كيف تأثير التكنولوجيا الحيوية إنزيم حياتي اليومية؟

إليك بعض الأمثلة على التكنولوجيا الحيوية للإنزيم التي قد تستخدمها كل يوم في منزلك. وفي كثير من الحالات، استغلت العمليات التجارية أولا الإنزيمات التي تحدث بشكل طبيعي. ومع ذلك، هذا لا يعني أن الانزيم (ق) المستخدمة كانت فعالة كما يمكن أن تكون. مع الوقت، والبحوث، وتحسين أساليب هندسة البروتين، وقد تم تعديل العديد من الإنزيمات وراثيا لتكون أكثر فعالية في درجات الحرارة المطلوبة، ودرجة الحموضة، أو تحت ظروف التصنيع الأخرى عادة مثبطة لنشاط الإنزيم (على سبيل المثال

--1- ->

المواد الكيميائية القاسية)، مما يجعلها أكثر ملاءمة وكفاءة للتطبيقات الصناعية أو المنزلية.

إزالة ستيكيز

يتم استخدام الإنزيمات من قبل صناعة اللب والورق لإزالة "ستيكيز"، والمواد اللاصقة، والمواد اللاصقة والطلاء التي يتم إدخالها إلى اللب أثناء إعادة تدوير الورق. العصي هي مبتذلة، مسعور، المواد العضوية طيارة التي لا تقلل فقط من جودة المنتج الورق النهائي ولكن يمكن أن تسد آلات طاحونة الورق وتكلفة ساعات من التوقف. وكانت الطرق الكيميائية لإزالة العصي، تاريخيا، لم تكن مرضية بنسبة 100٪.

يتم الاحتفاظ بالستيكات معا بواسطة سندات استر، كما أن استخدام إنزيمات إستيراس في اللب قد أدى إلى تحسين إزالتها بشكل كبير. قامت إستراسس بقطع الجروح إلى مركبات أصغر وأكثر قابلية للذوبان في الماء، مما يسهل إزالتها من اللب. منذ النصف الأول من هذا العقد، أصبحت إستيراس نهجا مشتركا للسيطرة على العصا. حدودها، كونها الإنزيمات، فهي عادة فعالة فقط في درجة حرارة معتدلة ودرجة الحموضة.

كما أن بعض الاستراتيس قد تكون فعالة فقط ضد أنواع معينة من الاسترات، ووجود مواد كيميائية أخرى في اللب يمكن أن تمنع نشاطها. البحث على الانزيمات الجديدة، والتعديلات الوراثية من الانزيمات القائمة، لتوسيع درجة الحرارة ودرجات الحموضة فعالة، وقدرات الركيزة.

المنظفات

وقد استخدمت الانزيمات في أنواع كثيرة من المنظفات لأكثر من 30 عاما منذ أن قدمت لأول مرة من قبل نوفوزيمس. الاستخدام التقليدي للإنزيمات في منظفات الغسيل ينطوي على تلك التي تتحلل البروتينات المسببة للبقع، مثل تلك الموجودة في البقع العشب والنبيذ الأحمر والتربة. ليباسيس هي فئة أخرى مفيدة من الانزيمات التي يمكن استخدامها لحل البقع الدهون وفخاخ الشحوم نظيفة أو غيرها من التطبيقات التنظيف القائم على الدهون.

حاليا، منطقة شعبية من البحوث هو التحقيق في الإنزيمات التي يمكن أن تتسامح، أو حتى يكون أعلى الأنشطة، في درجات الحرارة الساخنة والباردة. البحث عن الانزيمات الحرارية و كريوتوليرانت قد امتدت الكرة الأرضية. هذه الانزيمات مرغوبة بشكل خاص لتحسين عمليات الغسيل في دورات المياه الساخنة و / أو في درجات حرارة منخفضة لغسل الألوان والالوان.كما أنها مفيدة للعمليات الصناعية التي تتطلب درجات حرارة عالية، أو للعلاج البيولوجي في ظل ظروف قاسية (على سبيل المثال في القطب الشمالي). ويجري البحث عن إنزيمات مؤتلفة (بروتينات هندسية) باستخدام تكنولوجيات مختلفة من الحمض النووي مثل الطفرات الموجهة إلى الموقع و دنا خلط.

المنسوجات

الانزيمات هي الآن تستخدم على نطاق واسع لإعداد الأقمشة التي الملابس الخاصة بك، والأثاث وغيرها من الأدوات المنزلية مصنوعة من.

أدت الطلبات المتزايدة للحد من التلوث الناجم عن صناعة الغزل والنسيج إلى تأجيج التقدم التكنولوجي الحيوي الذي حل محل المواد الكيميائية القاسية مع الإنزيمات في جميع عمليات تصنيع المنسوجات تقريبا. وتستخدم الإنزيمات لتعزيز إعداد القطن للنسيج، والحد من الشوائب، وتقليل "تسحب" في النسيج، أو كما قبل المعالجة قبل الموت للحد من الشطف الوقت وتحسين نوعية الألوان. كل هذه الخطوات لا تجعل العملية أقل سمية وصديقة للبيئة فحسب، بل إنها تقلل من التكاليف المرتبطة بعملية الإنتاج، واستهلاك الموارد الطبيعية (الماء والكهرباء والوقود)، مع تحسين جودة المنتج النهائي للغزل والنسيج.

