Biokatalyytit

Biokatalyytit ovat biologisten järjestelmien katalyyttejä, jotka nopeuttavat kemiallisia reaktioita. Tavallisimpiin biokatalyytteihin kuuluvat entsyymit, proteiinipohjaiset katalyytit, mutta mukaan luetaan myös ribotsyymit, eli RNA-molekyylit, jotka kykenevät katalysoimaan reaktioita. Biokatalyytit voivat toimia sekä elävissä soluissa että eristettyinä osina laboratorio- tai teollisuusprosesseissa.

Toimintaperiaate perustuu siihen, että biokatalyytit sitovat substraatit tiukasti erityiseen aktiiviseen kohtaan ja alentavat reaktion aktivoitumisenergiaa. Tuloksena on parempi reaktionopeus ja usein parempi valikoituvuus halutulle tuotteelle. Useimmat biokatalyytit toimivat fysiologisissa lämpötiloissa ja pH-olosuhteissa, mikä tekee niistä ekologisesti ja energetisesti etuina verrattuna monet perinteisiin kemiallisiin katalyyttiin.

Tyypit ja sovellukset vaihtelevat. Yleisimpiä ovat entsyymit kuten lipaasit, amylaasit ja laktaasit sekä ribotsyymit. Biokatalyyttejä voidaan käyttää itsenäisesti tai immobilisoidaan kiinteälle tukelle, mikä pidentää niiden käyttöikää ja helpottaa kierrätystä sekä prosessihävikkiä. Biokatalyysi on tärkeä osa bioteknologiaa ja kestävää tuotantoa.

Sovellukset kattavat elintarviketeollisuuden ja lääkevalmistuksen sekä ympäristö- ja teollisuusprosessit. Esimerkkeinä käytöstä: laktaasin käytetään laktoosin käsittelyssä, lipaasit triglyceridien muokkauksessa, ja asparaginase pienentää paistoruokiin muodostuvaa akryylamidia. Haasteina ovat biokatalyytteihin liittyvä stabiilisuus, kustannukset ja tuotannon laajennettavuus, mutta kehitys, kuten proteiinin muokkaukset ja uusi immobilointi, parantaa käytettävyyttä jatkuvasti.