種類型的二糖)。
如在此使用的“葡萄糖-1-磷酸”(g1p)是指在1-碳上具有磷酸根基團的葡萄糖分子。在此的g1p可以是α-d-葡萄糖-1-磷酸。
術語“酶促反應”、“纖維糊精磷酸化酶反應”等在此可互換使用，并且除非另有說明，是指由纖維糊精磷酸化酶進行的反應。酶促反應通常是指包含在包含水、葡萄糖-1-磷酸和纖維糊精(例如纖維二糖)和任選的其他組分的溶液中的至少一種活性纖維糊精磷酸化酶的溶液。在纖維糊精磷酸化酶反應中，進行了使水、葡萄糖-1-磷酸、纖維糊精和纖維糊精磷酸化酶接觸的步驟。術語“在合適的反應條件下”等是指支持通過纖維糊精磷酸化酶活性將底物轉化為低分子量不溶性纖維素的反應條件。在此的纖維糊精磷酸化酶反應不是天然發生的。將理解的是，由于纖維糊精磷酸化酶反應產生不溶性纖維素，所以這種纖維素不存在于溶液中。
如在此使用的“對照”酶促反應可以是指例如使用不包含與seqidno：2或6至少90％相同的氨基酸序列的纖維糊酶磷酸化酶的反應。對照反應溶液的所有其他特征(例如，底物濃度、溫度、ph、時間)可以與其與之進行比較的反應的那些相同。
如在此使用的“第二反應”是指除了纖維糊精磷酸化酶反應(“第一反應”)之外的反應，并且該第二反應提供用于第一反應的g1p底物。
可以表示為“pi”的“無機磷酸鹽”是指溶液中的游離磷酸根離子，并且與各種磷酸酯中結合的磷酸酯基不同。
“產生g1p的酶”可以是指催化產物的合成的酶，其中至少一種產物是g1p。產生g1p的酶的實例包括淀粉磷酸化酶、蔗糖磷酸化酶和纖維糊精磷酸化酶(當在相反方向上催化上述反應時，即纖維素水解)。
如在此使用的“淀粉磷酸化酶”是ec條目2.4.1.1并且可以催化淀粉和無機磷酸鹽轉化為葡萄糖-1-磷酸。這樣的反應也可以寫成：(1，4-α-d-葡糖基)n+磷酸鹽→(1，4-α-d-葡糖基)n-1+α-d-葡萄糖-1-磷酸，其中“(1，4-α-d-葡糖基)n”是指淀粉。
如在此使用的“淀粉脫支酶”是指可以催化在淀粉中的分支點處的1，6-α-d-糖苷鍵的水解的酶。在此的淀粉脫支酶的實例包括支鏈淀粉酶和異淀粉酶。如在此使用的“支鏈淀粉酶”是ec條目3.2.1.41。如在此使用的“異淀粉酶”是ec條目3.2.1.68。
本文中，術語“蔗糖”是指由α-1，2-配糖鍵連接的a-d-葡萄糖分子和β-d-果糖分子構成的非還原性二糖。通常，蔗糖被稱為食用糖。
如在此使用的“蔗糖磷酸化酶”是ec條目2.4.1.7并且可以催化蔗糖和磷酸鹽轉化為果糖和g1p。這種反應也可以寫成：蔗糖+磷酸鹽→果糖+α-d-葡萄糖-1-磷酸。
“纖維素生物質”、“包含纖維素的生物質”等在此可互換使用并且是指不能直接用于食品成分或作為發酵底物的包含植物的結構部分(例如，木材、莖)的材料。
“內切葡聚糖酶”和“β-1，4-內切葡聚糖酶”在此可互換使用并且是指可以在纖維素鏈內裂解內部鍵，從而使纖維素鏈縮短的酶。這種縮短的鏈是當在相反方向上催化上述反應(即纖維素水解)時用于纖維糊精磷酸化酶的合適底物。
術語“體積百分比”(percentbyvolume和volumepercent)、“vol％”、“v/v％”等在本文可互換地使用。在溶液中溶質的體積百分比可以使用以下公式確定：[(溶質體積)/(溶液體積)]×100％。
術語“重量百分比”、“重量百分數(weightpercentage，wt％)”、“重量-重量百分數(weight-weightpercentage，％w/w)”等在本文可互換地使用。重量百分比是指當包含在組合物、混合物或溶液中時，材料在質量基礎上的百分數。
如本文中所使用，術語“增加”可以是指比該增加的量或活性與之進行比較的量或活性多至少約1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、50％、100％、或200％的量或活性。術語“增加的”、“提高的”、“增強的”、“大于”、“改進的”等在本文可互換地使用。
術語“多核苷酸”、“多核苷酸序列”、“核酸序列”以及類似物在此可互換地使用。這些術語涵蓋核苷酸序列等。多核苷酸可以是單鏈或雙鏈的dna或rna的聚合物，其任選地包含合成的、非天然的或改變的核苷酸堿基。多核苷酸可以由cdna、基因組dna、合成dna或其混合物的一個或多個區段組成。
如在此所使用，術語“基因”是指從編碼區表達rna(rna從dna多核苷酸序列轉錄)的dna多核苷酸序列，該rna可以是信使rna(編碼蛋白質)或非蛋白質編碼rna。基因可以是指單獨的編碼區，或者可以包括編碼區上游和/或下游的調控序列(例如啟動子、5′-非翻譯區、3′-轉錄終止子區)。可替代地，編碼蛋白質的編碼區可以在本文中被稱為“開放閱讀框”(orf)。“天然”或“內源”的基因是指自然界中發現的具有其自身調節序列的基因；這樣的基因位于宿主細胞基因組的天然位置中。“嵌合”基因是指不是天然基因的任何基因，該基因包括在自然界中未一起發現的調節序列和編碼序列(即，調節區和編碼區彼此是異源的)。因此，嵌合基因可包括源于不同來源的調控序列和編碼序列，或者包括源于同一來源但以不同于天然存在的方式排列的調控序列和編碼序列。“外來”或“異源”的基因是指通過基因轉移導入宿主生物體的基因。外來/異源基因可包括插入到非天然生物內的天然基因、導入到天然宿主內的新位置的天然基因、或嵌合基因。在某些實施例中，在此披露的多核苷酸序列是異源的。“轉基因”是通過基因遞送程序(例如轉化)引入基因組中的一種基因。“密碼子優化的”開放閱讀框的密碼子使用頻率被設計為模擬宿主細胞優選密碼子使用的頻率。
在此的包含在細胞或生物體中的“非天然”氨基酸序列或多核苷酸序列不會發生在這種細胞或生物體的天然的(自然的)對應物中。
如在此所使用，“調節序列”是指位于基因轉錄起始位點(例如啟動子)上游的核苷酸序列、5’非翻譯區、內含子和3’非編碼區，并且該調節序列可以影響轉錄、加工或穩定性、和/或從該基因轉錄的rna的翻譯。本文中，調節序列可以包括啟動子、增強子、沉默子、5’非翻譯前導序列、內含子、聚腺苷酸化識別序列、rna加工位點、效應子結合位點、莖環結構以及涉及調節基因表達的其他元件。在此一個或多個調節元件(例如，啟動子)可以與在此的編碼區異源。
如在此使用的術語“可操作地連接的”是指兩個或更多個核酸序列的關聯，使得一個核酸序列的功能受到另一個核酸序列的影響。例如，當啟動子能夠影響編碼序列的表達時，它與編碼序列可操作地連接。即，編碼序列處于啟動子的轉錄控制下。例如，編碼序列可以可操作地連接到一個(例如，啟動子)或多個(例如，啟動子和終止子)調節序列。
當在此用于表征dna序列如質粒、載體或構建體時，術語“重組”是指例如通過化學合成和/或通過用基因工程技術操縱分離的核酸區段來將兩個原本分離的序列區段進行人工組合。本文中用于制備重組構建體/載體的方法可以遵循標準的重組dna和分子克隆技術，如由薩姆布魯克(j.sambrook)和拉塞爾(d.raroell)所描述的(分子克隆：實驗手冊(molecularcloning：alaboratorymanual)，第3版，紐約冷泉港冷泉港實驗室出版社(coldspringharborlaboratorypress，coldspringharbor，ny)，2001)；希爾豪維(t.j.silhavy)等人(使用基因融合的實驗(experimentswithgenefusions)，紐約冷泉港冷泉港實驗室出版社(coldspringharborlaboratorypress，coldspringharbor，ny)，1984)；以及奧蘇貝爾(f.m.ausubel)等人(簡明分子生物學試驗方案(shortprotocolsinmolecularbiology)，第5版，當前試驗方案(currentprotocols)，紐約州約翰威利父子公司(johnwileyandsons，inc.，ny)，2002)描述的。
如在此使用的術語“轉化”是指通過任何方法將核酸分子轉移到宿主生物體或宿主細胞中。已經轉化到生物體/細胞中的核酸分子可以是在生物體/細胞中自主復制的核酸分子，或者整合到生物體/細胞的基因組中的核酸分子，或瞬時存在于細胞中而不進行復制或整合的核酸分子。在此披露了適用于轉化的核酸分子的非限制性實例，例如質粒和線性dna分子。含有轉化核酸序列的在此的宿主生物體/細胞可稱為例如“轉基因”、“重組”、“轉化”、工程化、作為“轉化體”、和/或是“外源基因表達修飾”。
如本文中所使用，關于多核苷酸或多肽序列的術語“序列同一性”或“同一性”是指在兩個序列中的核酸堿基或氨基酸殘基當在指定的比較窗口上比對最大對應度時是相同的。如本文中所使用，“序列同一性百分比”或“百分比同一性”是指通過在比較窗口上比較兩個最佳比對的序列所確定的值，其中與參比序列(其不包含添加或缺失)比較兩個序列的最佳比對時，該多核苷酸或多肽序列在比較窗口中的部分可以包含添加或缺失(即空位)。通過以下方式計算該百分比：確定在兩個序列中出現相同核酸堿基或氨基酸殘基的位置的數目以產生匹配位置的數目，將匹配位置的數目除以比較窗口中的位置的總數目，然后將該結果乘以100以產生序列同一性百分比。應當理解的是，當計算dna序列和rna序列之間的序列同一性時，dna序列的t殘基與rna序列的u殘基比對，并且可以被認為與其“相同”。出于確定第一和第二多核苷酸的“百分比互補性”的目的，可以通過確定(i)第一多核苷酸和第二多核苷酸的補體序列之間的百分比同一性(或反之亦然)，例如和/或(ii)將產生規范的沃森和克里克堿基對的第一和第二多核苷酸之間的堿基百分比來獲得。
可以使用在美國國家生物技術信息中心(ncbi)網站上在線獲得的基本局部比對搜索工具(blast)，例如，來測量在兩個或更多個多核苷酸序列(blastn算法)或多肽序列(blastp算法)之間的百分比同一性。可替代地，使用clustal算法(例如，clustalw、clustalv或clustal-歐米加)可以進行序列之間的百分比同一性比對。對于使用clustal比對方法的多重比對，默認值可以對應于空位罰分(gappenalty)＝10和空位長度罰分(gaplengthpenalty)＝10。使用clustal方法進行逐對比對和蛋白質序列的百分比同一性計算的默認參數可以是ktuple＝1、空位罰分＝3、窗口(window)＝5、以及存儲的對話框(diagonalssaved)＝5。對于核酸，這些參數可以是ktuple＝2、空位罰分＝5、窗口＝4、以及存儲的對話框＝4。仍可替代地，序列之間的百分比同一性可以使用blosum矩陣(例如，blosum62)，使用具有參數例如空位開始(gapopen)＝10、空位延伸(gapextend)＝0.5、最終空位罰分(endgappenalty)＝錯誤(false)、最終空位開始(endgapopen)＝10、最終空位延伸(endgapextend)＝0.5的emboss算法(例如，needle)來執行。
作為某些實施例的特征，本文披露了各種多肽氨基酸序列和多核苷酸序列。可以使用與本文披露的序列至少約70％-85％、85％-90％、或90％-95％相同的這些序列的變體。可替代地，變體氨基酸序列或多核苷酸序列可以與本文披露的序列具有至少70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的同一性。變體氨基酸序列或多核苷酸序列可以具有與所披露的序列的相同的功能/活性，或具有所披露的序列的功能/活性的至少約80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、或99％的功能/活性。典型地，本文披露的不以甲硫氨酸開始的任何多肽氨基酸序列可以在氨基酸序列的n-末端進一步包含至少一個起始甲硫氨酸。本文披露的以甲硫氨酸開始的任何多肽氨基酸序列可以任選地被考慮為不具有該甲硫氨酸殘基(即，多肽序列可以是指關于該序列的位置-2殘基至c-末端殘基)。
如本文所使用的術語“分離的”是指完全或部分純化的任何細胞組分(例如多核苷酸，多肽)或纖維素材料。在一些情況下，分離的多核苷酸、多肽或纖維素材料是較大組合物、緩沖體系或試劑混合物的一部分。例如，分離的多核苷酸或多肽分子能以異源方式包含在細胞或生物體內。這種含有異源組分和/或一種或多種遺傳缺失的細胞或生物體在自然界中不會發生。另一個實例是分離的纖維糊精磷酸化酶或反應。在此的纖維素組合物和用于生產這些組合物的酶和反應是合成的/人造的，和/或展現出不被認為天然存在的特性。
本文中“水性組合物”具有例如包含至少約10wt％的水的液體組分。水性組合物的實例包括例如混合物、溶液、分散體(例如膠體分散體)、懸浮液和乳液。在某些實施例中，水性組合物可以包含如在此披露的不溶性纖維素，在這種情況下，考慮到纖維素不溶性，水性組合物可以任選地表征為液體包固體(solid-in-liquid)組合物。
如本文中所使用，術語“膠體分散體”是指具有分散相和分散介質的異相系統，即微觀上分散的不溶性顆粒懸浮在另一種物質(例如水性組合物例如水或水性溶液)中。本文中膠體分散體的實例是水狀膠體。膠體分散體例如水狀膠體的全部或一部分顆粒可以包含本披露的纖維素。術語“分散劑(dispersant)”和“分散藥劑(dispersionagent)”在本文可互換地使用，是指促進分散體的形成和/或穩定的材料。
術語“水狀膠體(hydrocolloid)”和“水凝膠(hydrogel)”在本文可互換地使用。水狀膠體是指水或水溶液是分散介質的膠體系統。
本文中，術語“水性溶液”是指其中溶劑包含水的溶液。在本文某些方面，水性溶液可以用作分散劑。在某些實施例中的纖維素可以在水溶液中分散或混合。
如本文中所使用，術語“粘度”是指流體或水性組合物例如水狀膠體抵抗趨于導致其流動的力的程度的量度。本文中可以使用的各種粘度單位包括厘泊(cps)和帕斯卡秒(pa·s)。一厘泊是一泊的百分之一；一泊等于0.100kg·m-1·s-1或1mpa·s。因此，如本文中所使用，術語“粘度調節劑”、“粘度改性劑”等是指可以改變/改性流體或水性組合物的粘度的任何物質。
如本文中所使用，術語“剪切稀化行為”是指隨著剪切速率增加水性組合物的粘度降低。本文中“剪切速率”是指對水性組合物應用漸進剪切變形的速率。例如，可以旋轉地應用剪切變形。
如在此所使用，關于增加水性組合物的粘度的方法，術語“接觸”是指導致水性組合物與如目前披露的纖維素在一起的任何作用。可以通過本領域已知的任何方式進行接觸，例如像混合、振蕩或均質化。
如在此使用的“dmso”是指具有式(ch3)2so的二甲基亞砜。
如在此使用的“dmac”是指具有式ch3con(ch3)2的n，n-二甲基乙酰胺。
術語“絲光化”、“絲光化過程”等在此可互換使用，是指纖維素材料在苛性堿條件(典型地包含氫氧化鈉)下進行處理的過程。在某些實施例中，如在此披露的纖維素尚未被絲光化。
術語“衍生化”、“衍生化過程”等在此可互換使用，是指纖維素材料在導致用不同的部分/官能團(例如，羧甲基)取代纖維素-oh基團的一個或多個氫的條件下進行處理的過程。在某些實施例中，如在此披露的纖維素尚未被衍生化。
如在此使用的術語“膜”是指薄的、視覺上連續的材料。膜可以作為薄層或涂層包含在材料上，或者可以是單獨的(例如，不附接到材料表面)。如在此使用的“涂層”是指覆蓋材料表面的薄層。
如用于表征在此的膜或涂層的術語“均勻厚度”可以指(i)是總膜/涂層面積的至少20％，和(ii)具有例如小于約50nm的厚度的標準偏差的連續區域。
如果對物質的膜/涂層滲透性低于感興趣的技術中通常指定的閾值，則在此的膜或涂層可表征為對特定物質具有“低滲透性”。為了說明，在smc(超多涂層的)離型膜場中的苯乙烯滲透性的閾值為200x10-9gcm/cm2/h，例如使用美國化學工程師協會(americaninstituteofchemicalengineer)，第53屆國家會議，預印件no.32d(bixler和michaels，1964)中描述的方法測量的。如果膜或涂層不允許物質在延長的時間段內(例如一天或多天)通過，則該膜或涂層可表征為對特定物質是“不可滲透的”。
術語“織物”、“紡織品”、“布”等在本文可互換地使用，是指具有天然和/或人造纖維網絡的編織材料。這樣的纖維例如可以是線或紗線。
本文中“織物護理組合物”是適合用于以某種方式處理織物的任何組合物。這種組合物的實例包括衣物洗滌劑和織物柔軟劑。
術語“重垢洗滌劑”、“通用洗滌劑”等在本文可互換地使用，是指可用于在任何溫度下常規洗滌白色和/或有色紡織品的洗滌劑。術語“輕垢洗滌劑”或“細薄織物洗滌劑”在本文可互換地使用，是指可用于護理精細織物例如粘膠、羊毛、絲綢、超細纖維或需要特別護理的其他織物的洗滌劑。“特別護理”可以包括例如使用過量水、低攪拌和/或不漂白的條件。
典型地，本文“洗滌劑組合物”包含至少一種表面活性劑(洗滌劑化合物)和/或至少一種助洗劑。本文中“表面活性劑”是指傾向于降低物質溶解的液體的表面張力的物質。表面活性劑可以用作例如洗滌劑、潤濕劑、乳化劑、發泡劑和/或分散劑。
術語“抗再沉積劑”、“抗污垢再沉積劑”、“抗變灰劑”等是指在這些污垢被去除之后有助于阻止污垢重新沉積到在衣物洗滌水中的衣物上的試劑，因此防止衣物變灰/變色。抗再沉積劑可以通過幫助將污垢分散在洗滌水中和/或通過阻止污垢粘附在織物表面上起作用。
本文中“口腔護理組合物”是適合用于處理口腔中的軟或硬表面(例如牙齒(dental或teeth)和/或牙齦表面)的任何組合物。
