Hogyan hat az enzimbiotechnológia a mindennapjaimra?

Íme néhány példa az enzim biotechnológiára, amelyet minden nap használhat saját otthonában. Sok esetben a kereskedelmi folyamatok először a természetben előforduló enzimeket használták ki. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az alkalmazott enzim (ek) a lehető leghatékonyabbak lennének.

Idővel, kutatással és továbbfejlesztett fehérjetechnikai módszerekkel számos enzimet genetikailag módosítottak. Ezek a módosítások lehetővé teszik, hogy hatékonyabbak legyenek a kívánt hőmérsékleten, pH-értéken vagy más, az enzimaktivitásra általában alkalmatlan gyártási körülmények között (például kemény vegyszerek). Alkalmasabbak és hatékonyabbak ipari vagy otthoni alkalmazásokhoz is.

A ragadók eltávolítása

Enzimek a cellulóz- és papíripar a „ragadók” - a papír újrahasznosítása során a pépbe bevezetett ragasztók, ragasztók és bevonatok - eltávolítására használják. A ragadók ragacsos, hidrofób, hajlékony szerves anyagok, amelyek nemcsak rontják a végső papírtermék minőségét, hanem eltömíthetik a papírgyár gépeit és több órányi leállást okozhatnak.

A ragadók eltávolítására szolgáló kémiai módszerek történelmileg nem voltak 100% -ban kielégítőek. A ragasztókat észterkötések tartják össze, és az észteráz enzimek cellulózban történő felhasználása jelentősen javította azok eltávolítását.

Az észterázok kisebb, vízoldékonyabb vegyületekre vágják a ragacsokat, megkönnyítve azok eltávolítását a cellulózból. Ennek az évtizednek a korai fele óta az észterázok általános megközelítéssé váltak a ragadók elleni védekezésben.

Mosószerek

Az enzimeket sokféle mosószerben használják több mint 30 éve, mióta a Novozymes először bevezette őket. Az enzimek hagyományos használata a mosószerekben olyanokat tartalmaz, amelyek lebontják a foltokat okozó fehérjéket, például a fűfoltokban, a vörösborban és a talajban találhatók. A lipázok az enzimek másik hasznos osztálya, amelyek felhasználhatók a zsírfoltok feloldására és a zsírcsapdák tisztítására vagy más zsíralapú tisztító alkalmazásokra.

Jelenleg népszerű kutatási terület az olyan enzimek vizsgálata, amelyek elviselik, vagy akár magasabb aktivitással bírnak hideg és meleg hőmérsékleten. A termotoleráns és kriotoleráns enzimek keresése kiterjedt a földkerekségre. Ezek az enzimek különösen kívánatosak a mosási folyamatok javítására melegvíz-ciklusokban és / vagy alacsony hőmérsékleten a színezékek és a sötétek mosásához.

Hasznosak olyan ipari folyamatokhoz is, ahol magas hőmérsékletre van szükség, vagy bioremediációra zord körülmények között (pl. Az Északi-sarkvidéken). Rekombináns enzimeket (módosított fehérjéket) keresnek különböző DNS-technológiák, például hely-irányított mutagenezis és DNS-keverés alkalmazásával.

Textil

Az enzimeket ma már széles körben alkalmazzák olyan ruhák, bútorok és egyéb háztartási cikkek előállítására. A textilipar által okozott szennyezés csökkentésére irányuló egyre növekvő igények táplálták a biotechnológiát fejlődés, amely a kemény vegyi anyagokat enzimekkel váltotta fel szinte az összes textilgyártásban folyamatok.

Az enzimeket a pamut szövés előkészítésének fokozására, a szennyeződések csökkentésére, a szövet „húzódzkodásának” minimalizálására használják, vagy haláluk előtti előkezelésként az öblítési idő csökkentése és a színminőség javítása érdekében.

Mindezek a lépések nemcsak kevésbé mérgezővé és környezetbaráttá teszik a folyamatot, hanem csökkentik a gyártási folyamathoz kapcsolódó költségeket; és csökkentse a természeti erőforrások (víz, villamos energia, üzemanyagok) felhasználását, miközben javítja a végső textiltermék minőségét is.

Ételek és italok

Az enzimtechnológia hazai alkalmazása a legtöbb ember számára már ismert. Történelmileg az emberek évszázadok óta használják az enzimeket korai biotechnológiai gyakorlatok, élelmiszerek előállításához, anélkül, hogy ezt igazán tudnánk.

Korábban kevesebb technológiával lehetett bort, sört, ecetet és sajtokat készíteni, mert az élesztőben lévő enzimek és a jelenlévő baktériumok ezt lehetővé tették.

A biotechnológia lehetővé tette az e folyamatokért felelős specifikus enzimek izolálását és jellemzését. Lehetővé tette olyan speciális törzsek kifejlesztését speciális felhasználásokra, amelyek javítják az egyes termékek ízét és minőségét.

