Biotehnologija enzima u svakodnevnom životu

Evo nekih primjera biotehnologije enzima koju svakodnevno možete koristiti u vlastitom domu. U mnogim slučajevima, komercijalni procesi prvo iskorištavaju prirodne enzime. Međutim, to ne znači da su enzimi (e) korišteni bili jednako učinkoviti kao i oni. S vremenom, istraživanjem i poboljšanim metodama proizvodnje bjelančevina, mnogi enzimi su genetski modificirani kako bi bili učinkovitije na željenoj temperaturi, pH ili u drugim proizvodnim uvjetima koji tipično inhibiraju enzimsku aktivnost (npr. Oštre kemikalije), što ih čini prikladnijim i učinkovitijim za industrijske ili kućne aplikacije.

Uklanjanje naljepnica

Enzimi koriste industrija celuloze i papira za uklanjanje "stickija", ljepila, ljepila i premaza koji se uvode u celulozu tijekom recikliranja papira. Ljepljive su ljepljive, hidrofobne, savitljive organske tvari koje ne samo da smanjuju kvalitetu gotovog proizvoda od papira, već mogu začepiti strojeve za proizvodnju papira i troškovima zastoja. Kemijske metode za uklanjanje ljepljiva, povijesno, nisu bile 100% zadovoljavajuće.

Naljepnice se drže zajedno pomoću esterskih veza, a upotreba enzima esteraze u pulpi znatno je poboljšala njihovo uklanjanje. Esteraze rezaju ljepljive tvari u manje, više vodotopive spojeve, olakšavajući njihovo uklanjanje iz celuloze. Od prve polovice ovog desetljeća, esteraze postali su zajednički pristup kontroli stickija. Njihova ograničenja su, kao enzimi, tipično jedini učinkoviti na umjerenoj temperaturi i pH. Također, određene esteraze mogu biti djelotvorne samo protiv određenih vrsta estera, a prisutnost drugih kemikalija u celulozu može inhibirati njihovu aktivnost.

Potraga je za novim enzimima i genetskim modifikacijama postojećih enzima, kako bi se proširila njihova učinkovita temperatura i rasponi pH i sposobnosti supstrata.

deterdženti

Enzimi su korišteni u mnogim vrstama deterdženata više od 30 godina od kada su ih prvi put uveli Novozymes. Tradicionalna uporaba enzima u deterdžentima za pranje rublja uključivala je one koji degradiraju proteine ​​koji uzrokuju mrlje, poput onih koje se nalaze u tragovima mrlja, crvenog vina i tla.

Lipaze su još jedan korisni razred enzima koji se mogu koristiti za otapanje masnih mrlja i čiste zamke za mast ili druge aplikacije za čišćenje na osnovi masnoće.

Trenutno popularno područje istraživanja je istraživanje enzima koji mogu tolerirati ili čak imati veće aktivnosti u toplim i hladnim temperaturama. Potraga za termotolerantnim i kriotolerantnim enzimima proširila se globus. Ovi enzimi su posebno poželjni za poboljšanje procesa pranja u ciklusima tople vode i / ili pri niskim temperaturama za pranje boja i tamnih boja. Također su korisni za industrijske procese u kojima su potrebne visoke temperature, ili za bioremedijaciju u otežanim uvjetima (npr. Na Arktiku). Traženi su rekombinantni enzimi (inženjerski proteini) primjenom različitih tehnologija DNA, kao što su mutageneza usmjerena na mjesto i DNA miješanje.

Tekstil

Enzimi su danas naširoko korišteni za pripremu tkanina koje su izrađene od vaše odjeće, namještaja i ostalih predmeta za kućanstvo. Sve veći zahtjevi za smanjenjem onečišćenja uzrokovanog tekstilnom industrijom potaknuli su biotehnološke napore koji su zamijenili oštre kemikalije s enzimima u gotovo svim procesima proizvodnje tekstila. Enzimi se koriste za poboljšanje pripreme pamuka za tkanje, smanjenje nečistoća, smanjenje "vučenja" u tkanini ili kao predobradu prije umiranja kako bi se smanjilo vrijeme ispiranja i poboljšala kvaliteta boje.

Svi ovi koraci ne samo da čine proces slabijim i ekološkim, oni smanjuju troškove povezane s proizvodnim procesom i potrošnja prirodnih resursa (voda, struja, goriva), a istodobno poboljšava kvalitetu konačnog tekstilnog proizvoda.

