Aquí hay algunos ejemplos de biotecnología enzimática que puede usar todos los días en su propio hogar. En muchos casos, los procesos comerciales primero explotaron enzimas naturales. Sin embargo, esto no significa que las enzimas que se usan fueran tan eficientes como podrían ser.
Con el tiempo, la investigación y los métodos mejorados de ingeniería de proteínas, muchas enzimas han sido modificadas genéticamente. Estas modificaciones les permiten ser más efectivos a las temperaturas deseadas, el pH u otras condiciones de fabricación típicamente inadecuadas para la actividad enzimática (p. Ej. productos químicos duros). También son más aplicables y eficientes para aplicaciones industriales o domésticas.
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Eliminación de adhesivos
La industria de la pulpa y el papel utiliza enzimas para eliminar & amp; # x201C; stickies & amp; # x201D; & amp; # x2014; los pegamentos, adhesivos y recubrimientos que se introducen en la pulpa durante el reciclaje del papel. Los adhesivos son materiales orgánicos pegajosos, hidrófobos y flexibles que no solo reducen la calidad del producto de papel final y amp; amp; nbsp; sino que pueden obstruir la maquinaria de la fábrica de papel y costar horas de tiempo de inactividad.
Los métodos químicos para la eliminación de las pegatinas históricamente no han sido 100% satisfactorios. Los adhesivos se mantienen unidos por enlaces de éster, y el uso de enzimas esterasas en la pulpa ha mejorado enormemente su eliminación.
Las esterasas cortan las pegatinas en compuestos más pequeños y solubles en agua, lo que facilita su eliminación de la pulpa. Desde la primera mitad de esta década, las esterasas se han convertido en un enfoque común para controlar los stickies.
Detergentes
Las enzimas se han utilizado en muchos tipos de detergentes durante más de 30 años y amp; nbsp; desde que fueron introducidas por primera vez por Novozymes. El uso tradicional de enzimas en los detergentes para ropa implicaba aquellos que degradan las proteínas y causan manchas, como las que se encuentran en las manchas de hierba, el vino tinto y el suelo. Las lipasas son otra clase útil de enzimas que se pueden usar para disolver manchas de grasa y limpiar trampas de grasa u otras aplicaciones de limpieza a base de grasa.
Actualmente, un área popular de investigación es la investigación de enzimas que pueden tolerar, o incluso tener actividades más altas, en temperaturas cálidas y frías. La búsqueda de enzimas termotolerantes y criotolerantes ha abarcado todo el mundo. Estas enzimas son especialmente deseables para mejorar los procesos de lavandería en los ciclos de agua caliente y / o a bajas temperaturas para lavar colores y darks.
También son útiles para procesos industriales donde se requieren altas temperaturas, o para la biorremediación en condiciones difíciles (p. Ej., en el Ártico). Se buscan enzimas recombinantes (proteínas de ingeniería) utilizando diferentes tecnologías de ADN, como la mutagénesis dirigida al sitio y el barajado de ADN.
Textiles
Las enzimas ahora se usan ampliamente para preparar las telas de las que están hechas la ropa, los muebles y otros artículos para el hogar. Las crecientes demandas para reducir la contaminación causada por la industria textil han impulsado los avances biotecnológicos que han reemplazado a los químicos severos con enzimas en casi todos los procesos de fabricación textil.
Las enzimas se utilizan para mejorar la preparación de algodón para tejer, reducir las impurezas, minimizar & amp; # x201C; pulls & amp; # x201D; en tela, o como pretratamiento antes de morir para reducir el tiempo de enjuague y mejorar la calidad del color.
Todos estos pasos no solo hacen que el proceso sea menos tóxico y ecológico, sino que reducen los costos asociados con el proceso de producción; y reducir el consumo de recursos naturales (agua, electricidad, combustibles) al tiempo que mejora la calidad del producto textil final.
Alimentos y bebidas
Es la aplicación doméstica para la tecnología enzimática con la que la mayoría de las personas ya están familiarizadas. Históricamente, los humanos han estado usando enzimas durante siglos, en las primeras prácticas biotecnológicas, para producir alimentos, sin saberlo realmente.
En el pasado, era posible con menos tecnología hacer vino, cerveza, vinagre y quesos, porque las enzimas en la levadura y las bacterias presentes lo permitían.
La biotecnología ha permitido aislar y caracterizar las enzimas específicas responsables de estos procesos. Ha permitido el desarrollo de cepas especializadas para usos específicos que mejoran el sabor y la calidad de cada producto.
