¿Cómo Afecta La Biotecnología Enzimática A Mi Vida Cotidiana?

Estos son algunos ejemplos de biotecnología enzimática que podría usar todos los días en su hogar. En muchos casos, los procesos comerciales primero explotaron enzimas de origen natural. Sin embargo, esto no significa que la (s) enzima (s) que se utilizan fueran tan eficientes como podrían ser.

Con el tiempo, la investigación y los métodos mejorados de ingeniería de proteínas, muchas enzimas se han modificado genéticamente. Estas modificaciones permiten que sean más eficaces a las temperaturas, el pH u otras condiciones de fabricación deseadas, típicamente inadecuadas para la actividad enzimática(por ejemplo, productos químicos agresivos). También son más aplicables y eficientes para aplicaciones industriales o domésticas.

Eliminación de Adhesivos

Las enzimas son utilizadas por la industria de la pulpa y el papel para la eliminación de "adhesivos", 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, sino que también pueden obstruir la maquinaria de la fábrica de papel y costar horas de inactividad.

Los métodos químicos para la eliminación de adhesivos no han sido históricamente 100% satisfactorios. Las sustancias pegajosas se mantienen unidas por enlaces éster, y el uso de enzimas esterasas en la pulpa ha mejorado enormemente su eliminación.

Las esterasas cortan los adhesivos en compuestos más pequeños y solubles en agua, lo que facilita su eliminación de la pulpa. Desde principios de la mitad de esta década, las esterasas se han convertido en un enfoque común para controlar las sustancias pegajosas.

Detergentes

Las enzimas se han utilizado en muchos tipos de detergentes durante más de 30 años desde que Novozymes las introdujo por primera vez. El uso tradicional de enzimas en detergentes para ropa involucraba aquellos que degradan las proteínas que causan manchas, como las que se encuentran en las manchas de césped, vino tinto y tierra. 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 de investigación popular 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 se ha extendido por todo el mundo. Estas enzimas son especialmente deseables para mejorar los procesos de lavado de ropa en ciclos de agua caliente y / o a bajas temperaturas para lavar colores y oscuros.

También son útiles para procesos industriales donde se requieren altas temperaturas, o para biorremediación en condiciones adversas(por ejemplo, en el Ártico). Se están buscando enzimas recombinantes (proteínas modificadas por ingeniería genética) utilizando diferentes tecnologías de ADN, tales como mutagénesis dirigida al sitio y barajado de ADN.

Textiles

Las enzimas ahora se usan ampliamente para preparar las telas de las que están hechas las prendas de vestir, 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 los productos químicos agresivos con enzimas en casi todos los procesos de fabricación de textiles.

Las enzimas se utilizan para mejorar la preparación del algodón para tejer, reducir las impurezas, minimizar los "tirones" en la tela o como pretratamiento antes de teñir 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 de 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 de 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 Costes y Azúcar

Las enzimas también se pueden usar para hacer que el proceso sea más económico y 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 clarificar o estabilizar el producto 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 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 del proceso de producción de alimentos.

Cuero

En el pasado, el proceso de curtido de pieles en 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 aumentan la velocidad y la eficiencia del proceso.

Las enzimas se pueden aplicar en los primeros pasos en los que se eliminan la grasa y el pelo de las pieles. También se utilizan durante la limpieza, la eliminación de queratina y pigmentos, y para mejorar la suavidad de la piel. El cuero también se estabiliza durante el proceso de curtido 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 poliméricas largas que están estrechamente unidas entre sí y no se pueden descomponer fácilmente mediante la descomposición de microorganismos.

Los plásticos biodegradables pueden fabricarse usando polímeros vegetales de trigo, maíz o patatas, y consisten en polímeros más cortos y más fácilmente degradables. 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 de origen vegetal limita su uso y no han tenido una aceptación generalizada por parte de los consumidores.

Bioetanol

El bioetanol es un biocombustible que ya ha encontrado una amplia aceptación pública. Es posible que ya esté usando bioetanol cuando agrega combustible a su vehículo. El bioetanol se puede producir a partir de materiales vegetales almidonados usando 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 preocupaciones 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 tipos de pastos son posibles fuentes candidatas de almidón para la producción de bioetanol.

Limitaciones Enzimáticas

Como enzimas, tienen sus limitaciones. Por lo general, solo son eficaces a temperatura y pH moderados. Además, ciertas esterasas solo pueden ser eficaces contra ciertos tipos de ésteres, y la presencia de otros productos químicos en la pulpa puede inhibir su actividad.

Los científicos siempre están buscando nuevas enzimas y modificaciones genéticas de enzimas existentes; para ampliar sus rangos efectivos de temperatura y pH y las capacidades del sustrato.

Algunas Reflexiones 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, transporte, fabricación) todavía requiere una gran cantidad de recursos no renovables.

La biotecnología y las enzimas han cambiado mucho la forma en que funciona el mundo y la forma en que 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 puedan continuar usándose para cambios positivos en nuestra forma de vida.