Enzim mühendisliğinin prensipleri ve gıda, hafif sanayi ve ilaç alanlarındaki uygulamaları

1. Prensip

Enzim mühendisliği, enzim veya mikrobiyal hücreler, hayvan ve bitki hücreleri, organeller vb. belirli bir biyolojik reaksiyon cihazında, enzimlerin biyokatalitik bir fonksiyona sahip olması, ilgili hammaddelerin mühendislik araçlarının yardımıyla yararlı maddelere dönüştürülmesi ve bir bilim ve teknolojinin sosyal yaşamına uygulanmasıdır. Enzim hazırlama, enzimin immobilizasyonu, enzimin modifikasyonu ve dönüşümü ve enzim reaktörünün hazırlanmasını içerir. Enzim mühendisliğinin uygulaması esas olarak gıda endüstrisi, hafif sanayi ve ilaç endüstrisine odaklanmaktadır.

• Katalitik özellikler:

1. Yüksek verimlilik: Katalitik olmayanlara göre 108-1020 kat daha yüksek; enzimatik olmayan katalitiklere göre 107-1013 kat daha yüksek

2. Yüksek özgüllük

3. Hafif reaksiyon koşulları

4. Enzim katalizi ayarlanabilir

• Kimyasal yapı:

Enzim Proteinleri

Ribozim RNA'ları

2

Gelişim Tarihi

Yetmişli yıllardan sonra, ikinci nesil enzimlerin-immobilize enzimlerin ve bunlarla ilgili teknolojilerin üretilmesiyle birlikte, enzim mühendisliğinin gerçekten tarih sahnesinde olduğu düşünülmektedir. İmmobilize enzimler giderek endüstriyel üretimin ana gücü haline gelmekte, kimya ve ilaç endüstrisi, hafif sanayi ve gıda maddeleri, çevre koruma ve benzeri alanlarda büyük rol oynamaktadır. Sadece bu da değil, aynı zamanda kofaktör rejenerasyon sistemi de dahil olmak üzere immobilize çoklu enzim sistemi olan daha güçlü bir üçüncü nesil enzim üretti ve enzim mühendisliği uygulamalarının kahramanı haline geliyor.

Bildiğimiz gibi, canlı organizmalardaki enzim içeriği sınırlıdır ve ne tür enzimler olursa olsun, hücrelerdeki konsantrasyon çok yüksek olmayacaktır, bu da biyolojik organizmaların yaşam faaliyetlerinin dengeli bir şekilde düzenlenmesi ihtiyacının dışındadır. Ancak bu durum, birçok kimyasal reaksiyonu daha verimli bir şekilde çözmek için doğal enzimlerden doğrudan yararlanma olasılığını sınırlamaktadır.

Bu zorluk genetik mühendisliği yöntemi kullanılarak çözülebilir.

3

Başlıca kullanımlar

Bir tür biyokatalizör olan enzimler, hafif sanayinin çeşitli üretim alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda, enzim mühendisliğindeki sürekli teknolojik atılımlarla birlikte, endüstri, tarım, tıp ve sağlık, enerji geliştirme ve çevre mühendisliğinde giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

Katalizör aktivitesi Proteinler Kimyasal reaksiyonlar Reaktörler Enzimoloji Redoks enzimleri Transferazlar Hidrolitik enzimler Ligazlar İzomeraz

Enzim mühendisliğinin uygulaması esas olarak gıda endüstrisi, hafif sanayi ve ilaç endüstrisinde yoğunlaşmıştır, günlük hayatımızda yaygın olarak kullanılan enzimle zenginleştirilmiş çamaşır deterjanı tozu, et yumuşatıcı, enzim mühendisliğinin en doğrudan uygulamasıdır.