本文中術語“吸附”是指化合物粘附到材料的表面上。
鑒于其在各種應用中的潛在效用，希望開發新形式的纖維素。新穎的酶促方法的開發可能是生產新型纖維素材料的有用手段。
本披露的實施例涉及至少包含水、葡萄糖-1-磷酸、纖維糊精和纖維糊精磷酸化酶的酶促反應，該纖維糊精磷酸化酶包含與seqidno：2或seqidno：6至少90％相同的氨基酸序列，其中該纖維糊精磷酸化酶合成纖維素。顯著地，這種酶反應能夠產生在干燥和水性兩種條件下具有增強特征的低分子量不溶性纖維素，使得這種纖維素具有廣泛的適用性。
適用于如目前披露的酶促反應中使用的具有纖維糊精磷酸化酶活性的酶可以包含與seqidno：2或seqidno：6至少90％相同的氨基酸序列。在一些實施例中，這樣的酶可以包含與seqidno：2或seqidno：6100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成。包含seqidno：2的纖維糊精磷酸化酶的非限制性實例包括包含與seqidno：4100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成的纖維糊精磷酸化酶。包含seqidno：6的纖維糊精磷酸化酶的非限制性實例包括包含與seqidno：8100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成的纖維糊精磷酸化酶。變體纖維糊精磷酸化酶(例如，與seqidno：2、4、6或8參考序列具有在90％-99％之間的氨基酸同一性)應當具有相應非變體參考序列的一些(例如，至少30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％)或全部的酶活性(參見上述定義)。
編碼seqidno：2或seqidno：4的多核苷酸序列可以任選地包含分別與seqidno：1或3100％相同或至少70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的核苷酸序列。編碼seqidno：6或seqidno：8的多核苷酸序列可以任選地包含分別與seqidno：5或7100％相同或至少70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的核苷酸序列。
鑒于某些氨基酸彼此共享相似的結構和/或電荷特征(即，保守的)，在此的纖維糊精磷酸化酶序列(和/或在此的其他類型的多肽)的一個或多個氨基酸可以被保守的氨基酸殘基置換(“保守性氨基酸置換”)，如下：
1.以下的小脂肪族的、非極性或輕微極性的殘基可相互置換：ala(a)、ser(s)、thr(t)、pro(p)、gly(g)；
2.以下極性的、帶負電荷的殘基和它們的酰胺可以相互置換：asp(d)、asn(n)、glu(e)、gln(q)；
3.以下極性的、帶正電荷的殘基可以相互置換：his(h)、arg(r)、lys(k)；
4.以下脂族的、非極性殘基可以相互置換：ala(a)、leu(l)、ile(i)、val(v)、cys(c)，met(m)；并且
5.以下大的芳香族殘基可以相互置換：phe(f)、tyr(y)、trp(w)。
可以從任何微生物來源例如像細菌或真菌(例如，酵母)獲得在此的具有纖維糊精磷酸化酶活性的酶。合適細菌的實例包括弧菌屬物種和瘤胃球菌屬物種。合適的弧菌屬物種的實例包括紅色弧菌、霍亂弧菌、適應弧菌、溶藻弧菌、擬態弧菌、副溶血性弧菌、解蛋白弧菌和創傷弧菌。合適的瘤胃球菌屬物種的實例包括查帕西斯瘤胃球菌、白色瘤胃球菌、布氏瘤胃球菌、黃化瘤胃球菌、活潑瘤胃球菌(r.gnavus)、酸奶瘤胃球菌(r.lactaris)、卵形瘤胃球菌(r.obeum)和扭鏈瘤胃球菌(r.torques)。
在此的具有纖維糊精磷酸化酶活性的酶的實例可以是在此披露的任何氨基酸序列，并且進一步包括在n-末端和/或c-末端的1-300個(或在[例如，10個、15個、20個、25個、30個、35個、40個、45個、或50個]之間的任何整數個)殘基。這樣的附加殘基可以是例如異源序列，例如表位標簽(在n-或c-末端)(例如，his標簽如六組氨酸)或異源信號肽(在n-末端)。在其中異源氨基酸序列在n-末端并入的那些實施例中，這種異源序列可以與纖維糊精磷酸化酶的原始的起始甲硫氨酸相鄰，或者可以例如代替原始的起始甲硫氨酸。在后一個實施例中，可以在所添加的異源序列的n-末端使用新的起始甲硫氨酸。
如目前披露的具有纖維糊精磷酸化酶活性的酶典型地缺少n-末端信號肽。然而，用于生產纖維糊精磷酸化酶的表達系統可以任選地使用編碼酶的多核苷酸，該多核苷酸進一步包含編碼n-末端信號肽的序列以指導細胞外分泌。在這樣的實施例中，將信號肽在分泌過程中從酶上切割。由于據信在此披露的纖維糊精磷酸化酶(例如seqidno：2和6)與天然表達的信號肽不相關，任何添加的信號肽可被認為是與該酶異源的。可用于本文的信號肽的實例是來自細菌(例如芽孢桿菌屬物種例如枯草芽孢桿菌)或真菌物種的信號肽。細菌信號肽的實例是apre信號肽，例如來自芽孢桿菌屬(例如枯草芽孢桿菌，參見vogtentanz等人，蛋白質表達與純化(proteinexpr.purif.)55：40-52，其通過引用結合在此)的信號肽。
在一些實施例中，纖維糊精磷酸化酶在自然界中不存在；例如，在此的酶不被認為是從微生物(可能從其衍生出在此的纖維糊精磷酸化酶)中天然分泌的(即，成熟形式)。
在此的纖維糊精磷酸化酶可以通過例如適當工程化的微生物菌株的發酵來制備。通過發酵的重組酶生產是本領域眾所周知的，使用微生物菌株如大腸桿菌、芽孢桿菌菌株(例如枯草芽孢桿菌)、富養羅爾斯通氐菌、熒光假單胞菌、釀酒酵母、巴斯德畢赤酵母、多形漢遜酵母、和曲霉屬(例如泡盛曲霉)和木霉屬(例如，里氏木霉)的物種(例如，參見adrio和demain，生物分子(biomolecules)4：117-139，將其通過引用結合在此。
本披露的纖維糊精磷酸化酶能夠以任何純化狀態(例如，純的或非純的)使用。例如，纖維糊精磷酸化酶可以在其使用之前被純化和/或分離。不純的纖維糊精磷酸化酶的實例包括呈細胞裂解物形式的那些。可以從用于異源表達酶的細菌(例如，大腸桿菌)制備細胞裂解物或提取物。例如，可以使用弗氏壓碎器使細菌經受破裂。在可替代的實施例中，細菌可以用均化器(例如apv、蘭尼(rannie)、戈蘭(gaulin))均化。典型地，纖維糊精磷酸化酶可溶于這些類型的制劑。如果需要，在此的細菌細胞裂解物、提取物或勻漿物能以約0.15％-0.3％(v/v)用于在此的酶促反應中。在其他實施例中，可以在其表達后分離具有纖維糊精磷酸化酶活性的酶。例如，可以使用結合/洗滌或結合/洗滌/洗脫方法(例如，將酶結合到柱或其他固定表面，接著洗滌并任選地將酶洗脫離開柱或其他固定表面)來分離酶。酶分離方法可以包括在某些實施例中結合異源氨基酸序列標記的纖維糊精磷酸化酶，其中這種結合是通過異源氨基酸序列標簽(例如his標簽)。例如，可以從細胞裂解物或任何其他組合物(例如，任選分泌酶的培養基)中分離纖維糊精磷酸化酶。在某些方面，纖維糊精磷酸化酶制劑可能缺乏葡萄糖-1-磷酸酶活性。在一些方面，纖維糊精磷酸化酶可以被固定(例如，到基質上)或在細胞表面上表達。例如，纖維糊精磷酸化酶可以任選地用聚乙二醇(peg)改性。
本披露的纖維糊精磷酸化酶可以合成不溶于水性組合物的低分子量纖維素。例如，如在此的酶促反應中使用的纖維糊精磷酸化酶可以產生低分子量的不溶性纖維素。
在某些實施例中由纖維糊精磷酸化酶產生的纖維素可以具有約10-1000的dpw或dpn。例如，在此的纖維素的dpw或dpn可以是約10-500、10-250、10-100、10-75、10-50、10-45、10-40、10-35、10-30、10-25、15-50、15-45、15-40、15-35、15-30、或15-25。在一些方面，纖維素的dpw或dpn可以是約、至少約或小于約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50。
在一些方面，由纖維糊精磷酸化酶產生的纖維素可以具有約1700-170000、1700-86000、1700-43000、1700-17000、1700-13000、1700-8500、1700-6800、1700-5100、2550-5100、或2550-4250的mw。在一些方面，mw可以是約、至少約或小于約1700、1900、2100、2300、2500、2700、2900、3100、3300、3500、3700、3900、4100、4300、4500、4700、4900、或5100。
在此的由纖維糊精磷酸化酶產生的纖維素的配糖鍵的約100％是例如β-1，4鍵。在其他方面，纖維素可以具有至少約90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的β-1，4鍵的配糖鍵譜圖。因此，在此酶促產生的纖維素可以具有例如小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％的不是β-1，4的配糖鍵。
在此的由纖維糊精磷酸化酶合成的纖維素的骨架可以是直鏈的/非支化的。可替代地，纖維素中可以存在分支。因此，在某些實施例中，作為聚合物中配糖鍵的百分比，纖維素可以不具有分支點或小于約5％、4％、3％、2％或1％的分支點。
在一些方面中，在此的由纖維糊精磷酸化酶產生的纖維素可以具有纖維素ii晶體結構。例如，在此的纖維素可以包含按重量計約100％的具有纖維素ii晶體結構的纖維素。作為其他實例，纖維素可以包含按重量計至少約80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的具有纖維素ii晶體結構的纖維素。在一些方面中，纖維素可以包含按重量計小于約20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％的具有纖維素i、iii和/或iv晶體結構的纖維素材料。例如，纖維素ii晶體結構已經由kolpak和blackwell(macromolecules[大分子]9：273-278)和kroon-batenburg和kroon(glycoconjugatej.[糖結合物雜志]14：677-690)進行描述，這兩者都通過引用結合在此。表征纖維素ii結構的主要氫鍵是o2-h---o6、o6-h---o6和o2-h---o2，而纖維素i具有o2-h---o6作為主要氫鍵。纖維素ii的結構包括鏈折疊并且難以解開。
纖維素由本披露的纖維糊精磷酸化酶產生，直接作為纖維素ii。與目前披露的纖維素相對比，自然界中(例如在植物中)產生的纖維素典型地具有纖維素i結構，并且通常需要絲光化過程和/或其他化學處理(例如，衍生化，接著是非衍生化，形成再生纖維素)以將其轉化為纖維素ii。在某些實施例中，在此的纖維素在水性和干燥兩種條件下均呈纖維素ii晶體狀態。
如在此生產的纖維素不溶于水性溶劑如水。然而，它可以溶于包含二甲基亞砜(dmso)和/或n，n-二甲基乙酰胺(dmac)的溶劑中。這種溶劑的實例包括單獨的或進一步包含氯化鋰(licl)(例如dmso/licl和dmac/licl)的dmso或dmac。在此的dmso/licl溶劑或dmso/licl溶劑可以包含例如約0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10wt％的licl，或者可以是licl-飽和的。在此的纖維素的濃度可以是在非水溶劑中，例如包含dmso和/或dmac的非水溶劑中例如處于約0.1wt％-30wt％、0.1wt％-20wt％、0.1wt％-10wt％或0.1wt％-5wt％，或者可以是約或至少約0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％。在某些方面中在此的包含dmso和dmac的溶劑不再另外包含酸。例如，在此的纖維素可以在相對低的溫度例如15℃-30℃、20℃-30℃或20℃-25℃(例如室溫)下溶解在任何前述的基于dmso和dmac的溶劑中。在優選的實施例中，不需要施加熱量來溶解纖維素。
本披露的酶促反應包括纖維糊精。適合于在此酶促反應中使用的纖維糊精的實例包括纖維二糖(dp2)、纖維三糖(dp3)、纖維四糖(dp4)、纖維五糖(dp5)和纖維六糖(dp6)。在某些方面中，纖維二糖用作纖維糊精。在此適合的纖維糊精的其他實例包括由纖維素的分解(例如，酶分解)產生的7個或更多個β-1，4-連接的葡萄糖單體的葡萄糖聚合物。在一些實施例中，可以使用上述類型的纖維糊精中的一種或多種(例如2、3、4或更多種的混合物)。
如果需要，可以控制在此的包含纖維糊精磷酸化酶的酶促反應的溫度。在某些實施例中，溫度在約5℃至約50℃之間。在某些其他實施例中，溫度在約20℃至約40℃之間。在還其他實施例中，溫度可以是約20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。可以使用本領域已知的各種手段來維持酶促反應的溫度。例如，可以通過將含有反應物的容器放置在設定在所希望的溫度的空氣或水浴培養箱中來維持溫度。
在某些實施例中，在此的酶促反應的ph可以在約5.0至約9.0之間。可替代地，ph可以為約5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、或9.0。可以通過添加或摻入合適的緩沖液來調節或控制ph，包括但不限于：磷酸鹽、tris、檸檬酸鹽或其組合。酶促反應中的緩沖液濃度可以為例如從0mm至約100mm、或約10mm、25mm、50mm或75mm。
在目前披露的纖維糊精磷酸化酶反應中的葡萄糖-1-磷酸(g1p)的初始濃度可以為例如約或至少約1至100mm。其他g1p初始濃度可以是例如約或至少約1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90或100mm或約10-50mm。在目前披露的纖維糊精磷酸化酶反應中的纖維糊精(例如，纖維二糖)的初始濃度可以是例如約1至50mm。其他纖維糊精初始濃度可以是例如約1、5、10、15、20、25、30、35、40、45或50mm或約5-10mm。底物如g1p或纖維糊精的“初始濃度”是指剛剛加入所有反應組分(至少水、g1p、纖維糊精、纖維糊精磷酸化酶)后在酶促反應中的底物濃度。
在一些實施例中，在此的纖維糊精磷酸化酶的活性可以為每mg的酶蛋白約1至30單位。酶活性可以是每mg的酶蛋白約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、10-20或15-20單位。纖維糊精磷酸化酶活性可以使用本領域已知的任何方法測定。纖維糊精磷酸化酶活性的單位可以是指例如在以下條件下每分鐘釋放1微摩爾無機磷(從纖維二糖釋放)的酶的量：約10mmg1p，約5mm纖維二糖，約25mmtris-hcl緩沖液，約ph7.0，保持在約37℃，任選地持續約10分鐘。可以使用設計用于檢測游離磷酸根的試劑或試劑盒(例如，pibluetm磷酸鹽測定試劑盒，加利福尼亞州海沃德博世生物技術有限公司(bioassaysystems，hayward，ca))來測量來自纖維二糖的無機磷酸鹽釋放。
在一些方面，酶促反應中包含的纖維糊精磷酸化酶的量可以為約0.1-2.0或0.5-1.0單位/ml。例如，在反應中可以使用至少約0.2、0.4、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8或2.0單位/ml的酶。
本披露的實施例還涉及一種用于生產纖維素的方法，包括：
a)使至少水、葡萄糖-1-磷酸(g1p)、纖維糊精和纖維糊精磷酸化酶接觸，該纖維糊精磷酸化酶包含與seqidno：2或seqidno：6至少90％相同的氨基酸序列，其中產生不溶性纖維素；并且
b)任選地，分離在步驟(a)中產生的該纖維素。
在此的生產纖維素的方法中的接觸步驟可任選地表征為提供包含水、葡萄糖-1-磷酸、纖維糊精和本披露的纖維糊精磷酸化酶的酶促反應。在此的纖維素生產方法中的接觸步驟可以以任何數量的方式進行。例如，可以首先將所希望的量的g1p和/或纖維糊精(例如纖維二糖)溶解在水中(任選地，也可以在這個制備階段添加其他組分，例如緩沖液組分)，接著添加一種或多種纖維糊精磷酸化酶。反應可以保持靜止，或經由例如攪拌或軌道振蕩而攪動。反應可以是，并且典型地是無細胞的。
纖維素生產方法的酶促反應可以包含在任何適合用于應用在此披露的一種或多種反應條件的容器中。例如，可以使用具有適合于包含特定反應的尺寸的不銹鋼、塑料或玻璃器皿(vessel)或容器(container)。這樣的容器可以任選地配備有攪拌裝置。
在某些實施例中纖維素生產方法的酶促反應的完成可以目測確定(例如，不再累積不溶性纖維素)和/或通過測量留在反應中的底物(g1p和/或纖維糊精)的量(例如，隨著時間的推移，底物水平不再下降)。典型地，所披露的方法的反應可花費例如約12、18、24、30、36、48、60、72、84、或96小時來完成。反應時間可以取決于例如某些參數，如所使用的底物和/或纖維糊精磷酸化酶的量。
