10 Χημικά που χρησιμοποιούνται στη Βιοτεχνολογία – Ιδιότητες – Χρήσεις

Η βιοτεχνολογία είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί βιολογικές διεργασίες και οργανισμούς για να δημιουργήσει προϊόντα που είναι ωφέλιμα για το ζωντανό ον ή το περιβάλλον. Αυτό το είδος τεχνολογίας αναπτύχθηκε για να προωθήσει την παραγωγή ορισμένων προϊόντων ώστε να είναι πιο φιλικά στη φύση. Επιπλέον, είναι επίσης εναλλακτικός τρόπος παραγωγής ασφαλέστερων χημικών ουσιών καθώς και ασφαλέστερων προϊόντων σε σύγκριση με τα συνθετικά χημικά.

Η βιοτεχνολογία βασίζεται σε ορισμένα παραδείγματα χρήσεων οργανικών ενώσεων για να παράγει αντιδράσεις πιο φιλικές προς τη φύση, καθώς και να ενισχύσει το αποτέλεσμα μιας συμβατικής διαδικασίας. Με αυτόν τον τρόπο, χρησιμοποιούνται ορισμένες χημικές ουσίες που προέρχονται από τη φύση. Αυτές οι χημικές ουσίες ανήκουν στην οργανική ένωση στη βιοχημεία και έχουν πολλά οφέλη στη βιομηχανία. Ακολουθούν οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στη βιοτεχνολογία.

1. Κιτρικό οξύ

Γενικές ιδιότητες

Το κιτρικό οξύ είναι μια οργανική ένωση που ανήκει στην κατηγορία των τρικαρβοξυλικών οξέων. Ο χημικός τύπος για το κιτρικό οξύ είναι C₆ H₈ O₇ . Είναι μια φυσική ένωση που βρίσκεται στα εσπεριδοειδή όπως τα λεμόνια, τα πορτοκάλια, τα λάιμ και άλλα φρούτα που διαθέτουν υψηλό επίπεδο οξέος. Το οξύ εσπεριδοειδών από φυσική πηγή στη συνέχεια κρυσταλλώνεται για να χρησιμοποιηθεί στη βιοτεχνολογία. Όπως υποδηλώνει το όνομα, το οξύ των εσπεριδοειδών έχει χαμηλό Ph που δείχνει ότι η χημική ουσία έχει υψηλό επίπεδο οξύτητας. Μια αντίδραση σε συγκεκριμένη χημική ουσία μπορεί επίσης να δημιουργήσει έναν ηλεκτρολύτη.

Χρήσεις

Παρά το γεγονός ότι ανήκει στο οξύ, το κιτρικό οξύ είναι πιο βρώσιμο για ζωντανό ον, ειδικά επειδή είναι μια φυσική χημική ουσία. Η κυρίαρχη χρήση του κιτρικού οξέος είναι η ενίσχυση της γεύσης των τροφίμων καθώς και η διατήρηση των τροφίμων για να παραμείνουν φρέσκα. Το κιτρικό οξύ είναι η γεύση σε όλα τα προϊόντα με γεύση πορτοκαλιού. Επιπλέον, το κιτρικό οξύ είναι επίσης ένα αποτελεσματικό αντιοξειδωτικό. Η συντήρηση ορισμένων τροφίμων χρησιμοποιεί κιτρικό οξύ για να τα βοηθήσει να παραμείνουν περισσότερο. (Σχετικά με τον Κατάλογο Συντηρητικών Τροφίμων).

2. Acetyl CoA Carboxylase

Γενικές ιδιότητες

Μια άλλη χημική ουσία που λειτουργεί ως υπόστρωμα μηλονυλικού κόα είναι μια χημική ουσία που προέρχεται από φύκια. Η αντίδραση που διεξάγεται από το BC που εμπλέκεται στην εξαρτημένη καρβοξυλίωση της βιοτίνης παράγει ακετυλοκοα καρβοξυλάση. Έρχεται με σύμβολο ACACA για την άλφα και ACACB για την έκδοση beta. Βρίσκεται επίσης στους χλωροπλάστες ορισμένων φυτών. Οι προκαρυώτες που αποτελούν αυτή τη χημική ουσία έχουν πολλές υπομονάδες ACC.

