Ensüüm biotehnoloogia igapäevaelus

Siin on mõned näited ensüümide biotehnoloogiast, mida võiksite kasutada iga päev oma kodus. Paljudel juhtudel kasutati kaubandusprotsessides esmalt looduslikult esinevaid ensüüme. See aga ei tähenda, et kasutatav ensüüm (id) oleks sama tõhus kui see võiks olla. Aja jooksul, teadusuuringute ja täiustatud proteiiniarvestusmeetodite abil on paljud ensüümid geneetiliselt muudetud, et olla soovitud temperatuuridel, pH-l või muudel tootmismeetoditel, mis tavaliselt inhibeerivad ensüümi aktiivsust (nt karmid kemikaalid), efektiivsemaks, muutes need sobivamaks ja tõhusamaks tööstuslikuks või koduseks kasutamiseks.

Kleebiste eemaldamine

Tselluloosi- ja paberitööstuses kasutatakse fermente tsellulooside, liimide, liimide ja katete eemaldamiseks paberitöötlemise ajal paberimassi abil. Kleepsud on kleepuvad, hüdrofoobsed, elastsed orgaanilised ained, mis mitte ainult ei vähenda lõpliku paberitoodete kvaliteeti, vaid võivad paberivabrikute masinasse ummistuda ja kulutada tunnid seisakuid. Kleepkesta eemaldamise keemilised meetodid ei ole ajalooliselt olnud 100% rahuldavad.

Kleepsud hoitakse kokku ester-sidemetega ja esteraasi ensüümide kasutamine tselluloosimass on oluliselt parandanud nende eemaldamist. Esteraasid lõigasid kleepud väiksemateks, rohkem vees lahustuvateks ühenditeks, hõlbustades nende eemaldamist tselluloosist. Alates käesoleva kümnendi algusest on esteraasid muutunud ühiseks lähenemiseks kleepumiskontrollile. Nende piirangud on ensüümidena tavaliselt tavaliselt mõõduka temperatuuri ja pH väärtused. Samuti võivad teatavad esteraasid efektiivselt toimetada teatud tüüpi estrite vastu ja teiste kemikaalide olemasolu viljalihases võib nende aktiivsust pärssida.

Otsitakse uusi ensüüme ja olemasolevate ensüümide geneetilisi modifikatsioone, et laiendada nende efektiivset temperatuuri ja pH vahemikku ning substraadi võimekust.

Pesuvahendid

Ensüüme on kasutatud mitmesuguste pesuvahendite puhul juba üle 30 aasta pärast Novozymes'i esmakordset kasutuselevõttu. Traditsiooniline ensüümide kasutamine pesupesemisvahendites hõlmab neid, mis lagundavad plekid, mis põhjustavad plekke, nagu rohu plekid, punane vein ja pinnas.

Lipaasid on teine ​​kasulike ensüümide rühm, mida saab kasutada rasvade plekkide ja puhaste rasvapüüdurite või muude rasvapõhiste puhastusrakenduste lahustamiseks.

Praegu on populaarne teadustöö valdkond selliste ensüümide uurimine, mis võivad taluda või isegi kõrgemat aktiivsust kuumas ja külmas tempos. Termotolerantse ja krüotolerantsete ensüümide otsing on globaalne. Need ensüümid on eriti soovitatavad, et parandada pesemisprotsesse kuumavee tsüklites ja / või madala temperatuuri korral, et värvide ja nahkade pesemine. Need on kasulikud ka tööstuslikele protsessidele, kus on vaja kõrgeid temperatuure või bioremediatsiooni karmides tingimustes (nt arktilises). Rekombinantseid ensüüme (insenergneeritud valke) püütakse kasutada erinevate DNA tehnoloogiatega, näiteks kohtsuunatud mutageneesi ja DNA segamise teel.

Tekstiil

Ensüüme kasutatakse laialdaselt riide, riide, mööbli ja muude kodutekstiili valmistamiseks mõeldud kangaste valmistamiseks. Suuremad nõudmised tekstiiltööstuse põhjustatud reostuse vähendamisele on toonud kaasa biotehnoloogilise arengu, mis asendas karmid kemikaalid ensüümidega peaaegu kõigis tekstiilitootmise protsessides. Ensüüme kasutatakse puuvilla ettevalmistamiseks kudumiseks, lisandite vähendamiseks, kangast "tõmbab" minimaalselt või enne loputamist loputamise aja vähendamiseks ja värvikvaliteedi parandamiseks.

Kõik need sammud muudavad protsessi mitte ainult mürgisteks ja keskkonnasõbralikeks, need vähendavad tootmisprotsessiga seotud kulusid ja loodusvarade (vesi, elekter, kütused) tarbimist, parandades samas ka tekstiiltoote lõplikku kvaliteeti.