الأطعمة والمشروبات

هذا هو التطبيق المحلي لتكنولوجيا الإنزيمات التي معظم الناس على دراية بالفعل. تاريخيا، كان البشر يستخدمون الإنزيمات لعدة قرون، في ممارسات التكنولوجيا الحيوية في وقت مبكر، لإنتاج الأطعمة، دون معرفة حقا.

كان من الممكن جعل النبيذ والبيرة والخل والجبن، على سبيل المثال، بسبب الانزيمات في الخمائر والبكتيريا التي تم استخدامها.

جعلت التكنولوجيا الحيوية من الممكن عزل وتوصيف الإنزيمات المحددة المسؤولة عن هذه العمليات. وقد سمح بتطوير سلالات متخصصة للاستخدامات الخاصة التي تحسن نكهة وجودة كل منتج. ويمكن أيضا أن تستخدم الإنزيمات لجعل عملية أرخص وأكثر قابلية للتنبؤ، لذلك يتم ضمان جودة المنتج مع كل دفعة يخمر. إنزيمات أخرى تقلل من طول الوقت اللازم للشيخوخة، وتساعد على توضيح أو استقرار المنتج أو المساعدة في السيطرة على الكحول والسكر المحتويات.

لسنوات، كما تم استخدام الإنزيمات لتحويل النشا إلى السكر. وتستخدم شراب الذرة والقمح في جميع أنحاء صناعة الأغذية والمحليات. وباستخدام تكنولوجيا الإنزيم، يمكن أن يكون إنتاج هذه المحليات أقل تكلفة من استخدام سكر قصب السكر. وقد تم تطوير الانزيمات وتعزيزها باستخدام أساليب التكنولوجيا الحيوية، في كل خطوة من هذه العملية.

الجلود

في الماضي، عملية الدباغة الجلود في الجلود صالحة للاستخدام تنطوي على استخدام العديد من المواد الكيميائية الضارة. وقد تطورت تكنولوجيا الإنزيم بحيث يمكن استبدال بعض هذه المواد الكيميائية والعملية هي في الواقع أسرع وأكثر كفاءة. هناك الإنزيمات التي يمكن تطبيقها على الخطوات الأولى من العملية حيث يتم إزالة الدهون والشعر من الجلود. وتستخدم الإنزيمات أيضا أثناء التنظيف، والكيراتين وإزالة الصباغ، وتعزيز ليونة من الاختباء. كما أنها تساعد على استقرار الجلد أثناء عملية الدباغة لمنعه من التعفن.

البلاستيك القابلة للتحلل

البلاستيك المصنوعة بالطرق التقليدية تأتي من الموارد الهيدروكربونية غير المتجددة.وهي تتكون من جزيئات البوليمر الطويلة التي ترتبط ارتباطا وثيقا بعضها البعض، ولا يمكن تقسيمها بسهولة عن طريق تحلل الكائنات الحية الدقيقة. ويمكن صنع اللدائن القابلة للتحلل باستخدام البوليمرات النباتية من القمح أو الذرة أو البطاطا، وتتكون من بوليميرات أقصر وأكثر سهولة في التدهور.

نظرا لأن البلاستيك القابل للتحلل هو أكثر قابلية للذوبان في الماء، فإن العديد من المنتجات الحالية التي تحتوي عليها هي خليط من البوليمرات القابلة للتحلل وغير القابلة للتحلل. بعض البكتيريا يمكن أن تنتج حبيبات من البلاستيك داخل خلاياها. تم استنساخ جينات الانزيمات المشاركة في هذه العملية في النباتات التي يمكن أن تنتج حبيبات في أوراقها. وتحد تكلفة اللدائن القائمة على النباتات من استخدامها، وهي لم تلب بعد قبول المستهلكين على نطاق واسع.

الإيثانول

الإيثانول هو وقود حيوي اجتمع بالفعل مع قبول الجمهور على نطاق واسع. قد تكون بالفعل تستخدم الإيثانول الحيوي عند إضافة الوقود إلى سيارتك. ويمكن إنتاج الإيثانول من مواد نباتية نشوية باستخدام إنزيمات قادرة على إجراء التحويل بكفاءة. في الوقت الحاضر، الذرة هي مصدر يستخدم على نطاق واسع من النشا، ولكن الاهتمام المتزايد في الإيثانول الحيوي يثير المخاوف مع ارتفاع أسعار الذرة والذرة باعتبارها إمدادات الغذاء مهددة. النباتات الأخرى بما في ذلك القمح، الخيزران، أو غيرها من الأعشاب هي المصادر المرشحة المحتملة من النشا لإنتاج الإيثانول الحيوي.

ومن المشكوك فيه ما إذا كانت تكلفة صنع الإيثانول الحيوي أقل من استهلاك الوقود الأحفوري، من حيث انبعاثات غازات الدفيئة. ولا يزال إنتاج الإيثانول (زراعة المحاصيل، والشحن، والتصنيع) يتطلب مدخلات كبيرة من الموارد غير المتجددة. إن البحث التكنولوجي والتلاعب في الإنزيمات لجعل العملية أكثر كفاءة، مما يتطلب مواد نباتية أقل أو استهلاك كميات أقل من الوقود الأحفوري، في العمل، لتحسين هذا المجال من التكنولوجيا الحيوية.