Τεχνολογία ενζύμων

Τεχνολογία ενζύμων

September 30, 2022 0 Von admin
  • ο ένζυμο είναι μια ουσία που δρα ως καταλύτης σε ζωντανούς οργανισμούς, ρυθμίζοντας τον ρυθμό με τον οποίο προχωρούν οι χημικές αντιδράσεις χωρίς η ίδια να αλλοιωθεί στη διαδικασία.
  • Τα ένζυμα που βρίσκονται στη φύση χρησιμοποιούνται από την αρχαιότητα στην παραγωγή προϊόντων διατροφής, όπως τυρί, προζύμι, μπύρα, κρασί και ξύδι, και στην κατασκευή προϊόντων όπως το δέρμα, το λουλακί και το λινό.
  • Όλες αυτές οι διαδικασίες βασίστηκαν είτε σε ένζυμο που παράγεται από αυθόρμητα αναπτυσσόμενους μικροοργανισμούς είτε σε ένζυμα που υπάρχουν σε προστιθέμενα παρασκευάσματα όπως η κοιλιά μόσχων ή ο καρπός παπάγιας.
  • Η μελέτη των βιομηχανικών ενζύμων και οι χρήσεις τους ονομάζεται τεχνολογία ενζύμων.
  • Η ενζυμική τεχνολογία περιλαμβάνει γενικά την παραγωγή, την απομόνωση, τον καθαρισμό και τη χρήση ενζύμων (σε διαλυτή ή ακινητοποιημένη μορφή) προς το απόλυτο όφελος της ανθρωπότητας.
  • Επιπλέον, η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA και η μηχανική πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην παραγωγή πιο αποτελεσματικών και χρήσιμων ενζύμων αποτελούν επίσης μέρος της ενζυμικής τεχνολογίας.
  • Η ενζυμική τεχνολογία σήμερα αναφέρεται ως επί το πλείστον στην εφαρμογή της αλλαγής της δομής ενός ενζύμου (και συνεπώς της λειτουργίας του) ή της τροποποίησης της καταλυτικής δραστηριότητας μεμονωμένων ενζύμων για την παραγωγή νέων μεταβολιτών, για να επιτραπεί η εμφάνιση νέων (καταλυόμενων) οδών για την εμφάνιση αντιδράσεων ή η μετατροπή από ορισμένες συγκεκριμένες ενώσεις σε άλλες (βιομετασχηματισμός).

Τεχνολογία ενζύμων

Στόχος

Ανάπτυξη νέων και πιο βιώσιμων προϊόντων, διαδικασιών και υπηρεσιών για την κάλυψη των ανθρώπινων αναγκών ή βελτίωση διαδικασιών για την παραγωγή υπαρχόντων προϊόντων από νέες πρώτες ύλες και βιομάζα.

Σημασία της ενζυμικής τεχνολογίας

Τα ένζυμα έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Αυτές περιλαμβάνουν τη χρήση τους στην παραγωγή τροφίμων, την επεξεργασία και τη συντήρηση τροφίμων, τις σκόνες πλυσίματος, την κλωστοϋφαντουργία, τη βιομηχανία δέρματος, τη βιομηχανία χαρτιού, τις ιατρικές εφαρμογές και τη βελτίωση του περιβάλλοντος και στην επιστημονική έρευνα.

Σύμφωνα με πρόσφατες εκτιμήσεις, η μεγάλη πλειοψηφία των βιομηχανικά παραγόμενων ενζύμων είναι χρήσιμα σε διαδικασίες που σχετίζονται με τρόφιμα (45%), απορρυπαντικά (35%), υφάσματα (10%) και δέρμα (3%).

  • Τα προϊόντα της ενζυμικής τεχνολογίας θα είναι χρήσιμα για χημικά, φαρμακευτικά προϊόντα, καύσιμα, τρόφιμα ή γεωργικά πρόσθετα.
  • Ένας αριθμός ιδιοτήτων που μπορούν να βελτιωθούν ή να τροποποιηθούν με τη γενετική μηχανική καθώς και η απόδοση και η κινητική του ενζύμου, η ευκολία της κατάντη διαδικασίας και διάφορες πτυχές ασφάλειας.
  • Ένζυμα από επικίνδυνους ή μη εγκεκριμένους μικροοργανισμούς και από αργά αναπτυσσόμενο ή περιορισμένο φυτικό ή ζωικό ιστό μπορούν να κλωνοποιηθούν σε ασφαλείς μικροοργανισμούς υψηλής παραγωγής. Στο μέλλον, τα ένζυμα ενδέχεται να επανασχεδιαστούν για να ταιριάζουν καταλληλότερα στις βιομηχανικές διεργασίες.
  • Στρατηγικές που στοχεύουν τη μεταλλαξογένεση σε συγκεκριμένες περιοχές μιας πρωτεΐνης ή χρησιμοποιούν ανασυνδυασμό για να ξεκινήσουν μεγάλες αλλαγές αλληλουχίας μπορούν να συμπληρώσουν την τυχαία μεταλλαξιογένεση πλήρους γονιδίου και να ανοίξουν το δρόμο για την επίτευξη ολοένα και πιο φιλόδοξων στόχων ενζυμικής μηχανικής.

