Bioteknologi Enzim dalam Kehidupan Sehari-hari

Berikut beberapa contoh bioteknologi enzim yang mungkin Anda gunakan setiap hari di rumah Anda sendiri. Dalam banyak kasus, proses komersial pertama mengeksploitasi enzim alami. Namun, ini tidak berarti enzim (s) yang digunakan seefisien mungkin. Dengan waktu, penelitian, dan metode rekayasa protein yang ditingkatkan, banyak enzim telah dimodifikasi secara genetik agar lebih efektif pada suhu yang diinginkan, pH, atau di bawah kondisi manufaktur lainnya yang biasanya menghambat aktivitas enzim (misalnya bahan kimia keras), membuatnya lebih cocok dan efisien. untuk aplikasi industri atau rumah.

Penghapusan Lengket

Enzim digunakan oleh industri pulp dan kertas untuk menghilangkan “perekat,” perekat, perekat, dan pelapis yang diperkenalkan ke pulp selama daur ulang kertas. Stickies adalah bahan organik yang lentur, hidrofobik, dan lentur yang tidak hanya mengurangi kualitas produk kertas akhir tetapi juga dapat menyumbat mesin pabrik kertas dan mengorbankan waktu henti. Metode kimia untuk menghilangkan perekat, secara historis, belum 100% memuaskan.

Perekat dipegang bersama oleh ikatan ester, dan penggunaan enzim esterase dalam pulp telah sangat meningkatkan pengangkatannya. Esterase memotong perekat menjadi lebih kecil, senyawa yang lebih larut dalam air, memfasilitasi penghapusan mereka dari pulpa. Sejak paruh awal dekade ini, esterases telah menjadi pendekatan umum untuk kontrol perekat. Keterbatasan mereka adalah, sebagai enzim, mereka biasanya hanya efektif pada suhu dan pH moderat. Juga, esterase tertentu mungkin hanya efektif terhadap jenis ester tertentu, dan keberadaan bahan kimia lain dalam pulpa dapat menghambat aktivitasnya.

Pencarian dilakukan untuk enzim baru, dan modifikasi genetik dari enzim yang ada, untuk memperluas rentang suhu dan pH efektif, dan kemampuan substrat.

Deterjen

Enzim telah digunakan dalam berbagai jenis deterjen selama lebih dari 30 tahun sejak pertama kali diperkenalkan oleh Novozymes. Penggunaan tradisional enzim dalam deterjen pencuci melibatkan mereka yang mendegradasi protein yang menyebabkan noda, seperti yang ditemukan pada noda rumput, anggur merah, dan tanah.

Lipase adalah kelas enzim lain yang berguna yang dapat digunakan untuk melarutkan noda lemak dan membersihkan perangkap lemak atau aplikasi pembersih berbasis lemak lainnya.

Saat ini, bidang penelitian yang populer adalah penyelidikan enzim yang dapat mentolerir, atau bahkan memiliki aktivitas yang lebih tinggi, dalam suhu panas dan dingin. Pencarian enzim thermotolerant dan cryotolerant telah membentang dunia. Enzim ini terutama diinginkan untuk meningkatkan proses cucian dalam siklus air panas dan / atau pada suhu rendah untuk mencuci warna dan gelap. Mereka juga berguna untuk proses industri di mana suhu tinggi diperlukan, atau untuk bioremediasi dalam kondisi yang keras (misalnya, di Arktik). Enzim rekombinan (protein yang direkayasa) sedang dicari menggunakan teknologi DNA yang berbeda seperti mutagenesis yang diarahkan ke lokasi dan pengikatan DNA.

Tekstil

Enzim sekarang banyak digunakan untuk menyiapkan kain yang digunakan untuk pakaian, perabotan, dan barang-barang rumah tangga lainnya. Meningkatnya tuntutan untuk mengurangi polusi yang disebabkan oleh industri tekstil telah memicu kemajuan bioteknologi yang telah menggantikan bahan kimia keras dengan enzim di hampir semua proses manufaktur tekstil. Enzim digunakan untuk meningkatkan persiapan kapas untuk menenun, mengurangi kotoran, meminimalkan "menarik" kain, atau sebagai pra-perawatan sebelum mati untuk mengurangi waktu berkumur dan meningkatkan kualitas warna.

Semua langkah ini tidak hanya membuat prosesnya kurang beracun dan ramah lingkungan, mereka mengurangi biaya yang terkait dengan proses produksi, dan konsumsi sumber daya alam (air, listrik, bahan bakar), sementara juga meningkatkan kualitas produk tekstil akhir.

