Mikroorganizmus eredetű ipari enzimek

Szerző: 
Gruiz Katalin

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.