Reducción de costos y azúcar
Las enzimas también se pueden usar para hacer que el proceso sea más barato y más predecible, por lo que se garantiza un producto de calidad con cada lote preparado. Otras enzimas reducen el tiempo requerido para el envejecimiento, ayudan a aclarar o estabilizar el producto & amp; amp; nbsp; o ayudan a controlar el contenido de alcohol y azúcar.
Durante años, las enzimas se han utilizado para convertir el almidón en azúcar. Los jarabes de maíz y trigo se utilizan en toda la industria alimentaria como edulcorantes. Usando la tecnología enzimática, la producción de estos edulcorantes puede ser menos costosa que usar azúcar de caña de azúcar. Las enzimas se han desarrollado y mejorado utilizando métodos biotecnológicos para cada paso en el proceso de producción de alimentos.
Cuero
En el pasado, el proceso de bronceado se esconde en el cuero utilizable implicaba el uso de muchos productos químicos nocivos. La tecnología enzimática ha avanzado de tal manera que algunos de estos productos químicos pueden reemplazarse al tiempo que aumenta la velocidad y la eficiencia del proceso.
Las enzimas se pueden aplicar en los primeros pasos donde se eliminan la grasa y el cabello de las pieles. También se usan durante la limpieza, y la eliminación de queratina y pigmento, y para mejorar la suavidad de la piel. El cuero también se estabiliza durante el proceso de bronceado para evitar que se pudra cuando se usan ciertas enzimas.
Plástico biodegradable
Los plásticos fabricados por métodos tradicionales provienen de recursos de hidrocarburos no renovables. Consisten en moléculas de polímero largas que están unidas entre sí y no pueden descomponerse fácilmente mediante la descomposición de microorganismos.
Los plásticos biodegradables se pueden fabricar utilizando polímeros vegetales de trigo, maíz o papas, y consisten en polímeros más cortos y más fáciles de degradar. Dado que los plásticos biodegradables son más solubles en agua, muchos productos actuales que los contienen son una mezcla de polímeros biodegradables y no degradables.
Ciertas bacterias pueden producir gránulos de plástico dentro de sus células. Los genes de las enzimas involucradas en este proceso se han clonado en plantas que pueden producir los gránulos en sus hojas. El costo de los plásticos a base de plantas limita su uso, y no han cumplido con la aceptación generalizada del consumidor.
Bioetanol
El bioetanol es un & amp; amp; nbsp; biofuel & amp; amp; nbsp; que ya ha alcanzado una aceptación pública generalizada. Es posible que ya esté usando bioetanol cuando agregue combustible a su vehículo. El bioetanol se puede producir a partir de materiales vegetales con almidón utilizando enzimas capaces de realizar la conversión de manera eficiente.
En la actualidad, el maíz es una fuente de almidón ampliamente utilizada; sin embargo, el creciente interés en el bioetanol está generando preocupación a medida que aumentan los precios del maíz y el maíz como suministro de alimentos se ve amenazado. Otras plantas como el trigo, el bambú o los tipos de pastos son posibles fuentes candidatas de almidón para la producción de bioetanol.
Limitaciones de enzimas
Como enzimas, tienen sus limitaciones. Por lo general, solo son efectivos a temperatura y pH moderados. Además, ciertas esterasas solo pueden ser efectivas contra ciertos tipos de ésteres, y la presencia de otros químicos en la pulpa puede inhibir su actividad.
Los científicos siempre están buscando nuevas enzimas y modificaciones genéticas de las enzimas existentes; para ampliar sus temperaturas efectivas y rangos de pH y capacidades de sustrato.
Algunos pensamientos al concluir
En términos de emisiones de gases de efecto invernadero, se debate si el costo de fabricar y usar bioetanol es menor que el de refinar y quemar combustibles fósiles. La producción de bioetanol (cultivos en crecimiento, transporte marítimo, fabricación) todavía requiere una gran entrada de recursos no renovables.
La biotecnología y las enzimas han cambiado gran parte de cómo funciona el mundo y cómo se mitiga la contaminación humana. En la actualidad, queda por ver cómo las enzimas continuarán afectando la vida cotidiana; sin embargo, si el presente es una indicación, es probable que las enzimas continúen siendo utilizadas para cambios positivos en nuestra forma de vida.
& amp; # x203A; Ciencias