在所披露的方法中生產的不溶性纖維素可以任選地被分離。例如，可以通過離心或過濾分離不溶性纖維素。在這樣做時，纖維素與反應溶液分離，該反應溶液可以包含水、一種或多種殘留的底物和反應副產物。
在此的纖維素生產方法的接觸步驟中生產的不溶性纖維素可以具有在此披露的任何特征。例如，如在此別處披露的某些非水性組合物中的水不溶性、dpw(例如，10-30的dpw)和/或mw、配糖鍵譜圖、骨架結構(例如，線性)、纖維素ii結構含量和/或溶解度的任何特征可表征在步驟(a)中生產的纖維素。
在一些方面，在纖維素生產方法的接觸步驟中生產的不溶性纖維素可以具有纖維素ii晶體結構(即，纖維素直接作為纖維素ii進行酶促合成)。與目前披露的纖維素相對比，自然界中(例如在植物中)產生的纖維素典型地具有纖維素i結構，并且通常需要絲光化過程和/或其他化學處理(例如，衍生化，接著是非衍生化，形成再生纖維素)以將其轉化為纖維素ii。在某些實施例中，在此的纖維素在水性和干燥兩種條件下均呈纖維素ii晶體狀態。
在此披露的表征酶促反應實施例的任何特征可用于進行纖維素生產方法的接觸步驟。例如，如在此別處披露的纖維糊精磷酸化酶氨基酸序列和來源、底物水平、溫度、ph和緩沖液水平和/或酶活性/量的任何特征可以表征在接觸步驟中進行的反應。
在一些方面，纖維素生產方法的接觸步驟可以包含纖維二糖作為纖維糊精。適合于在此酶促反應中使用的纖維糊精的其他實例包括纖維三糖、纖維四糖、纖維五糖和纖維六糖。在此適合的纖維糊精的還其他實例包括由纖維素的分解(例如，酶分解)產生的7個或更多個β-1，4-連接的葡萄糖單體的葡萄糖聚合物。在一些實施例中，可以使用上述類型的纖維糊精中的一種或多種(例如2、3、4或更多種的混合物)。
例如，在纖維素生產方法的接觸步驟中提供的葡萄糖-1-磷酸(g1p)可以直接通過添加分離的g1p(例如，從商業來源得到的g1p)來提供。可替代地，可以通過提供至少第二反應在接觸步驟中提供g1p，其中第二反應的產物包含g1p(即第二反應產生g1p作為產物)。“第二反應”是指除了在接觸步驟中進行的纖維糊精磷酸化酶反應(可以任選地表示為“第一反應”)以外的反應，并且該第二反應提供用于纖維糊精磷酸化酶反應的g1p底物。第二反應可任選地表征為使用“產生g1p的酶”如淀粉磷酸化酶、蔗糖磷酸化酶或纖維糊精磷酸化酶(當催化纖維素水解時)。
在一些方面，可以在進行纖維糊精磷酸化酶酶促反應的同一容器中提供用于提供g1p的第二反應。可替代地，第二反應可以在進行纖維糊精磷酸化酶酶促反應的容器的外部(與其分開)進行。可以在纖維素生產方法的纖維糊精磷酸化酶酶促反應之前和/或與其連續地進行第二反應。
在一些實施例中，第二反應可以包括使水、無機磷酸鹽、淀粉、淀粉磷酸化酶和任選地淀粉脫支酶如支鏈淀粉酶和/或異淀粉酶接觸。這種類型的第二反應可任選地表征為淀粉磷酸化酶反應。適合于在此使用的淀粉磷酸化酶(ec2.4.1.1)包括在美國專利申請公開號2002/0133849和tiwari和kumar(生物技術與分子生物學評論(biotechnol.mol.biol.rev.)7：69-83)中披露的那些，例如，將該專利通過引用結合在此。在一些方面，淀粉磷酸化酶可以是植物、微生物(例如，細菌)或真菌(例如，酵母)淀粉磷酸化酶。適合于在此使用的支鏈淀粉酶(ec3.2.1.41)包括在美國專利號8354101、7906306、7449320和7399623中披露的那些，例如，將該專利通過引用結合在此。在一些方面，支鏈淀粉酶可以是植物、微生物(例如，細菌)或真菌(例如，酵母)支鏈淀粉酶。適合于在此使用的異淀粉酶(ec3.2.1.68)包括在美國專利號5352602、5811277、7615365和8735105中披露的那些，例如，將該專利通過引用結合在此。在一些方面，異淀粉酶可以是植物、微生物(例如，細菌)或真菌(例如，酵母)異淀粉酶。
在一些實施例中，第二反應可包括使水、無機磷酸鹽、蔗糖和蔗糖磷酸化酶接觸。這種類型的第二反應可任選地表征為蔗糖磷酸化酶反應。適合于在此使用的蔗糖磷酸化酶(ec2.4.1.7)包括在美國專利號5716837、7229801和7968309中披露的那些，例如，將該專利通過引用結合在此。在一些方面，蔗糖磷酸化酶可以是植物、微生物(例如，細菌)或真菌(例如，酵母)蔗糖磷酸化酶。
在一些實施例中，第二反應可以包括使水、無機磷酸鹽、纖維素生物質(包含纖維素的生物質如木質纖維素生物質)、內切葡聚糖酶、纖維糊精磷酸化酶和任選的溶解性多糖單加氧酶和/或纖維二糖水解酶接觸。適合于在此使用的內切葡聚糖酶(例如，纖維素酶、β-1，4-葡聚糖酶)包括例如在美國專利號4435307、5776757和7604974中披露的那些，例如，將該專利通過引用結合在此。在一些方面，內切葡聚糖酶(例如纖維素酶)可以是植物、微生物(例如，細菌)或真菌(例如，酵母)內切葡聚糖酶。適合于在此使用的纖維糊精磷酸化酶可以是目前披露的或如在美國專利號8889379或美國專利申請公開號2014/0087435、2014/0057323和2013/0059340中披露的任何纖維糊精磷酸化酶，例如，將這些專利通過引用結合在此。這種類型的第二反應(即內切葡聚糖酶+纖維糊精磷酸化酶)典型地可以與在此的纖維素生產方法的纖維糊精磷酸化酶酶促反應分開進行。適合于本文使用的溶解性多糖單加氧酶包括isaksen等人(生物化學雜志(j.biol.chem.)289：2632-2642)和eibinger等人(生物化學雜志，2014年10月31日，pii：jbc.m114.602227[印刷前的電子版(epubaheadofprint)])中披露的那些，例如，將其通過引用結合在此。
本披露的實施例進一步涉及一種包含含有與seqidno：2至少90％相同的氨基酸序列的酶的組合物，其中該酶具有纖維糊酶磷酸化酶活性。顯著地，這種酶能夠在干燥和水性兩種條件下產生具有增強特征的低分子量不溶性纖維素，使得這種纖維素具有廣泛的適用性。包含具有與seqidno：2至少90％相同的氨基酸序列的纖維糊精磷酸化酶的組合物的非限制性實例是酶促反應，例如還至少包含水、葡萄糖-1-磷酸和一種或多種纖維糊精的酶促反應。
在此具有纖維糊精磷酸化酶活性的酶可以包含與seqidno：2至少90％相同的氨基酸序列。在其他實施例中，這樣的酶可以包含與seqidno：2100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成。包含seqidno：2的纖維糊精磷酸化酶的非限制性實例包括包含與seqidno：4100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成的纖維糊精磷酸化酶。變體纖維糊精磷酸化酶(例如，與seqidno：2或4參考序列具有在90％-99％之間的氨基酸同一性)應當具有相應非變體參考序列的一些(例如，至少30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％)或全部的酶活性(參見上述定義)。
本披露的具有纖維糊精磷酸化酶活性的酶可以任選地在包含水、葡萄糖-1-磷酸和纖維糊精的反應中合成纖維素。在這種反應中產生的纖維素可以是不溶的(水不溶性的)并且具有約10至約30的重均聚合度(dpw)。
在此的某些方面涉及包含編碼包含與seqidno：2至少90％相同的氨基酸序列的纖維糊精磷酸化酶的核苷酸序列的多核苷酸序列。例如，如在此披露的任何這樣的氨基酸序列可以由核苷酸序列編碼。核苷酸序列可任選地與啟動子序列(例如，異源啟動子)處于可操作連接。一些實施例包括例如包含編碼包含與seqidno：2至少90％相同的氨基酸序列的纖維糊精磷酸化酶的至少一個開放閱讀框的多核苷酸(例如，載體或構建體)。這樣的編碼區可任選地可操作地連接到適合于例如在細胞(例如細菌細胞；真核細胞如酵母、昆蟲或哺乳動物細胞)中或在體外蛋白質表達系統中表達的啟動子序列(例如，異源啟動子)。載體或構建體的實例包括環狀(例如質粒)和非環狀(例如線性dna，例如擴增的dna序列)多核苷酸分子。
在此的某些實施例涉及生產包含與seqidno：2至少90％相同的氨基酸序列的纖維糊精磷酸化酶的方法。該方法可以包括以下步驟：提供具有編碼包含與seqidno：2至少90％相同的氨基酸序列(例如，如在此披露的任何這樣的氨基酸序列)的纖維素酶磷酸化酶的核苷酸序列的多核苷酸序列，并且從該多核苷酸序列表達纖維糊精磷酸化酶，由此生成纖維糊精磷酸化酶。這種方法中的表達步驟可以任選地在細胞(例如，細菌細胞如大腸桿菌；真核細胞如酵母(例如釀酒酵母)、昆蟲或哺乳動物細胞)中進行。可替代地，可以在體外蛋白質表達系統(例如，無細胞蛋白質表達系統，例如使用兔網織紅細胞裂解物或小麥胚芽提取物的那些)中進行表達。此外，可以任選地分離在表達步驟中產生的纖維糊精磷酸化酶。例如，這樣的分離可以以產生具有在此披露的任何特征(例如，純度、ph、緩沖液、和/或鹽水平)的組合物的方式進行。
本披露的實施例進一步涉及一種包含纖維素的組合物，其中該纖維素：
(i)具有約10至約1000的重均聚合度(dpw)，
(ii)具有纖維素ii晶體結構，并且
(iii)不溶于水性組合物。
顯著地，這種低分子量的不溶性纖維素因為其在干燥和水性二者條件下具有增強的特征而具有廣泛的效用，如在此進一步披露的。
目前披露的組合物的纖維素是低分子量纖維素和水不溶性的。
在某些實施例中，纖維素可以具有約10-1000的dpw或dpn。例如，在此的纖維素的dpw或dpn可以是約10-500、10-250、10-100、10-75、10-50、10-45、10-40、10-35、10-30、10-25、15-50、15-45、15-40、15-35、15-30、或15-25。在一些方面，纖維素的dpw或dpn可以是約或至少約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50。
在此處的一些方面，纖維素可以具有約1700-170000、1700-86000、1700-43000、1700-17000、1700-13000、1700-8500、1700-6800、1700-5100、2550-5100、或2550-4250的mw。在一些實例中，mw可以是約或至少約1700、1900、2100、2300、2500、2700、2900、3100、3300、3500、3700、3900、4100、4300、4500、4700、4900、或5100。
目前披露的纖維素的配糖鍵的約100％是例如β-1，4鍵。在其他方面，纖維素可以具有至少約90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的β-1，4鍵的配糖鍵譜圖。因此，在此的纖維素可以具有例如小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％的不是β-1，4的配糖鍵。
在此披露的纖維素的骨架可以是線性/非支化的。可替代地，纖維素中可以存在分支。因此，在某些實施例中，作為聚合物中配糖鍵的百分比，纖維素可以不具有分支點或小于約5％、4％、3％、2％或1％的分支點。
如在此披露的纖維素可以具有纖維素ii晶體結構。例如，在此的纖維素可以包含按重量計約100％的具有纖維素ii晶體結構的纖維素。作為其他實例，纖維素可以包含按重量計至少約80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的具有纖維素ii晶體結構的纖維素。在一些方面中，纖維素可以包含按重量計小于約20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％的具有纖維素i、iii和/或iv晶體結構的纖維素材料。例如，纖維素ii晶體結構已經由kolpak和blackwell(macromolecules[大分子]9：273-278)和kroon-batenburg和kroon(glycoconjugatej.[糖結合物雜志]14：677-690)進行描述，這兩者都通過引用結合在此。表征纖維素ii結構的主要氫鍵是o2-h---o6、o6-h---o6和o2-h---o2，而纖維素i具有o2-h---o6作為主要氫鍵。纖維素ii的結構包括鏈折疊并且難以解開。
在此的纖維素可以被表征為例如被分離。不認為包含如目前披露的纖維素的組合物在自然界中發生。
如在此披露的纖維素可以任選地表征為具有納米級的薄片或薄片狀形狀。由纖維素形成的薄片或薄片狀形狀具有納米級尺寸；當使用如本發明實例中披露的適當的微觀技術時，這種形狀可以表現為平坦的薄片材料。在其他方面，在此的纖維素不是衍生的，也沒有被衍生。因此，如在此披露的纖維素不包括添加的官能團如醚基(例如羧甲基)或酯基(例如乙酸酯基)。
如在此目前披露的組合物的纖維素可以是包含與seqidno：2或seqidno：6至少90％相同的氨基酸序列或由其組成的纖維糊精磷酸化酶的產物。在其他實施例中，纖維素可以是包含與seqidno：2或seqidno：6100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成的纖維糊精磷酸化酶的產物。包含seqidno：2的纖維糊精磷酸化酶的非限制性實例包括包含與seqidno：4100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成的纖維糊精磷酸化酶。包含seqidno：6的纖維糊精磷酸化酶的非限制性實例包括包含與seqidno：8100％相同或至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同的氨基酸序列或由其組成的纖維糊精磷酸化酶。變體纖維糊精磷酸化酶(例如，與seqidno：2、4、6或8參考序列具有在90％-99％之間的氨基酸同一性)應當具有相應非變體參考序列的一些(例如，至少30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％)或全部的酶活性(參見上述定義)。使用纖維糊精磷酸化酶的纖維素的生產可以通過例如在此披露的酶促反應來完成。
如由本披露的纖維糊精磷酸化酶產生的纖維素可以具有纖維素ii晶體結構；這種纖維素尚未經受絲光化或衍生化過程。在此的纖維素當它通過纖維糊精磷酸化酶的酶促合成之后立即或不久存在(例如，小于約.5、1、5、10、15、30、60、90或120分鐘)時可以包含呈纖維素ii晶體狀態的纖維素。與目前披露的纖維素相對比，自然界中(例如在植物中)產生的纖維素典型地具有纖維素i結構，并且通常需要絲光化過程和/或其他化學處理(例如，衍生化，接著是非衍生化，形成再生纖維素)以將其轉化為纖維素ii。在某些實施例中，在此的纖維素包含在水性和干燥兩種條件下均呈纖維素ii晶體狀態的纖維素。
目前披露的組合物的纖維素不溶于水性溶劑如水。相比之下，它可以溶于某些非水性溶劑，例如包含二甲基亞砜(dmso)和/或n，n-二甲基乙酰胺(dmac)的那些。這種溶劑的實例包括單獨的或進一步包含氯化鋰(licl)(例如dmso/licl和dmac/licl)的dmso或dmac。在此的dmso/licl溶劑或dmso/licl溶劑可以包含例如約0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％的licl，或者可以是licl-飽和的。在此的纖維素的濃度可以是在非水溶劑中，例如包含dmso和/或dmac的非水溶劑中例如處于約0.1wt％-30wt％、0.1wt％-20wt％、0.1wt％-10wt％或0.1wt％-5wt％，或者可以是約或至少約0.1wt％、0.3wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％。在某些方面中在此的包含dmso和dmac的溶劑不再另外包含酸。例如，在此的纖維素可以在相對低的溫度例如15℃-30℃、20℃-30℃或20℃-25℃(例如室溫)下溶解在任何前述的基于dmso和dmac的溶劑中。在優選的實施例中，不需要施加熱量來溶解纖維素。
包含在此的纖維素的組合物可以是非水性的(例如干組合物)。這樣的實施例的實例包括膜/涂層、粉末、顆粒、微膠囊、薄片或任何其他形式的顆粒物質。其他實例包括更大的組合物，例如靶丸、棒、核、珠粒、片劑、條棍或其他附聚物。本文的非水性組合物或干組合物典型地在其中包含有少于3wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％、或0.1wt％的水。例如，非水性組合物或干組合物中的在此的纖維素的量可以是約或至少約1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％、99.5wt％、或99.9wt％。例如，本文的非水性組合物可以呈家用產品、個人護理產品、藥物產品、工業產品或食物產品的形式。
