Enlèvement des collants
Les enzymes sont utilisées par l'industrie des pâtes et papiers pour l'élimination des «stickies», des colles, des adhésifs et des revêtements qui sont introduits dans la pâte lors du recyclage du papier. Les stickies sont des matériaux organiques collants, hydrophobes et malléables qui non seulement réduisent la qualité du produit final en papier, mais peuvent obstruer les machines de l'usine de papier et coûtent des heures d'arrêt. Les méthodes chimiques d'élimination des stickies n'ont, historiquement, pas été satisfaisantes à 100%.
Les colles sont maintenues ensemble par des liaisons ester, et l'utilisation d'enzymes estérases dans la pâte a grandement amélioré leur élimination. Les estérases coupent les stickies en composés plus petits et plus solubles dans l'eau, facilitant leur élimination de la pulpe. Depuis la première moitié de cette décennie, les estérases sont devenues une approche courante du contrôle des stickies. Leurs limites sont, étant des enzymes, ils ne sont généralement efficaces qu'à une température et un pH modérés. De plus, certaines estérases pourraient seulement être efficaces contre certains types d'esters, et la présence d'autres produits chimiques dans la pulpe peut inhiber leur activité.
La recherche est en cours pour de nouvelles enzymes, et des modifications génétiques des enzymes existantes, pour élargir leur gamme de température et de pH, et les capacités du substrat.
Détergents
Les enzymes ont été utilisées dans de nombreux types de détergents depuis plus de 30 ans depuis leur introduction par Novozymes. L'utilisation traditionnelle des enzymes dans les détergents à lessive impliquait celles qui dégradent les protéines causant des taches, comme celles que l'on trouve dans les taches d'herbe, le vin rouge et le sol.
Les lipases sont une autre classe utile d'enzymes qui peuvent être utilisées pour dissoudre les taches de graisse et nettoyer les pièges à graisse ou d'autres applications de nettoyage à base de graisse.
Actuellement, un domaine de recherche populaire est l'étude des enzymes qui peuvent tolérer, ou même avoir des activités plus élevées, à des températures chaudes et froides. La recherche d'enzymes thermotolérantes et cryotolérantes a traversé le globe. Ces enzymes sont particulièrement souhaitables pour améliorer les processus de lavage dans les cycles de l'eau chaude et / ou à basse température pour laver les couleurs et les taches. Ils sont également utiles pour les procédés industriels nécessitant des températures élevées ou pour la biorestauration dans des conditions difficiles (par exemple, dans l'Arctique). Des enzymes recombinantes (protéines modifiées) sont recherchées en utilisant différentes technologies d'ADN telles que la mutagenèse dirigée et le remaniement de l'ADN.
Textiles
Les enzymes sont maintenant largement utilisées pour préparer les tissus dont sont faits vos vêtements, meubles et autres articles ménagers. Les demandes croissantes de réduction de la pollution causée par l'industrie textile ont alimenté les avancées biotechnologiques qui ont remplacé les produits chimiques agressifs par des enzymes dans presque tous les processus de fabrication des textiles. Les enzymes sont utilisées pour améliorer la préparation du coton pour le tissage, réduire les impuretés, minimiser les «tirages» dans le tissu ou comme prétraitement avant de mourir pour réduire le temps de rinçage et améliorer la qualité des couleurs.
Toutes ces étapes non seulement rendent le processus moins toxique et écologique, mais réduisent les coûts associés au processus de production et à la consommation de ressources naturelles (eau, électricité, combustibles), tout en améliorant la qualité du produit textile final.
Aliments et boissons
C'est l'application domestique de la technologie enzymatique que la plupart des gens connaissent déjà. Historiquement, les humains ont utilisé des enzymes pendant des siècles, dans les premières pratiques biotechnologiques , pour produire des aliments, sans vraiment le savoir. Il était possible de fabriquer du vin, de la bière, du vinaigre et des fromages, par exemple, à cause des enzymes présentes dans les levures et les bactéries utilisées.
