Evo nekoliko primjera enzimske biotehnologije koje biste svakodnevno mogli koristiti u svom domu. U mnogim su slučajevima komercijalni procesi prvo iskoristili prirodne enzime. Međutim, to ne znači da su enzimi koji se koriste bili učinkovitiji koliko bi mogli biti.
Vremenom, istraživanjima i poboljšanim metodama inženjerstva proteina, mnogi su enzimi genetski modificirani. Te modifikacije omogućuju im da budu učinkovitiji pri željenim temperaturama, pH ili drugim uvjetima proizvodnje koji su tipično neprikladni za aktivnost enzima (npr. Jake kemikalije). Također su primjenjiviji i učinkovitiji za industrijske ili kućne primjene.
Uklanjanje ljepljivih
Enzimi koriste se u industriji celuloze i papira za uklanjanje "ljepljivih dijelova" - ljepila, ljepila i premaza koji se uvode u celulozu tijekom recikliranja papira. Ljepljivi su ljepljivi, hidrofobni, savitljivi organski materijali koji ne samo da smanjuju kvalitetu konačnog proizvoda od papira, već mogu začepiti strojeve tvornice papira i koštati sate zastoja.
Kemijske metode uklanjanja ljepljivih vrsta u povijesti nisu bile 100% zadovoljavajuće. Ljepljivosti se drže esterskim vezama, a uporaba enzima esteraze u pulpi znatno je poboljšala njihovo uklanjanje.
Esteraze lijepe ljepilo u manje, topivije u vodi spojeve, olakšavajući njihovo uklanjanje iz pulpe. Od rane polovice ovog desetljeća esteraze su postale uobičajeni pristup za kontrolu ljepljivih stanica.
Deterdženti
Enzimi se koriste u mnogim vrstama deterdženata više od 30 godina otkako ih je Novozymes prvi put predstavio. Tradicionalna upotreba enzima u deterdžentima za pranje rublja uključivala je one koji razgrađuju proteine koji uzrokuju mrlje, poput onih koje se nalaze u mrljama od trave, crvenom vinu i tlu. Lipaze su još jedna korisna klasa enzima koja se može koristiti za otapanje masnih mrlja i čišćenje zamki za masnoću ili drugih sredstava za čišćenje na bazi masti.
Trenutno je popularno područje istraživanja istraživanje enzima koji mogu podnijeti, ili čak imaju veće aktivnosti, na vrućim i hladnim temperaturama. Potraga za termotolerantnim i kriotolerantnim enzimima zahvatila je cijeli svijet. Ovi enzimi su posebno poželjni za poboljšanje procesa pranja u ciklusima vruće vode i / ili na niskim temperaturama za pranje boja i tamnih boja.
Oni su također korisni za industrijske procese u kojima su potrebne visoke temperature ili za bioremediaciju u teškim uvjetima (npr. Na Arktiku). Traže se rekombinantni enzimi (inženjerski proizvedeni proteini) koristeći različite DNA tehnologije kao što su mutageneza usmjerena na mjesto i miješanje DNA.
Tekstil
Enzimi se danas široko koriste za pripremu tkanina od kojih su izrađeni odjeća, namještaj i drugi predmeti za kućanstvo. Sve veći zahtjevi za smanjenjem onečišćenja izazvanih tekstilnom industrijom potaknuli su biotehnološka napredak koji je zamijenio jake kemikalije enzimima u gotovo cijeloj tekstilnoj proizvodnji procesi.
Enzimi se koriste za poboljšanje pripreme pamuka za tkanje, smanjenje nečistoća, smanjenje "povlačenja" tkanine ili kao predobrada prije umiranja kako bi se smanjilo vrijeme ispiranja i poboljšala kvaliteta boje.
Svi ovi koraci ne samo da čine postupak manje otrovnim i ekološkim, već smanjuju troškove povezane s proizvodnim postupkom; i smanjiti potrošnju prirodnih resursa (voda, električna energija, goriva), a istovremeno poboljšati kvalitetu konačnog tekstilnog proizvoda.
Hrana i piće
To je domaća aplikacija za enzimsku tehnologiju s kojom je većina ljudi već upoznata. Povijesno gledano, ljudi već stoljećima koriste enzime, rane biotehnološke prakse, za proizvodnju hrane, a da to stvarno ne znamo.
U prošlosti je bilo moguće s manje tehnologije proizvoditi vino, pivo, ocat i sireve, jer su enzimi u kvascu i prisutne bakterije to dopuštali.
