Siin on mõned näited ensüümbiotehnoloogiast, mida võite oma kodus iga päev kasutada. Paljudel juhtudel kasutati kaubandusprotsessides kõigepealt looduses esinevaid ensüüme. Kuid see ei tähenda, et kasutatavad ensüümid oleksid nii tõhusad kui nad võiksid olla.
Aja jooksul, uuringute ja täiustatud valgutehnoloogiliste meetodite abil on paljusid ensüüme geneetiliselt muundatud. Need modifikatsioonid võimaldavad neil olla efektiivsemad soovitud temperatuuridel, pH-väärtustel või muudes ensüümi aktiivsuseks sobimatutes tootmistingimustes (nt tugevad kemikaalid). Need on ka tööstuslike või koduste rakenduste jaoks sobivamad ja tõhusamad.
Kleebiste eemaldamine
Ensüümid kasutatakse tselluloosi- ja paberitööstuses kleepainete - paberile ringlussevõtu käigus paberimassi viivate liimide, liimide ja kattekihtide eemaldamiseks. Kleebised on kleepuvad, hüdrofoobsed, elastsed orgaanilised materjalid, mis mitte ainult ei vähenda lõpptoodangu kvaliteeti, vaid võivad ummistada paberivabriku masinaid ja kulutada tunde seisakuid.
Keemilised meetodid kleepainete eemaldamiseks pole ajalooliselt olnud 100% rahuldavad. Kleepuvaid aineid hoiavad kokku estersidemed ja esteraasi ensüümide kasutamine tselluloosis on nende eemaldamist oluliselt parandanud.
Esteraasid lõikavad kleepained väiksemateks, vees paremini lahustuvateks ühenditeks, hõlbustades nende eemaldamist massist. Alates selle kümnendi algusest on esteraasid muutunud kleepainete kontrolli all hoidmise tavapäraseks lähenemisviisiks.
Pesuvahendid
Ensüüme on kasutatud paljudes pesuvahendites juba üle 30 aasta, alates nende esmakordsest kasutuselevõtust Novozymes'i poolt. Ensüümide traditsiooniline kasutamine pesupesemisvahendites hõlmas selliseid, mis lagundavad plekke põhjustavaid valke, näiteks rohuplekkides, punases veinis ja mullas. Lipaasid on veel üks kasulik ensüümide klass, mida saab kasutada rasvaplekkide lahustamiseks ja rasvapüüdurite või muude rasvapõhiste puhastusrakenduste puhastamiseks.
Praegu on populaarne uurimisvaldkond selliste ensüümide uurimine, mis taluvad kuuma või külma temperatuuri korral või isegi taluvad suuremat aktiivsust. Termotolerantsete ja krüotolerantsete ensüümide otsingud on hõlmas kogu maakera. Need ensüümid on eriti soovitavad pesemisprotsesside parandamiseks kuuma vee tsüklites ja / või madalatel temperatuuridel värvide ja tumedate värvide pesemiseks.
Need on kasulikud ka tööstusprotsesside jaoks, kus nõutakse kõrgeid temperatuure, või bioremediatsiooniks karmides tingimustes (nt Arktikas). Rekombinantseid ensüüme (tehisvalke) otsitakse erinevate DNA-tehnoloogiate abil, näiteks kohapeal suunatud mutagenees ja DNA segamine.
Tekstiil
Ensüüme kasutatakse nüüd laialdaselt kangaste valmistamiseks, millest rõivad, mööbel ja muud majapidamistarbed on valmistatud. Tekstiilitööstuse põhjustatud reostuse vähendamise nõuded on biotehnoloogiat hoogustanud edusammud, mis on karmid kemikaalid asendanud ensüümidega peaaegu kogu tekstiilitootmises protsessid.
Ensüüme kasutatakse puuvilla kudumise ettevalmistamise tõhustamiseks, lisandite vähendamiseks, kanga “tõmbamise” minimeerimiseks või enne suremist eeltöötlusena, et vähendada loputusaega ja parandada värvi kvaliteeti.
Kõik need etapid muudavad protsessi mitte ainult vähem toksiliseks ja keskkonnasõbralikuks, vaid vähendavad ka tootmisprotsessiga seotud kulusid; ning vähendada loodusvarade (vesi, elekter, kütused) tarbimist, parandades samal ajal ka lõpptoodete kvaliteeti.
Toidud ja joogid
See on ensüümtehnoloogia kodumaine rakendus, mida enamik inimesi juba tunneb. Ajalooliselt on inimesed kasutanud ensüüme sajandeid varased biotehnoloogilised tavad, toitu toota, seda tegelikult teadmata.
Varem oli vähemate tehnoloogiatega võimalik valmistada veini, õlut, äädikat ja juustu, sest pärmis sisalduvad ensüümid ja kohal olevad bakterid võimaldasid seda.
