Encimska biotehnologija v vsakdanjem življenju

Tukaj je nekaj primerov encimske biotehnologije, ki jo lahko uporabljate vsak dan v svojem domu. V mnogih primerih so komercialni procesi prvič izkoristili naravne encime. Vendar to ne pomeni, da je bil encim (i), ki se uporablja, enako učinkovit, kot bi lahko bil. Sčasoma so raziskave in izboljšane metode beljakovinskega inženiringa gensko spremenjene mnoge encime, da bi bile učinkovitejše pri želeni temperaturi, pH ali pri drugih proizvodnih pogojih, ki so običajno zavirale aktivnost encimov (npr. Ostre kemikalije), zaradi česar so bolj primerni in učinkoviti za industrijske ali domače aplikacije.

Nalepka odstranitev

Encimi uporabljajo industrija celuloze in papirja za odstranjevanje "lepljivih" lepil, lepil in premazov, ki se med recikliranjem papirja uvedejo v celulozo. Lepljivi so lepljivi, hidrofobni, pliable organski materiali, ki ne le zmanjšujejo kakovost končnega papirnega izdelka, temveč lahko zamašijo stroje za papirne stroje in stroške ur izpada. Kemični postopki za odstranjevanje lepljivih niso bili v preteklosti 100% zadovoljivi.

Nalepke držijo skupaj z estrskimi vezmi, uporaba esteraznih encimov v celulozi pa je močno izboljšala njihovo odstranitev. Esteraze zmanjšajo vezavo na manjše, bolj vodotopne spojine, kar olajša njihovo odstranjevanje iz celuloze. Od zgodnje polovice tega desetletja so esteraze postali skupen pristop k kontroli nalepk. Njihove omejitve so, ker so encimi, običajno učinkovite le pri zmerni temperaturi in pH. Tudi nekatere esteraze so lahko učinkovite samo za nekatere vrste estrov, prisotnost drugih kemikalij v celulozi pa lahko zavira njihovo dejavnost.

Iskanje je na novih encimih in genskih spremembah obstoječih encimov, da bi razširili svoje učinkovite temperaturne in pH vrednosti ter zmogljivosti substrata.

Detergenti

Encimi so bili uporabljeni pri mnogih vrstah detergentov že več kot 30 let, odkar so jih prvič uvedli z novozimi. Tradicionalna uporaba encimov v detergentih za pranje perila vključuje tiste, ki razgrajujejo beljakovine, ki povzročajo madeže, kot so tisti, ki jih najdemo v travnih madežah, rdečem vinu in tleh.

Lipaze so še en uporaben razred encimov, ki jih lahko uporabimo za raztapljanje maščobnih madežev in čistilne pasti za mast ali druge čistilne naprave na osnovi maščob.

Trenutno je priljubljeno področje raziskav raziskava encimov, ki lahko prenašajo ali celo imajo večje aktivnosti v vročih in hladnih temperaturah. Iskanje termotolerantnih in kriotolerantnih encimov je zajelo globino. Ti encimi so še posebej zaželeni za izboljšanje procesov perila v ciklusih tople vode in / ali pri nizkih temperaturah za pranje barv in temnih snovi. Uporabljajo se tudi za industrijske procese, kjer so potrebne visoke temperature ali za bioremediacijo v težkih pogojih (npr. V Arktiki). Rekombinantne encime (inženirske proteine) se iščejo z uporabo različnih tehnologij DNA, kot so mutageneze, usmerjene na lokacijo, in premešavanje DNK.

Tekstil

Encimi se zdaj pogosto uporabljajo za pripravo tkanin, iz katerih so izdelana vaša oblačila, pohištvo in drugi izdelki za gospodinjstvo. Vse večje zahteve po zmanjševanju onesnaževanja, ki jih povzroča tekstilna industrija, je spodbudilo biotehnološke napredke, ki so zamenjali ostre kemikalije z encimi v skoraj vseh tekstilnih proizvodnih procesih. Encimi se uporabljajo za izboljšanje priprave bombaža za tkanje, zmanjšanje nečistoč, zmanjšanje "potegov" v tkanini ali kot predobdelavo pred umiranjem za zmanjšanje časa izpiranja in izboljšanje kakovosti barve.

