Enzyme Công nghệ sinh học trong cuộc sống hàng ngày

Dưới đây là một số ví dụ về công nghệ sinh học enzyme bạn có thể sử dụng hàng ngày trong nhà riêng của mình. Trong nhiều trường hợp, các quy trình thương mại đầu tiên khai thác các enzyme xảy ra tự nhiên. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là (các) enzyme đang được sử dụng hiệu quả như chúng có thể. Với thời gian, nghiên cứu và cải tiến các phương pháp kỹ thuật protein, nhiều enzyme đã được biến đổi gen để có hiệu quả hơn ở nhiệt độ mong muốn, độ pH hoặc trong các điều kiện sản xuất khác điển hình ức chế hoạt tính của enzim (ví dụ

->

hóa chất thô), làm cho chúng phù hợp hơn và hiệu quả hơn cho các ứng dụng công nghiệp hoặc gia đình.

Loại bỏ các chất dính (Stickies Removal)

Enzyme được ngành công nghiệp bột giấy và giấy sử dụng để loại bỏ các "chất dính", keo, chất kết dính và chất phủ được đưa vào bột giấy trong quá trình tái chế giấy. Chất dính là chất liệu hữu cơ, không k hydro nước, mềm dẻo mà không chỉ làm giảm chất lượng của sản phẩm giấy cuối cùng nhưng có thể làm tắc nghẽn máy móc thiết bị giấy và giờ chi phí thời gian chết. Các phương pháp hoá học để loại bỏ các chất dính có, trong lịch sử, không hoàn toàn 100%.

Stickies được giữ lại với nhau bằng các liên kết ester, và việc sử dụng các enzyme esterase trong bột giấy đã làm cải thiện đáng kể việc loại bỏ chúng. Esterase cắt các chất dính thành các hợp chất hòa tan trong nước nhỏ hơn và nhiều hơn, tạo thuận lợi cho việc loại bỏ chúng khỏi bột giấy. Kể từ nửa đầu của thập kỷ này, esterases đã trở thành một cách tiếp cận phổ biến để kiểm soát stickies. Những hạn chế của chúng là, là các enzyme, chúng thường chỉ có hiệu quả ở nhiệt độ vừa phải và pH.

Ngoài ra, esterase nhất định có thể chỉ có hiệu quả chống lại một số loại este và sự hiện diện của các hóa chất khác trong bột giấy có thể ức chế hoạt động của chúng. Việc tìm kiếm được tiến hành đối với các enzym mới, và sự biến đổi di truyền của các enzym hiện có, để mở rộng phạm vi nhiệt độ và độ pH có hiệu quả, và khả năng chất nền.

Chất tẩy rửa

Enzyme đã được sử dụng trong nhiều loại chất tẩy rửa trong hơn 30 năm kể từ khi chúng được Novozymes giới thiệu lần đầu tiên. Việc sử dụng enzyme truyền thống trong các chất tẩy giặt có liên quan đến những chất làm suy giảm protein gây ra các vết bẩn, ví dụ như những vết bẩn trên cỏ, rượu vang đỏ và đất. Lipase là một loại enzym hữu ích khác có thể được sử dụng để hòa tan các vết bẩn chất béo và làm sạch mỡ bẫy hoặc các dụng cụ làm sạch khác.

Hiện nay, một khu vực nghiên cứu phổ biến là việc điều tra các enzyme có thể chịu được, hoặc thậm chí có hoạt động cao hơn, ở nhiệt độ nóng và lạnh. Việc tìm kiếm enzym thermotolerant và cryotolerant đã kéo dài toàn cầu. Những enzyme này đặc biệt được mong muốn để cải tiến quy trình giặt trong chu kỳ nước nóng và / hoặc ở nhiệt độ thấp để rửa màu và tia cực tím.Chúng cũng rất hữu ích trong các quy trình công nghiệp, nơi đòi hỏi nhiệt độ cao, hoặc để xử lý sinh học trong những điều kiện khắc nghiệt (ví dụ ở Bắc cực). Các enzyme tái tổ hợp (các protein đã được thiết kế) đang được tìm kiếm bằng cách sử dụng các công nghệ DNA khác nhau như đột biến tại chỗ và xáo trộn DNA.

Dệt may

Enzyme hiện đang được sử dụng rộng rãi để chuẩn bị các loại vải mà quần áo, đồ đạc và đồ gia dụng khác của bạn được làm từ.

Nhu cầu ngày càng tăng để giảm ô nhiễm do ngành công nghiệp dệt đã thúc đẩy các tiến bộ công nghệ sinh học đã thay thế các hóa chất khắc nghiệt bằng enzym trong hầu hết các quy trình sản xuất dệt. Enzyme được sử dụng để tăng cường việc chuẩn bị bông để dệt, làm giảm tạp chất, giảm thiểu "sự kéo" trong vải, hoặc như là tiền xử lý trước khi chết để giảm thời gian rửa và cải thiện chất lượng màu. Tất cả các bước này không chỉ làm cho quy trình ít độc hại và thân thiện với môi trường hơn, giảm chi phí liên quan đến quá trình sản xuất và tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên (nước, điện, nhiên liệu), đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm dệt cuối cùng.

