Hur påverkar enzymet bioteknik mitt vardagsliv?

Här är några exempel på enzymbioteknik du kan använda varje dag i ditt eget hem. I många fall exploaterade kommersiella processer först naturligt förekommande enzymer. Detta betyder emellertid inte att enzymet / enzymerna som används var så effektiva som de kunde vara. Med tiden har forskning och förbättrade proteintekniska metoder, många enzymer modifierats genetiskt för att vara mer effektiva vid de önskade temperaturerna, pH eller under andra tillverkningsbetingelser som vanligtvis hämmar enzymaktiviteten (t.ex.

-1- ->

hårda kemikalier), vilket gör dem mer lämpliga och effektiva för industriell eller hemanvändning.

Stickies borttagning

Enzymer används av massa- och pappersindustrin för avlägsnande av "stickies", lim, lim och beläggningar som införs för massa vid återanvändning av papper. Stickies är klibbiga, hydrofoba, böjliga organiska material som inte bara minskar kvaliteten på den slutliga pappersprodukten utan kan täppa till pappersbrukets maskiner och kostnaderna för driftstopp. Kemiska metoder för borttagning av stickier har historiskt sett inte varit 100% tillfredsställande.

Stickies hålls ihop av esterbindningar, och användningen av esterasenzymer i massa har förbättrats avsevärt avlägsnandet. Esteraser skär stickierna i mindre, mer vattenlösliga föreningar, vilket underlättar deras avlägsnande från massan. Sedan tidigt hälften av detta årtionde har esteraser blivit ett gemensamt förhållningssätt till stickies kontroll. Deras begränsningar är att de är enzymer, de är vanligtvis endast effektiva vid måttlig temperatur och pH.

Dessutom kan vissa esteraser endast vara effektiva mot vissa typer av estrar och närvaron av andra kemikalier i massan kan hämma deras aktivitet. Sökningen är på för nya enzymer och genetiska modifieringar av befintliga enzymer, för att bredda deras effektiva temperatur- och pH-intervall och substratförmåga.

Rengöringsmedel

Enzymer har använts i många typer av tvättmedel i över 30 år sedan de först introducerades av Novozymes. Traditionell användning av enzymer i tvättmedel involverade dem som försämrar proteiner som orsakar fläckar, såsom de som finns i gräsfläckar, rött vin och jord. Lipaser är en annan användbar klass av enzymer som kan användas för att lösa upp fettfläckar och rena fettfällor eller andra fettbaserade rengöringsapplikationer.

För närvarande är ett populärt forskningsområde utredningen av enzymer som kan tolerera eller till och med ha högre aktivitet i heta och kalla temperaturer. Sökningen efter termotoleranta och kryotoleranta enzymer har spänkt jordklotet. Dessa enzymer är speciellt önskvärda för att förbättra tvättprocesser i hetvattencykler och / eller vid låga temperaturer för att tvätta färger och mörker.De är också användbara för industriprocesser där höga temperaturer krävs eller för bioremediering under svåra förhållanden (t.ex. i arktis). Rekombinanta enzymer (manipulerade proteiner) eftersträvas med användning av olika DNA-teknologier, såsom ställdriktad mutagenes och DNA-shuffling.

Textilier

Enzymer används i stor utsträckning för att förbereda tygerna som dina kläder, möbler och andra hushållsartiklar är gjorda av.

Ökande krav på att minska förorening från textilindustrin har drivit biotekniska framsteg som har ersatt hårda kemikalier med enzymer i nästan alla textilframställningsprocesser. Enzymer används för att förbättra beredningen av bomull för vävning, minska föroreningar, minimera "dra" i tyg eller som förbehandling innan de dör för att minska sköljningstiden och förbättra färgkvaliteten. Alla dessa steg gör inte bara processen mindre giftig och miljövänlig, de minskar kostnaderna i samband med produktionsprocessen och förbrukning av naturresurser (vatten, el, bränsle), samtidigt som kvaliteten på den slutliga textilprodukten förbättras.

