Jak ovlivňuje biotechnologie enzym svůj každodenní život?

Zde jsou některé příklady enzymatické biotechnologie, které můžete používat každý den ve svém domově. V mnoha případech komerční procesy nejprve využívaly přirozeně se vyskytující enzymy. Nicméně to neznamená, že používané enzymy byly stejně účinné jako by mohly být. S časem, výzkumem a zdokonalenými způsoby inženýrství proteinů bylo mnoho enzymů geneticky modifikováno tak, aby byly efektivnější při požadovaných teplotách, pH nebo za jiných výrobních podmínek typicky inhibujících enzymovou aktivitu (např.

<1- ->

tvrdé chemikálie), což je vhodnější a efektivnější pro průmyslové nebo domácí aplikace.

Odstranění lepidel

Enzýmy používají průmyslový a papírenský průmysl k odstranění "lepidel", lepidla, lepidel a povlaků, které se při recyklaci papíru zavádějí do buničiny. Nálepky jsou lepkavé, hydrofobní, pružné organické materiály, které nejen snižují kvalitu konečného papírového produktu, ale mohou zablokovat stroje na výrobu papírenských strojů a náklady na výpadky. Chemické způsoby odstraňování slepičích materiálů nebyly historicky 100% uspokojivé.

Tyčinky jsou drženy dohromady prostřednictvím esterových vazeb a použití esterázových enzymů v buničině značně zlepšilo jejich odstranění. Esterases rozřezávají slepice na menší, ve vodě rozpustnější sloučeniny, usnadňující jejich odstranění z buničiny. Od počátku poloviny tohoto desetiletí se esterázy staly společným přístupem ke kontrole lepivosti. Jejich omezeními jsou, jsou-li enzymy, jsou typicky účinné pouze při mírné teplotě a pH.

Některé esterázy mohou být také účinné pouze u některých typů esterů a přítomnost jiných chemických látek v buničině může inhibovat jejich aktivitu. Hledání nových enzymů a genetických modifikací stávajících enzymů pro rozšíření jejich efektivní teploty a rozmezí pH a možností substrátu.

Detergenty

Enzymy byly používány v mnoha druzích detergentů již více než 30 let od doby, kdy byly nově zavedeny Novozymes. Tradiční použití enzymů v pracích prostředcích zahrnuje ty, které degradují bílkoviny, které způsobují skvrny, jako jsou ty, které se vyskytují v trávových skvrnách, červeném víně a půdě. Lipázy jsou další užitečnou třídou enzymů, které lze použít k rozpouštění tukových skvrn a čistících pastí na tuky nebo jiných aplikací na čištění na bázi tuku.

V současné době je populární oblastí výzkumu vyšetřování enzymů, které mohou tolerovat nebo dokonce vyšší aktivity při horkých a chladných teplotách. Hledání termotolerantních a kryoolerantních enzymů prošly globalizací. Tyto enzymy jsou zvláště žádoucí pro zlepšení procesů praní v cyklech horké vody a / nebo při nízkých teplotách pro praní barev a tmavých.Jsou také použitelné pro průmyslové procesy, kde jsou vyžadovány vysoké teploty, nebo pro bioremediaci za drsných podmínek (např. V arktických oblastech). Rekombinantní enzymy (inženýrské proteiny) jsou vyhledávány za použití různých DNA technologií, jako je lokálně řízená mutageneze a DNA shuffling.

Textil

Enzymy jsou nyní široce používány k přípravě látek, které jsou vyrobeny z vašich oděvů, nábytku a jiných předmětů pro domácnost.

Zvyšující se požadavky na snížení znečištění způsobené textilním průmyslem přispěly k biotechnologickým pokrokům, které v téměř všech textilních výrobních procesech nahrazovaly drsné chemikálie enzymy. Enzymy se používají pro zlepšení přípravy bavlny pro tkaní, snížení nečistot, minimalizace "tahání" v tkanině nebo jako předběžné ošetření před umíráním s cílem zkrátit dobu opláchnutí a zlepšit kvalitu barev. Všechny tyto kroky nejenže činí tento proces méně toxický a šetrný k životnímu prostředí, snižují náklady spojené s výrobním procesem a spotřebu přírodních zdrojů (voda, elektřina, pohonné hmoty) a současně zlepšují kvalitu konečného textilního výrobku.