在本披露的某些實施例中，包含纖維素的組合物可以是具有約、至少約100cps的粘度的水性組合物。例如，本文的水性組合物可以具有的粘度為約或至少約100cps、250cps、500cps、750cps、1000cps、2000cps、3000cps、4000cps、5000cps、6000cps、7000cps、8000cps、9000cps、10000cps、11000cps、12000cps、13000cps、14000cps、15000cps、16000cps、17000cps、18000cps、19000cps、20000cps、25000cps、30000cps、35000cps、40000cps、45000cps、或50000cps(或在100cps和50000cps之間的任何整數)。在此的水性組合物的實例包括膠體分散體。
例如，粘度可以用在此的水性組合物在約3℃至約110℃之間(或在3℃與110℃之間的任何整數)的任何溫度下測量。可替代地，粘度可以在例如在約4℃至30℃、或約20℃至25℃之間的溫度下測量。粘度可以在大氣壓(約760托)或任何其他更高或更低的壓力下測量。
本文披露的水性組合物的粘度可以使用粘度計或流變儀或使用本領域已知的任何其他方法來測量。本領域技術人員應當理解，粘度計或流變儀可以用于測量在此的表現出剪切稀化行為(即具有隨著流動條件變化的粘度)的水性組合物的粘度。這樣的實施例的粘度可以例如以約0.1rpm至1000rpm(每分鐘轉數)的旋轉剪切速率測量。在一些實施例中，可以在約10rpm、60rpm、150rpm、250rpm或600rpm的旋轉剪切速率下測量粘度。
本文披露的水性組合物的ph可以例如在約2.0至約12.0之間。可替代地，ph可以為例如約2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0；或在5.0至約12.0之間；或在約4.0和8.0之間；或在約5.0和8.0之間。
在此的水性組合物可以包含具有至少約10wt％或20wt％水的溶劑。在其他實施例中，例如，溶劑包含至少約30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％、90wt％、或100wt％的水(或在10wt％與100wt％之間的任何整數)。
例如，本披露的纖維素能以約或至少約0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6wt％、1.8wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、或90wt％的wt％作為不溶性材料存在于水性組合物中。下面的實例4表明，在某些方面，纖維素在相對低濃度的纖維素下為水性組合物提供高粘度。因此，本披露的某些實施例涉及具有少于約30wt％、29wt％、28wt％、27wt％、26wt％、25wt％、24wt％、23wt％、22wt％、21wt％、20wt％、19wt％、18wt％、17wt％、16wt％、15wt％、14wt％、13wt％、12wt％、11wt％、10wt％、9wt％、8wt％、7wt％、6wt％、5wt％、4wt％、3wt％、2wt％、1wt％、或0.5wt％的在此的纖維素的水性組合物。
除了所披露的纖維素之外，在此的水性組合物可以包含其他組分。例如，水性組合物可以包含一種或多種鹽，例如鈉鹽(例如nacl、na2so4)。鹽的其他非限制性實例包括具有(i)鋁、銨、鋇、鈣、鉻(ii或iii)、銅(i或ii)、鐵(ii或iii)、氫、鉛(ii)、鋰、鎂、錳(ii或iii)、汞(i或ii)、鉀、銀、鈉、鍶、錫(ii或iv)或鋅陽離子，和(ii)乙酸鹽、硼酸鹽、溴酸鹽、溴化物、碳酸鹽、氯酸鹽、氯化物、亞氯酸鹽、鉻酸鹽、氨腈(cyanamide)、氰化物、重鉻酸鹽、磷酸二氫鹽、鐵氰化物、亞鐵氰化物、氟化物、碳酸氫鹽、磷酸氫鹽、硫酸氫鹽、硫化氫、亞硫酸氫鹽、氫化物、氫氧化物、次氯酸鹽、碘酸鹽、碘化物、硝酸鹽、氮化物、亞硝酸鹽、草酸鹽、氧化物、高氯酸鹽、高錳酸鹽、過氧化物、磷酸鹽、磷化物、亞磷酸鹽、硅酸鹽、錫酸鹽、亞錫酸鹽、硫酸鹽、硫化物、亞硫酸鹽、酒石酸鹽或硫氰酸鹽陰離子的那些。因此，例如，具有上述(i)中的陽離子和上述(ii)中的陰離子的任何鹽可以處于水性組合物中。例如，鹽能以約(或至少約)0.01至約10.00(或在0.01至10.00之間的任何百分比增量)的wt％存在于在此的水性組合物中。
包含在此的纖維素的水性組合物可以是例如膠體分散體。在此的膠體分散體中的纖維素顆粒的平均尺寸/直徑典型地范圍為從約1nm至200000nm(200微米)。在一些實例中，平均粒徑可以為約1-100nm、1-1000nm、1-10000nm、1-100000nm、1-200000nm、10-100nm、10-1000nm、10-10000nm、10-100000nm、10-200000nm、100-1000nm、100-10000nm、100-100000nm、100-200000nm、1000-10000nm、1000-100000、1000-200000nm、10000-100000nm、或10000-200000nm。
在某些實施例中，水性組合物具有剪切稀化行為。剪切稀化行為被觀測為隨著剪切速率增加而降低水性組合物的粘度。水性組合物的剪切稀化行為的改性可歸因于在此的纖維素與水性組合物的混合。因此，本披露的一種或多種纖維素材料可以添加到水性組合物中以改變其流變特征(即，水性液體、溶液或混合物的流動特性被改變)。而且，可以將在此的一種或多種纖維素材料添加到水性組合物中以改性其粘度。
通過在增加的旋轉剪切速率(例如，從約0.1rpm至約1000rpm)下測量粘度可以觀測到本文的水性組合物的流變特性。例如，在此披露的水性組合物的剪切稀化行為可以被觀測為隨著旋轉剪切速率從約10rpm增加至60rpm、從10rpm增加至150rpm、從10rpm增加至250rpm、從60rpm增加至150rpm、從60rpm增加至250rpm、或從150rpm增加至250rpm，粘度(cps)降低至少約5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、或95％(或在5％與95％之間的任何整數)。
包含本文的纖維素的組合物，例如水性組合物或非水性組合物，可任選地含有一種或多種活性酶。合適的酶的非限制性實例包括蛋白酶、過氧化物酶、脂肪分解酶(例如金屬脂肪分解酶)、木聚糖酶、脂肪酶、磷脂酶、酯酶(例如芳基酯酶、聚酯酶)、過水解酶、角質酶、果膠酶、果膠裂解酶、甘露聚糖酶、角蛋白酶、還原酶、氧化酶(例如膽堿氧化酶)、酚氧化酶、脂氧合酶、木質素酶、支鏈淀粉酶、鞣酸酶、戊聚糖酶、蘋果酸酶(malanase)、阿拉伯糖苷酶、透明質酸酶、軟骨素酶、漆酶、金屬蛋白酶、阿馬多里酶(amadoriase)、葡糖淀粉酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、肌醇六磷酸酶、異構酶、轉移酶和淀粉酶。如果包括一種或多種酶，則其能以例如約0.0001wt％-0.1wt％(例如0.01wt％-0.03wt％)的活性酶(例如，以純酶蛋白計算)包含在本文的組合物中。
本文某些方面中的水性組合物可以呈食物產品、個人護理產品、藥物產品、家用產品或工業產品(例如下面描述的那些產品中的任何一種)的形式和/或包含在其中。本披露的纖維素例如可以作為增稠劑用于這些產品中的每一種中。如果需要，這樣的增稠劑可以與一種或多種其他類型的增稠劑結合使用，例如在美國專利號8541041中披露的那些增稠劑，其披露內容通過引用以其全文結合在此。
據信，本文披露的纖維素化合物可用于向個人護理產品、藥物產品、家用產品、工業產品或食物產品提供一種或多種以下物理特性：例如增稠、冷凍/解凍穩定性、潤滑性、濕度保持和釋放、質地、稠度、形狀保持、乳化、粘合、懸浮、分散、凝膠化、礦物硬度降低。產物中右旋糖酐的濃度或量的實例可以是例如本文提供的任何重量百分比。
本文的個人護理產品沒有特別限制，并且包括例如皮膚護理組合物、化妝品組合物、抗真菌組合物和抗細菌組合物。本文的個人護理產品可以呈例如洗劑、霜劑、糊劑、香脂、軟膏、潤發油、凝膠劑、液體、這些的組合等的形式。如果需要，本文披露的個人護理產品可以包括至少一種活性成分。活性成分通常被認為是引起預期的藥理作用的成分。
在某些實施例中，可以將皮膚護理產品應用于皮膚以解決與缺乏水分有關的皮膚損傷。也可以使用皮膚護理產品來解決皮膚的視覺外觀(例如，減少片狀，龜裂和/或紅色皮膚的外觀)和/或皮膚的觸感(例如，減少皮膚的粗糙度和/或干燥度，同時改善皮膚的柔軟度和微觀細化)。典型地，皮膚護理產品可以包括用于治療或預防皮膚疾病、提供美容效果、或為皮膚提供保濕益處的至少一種活性成分，例如氧化鋅、凡士林、白凡士林、礦物油、魚肝油、羊毛脂、二甲聚硅氧烷、硬脂、維生素a、尿囊素、爐甘石、高嶺土、甘油或膠體燕麥片、以及這些的組合。皮膚護理產品可以包括一種或多種天然保濕因子，例如像神經酰胺、透明質酸、甘油、角鯊烷、氨基酸、膽固醇、脂肪酸、三酸甘油酯、磷脂質、鞘糖脂、尿素、亞油酸、葡糖氨基葡聚糖、黏多糖、乳酸鈉、或吡咯烷酮羧酸鈉。可以包括在皮膚護理產品中的其他成分包括但不限于甘油酯、杏仁油、卡諾拉油、角鯊烷、角鯊烯、椰子油、玉米油、荷荷芭油、荷荷芭蠟、卵磷脂、橄欖油、紅花油、芝麻油、乳木果油、大豆油、甜杏仁油、向日葵油、茶樹油、乳木果油、棕櫚油、膽固醇、膽固醇酯、蠟酯、脂肪酸和橙皮油。
本文的個人護理產品也可以呈例如化妝品、唇膏、睫毛膏、胭脂、粉底、腮紅、眼線膏、唇線筆、唇彩、其他化妝品、防曬霜、防曬乳、指甲油、指甲調理劑、沐浴露(bathgel)、淋浴凝膠(showergel)、沐浴乳(bodywash)、洗面奶、潤唇膏、護膚霜、冷霜、潤膚膏、身體噴霧劑、皂、身體磨砂膏、去角質劑(exfoliant)、收斂劑、頸背爽膚水(scruffinglotion)、脫毛劑、燙發溶液(permanentwavingsolution)、去頭皮屑配制品、止汗組合物、除臭劑、剃須產品、剃須前產品、剃須后產品、清潔劑、皮膚凝膠、染發劑、潔牙劑組合物、牙膏、或漱口劑。
在某些方面，個人護理產品可以是頭發護理產品。本文的頭發護理產品的實例包括洗發精、護發素(免洗或漂洗型)、營養發水、染發劑、染發產品、頭發光亮產品、護發精華、頭發防毛躁產品、頭發分叉修復產品、摩絲、噴發劑和發型啫哩。在一些實施例中，頭發護理產品可以呈液體、糊劑、凝膠、固體或粉末的形式。典型地，如本文披露的頭發護理產品包含一種或多種以下通常用于配制頭發護理產品的成分：陰離子表面活性劑，例如聚氧乙烯月桂醚硫酸鈉；陽離子表面活性劑，例如硬脂酰基三甲基氯化銨和/或二硬脂酰基二甲基氯化銨；非離子表面活性劑，例如單硬脂酸甘油酯、山梨糖醇酐單棕櫚酸酯和/或聚氧乙烯鯨蠟醚；潤濕劑，例如丙二醇、1，3-丁二醇、甘油、山梨糖醇、焦谷氨酸鹽、氨基酸和/或三甲基甘氨酸；烴類，例如液體石蠟、凡士林油、固體石蠟、角鯊烷和/或烯烴低聚物；高級醇，例如硬脂醇和/或鯨蠟醇；富脂劑；去頭皮屑劑；消毒劑；消炎劑；生藥；水溶性聚合物，例如甲基纖維素、羥基纖維素和/或部分脫乙酰甲殼素(除本文披露的一種或多種右旋糖酐之外)；防腐劑，例如對羥基苯甲酸酯；紫外光吸收劑；珠光劑；ph調節劑；香料；以及顏料。
本文的藥物產品可以呈例如乳劑、液體、酏劑、凝膠、懸浮液、溶液、霜劑或軟膏劑的形式。而且，本文的藥物產品可以呈本文披露的任何個人護理產品的形式，例如抗細菌或抗真菌組合物。藥物產品可以進一步包含一種或多種藥學上可接受的載體、稀釋劑和/或藥學上可接受的鹽。本文披露的纖維素材料也可以用于膠囊、封裝劑、片劑包衣以及作為賦形劑用于藥劑和藥物。
本文的食物產品的非限制性實例包括蔬菜、肉和大豆餡餅；改良海鮮；改良奶酪棒；奶油湯；肉汁和醬汁；沙拉醬；蛋黃醬；洋蔥圈；果醬、果凍和糖漿；餅餡；馬鈴薯產品，例如炸薯條和膨化薯條；用于油炸食品、薄煎餅/華夫餅干和蛋糕的面糊；寵物食品；糕點糖果(糖果)；飲料；冷凍甜點；冰淇淋；培養的奶制品(cultureddairyproducts)，例如松軟干酪、酸奶、奶酪和酸奶油；蛋糕糖霜和釉料；人造稠黃油；發酵和未發酵的烘焙食品；等等。
在某些實施例中，本文的纖維素能以提供所希望的程度的增稠和/或分散的量包含在食品或任何其他可吸收的材料(例如腸內藥物制劑)中。例如，產品中的纖維素的濃度或量可以為約0.1wt％-3wt％、0.1wt％-4wt％、0.1wt％-5wt％、或0.1wt％-10wt％。
本文的家用和/或工業產品可以呈以下形式：干壁膠帶接合化合物；砂漿；水泥漿；石膏水泥灰漿(cementplaster)；噴霧灰泥；水泥灰泥(cementstucco)；粘合劑；糊劑；墻壁/天花板調質劑；用于帶式澆注、擠壓成型、噴射模塑和陶瓷的粘合劑和加工助劑；用于殺有害生物劑、除草劑和化肥的噴灑附著物和懸浮/分散助劑；織物護理產品，例如織物柔軟劑和衣物洗滌劑；硬表面清潔劑：空氣清新劑；聚合物乳液；凝膠例如水性凝膠；表面活性劑溶液；涂料如水性涂料；保護涂層；粘合劑；密封劑和填縫劑；油墨例如水性油墨；金屬加工液；或用于電鍍、磷化、鍍鋅和/或一般金屬清洗操作中的乳液型金屬清洗液。或液壓流體(例如，用于井下操作例如壓裂和油回收的那些)。
本文的纖維素材料可以例如以提供所希望的程度的增稠和/或分散的量包含在個人護理產品、藥物產品、家用產品或工業產品中。本文的產品中的纖維素的濃度或量的實例可以是例如在本披露中提供的任何纖維素重量百分比。
包含如本文披露的纖維素的食物產品可以呈例如糕點糖果的形式。本文的糕點糖果可以含有一種或多種糖(例如蔗糖、果糖、葡萄糖)用于甜化，或相反不含糖。
糕點糖果的實例包括煮糖(硬煮糖[即，硬糖])、糖衣糖、果凍糖果、口香糖(gums)、甘草糖、求斯糖、焦糖、太妃糖、軟糖、口香糖(chewinggums)、泡泡糖、牛軋糖、耐嚼膏、哈拉瓦(halawa)、片劑、糖錠、糖霜、霜狀白糖、布丁和凝膠(例如、水果凝膠、明膠甜點)。糕點糖果的其他實例包括充氣糖果，例如棉花糖和烘焙糖果。
本文的糕點糖果可以任選地使用巧克力，以任何形式(例如棒狀、糖果、糖塊、松露、扁豆)制備。例如，糕點糖果可以用巧克力、糖衣、糖果、釉面和/或薄膜包衣來進行包衣。薄膜包衣方法典型地包括向糖果的表面應用成膜液體組合物，該組合物在干燥后變成保護膜。例如，這種薄膜包衣用于保護糕點糖果中包含的有效成分；保護糕點糖果本身免于潮濕、沖擊和/或易碎；和/或賦予糕點糖果有吸引力的視覺特性(例如，光澤、均勻的顏色、光滑的表面)。此類膜可以包含如本文披露的纖維素。
在某些實施例中，糕點糖果可以用液體、糊狀、固體或粉末狀的填料進行填充。本文的纖維素可以包含在這樣的填料中，在這種情況下，在被填充的糕點糖果組分中任選地還包含纖維素。
本文的糕點糖果任選地是無糖的、不包含糖，并且典型地相反具有一種或多種人造糖和/或非糖甜味劑(任選非熱量型)(例如，阿斯巴甜、糖精、甜葉菊(stevia)、蔗糖素(sucralose))。在某些實施例中，無糖糕點糖果可以包含一種或多種多元醇(例如赤蘚糖醇、甘油、乳糖醇、甘露糖醇、麥芽糖醇、木糖醇)、可溶性纖維和/或代替糖的蛋白質。
包含如本文披露的纖維素的食物產品可以呈例如寵物食品的形式。本文的寵物食品可以是馴養動物例如狗或貓(或任何其他陪伴動物)的食品。在某些實施例中，寵物食品向家畜提供以下中的一種或多種：必需的飲食必需品、零食(例如狗餅干)、食品補充劑。寵物食品的實例包括干寵物食物(例如，核、粗粒食物)、半濕潤組合物、濕寵物食物(例如罐頭寵物食物)或其任何組合。濕寵物食品典型地具有超過65％的水分含量。半濕潤寵物食品典型地具有20％-65％的水分含量，并且可以包括濕潤劑例如丙二醇、山梨酸鉀和防止微生物(細菌和霉菌)生長的成分。干寵物食品典型地具有低于20％的水分含量，并且其加工通常包括擠壓、干燥和/或烘焙。寵物食品可以任選地處于肉汁、酸奶、粉末、懸浮液、咀嚼物或零食(例如餅干)的形式；如果需要，所有這些組合物也可以用作寵物食品補充劑。寵物零食可以是例如半濕可咀嚼的零食；干燥零食；可咀嚼的骨頭；烘焙的、擠壓的或沖壓的零食；或糖果零食。其中可以添加本文的纖維素的寵物食物組合物/配制品的實例包括美國專利申請公開號2013/0280352和2010/0159103和美國專利號6977084中披露的那些，其全部通過引用結合在此。
包含如本文披露的纖維素的組合物可以呈織物護理組合物的形式。例如，本文的織物護理組合物可用于手洗、機洗和/或其他目的，例如織物的浸泡和/或預處理。織物護理組合物可以采取例如衣物洗滌劑；織物調理劑；任何洗滌產品、漂洗產品或烘干機添加的產品；單位劑量或噴霧的形式。處于液體形式的織物護理組合物可以呈如本文披露的水性組合物的形式。在其他方面，織物護理組合物可以呈干燥形式，例如顆粒洗滌劑或烘干機添加的織物柔軟劑片。本文的織物護理組合物的其他非限制性實例包括：顆粒或粉末形式的通用或重垢洗滌劑；液體、凝膠或糊狀形式的通用或重垢洗滌劑；液體或干燥精細織物(例如精致衣物)洗滌劑；清潔助劑例如漂白添加劑、“去污棒”或預處理；含基底的產品，例如干和濕的抹布、襯墊或海綿；噴霧和霧。
本文的洗滌劑組合物可以呈任何有用的形式，例如粉末、顆粒、糊劑、棒、單位劑量或液體。液體洗滌劑可以是水性的，典型地包含多達約70wt％的水和0wt％至約30wt％的有機溶劑。它也可以呈僅含有約30wt％水的緊密凝膠類型的形式。
