Τι είναι το Laccase;
Οι λακάσες είναι ένζυμα οξειδορεδουκτάσης που περιέχουν πολυχαλκό- (EC 1.10.3.2) που βρίσκονται σε μύκητες, φυτά και βακτήρια που καταλύουν την οξείδωση φαινολικών και μη{2}}φαινολικών υποστρωμάτων μειώνοντας το μοριακό οξυγόνο στο νερό. Γνωστά για τις οικολογικές{{4} ιδιότητές τους, χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιοαποκατάσταση, την επεξεργασία λυμάτων και σε βιομηχανικές διεργασίες όπως η λεύκανση του πολτού, η κατασκευή υφασμάτων και η παραγωγή τροφίμων.
Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε
Ποια είναι η λειτουργία της λακκάσης;
Οι μυκητιακές λακάσες εμπλέκονται στη δημιουργία σπορίων, στην παραγωγή χρωστικών, στο σχηματισμό καρποφόρων σωμάτων, στην άμυνα του στρες, στην παθογένεση των φυτών και στην αποδόμηση της λιγνίνης. Αν και οι περισσότερες καθαρισμένες λακάσες είναι εξωκυτταρικά ένζυμα, οι μύκητες του ξύλου-που σαπίζουν περιέχουν επίσης ενδοκυτταρικές λακάσες.
Ποια βακτήρια παράγουν λακκάση;
Η λακκάση, ένα ένζυμο οξειδάσης που περιέχει χαλκό-, έχει συγκεντρώσει σημαντική προσοχή για τις δυνατότητές της στην περιβαλλοντική βιοτεχνολογία, ιδιαίτερα στην αποικοδόμηση πολύπλοκων οργανικών ρύπων όπως οι χρωστικές υφασμάτων. Το ένζυμο παράγεται από διάφορους μικροοργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων B. subtilis και του μύκητα Α.
Μπορεί η λακκάση να διασπάσει το πλαστικό;
Έχουν εντοπιστεί αρκετοί μύκητες που παράγουν ένζυμα ικανά για πλαστική αποικοδόμηση σε διάφορες εργαστηριακές συνθήκες. Αυτή η εργασία παρουσιάζει μια μελέτη που προσδιόρισε την ικανότητα των μυκήτων να αποικοδομούν χαμηλού μοριακού βάρους πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) από το ένζυμο λακκάση.
Ποιες είναι οι πηγές του ενζύμου λακκάση;
Οι λακάσες είναι ευρέως διαδεδομένες σε ανώτερα φυτά, βακτήρια, μύκητες και έντομα. Στα φυτά, οι λακάσες βρίσκονται σε λάχανα, γογγύλια, πατάτες, αχλάδια, μήλα και άλλα λαχανικά. Έχουν απομονωθεί από Ασκομυκήτες, Δευτερομύκητες και Βασιδιομυκηταίους μύκητες στους οποίους ανήκουν περισσότερα από 60 στελέχη μυκήτων.
Βασικές λεπτομέρειες:
Λακασίες στην αιχμή της βιοτεχνολογίας
Τις τελευταίες δεκαετίες παρατηρήθηκε ένα αυξημένο ενδιαφέρον για τη χρήση των λακασών ως βιοκαταλυτών για την αντικατάσταση των συμβατικών χημικών διεργασιών στις βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας, χαρτοπολτού και χαρτιού και φαρμακευτικών προϊόντων.
Φαγητό ---Η βιομηχανία τροφίμων χρησιμοποιεί λακκάσες λόγω της ικανότητάς τους να ενθαρρύνουν τις αντιδράσεις ομο- και ετεροπολυμερισμού.
καλλυντικά ---Το οξειδωτικό δυναμικό των λακκάς έχει επίσης αξιοποιηθεί στον τομέα των καλλυντικών για την κατασκευή προϊόντων προσωπικής φροντίδας.
υφάσματα ---Οι λακάσες έχουν προσελκύσει αυξανόμενο ενδιαφέρον στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας για χρήση σε διαδικασίες που κυμαίνονται από τη λεύκανση υφασμάτων τζιν.
Οργανική σύνθεση ---Οι λακάσες είναι χρήσιμοι βιοκαταλύτες για τον φαρμακευτικό τομέα, καθώς μπορούν να καταλύουν ένα ευρύ φάσμα συνθετικών αντιδράσεων, που κυμαίνονται από τον μετασχηματισμό αντιβιοτικών έως την παραγωγοποίηση αμινοξέων για τη σύνθεση μεταβολικά σταθερών αναλόγων αμινοξέων.
Πολτός και χαρτί ---Κατά τη βιομηχανική παραγωγή χαρτιού, η λιγνίνη στον ξυλοπολτό πρέπει να διαχωριστεί και να αποικοδομηθεί.
Βιοκαύσιμα ---Τα λιγνοκυτταρινικά υλικά είναι από τις πιο υποσχόμενες πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοαιθανόλης.
χρώματα ---Οι αλκυδικές ρητίνες είναι πολυεστέρες που συντίθενται με πολυμερισμό πολυαλκοολών, δικαρβοξυλικών οξέων ή ανυδριδίων και ακόρεστων λιπαρών οξέων.
έπιπλα ---Οι ινοσανίδες μέσης πυκνότητας (MDF) είναι προϊόντα πάνελ ξηρής μορφοποίησης που κατασκευάζονται με διασύνδεση λιγνοκυτταρινικών υλικών με συνθετική ρητίνη υπό θερμική πίεση παρουσία υγρασίας.
