Ферменты из растений: дешевая и стабильная альтернатива для промышленности
Ферменты, необходимые для производства джинсов, апельсинового сока и стирального порошка, традиционно получают из микроорганизмов. Этот процесс дорог, требует холодного хранения и транспортировки. Исследователи из Школы стоматологической медицины Пенсильванского университета представили инновационный подход: производство промышленных ферментов в растениях.
Два новых исследования под руководством биохимиста Генри Даниелла показывают, что ферменты, выращенные в растениях, так же эффективны, как и микробные аналоги, для решения промышленных задач:
- Очистка оборудования для производства сока от мякоти.
- Удаление пятен при стирке.
- Выведение красителя с текстиля.
- Устранение катышков с ткани.
Ключевые преимущества растительных ферментов:
- Дешевизна производства — исключаются этапы ферментации, очистки и холодного хранения.
- Стабильность при хранении — ферменты в форме порошка сохраняют активность при комнатной температуре до 16 месяцев.
- Широкий рабочий диапазон — остаются эффективными при различных значениях pH и температуры, в отличие от коммерческих жидких ферментов, теряющих активность при высоком pH.
Сравнительные испытания
В первом исследовании пять новых растительных ферментов (липаза, маннаназа и др.) сравнили с 15 коммерческими микробными аналогами для текстильной промышленности. В тестах на:
- Удаление индиго с денима («биостайлинг»).
- Устранение катышков («биополировка»).
- Выведение пятен от шоколада и горчичного масла.
Ферменты от стартапа Phyllozyme показали сопоставимые, а в некоторых случаях лучшие результаты.
Во втором исследовании растительные пектиназы (расщепляют пектин) сравнили с восемью коммерческими жидкими аналогами. Растительные ферменты:
- Эффективнее удаляли пектин с хлопка в процессе биоскоринга, улучшая впитываемость воды — ключевой этап перед окраской.
- Не уступали коммерческим в осветлении апельсинового сока, высвобождая аромат и питательные вещества из мякоти.
Перспективы и значение
Технология выращивания ферментов в табаке или салате в теплицах (например, в Penn Dental Greenhouse) уже вышла на коммерческий уровень. Это:
- Первый в мире коммерческий белковый продукт, произведенный в листьях растений с помощью генной инженерии.
- Потенциал для снижения экологического вреда, особенно в текстильной промышленности, где традиционные процессы связаны с химическим загрязнением водоемов.
- Шанс сделать ферменты более доступными для производителей соков и других отраслей.
«Современная технология производства ферментов не развивалась десятилетиями. Не было прогресса в стоимости или стабильности. Наша цель — предложить безопасную, недорогую и стабильную альтернативу», — отмечает Генри Даниелл.