典型地本文的洗滌劑組合物包含一種或多種表面活性劑，其中該表面活性劑選自非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑、兼性離子表面活性劑、半極性非離子表面活性劑及其混合物。在一些實施例中，表面活性劑以從約0.1％至約60％的水平存在，而在可替代的實施例中，該水平為從約1％至約50％，而在又進一步的實施例中，該水平為從約5％至約40％，以洗滌劑組合物的重量計。通常，洗滌劑將含有0wt％至約50wt％的陰離子表面活性劑，例如直鏈烷基苯磺酸鹽(las)、α-烯烴磺酸鹽(aos)、烷基硫酸鹽(脂肪醇硫酸鹽)(as)、醇乙氧基硫酸鹽(aeos或aes)、仲型鏈烷磺酸鹽(sas)、α-磺基脂肪酸甲酯、烷基-或烯基琥珀酸或皂。另外，洗滌劑組合物可任選地含有0wt％至約40wt％的非離子表面活性劑，例如醇乙氧基化物(aeo或ae)、羧化醇乙氧基化物、壬基苯酚乙氧基化物、烷基多糖苷、烷基二甲基胺氧化物、乙氧基化脂肪酸單乙醇酰胺、脂肪酸單乙醇酰胺、或多羥基烷基脂肪酸酰胺(如在wo92/06154中所描述，其通過引用結合在此)。
本文的洗滌劑組合物典型地包含一種或多種洗滌劑助洗劑或助洗劑系統。在摻入至少一種助洗劑的一些實施例中，清潔組合物包含以組合物的重量計至少約1％、從約3％至約60％、或甚至從約5％至約40％的助洗劑。助洗劑包括但不限于，聚磷酸鹽的堿金屬、銨和鏈烷醇銨鹽；堿金屬硅酸鹽、堿土金屬和堿金屬碳酸鹽；鋁硅酸鹽；聚羧酸化合物；醚羥基聚羧酸酯；馬來酸酐與乙烯或乙烯基甲基醚、1，3，5-三羥基苯-2，4，6-三磺酸、和羧基甲基氧基琥珀酸的共聚物；聚乙酸的各種堿金屬、銨和取代的銨鹽，例如乙二胺四乙酸和次氮基三乙酸；連同聚羧酸酯，例如苯六甲酸、琥珀酸、檸檬酸、氧代二琥珀酸(oxydisuccinicacid)、聚馬來酸、苯1，3，5-三羧酸、羧基甲基氧基琥珀酸及其可溶性鹽。實際上，預期任何適合的助洗劑將可用于本披露的各種實施例中。洗滌劑助洗劑或絡合劑的實例包含沸石、二磷酸鹽、三磷酸鹽、膦酸鹽、檸檬酸鹽、次氮基三乙酸(nta)、乙二胺四乙酸(edta)、二亞乙基三胺五乙酸(dtmpa)、烷基或烯基琥珀酸、可溶性硅酸鹽或層狀桂酸鹽(如，來自赫斯特公司(hoechst)的sks-6)。
在一些實施例中，助洗劑形成水溶性硬離子絡合物(例如螯合助洗劑)，例如檸檬酸鹽和多磷酸鹽(例如三聚磷酸鈉和三聚磷酸鈉六水合物、三聚磷酸鉀、以及混合的三聚磷酸鈉和三聚磷酸鉀等)。預期任何適合的助洗劑將可用于本披露，包括本領域已知的那些(參見例如ep2100949)。
在一些實施例中，適合的助洗劑可以包括磷酸鹽助洗劑和非磷酸鹽助洗劑。在一些實施例中，助洗劑是磷酸鹽助洗劑。在一些實施例中，助洗劑是非磷酸鹽助洗劑。若存在的話，助洗劑可以以按組合物的重量計從0.1％至80％、或從5％至60％、或從10％至50％的水平使用。在一些實施例中，產品包括磷酸鹽和非磷酸鹽助洗劑的混合物。適合的磷酸鹽助洗劑包括單磷酸鹽、二磷酸鹽、三聚磷酸鹽或低聚多磷酸鹽，包括這些化合物的堿金屬鹽，包括鈉鹽。在一些實施例中，助洗劑可以是三聚磷酸鈉(stpp)。另外，組合物可以包含有助于實現中性ph組合物的碳酸鹽和/或檸檬酸鹽，優選檸檬酸鹽。其他適合的非磷酸鹽助洗劑包括多羧酸及其部分或完全中和鹽、單體型多羧酸和羥基羧酸及其鹽的均聚物和共聚物。在一些實施例中，上述化合物的鹽包括銨鹽和/或堿金屬鹽，即鋰鹽、鈉鹽和鉀鹽，包括鈉鹽。適合的多元羧酸包括無環的、脂環族的、雜環的和芳香族的羧酸，其中在一些實施例中，它們可以包含至少兩個羧基基團，這些羧基基團在每種情況下彼此分離，在某些情況下被不超過兩個碳原子分離。
本文的洗滌劑組合物可包含至少一種螯合劑。適合的螯合劑包括但不限于銅、鐵和/或錳螯合劑及其混合物。在使用至少一種螯合劑的實施例中，該組合物包含以該組合物的重量計從約0.1％至約15％或甚至從約3.0％至約10％的螯合劑。
本文的洗滌劑組合物可以包含至少一種沉積助劑。合適的沉積助劑包括但不限于聚乙二醇、聚丙二醇、聚羧酸鹽、去污聚合物(例如聚對苯二甲酸)、粘土例如高嶺土、蒙脫石、綠坡縷石、伊利石、膨潤土、多水高嶺土及其混合物。
本文的洗滌劑組合物可以包含一種或多種染料轉移抑制劑。適合的聚合物染料轉移抑制劑包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮聚合物、多胺n-氧化物聚合物、n-乙烯吡咯烷酮與n-乙烯基咪唑的共聚物、聚乙烯噁唑烷酮以及聚乙烯咪唑或其混合物。另外的染料轉移抑制劑包括錳酞菁、過氧化物酶、聚乙烯吡咯烷酮聚合物、多胺n-氧化物聚合物、n-乙烯基吡咯烷酮和n-乙烯基咪唑的共聚物、聚乙烯基噁唑烷酮和聚乙烯基咪唑和/或其混合物；螯合劑，其實施例包括乙二胺四乙酸(edta)；二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(dtpmp)；羥基-乙烷二膦酸(hedp)；乙二胺n，n′-二琥珀酸(edds)；甲基甘氨酸二乙酸(mgda)；二乙三胺五乙酸(dtpa)；丙二胺四乙酸(pdta)；2-羥基吡啶-n-氧化物(hpno)；或甲基甘氨酸二乙酸(mgda)；谷氨酸n，n-二乙酸(n，n-二羧基甲基谷氨酸四鈉鹽(glda)；次氮基三乙酸(nta)；4，5-二羥基間苯二磺酸；檸檬酸及其任何鹽；n-羥基乙基乙二胺三乙酸(hedta)、三亞乙基四胺六乙酸(ttha)、n-羥基乙基亞氨基二乙酸(heida)、二羥基乙基甘氨酸(dheg)、乙二胺四丙酸(edtp)及其衍生物，其可以單獨使用或與以上任何一種組合使用。在使用至少一種染料轉移抑制劑的實施例中，本文的組合物可以包含以該組合物的重量計從約0.0001％至約10％、從約0.01％至約5％、或甚至從約0.1％至約3％的該至少一種染料轉移抑制劑。
本文的洗滌劑組合物可以包含硅酸鹽。在這些實施例中的一些，可使用硅酸鈉(例如，二硅酸鈉、偏硅酸鈉和/或晶體硅酸鹽)。在一些實施例中，硅酸鹽以按該組合物的重量計從約1％至約20％的水平存在。在一些實施例中，硅酸鹽以按該組合物的重量計從約5％至約15％的水平存在。
本文的洗滌劑組合物可以包含分散劑。適合的水溶性有機材料包括但不限于均聚合或共聚合的酸或其鹽，其中聚羧酸包括至少兩個被不超過兩個碳原子彼此分開的羧基自由基。
本文的洗滌劑組合物可以另外包含一種或多種酶。酶的實例包括呈任意組合的蛋白酶、過氧化物酶、脂肪分解酶(例如金屬脂肪分解酶)、木聚糖酶、脂肪酶、磷脂酶、酯酶(例如芳基酯酶、聚酯酶)、過氧水解酶、角質酶、果膠酶、果膠酸裂合酶、甘露聚糖酶、角蛋白酶、還原酶、氧化酶(例如膽堿氧化酶、酚氧化酶)、酚氧化酶、脂肪氧合酶、木質素酶、支鏈淀粉酶、鞣酸酶、戊聚糖酶、蘋果酸酶(malanase)、阿拉伯糖苷酶、透明質酸酶、軟骨素酶、漆酶、金屬蛋白酶、阿馬多里酶、葡糖淀粉酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶、半乳糖苷酶、半乳聚糖酶、過氧化氫酶、角叉菜膠酶、透明質酸酶、角蛋白酶、乳糖酶、木質酶、過氧化物酶、磷酸酶、聚半乳糖醛酸酶、鼠李糖半乳糖醛酸酶、鞣酸酶、轉谷氨酰胺酶、木葡聚糖酶、木糖苷酶、金屬蛋白酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、植酸酶、異構酶、轉移酶和/或淀粉酶。
在本披露的一些實施例中，洗滌劑組合物可以包含一種或多種酶，各自處于按組合物的重量計從約0.00001％至約10％的水平，以及按組合物的重量計的余量的清潔輔助材料。在本披露的一些其他實施例中，洗滌劑組合物還可以包含以按該組合物的重量計約0.0001％至約10％、約0.001％至約5％、約0.001％至約2％、或約0.005％至約0.5％的水平的每一種酶。
合適的蛋白酶包括動物、植物或微生物起源的蛋白酶。在一些實施例中，使用微生物蛋白酶。在一些實施例中，包括化學或遺傳修飾的突變體。在一些實施例中，蛋白酶是絲氨酸蛋白酶，優選堿性微生物蛋白酶或胰蛋白酶樣蛋白酶。堿性蛋白酶的實例包括枯草桿菌蛋白酶，特別是衍生自芽孢桿菌屬的那些(例如，枯草桿菌蛋白酶遲緩、枯草桿菌蛋白酶解淀粉、枯草桿菌蛋白酶嘉士伯(carlsberg)、枯草桿菌蛋白酶309、枯草桿菌蛋白酶147和枯草桿菌蛋白酶168)。另外的實例包括在us專利號re34606、5955340、5700676、6312936和6482628中描述的那些突變體蛋白酶，其全部通過引用結合在此。另外的蛋白酶實例包括但不限于胰蛋白酶(例如豬或牛起源的)和在wo89/06270中描述鐮孢菌屬(fusarium)蛋白酶。在一些實施例中，可商購的蛋白酶包括但不限于：
適合的甘露聚糖酶包括但不限于細菌或真菌起源的那些。化學或遺傳修飾的突變體包括在一些實施例中。已知各種甘露聚糖酶可用于本披露(參見例如美國專利號6566114、6602842和6440991中，其全部通過引用結合在此)。可用于本披露的可商購的甘露聚糖酶包括但不限于
合適的脂肪酶包括細菌或真菌起源的那些。包括化學修飾的、蛋白水解修飾的或蛋白工程化的突變體。有用的脂肪酶的實例包括來自以下屬的那些：腐質霉屬(例如，綿毛狀腐質菌(h.lanuginosa)、ep258068和ep305216；特異腐質霉(h.insolens)，wo96/13580)，假單胞菌屬(例如產堿假單胞菌(p.alcaligenes)或假產堿假單胞菌(p.pseudoalcaligenes)，ep218272；洋蔥假單胞菌(p.cepacia)，ep331376；施氏假單胞菌(p.stutzeri)，gb1372034；熒光假單胞菌和假單胞菌屬菌株sd705，wo95/06720和wo96/27002；威斯康星假單胞菌(p.wisconsinensis)，wo96/12012)；和芽孢桿菌屬(例如枯草芽孢桿菌，達爾圖瓦(dartois)等人，生物化學與生物物理學報(biochemicaetbiophysicaacta)1131：253-360；嗜熱脂肪芽孢桿菌，jp64/744992；短小芽胞桿菌，wo91/16422)。此外，許多克隆的脂肪酶可用于本發明的一些實施例中，包括但不限于沙門柏干酪青霉(penicilliumcamembertii)脂肪酶(參見yamaguchi等人，基因(gene)103：61-67[1991])；白地霉(geotricumcandidum)脂肪酶(參見schimada等人，生物化學雜志(j.biochem.)，106：383-388[1989])；以及各種根霉屬脂肪酶例如德氏根霉(r.delemar)脂肪酶(參見哈斯(hass)等人，基因(gene)109：117-113[1991])；雪白根霉脂肪酶(kugimiya等人，生物科學、生物技術與生物化學(biosci.biotech.biochem.)56：716-719[1992])和米根霉(r.oryzae)脂肪酶。可用于本文的另外的脂肪酶包括例如在wo92/05249、wo94/01541、wo95/35381、wo96/00292、wo95/30744、wo94/25578、wo95/14783、wo95/22615、wo97/04079、wo97/07202、ep407225和ep260105中披露的那些。其他類型的脂肪酶多肽酶例如角質酶還可用于本披露的一些實施例中，包括但不限于源自門多薩假單胞菌(pseudomonasmendocina)(參見wo88/09367)的角質酶和源自豌豆根腐鐮孢菌(fusariumsolanipisi)的角質酶(參見，wo90/09446)。可用于本文的某些可商購脂肪酶的實例包括m1lipasetm、lumafasttm、和lipomaxtm(杰能科公司(genencor))；
合適的聚酯酶包括例如在wo01/34899、wo01/14629和美國專利號6933140中披露的那些。
本文的洗滌劑組合物還可以包含2，6-β-d-果聚糖水解酶，其對于去除/清潔存在于家用和/或工業紡織品/衣物中的某些生物膜是有效的。
適合的淀粉酶包括但不限于細菌或真菌起源的那些。化學或遺傳修飾的突變體包括在一些實施例中。可用于本披露的淀粉酶包括但不限于從地衣芽孢桿菌獲得的α-淀粉酶(參見例如gb1296839)。另外合適的淀粉酶包括在wo9510603、wo9526397、wo9623874、wo9623873、wo9741213、wo9919467、wo0060060、wo0029560、wo9923211、wo9946399、wo0060058、wo0060059、wo9942567、wo0114532、wo02092797、wo0166712、wo0188107、wo0196537、wo0210355、wo9402597、wo0231124、wo9943793、wo9943794、wo2004113551、wo2005001064、wo2005003311、wo0164852、wo2006063594、wo2006066594、wo2006066596、wo2006012899、wo2008092919、wo2008000825、wo2005018336、wo2005066338、wo2009140504、wo2005019443、wo2010091221、wo2010088447、wo0134784、wo2006012902、wo2006031554、wo2006136161、wo2008101894、wo2010059413、wo2011098531、wo2011080352、wo2011080353、wo2011080354、wo2011082425、wo2011082429、wo2011076123、wo2011087836、wo2011076897、wo94183314、wo9535382、wo9909183、wo9826078、wo9902702、wo9743424、wo9929876、wo9100353、wo9605295、wo9630481、wo9710342、wo2008088493、wo2009149419、wo2009061381、wo2009100102、wo2010104675、wo2010117511、和wo2010115021中披露的那些，其全部通過引用結合在此。
合適的淀粉酶包括例如可商購的淀粉酶，例如污漬酶
預期用于組合物中的適合的過氧化物酶/氧化酶包括植物、細菌或真菌起源的那些。包括化學修飾的或蛋白工程化的突變體。可用于本文的過氧化物酶的實例包括來自鬼傘屬(coprinus)(例如灰蓋鬼傘(c.cinereus)，wo93/24618、wo95/10602和wo98/15257)的那些，以及在wo2005056782、wo2007106293、wo2008063400、wo2008106214、和wo2008106215中引用的那些。可用于本文的可商購的過氧化物酶包括例如guardzymetm(諾和諾德公司(novonordiska/s)和諾維信公司(novozymesa/s))。
在一些實施例中，過氧化物酶與過氧化氫或其來源(例如過碳酸鹽、過硼酸鹽或過硫酸鹽)組合使用。在一些可替代的實施例中，氧化酶與氧組合使用。兩種類型的酶都用于“溶液漂白”，即當織物在洗滌液中一起洗滌時防止紡織染料從一種染色的織物轉移到另一種織物上)，優選與增效劑一起使用(參見例如wo94/12621和wo95/01426)。適合的過氧化物酶/氧化酶包括但不限于植物、細菌或真菌起源的那些。化學或遺傳修飾的突變體包括在一些實施例中。
可以包含在本文的洗滌劑組合物中的酶可以使用常規的穩定劑例如多元醇例如丙二醇或甘油；糖或糖醇；乳酸；硼酸或硼酸衍生物(例如芳香族硼酸酯)來穩定。
本文的洗滌劑組合物可以包含約1wt％至約65wt％的洗滌劑助洗劑或絡合劑如沸石、二磷酸鹽、三磷酸鹽、膦酸鹽、檸檬酸鹽、次氮基三乙酸(nta)、乙二胺四乙酸(edta)、二亞乙基三胺五乙酸(dtmpa)、烷基或烯基琥珀酸、可溶性硅酸鹽或層狀桂酸鹽(如，來自赫斯特公司(hoechst)的sks-6)。洗滌劑也可以是不加助洗劑的，即基本上不含洗滌劑助洗劑。
在某些實施例中的洗滌劑組合物除了如本文披露的纖維素之外還可以包含一種或多種其他類型的聚合物。可用于本文的其他類型聚合物的實例包括羧基甲基纖維素(cmc)、聚(乙烯基吡咯烷酮)(pvp)、聚乙二醇(peg)、聚(乙烯醇)(pva)、聚羧酸酯例如聚丙烯酸酯、馬來酸/丙烯酸共聚物、和月桂酰甲基丙烯酸酯/丙烯酸共聚物。
本文的洗滌劑組合物可以包含漂白系統。例如，漂白系統可以包含h2o2源例如過硼酸或過碳酸，其可以與形成過酸的漂白活化劑(例如四乙酰基乙二胺(taed)或壬酰基氧基苯磺酸酯(nobs))組合。可替代地，漂白系統可以包含過氧酸(例如，酰胺、酰亞胺或砜類過氧酸等)。還可替代地，漂白系統可以是包含過水解酶的酶促漂白系統，例如向在wo2005/056783中描述的系統。
本文的洗滌劑組合物還可以包含常規的洗滌劑成分，例如織物調理劑、粘土、泡沫促進劑、泡沫抑制劑、抗腐蝕劑、污垢懸浮劑、抗污垢再沉積劑、染料、殺細菌劑、變色抑制劑、熒光增白劑或香料。本文的洗滌劑組合物的ph(在使用濃度的水溶液中測量)通常為中性或堿性(例如，ph為約7.0至約11.0)。
