जैव-आधारित रसायन और एंजाइम

संदर्भ

भारत सतत विनिर्माण को मजबूत करने और पेट्रोकेमिकल आयात को कम करने के लिए जैव प्रौद्योगिकी विभाग की बायोई3 (BioE3) नीति के तहत जैव-आधारित रसायनों व एंजाइमों को प्राथमिकता दे रहा है।

जैव-आधारित रसायनों और एंजाइमों के बारे में

• जैव-आधारित रसायन ऐसे औद्योगिक रसायन हैं जो जीवाश्म ईंधन के बजाय गन्ने, मक्का, स्टार्च या कृषि अवशेषों जैसे नवीकरणीय जैविक कच्चे माल से प्राप्त होते हैं।
• एंजाइम जैविक उत्प्रेरक (मुख्यतः प्रोटीन) होते हैं जो औद्योगिक और जैविक प्रक्रियाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को गति प्रदान करते हैं।
• जैव-आधारित रासायनिक उत्पादन जैव-अर्थव्यवस्था की अवधारणा से उत्पन्न होता है जो पेट्रोकेमिकल्स के टिकाऊ विकल्प बनाने के लिए औद्योगिक उत्पादन के साथ जीव विज्ञान को एकीकृत करता है।
• एंजाइमों का उपयोग सदियों से होता आ रहा है किंतु आधुनिक औद्योगिक एंजाइम इंजीनियरिंग का विस्तार 20वीं सदी में जैव प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ हुआ।

निर्माण प्रक्रिया 

• जैव-आधारित रसायनों का उत्पादन प्राय: किण्वन, एंजाइमेटिक रूपांतरण या सूक्ष्मजीव प्रक्रियाओं के माध्यम से बायोमास को फीडस्टॉक के रूप में उपयोग करके किया जाता है।
• सूक्ष्मजीवों द्वारा किण्वन के माध्यम से एंजाइमों का उत्पादन किया जाता है जिसके बाद औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उनका शुद्धिकरण व निर्माण किया जाता है।

मुख्य विशेषताएँ 

• नवीकरणीय कच्चा माल: जीवाश्म हाइड्रोकार्बन के बजाय बायोमास से प्राप्त।
• निम्न कार्बन फुटप्रिंट: पेट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं की तुलना में प्राय: ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कमी आती है।
• ऊर्जा कुशल: एंजाइम निम्न तापमान एवं दाब पर काम करते हैं जिससे ऊर्जा की खपत कम होती है।
• जैविक रूप से अपघटनीय प्रकृति: कई जैव-आधारित उत्पाद पर्यावरण के लिए अधिक अनुकूल होते हैं।
• उच्च विशिष्टता: एंजाइम सटीक उत्प्रेरक क्रिया प्रदान करते हैं जिससे प्रक्रिया की दक्षता में सुधार होता है।

अनुप्रयोग 

• रासायनिक उद्योग: कार्बनिक अम्लों (लैक्टिक अम्ल), जैव-अल्कोहल, विलायक एवं मध्यवर्ती पदार्थों का उत्पादन
• फार्मास्युटिकल्स और वैक्सीन: सक्रिय अवयवों के संश्लेषण में किण्वन विशेषज्ञता का उपयोग 
• खाद्य एवं पेय पदार्थ: शराब बनाने, बेकिंग और डेयरी प्रसंस्करण में एंजाइम का प्रयोग  
• वस्त्र एवं डिटर्जेंट: एंजाइम दाग हटाने और कपड़े की प्रोसेसिंग में सहायक
• जैव-विनिर्माण एवं स्वच्छ प्रौद्योगिकी: टिकाऊ प्लास्टिक, जैव ईंधन और विशेष रसायनों में अनुप्रयुक्त