Jaké jsou výhody bio-katalytických procesů?

Bio-katalytické procesy využívají schopnosti živých organismů nebo jejich biologických částí přeměňovat látky. Přeměna hroznové šťávy ve víno prostřednictvím mikroorganismů, nazývaná fermentace, je klasickým příkladem bio-katalýzy. Bio-katalýza umožňuje syntézu látek v jediném biologickém kroku za nižší teploty (obvykle 25-37°C) a v podmínkách, které šetří životní prostředí, zatímco pro chemickou syntézu stejných látek je často zapotřebí mnoha výrobních kroků včetně užívání (toxických) rozpouštědel a vysokých teplot.

Slovo bio-katalýza naznačuje, že mikroorganismy nebo izolované aktivní proteiny, nazývané enzymy, které uskutečňují chemické reakce, nejsou samotnou reakcí spotřebovány. Pouze umožňují reakci. Specifičnost a rychlost biologických reakcí i obrovský počet možných biologických reakcí užitečných v průmyslové výrobě jim dávají mnoho výhod. Biologické reakce jsou jednodušší, méně nebezpečné, ekonomicky efektivnější a udržitelnější vzhledem k životnímu prostředí. Přes tyto výhody se bio-katalýza většinou používá pro syntézu antibiotik, čistých chemikálií, vitamínů, čisticích prostředků a bioplastů. Nahrazování chemických procesů procesy bio-katalytickými je pro vyšší nákladnost pomalé. Svou roli hraje i dlouhá tradice chemického průmyslu a často velmi vysoké nutné investice pro přeměnu průmyslových procesů.

Použití mikroorganismů (jako bakterií, kvasinek nebo plísní) a enzymů v průmyslových procesech umožňuje pracovat při mírných teplotách a tlacích, takže šetří energii, vodu a suroviny. Účinnost mikroorganismů může být zvýšena genetickým inženýrstvím. Zvyšuje výtěžek produktu při stejném množství organismů, vytváří možnosti optimálních enzymatických katalytických procesů změnou genových sekvencí (tzv. proteinové inženýrství).

Jestliže biokatalytické procesy (označované jako „Bílá biotechnologie“) se využití pro výrobu textilních vláken, snižuje se zatížení životního prostředí a současně stoupá ekonomická hodnota.Až stoprocentní snížení spotřeby pohonných hmot a produkce oxidu uhličitého lze dosáhnout biotechnologickou výrobou etanolu a etylénu pro plastikářský průmysl. To jsou výrobky chemického průmyslu s největším objemem. Dnes však nemůže tento proces soutěžit cenově s fosilními surovinami (ropa, zemní plyn, uhlí), ale zůstává pro budoucnost, až se fosilní suroviny začnou vyčerpávat a jejich cena stoupat.