Χρήσεις

Η χρήση της ακετυλοκοα καρβοξυλάσης είναι για τη ρύθμιση των λιπαρών οξέων. Επομένως, η χημική ουσία είναι ευεργετική για τη δημιουργία προϊόντων που έχουν υποστεί ζύμωση από εκείνα που περιέχουν αυτή τη χημική ουσία. Οι ειδικοί διεξάγουν μελέτες για να ανακαλύψουν εάν η ακετυλοκοα καρβοξυλάση είναι αποτελεσματική ως φάρμακο για τον διαβήτη, την παχυσαρκία και παράγει ένα αντιβιοτικό για γενική χρήση. Οι ειδικοί το δοκιμάζουν μόνο σε ποντίκια, αλλά βλέποντας πόσο αποτελεσματικό είναι για τα ποντίκια, μπορεί να είναι αποτελεσματικό και για τους ανθρώπους. Διαβάστε επίσης τις χρήσεις της οργανικής χημείας στην ιατρική.

3. Γαλακτικό οξύ

Γενικές ιδιότητες

Ορισμένα από τα επεξεργασμένα τρόφιμα υφίστανται ζύμωση. Αυτά τα προϊόντα έχουν βελτιωμένη διατροφή καθώς και νέα γεύση και νέα μορφή όπως γάλα σε γιαούρτι ή τυρί. Η χημική ουσία που ευθύνεται για αυτό είναι το γαλακτικό οξύ. Το γαλακτικό οξύ ήταν φυσικά χημικό, αλλά τώρα ο επιστήμονας μπορεί επίσης να σχηματίσει το συνθετικό. Αυτή η χημική ουσία ανήκει στην ομάδα άλφα υδροξυοξέων (AHA). Το γαλακτικό οξύ έχει περισσότερο οξύ και αποπρωτονίζεται εύκολα από το οξικό οξύ. Επιπλέον, η χημική ουσία είναι υγροσκοπική και έχει υψηλό σημείο τήξης.

Χρήσεις

Μαζί με ειδικούς βακτηριακούς παράγοντες, το γαλακτικό οξύ είναι αποτέλεσμα ζύμωσης των γαλακτικών προϊόντων και είναι καλό για συντηρητικό. Τα τρόφιμα που έχουν υποστεί ζύμωση με γαλακτικό οξύ διαρκούν περισσότερο και έρχονται σε πιο στερεή μορφή. Χρησιμοποιείται επίσης ως γευστικό παράγοντα καθώς η όξινη γεύση του μεταμορφώνει τη γεύση ενός φαγητού. Μερικές φορές συνδυάζεται με γαλακτοβάκιλλους για να δημιουργηθεί ένα υγιεινό ρόφημα που είναι καλό ως σκληρυντικός παράγοντας και για τη διατήρηση του πεπτικού συστήματος. Έτσι, το γαλακτικό οξύ είναι μια ευεργετική χημική ουσία που χρησιμοποιείται στη βιοτεχνολογία.

4. Βιοπολυμερή

Γενικές ιδιότητες

Ένα άλλο βιοχημικό που αναπτύχθηκε για τη δημιουργία ενός φιλικού προς τη φύση προϊόντος είναι το βιοπολυμερές. Το βιοπολυμερές είναι ένα πολυμερές που προέρχεται από ζωντανό οργανισμό. Ακριβώς όπως το συμβατικό πολυμερές, το βιοπολυμερές περιέχει επίσης μονομερείς μονάδες που μπορούν να σχηματίσουν μεγαλύτερη δομή. Σε αντίθεση με το συνθετικό αντίστοιχο, το βιοπολυμερές είναι πιο καλά εξευγενισμένο, μπορεί να αποικοδομηθεί στη φύση και μπορεί να μην είναι κατάλληλο για τη δημιουργία περισσότερων υλικών σε σύγκριση με το συνθετικό.