Biotehnologija je omogućila izoliranje i karakterizaciju specifičnih enzima odgovornih za te procese. Omogućio je razvoj specijaliziranih sojeva za specifične namjene koji poboljšavaju okus i kvalitetu svakog proizvoda.
Smanjenje troškova i šećer
Enzimi se također mogu upotrijebiti kako bi postupak učinili jeftinijim i predvidljivijim, tako da se sa svakom pripremljenom serijom osigurava kvalitetan proizvod. Ostali enzimi smanjuju vrijeme potrebno za starenje, pomažu u razjašnjavanju ili stabilizaciji proizvoda ili pomažu u kontroli sadržaja alkohola i šećera.
Godinama se enzimi koriste za pretvaranje škroba u šećer. Kukuruzni i pšenični sirupi koriste se u prehrambenoj industriji kao zaslađivači. Korištenjem enzimske tehnologije proizvodnja ovih zaslađivača može biti jeftinija od upotrebe šećera iz šećerne trske. Enzimi su razvijeni i poboljšani korištenjem biotehnoloških metoda za svaki korak u proces proizvodnje hrane.
Koža
U prošlosti je proces štavljenja koji se skriva u upotrebljivoj koži uključivao upotrebu mnogih štetnih kemikalija. Enzimska tehnologija napredovala je tako da se neke od ovih kemikalija mogu zamijeniti, a istovremeno povećati brzinu i učinkovitost postupka.
Enzimi se mogu primijeniti u prvim koracima gdje se sa kože uklanjaju masnoća i dlake. Također se koriste tijekom čišćenja, uklanjanja keratina i pigmenata te za poboljšanje mekoće kože. Koža se također stabilizira tijekom postupka sunčanja kako bi se spriječilo truljenje prilikom korištenja određenih enzima.
Biorazgradiva plastika
Plastika proizvedena tradicionalnim metodama dolazi iz neobnovljivih izvora ugljikovodika. Sastoje se od dugih polimernih molekula koje su čvrsto povezane jedna za drugu i ne mogu se lako razgraditi razgradnjom mikroorganizama.
Biorazgradiva plastika mogu se izrađivati od biljnih polimera iz pšenice, kukuruza ili krumpira, a sastoje se od kraćih, lakše razgradivih polimera. Budući da je biorazgradiva plastika topljivija u vodi, mnogi sadašnji proizvodi koji ih sadrže smjesa su biorazgradivih i nerazgradivih polimera.
Određene bakterije mogu stvoriti granule plastike u svojim stanicama. Geni enzima koji su uključeni u ovaj proces klonirani su u biljke koje mogu proizvesti granule u lišću. Troškovi plastike na biljnoj bazi ograničavaju njihovu upotrebu i nisu naišli na široko prihvaćanje od strane potrošača.
Bioetanol
Bioetanol je a biogorivo koja je već naišla na široko prihvaćanje u javnosti. Možda već koristite bioetanol kada u svoje vozilo dodajete gorivo. Bioetanol se može dobiti od škrobnih biljnih materijala koristeći enzime koji mogu učinkovito izvršiti pretvorbu.
Trenutno je kukuruz široko korišten izvor škroba; međutim, sve veći interes za bioetanolom izaziva zabrinutost jer cijene kukuruza rastu i kukuruz kao opskrba hranom je ugrožen. Ostale biljke poput pšenice, bambusa ili vrsta trava mogući su izvori škroba za proizvodnju bioetanola.
Ograničenja enzima
Kao enzimi, oni imaju svoja ograničenja. Tipično su učinkoviti samo pri umjerenoj temperaturi i pH. Također, određene esteraze mogu biti učinkovite samo protiv određenih vrsta estera, a prisutnost drugih kemikalija u pulpi može inhibirati njihovo djelovanje.
Znanstvenici uvijek traže nove enzime i genetske modifikacije postojećih enzima; kako bi se proširili njihovi učinkoviti rasponi temperature i pH i mogućnosti supstrata.
Neke misli nakon zaključenja
U pogledu emisija stakleničkih plinova, raspravlja se o tome jesu li troškovi proizvodnje i uporabe bioetanola manji od troškova rafiniranja i sagorijevanja fosilnih goriva. Proizvodnja bioetanola (uzgoj usjeva, otprema, proizvodnja) još uvijek zahtijeva velik unos neobnovljivih izvora.
Biotehnologija i enzimi su promijenili velik dio načina na koji svijet funkcionira i kako se ublažava zagađenje ljudi. Trenutno ostaje vidjeti kako će enzimi i dalje utjecati na svakodnevni život; međutim, ako je sadašnjost bilo kakva indikacija, vjerojatno će se enzimi i dalje koristiti za pozitivne promjene u našem načinu života.