1. Gıda işlemede uygulama

Gıda endüstrisinde en büyük enzim kullanımı nişasta işleme olup, bunu süt ürünleri işleme, meyve suyu işleme, unlu mamuller ve bira fermantasyonu takip etmektedir. Amilaz, glikoz izomeraz, laktaz, peynir mayası, proteaz vb. gibi bununla ilgili çeşitli enzimler, enzim hazırlama pazarının yarısından fazlasını oluşturmaktadır.

Protein sindirimini teşvik eden enzimler (ananas proteaz, pepsin, tripsin vb.), selüloz sindirimini teşvik eden enzimler (selülaz, poliglukanaz vb.), laktoz sindirimini teşvik eden enzimler (laktaz) ve yağ sindirimini teşvik eden enzimler (lipaz, esteraz) vb. dahil olmak üzere gelişimin ana yönü.

2. Hafif kimya endüstrisinde uygulama

Enzim mühendisliğinin hafif kimya endüstrisindeki kullanım alanları başlıca şunlardır: deterjan üretimi (kireç çözme kabiliyetinin artırılması), kürk endüstrisi, jelatin üretimi, kolajen elyaf üretimi (yapıştırıcı) diş macunu ve kozmetik üretimi, kağıt yapımı, fotoğraf malzemesi üretimi, atık su arıtma ve yem işleme.

3. Tıbbi uygulamalar

Rekombinant DNA teknolojisi, tıbbi değeri olan çeşitli enzimlerin büyük ölçekli üretimini teşvik etmektedir. Kliniklerde kullanılan çeşitli enzim türleri giderek artmaktadır. Geleneksel tedaviye ek olarak, enzimler tıp mühendisliğinin bazı bileşenleri olarak da kullanılabilir ve tıbbi bir rol oynayabilir. Örneğin, ekstrakorporeal dolaşım cihazlarında, kan atıklarını gidermek ve trombozu önlemek için enzimlerden ve in vivo enzim kontrollü ilaç salım sistemlerinden yararlanılmaktadır. Buna ek olarak, klinik bir in vitro test reaktifi olarak enzim, vücuttaki belirli metabolitlerin hızlı, hassas ve doğru bir şekilde belirlenebilir, ayrıca tıpta enzimlerin önemli bir uygulaması olacaktır.

4. Enerji Geliştirme

Tüm dünyada yeni enerji kaynakları geliştirme genel eğilimi altında, canlı organizmalardan yakıt üretmek için mikroorganizmaların veya enzim mühendisliği teknolojisinin kullanılması da insanların keşfettiği yeni bir yoldur. Örneğin, bitkilerde, mahsullerde, orman ürünleri atıklarında selüloz, hemiselüloz, lignin, nişasta ve diğer hammaddelerin kullanımı, hidrojen, metan ve diğer gaz yakıtların yanı sıra etanol ve metanol ve diğer sıvı yakıtların üretimi. Ayrıca petrol kaynaklarının geliştirilmesinde de söz konusudur.

5. Çevre Mühendisliği

Bilim ve teknoloji son derece gelişmiş olsa da, çevresel arıtma, özellikle endüstriyel atık suların ve evsel atık suların arıtılması, doğayı korumak için bir önlem olarak büyük önem taşımaktadır.

Mevcut atık su arıtma yöntemleri arasında biyolojik arıtma genellikle en düşük maliyetli ve en uygulanabilir olanıdır. Mikroorganizmaların metabolik süreçleri, atık sudaki belirli organik maddeleri gerekli besin kaynağı olarak kullanabilir. Bu nedenle, mikrobiyal vücuttaki enzimler kullanılarak, atık sudaki organik maddeler kullanılabilir küçük moleküllere dönüştürülebilir ve atık suyun arıtılması amacına ulaşılabilir. İnsanlar, yüksek verimli bakteri türleri yaratmak ve canlı mikrobiyal hücreleri hareketsiz hale getirmek için genetik mühendisliği tekniklerini kullanarak atık su arıtımı ve çevre korumada kayda değer sonuçlar elde etmişlerdir.

