Zde je několik příkladů biotechnologie enzymů, které můžete každý den používat doma. V mnoha případech komerční procesy nejprve využívaly přirozeně se vyskytující enzymy. To však neznamená, že použité enzymy byly tak účinné, jak jen mohly být.
Postupem času, výzkumem a vylepšenými metodami proteinového inženýrství bylo mnoho enzymů geneticky modifikováno. Tyto modifikace jim umožňují, aby byly účinnější při požadovaných teplotách, pH nebo jiných výrobních podmínkách typicky nevhodných pro aktivitu enzymu (např. Drsné chemikálie). Jsou také použitelnější a efektivnější pro průmyslové nebo domácí aplikace.
Odstranění Stickies
Enzymy jsou používány v papírenském a papírenském průmyslu k odstraňování „lepkavých látek“ - lepidel, lepidel a povlaků, které se do buničiny zavádějí během recyklace papíru. Stickies jsou lepkavé, hydrofobní, poddajné organické materiály, které nejen snižují kvalitu konečného papírového produktu, ale mohou ucpat strojní zařízení na výrobu papíru a stát hodiny nečinnosti.
Chemické metody odstraňování lepkavých látek nebyly historicky 100% uspokojivé. Stickies jsou drženy pohromadě esterovými vazbami a použití esterázových enzymů v buničině výrazně zlepšilo jejich odstraňování.
Esterázy rozřezávají tyčinky na menší, ve vodě rozpustnější sloučeniny, což usnadňuje jejich odstranění z buničiny. Od počátku poloviny tohoto desetiletí se esterázy staly běžným přístupem pro kontrolu lepkavých látek.
Čistící prostředky
Enzymy se používají v mnoha druzích detergentů již více než 30 let od jejich prvního zavedení společností Novozymes. Tradiční použití enzymů v pracích prostředcích zahrnovalo ty, které degradují bílkoviny způsobující skvrny, jako jsou ty, které se nacházejí ve skvrnách od trávy, červeného vína a půdy. Lipázy jsou další užitečnou třídou enzymů, které lze použít k rozpuštění tukových skvrn a čištění lapačů tuků nebo jiných tukových čisticích aplikací.
V současné době je populární oblastí výzkumu výzkum enzymů, které mohou tolerovat nebo dokonce mít vyšší aktivity při vysokých a nízkých teplotách. Hledání termotolerantních a kryotolerantních enzymů se rozšířilo po celém světě. Tyto enzymy jsou obzvláště žádoucí pro zlepšení procesů praní v cyklech horké vody a / nebo při nízkých teplotách pro praní barev a tmy.
Jsou také užitečné pro průmyslové procesy, kde jsou vyžadovány vysoké teploty, nebo pro bioremediaci v drsných podmínkách (např. V Arktidě). Rekombinantní enzymy (upravené proteiny) se hledají pomocí různých technologií DNA, jako je místně řízená mutageneze a přeskupování DNA.
Textil
Enzymy se nyní široce používají k přípravě látek, z nichž jsou vyrobeny oděvy, nábytek a další předměty pro domácnost. Rostoucí požadavky na snižování znečištění způsobeného textilním průmyslem podnítily biotechnologie pokroky, které nahradily drsné chemikálie enzymy v téměř celé textilní výrobě procesy.
Enzymy se používají ke zlepšení přípravy bavlny na tkaní, ke snížení nečistot, minimalizaci „tahů“ v látce nebo jako předúprava před barvením ke zkrácení doby máchání a zlepšení kvality barev.
Všechny tyto kroky nejen činí proces méně toxickým a ekologickým, ale také snižují náklady spojené s výrobním procesem; a snížit spotřebu přírodních zdrojů (voda, elektřina, paliva) a zároveň zlepšit kvalitu konečného textilního výrobku.
Potraviny a nápoje
Je to domácí aplikace pro enzymovou technologii, kterou už většina lidí zná. Historicky lidé používali enzymy po celá staletí rané biotechnologické postupy, vyrábět potraviny, aniž by o tom skutečně věděli.
V minulosti bylo možné s menší technologií vyrábět víno, pivo, ocet a sýry, protože to umožňovaly enzymy v kvasnicích a přítomné bakterie.
