Biokatalytické

Biokatalytické procesy jsou chemické reakce urychlené biokatalyzátory, zejména enzymy nebo celé buňky. Probíhají obvykle za mírných podmínek (teplota, pH) a často vykazují vysokou specifitu a enantioselektivitu, což vede k čistým produktům a nižšímu množství odpadů.

Hlavními biokatalyzátory jsou enzymy, proteiny s vysoce specifickou aktivitou na určité substráty. Často se používají immobilizované enzymy nebo celé buňky, které mohou být opakovaně použity. Ko-faktory, jejichž regenerace bývá součástí procesu (např. NAD(P)H), bývají integrovány do biokatalytických systémů.

Mezi nejčastější reakce patří hydrolyzy (např. lipázy při esterifikacích), oxidoredukce, transaminace, hydratace a transferázové reakce. Enzymové reakce často vedou k tvorbě enantioměrně čistých sloučenin, které jsou důležité například v farmaceutickém průmyslu při výrobě léčiv nebo jejich intermediátů.

Aplikace biokatalýzy zahrnují výrobu farmaceutických a chemických substrátů, zlepšení chuťových a texturálních vlastností v potravinářství, kosmetiku, bioremediaci a zpracování odpadních vod. Biokatalytické přístupy často nabízejí nižší energetické nároky a menší ekologickou stopu než tradiční chemické procesy.

Výhody zahrnují vysokou specifitu, provoz při nízkých teplotách a tlaku, šetrnost k prostředí a možnost regenerace ko-faktorů s obnovitelnými zdroji energie. Mezi omezení patří omezená šíře substrátů, citlivost enzymů na podmínky a náročná stabilizace pro průmyslové měřítko.

Budoucnost biokatalýzy spočívá v inženýrství enzymů, objevování nových biokatalyzátorů a integrovaných procesech v bioreaktorech, včetně využití celých buněk a bioreaktorů typu průtokových pro efektivní a udržitelnou výrobu.