Ето няколко примера за ензимна биотехнология, които може да използвате всеки ден в собствения си дом. В много случаи търговските процеси първо са използвали естествени ензими. Това обаче не означава, че използваните ензими са били толкова ефективни, колкото биха могли да бъдат.
С течение на времето, изследвания и усъвършенствани протеинови инженерни методи много ензими са генетично модифицирани. Тези модификации им позволяват да бъдат по-ефективни при желаните температури, рН или други производствени условия, обикновено неподходящи за ензимна активност (напр. Сурови химикали). Те също са по-приложими и ефективни за промишлени или домашни приложения.
Премахване на залепващи
Ензими се използват от целулозно-хартиената промишленост за отстраняване на „слепващи се вещества” - лепилата, лепилата и покритията, които се въвеждат в целулозата по време на рециклирането на хартията. Прилепващите са лепкави, хидрофобни, гъвкави органични материали, които не само намаляват качеството на крайния хартиен продукт, но могат да запушат машините на хартиената фабрика и да струват часове престой.
Химическите методи за отстраняване на слепнали в историята не са били 100% задоволителни. Прилепващите се държат заедно чрез естерови връзки и използването на естеразни ензими в пулпа значително подобри тяхното отстраняване.
Естеразите нарязват лепкавите на по-малки, по-водоразтворими съединения, улеснявайки отстраняването им от пулпата. От началото на половината на това десетилетие естеразите се превърнаха в често срещан подход за контролиране на лепкавостта.
Препарати
Ензимите се използват в много видове детергенти повече от 30 години, откакто са въведени за първи път от Novozymes. Традиционната употреба на ензими в перилните препарати включва тези, които разграждат протеините, причиняващи петна, като тези, които се намират в петна от трева, червено вино и почва. Липазите са друг полезен клас ензими, които могат да се използват за разтваряне на мазни петна и почистване на капани за мазнини или други приложения за почистване на основата на мазнини.
В момента популярна област на изследване е изследването на ензими, които могат да понасят или дори да имат по-висока активност при горещи и студени температури. Търсенето на термотолерантни и криотолерантни ензими обхвана целия свят. Тези ензими са особено желателни за подобряване на процесите на пране при цикли с гореща вода и / или при ниски температури за измиване на цветове и тъмни цветове.
Те са полезни и за промишлени процеси, при които се изискват високи температури, или за биоремедиация при тежки условия (например в Арктика). Търсят се рекомбинантни ензими (конструирани протеини), използвайки различни ДНК технологии като насочена към мястото мутагенеза и разбъркване на ДНК.
Текстил
Понастоящем ензимите се използват широко за приготвяне на тъканите, от които са изработени дрехи, мебели и други предмети от бита. Нарастващите изисквания за намаляване на замърсяването, причинено от текстилната индустрия, подхранват биотехнологичните напредък, който замени суровите химикали с ензими в почти цялото текстилно производство процеси.
Ензимите се използват за подобряване на подготовката на памука за тъкане, намаляване на примесите, минимизиране на „изтеглянията“ в тъканта или като предварителна обработка преди умиране, за да се намали времето за изплакване и да се подобри качеството на цвета.
Всички тези стъпки не само правят процеса по-малко токсичен и екологичен, те намаляват разходите, свързани с производствения процес; и да намали потреблението на природни ресурси (вода, електричество, горива), като същевременно подобри качеството на крайния текстилен продукт.
Храни и напитки
Това е вътрешното приложение за ензимни технологии, с което повечето хора вече са запознати. Исторически погледнато, хората използват ензими от векове, през ранни биотехнологични практики, да произвеждат храни, без наистина да го знаят.
В миналото беше възможно с по-малко технологии да се произвеждат вино, бира, оцет и сирена, тъй като ензимите в дрождите и наличните бактерии позволяват това.
Биотехнологиите направиха възможно изолирането и характеризирането на специфичните ензими, отговорни за тези процеси. Позволява разработването на специализирани щамове за специфични цели, които подобряват вкуса и качеството на всеки продукт.
