آنزیم‌های صنعتی

آنزیم‌های صنعتی آنزیم‌هایی هستند که به صورت تجاری در انواع صنایع مانند صنایع دارویی، صنایع شیمیایی، سوخت‌های زیستی، مواد غذایی و محصولات مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

به دلیل پیشرفت‌های انجام شده در سال‌های اخیر، تجزیه بیوکاتالیزی از طریق آنزیم‌های استخراج شده از سلول‌های کامل مقرون به صرفه‌تر از استفاده از سلول‌های کامل است. آنزیم‌ها ممکن است به عنوان یک عملیات واحد در یک فرایند برای تولید یک محصول مورد استفاده قرار گیرند. فرایند‌های کاتالیزی صنعتی که از طریق آنزیم‌ها انجام می‌پذیرند به دلیل توانایی عملکردی آنها در شرایط معتدل و ویژگی‌های خاص و موقعیت‌های استثنایی دارای مزیت‌هایی‌اند که فرایندهای شیمیایی سنتی فاقد آن‌ها هستند به همین دلیل در طی سال‌های اخیر این نوع از کاتالیز‌ها رشد سریعی را تجربه کرده‌‌اند. آنزیم‌هایی که از سلول‌ها استخراج و خالص سازی می‌شوند معمولاً در واکنشهای هیدرولیز و ایزومریزاسیون استفاده می‌شوند. با این حال همچنان در مواقعی که یک واکنش به چند عامل مشترک نیاز دارد استفاده از سلول‌های کامل انتخاب بهتری نسبت به آنزیم‌های استخراج شده است. اگرچه ممکن است عوامل مزاحم نیز در شرایط آزمایشگاهی ایجاد شود، اما استفاده از سلول‌های فعال متابولیک معمولاً در این موارد مقرون به صرفه‌تر است.

آنزیم‌ها به عنوان یک عملیات واحد

بی حرکتی 
 
آنزیم‌ها و خصوصیات آنها با وجود قابلیت‌های کاتالیزوری عالی، باید در بسیاری از موارد قبل از اجرای صنعتی بهبود یابند. برخی از جنبه‌های آنزیم‌ها که باید قبل از اجرا بهبود یابند، پایداری، فعالیت، مهار توسط محصولات واکنش و انتخاب نسبت به لایه‌های غیرطبیعی است. این ممکن است از طریق بیحرکتی آنزیم‌ها روی یک ماده جامد مانند یک ساپورت متخلخل حاصل شود. بی حرکتی آنزیم‌ها روند بهبود را بسیار ساده می‌کند ، کنترل فرایند را افزایش می‌دهد و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد. بسیاری از تکنیک‌های بی حرکتی مانند جذب، اتصال کووالانسی وجود دارد. در فرایندهای بی حرکتی ایده‌آل برای اطمینان از پایداری آنزیم‌ها نباید از واکنش دهنده‌های بسیار سمی در روش بی حرکتی استفاده شود. پس از بی حرکتی کامل، آنزیم‌ها به یک مخزن واکنش برای تجزیه بیولوژیک وارد می‌شوند.

جذب

اتصال کووالانسی

بهبود 
آنزیم‌ها معمولاً هزینه عملیاتی قابل توجهی را برای فرایندهای صنعتی تشکیل می‌دهند و در بسیاری از موارد برای اطمینان از امکان اقتصادی بودن یک فرایند، باید بازیابی و مورد استفاده مجدد قرار گیرند. اگرچه برخی از فرایندهای زیست کاتالیستی با استفاده از حلال‌های آلی کار می‌کنند، اما اکثر فرایندها در محیط‌های آبی اتفاق می‌افتند و سهولت جداسازی را بهبود می‌بخشند. بیشتر فرایندهای بیوکاتالیستی به‌صورت دسته ای رخ می‌دهد و آنها را از فرایندهای شیمیایی متمایز می‌کند. در نتیجه، فرایندهای زیستی معمولی پس از تبدیل بیولوژیکی از تکنیک جداسازی استفاده می‌کنند. در این حالت، تجمع محصول ممکن است باعث مهار فعالیت آنزیم شود.

آنزیم‌ها به عنوان یک محصول 
برای صنعتی سازی یک آنزیم، فرایندهای تولید آنزیم بالادست و پایین دست زیر در نظر گرفته می‌شود:

بالادست 
فرایندهای بالادستی فرایندهایی هستند که به تولید آنزیم کمک می‌کنند.

پایین دست 
فرایندهای پایین دستی آنهایی هستند که به جداسازی یا خالص سازی آنزیم‌ها کمک می‌کنند.

آنزیم‌های خالص یا به صورت خالص به صنایع دیگر فروخته می‌شوند، یا به کالاهای مصرفی اضافه می‌شوند.

جستارهای وابسته 
 بوم‌شناسی صنعتی
 تخمیر صنعتی
 میکروبیولوژی صنعتی

منابع 

آنزیم‌های صنعتی