Toidud ja joogid

Enamik inimesi juba tuttav on ensüümitehnoloogia sisemine rakendus. Ajalooliselt on inimesi juba sajandite jooksul biotehnoloogia algetes kasutanud ensüüme, et toitu valmistada, ilma et see oleks tegelikult teada. Näiteks pärinevate ja kasutatud bakterite ensüümide tõttu oli võimalik teha veini, õlut, äädikat ja juustu.

Biotehnoloogia on võimaldanud eraldada ja iseloomustada konkreetseid ensüüme, mis nende protsesside eest vastutavad. See on võimaldanud spetsiifiliste kasutuste jaoks spetsiaalsete tüvede arendamist, mis parandavad iga toote maitset ja kvaliteeti.

Ensüüme saab kasutada ka selleks, et muuta protsess odavamaks ja prognoositavamaks, seega tagatakse iga partii valmistamisel kvaliteetne toode. Muud ensüümid vähendavad vananemise aega, aitavad selgitada või stabiliseerida toodet või aitavad kontrollida alkoholi ja suhkru sisaldust.

Aastaid on ensüüme kasutatud ka tärklise suhkruna muundamiseks. Maisi ja nisu siirupeid kasutatakse kogu toiduainetööstuses magusainetena. Ensüümitehnoloogia kasutamisel võib nende magusainete tootmine olla suhkrut sisaldava suhkru kasutamisest odavam. Ensüümid on välja töötatud ja täiustatud biotehnoloogiliste meetodite abil iga protsessi etapi jaoks.

Nahk

Varem oli parkimistööde käigus kasutatavale nahale kasutusel mitmeid kahjulikke kemikaale. Ensüümitehnoloogia on välja arendanud nii, et mõned neist kemikaalidest on asendatavad ja protsess on tegelikult kiirem ja tõhusam. On ensüüme, mida on võimalik rakendada protsessi esimeste sammude puhul, kus rasvad ja juuksed eemaldatakse nahkadest. Ensüüme kasutatakse ka puhastamise ajal, keratiini ja pigmendi eemaldamisel ning pehme pehmuse suurendamiseks. Nad aitavad ka nahka parkimisprotsessi ajal stabiliseerida, et vältida mädanemist.

Biolagunev plastik

Traditsiooniliste meetoditega valmistatud plast pärineb taastumatutest süsivesinikvararikest. Need koosnevad pikkadest polümeermolekulidest, mis on üksteisega tihedalt seotud ja mida ei saa kergesti lagundada mikroorganismide lagundamisega. Biolagundatavaid plastikke saab valmistada nisu-, maisi- või kartulitaimede taimsete polümeeride abil ning need koosnevad lühematest ja kergemini lagunenud polümeeridest.

Kuna biolagunevad plastmassid on rohkem vees lahustuvat, on paljud praegused tooted, mis neid sisaldavad, biolagunevate ja mittelahustuvate polümeeride segu. Teatud bakterid võivad oma rakkudes toota plastikgraanuleid. Selle protsessiga seotud ensüümide geenid on kloonitud taimedesse, mis võivad oma lehtede abil granuleerida. Taimepõhiste plastide maksumus piirab nende kasutamist ja ei ole täidetud laialdase tarbija nõustumisega.

Bioetanool

Bioetanool on biokütus, mis on juba laialt levinud avalikkuse heakskiiduga. Võite juba kasutada bioetanooli, kui lisate oma sõidukile kütust. Bioetanooli saab toota tärklist sisaldavatest taimsetest materjalidest, kasutades ensüüme, mis suudavad konversiooni efektiivselt teha. Maisi on praegu laialt levinud tärklise allikas, ent kasvav huvi bioetanooli vastu tekitab probleeme, kuna maisihindade tõus ja maisi on toiduainete pakkumise ohus. Muud taimed, sh nisu, bambus või muud taimed, on võimalikud bioetanooli tootmiseks kasutatavad tärklise kandidaadid.

On vaieldav, kas bioetanooli tootmine kasvuhoonegaaside heitkoguste poolest on väiksem kui fossiilkütuste tarbimisel. Bioetanooli tootmine (kasvavad põllukultuurid, laevandus, tootmine) vajab endiselt taastumatute ressursside suurt sisendit. Sellel alal biotehnoloogia parandamiseks on tehastes tehnoloogilised uuringud ja ensüümide manipuleerimine protsessi tõhusamaks muutmiseks, mis nõuab vähem taimematerjali ja tarbib vähem fossiilkütuseid.