La biotechnologie a permis d'isoler et de caractériser les enzymes spécifiques responsables de ces processus. Il a permis le développement de souches spécialisées pour des utilisations spécifiques qui améliorent la saveur et la qualité de chaque produit.
Les enzymes peuvent également être utilisées pour rendre le procédé moins coûteux et plus prévisible, de sorte qu'un produit de qualité est garanti pour chaque lot brassé. D'autres enzymes réduisent la durée du vieillissement, aident à clarifier ou stabiliser le produit ou aident à contrôler les teneurs en alcool et en sucre.
Pendant des années, les enzymes ont également été utilisées pour transformer l'amidon en sucre. Les sirops de maïs et de blé sont utilisés dans l'industrie alimentaire comme édulcorants. En utilisant la technologie des enzymes, la production de ces édulcorants peut être moins coûteuse que l'utilisation de sucre de canne à sucre. Les enzymes ont été développées et améliorées en utilisant des méthodes biotechnologiques, pour chaque étape du processus.
Cuir
Dans le passé, le processus de tannage des peaux en cuir utilisable impliquait l'utilisation de nombreux produits chimiques nocifs. La technologie des enzymes a progressé de sorte que certains de ces produits chimiques peuvent être remplacés et que le processus est en fait plus rapide et plus efficace. Il y a des enzymes qui peuvent être appliquées aux premières étapes du processus où la graisse et les cheveux sont enlevés des peaux. Les enzymes sont également utilisées pendant le nettoyage, la kératine et l'élimination des pigments, et pour améliorer la douceur de la peau. Ils aident également à stabiliser le cuir pendant le processus de bronzage pour l'empêcher de pourrir.
Plastique biodégradable
Les plastiques fabriqués par des méthodes traditionnelles proviennent de ressources d'hydrocarbures non renouvelables. Ils se composent de longues molécules de polymère qui sont étroitement liées les unes aux autres et ne peuvent pas être décomposées facilement par la décomposition des micro-organismes. Les plastiques biodégradables peuvent être fabriqués en utilisant des polymères végétaux de blé, de maïs ou de pommes de terre, et sont constitués de polymères plus courts et plus facilement dégradés.
Puisque les plastiques biodégradables sont plus solubles dans l'eau, de nombreux produits actuels qui les contiennent sont un mélange de polymères biodégradables et non dégradables. Certaines bactéries peuvent produire des granules de plastique dans leurs cellules. Les gènes des enzymes impliquées dans ce processus ont été clonés dans des plantes qui peuvent produire les granules dans leurs feuilles. Le coût des plastiques à base de plantes limite leur utilisation et ils n'ont pas été largement acceptés par les consommateurs.
Bioéthanol
Le bioéthanol est un biocarburant déjà largement accepté par le public. Vous pouvez déjà utiliser du bioéthanol lorsque vous ajoutez du carburant à votre véhicule. Le bioéthanol peut être produit à partir de matières végétales amylacées en utilisant des enzymes capables de réaliser efficacement la conversion. À l'heure actuelle, le maïs est une source d'amidon très répandue, mais l'intérêt croissant pour le bioéthanol suscite des préoccupations à mesure que les prix du maïs augmentent et que le maïs, en tant qu'approvisionnement alimentaire, est menacé. D'autres plantes, dont le blé, le bambou ou d'autres graminées, sont des sources possibles d'amidon pour la production de bioéthanol.
On peut se demander si le coût de fabrication du bioéthanol est inférieur à celui de la consommation de combustibles fossiles, en termes d'émissions de gaz à effet de serre. La production de bioéthanol (cultures en croissance, transport maritime, fabrication) nécessite encore un important apport de ressources non renouvelables. La recherche technologique et la manipulation des enzymes pour rendre le processus plus efficace, nécessitant ainsi moins de matériel végétal ou consommant moins de combustibles fossiles, sont en cours pour améliorer ce domaine de la biotechnologie.