Enzymy - biofizyka.p.lodz.pl

Podstawy biogospodarki
Wykład 5
Prowadzący: Krzysztof Makowski
Kierunek Wyróżniony przez PKA
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Enzymy
Katalizatory pochodzenia biologicznego.
• Koenzym –niewielka cząsteczka organiczna współpracująca z
cząsteczką enzymu podczas aktu katalitycznego, której
obecność jest niezbędna dla katalizy. Koenzym wiąże się z
enzymem tylko w trakcie aktu katalitycznego
• Grupa prostetyczna – cząsteczka organiczna lub jon metalu
niezbędna dla działania enzymu, połączona trwale z
cząsteczką enzymu
Enzymes
What are food enzymes and why are they used for?
Enzymes are naturally-occurring proteins that enhance biochemical reactions. They can be
obtained by extraction from plants or animals or by fermentation from micro-organisms.
They are normally added to perform a technological function in the manufacture,
processing, preparation and treatment of a wide range of foods.
Food enzymes (FE) are mainly used in baking industry, for manufacturing fruit juices, in
wine making and brewing as well as in cheese manufacturing. An important field of
applications in terms of volumes is starch conversion to yield ingredients for foodstuff.
http://ec.europa.eu/food/safety/food_improvement_agents/enzymes_en
Klasy enzymów
EC 1
Oksydoreduktazy
Reakcje oksydacyjno-redukcyjne
EC 2
Transferazy
Przenoszenie grup funkcyjnych
EC 3
Hydrolazy
Reakcje hydrolizy
Enzymy odszczepiające od substratów określoną grupę
EC 4
Liazy
(niehydrolitycznie) z wytworzeniem podwójnego wiązania lub
odwrotnie, przyłączające grupy do podwójnych wiązań
EC 5
EC 6
Izomerazy
Ligazy
Izomeryzacja
katalizujące reakcje syntezy, którym towarzyszy odszczepienie
reszt kwasu fosforowego od ATP lub analogicznego trójfosforanu
Przykład reakcji z
kofaktorem
Centrum aktywne
metaloproteinazy
Cechy enzymów
•Enzymy są „superkatalizatorami”
•niezwykle duża efektywność katalizy
•wysoka aktywność katalityczna w umiarkowanych warunkach
•specyficzność substratowa
•Regio- i stereospecyficzność
THE BIOECONOMY TO 2030: DESIGNING A POLICY AGENDA – ISBN-978-92-64-03853-0 © OECD 2009
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Stopień przyspieszenia reakcji przez enzymy
Enzymy obniżają energię aktywacji układu
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Enzymy obniżają energię aktywacji układu
Enzymy nie przesuwają
równowagi reakcji, ale
prowadzą do jej
szybszego osiągnięcia
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Schemat produkcji enzymów na drodze biotechnologicznej
Schemat produkcji enzymów na drodze biotechnologicznej
Przykładowe enzymy stosowane w przemyśle
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Przykładowe enzymy stosowane w przemyśle
THE BIOECONOMY TO 2030: DESIGNING A POLICY AGENDA – ISBN-978-92-64-03853-0 © OECD 2009
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Przykładowe enzymy stosowane w przemyśle
THE BIOECONOMY TO 2030: DESIGNING A POLICY AGENDA – ISBN-978-92-64-03853-0 © OECD 2009
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Rok 2014 – 56 enzymów
Rok 2015 -214 enzymów
https://ec.europa.eu/food/sites/food/files/safety/docs/fs_food-improvementagents_enzymes-applications.pdf
Definicja dodatków do żywności i enzymów jako elementów procesowych
Directive 89/107/EEC (28)
A. SPÖK: Safety Regulations of Food Enzymes, Food Technol. Biotechnol. 44 (2) 197–209 (2006)
Wpływ enzymów na zdrowie pracowników zajmujących się ich
produkcją i przetwarzaniem
A. SPÖK: Safety Regulations of Food Enzymes, Food Technol. Biotechnol. 44 (2) 197–209 (2006)
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Odnotowane skutki działania enzymów na pracowników branży
biotechnologicznej
A. SPÖK: Safety Regulations of Food Enzymes, Food Technol. Biotechnol. 44 (2) 197–209 (2006)
Wykorzystanie enzymów w procesie technologicznych na przykładzie
produkcji etanolu ze skrobi
Enzymy w przemyśle
•Detergenty
•Produkcja żywności
•Produkcja pasz
•Soki i aromaty
•Kosmetyki
•Medycyna i farmacja
•Przemysł skórzany i jedwabniczy
•Chemia
•Badania i rozwój
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Enzymy w przemyśle
podział ze względu na aplikację
•Enzymy techniczne
detergenty, skrobia, tekstylia, paliwa, etanol
•Enzymy w żywności
piekarnictwo, piwowarstwo, alkohol, przemysł tłuszczowy
•Enzymy paszowe
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Rynek enzymów przemysłowych
Enzymy techniczne
1 mld $ w 2010 r. – 1,5 mld $ w 2015
AB Enzymes, Dyadic International Inc.,Iogen Corporation, NextCAT Inc., Du Pont
de Nemours & Co., Noor Creations, Novozymes
Enzymy w żywności
28,2 mld $ w 2011 - 36,1 mld $ w 2018
Novozymes 47%, DuPont 21%, DSM 6%
Enzymy paszowe
3.44 mld $ w 2007 - 7,27 mld $ w 2015
AB Vista (U.K.), Novozyme (Denmark), Addiseo,(France), DuPont (U.S.)- 87.0%
udziałów w rynku
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Szacowany rynek enzymów dla przemysłu spożywczego
lata 2000-2020 w mln. $
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Wiodący producenci enzymów przemysłowych
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Wiodący producenci enzymów przemysłowych
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Patenty wiodących producentów enzymów przemysłowych
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Główne enzymy przemysłowe i zgłoszenia patentowe dotyczące ich
wykorzystania.
Global Market Scenario of Industrial Enzymes - Vinod Kumar, Dharmendra Singh, Punesh Sangwan et al., 2015
INZYNIERIAMATERIALOWAPL
Dziękuję za uwagę