Industriële toepassingen van biotechnologie

Biotechnologie wordt ingezet in tal van industriële processen. Voorbeelden zijn voedingsstoffen, medicijnen, kunststoffen en brandstoffen. Vaak wordt daarbij gebruik gemaakt van micro-organismen (bacteriën of gisten) die genetisch gemodificeerd zijn. Die produceren de uiteindelijke stof waar het om gaat (bijvoorbeeld ethanol), maar het kan ook zijn dat ze enzymen produceren die de industriële reactie moeten versnellen. Enzymen zijn eiwitten die ervoor zorgen dat chemische reacties snel en efficiënt verlopen. Je kan ze vergelijken miniscuul klein gereedschap, maar dan wel heel efficiënt. Vlaanderen kent een snel groeiende biotechsector, die georganiseerd is in de netwerkorganisatie Flandersbio.
 

Voordelen van het gebruik van enzymen

  • de productkwaliteit gaat erop vooruit
  • vervanging van dieronvriendelijke of milieuonvriendelijke processen
  • volledig nieuwe producten
  • enzymen zijn volledig biologisch afbreekbaar 

De meest voorkomende toepassingen van biotechenzymen

Productie van industriële enzymen

Veel micro-organismen (schimmels, bacteriën en gisten) maken enzymen aan. De kleine organismen kunnen makkelijk worden ingezet voor enzymenproductie op industriële schaal. Ze worden in huizenhoge fermentoren gekweekt in een vloeistof die alle voedingselementen bevat die nodig zijn voor hun groei. Het is tijdens deze groei dat de micro-organismen enzymen produceren. Na een aantal dagen worden ze geïsoleerd en worden de overgebleven micro-organismen vernietigd.
 
Het genetisch wijzigen van micro-organismen
Hoe gaan wetenschappers te werk om een micro-organisme zo te wijzigen dat het een koeienenzym kan aanmaken?

  1. Eerst isoleert men het gen met de code voor het gewenste enzym, bijvoorbeeld chymosine (een enzym dat kalveren helpt om koeienmelk te verteren).
  2. Met knip- en plakwerk brengt men dit gen binnen in het DNA van een goed gekend productieorganisme, zoals een bacterie. Zo maakt men een GGO dat één extra enzym, namelijk chymosine, aanmaakt. Het geproduceerde chymosine is identiek aan het natuurlijk, door het kalf aangemaakte enzym. Alleen wordt het nu door een genetisch gewijzigde bacterie geproduceerd.

Toekomst van het gebruik van GGO’s voor de industriële productie van enzymen

De grote rijkdom aan micro-organismen vormt momenteel nog een grotendeels onontgonnen domein. Intensief onderzoek legt echter steeds meer nieuwe soorten bloot. Vaak bevatten de micro-organismen onbekende enzymen die de mogelijkheid van interessante toepassingen in zich dragen. Maar het is niet altijd evident om ze in te zetten voor enzymenproductie op grote schaal. Daarom wordt het gen voor de nieuwe, interessante enzymen met behulp van biotechnologie geïsoleerd en wordt het in beter gekende micro-organismen ingebracht, die aangepast zijn aan industriële fermentatie. Op deze manier wordt een optimale productie gegarandeerd.

 
Dankzij biotechnologie kan men ook de structuur van de enzymen wijzigen, waardoor ze efficiënter gaan werken. Zo heeft men enzymen beter bestand gemaakt tegen een omgeving van agressieve zeep.

 

 

 Educatief

 
 

 Nieuws