Miten entsyymi-biotekniikka vaikuttaa päivittäiseen elämäänni?

Seuraavassa on esimerkkejä entsyymibioteknologiasta, joita saatat käyttää joka päivä omassa kodissasi. Monissa tapauksissa kaupalliset prosessit hyödynsivät ensin luonnossa esiintyviä entsyymejä. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että käytettävät entsyymit olisivat yhtä tehokkaita kuin ne voisivat olla. Aikaa, tutkimusta ja parannettuja proteiini-tekniikan menetelmiä monet entsyymit on muunnettu geneettisesti tehokkaammiksi halutussa lämpötilassa, pH-arvossa tai muissa valmistusolosuhteissa, jotka tyypillisesti inhiboivat entsyymiaktiivisuutta (esim.

- 1- ->

kova kemikaali), mikä tekee niistä sopivampia ja tehokkaampia teollisuus- tai kotikäyttöön.

Karkaisujen poisto

Sellu- ja paperiteollisuudessa käytetään entsyymien käyttöä "tahmojen", liimojen, liimojen ja pinnoitteiden poistamiseksi paperin kierrätyksen aikana massalle. Liimat ovat tahmeita, hydrofobisia, taipuisia orgaanisia materiaaleja, jotka paitsi vähentävät lopullisen paperituotteen laatua, mutta voivat tukkia paperitehtaan koneiden ja seisokkien kustannusajat. Kemialliset menetelmät tahmojen poistamiseksi ovat historiallisesti olleet 100% tyydyttäviä.

Liimat pysyvät yhdessä esterisidosten kanssa ja esteraasientsyymien käyttö massassa on huomattavasti parantanut niiden poistoa. Esteraasit leikkaa tarroja pienemmiksi, vesiliukoisiksi yhdisteiksi, mikä helpottaa niiden poistoa massasta. Tämän vuosikymmenen alun alkupuolelta lähtien esteraasit ovat tulleet yhteiseksi lähestymistavaksi tahmeiden torjuntaan. Niiden rajoitukset ovat, koska ne ovat entsyymejä, ne ovat tyypillisesti vain tehokkaita kohtalaisessa lämpötilassa ja pH: ssa.

Tietyt esteraasit saattavat olla tehokkaita vain tietynlaisia ​​estereitä vastaan ​​ja muiden kemikaalien esiintyminen massassa voi estää niiden toimintaa. Tutkimus koskee uusia entsyymejä ja olemassa olevien entsyymien geneettisiä modifikaatioita, laajentaa niiden tehokasta lämpötila- ja pH-aluetta ja substraatin ominaisuuksia.

Pesuaineet

Entsyymejä on käytetty monenlaisissa pesuaineissa yli 30 vuoden ajan, koska ne on otettu käyttöön ensin Novozymes. Pesuaineiden entsyymien perinteinen käyttö koski niitä, jotka hajottavat tahroja aiheuttavia proteiineja, kuten ruohon tahroja, punaviiniä ja maaperää. Lipaasit ovat toinen käyttökelpoinen entsyymiluokka, jota voidaan käyttää rasvan tahrojen ja puhtaiden rasva-ansoiden tai muiden rasvapohjaisten puhdistussovellusten liuottamiseen.

Tällä hetkellä suosittu tutkimusalue on sellaisten entsyymien tutkimus, jotka voivat sietää tai jopa olla korkeampia toimintoja, kuumissa ja kylmissä lämpötiloissa. Termotoleranttien ja kriotoleranttien entsyymien etsiminen on ulottunut maapallolle. Nämä entsyymit ovat erityisen toivottavia pesuprosessien parantamiseksi kuumavesikiertoisissa sykleissä ja / tai alhaisissa lämpötiloissa värejä ja tummia varten.Ne ovat myös hyödyllisiä teollisissa prosesseissa, joissa vaaditaan korkeita lämpötiloja, tai bioremediaatioon vaikeissa olosuhteissa (esim. Arktisilla alueilla). Rekombinantti-entsyymejä (muokattuja proteiineja) etsitään käyttämällä erilaisia ​​DNA-tekniikoita, kuten kohdennettu mutageneesi ja DNA-sekoittuminen.

Tekstiilit

Entsyymejä käytetään nykyään laajasti vaatteiden, huonekalujen ja muiden kodintekstiilien valmistukseen käytettävien kankaiden valmistukseen.

Tekstiiliteollisuuden aiheuttaman pilaantumisen vähentämisvaatimukset ovat lisänneet bioteknologian kehitystä, joka on korvannut voimakkaat kemikaalit entsyymeillä lähes kaikissa tekstiiliprosesseissa. Entsyymejä käytetään parantamaan puuvillan valmistusta kudontaan, epäpuhtauksien vähentämiseen, "vetojen" minimoimiseen kankaaseen tai esikäsittelyyn ennen kuolemista huuhtelunajan vähentämiseksi ja värien laadun parantamiseksi. Kaikki nämä vaiheet tekevät prosessista vähemmän myrkyllisiä ja ympäristöystävällisiä, vähentävät tuotantoprosessin aiheuttamia kustannuksia ja kulutetaan luonnonvaroja (vesi, sähkö, polttoaineet) parantaen samalla myös lopputuotteen laatua.