Makanan dan Minuman

Ini adalah aplikasi domestik untuk teknologi enzim yang sudah akrab bagi kebanyakan orang. Secara historis, manusia telah menggunakan enzim selama berabad-abad, dalam praktik bioteknologi awal , untuk menghasilkan makanan, tanpa benar-benar menyadarinya. Itu mungkin untuk membuat anggur, bir, cuka, dan keju, misalnya, karena enzim dalam ragi dan bakteri yang digunakan.

Bioteknologi telah memungkinkan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi enzim spesifik yang bertanggung jawab untuk proses ini. Ini telah memungkinkan pengembangan strain khusus untuk penggunaan khusus yang meningkatkan rasa dan kualitas setiap produk.

Enzim juga dapat digunakan untuk membuat proses lebih murah dan lebih dapat diprediksi, sehingga produk berkualitas terjamin dengan setiap batch yang diseduh. Enzim lain mengurangi lamanya waktu yang diperlukan untuk penuaan, membantu memperjelas atau menstabilkan produk atau membantu mengontrol kandungan alkohol dan gula.

Selama bertahun-tahun, enzim juga telah digunakan untuk mengubah pati menjadi gula. Sirup jagung dan gandum digunakan di seluruh industri makanan sebagai pemanis. Menggunakan teknologi enzim, produksi pemanis ini bisa lebih murah daripada menggunakan gula tebu. Enzim telah dikembangkan dan ditingkatkan dengan menggunakan metode bioteknologi, untuk setiap langkah dari proses.

Kulit

Di masa lalu, proses penyamakan kulit menjadi kulit yang dapat digunakan melibatkan penggunaan banyak bahan kimia berbahaya. Teknologi enzim telah maju sedemikian rupa sehingga beberapa bahan kimia ini dapat diganti dan prosesnya sebenarnya lebih cepat dan lebih efisien. Ada enzim yang dapat diterapkan pada langkah pertama dari proses di mana lemak dan rambut dikeluarkan dari kulit. Enzim juga digunakan selama pembersihan, dan penghapusan keratin dan pigmen, dan untuk meningkatkan kelembutan kulit. Mereka juga membantu menstabilkan kulit selama proses penyamakan untuk mencegahnya membusuk.

Plastik biodegradable

Plastik yang diproduksi dengan metode tradisional berasal dari sumber daya hidrokarbon yang tidak terbarukan. Mereka terdiri dari molekul polimer panjang yang terikat erat satu sama lain dan tidak dapat dipecah dengan mudah oleh mikroorganisme pengurai. Plastik biodegradable dapat dibuat menggunakan polimer tanaman dari gandum, jagung atau kentang, dan terdiri dari polimer yang lebih pendek, lebih mudah terdegradasi.

Karena plastik biodegradable lebih larut dalam air, banyak produk saat ini yang mengandung mereka adalah campuran polimer biodegradable dan non-degradable. Bakteri tertentu dapat menghasilkan butiran plastik di dalam sel mereka. Gen untuk enzim yang terlibat dalam proses ini telah dikloning ke dalam tanaman yang dapat menghasilkan butiran di daunnya. Biaya plastik berbasis tanaman membatasi penggunaannya, dan mereka belum bertemu dengan penerimaan konsumen secara luas.

Bioetanol

Bioetanol adalah biofuel yang telah diterima oleh masyarakat luas. Anda mungkin sudah menggunakan bioetanol ketika Anda menambahkan bahan bakar ke kendaraan Anda. Bioetanol dapat diproduksi dari bahan tanaman bertepung menggunakan enzim yang mampu membuat konversi secara efisien. Saat ini, jagung merupakan sumber pati yang banyak digunakan, namun minat yang meningkat pada bioetanol meningkatkan kekhawatiran ketika harga jagung naik dan jagung sebagai pasokan makanan sedang terancam. Tanaman lain termasuk gandum, bambu, atau rumput lainnya adalah kandidat sumber pati untuk produksi bioetanol.

Masih bisa diperdebatkan apakah biaya pembuatan bioetanol lebih sedikit daripada untuk konsumsi bahan bakar fosil, dalam hal emisi rumah kaca. Produksi bioetanol (menanam tanaman, pengiriman, manufaktur) masih membutuhkan input besar sumber daya tidak terbarukan. Penelitian teknologi dan manipulasi enzim untuk membuat proses lebih efisien, sehingga membutuhkan lebih sedikit bahan tanaman atau mengkonsumsi lebih sedikit bahan bakar fosil, sedang dalam pengerjaan, untuk memperbaiki bidang bioteknologi ini.