Biotechnologie umožnila izolovat a charakterizovat specifické enzymy odpovědné za tyto procesy. Umožnil vývoj specializovaných kmenů pro specifická použití, která zlepšují chuť a kvalitu každého produktu.
Snížení nákladů a cukru
Enzymy lze také použít k tomu, aby byl proces levnější a předvídatelnější, takže s každou vařenou dávkou je zajištěn kvalitní produkt. Jiné enzymy zkracují dobu potřebnou pro stárnutí, pomáhají vyjasňovat nebo stabilizovat produkt nebo pomáhají kontrolovat obsah alkoholu a cukru.
Po celá léta 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 cukrové třtiny. Enzymy byly vyvinuty a vylepšeny pomocí biotechnologických metod pro každý krok v EU proces výroby potravin.
Kůže
V minulosti se proces činění skrýval do použitelné kůže s použitím mnoha škodlivých chemikálií. Enzymová technologie pokročila tak, že některé z těchto chemikálií lze vyměnit a zároveň zvýšit rychlost a efektivitu procesu.
Enzymy lze aplikovat v prvních krocích, kdy se z kůže odstraní tuk a vlasy. Používají se také při čištění a odstraňování keratinu a pigmentu a ke zvýšení měkkosti kůže. Kůže je také stabilizována během procesu činění, aby se zabránilo hnilobě při použití určitých enzymů.
Biologicky odbouratelný plast
Plasty vyráběné tradičními metodami pocházejí z neobnovitelných zdrojů uhlovodíků. Skládají se z dlouhých polymerních molekul, které jsou navzájem pevně spojeny a nelze je snadno rozložit rozkládajícími se mikroorganismy.
Biologicky odbouratelné plasty lze vyrobit za použití rostlinných polymerů z pšenice, kukuřice nebo brambor a sestávají z kratších, snadněji degradovatelných polymerů. Protože biologicky odbouratelné plasty jsou více rozpustné ve vodě, mnoho současných produktů, které je obsahují, je směsí biologicky odbouratelných a nerozložitelných polymerů.
Některé bakterie mohou ve svých buňkách produkovat granule z plastu. Geny pro enzymy zapojené do tohoto procesu byly klonovány do rostlin, které mohou produkovat granule v jejich listech. Náklady na rostlinné plasty omezují jejich použití a nesetkaly se s obecným přijetím ze strany spotřebitelů.
Bioethanol
Bioethanol je a biopalivo který se již setkal s širokým přijetím veřejnosti. Při doplňování paliva do vozidla již možná používáte bioethanol. Bioethanol lze vyrábět ze škrobnatých rostlinných materiálů pomocí enzymů schopných účinně provádět konverzi.
V současnosti je kukuřice široce používaným zdrojem škrobu; rostoucí zájem o bioethanol však vzbuzuje obavy, protože ceny kukuřice rostou a kukuřice jako potravina je ohrožena. Možnými zdroji škrobu pro výrobu bioethanolu jsou jiné rostliny, jako je pšenice, bambus nebo druhy trav.
Omezení enzymů
Jako enzymy mají svá omezení. Obvykle jsou účinné pouze při mírné teplotě a pH. Určité esterázy mohou být účinné pouze proti určitým typům esterů a přítomnost dalších chemických látek v buničině může inhibovat jejich aktivitu.
Vědci stále hledají nové enzymy a genetické modifikace stávajících enzymů; rozšířit jejich rozsahy účinné teploty a pH a schopnosti substrátu.
Několik myšlenek na závěr
Pokud jde o emise skleníkových plynů, diskutuje se o tom, zda jsou náklady na výrobu a používání bioethanolu nižší než náklady na rafinaci a spalování fosilních paliv. Výroba bioethanolu (pěstování plodin, přeprava, výroba) stále vyžaduje velké množství neobnovitelných zdrojů.
Biotechnologie a enzymy značně změnily fungování světa a snižování znečištění člověka. V současné době zbývá zjistit, jak budou enzymy nadále ovlivňovat každodenní život; pokud je však přítomnost nějaká indikace, je pravděpodobné, že se enzymy mohou nadále používat k pozitivním změnám v našem způsobu života.