Como a enzima Biotecnologia afeta minha vida cotidiana?

Aqui estão alguns exemplos de biotecnologia enzimática que você pode usar todos os dias em sua própria casa. Em muitos casos, os processos comerciais primeiro exploraram enzimas que ocorrem naturalmente. No entanto, isso não significa que a (s) enzima (s) utilizada (s) foram tão eficientes como poderiam ser. Com o tempo, pesquisa e métodos de engenharia de proteínas melhorados, muitas enzimas foram geneticamente modificadas para serem mais efetivas às temperaturas desejadas, pH ou em outras condições de fabricação tipicamente inibitórias para a atividade enzimática (por exemplo,

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produtos químicos agressivos), tornando-os mais adequados e eficientes para aplicações industriais ou domésticas.

Remoção de Stickies

As enzimas são utilizadas pela indústria de celulose e papel para a remoção de "stickies", colas, adesivos e revestimentos que são introduzidos na polpa durante a reciclagem de papel. Stickies são materiais orgânicos flexíveis, hidrofóbicos e flexíveis, que não só reduzem a qualidade do produto final, mas também podem obstruir a máquina do papel e custar horas de inatividade. Os métodos químicos para a remoção de pegajosidade, historicamente, não foram 100% satisfatórios.

Os adesivos são mantidos em conjunto por ligações éster, e o uso de enzimas esterase na polpa melhorou muito sua remoção. As esterases cortam os adesivos em compostos menores, mais solúveis em água, facilitando a remoção da polpa. Desde a primeira metade desta década, as esterases tornaram-se uma abordagem comum para o controle de stickies. Suas limitações são, sendo enzimas, normalmente são apenas eficazes a temperatura e pH moderados.

Além disso, certas esterases só podem ser eficazes contra certos tipos de ésteres e a presença de outros produtos químicos na polpa pode inibir sua atividade. A busca é para novas enzimas e modificações genéticas das enzimas existentes, para ampliar suas faixas de temperatura e pH efetivas e capacidades de substrato.

Detergentes

Enzimas foram utilizadas em muitos tipos de detergentes há mais de 30 anos desde que foram introduzidas pela Novozymes. O uso tradicional de enzimas em detergentes para roupa envolveu aqueles que degradam proteínas causando manchas, como as encontradas em manchas de grama, vinho tinto e solo. As lipases são outra classe útil de enzimas que podem ser usadas para dissolver manchas de gordura e armadilhas de graxa limpas ou outras aplicações de limpeza com base em gordura.

Atualmente, uma área de pesquisa popular é a investigação de enzimas que podem tolerar, ou mesmo ter atividades mais altas, em temperaturas quentes e frias. A busca de enzimas termotolerantes e criotolerantes percorreu o globo. Essas enzimas são especialmente desejáveis ​​para melhorar os processos de lavagem em ciclos de água quente e / ou a baixas temperaturas para lavagem de cores e negros.Eles também são úteis para processos industriais em que são necessárias altas temperaturas, ou para biorremediação em condições severas (por exemplo, no ártico). As enzimas recombinantes (proteínas de engenharia) estão sendo buscadas usando diferentes tecnologias de DNA, tais como mutagênese direcionada ao local e barajamento de DNA.

Têxteis

As enzimas agora são amplamente utilizadas para preparar os tecidos que suas roupas, móveis e outros utensílios domésticos são feitos.

Aumentar as demandas para reduzir a poluição causada pela indústria têxtil alimentou os avanços biotecnológicos que substituíram produtos químicos agressivos por enzimas em quase todos os processos de fabricação de têxteis. As enzimas são usadas para melhorar a preparação de algodão para tecelagem, reduzir impurezas, minimizar "puxar" no tecido ou como pré-tratamento antes de morrer para reduzir o tempo de enxaguamento e melhorar a qualidade da cor. Todas estas etapas não só tornam o processo menos tóxico e ecológico, reduzem os custos associados ao processo de produção e o consumo de recursos naturais (água, eletricidade, combustíveis), além de melhorar a qualidade do produto têxtil final.