Elintarvikkeet ja juomat

Tämä on kotimainen entsyymiteknologian sovellus, jota useimmat ihmiset jo tuntevat. Historiallisesti ihminen on käyttänyt entsyymejä vuosisatoja aikaisessa bioteknologiakäytännöissä elintarvikkeiden tuottamiseksi ilman, että hän todella tuntee sen.

Voi olla mahdollista tehdä viiniä, olutta, etikkaa ja juustoja esimerkiksi käytettyjen hiivojen ja bakteerien entsyymien vuoksi.

Biotekniikka on mahdollistanut näiden prosessien aiheuttamien entsyymien eristämisen ja karakterisoinnin. Se on mahdollistanut sellaisten erikoiskäyttöisten kantojen kehittämisen, jotka parantavat kunkin tuotteen makua ja laatua. Entsyymejä voidaan myös käyttää tekemään prosessi halvempaa ja ennakoitavampaa, joten laadukkaita tuotteita varmiste- taan jokaisesta panoksesta. Muut entsyymit vähentävät ikääntymisen kestoa, auttavat selvittämään tai stabiloimaan tuotetta tai auttamaan alkoholin ja sokerin sisällön hallitsemisessa.

Vuosien ajan entsyymejä on myös käytetty tärkkelyksen muuntamiseen sokeriksi. Maissi- ja vehnäsiirappeja käytetään koko elintarviketeollisuudessa makeutusaineina. Entsyymitekniikan avulla näiden makeutusaineiden tuotanto voi olla halvempaa kuin sokerirasokerin käyttö. Entsyymejä on kehitetty ja tehostettu bioteknisten menetelmien avulla jokaisen prosessin vaiheen ajan.

Nahka

Aikaisemmin nahkojen parkitusprosessi käyttökelpoiseksi nahaksi merkitsi monien haitallisten kemikaalien käyttöä. Entsyymitekniikka on kehittynyt niin, että osa näistä kemikaaleista voidaan korvata ja prosessi on todella nopeampi ja tehokkaampi. On entsyymejä, joita voidaan käyttää prosessin ensimmäisiin vaiheisiin, joissa rasva ja hiukset poistetaan vuodista. Entsyymejä käytetään myös puhdistuksen, keratiinin ja pigmenttien poiston aikana sekä pienten ihon pehmeyden lisäämiseksi. Ne auttavat myös stabiloimaan nahkaa parkitusprosessin aikana estääkseen sen mätänemästä.

Biologisesti hajoava muovi

Perinteisissä menetelmissä valmistetut muovit ovat peräisin uusiutumattomista hiilivetyvaroista.Ne koostuvat pitkästä polymeerimolekyylistä, jotka ovat tiukasti sidoksissa toisiinsa, eikä niitä voida hajottaa helposti hajottamalla mikro-organismeja. Biologisesti hajoavia muoveja voidaan valmistaa käyttämällä kasvipolymeerejä vehnästä, maissista tai perunoista ja muodostua lyhyemmistä, helposti hajoavista polymeereistä.

Koska biologisesti hajoavat muovit ovat vesiliukoisempia, monet nykyiset tuotteet, jotka sisältävät niitä, ovat biologisesti hajoavien ja hajoamattomien polymeerien seos. Tietyt bakteerit voivat tuottaa muoveja rakeita solunsa sisällä. Tähän prosessiin osallistuvien entsyymien geenit on kloonattu kasveihin, jotka voivat tuottaa rakeet lehdissään. Kasvipohjaisten muovien kustannukset rajoittavat niiden käyttöä, eivätkä ne ole tavannut laajaa kuluttajien hyväksyntää.

Bioetanoli

Bioetanoli on biopolttoaine, joka on jo tavannut laajaa yleisön hyväksyntää. Voisit jo käyttää bioetanolia, kun lisäät polttoainetta autoosi. Bioetanolia voidaan tuottaa tärkkelyksistä kasviaineistosta käyttäen entsyymejä, jotka kykenevät tehokkaasti tekemään muuntamisen. Tällä hetkellä maissi on laajalti käytetty tärkkelyksen lähde, mutta kiinnostus bioetanoliin kasvaa kuitenkin, koska maissin hinnat nousevat ja elintarvikehuolto uhkaa. Muut kasvit, mukaan lukien vehnä, bambu tai muut ruohot, ovat mahdollisia tärkkelyksen lähteitä bioetanolin tuotannolle.

On kyseenalaista, johtuvatko bioetanolin valmistamisesta aiheutuvat kustannukset pienemmät kuin fossiilisten polttoaineiden kulut kasvihuonekaasupäästöinä. Bioetanolin tuotanto (kasvavat viljelykasvit, merenkulku, valmistus) vaatii edelleen suurta määrää uusiutumattomia luonnonvaroja. Teknologian tutkimusta ja entsyymien manipulointia prosessin tehostamiseksi, mikä vaatii vähemmän kasvimateriaalia tai vaatii vähemmän fossiilisia polttoaineita, on parhaillaan parannettava tällä bioteknologian alalla.