Thực phẩm và Đồ uống

Đây là ứng dụng trong nước cho công nghệ enzym mà hầu hết mọi người đã quen thuộc. Về mặt lịch sử, con người đã sử dụng enzym trong nhiều thế kỷ, trong thực tiễn công nghệ sinh học ban đầu, để sản xuất thực phẩm mà không thực sự biết.

Có thể làm rượu vang, bia, dấm và pho mát, ví dụ, vì các enzim trong nấm men và vi khuẩn đã được sử dụng.

Công nghệ sinh học đã làm cho nó có thể cô lập và mô tả các enzym cụ thể chịu trách nhiệm cho các quá trình này. Nó đã cho phép sự phát triển các giống đặc biệt để sử dụng cụ thể để cải thiện hương vị và chất lượng của mỗi sản phẩm. Enzyme cũng có thể được sử dụng để làm cho quá trình rẻ hơn và có thể dự đoán hơn, do đó, một sản phẩm chất lượng được đảm bảo với mỗi mẻ được ủ. Các enzym khác làm giảm thời gian cần thiết để lão hóa, làm sáng tỏ hoặc ổn định sản phẩm hoặc giúp kiểm soát lượng cồn và đường.

Trong nhiều năm, các enzyme cũng đã được sử dụng để biến tinh bột thành đường. Bắp và xirô lúa mì được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như là chất làm ngọt. Sử dụng công nghệ enzyme, việc sản xuất những chất làm ngọt này có thể rẻ hơn so với sử dụng đường mía đường. Enzyme đã được phát triển và tăng cường bằng cách sử dụng các phương pháp công nghệ sinh học, cho mỗi bước của quá trình.

Da

Trong quá khứ, quá trình lột da thuộc da có thể sử dụng được là sử dụng nhiều chất gây hại. Công nghệ Enzyme đã tiên tiến để một số hóa chất này có thể được thay thế và quá trình này thực sự nhanh hơn và hiệu quả hơn. Có các enzyme có thể được áp dụng cho các bước đầu tiên của quá trình trong đó chất béo và tóc được loại bỏ khỏi da. Enzyme cũng được sử dụng trong quá trình làm sạch, và keratin và loại bỏ sắc tố, và để tăng cường độ mềm mại của da. Chúng cũng giúp ổn định da trong quá trình thuộc da để ngăn ngừa sự thối rữa.

Nhựa dẻo phân hủy

Nhựa được sản xuất theo phương pháp truyền thống có nguồn gốc từ các nguồn hydrocacbon không tái tạo.Chúng bao gồm các phân tử polymer dài kết dính chặt chẽ với nhau và không thể bị phân hủy dễ dàng bằng cách phân hủy các vi sinh vật. Các loại nhựa có khả năng phân huỷ sinh học có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các polyme thực vật từ lúa mì, ngô hoặc khoai tây, và bao gồm polyme ngắn hơn, dễ phân huỷ hơn.

Do các chất dẻo dễ phân huỷ có khả năng hòa tan trong nước hơn, nhiều sản phẩm hiện có chứa chúng là hỗn hợp các polyme phân huỷ sinh học và không phân huỷ. Một số vi khuẩn có thể tạo ra các hạt nhựa trong tế bào của chúng. Các gen của các enzym tham gia vào quá trình này đã được nhân bản vào các cây có thể tạo ra các hạt trong lá của chúng. Chi phí của chất dẻo ở thực vật hạn chế việc sử dụng, và chúng không đáp ứng được sự chấp nhận rộng rãi của người tiêu dùng.

Bioethanol

Bioethanol là nhiên liệu sinh học đã được đáp ứng rộng rãi trong cộng đồng. Bạn có thể đã sử dụng bioethanol khi bạn thêm nhiên liệu vào xe của bạn. Bioethanol có thể được sản xuất từ ​​vật liệu thực vật tinh bột bằng cách sử dụng các enzyme có khả năng thực hiện chuyển đổi một cách hiệu quả. Hiện nay, ngô là một nguồn tinh bột sử dụng rộng rãi, tuy nhiên sự quan tâm ngày càng tăng đối với bioethanol đang làm tăng mối quan ngại khi giá ngô tăng và ngô do nguồn cung lương thực đang bị đe dọa. Các loại thực vật khác bao gồm lúa mì, tre, hoặc các loại cỏ khác là những nguồn tinh bột ứng dụng cho sản xuất ethanol sinh học.

Có thể tranh cãi liệu chi phí làm bioethanol thấp hơn lượng tiêu thụ nhiên liệu hoá thạch, về lượng khí nhà kính. Sản xuất ethanol sinh học (trồng trọt, vận chuyển, sản xuất) vẫn đòi hỏi phải có đầu vào lớn các nguồn tài nguyên không tái tạo được. Nghiên cứu công nghệ và thao tác enzym để làm cho quá trình này hiệu quả hơn, do đó đòi hỏi ít vật liệu thực vật hoặc tiêu thụ ít nhiên liệu hóa thạch hơn, đang trong các công trình, để cải tiến lĩnh vực công nghệ sinh học này.