Biokatalyzátory

Biokatalyzátory jsou katalyzátory odvozené od biologických systémů, jejichž nejčastější formou jsou enzymy. V širším smyslu zahrnují také celé buňky, organely a jiné biochemické komponenty, které urychlují chemické reakce bez změny své chemické identity. Enzymové biokatalyzátory pracují na specifických substrátech za optimálních podmínek pH, teploty a ion strength a často umožňují řídit stereochemii výsledných sloučenin.

Vlastnosti a mechanismus: Enzymy poskytují specifické aktivní místo, kde se substrát váže a prochází reakcí. Koenzymy a kofaktory mohou být součástí aktivní centra. Katalýza spočívá v snížení aktivační energie reakce, což vede k vyšší rychlosti a často vysoké enantiospecificitě a chemické čistotě.

Použití: Biokatalyzátory se široce uplatňují v potravinářství (např. laktáza pro mléčné produkty bez laktózy, amylázy na zpracování škrobu), v chemickém průmyslu pro syntézu a hydrolyzu specifických sloučenin, v kosmetice či farmaceutickém průmyslu. V environmentálních technologiích se využívají k biodegradaci a bioremediaci. Vykazují výhodu zejména v nízkých teplotách a při mírných podmínkách, což často snižuje vedlejší vedlejší produkty a zlepšuje udržitelnost.

Produkce a úprava: Enzymy se získávají izolací z mikroorganismů, rostlin nebo živočichů a často se vyrábějí rekombinantně. Často se používají imobilizované biokatalyzátory na nosičích, což zvyšuje jejich stabilitu, umožňuje opakované použití a usnadňuje oddělení od procesu.

Bezpečnost a regulace: Biokatalyzátory podléhají příslušným normám a testům bezpečnosti, zejména u potravin a léků, a často se uvádějí pod GMP.