Νανοβιοτεχνολογία και βιοϊατρική ---Λόγω της ικανότητάς τους να καταλύουν την άμεση μεταφορά ηλεκτρονίων, οι λακάσες έχουν μελετηθεί για χρόνια σε σχέση με την ανάπτυξη κυψελών βιοκαυσίμου και βιοαισθητήρων.
Ενζυματική βιοαποκατάσταση ---Οι περιβαλλοντικά επικίνδυνες ξενοβιοτικές ενώσεις όπως οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες (PAH), οι φαινόλες και τα οργανοφωσφορικά εντομοκτόνα είναι γνωστό ότι έχουν τερατογόνες και καρκινογόνες επιδράσεις.
Μηχανισμός:Οι λακάσες εκτελούν μια οξείδωση ενός-ηλεκτρονίου σε αρωματικές ενώσεις και αμίνες, παράγοντας ενδιάμεσα ριζικά που συχνά οδηγούν σε πολυμερισμό ή διάσπαση δακτυλίου.
Περιβαλλοντικά Οφέλη:Επειδή η λακκάση χρησιμοποιεί μοριακό οξυγόνο ως συν-υπόστρωμα και παράγει νερό ως το μόνο παρα-προϊόν, θεωρείται "πράσινο" ένζυμο.
Βιομηχανικές Εφαρμογές:
Βιοαποκατάσταση:Αποικοδόμηση βαφών, φαινολών και φαρμακευτικών αποβλήτων από βιομηχανικά λύματα.
Πολτός & Χαρτί:Βιο-πολτοποίηση και βιο-λεύκανση για την εξάλειψη της λιγνίνης.
Τρόφιμα/Ποτά: Χρησιμοποιείται στην οινοποίηση, το ψήσιμο και για την αφαίρεση φαινολικών ενώσεων στην μπύρα/χυμό.
Κλωστοϋφαντουργία:Αποικοδόμηση της βαφής indigo στο πλύσιμο τζιν.
Πηγές: Παράγεται κυρίως από λευκούς-μύκητες σήψης, αλλά βρίσκεται επίσης σε βακτήρια και ανώτερα φυτά.
Περιορισμοί:Το υψηλό κόστος παραγωγής, η πιθανή μη-μη επαναχρησιμοποίηση και η αστάθεια σε σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες (pH/θερμοκρασία) συχνά απαιτούν την ακινητοποίηση του ενζύμου για τη βελτίωση της απόδοσης.
ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
| Στοιχείο δοκιμής | Μέθοδος / Αναφ. | Προσδιορισμός | Αποτέλεσμα | Σύναψη |
|---|---|---|---|---|
| Αναγνώριση | Αξίωση-εσωτερικού αναγνωριστικού / ετικέτας | Λακκάση (EC 1.10.3.2) | Συμμορφώνεται | Πέρασμα |
| Εμφάνιση | Οπτικός | Λευκή έως καστανή σκόνη | Ανοιχτόμαυρη σκόνη | Πέρασμα |
| Ενζυμική Δραστηριότητα | Δοκιμασία λακκάσης προμηθευτή | NLT 10.000 U/g | 10,420 U/g | Πέρασμα |
| Ορισμός Ενότητας Δραστηριότητας | Μονάδα καθορισμένη-προμηθευτή | Αναφορά μόνο | U/g αναφέρθηκε | Πέρασμα |
| Οσμή | Οργανοληπτικό | Χαρακτηριστικός | Συμμορφώνεται | Πέρασμα |
| Διαλυτότητα | Δοκιμή υδατοδιαλυτότητας | Διασπειρόμενο / διαλυτό στο νερό | Συμμορφώνεται | Πέρασμα |
| Απώλεια κατά την ξήρανση | Βαρυμετρική | Λιγότερο ή ίσο με 8,0% | 4.2% | Πέρασμα |
| Μόλυβδος (Pb) | ICP-MS / ICP-OES | Λιγότερο ή ίσο με 5,0 mg/kg | 0,20 mg/kg | Πέρασμα |
| Αρσενικό (ως) | ICP-MS / ICP-OES | Λιγότερο ή ίσο με 3,0 mg/kg | 0,10 mg/kg | Πέρασμα |
| Κάδμιο (Cd) | ICP-MS / ICP-OES | Λιγότερο ή ίσο με 0,5 mg/kg | < 0.05 mg/kg | Πέρασμα |
| Υδράργυρος (Hg) | ICP-MS / ICP-OES | Λιγότερο ή ίσο με 0,5 mg/kg | < 0.01 mg/kg | Πέρασμα |
| Συνολικός αριθμός πιάτων | Αριθμός πιάτων | Λιγότερο ή ίσο με 50.000 CFU/g | 1,9 × 10³ CFU/g | Πέρασμα |
| Κολοβακτηρίδια | Αριθμός πιάτων | Λιγότερο ή ίσο με 30 CFU/g | < 10 CFU/g | Πέρασμα |
| Ε. coli | Τεστ απουσίας | Αρνητικό / 25 γρ | Δεν εντοπίστηκε | Πέρασμα |
| Σαλμονέλα | Τεστ απουσίας | Αρνητικό / 25 γρ | Δεν εντοπίστηκε | Πέρασμα |
Διαδικασία Παραγωγής
