Entsyymit ja niiden tuotanto. Niklas von Weymarn, VTT Erikoistutkija ja tiiminvetäjä



Samankaltaiset tiedostot
Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 4. Entsyymit ovat solun kemiallisia robotteja

Uusi teollinen biotekniikka ja biotalous. Prof. Merja Penttilä VTT

Biotekniikka elintarviketeollisuudessa. Matti Leisola TKK/Bioprosessitekniikka

Vitamiinien puutostilat: Christian Ejkman ( ) havaitsi ensimmäisenä vuonna 1888, että jonkin ravintotekijän puute aiheutti kanoilla

PROSESSITEKNIIKAN PERUSTA 2011 Bioprosessitekniikan mahdollisuudet. Biotekniikan määritelmä

Hyönteisalan tulevaisuuden mahdollisuudet ja Luken tutkimus

Mitä teollinen biotekniikka oikein on?

Luomutuotteiden valmistuksen erityispiirteet ja reseptiikka. Mikkeli Jaana Elo KoKo Palvelut

Amylaasi ja tärkkelyksen hydrolyysi Pauliina Lankinen, Antti Savin ja Sari Timonen

DNA:n informaation kulku, koostumus

Teollisuusentsyymit modernia bioprosessitekniikka a. * Roal Oy / AB Enzymes Oy * Tutkimusjohtaja Jari Vehmaanperä *

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Mikrobiologia. Mikrobeja on kaikkialla mutta niitä ei näe paljain silmin

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI

Fytaasi ja uusi rehuarvojärjestelmä. Maija Karhapää

Arvokkaiden yhdisteiden tuottaminen kasveissa ja kasvisoluviljelmissä

Erilaisia soluja. Siittiösolu on ihmisen pienimpiä soluja. Tohvelieläin koostuu vain yhdestä solusta. Veren punasoluja

Yksisoluproteiinit Missä mennään?

Työn tavoitteena on perehtyä mikrobien avulla tuotettuihin entsyymeihin joita hyödynnetään meijeriteollisuudessa maitotuotteiden valmistuksessa.

siirtyy uuteen bioteknologian aikakauteen!

Teknologia jalostusasteen työkaluna. FENOLA OY Harri Latva-Mäenpää Toimitusjohtaja Seinäjoki

Terveillä vasikoilla on terveet mahat

Kauratuotteet. terveellisiin leipomuksiin

siirtyy uuteen bioteknologian aikakauteen!

Metsähyvinvoinnin kehitysohjelman ajankohtaistapahtuma Biotalous tehdään yhteistyöllä. Sixten Sunabacka Työ- ja elinkeinoministeriö

VESI JA VESILIUOKSET

Bioteollisuuden yksikköoperaatiot: jälkikäsittely

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 3. Solujen kemiallinen rakenne

2.1 Solun rakenne - Lisämateriaalit

Esim. ihminen koostuu 3,72 x solusta

* vastaanottotarkastuksen parametrit. Materiaalikestävyys: Suositeltujen lämpötila- ja pitoisuusrajojen puitteissa Trimeta NOD soveltuu käytettäväksi:

8. Alkoholit, fenolit ja eetterit

BIOMUOVIA TÄRKKELYKSESTÄ

Virusriskin vähentäminen elintarviketuotannossa

ENTSYYMIKATA- LYYSIN PERUSTEET (dos. Tuomas Haltia)

35 RYHMÄ VALKUAISAINEET; MODIFIOIDUT TÄRKKELYKSET; LIIMAT JA LIISTERIT; ENTSYYMIT

Sukunimi Etunimet Tehtävä 3 Pisteet / 20

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu

Synteettinen biologia Suomessa: Virukset synteettisen biologian työkaluina

Ilmiö 7-9 Kemia OPS 2016

Tulevaisuuden tehdas 2020 Petri Laakso, Senior Scientist

ELEC-C2210 Molekyyli- ja solubiologia

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle

REAKTIONOPEUS IHMISKEHOSSA TUTKIMUKSELLINEN TYÖ YLÄKOULULAISILLE

782630S Pintakemia I, 3 op

Laatukauran tuotanto ja siitä syntyvän kasvimassan hyötykäyttö termomekaanisen prosessin avulla (Laatukaura)