Mat och dryck

Detta är den inhemska ansökan om enzymteknik som de flesta redan känner till. Historiskt har människor använt enzymer i århundraden, i tidiga biotekniska metoder, för att producera livsmedel, utan att verkligen veta det.

Det var möjligt att göra vin, öl, ättika och ostar, till exempel på grund av enzymerna i jäst och bakterier som användes.

Bioteknik har gjort det möjligt att isolera och karakterisera de specifika enzymer som är ansvariga för dessa processer. Det har gjort det möjligt att utveckla specialiserade stammar för specifika användningsområden som förbättrar smaken och kvaliteten på varje produkt. Enzymer kan också användas för att göra processen billigare och mer förutsägbar, så att en kvalitetsprodukt säkerställs med varje parti som bryggs. Andra enzymer minskar den tid som krävs för åldrande, hjälper till att klargöra eller stabilisera produkten eller hjälpa till att kontrollera alkohol och sockerinnehåll.

I år har enzymer också använts för att göra stärkelse till socker. Majs och vete sirap används i hela livsmedelsindustrin som sötningsmedel. Med hjälp av enzymteknik kan produktionen av dessa sötningsmedel vara billigare än att använda sockerrörsocker. Enzymer har utvecklats och förbättrats med biotekniska metoder, för varje steg i processen.

Läder

Tidigare har tanningsprocessen gjutit sig i användbart läder med användning av många skadliga kemikalier. Enzymtekniken har avancerat så att vissa av dessa kemikalier kan bytas ut och processen är faktiskt snabbare och effektivare. Det finns enzymer som kan appliceras på de första stegen i processen där fett och hår avlägsnas från hudarna. Enzymer används också vid rengöring och borttagning av keratin och pigment och för att förbättra dammens mjukhet. De hjälper också att stabilisera läder under garvningsprocessen för att förhindra att det ruttnar.

Biologiskt nedbrytbar plast

Plast som tillverkas med traditionella metoder kommer från icke förnybara kolväteresurser.De består av långa polymermolekyler som är tätt bundna till varandra och kan inte brytas ner enkelt genom sönderdelning av mikroorganismer. Bionedbrytbar plast kan tillverkas med hjälp av växtpolymerer från vete, majs eller potatis och består av kortare, lättare nedbrytbara polymerer.

Eftersom biologiskt nedbrytbar plast är mer vattenlöslig, är många nuvarande produkter som innehåller dem en blandning av biologiskt nedbrytbara och icke nedbrytbara polymerer. Vissa bakterier kan producera granuler av plast i sina celler. Generna för enzymer som är involverade i denna process har klonats i växter som kan producera granulerna i sina löv. Kostnaden för växtbaserad plast begränsar användningen av dem, och de har inte träffats med utbredd konsumentintyg.

Bioetanol

Bioetanol är ett biobränsle som redan har mött en allmän allmän acceptans. Du kanske redan använder bioetanol när du lägger till bränsle i ditt fordon. Bioetanol kan framställas av stärkelseaktiva växtmaterial genom att använda enzymer som effektivt kan göra omvandlingen. För närvarande är majs en allmänt använd stärkelseskälla, men ökande intresse för bioetanol ökar bekymmerna när majspriserna stiger och majs som en livsmedelsförsörjning hotas. Andra växter inklusive vete, bambu eller andra gräs är möjliga kandidatkällor för stärkelse för produktion av bioetanol.

Det är diskutabelt huruvida kostnaden för bioetanol är mindre än för konsumtionen av fossila bränslen, när det gäller utsläpp av växthusgaser. Produktion av bioetanol (växande grödor, frakt, tillverkning) kräver fortfarande en stor insats av icke förnybara resurser. Teknisk forskning och manipulation av enzymer för att göra processen effektivare, vilket kräver mindre växtmaterial eller förbrukar färre fossila bränslen, är i arbetena för att förbättra detta område av bioteknik.