Stickies entfernen
Enzyme werden von der Zellstoff- und Papierindustrie zur Entfernung von "Stickies", Klebstoffen, Klebstoffen und Beschichtungen verwendet, die während des Papierrecyclings in den Zellstoff eingebracht werden. Stickies sind klebrige, hydrophobe, biegsame organische Materialien, die nicht nur die Qualität des endgültigen Papierprodukts verringern, sondern auch die Papiermühlenanlagen verstopfen und stundenlange Ausfallzeiten verursachen können. Chemische Methoden zur Entfernung von Stickies waren in der Vergangenheit nicht 100% zufriedenstellend.
Stickies werden durch Esterbindungen zusammengehalten, und die Verwendung von Esterase-Enzymen in Zellstoff hat ihre Entfernung erheblich verbessert. Esterasen schneiden die Stickies in kleinere, wasserlöslichere Verbindungen, was ihre Entfernung aus der Pulpe erleichtert. Seit der ersten Hälfte dieses Jahrzehnts sind Esterasen zu einem gängigen Ansatz zur Kontrolle von Stickies geworden. Ihre Beschränkungen sind, da sie Enzyme sind, typischerweise nur bei moderaten Temperaturen und pH-Werten wirksam. Bestimmte Esterasen können auch nur gegen bestimmte Arten von Estern wirksam sein, und das Vorhandensein anderer Chemikalien in der Pulpe kann ihre Aktivität hemmen.
Die Suche geht nach neuen Enzymen und genetischen Modifikationen bestehender Enzyme, um ihre effektiven Temperatur- und pH-Bereiche und Substratfähigkeiten zu erweitern.
Reinigungsmittel
Enzyme werden seit über 30 Jahren in vielen Arten von Waschmitteln verwendet, seit sie von Novozymes eingeführt wurden. Die traditionelle Verwendung von Enzymen in Waschmitteln beinhaltete solche, die Proteine abbauen, die Flecken verursachen, wie sie beispielsweise in Grasflecken, Rotwein und Erde vorkommen.
Lipasen sind eine weitere nützliche Klasse von Enzymen, die verwendet werden können, um Fettflecken aufzulösen und Fettabscheider oder andere fettbasierte Reinigungsanwendungen zu reinigen.
Gegenwärtig ist ein populäres Forschungsgebiet die Untersuchung von Enzymen, die bei heißen und kalten Temperaturen tolerieren oder sogar höhere Aktivitäten haben können. Die Suche nach thermotoleranten und kryotoleranten Enzymen hat den Globus umspannt. Diese Enzyme sind besonders wünschenswert zum Verbessern von Waschprozessen in Heißwasserzyklen und / oder bei niedrigen Temperaturen zum Waschen von Farben und dunklen Farben. Sie sind auch nützlich für industrielle Prozesse, bei denen hohe Temperaturen erforderlich sind, oder für die biologische Sanierung unter rauen Bedingungen (z. B. in der Arktis). Rekombinante Enzyme (gentechnisch hergestellte Proteine) werden unter Verwendung verschiedener DNA-Technologien wie ortsgerichtete Mutagenese und DNA-Shuffling gesucht.
Textilien
Enzyme sind heute weit verbreitet, um die Stoffe vorzubereiten, aus denen Ihre Kleidung, Möbel und andere Haushaltsgegenstände bestehen. Steigende Anforderungen zur Verringerung der durch die Textilindustrie verursachten Umweltverschmutzung haben biotechnologische Fortschritte gefördert, die in fast allen textilen Herstellungsprozessen aggressive Chemikalien durch Enzyme ersetzt haben. Enzyme werden verwendet, um die Vorbereitung von Baumwolle für das Weben zu verbessern, Verunreinigungen zu reduzieren, das "Ziehen" in Textilien zu minimieren oder als Vorbehandlung vor dem Färben, um die Spülzeit zu reduzieren und die Farbqualität zu verbessern.
All diese Schritte machen den Prozess nicht nur weniger toxisch und umweltfreundlich, sondern reduzieren auch die mit dem Produktionsprozess verbundenen Kosten und den Verbrauch natürlicher Ressourcen (Wasser, Elektrizität, Brennstoffe) und verbessern gleichzeitig die Qualität des fertigen Textilprodukts.
Speisen und Getränke
Es ist die häusliche Anwendung für die Enzymtechnologie, mit der die meisten Menschen bereits vertraut sind. Historisch gesehen benutzen Menschen seit Jahrhunderten, in frühen biotechnologischen Praktiken , Enzyme, um Nahrungsmittel zu produzieren, ohne es wirklich zu wissen. Es war zum Beispiel möglich, Wein, Bier, Essig und Käse zu machen, wegen der Enzyme in den Hefen und Bakterien, die verwendet wurden.
