ΒΙΟΚΑΤΑΛΥΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ




Η εφαρμογή της βιοκατάλυσης στην Ευρώπη διαδραματίζει σήμερα ένα συνεχώς αυξανόμενο ρόλο, με ιδιαίτερη έμφαση στην σύνθεση εξειδικευμένων χημικών ενώσεων (fine chemicals), καθώς και στην παραγωγή ενώσεων αλλά και στην ανάπτυξη βιοδιεργασιών, που ενδιαφέρουν τη σύγχρονη φαρμακευτική βιομηχανία καθώς και τη βιομηχανία τροφίμων [1].
Σήμερα, είναι εδραιωμένη η άποψη ότι τα ένζυμα μπορούν να αντικαταστήσουν τα κλασικά χημικά συνθετικά στάδια. Τα ένζυμα χαρακτηρίζονται από υψηλότατη εκλεκτικότητα, ενώ η έκφραση των καταλυτικών τους ιδιοτήτων ευνοείται σε ήπιες συνθήκες, γεγονός που επιτρέπει τον σχεδιασμό διεργασιών με χαμηλή περιβαλλοντική επίδραση, καθώς με τον τρόπο αυτό αποφεύγεται η χρήση τοξικών οργανικών διαλυτών και αντιδραστηρίων. Εντούτοις, στη συνήθη βιομηχανική πρακτική, οι περισσότερες διαδικασίες λαμβάνουν χώρα σε σχετικά δραστικές συνθήκες, κυρίως ως αποτέλεσμα της πολυπλοκότητας των περισσότερων βιομηχανικών προϊόντων, αλλά και της μικρής διαλυτότητα των αντιδρώντων σε υδατικά μέσα. Στην πραγματικότητα, για την επίτευξη υψηλών συγκεντρώσεων των αντιδρώντων στις περισσότερες βιομηχανικές διεργασίες απαραίτητη θεωρείται τόσο η χρήση οργανικών διαλυτών (είτε καθαρών είτε ως μίγματα με νερό) καθώς και υψηλών θερμοκρασιών [2]. Συνεπώς, η χρήση βιοκαταλυτικών συστημάτων στη βιομηχανία, συχνότατα προϋποθέτει τη δυνατότητα έκφρασης της καταλυτικής ισχύος των βιοκαταλυτικών αυτών συστημάτων όχι σε υδατικά συστήματα αλλά σε οργανικά συστήματα, των οποίων η περιεκτικότητα σε νερό θα είναι σημαντικά περιορισμένη.

Η κοινή, μέχρι πριν λίγα χρόνια άποψη, ότι η έκφραση των καταλυτικών ιδιοτήτων των ενζύμων είναι εφικτή μόνο σε υδατικά διαλύματα, αποτέλεσε ανασταλτικό παράγοντα για την χρησιμοποίηση βιοκαταλυτικών συστημάτων σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες. Η ανάγκη όμως να γίνει εκμεταλλεύσιμη η τεράστια καταλυτική ικανότητα των ενζύμων, όσο και η στερεο- και τοπο-εξειδίκευσή τους, είχε σαν αποτέλεσμα την εντατικοποίηση της έρευνας προς την κατεύθυνση της ανάπτυξης μη υδατοσυμβατών συστημάτων στα οποία τα ένζυμα διατηρούν τις καταλυτικές τους ικανότητες. Η ανάπτυξη των συστημάτων αυτών άνοιξε την τελευταία δεκαετία ένα νέο κεφάλαιο στην Ενζυμική Βιοτεχνολογία επεκτείνοντας ταυτόχρονα την εφαρμογή της ενζυμικής κατάλυσης σε διάφορες διαδικασίες, που αφορούν άμεσα την αναπτυξιακή πορεία της σύγχρονης χημικής και φαρμακευτικής βιομηχανίας [2, 3, 4].