可以適用于本文披露的目的的洗滌劑組合物的特定形式披露在例如us20090209445a1、us20100081598a1、us7001878b2、ep1504994b1、wo2001085888a2、wo2003089562a1、wo2009098659a1、wo2009098660a1、wo2009112992a1、wo2009124160a1、wo2009152031a1、wo2010059483a1、wo2010088112a1、wo2010090915a1、wo2010135238a1、wo2011094687a1、wo2011094690a1、wo2011127102a1、wo2011163428a1、wo2008000567a1、wo2006045391a1、wo2006007911a1、wo2012027404a1、ep1740690b1、wo2012059336a1、us6730646b1、wo2008087426a1、wo2010116139a1、和wo2012104613a1中，其全部通過引用結合在此。
本文的衣物洗滌劑組合物可以任選地是重垢(通用)衣物洗滌劑組合物。示例性重垢衣物洗滌劑組合物包含清潔表面活性劑(10％-40％wt/wt)，包括陰離子清潔表面活性劑(選自以下組：直鏈或支鏈或無規鏈、取代或未取代的烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基烷氧基化硫酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基膦酸鹽、烷基羧酸鹽和/或其混合物)和任選地非離子表面活性劑(選自以下組：直鏈或支鏈或無規鏈、取代或未取代的烷基烷氧基化醇，例如c8-c18烷基乙氧基化醇和/或c6-c12烷基苯酚烷氧基化物)，其中陰離子清潔表面活性劑(具有從6.0至9的親水指數(hic))與非離子清潔表面活性劑的重量比大于1∶1。適合的清潔表面活性劑還包括陽離子清潔表面活性劑(選自以下組：烷基吡啶化合物、烷基季銨化合物、烷基季鏻化合物、烷基三元锍化合物和/或其混合物)；兼性離子和/或兩性清潔表面活性劑(選自一組鏈烷醇胺磺基甜菜堿)；兩性表面活性劑；半極性非離子表面活性劑；及其混合物。
本文的洗滌劑例如重垢衣物洗滌劑組合物可以任選地包含表面活性增強聚合物，該表面活性增強聚合物由以下各項組成：兩親烷氧基化油脂清潔聚合物(選自以下組：具有支鏈親水和疏水特性的烷氧基化聚合物，例如在0.05wt％-10wt％范圍內的烷氧基化聚亞烷基亞胺)和/或無規接枝聚合物(典型地由親水主鏈和一個或多個疏水側鏈構成，該親水主鏈包含選自下組的單體，該組由以下各項組成：不飽和的c1-c6羧酸、醚、醇、醛、酮、酯、糖單元、烷氧基單元、馬來酸酐、飽和的多元醇(例如甘油)及其混合物；該一個或多個疏水側鏈選自下組，該組由以下各項組成：c4-c25烷基基團、聚丙烯、聚丁烯、飽和的c1-c6單羧酸的乙烯酯，丙烯酸或甲基丙烯酸的c1-c6烷基酯及其混合物)。
本文的洗滌劑例如重垢衣物洗滌劑組合物可以任選地包括另外的聚合物，例如去污聚合物(包括陰離子封端的聚酯(例如srp1)；包含至少一種選自糖、二羧酸、多元醇及其組合的單體單元的處于無規或嵌段構型的聚合物；基于乙二醇對苯二甲酸酯的聚合物及其處于無規或嵌段構型的共聚物，例如repel-o-texsf、sf-2andsrp6、texcaresra100、sra300、srn100、srn170、srn240、srn300andsrn325、marloquestsl)；一種或多種抗再沉積劑(0.1wt％至10wt％)，包括羧酸酯聚合物，例如包含至少一種選自丙烯酸、馬來酸(或馬來酸酐)、富馬酸、衣康酸、烏頭酸、中康酸、檸康酸、亞甲基丙二酸及其任何混合物的聚合物；乙烯基吡咯烷酮均聚物；和/或聚乙二醇，分子量范圍為從500至100,000da)；以及聚合羧酸酯(例如，馬來酸酯/丙烯酸酯無規共聚物或聚丙烯酸酯均聚物)。
本文的洗滌劑例如重垢衣物洗滌劑組合物可以任選地進一步包括飽和或不飽和脂肪酸，優選飽和或不飽和的c12-c24脂肪酸(0wt％至10wt％)；除了本文披露的纖維素化合物外的沉積助劑(其實例包括多糖；聚聯丙烯二甲基鹵化銨(dadmac))；和dadmac與乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺、咪唑、咪唑啉鹵化物及其混合物的共聚物(處于無規或嵌段構型)；陽離子瓜爾膠、陽離子淀粉、陽離子聚丙烯酰胺及其混合物)。
本文的洗滌劑例如重型衣物洗滌劑組合物可以任選地進一步包括染料轉移抑制劑，其實例包括錳酞菁、過氧化物酶、聚乙烯基吡咯烷酮聚合物、多胺n-氧化物聚合物、n-乙烯基吡咯烷酮和n-乙烯基咪唑的共聚物、聚乙烯基噁唑烷酮和聚乙烯基咪唑和/或其混合物；螯合劑，其實例包括乙二胺四乙酸(edta)、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(dtpmp)、羥基乙烷二膦酸(hedp)、乙二胺n，n′-二琥珀酸(edds)、甲基甘氨酸二乙酸(mgda)、二亞乙基三胺五乙酸(dtpa)、丙二胺四乙酸(pdta)、2-羥基吡啶-n-氧化物(hpno)、或甲基甘氨酸二乙酸(mgda)、谷氨酸n，n-二乙酸酸(n，n-二羧基甲基谷氨酸四鈉鹽(glda)、次氮基三乙酸(nta)、4，5-二羥基間苯二磺酸、檸檬酸及其任何鹽、n-羥基乙基乙二胺三乙酸(hedta)、三亞乙基四胺六乙酸(ttha)、n-羥基乙基亞氨基二乙酸(heida)、二羥基乙基甘氨酸(dheg)、乙二胺四丙酸(edtp)及其衍生物。
本文的洗滌劑例如重垢衣物洗滌劑組合物可以任選地包括基于硅酮或脂肪酸的泡沫抑制劑；調色染料、鈣和鎂陽離子、視覺信號傳導成分、止泡劑(0.001wt％至約4.0wt％)、和/或結構劑/增稠劑(0.01wt％至5wt％)，該結構劑/增稠劑選自下組，該組由以下各項組成：甘油二酸酯和甘油三酸酯、乙烯乙二醇二硬脂酸酯、微晶纖維素、超細纖維素、生物聚合物、黃原膠、結冷膠及其混合物)。在某些方面，除了該一種或多種本文披露的纖維素材料之外，此類結構劑/增稠劑將包括在洗滌劑中。結構劑(structurant)也可以稱為結構試劑(structuralagent)。
例如，本文的洗滌劑可以呈重垢干/固體衣物洗滌劑組合物的形式。這樣的洗滌劑可以包括：(i)清潔表面活性劑，例如本文披露的任何陰離子清潔表面活性劑、本文披露的任何非離子清潔表面活性劑、本文披露的任何陽離子清潔表面活性劑、本文披露的任何兼性離子和/或兩性清潔表面活性劑、任何兩性表面活性劑、任何半極性非離子表面活性劑及其混合物；(ii)助洗劑，例如任何無磷酸鹽助洗劑(例如，在0wt％至小于10wt％范圍內的沸石助洗劑)、任何磷酸鹽助洗劑(例如，在0wt％至小于10wt％范圍內的三聚磷酸鈉)、檸檬酸、檸檬酸鹽和次氮基三乙酸、任何硅酸鹽(例如，在0wt％至小于10wt％的范圍內的硅酸鈉或硅酸鉀或偏硅酸鈉)；任何碳酸鹽(例如，在0wt％至小于80wt％的范圍內的碳酸鈉和/或碳酸氫鈉)及其混合物；(iii)漂白劑，例如任何光漂白劑(例如磺化鋅酞菁、磺化鋁酞菁、呫噸染料及其混合物)；任何疏水或親水性漂白活化劑(例如十二烷酰氧基苯磺酸鹽、癸酰基氧基苯磺酸鹽、癸酰基氧基苯甲酸或其鹽、3，5，5-三甲基己酰基氧基苯磺酸鹽、四乙酰基乙二胺-taed、壬酰基氧基苯磺酸鹽-nobs、腈季銨鹽及其混合物)；任何過氧化氫源(例如，無機過氧水合物鹽，其實例包括過硼酸鹽、過碳酸鹽、過硫酸鹽、過磷酸鹽或過硅酸鹽的單或四水合鈉鹽)；任何預先形成的親水和/或疏水過酸(例如過羧酸和鹽、過碳酸和鹽、過碘酸和鹽，過氧單硫酸和鹽、及其混合物)；和/或(iv)任何其他組分例如漂白催化劑(例如，亞胺漂白促進劑，其實例包括亞銨陽離子和聚陰離子、亞胺兼性離子、改性胺、改性氧化胺、n-磺酰基亞胺、n-膦酰基亞胺、n-酰基亞胺、噻二唑二氧化物、全氟亞胺、環狀糖酮及其混合物)和含金屬的漂白催化劑(例如銅、鐵、鈦、釕、鎢、鉬或錳陽離子以及輔助金屬陽離子(例如鋅或鋁)和螯合(例如edta、乙二胺四(亞甲基膦酸))。
包含如本文披露的纖維素的組合物可以是例如處于餐具洗滌劑組合物的形式。餐具洗滌劑的實例包括自動餐具洗滌劑(典型地用于餐具洗滌機中)和洗手餐具洗滌劑。餐具洗滌劑組合物可以是例如處于本文披露的任何干或液體/水性形式。可以包括在餐具洗滌劑組合物的某些實施例中的組分包括例如一種或多種磷酸鹽；基于氧或氯的漂白劑；非離子表面活性劑；堿性鹽(例如偏硅酸鹽、堿金屬氫氧化物、碳酸鈉)；本文披露的任何活性酶；抗腐蝕劑(如硅酸鈉)；消泡劑；減緩陶瓷中釉和圖案的脫去的添加劑；香料；抗結塊劑(在顆粒洗滌劑中)；淀粉(在基于片劑的洗滌劑中)；凝膠化劑(在基于液體/凝膠洗滌劑中)；和/或砂(粉末洗滌劑)。
餐具洗滌劑例如自動餐具洗滌機洗滌劑或液體餐具洗滌劑可以包括(i)非離子表面活性劑，包括任何乙氧基化非離子表面活性劑、醇烷氧基化表面活性劑、環氧封端的聚(氧基烷基化)醇、或以0wt％至10wt％的量存在的氧化胺表面活性劑；(ii)約5wt％-60wt％范圍內的助洗劑，包括任何磷酸鹽助洗劑(例如單磷酸鹽、二磷酸鹽、三聚磷酸鹽、其他低聚多磷酸鹽、三聚磷酸鈉-stpp)、任何無磷酸鹽助洗劑(例如基于氨基酸的化合物，包括甲基-甘氨酸-二乙酸[mgda]及其鹽或衍生物、谷氨酸-n，n-二乙酸[glda]及其鹽或衍生物、亞氨基二琥珀酸(ids)及其鹽或衍生物、羧基甲基菊粉及其鹽或其衍生物、次氮基三乙酸[nta]、二亞乙基三胺五乙酸[dtpa]、b-丙氨酸二乙酸[b-ada]及其鹽)、多元羧酸的均聚物和共聚物及其部分或完全中和的鹽、在0.5wt％至50wt％范圍內的單體多元羧酸和羥基羧酸及其鹽、或在約0.1wt％至約50wt％范圍內的磺化/羧化聚合物；(iii)在約0.1wt％至約10wt％范圍內的干燥助劑(例如，聚酯，特別是陰離子聚酯(任選地與具有有利于縮聚的3至6個官能團-典型地酸、醇或酯官能團的另外的單體一起)，聚碳酸酯-、聚氨酯-和/或聚脲-聚有機硅氧烷化合物或其前體化合物，特別是反應性環狀碳酸酯和尿素類型)；(iv)從約1wt％至約20wt％范圍內的硅酸鹽(例如硅酸鈉或硅酸鉀，例如二硅酸鈉、偏硅酸鈉和結晶頁硅酸鹽)；(v)無機漂白劑(例如，過氧水合物鹽例如過硼酸鹽、過碳酸鹽、過磷酸鹽、過硫酸鹽和過硅酸鹽)和/或有機漂白劑(例如有機過氧酸例如二酰基-和四酰基過氧化物，特別是二過氧十二烷二酸、二過氧十四烷二酸和二過氧十六烷二酸)；(vi)漂白活化劑(例如，在從約0.1wt％至約10wt％范圍內的有機過酸前體)和/或漂白催化劑(例如，錳三氮環壬烷及相關絡合物；co、cu、mn和fe雙吡啶胺及相關絡合物；以及五胺乙酸鈷(iii)及相關絡合物)；(vii)在從約0.1wt％至5wt％范圍內的金屬護理劑(例如苯并三唑、金屬鹽和絡合物、和/或硅酸鹽)；和/或(viii)本文披露的任何活性酶(范圍為從約0.01mg至5.0mg活性酶/克自動餐具洗滌劑組合物)、和酶穩定劑組分(例如，寡糖、多糖和無機二價金屬鹽)。
包含如本文披露的纖維素的組合物可以呈口腔護理組合物的形式。口腔護理組合物的實例包括提供某種形式的口腔護理(例如，治療或預防空洞[齲齒]、牙齦炎、斑塊、牙垢和/或牙周病)的潔牙劑、牙膏、漱口水、口腔清洗劑、口香糖和可食用條帶(ediblestrip)。口腔護理組合物還可以用于治療“口腔表面”，其涵蓋口腔內的任何軟或硬表面，包括以下表面：舌頭、硬和軟腭、頰粘膜、牙齦和牙齒表面的表面。本文的“牙齒表面”是天然牙齒的表面或人造牙列(包括例如牙冠、蓋、填料、橋、義齒或牙科植入物)的硬表面。
本文的口腔護理組合物可以包含例如約0.01wt％-15.0wt％(例如，約0.1wt％-10wt％或約0.1wt％-5.0wt％、約0.1wt％-2.0wt％)的一種或多種本文披露的纖維素材料。包含在口腔護理組合物中的本文的一種或多種纖維素材料有時可以作為可用于賦予該組合物所希望的稠度和/或口感的增稠劑和/或分散劑在其中提供。還可以在本文的口腔護理組合物中提供一種或多種其他增稠劑或分散劑，例如像羧基乙烯聚合物、角叉菜膠(例如，l-角叉菜膠)、天然樹膠(例如，梧桐樹膠(karaya)、黃原膠、阿拉伯膠、黃芪膠)、膠體硅酸鎂鋁、或膠體二氧化硅。
本文的口腔護理組合物可以是例如牙膏或其他潔牙劑。此類組合物以及本文的任何其他口腔護理組合物可以另外包含但不限于一種或多種防齲劑、抗微生物劑或抗細菌劑、抗結石或牙垢控制劑、表面活性劑、研磨料、ph調節劑、泡沫調節劑、濕潤劑、食用香料、甜味劑、顏料/著色劑、增白劑和/或其他合適的組分。可以添加一種或多種本文的纖維素材料的口腔護理組合物的實例披露于美國專利申請公開號2006/0134025、2002/0022006和2008/0057007中，其通過引用結合在此。
本文的防齲劑可以是口服可接受的氟離子源。氟離子的合適來源包括例如氟化物、單氟磷酸鹽和氟硅酸鹽以及胺氟化物，包括奧拉氟(n’-十八烷基三亞甲基二胺-n，n，n’-三(2-乙醇)-二氫氟化物)。例如，防齲劑能以向組合物提供總共約100-20000ppm、約200-5000ppm或約500-2500ppm氟離子的量存在。在氟化鈉是氟離子的唯一來源的口腔護理組合物中，例如約0.01wt％-5.0wt％、約0.05wt％-1.0wt％或約0.1wt％-0.5wt％氟化鈉的量可以存在于組合物中。
適合用于本文的口腔護理組合物的抗微生物劑或抗細菌劑包括例如酚類化合物(例如4-烯丙基兒茶酚；對羥基苯甲酸酯，例如對羥基苯甲酸芐酯、對羥基苯甲酸丁酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸甲酯和對羥基苯甲酸丙酯；2-芐基苯酚；丁基化羥基苯甲醚；丁基化羥基甲苯；辣椒素；香芹酚；木焦油醇；丁子香酚；愈創木酚；鹵代雙酚例如六氯苯酚(hexachlorophene)和溴氯苯酚(bromochlorophene)；4-己基間苯二酚；8-羥基喹啉及其鹽；水楊酸酯例如水楊酸薄荷酯、水楊酸甲酯和水楊酸苯酯；苯酚；焦兒茶酚；n-水楊酰苯胺；百里酚；鹵代二苯醚化合物，例如三氯生和三氯生單磷酸鹽)；銅(ii)化合物(例如銅(ii)氯化物、氟化物、硫酸鹽和氫氧化物)；鋅離子源(例如鋅乙酸鹽、檸檬酸鹽、葡糖酸鹽、甘氨酸鹽、氧化物和硫酸鹽)；鄰苯二甲酸及其鹽(例如鄰苯二甲酸鎂單鉀)；雙辛氫啶；奧替尼淀；血根堿；苯扎氯銨；溴化度滅芬；烷基吡啶氯化物(例如十六烷基吡啶氯化物、十四烷基吡啶氯化物、n-十四烷基-4-乙基吡啶氯化物)；碘；磺酰胺類；二雙胍類(例如，阿立西定、氯己定、氯己定二葡糖酸鹽)；氮雜環己烷衍生物(例如，地莫匹醇、辛哌醇)；木蘭提取物、葡萄籽提取物、迷迭香提取物、薄荷醇、香葉醇、檸檬醛、桉油精；抗生素(例如，沃格孟汀、阿莫西林、四環素、多西環素、米諾環素、甲硝噠唑、新霉素、卡那霉素、克林霉素)和/或美國專利5776435中披露的任何抗細菌劑，其為通過引用結合在此。一種或多種抗微生物劑可以任選地以約0.01wt％-10wt％(例如，0.1wt％-3wt％)存在，例如在所披露的口腔護理組合物中。
適合用于本文的口腔護理組合物的抗結石或牙垢控制劑包括例如磷酸鹽和多磷酸鹽(例如焦磷酸鹽)、聚氨基丙磺酸(amps)、檸檬酸鋅三水合物、多肽(例如聚天冬氨酸和聚谷氨酸)、聚烯烴磺酸鹽、聚烯烴磷酸鹽、二膦酸鹽(例如氮雜環烷-2，2-二膦酸鹽，例如氮雜環庚烷-2，2-二膦酸)、n-甲基氮雜環戊烷-2，3-二膦酸、乙烷-1-羥基-1，1-二膦酸(ehdp)、乙烷-1-氨基-1，1-二膦酸鹽和/或膦酰基鏈烷羧酸及其鹽(例如，它們的堿金屬鹽和銨鹽)。有用的無機磷酸鹽和多磷酸鹽包括例如一元、二元和三元磷酸鈉；三聚磷酸鈉；四聚磷酸鹽；焦磷酸單鈉、二鈉、三鈉和四鈉；焦磷酸二氫二鈉；三偏磷酸鈉；六偏磷酸鈉；或鈉被鉀或銨代替的這些中的任何一種。在某些實施例中，其他有用的抗結石劑包括陰離子多羧酸鹽聚合物(例如丙烯酸、甲基丙烯酸和馬來酸酐的聚合物或共聚物，例如聚乙烯基甲基醚/馬來酸酐共聚物)。其他有用的抗結石劑包括螯合劑，例如羥基羧酸(例如，檸檬酸、富馬酸、蘋果酸、戊二酸、和草酸及其鹽)和氨基多羧酸(例如，edta)。一種或多種抗結石或牙垢控制劑可以任選地以約0.01wt％-50wt％(例如，約0.05wt％-25wt％或約0.1wt％-15wt％)存在，例如在所披露的口腔護理組合物中。
適合用于本文的口腔護理組合物的表面活性劑可以是例如陰離子、非離子或兩性的。適合的陰離子表面活性劑包括但不限于c8-20烷基硫酸鹽的水溶性鹽、c8-20脂肪酸磺化單酸甘油酯、肌氨酸鹽和牛磺酸鹽。陰離子表面活性劑的實例包括月桂基硫酸鈉、椰子單甘油酯磺酸鈉、月桂基肌氨酸鈉、月桂基羥乙基磺酸鈉、聚乙二醇單十二醚羧酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉。適合的非離子表面活性劑包括但不限于泊洛沙姆、聚氧乙烯脫水山梨糖醇酯、脂肪醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、叔胺氧化物、叔膦氧化物和二烷基亞砜。適合的兩性表面活性劑包括但不限于具有陰離子基團例如羧酸根、硫酸根、磺酸根、磷酸根或膦酸根的c8-20脂肪族仲胺和叔胺的衍生物。適合的兩性表面活性劑的實例是椰油酰胺丙基甜菜堿。一種或多種表面活性劑任選地以約0.01wt％-10wt％(例如，約0.05wt％-5.0wt％或約0.1wt％-2.0wt％)的總量存在于例如所披露的口腔護理組合物中。