Намаляване на разходите и захар
Ензимите също могат да се използват, за да направят процеса по-евтин и по-предсказуем, така че се гарантира качествен продукт с всяка приготвена партида. Други ензими намаляват продължителността на времето, необходимо за стареене, помагат за изясняване или стабилизиране на продукта или помагат за контролиране на съдържанието на алкохол и захар.
От години ензимите се използват за превръщане на нишестето в захар. Царевичните и пшенични сиропи се използват в хранителната промишленост като подсладители. Използвайки ензимна технология, производството на тези подсладители може да бъде по-евтино от използването на захар от захарна тръстика. Ензимите са разработени и подобрени с помощта на биотехнологични методи за всяка стъпка в процес на производство на храни.
Кожа
В миналото процесът на дъбене се скрива в използваема кожа включваше използването на много вредни химикали. Ензимната технология е напреднала така, че някои от тези химикали могат да бъдат заменени, като същевременно се увеличава скоростта и ефективността на процеса.
Ензимите могат да се прилагат в първите стъпки, при които мазнините и космите се отстраняват от кожите. Те също се използват по време на почистване и отстраняване на кератин и пигменти и за подобряване на мекотата на кожата. Кожата също се стабилизира по време на процеса на дъбене, за да се предотврати нейното гниене при използване на определени ензими.
Биоразградима пластмаса
Пластмасите, произведени по традиционни методи, идват от невъзобновяеми въглеводородни ресурси. Те се състоят от дълги полимерни молекули, които са плътно свързани една с друга и не могат да бъдат разградени лесно чрез разлагане на микроорганизми.
Биоразградими пластмаси могат да бъдат направени с използване на растителни полимери от пшеница, царевица или картофи и се състоят от по-къси, по-лесно разграждащи се полимери. Тъй като биоразградимите пластмаси са по-водоразтворими, много от сегашните продукти, които ги съдържат, са смес от биоразградими и неразградими полимери.
Някои бактерии могат да произвеждат гранули от пластмаса в клетките си. Гените за ензимите, участващи в този процес, са клонирани в растения, които могат да произвеждат гранулите в листата си. Цената на пластмасите на растителна основа ограничава тяхната употреба и те не срещат широко приемане от потребителите.
Биоетанол
Биоетанолът е a биогориво което вече е срещнало широко обществено признание. Вече може да използвате биоетанол, когато добавяте гориво към автомобила си. Биоетанолът може да бъде произведен от нишестени растителни материали, като се използват ензими, способни ефективно да направят превръщането.
В момента царевицата е широко използван източник на нишесте; нарастващият интерес към биоетанола обаче поражда загриженост, тъй като цените на царевицата се повишават, а царевицата като храна е застрашена. Други растения като пшеница, бамбук или видове треви са възможни източници на нишесте за производство на биоетанол.
Ограничения на ензимите
Като ензими те имат своите ограничения. Те обикновено са ефективни само при умерена температура и рН. Също така, някои естерази могат да бъдат ефективни само срещу определени видове естери и наличието на други химикали в пулпата може да потисне тяхната активност.
Учените винаги търсят нови ензими и генетични модификации на съществуващите ензими; за разширяване на техните ефективни температурни и рН диапазони и субстратни възможности.
Някои мисли при приключване
По отношение на емисиите на парникови газове се спори дали разходите за производство и използване на биоетанол са по-малки от разходите за рафиниране и изгаряне на изкопаеми горива. Производството на биоетанол (отглеждане на култури, корабоплаване, производство) все още изисква голямо количество невъзобновяеми ресурси.
Биотехнологии и ензимите са променили голяма част от начина, по който функционира светът, и как човешкото замърсяване е смекчено. Понастоящем остава да се види как ензимите ще продължат да влияят на ежедневието; ако обаче настоящото е някаква индикация, вероятно е ензимите да продължат да се използват за положителни промени в начина ни на живот.