Χρήσεις

Το βιοπολυμερές είναι χρήσιμο για τη δημιουργία αποικοδομήσιμων πλαστικών. Αντί για το αδιάλυτο πολυστυρένιο, τα βιοπολυμερή δημιουργούν πλαστικό που είναι αποικοδομήσιμο υπό την έκθεση στο φως ή στον αέρα. Επιπλέον, το βιοπολυμερές είναι επίσης ασφαλέστερο ως συσκευασία τροφίμων καθώς δεν περιέχει τοξικές ουσίες όπως το τυπικό πλαστικό. Με άλλα λόγια, το βιοπολυμερές είναι μια φιλική προς τη φύση εκδοχή πολυμερών.

5. Μεθάνιο

Γενικές ιδιότητες

Το μεθάνιο είναι μια ένωση με χημικό τύπο CH₄ . Είναι η απλούστερη μορφή αιθανίου και απαντάται φυσικά στη γη. Το μεθάνιο μπορεί να βρεθεί τόσο στο υπόγειο όσο και στον βυθό της θάλασσας. Όταν ο αέρας τα ωθεί προς τα έξω, ανεβαίνει στην ατμόσφαιρα ως ατμοσφαιρικό μεθάνιο. Συνήθως είναι άχρωμο καθώς και άοσμο, αλλά είναι επίσης ένα από παραδείγματα εξαιρετικά εύφλεκτων χημικών ουσιών. Η ποσότητα μεθανίου στη γη έχει αυξηθεί σημαντικά καθώς υπάρχουν περισσότερες ηφαιστειακές δραστηριότητες.

Χρήσεις

Αυτή η φυσική χημική ουσία μπορεί να αντικαταστήσει το καύσιμο και την πηγή ενέργειας από τα ορυκτά καύσιμα. Το μεθάνιο είναι εύφλεκτο και επίσης άοσμο. Όταν δεχτεί αρκετή πίεση, θα παράγει φλόγα τόσο διαυγή όσο αυτές που παράγονται από τα ορυκτά καύσιμα. Το μεθάνιο είναι επίσης ευεργετικό ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας. Με τέτοιες λειτουργίες, το μεθάνιο είναι μια πολλά υποσχόμενη χημική ουσία που χρησιμοποιείται στη βιοτεχνολογία.

6. L-καρνιτίνη

Ιδιότητες

Η L-καρνιτίνη είναι μια οργανική ένωση που βρίσκεται σε ζωικό ιστό. Ο σχηματισμός της l-καρνιτίνης συνίσταται σε ζύμωση μέσω χημικής σύνθεσης ή ανανεώσιμων υλικών που είναι ακόμα ακατέργαστα. Η L-καρνιτίνη επηρεάζει το μεταβολισμό του λίπους μέσα στο σώμα. Λειτουργεί επίσης στη σύνθεση του λίπους.

Χρήσεις

Η L-καρνιτίνη μπορεί να λειτουργήσει ως συμπλήρωμα διατροφής τόσο για ανθρώπους όσο και για ζώα. Θα βοηθήσει τον μεταβολισμό των λιπιδίων και τη σύνθεση του λίπους μέσα σε ένα σώμα. Έτσι, θα μειώσει την παραγωγή λίπους σε ένα σώμα και θα ενθαρρύνει την ανάπτυξη του σώματος μετατρέποντας το λίπος σε ενέργεια. Όταν το λίπος μεταβολίζεται περισσότερο, ο σχηματισμός μυών θα είναι ευκολότερος.

Άλλη ένωση στη βιοτεχνολογία

Ακολουθούν περισσότερες χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στη βιοτεχνολογία:

• Βητακαροτίνη
• Πετρέλαιο
• Tuberos Lactone
• Βανιλίνη

Η χρήση φυσικών χημικών ουσιών στη σύγχρονη βιομηχανία συμβάλλει στην ελαχιστοποίηση των αρνητικών παρενεργειών που προέρχονται από τη χρήση συνθετικών χημικών ουσιών. Χρησιμοποιώντας κάτι που είναι πιο κοντά στη φύση, ελπίζουμε ότι δεν θα βλάψει το περιβάλλον ή τους ζωντανούς οργανισμούς. Πράγματι, υπάρχουν 10 χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στη βιοτεχνολογία. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη βιοχημεία, διαβάστε τις Εφαρμογές της Βιοχημείας στην Καθημερινή Ζωή.