Metallien 3D-tulostus uudet liiketoimintamahdollisuudet

Energian tuotanto haasteita ja mahdollisuuksia Pohjois- Suomessa. Pekka Tynjälä Ulla Lassi

KE Johdatus prosesseihin, 2 op. Aloitusluento, kurssin esittely

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa

Puusta Proteiinia? Henri Vanhanen. KoneAgria - Vaihtoehtoiset proteiinilähteet , Jyväskylä

Tiedelimsa. KOHDERYHMÄ: Työ voidaan tehdä kaikenikäisien kanssa. Teorian laajuus riippuu ryhmän tasosta/iästä.

Oluen valmistus. Heikki Eräsalo Laatupäällikkö Pyynikin käsityöläispanimo Oy

Biologiset lääkkeet ja biosimilaarit

Farkkujen teollinen ekologia tuotekehityksen mahdollisuudet. Lea Heikinheimo Lahden Ammattikorkeakoulu/TL

Kirkkokadun koulu Nurmes Sisäilmaongelmat & mikrobit Minna Laurinen, Rakennusterveysasiantuntija Marika Raatikainen, Sisäilma-asiantuntija

Metsäbiojalostamot. Energia-lehti 7/2006: "Biojalostamo pelastaa" "Kaasutuksessa muhii miljardibisnes" Metsätehon seminaari Helsinki, 17.3.

Eliömaailma. BI1 Elämä ja evoluutio Leena Kangas-Järviluoma

ÄÄNEKOSKEN BIOTUOTETEHDAS

Laatua raaka-aineiden jalostamiseen Elintarvike- ja poroalan koulutushanke

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Syöpä. Ihmisen keho muodostuu miljardeista soluista. Vaikka. EGF-kasvutekijä. reseptori. tuma. dna

Bioprosessiteollisuus: Entsymaattiset prosessit

Jos kahdella aineella on eri sidosrakenne, mutta sama molekyylikaava, kutsutaan niitä isomeereiksi.

Kemira DesinFix. Innovatiivista veden desinfiointia

Biologia. Pakolliset kurssit. 1. Eliömaailma (BI1)

Kondensaatio ja hydrolyysi

Tutkimuksellisia töitä biologian opetukseen

Teollinen Internet. Tatu Lund

Geenitekniikan perusmenetelmät

Oulun yliopiston ja hankkeen toteuttaneiden tutkimusyksikköjen esittely

GEENITEKNIIKAN PERUSASIOITA

Tie biotalouteen - VTT kehittää uusia elinkeinoelämän biotalousinnovaatioita. Lehdistötilaisuus Kristiina Kruus, tutkimusprofessori VTT

Opas pienmeijereille Luomumaito- ja jalosteet. Jaana Elo KoKo Palvelut

Muuttuva arvoketju Arvoketju kokonaisuutena, mikä se on? Lihatilan talous ja johtaminen superseminaari, Seinäjoki Kyösti Arovuori

BioA. Biojalostamolla energiaa jätteistä ja sivujakeista Jätepohjaisen biojalostamotoiminnan kytkeminen metsäteollisuuslaitoksen yhteyteen.

Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta Sukunimi Bioteknologia tutkinto-ohjelma Etunimet valintakoe pe Tehtävä 1 Pisteet / 15

Merkinnät hankinnan apuna. Lilli Puntti Tuotekehitystuen päällikkö o.t.o. työsuojelupäällikkö

EUROOPAN PARLAMENTTI

Mika Laitinen, maltainen.fi Sahdin valmistusmenetelmät

METSÄN UUDET MAHDOLLISUUDET UPM BIOFORE YHTIÖ. ProSuomi-projektin päätösseminari , Juuso Konttinen

Kemianteollisuuden tulevaisuuden näkymät

Kotimaisen (huonekalu) teollisuuden säilyttäminen

METALLIN TYÖSTÖNESTEET. SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU LEIKKO-PROJEKTI Kuopio /Petri Paganus

UUDET TEKNIIKAT SISÄYMPÄRISTÖN MIKROBIEN TOTEAMISESSA

BIOTUOTETEHDAS Enemmän kuin sellutehdas Tutkimusjohtaja Niklas von Weymarn, Metsä Fibre

Metropolian OPO-info

METSÄN TULEVAISUUDEN TUOTTEET Teollisuuden metsänhoitajat ry Syysseminaari Metsäpäivillä

Opiskelijanro Prosessi Teema 1 Teema 2 Teema 3 Teema 4 Teema 5 Teema 6 Teema 7 Pisteet Arvosana Sokerin valmistus ,5 5 26,5 3

Leivän ABC. Mielenkiintoisia tietoiskuja leivästä kiinnostuneille

Maija-Liisa Välimäki Eeva-Liisa Laakso. Ruokaa hygieenisesti

Kemianteollisuuden tulevaisuuden näkymät

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Lue tämä käyttöohje kokonaisuudessaan ennen laitteen käyttöä! ERRECOM OTSONAATTORI TUOTEKOODI 227-EAB1040 KÄYTTÖOHJE

KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT

HEIKOT VUOROVAIKUTUKSET MOLEKYYLIEN VÄLISET SIDOKSET

Tekstiiliteknologia tuottaa pehmeitä ja miellyttäviä materiaaleja, jotka reagoivat kehon oman energian ja lämmön kanssa. Back2You -vaatteiden

Nestemäinen, emäksinen ei-hapettava puhdistus- ja desinfiointiaine vaahtopesuun juoma- ja elintarviketeollisuudessa

Trimeta BBT. Ominaisuudet. Kuvaus: Fosfaatiton, hapan, ei-hapettava desinfiointiaine juoma- ja elintarviketeollisuudelle

Transkriptio:

Entsyymit ja niiden tuotanto Niklas von Weymarn, VTT Erikoistutkija ja tiiminvetäjä

Mitä ovat entsyymit? Entsyymit ovat proteiineja (eli valkuaisaineita), jotka vauhdittavat (katalysoivat) kemiallisia reaktioita. Entsyymit ovat elämälle elintärkeitä, koska suurin osa elävissä soluissa tapahtuvista kemiallisista reaktioista tapahtuisivat liian hitaasti. Ilman entsyymejä syntyisi myös osittain vääriä tuotteita. Entsyymit eivät itse muutu reaktiossa. Substraatti Entsyymi Tuote

Entsyymien toiminta (perusajatus) E E E E S T S T Käytännössä entsymaattiset reaktiot tapahtuvat useimmiten nesteissä, eli substraatit, entsyymit ja syntyneet tuotteet uivat sekaisin ko. nesteessä. Entsyymeillä on olemassa optimiolosuhteet (mm. lämpötila ja happamuus), jossa ne toimivat parhaiten Teollisissa prosesseja pyritään olosuhteet pitämään mahdollisimman suotuisina

Mitä entsyymit käytännössä tekevät? Leikkaavat Hapettavat Lisäävät Entsyymit ovat: Spesifisiä Tehokkaita Ei-myrkyllisiä

Tarkempi luokitus EC 1 Oksidoreduktaasit: katalysoivat hapetus/pelkistysreaktioita EC 2 Transferaasit: siirtävät funktionaalisen ryhmän (metyyli- tai fosfaattiryhmän) EC 3 Hydrolaasit: katalysoivat erilaisten sidosten hydrolysoitumista EC 4 Lyaasit: pilkkovat sidoksia muilla tavoin kuin hydrolysoimalla tai hapettamalla EC 5 Isomeraasit: katalysoivat isomeraatiomuutoksia yhdessä molekyylissä EC 6 Ligaasit: sitovat kaksi molekyyli kovalenttisidoksella

