Kako encimska biotehnologija vpliva na moje vsakdanje življenje?

Tu je nekaj primerov encimske biotehnologije, ki jih lahko uporabljate vsak dan v svojem domu. V mnogih primerih so komercialni procesi najprej izkoristili naravno prisotne encime. Vendar to ne pomeni, da so bili uporabljeni encimi učinkoviti, kot bi lahko bili.

S časom, raziskavami in izboljšanimi metodami beljakovinskega inženirstva so bili številni encimi gensko spremenjeni. Te spremembe jim omogočajo, da so učinkovitejši pri želenih temperaturah, pH ali drugih proizvodnih pogojih, ki so običajno neprimerni za encimsko aktivnost (npr. Ostre kemikalije). So tudi bolj uporabni in učinkoviti za industrijsko ali domačo uporabo.

Odstranjevanje lepljivih

Encimi se v industriji celuloze in papirja uporabljajo za odstranjevanje lepljivih snovi - lepil, lepil in premazov, ki se v celulozo vnesejo med recikliranje papirja. Lepljivi so lepljivi, hidrofobni, voljni organski materiali, ki ne samo zmanjšajo kakovost končnega papirnega izdelka, temveč lahko zamašijo stroje papirnice in stanejo ure izpadov.

instagram viewer

Kemične metode odstranjevanja lepljivih snovi v preteklosti niso bile 100% zadovoljive. Lepljenja držijo estrske vezi, uporaba esteraznih encimov v pulpi pa je močno izboljšala njihovo odstranjevanje.

Esteraze lepilo razrežejo na manjše, v vodi topne spojine, kar olajša njihovo odstranjevanje iz kaše. Od zgodnje polovice tega desetletja so esteraze postale običajen pristop za nadzor zlepljenih snovi.

Detergenti

Encimi se uporabljajo v številnih vrstah detergentov že več kot 30 let, odkar jih je Novozymes prvič predstavil. Tradicionalna uporaba encimov v detergentih za pranje perila je vključevala tiste, ki razgrajujejo beljakovine, ki povzročajo madeže, na primer tiste v madežih trave, rdečem vinu in zemlji. Lipaze so še en koristen razred encimov, ki se lahko uporabljajo za raztapljanje maščobnih madežev in čiščenje lovilcev maščob ali drugih čistilnih aplikacij na osnovi maščob.

Trenutno je priljubljeno področje raziskav raziskava encimov, ki lahko prenašajo ali imajo celo večje aktivnosti pri vročih in hladnih temperaturah. Iskanje termotolerantnih in kriotolerantnih encimov je zajelo ves svet. Ti encimi so še posebej zaželeni za izboljšanje postopkov pranja v ciklih vroče vode in / ali pri nizkih temperaturah za pranje barv in temnih barv.

Uporabni so tudi za industrijske procese, kjer so potrebne visoke temperature, ali za bioremediacijo v težkih pogojih (npr. Na Arktiki). Rekombinantne encime (inženirske beljakovine) iščejo z uporabo različnih tehnologij DNA, kot sta mutageneza, usmerjena na lokacijo, in premeščanje DNA.

Tekstil

Encimi se danes pogosto uporabljajo za pripravo tkanin, iz katerih so izdelana oblačila, pohištvo in drugi gospodinjski predmeti. Vse večje zahteve po zmanjševanju onesnaževanja, ki ga povzroča tekstilna industrija, so spodbudile biotehnologijo napredek, ki je nadomestil močne kemikalije z encimi v skoraj celotni tekstilni proizvodnji procesov.

Encimi se uporabljajo za izboljšanje priprave bombaža za tkanje, zmanjšanje nečistoč, zmanjšanje "vlečenja" tkanine ali kot predobdelava pred umiranjem, da se skrajša čas izpiranja in izboljša kakovost barve.

Vsi ti koraki ne samo, da postanejo postopek manj strupen in okolju prijazen, ampak tudi zmanjšajo stroške, povezane s proizvodnim procesom; in zmanjšati porabo naravnih virov (voda, elektrika, goriva), hkrati pa izboljšati kakovost končnega tekstilnega izdelka.

Hrana in pijača

Večina ljudi že pozna domačo aplikacijo encimske tehnologije. V preteklosti ljudje že stoletja uporabljajo encime zgodnje biotehnološke prakse, za proizvodnjo živil, ne da bi to zares vedeli.

V preteklosti je bilo z manj tehnologije mogoče proizvajati vino, pivo, kis in sire, ker so to dopuščali encimi v kvasu in prisotne bakterije.

