L'ORO DELLE BIOTECNOLOGIE BIANCHE: GLI ENZIMI

GLI ENZIMI E LE BIOTECNOLOGIE

I processi che utilizzano enzimi isolati come catalizzatori prendono il nome di biotrasformazioni, le quali, fra i vari campi di applicazione delle biotecnologie, vengono identificate come biotecnologie "bianche".

Gli enzimi sono come l’oro. Essi sono “preziosi” perché in grado di velocizzare, anche di molto, le reazioni chimiche. Per questi motivi si è pensato di utilizzare gli enzimi per trasformare un reagente di partenza (il substrato) nel prodotto desiderato.

L’enzima, spesso una proteina ricombinante, deve essere sintetizzata e isolata in grande quantità per poi essere messa a contatto con il substrato. Il catalizzatore biologico può trovarsi libero nel mezzo acquoso, oppure legato a una matrice solida: in questo caso parliamo di enzima immobilizzato. Questi ultimi sono spesso preferiti agli enzimi liberi in quanto più facilmente recuperabili a fine processo e quindi riciclabili. Uno svantaggio è legato all’utilizzo di cofattori, come il NAD+ e il FAD, i quali devono essere costantemente forniti all’enzima per svolgere la reazione: questo problema non si presenta invece nelle cellule intere, che sono in grado di rigenerare i cofattori mediante le normali attività metaboliche.

Le applicazioni industriali degli enzimi sono molte e per questo motivo essi vengono molto spesso utilizzati nell’industria moderna. Gli enzimi hanno permesso infatti non solo di modificare i processi industriali, ma anche la formulazione e l’utilizzo stesso del prodotto finito da parte del consumatore.

Detersivi: prodotti meno inquinanti

L’uso di enzimi efficienti all’interno dei detersivi ha permesso di abbassare la temperatura e le tempistiche di utilizzo delle lavatrici, con un notevole risparmio in termini economici e di inquinamento: oltre a ridurre l’impatto antropico sulle acque, si evita l'uso massivo dei fosfati, il cui accumulo può comportare danni all'ambiente. Nei detergenti sono presenti enzimi degradativi delle proteine (proteasi) e dei grassi (lipasi) i quali hanno anche un’azione meno aggressiva nei confronti dei tessuti, al contrario di alcune sostanze chimiche utilizzate in passato.

Per saperne di più: http://www.greenme.it/consumare/detergenza/9340-detersivi-ecologici-enzimi

Nel settore tessile: cellulasi per lo "Stone Wash"

Stone wash del tessuto dei jeans ottenuto
 con l'utilizzo della pietra pomice

Un’applicazione interessante è quella dell’effetto “consumato” (stone wash) tipico del tessuto dei jeans, ovvero il denim. In passato si utilizzava la pietra pomice al fine di introdurre abrasioni sul tessuto o schiarirne il colore; oggi invece enzimi chiamati cellulasi sono in grado di compiere la stessa operazione in maniera più veloce e controllata, tanto da introdurre una scala di tonalità a seconda della concentrazione di enzima utilizzato. Sempre nell’industria tessile, enzimi come catalasi, laccasi e perossidasi permettono l’eliminazione dell’acqua ossigenata e il trattamento dei coloranti nelle fasi di candeggio e tintura. Nel settore conciario, invece, lipasi e proteasi facilitano passaggi di produzione del cuoio e delle pelli come la macerazione e lo sgrassamento.  In maniera simile altri enzimi sono stati introdotti nel settore cartiero nelle fasi di sbiancamento e disinchiostramento. 

Nel settore alimentare

Nel settore alimentare gli enzimi vengono utilizzati   per rendere il prodotto finale più appetibile, e a volte più digeribile, al consumatore. Per esempio le proteasi vengono impiegate nella produzione del formaggio, della carne e dell’aspartame (un dolcificante), le lipasi per modificare i grassi vegetali e animali e nella produzione di gelati, e le amilasi (che degradano zuccheri) per produrre sciroppi di fruttosio. Inoltre, moltissimi coloranti o aromi vengono sintetizzati in maggiore quantità grazie all’uso di enzimi ispirati a quelli della fonte naturale. Similmente il settore farmaceutico fa largo utilizzo di enzimi per produrre medicinali a minor costo.

La nuova frontiera: produzione di biocarburanti 

E' un settore che sta acquisendo sempre più importanza ma ancora in via di sviluppo che ha lo scopo di produrre propellenti a basso impatto ambientale (Bio-combustibili come bio-etanolo, bio-diesel, bio-gas, biomasse vegetali) che permettano in futuro di slegarsi dall’uso del petrolio, riducendo allo stesso tempo le emissioni inquinanti. 

http://www.treccani.it/enciclopedia/biotecnologie/
http://www.governo.it/biotecnologie/documenti/Biotecnologie%20bianche%20_2006_.pdf