Buna ek olarak, biyosensörlerin ortaya çıkışı sürekli ve otomatik çevresel izleme imkanı sağlamakta, çevresel izleme maliyetini düşürmekte ve çevresel denetimin gücünü artırmaktadır.

4

Hazırlama Yöntemleri

1. Gen hazırlama

Bir organizmada yararlı bir enzim bulunursa, içerik düşük olsa bile, genetik rekombinasyon teknolojisi uygulanarak, gen amplifikasyonu ve geliştirilmiş ekspresyon yoluyla, spesifik enzim preparatlarını verimli bir şekilde ifade edebilen genetik mühendisliği bakterileri veya genetik mühendisliği hücreleri oluşturmak mümkündür. Genetiği değiştirilmiş bakteriler veya genetiği değiştirilmiş hücreler sabitlenerek yeni nesil biyokatalizörler oluşturulabilir - hareketsiz hale getirilmiş mühendislik bakterileri veya hareketsiz hale getirilmiş mühendislik hücreleri. İnsanlar bu yeni biyokatalizör türünü genetiği değiştirilmiş enzim preparatı olarak da adlandırmaktadır.

Yeni nesil genetiği değiştirilmiş enzim preparatlarının geliştirilmesi, şüphesiz enzim mühendisliğini kanatlı bir kaplan gibi yapacaktır. İmmobilize genetiği değiştirilmiş bakteriler, genetiği değiştirilmiş hücre teknolojisi, enzim gücünün daha iyi oynamasını sağlayacak, bilim adamları, ilgili teknoloji ve sürekli biyoreaktörün akıllıca birleştirilmesi durumunda, tüm fermantasyon endüstrisine ve kimyasal sentez endüstrisine temel bir değişime yol açacağını tahmin ediyor.

2. Enzimlerin dönüşümü ve modifikasyonu da enzim mühendisliğinin önemli bir parçasıdır.

Enzimin gücü çok güçlü olmasına rağmen, özellikle immobilize edildikten sonra, güç daha da büyüktür, ancak tüm enzim preparatları immobilizasyon için uygun değildir, doğal enzimlerin immobilizasyonu için bile, aktivitesi genellikle insanların gereksinimlerini karşılayamaz, katalitik işlevini daha iyi oynamak için bazı özelliklerini değiştirmesi, aktivitesini iyileştirmesi gerekir.

Böylece, enzim moleküler modifikasyonu ve dönüşümü görevi önerilmiştir.

Genel olarak, bilim insanları enzim molekülünün dönüşüm amacına ulaşmak için enzim protein molekülünün ana zincirini "kesme", "makaslama" ve yan zincir üzerinde kimyasal modifikasyon yoluyla gerçekleştirmektedir. Modifiye edilmiş enzim moleküllerinin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin yanı sıra biyolojik aktiviteleri de iyileştirilmiş ve hatta yeni işlevler kazandırılmıştır.

Şimdi Bize Ulaşın!

Fiyata ihtiyacınız varsa, lütfen aşağıdaki forma iletişim bilgilerinizi doldurun, genellikle 24 saat içinde sizinle iletişime geçeceğiz. Bana e-posta da gönderebilirsiniz info@longchangchemical.com Çalışma saatleri içinde (8:30 - 6:00 UTC+8 Pzt.~Sat.) veya hızlı yanıt almak için web sitesi canlı sohbetini kullanın.

Bileşik Glukoamilaz	9032-08-0
Pullulanase	9075-68-7
Ksilanaz	37278-89-0
Selülaz	9012-54-8
Naringinaz	9068-31-9
β-Amilaz	9000-91-3
Glikoz oksidaz	9001-37-0
Alfa-Amilaz	9000-90-2
Pektinaz	9032-75-1
Peroksidaz	9003-99-0
Lipaz	9001-62-1
Katalaz	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elastaz	39445-21-1
Urease	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-Laktik dehidrojenaz	9001-60-9
Dehidrojenaz malat	9001-64-3
Kolesterol oksidaz	9028-76-6