Biotehnologija je omogočila izolacijo in karakterizacijo specifičnih encimov, ki so odgovorni za te procese. Omogočil je razvoj specializiranih sevov za posebne namene, ki izboljšajo okus in kakovost vsakega izdelka.

Zmanjšanje stroškov in sladkor

Encime lahko uporabimo tudi za poenostavitev in predvidljivost postopka, zato je z vsako pripravljeno serijo zagotovljen kakovosten izdelek. Drugi encimi skrajšajo čas staranja, pomagajo razjasniti ali stabilizirati izdelek ali pomagajo nadzirati vsebnost alkohola in sladkorja.

Že leta se encimi uporabljajo za pretvorbo škroba v sladkor. Koruzni in pšenični sirupi se uporabljajo kot sladila v celotni živilski industriji. Z uporabo encimske tehnologije je proizvodnja teh sladil lahko cenejša od uporabe sladkorja iz sladkornega trsa. Encimi so bili razviti in izboljšani z uporabo biotehnoloških metod za vsak korak v proces proizvodnje hrane.

Usnje

V preteklosti je postopek strojenja v uporabno usnje vključeval uporabo številnih škodljivih kemikalij. Encimska tehnologija je napredovala tako, da je nekatere od teh kemikalij mogoče nadomestiti, hkrati pa povečati hitrost in učinkovitost postopka.

Encime lahko uporabimo v prvih korakih, ko se maščoba in dlaka odstranijo iz kož. Uporabljajo se tudi med čiščenjem ter odstranjevanjem keratina in pigmentov ter za povečanje mehkobe kože. Usnje se med postopkom strojenja tudi stabilizira, da prepreči njegovo gnitje pri uporabi nekaterih encimov.

Biorazgradljiva plastika

Umetne mase, proizvedene po tradicionalnih metodah, izvirajo iz neobnovljivih virov ogljikovodikov. Sestavljeni so iz dolgih polimernih molekul, ki so tesno povezane med seboj in jih z razgradljivimi mikroorganizmi ni mogoče zlahka razgraditi.

Biorazgradljiva umetna masa lahko so narejeni iz rastlinskih polimerov iz pšenice, koruze ali krompirja in so sestavljeni iz krajših, lažje razgradljivih polimerov. Ker je biorazgradljiva plastika bolj topna v vodi, so številni trenutni izdelki, ki jih vsebujejo, mešanica biološko razgradljivih in nerazgradljivih polimerov.

Nekatere bakterije lahko v svojih celicah proizvedejo zrnca plastike. Geni encimov, ki sodelujejo v tem procesu, so klonirali v rastline, ki lahko tvorijo zrnca v njihovih listih. Stroški rastlinske plastike omejujejo njihovo uporabo in niso naleteli na splošno sprejeto potrošništvo.

Bioetanol

Bioetanol je a biogorivo ki je že naletela na splošno sprejeto javnost. Morda že uporabljate bioetanol, ko v vozilo dolivate gorivo. Bioetanol lahko pridobimo iz škrobnih rastlinskih materialov z uporabo encimov, ki lahko učinkovito pretvorijo.

Trenutno je koruza pogosto uporabljen vir škroba; vse večje zanimanje za bioetanol pa zbuja zaskrbljenost, saj cene koruze rastejo in koruza kot oskrba s hrano ogroža. Druge rastline, kot so pšenica, bambus ali vrste trav, so možni viri škroba za proizvodnjo bioetanola.

Omejitve encimov

Kot encimi imajo svoje omejitve. Običajno so učinkoviti le pri zmerni temperaturi in pH. Nekatere esteraze so lahko učinkovite le proti določenim vrstam estrov in prisotnost drugih kemikalij v kaši lahko zavira njihovo aktivnost.

Znanstveniki vedno iščejo nove encime in genske spremembe obstoječih encimov; za razširitev njihovih učinkovitih temperaturnih in pH vrednosti ter zmogljivosti podlage.

Nekaj ​​misli ob zaključku

Glede emisij toplogrednih plinov se razpravlja o tem, ali so stroški izdelave in uporabe bioetanola nižji od stroškov rafiniranja in kurjenja fosilnih goriv. Proizvodnja bioetanola (gojenje pridelkov, ladijski promet, proizvodnja) še vedno zahteva velik vnos neobnovljivih virov.

Biotehnologija in encimi so v veliki meri spremenili način delovanja sveta in zmanjšanje onesnaževanja ljudi. Trenutno je še treba videti, kako bodo encimi še naprej vplivali na vsakdanje življenje; če pa je sedanjost kakršna koli indikacija, se lahko encimi še naprej uporabljajo za pozitivne spremembe v našem načinu življenja.

instagram story viewer