Na cellulose is zetmeel het tweede belangrijkste reservoir van koolhydraten. Het wordt opgeslagen in granen, knollen en bladeren van planten. Het is niet alleen het hoofdbestanddeel van het menselijke dieet, maar is ook van belang in verschillende industriële sectoren. Zetmeel is een van de meest gebruikte lijmmiddelen die is gemaakt van natuurlijke grondstoffen. Het is relatief goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar. Zetmeel en zijn derivaten zijn goed voor meer dan 75% van alle lijmmiddelen die over de hele wereld worden gebruikt. Conventionele zetmeelgroottes werden meestal verwijderd door zuren toe te passen, maar nu krijgen microbiële enzymen meer belangstelling als alternatief ontstekingsmiddel¹. Enzymen die zetmeel hydrolyseren zijn onderverdeeld in vier categorieën: endoamylasen, exoamylasen, onttakkende enzymen en transferasen. Leden van de endo-amylasegroep splitsen de interne 1, 4 bindingen van amylose en amylopectine (α-amylase) subeenheden wat resulteert in de productie van oligosacchariden. Exoamylasen, de tweede groep zetmeelhydrolyserende enzymen, richten zich op 1, 4 (amyloglucosidase) of 1, 4 en 1, 6 (β-amylase). Exoamylasen vallen externe glucoseresiduen van amylose- en amylopectine-subeenheden aan en leveren ofwel alleen glucose (glucoamylase) of maltose en dextrine (β-amylase) op als het eindproduct. Onttakkende enzymen, een derde groep enzymen, hydrolyseren uitsluitend 1, 6 glycosidische bindingen: pullulanase en isoamylase. Enzymen die behoren tot de vierde groep, Transferases, splitsen 1, 4 glycosidische bindingen (amylomaltase) en brengen een deel van het donormolecuul over naar een acceptor (glycosidische) en vormen een nieuwe glycosidische binding.

Amylasen kunnen worden geïsoleerd uit alle levende systemen, inclusief dieren, planten en micro-organismen^2,3. Dieren en planten als amylasebronnen zijn minder belangrijk omdat enzymen van deze organismen niet aan de industriële eisen kunnen voldoen. Amylasen uit deze bronnen zijn bijvoorbeeld niet erg stabiel bij hoge temperaturen voor veel industriële processen. Daarom hebben microbiële enzymen de voorkeur voor industriële behoeften⁴. Microbiële amylasen hebben dus verschillende voordelen ten opzichte van andere bronnen, zoals kosteneffectiviteit, betrouwbaarheid, voorspelbaarheid, hoge stabiliteit en milieuvriendelijk gedrag.^5,6. Er zijn veel microbiële soorten gerapporteerd voor de productie van amylasen, zoals Aspergillus oryzae, Aspergillus ontsmet, Hemicola lanuginose, Rhizopus Hemicola, Aspergillus sterretje, Thermokok hydrothermalis, Pyrococcus furiosus,Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquifaciens, Bacillus cereus Bacillus stearothermophilus, Bacillus thuringiensis, Bacillus coagulans, Bacillus thermoleovorans en Bacillus licheniformis⁷.

Van de industrieel belangrijke enzymen zijn amylasen belangrijk, aangezien deze als eerste op industriële schaal werden geproduceerd en voor verschillende doeleinden op de markt werden gebracht. Deze industrieel belangrijke enzymen worden in verschillende sectoren gebruikt. In de papier- en pulpindustrie wordt amylase-enzym gebruikt om zetmeelmoleculen te modificeren tijdens het papiercoatingproces⁸. Evenzo wordt amylase gebruikt bij het fermenteren van de suiker van landbouwgewassen om bio-ethanol te produceren, een alternatief voor ruwe olie. In de voedingssector wordt amylase veel gebruikt bij het bakken, brouwen, spijsverteringshulpmiddelen, cakeproductie en sapbereidingen⁴. Het belangrijkste is dat amylase wordt gebruikt in de wasmiddelen- en textielindustrie om zetmeelresten uit textiel te verwijderen⁹.

Ontlijmen, zuren en bleken zijn voorbereidende stadia voor natte verwerkingsbehandelingen zoals verven, bedrukken en afwerken op katoenen stoffen¹⁰. Het verwijderen van lijmverbindingen (maten) van weefseldraden die tijdens het weefproces worden aangebracht om te voorkomen dat garen beschadigd en breekt, staat bekend als ontmaten. Chemicaliën zoals basen, zuren of oxidatiemiddelen worden vaak gebruikt om deze grote deeltjes uit de stof te verwijderen. Deze chemicaliën verwijderen echter niet alleen niet-celluloseachtige verontreinigingen, maar zorgen er ook voor dat de stof gewicht en sterkte verliest. Bovendien zorgen deze verbindingen ervoor dat afvalwater hoge CZV-, BZV- en TDS-niveaus heeft. De lijmmiddelen van de textielveredelingsindustrie resulteren in afvalwater met een CZV van 50-80 procent. Enzymtechnologieën, zoals het gebruik van amylasen, resulteren in de afbraak van zetmeel in dextrine en eenvoudigere glucose-eenheden, wat resulteert in een milieuvriendelijker productieproces¹¹.

Tegenwoordig worden pogingen ondernomen om textielbehandelingsprocessen te vervangen door milieuvriendelijke op enzymen gebaseerde technieken^12,13. Milde reactieomstandigheden tijdens enzymatische processen maken deze techniek milieuvriendelijker^12,14,15. Veel onderzoeken hebben aangetoond dat amylase commercieel wordt gebruikt voor ontzurende en zure doeleinden¹⁶. In plaats van effectief te zijn, werden biogebaseerde benaderingen echter geplaagd door problemen zoals het verwijderen van zwarte of donkerbruine stukjes zaadvacht met of zonder verbonden linters en vezels¹⁷. Dit zijn de moeilijkste verontreinigingen om te verwijderen, zelfs bij gebruik van sterk zure oplossingen, daarom zijn extra bleekbehandelingen nodig om een ​​perfecte witheid van katoen te bereiken. Enzymen hydrolyseren voornamelijk microscopisch kleine zaadvachtvezels die zich hechten aan vezelfragmenten, waardoor de overgebleven zaadvachtfragmenten eenvoudig kunnen worden verwijderd tijdens het chemische bleekproces¹⁸.

Het is van cruciaal belang om huidige betaalbare enzympreparaten in bulkhoeveelheden te introduceren voor industriële inzet van welke technologie dan ook. Als gevolg, Bacillus cereus AS2, dat extracellulair amylase produceert, werd geïsoleerd en de enzymproductie werd verbeterd met behulp van verschillende parameters. Het huidige onderzoek onderzoekt het gebruik van amylase bij het verwijderen van weefsels en de optimalisatie van verschillende procesparameters.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. Automotive / EV's, carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
• Bron: https://www.nature.com/articles/s41598-023-38956-3