Költségcsökkentés és cukor

Az enzimek felhasználhatók a folyamat olcsóbbá és kiszámíthatóbbá tételéhez is, így minden elkészített tételnél minőségi termék biztosított. Más enzimek csökkentik az öregedéshez szükséges időtartamot, elősegítik a termék tisztázását vagy stabilizálását, vagy elősegítik az alkohol- és cukortartalom ellenőrzését.

Évek óta enzimeket használnak a keményítő cukorrá alakítására. A kukorica- és búzaszirupokat az élelmiszeriparban édesítőszerként használják. Enzimtechnológia alkalmazásával ezen édesítőszerek előállítása olcsóbb lehet, mint a nádcukor használata. Az enzimeket biotechnológiai módszerekkel fejlesztették ki és továbbfejlesztették a program minden lépésében az élelmiszer-előállítás folyamata.

Bőr

Korábban a barnulás felhasználható bőrbe bújása sok káros vegyszer használatát vonta maga után. Az enzimek technológiája úgy fejlődött, hogy e vegyi anyagok egy részét ki lehet cserélni, miközben növeli a folyamat sebességét és hatékonyságát.

Enzimek alkalmazhatók az első lépésekben, amikor a zsír és a szőr eltávolításra kerül a bőrből. Tisztítás, valamint keratin- és pigmenteltávolítás, valamint a bőr puhaságának fokozása érdekében is használják őket. A bőr a barnulási folyamat során is stabilizálódik, hogy megakadályozza annak rothadását bizonyos enzimek alkalmazásakor.

Biológiailag lebomló műanyag

A hagyományos módszerekkel előállított műanyagok nem megújuló szénhidrogén-forrásokból származnak. Hosszú polimer molekulákból állnak, amelyek szorosan kötődnek egymáshoz, és nem bomlanak le könnyen lebontó mikroorganizmusok által.

Biológiailag lebomló műanyagok búzából, kukoricából vagy burgonyából származó növényi polimerek felhasználásával készülhetnek, és rövidebb, könnyebben lebomló polimerekből állnak. Mivel a biológiailag lebomló műanyagok jobban oldódnak vízben, sok jelenlegi termék, amely ezeket tartalmazza, biológiailag lebomló és nem lebontható polimerek keveréke.

Bizonyos baktériumok műanyag granulátumokat képesek termelni sejtjeikben. Az ebben a folyamatban részt vevő enzimek génjeit olyan növényekbe klónozták, amelyek a levelükben képesek előállítani a szemcséket. A növényi alapú műanyagok költsége korlátozza felhasználásukat, és a fogyasztók széles körű elfogadását nem tapasztalták.

Bioetanol

A bioetanol a bioüzemanyag amely már eleget tett a közvélemény széles körű elfogadásának. Lehet, hogy már bioetanolt használ, amikor üzemanyagot ad a járműjéhez. A bioetanol keményítőtartalmú növényi anyagokból előállítható olyan enzimek felhasználásával, amelyek képesek hatékonyan végrehajtani a konverziót.

Jelenleg a kukorica széles körben alkalmazott keményítőforrás; a bioetanol iránti növekvő érdeklődés azonban aggodalmat kelt, mivel a kukorica ára emelkedik, és a kukoricát mint élelmiszer-ellátást fenyegetik. Más növények, például búza, bambusz vagy a füvek típusai lehetséges keményítőforrások a bioetanol előállításához.

Enzimkorlátozások

Enzimként megvannak a maga korlátai. Tipikusan csak mérsékelt hőmérsékleten és pH-értéken hatékonyak. Bizonyos észterázok csak bizonyos típusú észterekkel szemben lehetnek hatékonyak, és más vegyi anyagok jelenléte a cellulózban gátolhatja azok aktivitását.

A tudósok mindig új enzimeket és a meglévő enzimek genetikai módosítását keresik; hogy kiszélesítsék tényleges hőmérsékleti és pH-tartományukat és szubsztrát képességeiket.

Néhány gondolat a befejezéskor

Az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása tekintetében vita tárgyát képezi, hogy a bioetanol előállításának és felhasználásának költségei alacsonyabbak-e, mint a fosszilis üzemanyagok finomítása és elégetése. A bioetanol-termelés (növénytermesztés, szállítás, gyártás) továbbra is nagy mennyiségű megújuló erőforrást igényel.

Biotechnológia és az enzimek sokat változtattak a világ működésén és az emberi szennyezés enyhítésén. Jelenleg még várat magára, hogy az enzimek hogyan befolyásolják továbbra is a mindennapi életet; azonban ha a jelen valamilyen jelzés, akkor valószínű, hogy az enzimeket továbbra is felhasználhatjuk életmódunk pozitív változásaihoz.

TikTok viewer