Potraviny a nápoje

Jedná se o domácí použití enzymové technologie, které je již většina lidí obeznámeno. Historicky lidé používají enzymy po staletí v raných biotechnologických praktikách k výrobě potravin, aniž by je skutečně věděli.

Bylo možné například vyrobit víno, pivo, ocot a sýry kvůli enzymům použitým v kvasinkách a bakteriích.

Biotechnologie umožnila izolovat a charakterizovat specifické enzymy odpovědné za tyto procesy. Umožňuje vývoj specializovaných kmenů pro specifické použití, které zlepšují chuť a kvalitu každého produktu. Enzymy lze také použít k tomu, aby byl proces levnější a předvídatelnější, takže je zajištěn kvalitní výrobek s každou dávkou vařenou. Jiné enzymy zkracují dobu potřebnou pro stárnutí, pomáhají objasnit nebo stabilizovat produkt nebo pomáhat při kontrole obsahu alkoholu a cukru.

Již roky se enzymy používají k přeměně škrobu na cukr. Kukuřičné a pšeničné sirupy se používají v potravinářském průmyslu jako sladidla. Při použití enzymové technologie může být výroba těchto sladidel levnější než použití cukru z cukrové třtiny. Enzymy byly vyvinuty a rozšířeny pomocí biotechnologických metod pro každý krok procesu.

Kůže

V minulosti se proces opalování skryje do použitelné kůže zahrnující použití mnoha škodlivých chemikálií. Enzymová technologie pokročila tak, že některé z těchto chemikálií mohou být nahrazeny a proces je ve skutečnosti rychlejší a účinnější. Existují enzymy, které lze aplikovat na první kroky procesu, kdy se z kůží odstraní tuk a srst. Enzymy se také používají při čištění a odstraňování keratinu a pigmentu a zlepšují měkkost pokožky. Pomáhají také při stabilizaci kůže během procesu opalování, aby se zabránilo hnilobě.

Biologicky rozložitelný plast

Plasty vyráběné tradičními metodami pocházejí z neobnovitelných zdrojů uhlovodíků.Jsou tvořeny dlouhými polymerními molekulami, které jsou navzájem těsně spojeny a nemohou být snadno rozloženy rozkladem mikroorganismů. Biologicky rozložitelné plasty mohou být vyrobeny za použití rostlinných polymerů z pšenice, kukuřice nebo brambor a sestávají z kratších, snadněji degradovaných polymerů.

Jelikož jsou biologicky rozložitelné plasty více rozpustné ve vodě, mnoho současných produktů, které je obsahují, je směs biodegradabilních a nedegradovatelných polymerů. Některé bakterie mohou v buňkách produkovat plastové granule. Geny pro enzymy zapojené do tohoto procesu byly klonovány do rostlin, které mohou produkovat granule v jejich listí. Náklady na plasty na bázi rostlin omezují jejich použití a nespokojují se s rozšířeným přijetím spotřebitelů.

Bioethanol

Bioetanol je biopalivo, které se již setkalo s širokým veřejným přijetím. Možná už používáte bioethanol, když přidáte palivo do vašeho vozidla. Bioethanol může být vyráběn ze škrobových rostlinných materiálů za použití enzymů schopných účinně provádět konverzi. V současné době je kukuřice široce využívaným zdrojem škrobu, avšak rostoucí zájem o bioethanol zvyšuje obavy, jak rostou ceny kukuřice a že obilí je obohaceno o zásobování potravinami. Ostatní rostliny, včetně pšenice, bambusu nebo jiných tráv, jsou možnými zdroji škrobu pro výrobu bioethanolu.

Je diskutabilní, zda jsou náklady na výrobu bioetanolu nižší než spotřeba fosilních paliv, pokud jde o emise skleníkových plynů. Produkce bioethanolu (pěstování plodin, námořní doprava, výroba) stále vyžaduje velké množství neobnovitelných zdrojů. Technologický výzkum a manipulace s enzymy, které činí proces efektivnějším, vyžadují méně rostlinného materiálu nebo spotřebovávají méně fosilních paliv, jsou v pracích, aby se zlepšila tato oblast biotechnologie.