Berikut beberapa contoh bioteknologi enzim yang mungkin Anda gunakan setiap hari di rumah Anda sendiri. Dalam banyak kasus, proses komersial pertama kali mengeksploitasi enzim alami. Namun, ini tidak berarti enzim yang digunakan seefisien mungkin.
Seiring waktu, penelitian, dan metode rekayasa protein yang ditingkatkan, banyak enzim telah dimodifikasi secara genetik. Modifikasi ini memungkinkannya menjadi lebih efektif pada suhu yang diinginkan, pH, atau kondisi produksi lainnya yang biasanya tidak sesuai untuk aktivitas enzim (misalnya bahan kimia keras). Mereka juga lebih dapat diterapkan dan efisien untuk aplikasi industri atau rumah.
Menghapus Perekat
Enzim digunakan oleh industri pulp dan kertas untuk menghilangkan "perekat" —kelekatan, perekat, dan pelapis yang dimasukkan ke pulp selama daur ulang kertas. Perekat adalah bahan organik yang lengket, hidrofobik, dan lentur yang tidak hanya mengurangi kualitas produk kertas akhir tetapi juga dapat menyumbat mesin pabrik kertas dan menghabiskan waktu berjam-jam untuk waktu henti.
Metode kimia untuk menghilangkan perekat secara historis tidak 100% memuaskan. Perekat disatukan oleh ikatan ester, dan penggunaan enzim esterase dalam pulp telah sangat meningkatkan penghilangannya.
Esterase memotong perekat menjadi senyawa yang lebih kecil dan lebih larut dalam air, memfasilitasi pengangkatannya dari pulp. Sejak paruh awal dekade ini, esterase telah menjadi pendekatan umum untuk mengendalikan perekat.
Deterjen
Enzim telah digunakan dalam berbagai jenis deterjen selama lebih dari 30 tahun sejak pertama kali diperkenalkan oleh Novozim. Penggunaan enzim secara tradisional dalam deterjen laundry melibatkan enzim yang menurunkan protein yang menyebabkan noda, seperti yang ditemukan pada noda rumput, anggur merah, dan tanah. Lipase adalah kelas enzim berguna lainnya yang dapat digunakan untuk melarutkan noda lemak dan membersihkan perangkap lemak atau aplikasi pembersih berbasis lemak lainnya.
Saat ini, bidang penelitian yang populer adalah penyelidikan enzim yang dapat mentolerir, atau bahkan memiliki aktivitas lebih tinggi, dalam suhu panas dan dingin. Pencarian untuk enzim thermotolerant dan cryotolerant telah menyebar ke seluruh dunia. Enzim ini sangat diinginkan untuk meningkatkan proses cucian dalam siklus air panas dan / atau pada suhu rendah untuk mencuci warna dan gelap.
Mereka juga berguna untuk proses industri di mana suhu tinggi diperlukan, atau untuk bioremediasi dalam kondisi yang keras (misalnya, di Kutub Utara). Enzim rekombinan (protein yang direkayasa) sedang dicari menggunakan teknologi DNA yang berbeda seperti mutagenesis yang diarahkan ke lokasi dan pengocokan DNA.
Tekstil
Enzim sekarang banyak digunakan untuk menyiapkan kain yang menjadi bahan pakaian, furnitur, dan barang rumah tangga lainnya. Meningkatnya permintaan untuk mengurangi polusi yang disebabkan oleh industri tekstil telah memicu bioteknologi kemajuan yang telah menggantikan bahan kimia keras dengan enzim di hampir semua manufaktur tekstil proses.
Enzim digunakan untuk meningkatkan persiapan kapas untuk ditenun, mengurangi kotoran, meminimalkan “tarikan” pada kain, atau sebagai perawatan awal sebelum mati untuk mengurangi waktu pembilasan dan meningkatkan kualitas warna.
Semua langkah ini tidak hanya membuat prosesnya tidak terlalu beracun dan ramah lingkungan, tetapi juga mengurangi biaya yang terkait dengan proses produksi; dan mengurangi konsumsi sumber daya alam (air, listrik, bahan bakar) sekaligus meningkatkan kualitas produk tekstil akhir.
Makanan dan Minuman
Ini adalah aplikasi domestik untuk teknologi enzim yang sudah dikenal oleh kebanyakan orang. Secara historis, manusia telah menggunakan enzim selama berabad-abad praktik bioteknologi awal, untuk menghasilkan makanan, tanpa benar-benar menyadarinya.
Di masa lalu, sangat mungkin dengan teknologi yang lebih sedikit untuk membuat anggur, bir, cuka, dan keju, karena enzim dalam ragi dan bakteri yang ada memungkinkannya.