Vsi ti koraki ne samo, da bi proces manj strupeni in okolju prijazni, zmanjšujejo stroške, povezane s proizvodnim procesom, in porabo naravnih virov (voda, električna energija, goriva), hkrati pa izboljšujejo kakovost končnega tekstilnega izdelka.

Živila in pijače

To je domača aplikacija za encimsko tehnologijo, s katero večina ljudi že pozna. Zgodovinsko gledano so ljudje že stoletja z biotehnološkimi praksami uporabljali encime za proizvodnjo živil, ne da bi to vedeli. Vino, pivo, kis in sire je bilo mogoče na primer zaradi encimov v kvasovkah in bakterijah, ki so jih uporabljali.

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

Encimi se lahko uporabijo tudi za to, da bi bil proces cenejši in bolj predvidljiv, zato je zagotovljeno kakovostno sredstvo z vsako pridelano svežino. Drugi encimi zmanjšujejo čas, potreben za staranje, pomagajo razjasniti ali stabilizirati izdelek ali pomagati pri nadzoru nad vsebnostjo alkohola in sladkorja.

Že leta so se encimi uporabljali tudi za pretvorbo škroba v sladkor. Koruzni in pšenični sirupi se v prehrambeni industriji uporabljajo kot sladila. Uporaba encimske tehnologije je lahko proizvodnja teh sladil nižja od porabe sladkorja iz sladkornega trsa. Encimi so bili razviti in izboljšani z uporabo biotehnoloških metod za vsak korak procesa.

Usnje

V preteklosti se je proces strojenja skril v uporabno usnje, ki vključuje uporabo številnih škodljivih kemikalij. Enzimska tehnologija je napredovala tako, da je mogoče nekatere od teh kemikalij nadomestiti in da je proces dejansko hitrejši in učinkovitejši. Obstajajo encimi, ki jih je mogoče uporabiti v prvih korakih postopka, kjer odstranimo maščobe in dlake iz kož. Encimi se uporabljajo tudi med čiščenjem, odstranitvijo keratina in pigmenta ter izboljšanjem mehkosti kože. Prav tako pomagajo stabilizirati usnje med procesom strojenja, da se prepreči gnitje.

Biorazgradljiva plastika

Plastike, proizvedene s tradicionalnimi metodami, izhajajo iz neobnovljivih virov ogljikovodikov. Sestavljajo jih molekule dolgih polimerov, ki so tesno povezani med seboj in jih ni mogoče enostavno razgraditi z razgradnjo mikroorganizmov. Biorazgradljiva plastika se lahko proizvede z rastlinskimi polimeri iz pšenice, koruze ali krompirja in sestoji iz krajših, lažje degradiranih polimerov.

Ker je biološko razgradljiva plastika bolj topna v vodi, je veliko sedanjih izdelkov, ki jih vsebujejo, mešanica biorazgradljivih in nerazgradljivih polimerov. Nekatere bakterije lahko proizvajajo granule iz plastike v svojih celicah. Gene za encime, vključene v ta proces, so klonirane v rastline, ki lahko v svojih listih proizvajajo granule. Stroški plastike na rastlinski osnovi omejujejo njihovo uporabo in niso dosegli široke potrošniške sprejemljivosti.

Bioetanol

Bioetanol je biogorivo, ki se je že srečala z razširjenim javnim sprejetjem. Morda že uporabljate bioetanol, ko dodate gorivo svojemu vozilu. Bioetanol se lahko proizvede iz škrobnih rastlinskih snovi z uporabo encimov, ki lahko učinkovito pretvorijo. Zdaj je koruza pogosto uporabljen vir škroba, vse večje zanimanje za bioetanol pa povzroča zaskrbljenost, saj se zvišujejo cene koruze in ogroža koruza kot oskrba s hrano. Druge rastline, vključno s pšenico, bambusom ali drugimi tremi, so potencialni viri škroba za proizvodnjo bioetanola.

Sporno je, ali so stroški izdelave bioetanola manjši od porabe fosilnih goriv glede emisij toplogrednih plinov. Proizvodnja bioetanola (rastlinski pridelki, ladijski promet, predelovalne dejavnosti) še vedno zahteva velik vložek neobnovljivih virov. Tehnološke raziskave in manipulacije encimov, da bi proces postal učinkovitejši in tako zahteval manj rastlinskega materiala ali porabil manj fosilnih goriv, ​​so v delih, da se izboljša na tem področju biotehnologije.