適合用于本文的口腔護理組合物的研磨料可以包括例如二氧化硅(例如硅膠、水合二氧化硅、沉淀二氧化硅)、氧化鋁、不溶性磷酸鹽、碳酸鈣和樹脂研磨料(例如，脲-甲醛縮合物產品)。可用作研磨料的不溶性磷酸鹽的實例是正磷酸鹽、聚偏磷酸鹽和焦磷酸鹽，并且包括正磷酸二鈣二水合物、焦磷酸鈣、焦磷酸β-鈣、磷酸三鈣、聚偏磷酸鈣和不溶性聚偏磷酸鈉。一種或多種研磨料任選地以約5wt％-70wt％(例如，約10wt％-56wt％或約15wt％-30wt％)的總量存在于例如所披露的口腔護理組合物中。在某些實施例中，研磨料的平均粒徑為約0.1-30微米(例如約1-20微米或約5-15微米)。
在某些實施例中，口腔護理組合物可以包含至少一種ph調節劑。可以選擇這樣的試劑將組合物的ph酸化、制成更堿性或緩沖至約2-10的ph范圍(例如，ph范圍為約2-8、3-9、4-8、5-7、6-10或7-9)。可用于本文的ph調節劑的實例包括但不限于羧酸、磷酸和磺酸；酸性鹽(例如檸檬酸一鈉、檸檬酸二鈉、蘋果酸一鈉)；堿金屬氫氧化物(例如氫氧化鈉、碳酸鹽例如碳酸鈉、碳酸氫鹽、倍半碳酸鈉)；硼酸鹽；硅酸鹽；磷酸鹽(例如，磷酸一鈉、磷酸三鈉、焦磷酸鹽)；以及咪唑。
適合用于本文的口腔護理組合物的泡沫調節劑可以是例如聚乙二醇(peg)。高分子量peg是適合的，包括例如平均分子量為約200000-7000000(例如約500000-5000000或約1000000-2500000)的那些。一種或多種peg任選地以約0.1wt％-10wt％(例如，約0.2wt％-5.0wt％或約0.25wt％-2.0wt％)的總量存在于例如所披露的口腔護理組合物中。
在某些實施例中，口腔護理組合物可以包含至少一種濕潤劑。在某些實施例中，濕潤劑可以是多元醇，例如甘油、山梨糖醇、木糖醇或低分子量peg。最適合的濕潤劑也可以用作本文的甜味劑。一種或多種濕潤劑任選地以約1.0wt％-70wt％(例如，約1.0wt％-50wt％、約2wt％-25wt％、或約5wt％-15wt％)的總量存在于例如所披露的口腔護理組合物中。
天然的或人造的甜味劑可以任選地包含在本文的口腔護理組合物中。適合的甜味劑的實例包括右旋糖、蔗糖、麥芽糖、糊精、轉化糖、甘露糖、木糖、核糖、果糖、左旋糖、半乳糖、玉米糖漿(例如高果糖玉米糖漿或玉米糖漿固體)、部分水解的淀粉、氫化淀粉水解產物、山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、麥芽糖醇、異麥芽糖醇、阿斯巴甜、紐甜、糖精及其鹽、基于二肽的強甜味劑和環磺酸鹽。一種或多種甜味劑任選地以約0.005wt％-5.0wt％的總量存在于例如所披露的口腔護理組合物中。
天然的或人造的食用香料可以任選地包含在本文的口腔護理組合物中。適合的食用香料的實例包括香草醛；鼠尾草；馬郁蘭；歐芹油；留蘭香油；肉桂油；冬青油(水楊酸甲酯)；胡椒薄荷油；丁香油；月桂油；茴香油；桉樹油；柑橘油；水果油；香精，例如源自于檸檬、橙子、酸橙、葡萄柚、杏、香蕉、葡萄、蘋果、草莓、櫻桃或菠蘿的那些；源自于豆類和堅果的香料，如咖啡、可可豆、可樂、花生或杏仁；以及吸附和包封的食用香料。還涵蓋在本文的食用香料中的是在口中提供香味和/或其他感官效果的成分，包括冷卻或加溫效果。此類成分包括但不限于薄荷醇、乙酸薄荷酯、乳酸薄荷酯、樟腦、桉樹油、桉油精、茴香腦、丁子香酚、肉桂、噁烷酮(oxanone)、紫羅蘭酮
在某些實施例中，口腔護理組合物可以包含至少一種碳酸氫鹽。可以使用任何口服可接受的碳酸氫鹽，包括例如堿金屬碳酸氫鹽例如碳酸氫鈉或碳酸氫鉀、和碳酸氫銨。例如，一種或多種碳酸氫鹽任選地以約0.1wt％-50wt％(例如，約1wt％-20wt％)的總量存在于所披露的口腔護理組合物中。
在某些實施例中，口腔護理組合物可以包含至少一種增白劑和/或著色劑。適合的增白劑是過氧化物化合物，例如在美國專利號8540971中披露的任何一種，其通過引用結合在此。本文中，適合的著色劑包括例如賦予特定光澤或反射率的顏料、染料、色淀和試劑，例如珠光劑。用于本文的著色劑的具體實例包括滑石；云母；碳酸鎂；碳酸鈣；硅酸鎂；硅酸鋁鎂；二氧化硅；二氧化鈦；氧化鋅；紅色、黃色、棕色、黑色鐵氧化物；亞鐵氰化鐵銨；錳紫；深藍色；鈦云母；以及氯氧化鉍。例如，一種或多種著色劑任選地以約0.001wt％-20wt％(例如，約0.01wt％-10wt％或約0.1wt％-5.0wt％)的總量存在于所披露的口腔護理組合物中。
可任選地包括在本文的口腔組合物中的另外的組分包括例如一種或多種酶(上文)、維生素和抗粘結劑。可用于本文的維生素的實例包括維生素c、維生素e、維生素b5和葉酸。適合的抗粘結劑的實例包括對羥基苯甲酸甲酯(solbrol)、無花果蛋白酶和群體感應抑制劑。
在本披露的某些實施例中，包含纖維素的組合物可以是膜或涂層。
例如，在一些方面，膜或涂層可以是干膜或涂層，包含例如小于約3wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％、或0.1wt％的水。例如，包含在本文的膜或涂層中的纖維素的量可以是約或至少約1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％、99.5wt％、或99.9wt％。
例如，本文的膜或涂層可以具有至少約4nm的均勻厚度。在其他方面，此類厚度可以是約或至少約4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、7.0、8.0、9.0、10、25、50、100、250、500、750、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、或5000nm。均勻的厚度表征例如相連區域，該相連區域(i)是總膜/涂層面積的至少20％，并且(ii)具有小于約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、或50nm的厚度標準偏差。本文的膜或涂層在一些方面可以特征為薄的。
例如，本文的膜或涂層可以展現出對水性組合物、親脂性組合物或氣體組合物的低滲透性或對其是不可滲透的。如果對物質的膜/涂層滲透性低于感興趣的技術中通常指定的閾值，則膜或涂層可表征為對特定物質具有“低滲透性”。為了說明，在smc(超多涂層的)離型膜場中的苯乙烯滲透性的閾值為200x10-9gcm/cm2/h，例如使用美國化學工程師協會(americaninstituteofchemicalengineer)，第53屆國家會議，預印件no.32d(bixler和michaels，1964)中描述的方法測量的。特定物質(例如水性組合物、親脂性組合物或氣體組合物)的閾值隨所關注的技術領域而變。如果膜或涂層不允許水性組合物、親脂性組合物和/或氣體組合物在延長的時間段內通過(例如，至少1、2、3、或更多天)，則該膜或涂層可以表征為對此類組合物是不可滲透的。
本文中的膜或涂層可以根據需要展現各種程度的透明度。例如，膜/涂層可以是高度透明的(例如，高光學透明度和/或低霧度)。如本文所使用的光學透明度可以是指允許至少約10％-99％透光率或至少約50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％的光透明度的膜或涂層。高透明度可以任選地是指具有至少約90％光學透射率的膜/涂層。本文的膜或涂層的透明度可以例如遵循測試astmd1746(2009，standardtestmethodfortransparencyofplasticsheeting[塑料片透明度的標準測試方法]，astminternational[美國材料與試驗協會]，westconshohocken[西康舍霍肯]，pa[賓夕法尼亞州])(通過引用結合在此)測量。
當施用到本文披露的膜/涂層上時，水性組合物或親脂性組合物優選呈液體形式。例如，水性組合物可以是如本文在別處所披露的。本文的親脂性組合物的實例包括非水性液體如油，不展現氫鍵的有機液體(例如，脂族和/或芳族烴如己烷、辛烷、苯和其他烷基苯)或僅展現適度氫鍵的有機液體(例如，烷基和芳基酯、酮和醚如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、二甲基酮、丁二醇醚、二甘醇乙醚)。本文的氣體組合物的實例包括空氣、水蒸汽、和包含至少.001％、.01％、.1％、1％、10％、25％、50％、75％、90％、95％、100％的以下項中的一種或多種的氣體：氮氣(n2)、氧氣(o2)、氬氣(ar)、二氧化碳(co2)、氖氣(ne)、氦氣(he)、甲烷(ch4)、氪氣(kr)、氫氣(h2)、一氧化二氮(n2o)、氡氣(rn)、氙氣(xe)、臭氧(o3)、一氧化碳(co)、二氧化硫(so2)、二氧化氮(no2)、氨氣(nh3)。
本文的膜或涂層可以是在諸如紙的材料上。本文的膜/涂層可以施用到其上的紙的類型包括例如膠版紙(offset)、布里斯托爾紙(vellumbristol)、賬簿、封皮、索引紙(index)、標簽、火車票用紙板(railroadboard)、答復卡、表格證券紙(formsbond)、激光證券紙(laserbond)、ocr證券紙、micr證券紙、安全證券紙、無碳cb、無碳cfb、無碳cf、新聞紙和牛皮紙。本文的紙重量可以被額定為例如約10-150磅(例如，10、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、或150磅)。例如，關于制備紙涂層的另外的成分和配制信息在美國專利號7625441(通過引用結合在此)中披露。可以涂覆有本文的膜或涂層的其他材料的實例包括塑料或橡膠材料、植物材料(例如水果、蔬菜、種子)、藥物(例如丸劑、片劑)、玻璃材料、陶瓷材料、金屬材料、和電氣設備/裝置/部件。
本披露的實施例還涉及一種用于增加水性組合物的粘度的方法。該方法包括使纖維素與水性組合物接觸，其中該纖維素不溶于該水性組合物中并具有：
(i)約10至約1000的重均聚合度(dpw)，以及
(ii)纖維素ii晶體結構。
與接觸步驟之前的水性組合物的粘度相比，該方法中的接觸步驟導致水性組合物的粘度增加。
水性組合物可以是如本文在別處所披露的，例如像水(例如，去離子水)、水溶液或膠體分散體。在約20℃-25℃下測量的在接觸步驟之前的水性組合物的粘度可以為例如約0-10000cps(或在0-10000cps之間的任何整數)。應當顯而易見的是，當在接觸步驟之前水性組合物具有很少的粘度時，可以使用所披露的方法獲得非常大百分比的粘度增加。
在某些實施例中，使本披露的纖維素與水性組合物接觸增加了水性組合物的粘度。粘度的這種增加可以是與接觸步驟之前的水性組合物的粘度相比，例如，增加至少約1％、10％、100％、1000％、100000％、或1000000％(或在1％和1000000％之間的任何整數)。應當顯而易見的是，當在接觸步驟之前水性組合物具有很少至沒有粘度時，可以使用所披露的方法獲得非常大百分比的粘度增加。可以例如通過比較經該方法(即，在接觸步驟之后)獲得的水性組合物的粘度與在方法之前(即，在接觸步驟之前)存在的水性組合物的粘度來確定粘度的增加。
在某些實施例中，使本披露的纖維素與水性組合物接觸增加了水性組合物的剪切稀化行為。因此，在這些實施例中，纖維素在流變學上改變了水性組合物。剪切稀化行為的增加可以是，與在接觸步驟之前的水性組合物的剪切稀化行為相比，例如，至少約1％、10％、100％、1000％、100000％或1000000％(或在1％與1000000％之間的任何整數)的增加。應當顯而易見的是，當在接觸步驟之前水性組合物具有很少或沒有流變行為時，可以使用所披露的方法獲得非常大百分比的流變改性增加。
用于增加水性組合物粘度的方法中的接觸步驟可以通過經由本領域已知的任何手段在水性組合物中混合本披露的任何纖維素來進行。例如，可以手動或用機器(例如，工業混合器或攪拌器、定軌振蕩器、攪拌板、均化器、超音波樣品震碎機、珠磨機)進行混合。在某些實施例中，混合可以包括均化步驟。如果需要，均化(以及任何其他類型的混合)可以進行約5至60秒、5至30秒、10至60秒、10至30秒、5至15秒、或10至15秒(或在5秒與60秒之間的任何整數)或更長的時間段，以將纖維素與水性組合物混合。例如，可以在約5000至30000rpm、10000至30000rpm、15000至30000rpm、15000至25000rpm、或20000rpm(或在5000rpm和30000rpm之間的任何整數)下使用均化器。
將本文的纖維素與水性組合物混合或溶解于其中后，可以將所得水性組合物過濾、或不將其過濾。例如，可以將用均化步驟制備的水性組合物過濾或不過濾。
上述方法的某些實施例可用于制備本文披露的水性組合物，例如本文披露的任何食物產品、藥物產品、家用產品、個人護理產品或工業產品。
在粘度改變方法中使用的纖維素可以具有本文披露的任何特征。例如，水不溶性、dpw(例如，10-30的dpw)和/或mw、配糖鍵分布、骨架結構(例如線性)、纖維素ii結構含量、和/或在某些非水性組合物(如本文在別處披露的)中的溶解度中的任何特征可以表征粘度改變方法的不同實施例中使用的纖維素。
本披露的實施例還涉及一種處理材料的方法。該材料處理方法包括：
(a)使材料與包含纖維素的水性組合物接觸，其中該纖維素不溶于該水性組合物中并具有：
(i)約10至約1000的重均聚合度(dpw)，以及
(ii)纖維素ii晶體結構；并且
(b)干燥該水性組合物，
其中該干燥步驟在該材料的表面上留下纖維素沉積物。該方法在某些方面可以表征為涂覆材料的方法(涂覆方法)。
在某些方面，用于涂覆方法中使用的水性組合物優選是如本文在別處披露的纖維素的膠體分散體。此類膠體分散體可以包含約或至少約0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.6wt％、1.8wt％、2.0wt％、2.2wt％、2.5wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、或40wt％的如本文披露的纖維素。
本文的涂覆方法的接觸步驟可以包括將包含纖維素的膠體分散體以例如任何上述重量百分比施用到材料上。此類施用可以是以例如約1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10密耳(1密耳＝.001英寸)的厚度(尚未干燥)在材料上提供膠體分散體的涂層或層。材料的所有或一部分(例如，至少約1％-99％)的一個或多個表面可以根據需要進行涂覆。在某些實施例中涂覆材料可以是出于制備可除去膜的目的，在這種情況下，膠體分散體可以以本領域已知的任何膜流延方式(例如，包括使用刮刀涂布機或流延棒)來施用。
將水性材料如纖維素的膠體分散體施用到材料上之后，干燥該水性材料。此類干燥可以通過使水性材料在室溫(20℃-25℃)(即空氣干燥)下或在任何其他合適的干燥溫度例如像在15℃-70℃之間的任何溫度下干透來進行。可以在施用或不施用強制空氣或真空下進行干燥。
用于涂覆方法的纖維素可以具有本文披露的任何特征。例如，水不溶性、dpw(例如，10-30的dpw)和/或mw、配糖鍵分布、骨架結構(例如線性)、和/或纖維素ii結構含量(如本文在別處披露的)中的任何特征可以表征涂覆方法的不同實施例中使用的纖維素。
可以在本文的方法中被涂覆的材料包括紙(例如，如在本文別處披露的任何類型)、塑料或橡膠材料、植物材料(例如水果、蔬菜、種子)、藥物(例如丸劑、片劑)、玻璃材料、陶瓷材料、金屬材料、和電氣設備/裝置/部件。
在某些實施例中，經受本文的涂覆方法的材料的表面上的纖維素沉積物可以表征為膜、涂層或膜涂層。此類涂層可以具有本文披露的任何特征。例如，涂層可以(i)具有均勻的厚度(例如，至少約4nm)，(ii)對某些組合物(例如液體)具有低滲透性或對其是不可滲透的，和/或(iii)光學上是透明的(例如，高度透明的)，如本文在別處所披露的。
從本文的涂覆方法產生的膜或涂層可以是干燥的。典型地，干燥的膜或涂層在其中包含有少于3wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％、或0.1wt％的水。例如，在干燥的膜或涂層中的本披露的纖維素的量可以是約或至少約1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％、50wt％、51wt％、52wt％、53wt％、55wt％、56wt％、57wt％、58wt％、59wt％、60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％、70wt％、71wt％、72wt％、73wt％、74wt％、75wt％、76wt％、77wt％、78wt％、79wt％、80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％、99.5wt％、或99.9wt％。
本文披露的組合物和方法的非限制性實例包括：
1.一種包含纖維素的組合物，其中該纖維素：
(i)具有約10至約1000的重均聚合度(dpw)，
(ii)具有纖維素ii晶體結構，并且
(iii)不溶于水性組合物。
2.如實施例1所述的組合物，其中該纖維素的dpw為約10至約100。