Hrana i piće

To je domaća aplikacija za enzimsku tehnologiju koju većina ljudi već upoznava. Povijesno gledano, ljudi stoljećima upotrebljavaju enzime, u ranoj biotehnološkoj praksi , da proizvode hranu, a da to zapravo ne znaju. Na primjer, bilo je moguće napraviti vino, pivo, ocat i sireve, zbog enzima u korištenim kvasima i bakterijama.

Biotehnologija je omogućila izolaciju i karakterizaciju specifičnih enzima odgovornih za te procese. Omogućilo je razvoj specijaliziranih sojeva za specifične namjene koji poboljšavaju okus i kvalitetu svakog proizvoda.

Enzimi se također mogu koristiti kako bi proces bio jeftiniji i predvidljiviji, tako da se sa svakom šaržom proizvede kvalitetan proizvod. Ostali enzimi smanjuju duljinu vremena potrebnu za starenje, pomažu razjasniti ili stabilizirati proizvod ili pomoći u kontroli alkohola i šećera.

Godinama su enzimi upotrijebljeni i za okretanje škroba u šećer. Sirupi i pšenični sirupi se koriste u cijeloj prehrambenoj industriji kao zaslađivači. Upotrebom enzimske tehnologije, proizvodnja tih sladila može biti jeftinija od upotrebe šećera od šećerne trske. Enzimi su razvijeni i unaprijeđeni pomoću biotehnoloških metoda, za svaki korak procesa.

Koža

U prošlosti, postupak skrivanja skriva u uporabnu kožu uključivala je upotrebu mnogih štetnih kemikalija. Enzimska tehnologija napredovala je tako da se neke od ovih kemikalija mogu zamijeniti i proces je zapravo brži i učinkovitiji. Postoje enzimi koji se mogu primijeniti na prve korake procesa u kojem se masnoća i kosa uklanjaju iz kože. Enzimi se također koriste tijekom čišćenja, uklanjanja keratina i pigmenata, te povećanja mekoće kože. Oni također pomažu stabilizirati kožu tijekom procesa štavljenja kako bi se spriječilo truljenje.

Biorazgradiva plastika

Plastika proizvedena tradicionalnim metodama dolaze iz neobnovljivih izvora ugljikovodika. Oni se sastoje od dugih polimernih molekula koje su čvrsto vezane jedna uz drugu i ne mogu se lako razgraditi razgradnjom mikroorganizama. Biorazgradivi plastični materijali mogu se proizvoditi biljnim polimerima iz pšenice, kukuruza ili krumpira, a sastoje se od kraćih, lakše degradiranih polimera.

Budući da biorazgradivi plastični materijali su topljivi u vodi, mnogi trenutni proizvodi koji ih sadrže su mješavina biorazgradivih i ne-razgradljivih polimera. Određene bakterije mogu proizvesti granule plastike unutar njihovih stanica. Geni za enzime koji su uključeni u ovaj proces klonirani su u biljke koje mogu proizvesti granule u listovima. Trošak plastika na bazi biljaka ograničava njihovu upotrebu, a nisu se susreli s široko rasprostranjenim prihvaćanjem potrošača.

bioetanol

Bioetanol je biogorivo koje se već susreće s široko rasprostranjenim prihvaćanjem javnosti. Možda već koristite bioetanol kada dodate gorivo u svoje vozilo. Bioetanol se može proizvesti iz škrobnih biljnih materijala pomoću enzima sposobnih za učinkovito stvaranje pretvorbe. Trenutačno kukuruz je široko korišten izvor škroba, međutim povećanje interesa za bioetanol povećava zabrinutost zbog povećanja cijena kukuruza i kukuruza kao opskrbe hranom. Ostale biljke, uključujući pšenicu, bambus ili druge trave, mogući su izvori škroba za proizvodnju bioetanola.

Pitanje je je li troškovi izrade bioetanola manji od potrošnje fosilnih goriva u pogledu emisija stakleničkih plinova. Proizvodnja bioetanola (uzgoj usjeva, brodarstvo, proizvodnja) i dalje zahtijeva veliki unos neobnovljivih izvora. Tehnološko istraživanje i manipulacija enzimima kako bi proces bio učinkovitiji, što zahtjeva manje biljnog materijala ili konzumira manje fosilnih goriva, radi u poboljšanju ovog područja biotehnologije.