hrvatski

Biokatalizatori u industriji: Kada i kako upotrijebiti biokatalizator?

Biotransformacije1 su reakcije pretvorbe čistih tvari-reaktanata u strukturno slične produkte, koje kataliziraju biokatalizatori2: pro~i{}eni enzimi ili enzimi u cijelim stanicama mikroorganizama. To su veoma aktivni katalizatori koji ubrzavaju reakciju za faktor 109–1012. Jako su specifični, visoko selektivni u enantioselektivni katalizatori, koji djeluju u blagim reakcijskim uvjetima. Glavna prednost pred klasi~nim katalizatorima im je da su njihovi izvori obnovljivi, a oni sami dio ekosustava i kao takvi ne zaga|uju okoliš. Industrijska uporaba enzima je postala posebno interesantna u kemijskoj industriji od kako su u kemiji s jedne strane uo~ene nove mogu}nosti primjene enzima i s druge strane od kako je napredak u genetici, biologiji i mikrobiologiji doveo do pobolj{anja u proizvodnji postoje}ih enzima i otkri}a novih (danas je poznato 3000 enzima koji kataliziraju gotovo sve tipove reakcija) ~ime je ponu|en ve}i izbor jeftinijih katalizatora. Tehnike rekombinantne DNA su npr. omogućile da se 5-10 godišnji period potreban za razvoj industrijskog biokatalizatora smanji na rok od 1-2 godine. Osim toga istra`ivanja su pokazala da je biotransformacije mogu}e provoditi uz uporabu razli~itih oblika enzimskih katalizatora (pro~i{}eni enzimi ili enzimi u stanicama, imobilizirani enzimi ili imobilizirane stanice) i u nevodenim medijima (vodeno/organskom ili organskom-neki enzimi po jednoj enzimskoj molekuli trebaju samo 40-50 molekula vode) {to je otvorilo nove mogu}nosti primjene.Industrijska uporaba biotransformacija se jo{ vi{e pro{irila i zbog uloge biokatalize pri sintezi opti~ki ~istih tvari. Isto tako, biokataliza pri blagim uvjetima s neopasnim i obnovljivim katalizatorima nudi nove velike mogu}nosti za razvoj kemijskih industrijskih procesa koji }e ispuniti sve uvjete za{tite ~ovjekova okoli{a. Prednost biokatalizatora je uo~ena i u njihovoj sposobnosti razgradnje toksi~nih i po okoli{ opasnih tvari. Prema tome biokatalitički put do novih produkata nudi prednosti zbog uporabe obnovljivih sirovina, energetske uspješnosti procesa, biorazgradljivosti otpadaka i nusprodukata, kada je biokataliza ekonomski atraktivna alternativa, koja omogućava manji broj reakcijskih koraka. Enzimski kataliziranu reakciju nije moguće industrijski provesti bez razvoja koji se temelji na metodologiji kemijskog inženjerstva koja daje odgovor na pitanje kako upotrebljavati biokatalizatore, da se razviju tehnološki, ekonomski i ekološki optimalni procesi. 1. K.Kieslich, Introduction, in Biotransformations, Rehm, H.J. ed. Wenheim:Verlag Chemie, 1984, 2 (Biotechnology ; 6A) 2. J.Tramper, Applied Biocatalysis, Cabral J.M.S., Best D., Boross L., Tramper J. eds. Chur, Harwood Acad. Publ., 1993, 1.

industrijski biokatalizatori

nije evidentirano