Εφαρμογές Ενζυμικής Τεχνολογίας

  • Στην ενζυμική τεχνολογία – ένα υποτομέα της βιοτεχνολογίας – έχουν αναπτυχθεί και αναπτύσσονται νέες διαδικασίες για την παραγωγή προϊόντων τόσο χύμα όσο και υψηλής προστιθέμενης αξίας χρησιμοποιώντας ένζυμα ως βιοκαταλύτες, προκειμένου να καλυφθούν ανάγκες όπως τρόφιμα (π.χ. ψωμί, τυρί, μπύρα, ξύδι ), εκλεκτές χημικές ουσίες (π.χ. αμινοξέα, βιταμίνες) και φαρμακευτικά προϊόντα.
  • Τα ένζυμα χρησιμοποιούνται επίσης για την παροχή υπηρεσιών, όπως σε διαδικασίες πλύσης και περιβάλλοντος, ή για αναλυτικούς και διαγνωστικούς σκοπούς

Πρόοδοι στην ενζυμική τεχνολογία

  • Νέα ένζυμα αναζητούνται στο φυσικό περιβάλλον και με επιλογή στελεχών
  • Τα καθιερωμένα βιομηχανικά ένζυμα χρησιμοποιούνται με τόσο ευρεία ποικιλία τρόπων όσο μπορούμε να συλλάβουμε.
  • Νέα ένζυμα σχεδιάζονται και παράγονται με γενετική μηχανική.
  • Νέοι οργανικοί καταλύτες σχεδιάζονται και συντίθενται χρησιμοποιώντας την «τεχνογνωσία» που καθιερώθηκε από την ενζυμολογία. και
  • Πιο πολύπλοκα ενζυμικά συστήματα χρησιμοποιούνται.

Μελλοντικές Εφαρμογές

  • Η εκμετάλλευση των ενζύμων ως ηλεκτροκαταλυτών (ειδικοί βιοαισθητήρες)
  • Τα ένζυμα ως αναλυτικά εργαλεία μέτρησης συγκεκριμένων ενώσεων, για την αναγέννηση συγκεκριμένων μεταβολιτών
  • Χρήση του ενζύμου στη σύνθεση χύδην οργανικών υλικών και την παραγωγή αρωμάτων και καλλυντικών
  • Χρήση ενζύμων στον σχηματισμό γεύσεων και αρωματικών ενώσεων τροφίμων
  • Η χρήση ενζύμων ως εργαλείων για την αποτοξίνωση των υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων
  • Ένζυμα ως μετρητές των επιπέδων τοξικών χημικών σε τρόφιμα και νερό

Οι βιοϊατρικές εφαρμογές της ενζυμικής τεχνολογίας θα περιλαμβάνουν:

  • Η σύνθεση νέων αντιμικροβιακών ενώσεων
  • Θεραπεία ενζυμικής υποκατάστασης
  • Ένζυμα στη θεραπεία του καρκίνου
  • Ενζυμικό μόσχευμα και δερματολογικές εφαρμογές
  • Ένζυμα ως ενεργοποιητές πρόδρομων βιομορίων
  • Τεχνολογία ενζύμων για την πρόληψη της οδοντικής κοιλότητας

βιβλιογραφικές αναφορές

  1. https://www.omicsonline.org/scholarly/enzyme-technology-journals-articles-ppts-list.php
  2. https://www.britannica.com/science/enzyme
  3. https://www.sciencedirect.com/book/9780444641144/advances-in-enzyme-technology
  4. http://www.biologydiscussion.com/enzymes/enzyme-technology/enzyme-technology-application-and-commercial-production-of-enzymes/10185
  5. http://www.biologymad.com/studentswork/12%20-%20etnotes.pdf
  6. https://www.kth.se/dib/enzyme-technology-1.783173
  7. http://www1.lsbu.ac.uk/water/enztech/whither.html
  8. http://www.odofin.com/enzyme%20technology.htm
  9. https://www.thesciencenotes.com/enzyme-technology/
  10. https://application.wiley-vch.de/books/sample/3527329897_c01.pdf