膠粘劑去除
紙漿和造紙工業使用酶去除紙張回收過程中引入紙漿的“膠粘物”,膠水,粘合劑和塗料。 膠粘劑是粘性的,疏水性的,柔韌的有機材料,不僅降低了最終紙製品的質量,而且可能堵塞造紙機械並造成停機時間。 去除膠粘物的化學方法在歷史上不是100%滿意的。
膠粘劑通過酯鍵結合在一起,紙漿中酯酶的使用極大地改善了它們的去除。 酯酶將膠粘劑切成更小,更易溶於水的化合物,促進其從紙漿中除去。 自從這個十年的前半年以來,酯酶已成為膠粘物控制的常用方法。 它們的局限性是酶,它們通常僅在中等溫度和pH下有效。 另外,某些酯酶可能僅對某些類型的酯有效,並且紙漿中存在其他化學物質可抑制其活性。
我們正在尋找新的酶,對現有酶進行遺傳修飾,擴大它們的有效溫度和pH範圍以及底物能力。
洗滌劑
自諾維信首次推出以來,酶已用於多種洗滌劑中超過30年。 洗衣洗滌劑中酶的傳統使用涉及降解蛋白質引起污漬的那些,例如在草漬,紅葡萄酒和土壤中發現的那些。
脂肪酶是另一類有用的酶,可用於溶解脂肪污漬和清潔隔油池或其他基於脂肪的清潔應用。
目前,一個熱門的研究領域是研究在炎熱和寒冷的氣溫下可耐受甚至具有更高活性的酶。 尋找耐熱和耐低溫酶已經遍布全球。 這些酶對於改善熱水循環中的洗衣過程和/或在用於洗滌顏色和深色的低溫下特別理想。 它們對於需要高溫的工業過程或者在惡劣條件下(如北極)的生物修復也很有用。 重組酶(工程蛋白質)正在尋求使用不同的DNA技術,如定點誘變和DNA改組。
紡織品
現在,酶廣泛用於製備服裝,家具和其他家居用品的織物。 越來越多的減少紡織工業污染的需求推動了生物技術的進步,在幾乎所有的紡織品生產工藝中,生物技術的進步已經用酶代替了苛刻的化學品。 酶用於增強棉織物的編織,減少雜質,減少織物中的“拉力”,或作為染色前的預處理,以減少漂洗時間和提高顏色質量。
所有這些步驟不僅使該工藝的毒性和環保性降低,還降低了與生產過程相關的成本,並消耗了自然資源(水,電,燃料),同時也提高了最終紡織品的質量。
食物和飲料
這是國內大多數人已經熟悉的酶技術應用。 從歷史上看,人類在早期的生物技術實踐中已經使用了幾個世紀的酶來生產食物,但沒有真正意識到它。 例如,釀造酒,啤酒,醋和奶酪是可能的,因為酵母菌中的酶和細菌被利用。
生物技術已經可以分離和表徵負責這些過程的特定酶。 它允許開發特定用途的專用菌株,以改善每種產品的風味和質量。
酶也可用於使工藝更便宜和更可預測,因此每批次釀造都可確保高質量的產品。 其他酶可縮短老化所需的時間,有助於澄清或穩定產品,或幫助控製酒精和糖含量。
多年來,酶也被用於將澱粉轉化為糖。 玉米和小麥糖漿在整個食品工業中用作甜味劑。 使用酶技術,這些甜味劑的生產可以比使用甘蔗糖更便宜。 酶的開發和使用生物技術方法的改進,用於該過程的每一步。
皮革
過去,制革過程隱藏成可用的皮革,涉及使用許多有害化學物質。 酶技術的進步使得這些化學品中的一些可以被替換,並且該過程實際上更快且更高效。 有些酶可以應用於從皮革中去除脂肪和頭髮的過程的第一步。 清潔過程中還使用酶,角蛋白和色素去除,並提高皮革的柔軟度。 它們還有助於在鞣製過程中穩定皮革以防止其腐爛。
生物降解塑料
用傳統方法製造的塑料來自不可再生的碳氫化合物資源。 它們由長聚合物分子組成,這些分子彼此緊密結合,不會因分解微生物而容易分解。 生物可降解塑料可以使用來自小麥,玉米或馬鈴薯的植物聚合物製造,並且由更短,更容易降解的聚合物組成。
由於可生物降解塑料更易溶於水,因此許多含有它們的產品是可生物降解和不可降解聚合物的混合物。 某些細菌可以在細胞內產生塑料顆粒。 參與這一過程的酶的基因已經被克隆到可以在其葉中產生顆粒的植物中。 植物塑料的成本限制了它們的使用,並且它們沒有得到廣泛的消費者認可。
生物乙醇
生物乙醇是一種已被廣泛接受的生物燃料。 當您向車輛添加燃料時,您可能已經在使用生物乙醇。 生物乙醇可以使用能夠有效地進行轉化的酶從澱粉植物材料生產。 目前,玉米是廣泛使用的澱粉來源,但隨著玉米價格上漲以及玉米作為食品供應受到威脅,對生物乙醇的興趣日益提高引發擔憂。 包括小麥,竹子或其他草的其他植物是生產生物乙醇的澱粉的候選來源。
就生物乙醇的成本而言,在溫室氣體排放方面,化石燃料的消耗量是否低於生物乙醇的成本是值得商榷的。 生物乙醇生產(種植作物,運輸,製造)仍需要大量的不可再生資源。 為了提高該工藝的效率,從而需要更少的植物原料或更少的化石燃料,酶的技術研究和操作正在進行中,以改進這一領域的生物技術。