Bioteknologi telah memungkinkan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi enzim spesifik yang bertanggung jawab atas proses ini. Ini telah memungkinkan pengembangan strain khusus untuk penggunaan khusus yang meningkatkan rasa dan kualitas setiap produk.
Pengurangan Biaya dan Gula
Enzim juga dapat digunakan untuk membuat proses lebih murah dan lebih dapat diprediksi, sehingga produk berkualitas dijamin dengan setiap batch yang diseduh. Enzim lain mengurangi lamanya waktu yang dibutuhkan untuk penuaan, membantu memperjelas atau menstabilkan produk atau membantu mengontrol kandungan alkohol dan gula.
Selama bertahun-tahun, enzim telah digunakan untuk mengubah pati menjadi gula. Sirup jagung dan gandum digunakan di seluruh industri makanan sebagai pemanis. Dengan menggunakan teknologi enzim, produksi pemanis ini bisa lebih murah daripada menggunakan gula tebu. Enzim telah dikembangkan dan ditingkatkan menggunakan metode bioteknologi untuk setiap langkah di proses produksi pangan.
Kulit
Di masa lalu, proses penyamakan kulit menjadi kulit yang dapat digunakan melibatkan penggunaan banyak bahan kimia berbahaya. Teknologi enzim telah maju sedemikian rupa sehingga beberapa bahan kimia ini dapat diganti sekaligus meningkatkan kecepatan dan efisiensi proses.
Enzim dapat diterapkan pada langkah pertama di mana lemak dan rambut dihilangkan dari kulit. Mereka juga digunakan selama pembersihan, dan keratin dan penghilangan pigmen, dan untuk meningkatkan kelembutan kulit. Kulit juga distabilkan selama proses penyamakan agar tidak membusuk saat menggunakan enzim tertentu.
Plastik Biodegradable
Plastik yang diproduksi dengan metode tradisional berasal dari sumber daya hidrokarbon yang tidak dapat diperbarui. Mereka terdiri dari molekul polimer panjang yang terikat erat satu sama lain dan tidak dapat dipecah dengan mudah dengan menguraikan mikroorganisme.
Plastik biodegradable dapat dibuat dengan menggunakan polimer tanaman dari gandum, jagung atau kentang, dan terdiri dari polimer yang lebih pendek dan lebih mudah terdegradasi. Karena plastik yang dapat terurai lebih mudah larut dalam air, banyak produk yang mengandungnya saat ini adalah campuran dari polimer yang dapat terurai dan tidak dapat terurai.
Bakteri tertentu dapat menghasilkan butiran plastik di dalam selnya. Gen untuk enzim yang terlibat dalam proses ini telah dikloning menjadi tanaman yang dapat menghasilkan butiran di daunnya. Biaya plastik nabati membatasi penggunaannya, dan belum diterima secara luas oleh konsumen.
Bioetanol
Bioetanol adalah a biofuel yang telah diterima publik secara luas. Anda mungkin sudah menggunakan bioetanol saat menambahkan bahan bakar ke kendaraan Anda. Bioetanol dapat diproduksi dari bahan tanaman bertepung menggunakan enzim yang mampu melakukan konversi secara efisien.
Saat ini, jagung merupakan sumber pati yang banyak digunakan; namun, meningkatnya minat pada bioetanol meningkatkan kekhawatiran karena harga jagung naik dan jagung sebagai pasokan makanan terancam. Tanaman lain seperti gandum, bambu, atau jenis rumput merupakan kandidat sumber pati untuk produksi bioetanol.
Batasan Enzim
Sebagai enzim, mereka memiliki keterbatasan. Mereka biasanya hanya efektif pada suhu dan pH sedang. Selain itu, esterase tertentu mungkin hanya efektif melawan jenis ester tertentu, dan keberadaan bahan kimia lain di dalam pulp dapat menghambat aktivitasnya.
Ilmuwan selalu mencari enzim baru dan modifikasi genetik dari enzim yang ada; untuk memperluas kisaran suhu dan pH efektif serta kemampuan media.
Beberapa Pikiran Setelah Disimpulkan
Dalam hal emisi gas rumah kaca, masih diperdebatkan apakah biaya pembuatan dan penggunaan bioetanol lebih rendah daripada biaya penyulingan dan pembakaran bahan bakar fosil. Produksi bioetanol (bercocok tanam, pengiriman, manufaktur) masih membutuhkan input besar dari sumber daya tak terbarukan.
Bioteknologi dan enzim telah banyak mengubah cara dunia beroperasi, dan cara polusi manusia dikurangi. Saat ini, masih harus dilihat bagaimana enzim akan terus mempengaruhi kehidupan sehari-hari; Namun, jika ada indikasi, kemungkinan enzim dapat terus digunakan untuk perubahan positif dalam cara hidup kita.