Entsyymien synteesi soluissa Genomi DNA mrna Entsyymi

Miten teollisuus tähän liittyy? Vuosisatojen varrella ihminen on oppinut hyödyntämään entsyymejä erilaisissa valmistusprosesseissa. Esimerkiksi: Renniini juuston valmistuksessa aluksi uuttamalla kuivatusta vasikan vatsasta (1874) Amylaasit tekstiileissä olevan tärkkelyksen poistamiseksi (1910-luku) Pepsiini (1926) Proteaasit pesuaineiden lisäaineena (1959) Nykyään sovelluksia pesuaineissa, leivonnassa, lasten ruoissa, oluen valmistuksessa, mehuissa, meijeriteollisuudessa, siirappien valmistuksessa, P&P teollisuudessa, jne. Lisäksi monet lääkkeet ovat entsyymejä.

Entsyymien tuottamien Perinteisesti uuttamalla eläinten osista (tai kasvimateriaalista) Tuotetaan nykyään pääosin mikrobisoluilla hallituissa tehdasympäristöissä Solut tuottavat entsyymejä joko intrasellulaarisesti tai ekstrasellulaarisesti Jälkimmäinen on prosessiteknisesti helpompi Tuottotasojen nostaminen: Satunnainen mutageneesi Geenitekniikka Proteiinien hienosäätö

Tuotantoprosessi ja arvoketju Bioreaktori Kuluttajatuote Raaka-aineet Jälkikäsittely Ainesosa Kuluttajatuote Soluja Monia teollisuudenaloja

Bioreaktori (fermentori) ALUSSA Vettä Kasvuun tarvittavat raaka-aineet liuenneena veteen Oikeat ulkoiset olosuhteet, kuten lämpötila, happamuus, liuenneen hapen määrä, jne. Vähän soluja LOPUSSA Paljon soluja Tuote Sivutuotteita Raaka-aineita

Teolliset tuotto-organismit Bakteerit Bacillus sp. Streptomyces sp. Pseudomonas fluorescens Hiivat Pichia pastoris Homeet Aspergillus sp. Trichoderma sp. Chrysosporium lucknowense

Bioreaktorista saatavan liuoksen puhdistus Riippuu sitä onko tuote solun sisällä tai ulkopuolella ja tuotteen käyttökohteesta (elintarvike, lääke, teollisuus tai eläinrehu) Kiintoaineen (= solut) erotus nestefaasista Suodattamalla tai sentrifugoimalla Solujen hajotus Konsentrointi Puhdistus Formulointi

Markkinat Maailmanlaajuisesti >2 miljardia euroa vuodessa (teolliset entsyymit) Teollisten entsyymien merkittävimmät käyttökohteet: Tekninen (pesuaineet, P&P teollisuus) Elintarvike Eläinrehu Merkittävimmät yritykset (markkinaosuusluvut vuodelta 2004): Novozymes, Tanska 44 % Genencor/Danisco, Tanska (kaksi tehdasta Suomessa) 18 % DSM, Hollanti 5 % BASF, Saksa 5 % AB Enzymes, Englanti (tehdas Suomessa)

Tulevaisuus Uusia sovelluksia ja uusia entsyymejä Liquanase (Novozymes) poistaa kuivuneita veritahroja ja muita hankalia tahroja vaatteista 30 asteessa Suomessa: P&P-teollisuus Parannettua entsyymejä Uudet tuotto-organismit Biojalostamot Bioetanolin tuotto ligno-selluloosasta Byrokratian vähentäminen Hyväksyntäprosessit liian kalliita ja hankalia