Mikroorganizmus eredetű enzimek ipari alkalmazásai
Enzimeket vagy akkor alkalmaznak a kémiai és biotechnológiai iparokban, ha olyan egyedi reakciót szeretnének lefolytatni melyhez specifikus katalízisre van szükség, például gyógyszergyártás, biológiailag aktív formák, létrehozása, optikai izomerek vagy enantiomerek szintézise, stb. vagy ha nagyon összetett folyamatra van szükség, összetettt katalízissel, például cellulózbontás, hulladékok enzimes bontása, mesterséges emésztés, vegyi anyagok biodegradálhatóságának vizsgálata stb.
Az enzimek általában specifikusak, csak bizonyos reakciókat képesek katalizálni és a szubsztrát melynek átalakításában katalizátorként vesznek részt szintén nem lehet akármilyen: térszerkezetének komplementernek kell lennie az enzim aktív molekularészével. A fehérjemérnökség foglalkozik azzal, hogy az enzimek struktúrgénjének megváltoztatásával módosítsák az enzimmolekula alakját és ezzel módosítsák szubsztrát-specifikusságát.
Az enzimek leggyakoribb ipari alkalmazásait az alábbi táblázatban foglaljuk össze:
Alkalmazás | Enzim | Hatás, alkalmazás | |||
Bébiétel Enzimekkel teszik könnyen emészthetővé. | Tripszin | A bébiétel előemésztésére. | |||
Biológiai eredetű felületaktív anyagok Mosószeradalékok | Bakteriális proteázok, hőtűrő változatban is. | Mosási folyamatok során a fehérje-foltok eltávolítására textíliákból. | |||
Amilázok | Mosogatógépekbe való mosogatószer adalék, edények keményítőszennyezettségének eltávolítására. | ||||
Lipázok | Segíti a zsíros olajos foltok eltávolítását textíliákból. | ||||
Bioüzemanyag előállítás Gabonakeményítőből | Celluláz | Cellulózból cukor előűállítása. Ebból a cukorból készítik a mikroorganizmusok az etanolt (etilalakohol). | |||
Lignináz | Növényi anyagok feltárása, a cellulóz szabaddá válása a cellulóz enzimek számára. | ||||
Gumiipar Habgumik | Kataláz | Oxigéntermelés peroxidból a latexből történő gumihab készítésénél. | |||
Gyümölcslevek
| Celluláz, pektináz | A gyümölcsökből a lényerés javítására és a levek átlátszóságának, tisztaságának növelésére használják. | |||
Hulladékfilm feldolgozás Hulladékhasznosítás | Proteáz, zselatinbontó | Leoldja a zselatint a hulladék filmszalagról, így annak ezüsttartalma visszanyerhető. | |||
Húspuhítók | Papain | Húspuhítás: a hús főzés/sütés előtti kezelésére | |||
Keményítőipar Cukorsziszirup gyártás | Amilázok amiloglükozidázok és glükoamilázok | Keményítőből glükóz és különféle cukorszirupok készítésére. A szirupokat az édesipar alkalmazza fondantok és olyan töltelékek előállítására, melyeknél fontos, hogy a cukor ne kristályosodjék ki. | |||
Glükóz izomeráz | Keményítőből glükózt, abból fruktózt, illetve fruktóz-szirupot állít elő. A szirupok növelik az édesérzetet csökkent kalóriatartalom mellett. | ||||
Kontaktlencse tisztító folyadék
| Proteáz | A kontaktlencsék fertőzésének megelőzését szolgáló tisztítószer. | |||
Molekuláris biológia, géntechnika
| Restrikciós endonukleázok, DNS ligázok, DNS polimerázok, foszfatázok, stb. | Géntechnikai segédanyagok melyeket a DNS és RNS mesterséges (in vitro) bontásához, kapcsolásához, másolásához és egyéb genetikai manipulációkhoz használnak a génsebészek. | |||
Papíripar | Amiláz, xilanáz, celluláz lipáz és lignináz | Az amiláz csökkenti a papírkészítéshez, bevonáshoz használt keményítő viszkozitását. A xilanáz csökkenti a szükséges fehérítőszer mennyiségét. A celluláz finomítja a szálakat, növeli a papaír kapillaritását, tintabeszívó és megtartó képességét. A lipázok eltüntetik a gyantafoltokat. A lignint bontó enzimek puhítják a papírt a lignin tartalom csökkentésével. | |||
Söripar A csíráztatott árpa, azaz a maláta tartalmazza a sörgyártáshoz szükséges enzimeket | A csíráztatott árpa (maláta) enzimjei maguk végzik a keményítő cukrosítását és a fehérjék vízoldhatóvá tételét a malátalé főzése közben. | A keményítőből cukrot (erjesztéshez), a fehérjékből peptideket és aminosavakat (élesztőszaporodáshoz) készítenek a malátaenzimek. Azon kívül, hogy az élesztőgombákat táplálják a fehérjebontási termékek okozzák a sör habzását. | |||
Iparilag előállított malátaenzimek | Az árpa csíráztatásával termelődő természetes enzimek helyettesítésére vagy pótlására. | ||||
Amilázok, glükanázok, proteázok | A poliszaccharidokat és a fehérjéket bontják a malátában. | ||||
Béta-glükanáz és arabinoxilanáz | Javítják a sör szűrhetőségét. | ||||
Amiloglükozidáz | Kalóriszegény sör előállítására illetve az erjeszthetőség beállítására használják. | ||||
Proteázok | Megakadályozzák a sörök tárolás közbeni zavarosodását. | ||||
Acetolaktát-dekarboxiláz (ALDC) | Sörökben diacetil-képződés megakadályozása. | ||||
Sütőipar Az alfa-amiláz keményítőből cukor képződését katalizálja | A gomba eredetű alfa-amilázok általában 50oC felett aktiválódnak, tehát a cukrosítási folyamat a keményítőtartalmú anyag felmelegítésével, főzésével érhető el. A sütés folyamán ezek az enzimek inaktíválódnak, fehérjéik denaturálódnak. | A liszt keményítőjét cukorrá konvertálják. A jelenlévő élesztőgombák ebből a cukorból széndioxidot termelnek légzésük során. Fehérkenyér, zsömle, kifli készítésénél alapvető folyamat. | |||
Proteázok | A liszt fehérjetartalmának csökkentése kívánatos egyes sütőipari termékek esetében, pl. kekszek készítésénél. | ||||
Tejipar, tejtermékek előállítása Sajtok készítése | Rennin, fiatal kérődzők (borjú, bárány) gyomrából származó hidrolitikus enzim | Sajtkészítéskor a fehérjék hidrolízisére használják. | |||
Mikrobiális eredetű enzimek | Jelentőségük egyre nő a tejtermékek előállításában, például az aromaanyagok kialakításában | ||||
Lipázok | A roqueforti típusú sajtoknál alkalmazzák a fonalas gombák szaporodásának elősegítésére. | ||||
Laktáz | A laktóz lebontására glükózzá és galaktózzá. | ||||
Glükóz izomeráz | Keményítőből glükózt, abból fruktózt, illetve fruktóz-szirupot állít elő. A szirupok növelik az édesérzetet csökkent kalóriatartalom mellett. | ||||
Cellulázok | Biológiai eredetű szálasanyagok, rostok kezelésére. |