Biotehnoloogia on võimaldanud eraldada ja iseloomustada nende protsesside eest vastutavaid konkreetseid ensüüme. See on võimaldanud välja töötada spetsiaalseteks kasutusteks mõeldud spetsiaalsed tüved, mis parandavad iga toote maitset ja kvaliteeti.
Kulude vähendamine ja suhkur
Ensüüme saab kasutada ka protsessi odavamaks ja paremini prognoositavaks muutmiseks, nii et iga valmistatava partiiga tagatakse kvaliteetne toode. Muud ensüümid vähendavad vananemiseks kuluvat aega, aitavad toodet selgitada või stabiliseerida või aitavad kontrollida alkoholi ja suhkru sisaldust.
Aastaid on tärklise suhkruks muutmiseks kasutatud ensüüme. Maisi ja nisu siirupeid kasutatakse kogu toiduainetööstuses magusainetena. Ensüümtehnoloogiat kasutades võib nende magusainete tootmine olla odavam kui suhkruroo suhkru kasutamine. Ensüümid on välja töötatud ja täiustatud, kasutades biotehnoloogilisi meetodeid igal etapil toiduainete tootmise protsess.
Nahk
Varem peitis päevitamisprotsess kasutatavaks nahaks paljude kahjulike kemikaalide kasutamist. Ensüümtehnoloogia on arenenud nii, et mõnda neist kemikaalidest saab asendada, suurendades samal ajal protsessi kiirust ja efektiivsust.
Ensüüme saab rakendada esimeste etappidena, kui nahalt eemaldatakse rasv ja juuksed. Neid kasutatakse ka puhastamisel ning keratiini ja pigmendi eemaldamisel ning naha pehmuse suurendamiseks. Nahk on parkimistöö käigus ka stabiliseerunud, et vältida teatud ensüümide kasutamisel mädanemist.
Biolagunev plastik
Traditsiooniliste meetoditega toodetud plastid pärinevad taastumatutest süsivesiniku ressurssidest. Need koosnevad pikkadest polümeerimolekulidest, mis on üksteisega tihedalt seotud ja mida ei saa lagundavate mikroorganismide abil hõlpsasti lagundada.
Biolagunev plast võib valmistada nisust, maisist või kartulist pärit taimepolümeeride abil ja need koosnevad lühematest, kergemini lagunevatest polümeeridest. Kuna biolagunevad plastid on vees paremini lahustuvad, on paljud praegused tooted, mis neid sisaldavad, biolagunevate ja mittelagunevate polümeeride segu.
Teatud bakterid võivad oma rakkudes toota plastgraanuleid. Selles protsessis osalevate ensüümide geenid on kloonitud taimedesse, mis võivad nende lehtedes graanuleid toota. Taimse plasti maksumus piirab nende kasutamist ja see pole tarbijate seas laialt levinud.
Bioetanool
Bioetanool on a biokütus see on juba leidnud laialdast üldsuse heakskiitu. Võimalik, et kasutate oma sõidukile kütuse lisamisel juba bioetanooli. Bioetanooli saab toota tärkliserikkadest taimsetest materjalidest, kasutades ensüüme, mis on võimelised muundamiseks tõhusalt toimima.
Praegu on mais laialdaselt kasutatav tärklise allikas; kasvav huvi bioetanooli vastu tekitab siiski muret, kuna maisi hinnad tõusevad ja mais on toiduvarustus ohus. Bioetanooli tootmiseks võivad tärklise kandidaadid olla ka muud taimed, näiteks nisu, bambus või kõrreliste tüübid.
Ensüümide piirangud
Ensüümidena on neil oma piirangud. Need on tavaliselt efektiivsed ainult mõõduka temperatuuri ja pH juures. Samuti võivad teatud esteraasid olla efektiivsed ainult teatud tüüpi estrite suhtes ja teiste kemikaalide olemasolu massis võib nende aktiivsust pärssida.
Teadlased otsivad alati uusi ensüüme ja olemasolevate ensüümide geneetilisi modifikatsioone; laiendada nende efektiivseid temperatuuri- ja pH-vahemikke ning substraadi võimalusi.
Mõned mõtted lõpetamisel
Kasvuhoonegaaside heitkoguste osas vaieldakse selle üle, kas bioetanooli valmistamise ja kasutamise kulud on väiksemad kui fossiilkütuste rafineerimisel ja põletamisel. Bioetanooli tootmine (põllukultuuride kasvatamine, saatmine, tootmine) nõuab endiselt palju taastumatuid ressursse.
Biotehnoloogia ja ensüümid on paljuski muutnud maailma toimimist ja inimeste saaste leevendamist. Praegu on veel oodata, kuidas ensüümid mõjutavad jätkuvalt igapäevaelu; kui aga käesolev hetk annab märku, võib tõenäoliselt jätkata ensüümide kasutamist meie eluviisi positiivseteks muutusteks.