Die Biotechnologie hat es ermöglicht, die spezifischen Enzyme, die für diese Prozesse verantwortlich sind, zu isolieren und zu charakterisieren. Es hat die Entwicklung von spezialisierten Stämmen für spezifische Anwendungen ermöglicht, die den Geschmack und die Qualität jedes Produktes verbessern.
Enzyme können auch verwendet werden, um den Prozess billiger und berechenbarer zu machen, so dass ein Qualitätsprodukt mit jeder gebrauten Charge sichergestellt wird. Andere Enzyme verringern die Zeit, die für die Alterung benötigt wird, helfen, das Produkt zu klären oder zu stabilisieren oder helfen, den Alkohol- und Zuckergehalt zu kontrollieren.
Seit Jahren werden auch Enzyme verwendet, um Stärke in Zucker umzuwandeln. Mais- und Weizensirup werden in der Lebensmittelindustrie als Süßungsmittel verwendet. Mit Hilfe der Enzymtechnologie kann die Produktion dieser Süßstoffe weniger teuer sein als die Verwendung von Zuckerrohrzucker. Enzyme wurden mit biotechnologischen Methoden für jeden Schritt des Prozesses entwickelt und verbessert.
Leder
In der Vergangenheit bestand der Prozess des Gerbens in nutzbares Leder aus vielen schädlichen Chemikalien. Die Enzymtechnologie ist so fortgeschritten, dass einige dieser Chemikalien ersetzt werden können und der Prozess tatsächlich schneller und effizienter ist. Es gibt Enzyme, die auf die ersten Schritte des Prozesses aufgetragen werden können, bei denen Fett und Haare aus den Häuten entfernt werden. Enzyme werden auch während der Reinigung und zur Entfernung von Keratin und Pigmenten verwendet und um die Weichheit der Haut zu verbessern. Sie helfen auch, das Leder während des Gerbungsprozesses zu stabilisieren, damit es nicht verfault.
Biologisch abbaubarer Kunststoff
Nach traditionellen Methoden hergestellte Kunststoffe stammen aus nicht erneuerbaren Kohlenwasserstoffquellen. Sie bestehen aus langen Polymermolekülen, die fest miteinander verbunden sind und durch zerfallende Mikroorganismen nicht leicht abgebaut werden können. Biologisch abbaubare Kunststoffe können unter Verwendung von Pflanzenpolymeren aus Weizen, Mais oder Kartoffeln hergestellt werden und bestehen aus kürzeren, leichter abbaubaren Polymeren.
Da biologisch abbaubare Kunststoffe wasserlöslicher sind, sind viele aktuelle Produkte, die sie enthalten, eine Mischung aus biologisch abbaubaren und nicht abbaubaren Polymeren. Bestimmte Bakterien können in ihren Zellen Plastikkörnchen produzieren. Die Gene für Enzyme, die an diesem Prozess beteiligt sind, wurden in Pflanzen kloniert, die die Granula in ihren Blättern produzieren können. Die Kosten für Kunststoffe auf Pflanzenbasis beschränken ihre Verwendung, und sie haben keine breite Akzeptanz bei den Verbrauchern gefunden.
Bioethanol
Bioethanol ist ein Biokraftstoff, der bereits breite Akzeptanz in der Bevölkerung gefunden hat. Möglicherweise verwenden Sie bereits Bioethanol, wenn Sie Kraftstoff zu Ihrem Fahrzeug hinzufügen. Bioethanol kann aus stärkehaltigen Pflanzenmaterialien unter Verwendung von Enzymen hergestellt werden, die in der Lage sind, die Umwandlung effizient durchzuführen. Gegenwärtig ist Mais eine weit verbreitete Quelle für Stärke, jedoch steigt das Interesse an Bioethanol, da die Maispreise steigen und Mais als Nahrungsmittelversorgung bedroht ist. Andere Pflanzen, einschließlich Weizen, Bambus oder andere Gräser, sind mögliche Quellen für die Herstellung von Bioethanol.
Es ist fraglich, ob die Kosten für die Herstellung von Bioethanol geringer sind als für den Verbrauch fossiler Brennstoffe im Hinblick auf Treibhausgasemissionen. Die Bioethanolproduktion (Anbau von Getreide, Schifffahrt, Herstellung) erfordert immer noch einen hohen Anteil nicht erneuerbarer Ressourcen. Technologische Forschung und Manipulation von Enzymen, um den Prozess effizienter zu machen, wodurch weniger Pflanzenmaterial benötigt wird oder weniger fossile Brennstoffe verbraucht werden, sind in Arbeit, um diesen Bereich der Biotechnologie zu verbessern.