3.如實施例1或2所述的組合物，其中該纖維素是纖維糊精磷酸化酶的產物，該酶包含與seqidno：2或seqidno：6至少90％相同的氨基酸序列，其中用于該酶的底物包含纖維糊精和葡萄糖-1-磷酸。
4.如實施例3所述的組合物，其中如通過該酶產生的纖維素尚未經受絲光處理或衍生化過程。
5.如實施例1、2、3或4所述的組合物，其中該組合物是膜或涂層。
6.如實施例5所述的組合物，其中該膜或涂層具有至少約4nm的均勻厚度。
7.如實施例5或6所述的組合物，其中該膜或涂層對水性組合物、親脂性組合物或氣體組合物展現出低滲透性或對其是不可滲透的。
8.如實施例5、6或7所述的組合物，其中該膜或涂層是在紙上。
9.如實施例1、2、3或4所述的組合物，其中該組合物是水性組合物，任選地具有至少約100cps的粘度。
10.如實施例9所述的組合物，其中該水性組合物是膠體分散體。
11.如實施例9或10所述的組合物，其中該纖維素在該水性組合物中的濃度是小于約10wt％。
12.如實施例1-11中任一項所述的組合物，其中該組合物是食物產品、個人護理產品、藥物產品、家用產品或工業產品。
13.如實施例1、2、3或4所述的組合物，其中該纖維素可溶于包含dmso和/或dmac的溶劑中。
14.一種增加水性組合物的粘度的方法，該方法包括：
使纖維素與該水性組合物接觸，其中該纖維素不溶于該水性組合物中并具有：
(i)約10至約1000的重均聚合度(dpw)，以及
(ii)纖維素ii晶體結構，
其中與在該接觸步驟之前的該水性組合物的粘度相比，該水性組合物的粘度通過該纖維素而增加。
15.如實施例14所述的方法，其中與在該接觸步驟之前的該水性組合物的剪切稀化行為相比，該水性組合物的剪切稀化行為通過該纖維素而增加。
16.一種處理材料的方法，該方法包括：
(a)使材料與包含纖維素的水性組合物接觸，其中該纖維素不溶于該水性組合物中并具有：
(i)約10至約1000的重均聚合度(dpw)，以及
(ii)纖維素ii晶體結構；并且
(b)干燥該水性組合物，
其中該干燥步驟在該材料的表面上留下纖維素沉積物。
實例
本披露在以下實例中進一步示例。應該理解，這些實例盡管說明了在此的某些優選方面，但僅是以例證的方式給出的。從上述論述和這些實例中，本領域的技術人員可確定所披露的實施例的必要特征，并且在不脫離其精神和范圍的情況下，可進行各種變化和修改以使所披露的實施例適應多種用途和條件。
實例1
紅色弧菌纖維糊精磷酸化酶的表達與分析
本實例描述了推定的紅色弧菌纖維糊精磷酸化酶在大腸桿菌中的表達。此外，本實例證明，通過分析酶的比活性，該酶實際上是纖維糊精磷酸化酶。
在紅色弧菌dsm14379中鑒定出推定的纖維糊精磷酸化酶vrucdp1(在此也稱為“crc03362-vrucdp1”)。編碼vrucdp1的核酸序列基于基因組序列預測，并表示為seqidno：1。由seqidno：1編碼的vrucdp1的氨基酸序列呈現為seqidno：2。
推定的vrucdp1纖維糊精磷酸化酶接下來在大腸桿菌中如下異源表達。編碼vrucdp1的多核苷酸序列針對在大腸桿菌中的表達進行了密碼子優化。將該序列(seqidno：3)通過捷瑞公司(generay)(上海，中國)在ndei和xhoi位點處插入到pet30a(novagen)表達載體中，得到質粒pzzh634。seqidno：3包含密碼子優化的開放閱讀框以及在c-末端處編碼兩個額外氨基酸(leu-glu)和6xhis標簽的序列。由seqidno：3編碼的氨基酸序列呈現為seqidno：4。將pzzh634質粒轉化到大腸桿菌菌株bl21(de3)(novagen)中，將其涂板在補充有50ppm卡那霉素的lb瓊脂平板上。將如通過pcr和測序確認的正確轉化的菌落接種到補充有50ppm卡那霉素的5mllb培養基中并在37℃在振蕩下培養約16小時。然后將約1ml的培養物接種到補充有50ppm卡那霉素的25mllb培養基中，并在37℃在振蕩下培養直到od600達到約0.4-1.0。然后將iptg以100mm的最終濃度加入到培養物中以誘導vrucdp1表達。然后將培養物在16℃下培養12-16小時。
在誘導vrucdp1表達的這段時間后，將大腸桿菌細胞沉淀，重懸于裂解緩沖液(50mmtrisph7.0，500mmnacl，10％甘油，0.1％吐溫-20)中，并通過超聲處理在冰上裂解10分鐘(35％功率，20分鐘，2秒開/2秒關)(scient2-iid，寧波新芝生物科技有限公司(ningboscientzbiotechnologyco.，ltd))。通過以13000rpm離心30分鐘來清除裂解物(貝克曼庫爾特商貿公司(beckmancoulter)，avantitmje)。將澄清的裂解物施用到用50mmtrisph7.0、500mmnacl和10％甘油預平衡的histraptmhp(5ml)(ge醫療集團(gehealthcare))上。用在平衡緩沖液中從0-250mm咪唑的線性梯度從柱上洗脫出靶蛋白(vrucdp1)。將含有靶蛋白的級分合并、濃縮并使用10kamiconultra裝置交換為平衡緩沖液，并在-20℃下儲存在40％甘油中直至使用。
使用10mmg-1-p(sigmag7000，α-d-葡萄糖-1-磷酸二鈉鹽水合物)和5mm纖維二糖(sigmac7252，d-(+)-纖維二糖)作為底物測量vmcdp1(上述分離的)的活性。測定在25mmtris-hcl緩沖液，ph7.0中在37℃下進行10分鐘。使用pibluetm試劑(博世生物技術有限公司，美國)定量來自酶促反應的磷釋放。纖維糊精磷酸化酶活性的一個單位被定義為在測定條件下每分鐘釋放1μmol無機磷的酶的量。分離的vrucdp1的比活性測定為18.4單位/mg。基于該觀測，vrucdp1被確定為屬于糖基水解酶家族94(gh94，cazy編號)的纖維糊精磷酸化酶(ec2.4.1.49)。
因此，包含seqidno：2(vrucdp1)的酶被表達、分離并顯示具有纖維糊精磷酸化酶活性。
實例2
查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶的表達與分析
本實例描述了推定的查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶在大腸桿菌中的表達。此外，本實例證明，通過分析酶的比活性，該酶實際上是纖維糊精磷酸化酶。
在查帕西斯瘤胃球菌18p13中鑒定出推定的纖維糊精磷酸化酶rchcdp1(在此也稱為“crc03359-rchcdp1”)。編碼rchcdp1的核酸序列(基因庫登錄號nc_021039.1的位置2373141至2375537)呈現為seqidno：5。由seqidno：5編碼的rchcdp1的氨基酸序列呈現為seqidno：6。
推定的rchcdp1纖維糊精磷酸化酶接下來在大腸桿菌中如下異源表達。編碼rchcdp1的多核苷酸序列針對在大腸桿菌中的表達進行了密碼子優化。將該序列(seqidno：7)通過捷瑞公司(上海，中國)在ndei和xhoi位點處插入到pet30a(novagen)表達載體中，得到質粒pzzh631。seqidno：7包含密碼子優化的開放閱讀框以及在c-末端處編碼兩個額外氨基酸(leu-glu)和6xhis標簽的序列。由seqidno：7編碼的氨基酸序列呈現為seqidno：8。將pzzh631質粒轉化到大腸桿菌菌株bl21(de3)(novagen)中，將其涂板在補充有50ppm卡那霉素的lb瓊脂平板上。將如通過pcr和測序確認的正確轉化的菌落接種到補充有50ppm卡那霉素的5mllb培養基中并在37℃在振蕩下培養約16小時。然后將約1ml的培養物接種到補充有50ppm卡那霉素的25mllb培養基中，并在37℃在振蕩下培養直到od600達到約0.4-1.0。然后將iptg以100mm的最終濃度加入到培養物中以誘導rchcdp1表達。然后將培養物在16℃下培養12-16小時。
在誘導rchcdp1表達的這段時間后，將大腸桿菌細胞沉淀，重懸于裂解緩沖液(50mmtrisph7.0，500mmnacl，10％甘油，0.1％吐溫-20)中，并通過超聲處理在冰上裂解10分鐘(35％功率，20分鐘，2秒開/2秒關)(scient2-iid，寧波新芝生物科技有限公司(ningboscientzbiotechnologyco.，ltd))。通過以13000rpm離心30分鐘來清除裂解物(貝克曼庫爾特商貿公司(beckmancoulter)，avantitmje)。將澄清的裂解物施用到用50mmtrisph7.0、500mmnacl和10％甘油預平衡的histraptmhp(5ml)(ge醫療集團(gehealthcare))上。用在平衡緩沖液中從0-250mm咪唑的線性梯度從柱上洗脫出靶蛋白(rchcdp1)。將含有靶蛋白的級分合并、濃縮并使用10kamiconultra裝置交換為平衡緩沖液，并在-20℃下儲存在40％甘油中直至使用。
使用10mmg-1-p(sigmag7000，α-d-葡萄糖-1-磷酸二鈉鹽水合物)和5mm纖維二糖(sigmac7252，d-(+)-纖維二糖)作為底物測量rchcdp1(上述分離的)的活性。測定在25mmtris-hcl緩沖液，ph7.0中在37℃下進行10分鐘。使用pibluetm試劑(博世生物技術有限公司，美國)定量來自酶促反應的磷釋放。纖維糊精磷酸化酶活性的一個單位被定義為在測定條件下每分鐘釋放1μmol無機磷的酶的量。分離的rchcdp1的比活性測定為15.4單位/mg。基于該觀測，rchcdp1被確定為屬于糖基水解酶家族94(gh94，cazy編號)的纖維糊精磷酸化酶(ec2.4.1.49)。
因此，包含seqidno：6(rchcdp1)的酶被表達、分離并顯示具有纖維糊精磷酸化酶活性。
實例3
使用紅色弧菌和查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶來生產低分子量不溶性纖維素
該實例描述了當應用于含有g-1-p和纖維糊精的反應中時，使用實例1和2中所述的纖維糊精磷酸酶來生產纖維素。
在紅色弧菌纖維糊精磷酸化酶(vrucdp1，參見實例1)的存在下，包含g-1-p和纖維二糖的反應產生不溶性多糖。為了產生足夠的不溶性多糖進行分析，通過將1gg-1-p、0.25g纖維二糖和400μg(約7.4單位)分離的vrucdp1加入到含有80ml25mmtris緩沖液ph7.0中進行按比例放大反應。將反應在37℃孵育過夜。通過以3000rpm離心20分鐘收集不溶性多糖產物。該材料被確定為低分子量纖維素(參見下面的實例4)。
在查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶(rchcdp1，參見實例2)的存在下，包含g-1-p和纖維二糖的反應產生不溶性多糖。為了產生足夠的不溶性多糖進行分析，通過將1gg-1-p、0.25g纖維二糖和400μg(約6.2單位)分離的rchcdp1加入到含有80ml25mmtris緩沖液ph7.0中進行按比例放大反應。將反應在37℃孵育過夜。通過以3000rpm離心20分鐘收集不溶性多糖產物。該材料被確定為低分子量纖維素(參見下面的實例4)。
因此，當在包含g-1-p和纖維糊精(例如纖維二糖)底物的反應中提供時，包含seqidno：2(vrucdp1)或seqidno：6(rchcdp1)的酶產生低分子量的不溶性纖維素。值得注意的是，這些酶具有這種特定的纖維素合成活性，鑒于類似表達和分析的十六種其他纖維糊精磷酸化酶沒有這種能力(數據未示出)。
實例4
由紅色弧菌和查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶產生的不溶性多糖的分析
該實例描述了在實例3中所述的反應中獲得的不溶性多糖產物的各種分析。這些分析表明產品包含低分子量的不溶性纖維素。
對由紅色弧菌和查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶產生的不溶性物質(實例3)進行1h-nmr分析。簡言之，13.8mg的每種樣品通過在60℃下在0.8mldmso-d6，3wt％licl中攪拌1小時溶解。使用配備有5-mmcpcq1冷凍探針的avanceiiihdnmr裝置在溶解的樣品上進行nmr。該分析表明，不溶性物質是葡萄糖與β-1，4鍵的聚合物，該β-1，4鍵是纖維素的特征鍵。因此，由紅色弧菌和查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶產生的不溶性物質包含不溶性纖維素。
使用三檢測器sec(尺寸排阻色譜法)進一步分析每種不溶性纖維素材料以確定其分子量(mw)。簡言之，每種樣品以0.1wt％-0.3wt％溶解在dmso，2wt％licl中，并穿過sec。發現每種樣品的mw為約3-4kda(dpw約18-24)(表2)。
表2
由rchcdp1和vrucdp1酶產生的纖維素的分子量
amn，數均分子量。
bmp，峰分子量。
cmw，質均分子量。
dmz，z-均分子量。
edpw，質均聚合度。
fiv，特性粘度。
因此，與由棉花、木漿和微生物來源獲得的纖維素相比，由rchcdp1和vrucdp1酶中的每一種產生的纖維素樣品具有低得多的分子量。
低分子量纖維素樣品在室溫下在dmso/licl(如上述提供用于sec分析的制劑)和dmac/licl(5wt％licl在dmac中)中是易于溶解的和可過濾的。這是值得注意的，因為例如從木漿獲得的纖維素典型地不能溶解在dmso/licl中，并且需要升高的溫度(例如約100℃)和時間(例如1天或更多天)來溶解在dmac/licl中。由于對每個樣品觀察到明顯的粘度計峰(數據未示出)，看起來酶促產生的低分子量纖維素分子表現為剛性棒。
制造后原樣的(如實例3中生產的并儲存在水中，但從未干燥的)和干燥的纖維素材料(如由rchcdp1和vrucdp1酶兩者合成的)二者在廣角x射線散射(waxs)分析下表現出指示纖維素ii晶體的反射，這是纖維素的最穩定的晶體形式。值得注意的是，盡管制造后原樣的樣品在酶促生產后在大量的水中提供(分別地對于rchcdp1和vrucdp1酶的纖維素產物，98.5wt％和97.5wt％的水)，但是仍然觀測到清楚的反射，疊加到來自水的廣泛的無定形衍射。纖維素ii結構的這種觀測是有趣的，因為據信典型地在纖維素經歷某些化學處理步驟(例如絲光化；衍生化，接著是回收未衍生的纖維素)后獲得纖維素ii(kroon-batenburg和kroon，糖結合物雜志14：677-690)。相比之下，本發明實例表明，如在含有rchcdp1和vrucdp1酶的反應中直接產生的纖維素具有纖維素ii晶體結構，而不施加任何合成后化學處理。
原子力顯微鏡法(afm)用于分析通過干燥由rchcdp1或vrucdp1酶合成的不溶性纖維素的膠體分散體制成的薄膜。簡言之，使用具有3密耳厚度的刮刀涂布機從約2wt％的不溶性纖維素在水中的分散體流延膜。將涂覆的濕膜在室溫下通過緩慢的水蒸發干燥。干燥涂層的afm分析(圖1a和1b)顯示出具有約5nm的高度均勻厚度和幾百納米的寬度的片材的獨特形態。據信這樣的二維石墨烯狀纖維素涂層以前從未被證實。典型地相反，纖維素材料如納米結晶纖維素和來自微生物來源的纖維素材料形成棒狀膠體，而不是二維薄片狀結構。預期薄片狀二維結構具有許多優點。例如，具有這種結構特性的纖維素材料可能具有增強的氧和/或水阻擋特性。此外，在此提供的纖維素材料的高度結晶性質應當允許傳統的熱塑性聚合物的增加的機械特性。
上述制備的不溶性纖維素的膠體分散體可以容易地被涂覆以產生高度透明的連續膜。這種膜具有在1與2微米之間的范圍內的非常薄的厚度，具有約300nm的粗糙度(數據未示出)。因此，預期在此提供的低分子量的不溶性纖維素材料在能夠實現許多應用的水基涂料體系中是有用的。此類應用的實例包括包裝塑料上的氧氣和水蒸氣阻擋涂層、以及水果和蔬菜上的可食用涂層，以增加產品保質期。此外，所披露的涂層可用于種子包衣應用并且能夠實現藥物組合物中的活性成分釋放。
分析含有1.7wt％-2.5wt％的由rchcdp1或vrucdp1酶合成的不溶性纖維素的在水中的膠體分散體的粘度。簡言之，使用布魯克菲爾德(brookfield)流變儀獲得粘度對剪切速率數據，其中從曲線以10(1/s)的剪切速率測量粘度。發現兩種膠體分散體都表現出高于水的粘度10000倍的高粘度(圖2)。此外，分散體表現出剪切稀化行為(其中粘度隨剪切速率的變化而降低)，這在許多增稠應用中是期望的。鑒于每種不溶性纖維素樣品具有低dpw(小于25dpw，表2)，獲得如此高的粘度水平是值得注意的。事實上，可商購的羧甲基衍生的纖維素(水溶性的)需要顯著更高的dpw(約1000或更高)以將在水中的粘度增加至與使用在此提供的不溶性纖維素樣品時觀察到的粘度相同的程度(圖3)。
因此，由紅色弧菌和查帕西斯瘤胃球菌纖維糊精磷酸化酶產生的不溶性多糖物質包含低分子量的不溶性纖維素。該纖維素具有約18-24的dpw并表現出纖維素ii晶體結構。該纖維素ii晶體結構不是諸如絲光化或衍生化/非衍生化過程的化學處理的結果，而是在其由酶促直接產生時表征不溶性纖維素材料。在此提供的不溶性纖維素的獨特特性賦予該材料廣泛的效用，例如在粘度和流變學改性應用以及膜/阻擋層應用中使用。
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