Alimentos e Bebidas

Esta é a aplicação doméstica de tecnologia enzimática que a maioria das pessoas já conhece. Historicamente, os humanos têm usado enzimas há séculos, nas primeiras práticas biotecnológicas, para produzir alimentos, sem realmente saber disso.

Foi possível fazer vinho, cerveja, vinagre e queijos, por exemplo, devido às enzimas nas leveduras e bactérias que foram utilizadas.

A biotecnologia permitiu isolar e caracterizar as enzimas específicas responsáveis ​​por esses processos. Permitiu o desenvolvimento de cepas especializadas para usos específicos que melhorem o sabor e a qualidade de cada produto. Enzimas também podem ser usadas para tornar o processo mais barato e mais previsível, portanto, um produto de qualidade é assegurado com cada lote fabricado. Outras enzimas reduzem o tempo necessário para o envelhecimento, ajudam a esclarecer ou a estabilizar o produto ou ajudam a controlar o teor de álcool e açúcar.

Durante anos, as enzimas também foram usadas para transformar o amido em açúcar. Os xaropes de milho e de trigo são utilizados em toda a indústria alimentar como edulcorantes. Usando a tecnologia enzimática, a produção desses edulcorantes pode ser menos dispendiosa do que o uso de açúcar na cana-de-açúcar. Enzimas foram desenvolvidas e aprimoradas usando métodos biotecnológicos, para cada etapa do processo.

Couro

No passado, o processo de bronzeamento se esconde em couro utilizável envolveu o uso de muitos produtos químicos nocivos. A tecnologia enzimática avançou de tal forma que alguns desses produtos químicos podem ser substituídos e o processo é realmente mais rápido e eficiente. Existem enzimas que podem ser aplicadas aos primeiros passos do processo em que a gordura eo cabelo são removidos dos couros. Enzimas também são usadas durante a limpeza, e remoção de queratina e pigmento, e para melhorar a suavidade da pele. Eles também ajudam a estabilizar o couro durante o processo de bronzeamento para evitar que ele apodreça.

Plásticos biodegradáveis ​​

Os plásticos fabricados por métodos tradicionais provêm de recursos de hidrocarbonetos não renováveis.Eles consistem em moléculas de polímero longas que estão fortemente ligadas uma à outra e não podem ser quebradas facilmente por microorganismos em decomposição. Os plásticos biodegradáveis ​​podem ser feitos usando polímeros de plantas de trigo, milho ou batatas e consistem em polímeros mais curtos e facilmente degradados.

Uma vez que os plásticos biodegradáveis ​​são mais solúveis em água, muitos produtos atuais que os contêm são uma mistura de polímeros biodegradáveis ​​e não degradáveis. Certas bactérias podem produzir grânulos de plástico dentro de suas células. Os genes para as enzimas envolvidas neste processo foram clonados em plantas que podem produzir os grânulos nas folhas. O custo dos plásticos baseados em plantas limita seu uso, e eles não se encontraram com a aceitação generalizada do consumidor.

Bioetanol

O bioetanol é um biocombustível que já se encontrou com a ampla aceitação pública. Você já pode usar bioetanol quando adiciona combustível ao seu veículo. O bioetanol pode ser produzido a partir de materiais vegetais de amido utilizando enzimas capazes de fazer a conversão eficientemente. Atualmente, o milho é uma fonte amplamente utilizada de amido, no entanto, o crescente interesse pelo bioetanol é suscitar preocupações à medida que os preços do milho aumentam e o milho como alimento está sendo ameaçado. Outras plantas, incluindo trigo, bambu ou outras gramíneas, são possíveis fontes candidatas de amido para a produção de bioetanol.

É discutível se o custo de fazer bioetanol é menor do que para o consumo de combustíveis fósseis, em termos de emissões de gases do efeito estufa. A produção de bioetanol (cultivo, transporte, fabricação) ainda requer grande contribuição de recursos não renováveis. A pesquisa tecnológica e a manipulação de enzimas para tornar o processo mais eficiente, exigindo menos material vegetal ou consumindo menos combustíveis fósseis, estão em andamento, para melhorar nesta área da biotecnologia.