Trattamenti enzimatici per l'industria alimentare

L’amido è il principale carboidrato di riserva delle piante. E’ contenuto nei cereali, nelle patate e altri tuberi. E’ costituito da una miscela di due polimeri di glucosio: amilosio (circa 20-30%) e amilopectina (70-80%). Nell’amilosio i legami tra le molecole di glucosio sono di tipo alfa 1-4 mentre nell’amilopectina ci sono sia legami alfa 1-4 sia alfa 1-6. Il rapporto tra le due molecole (amilosio e amilopectina) determina le proprietà sensoriali, organolettiche e funzionali dell’amido.

Durante la digestione nell’intestino umano l’amido che introduciamo con gli alimenti (pane,pasta ecc..) viene demolito dagli enzimi (amilasi salivare e pancreatica) e si formano molecole di glucosio, uno dei substrati energetici principali per il nostro organismo.

Oltre che essere contenuto nel pane e nella pasta, l’amido è una delle macromolecole che può essere impiegata nella produzione di snacks, zuppe, piatti pronti, baby foods,dessert ecc. Per l’industria l’amido (ottenuto da mais, grano, tapioca, patata) infatti è anche una materia prima che può essere trasformata in amidi modificati che trovano impiego come addensanti. L’amido viene quindi sottoposto a trattamenti chimici, fisici o enzimatici.

A cosa serve il trattamento enzimatico della farina o dell’amido come accade nella farina lattea? L’amido viene idrolizzato perché si ottiene un prodotto più digeribile e che ha un buon sapore dolce anche senza aggiunta di zuccheri.

Perché nell'etichetta non ci sono i nomi degli enzimi impiegati? L’etichetta non ci dice quali enzimi sono stati usati perché non è un dato che è obbligatorio riportare. L’etichetta non ci dice inoltre quali prodotti si sono formati durante il trattamento dell’amido, molto probabilmente oligosaccaridi, maltodestrine.

Quali enzimi più frequentemente sono usati per idrolizzare l’amido?

I piu’ comuni sono:

-le alfa-amilasi, enzimi che idrolizzano il legame alfa-1, 4

-le glucoamilasi che idrolizzano i legami alfa-1, 4 e alfa-1, 6

-le pullulonasi che idrolizzano le catene laterali alfa-1, 6

Come si ottengono questi enzimi? Gli enzimi sono proteine con funzione catalitica, cioè permettono di accelerare lo svolgimento delle reazioni chimiche. Molti enzimi sono utilizzati nell’industria alimentare. Amilasi, glucoamilasi e pullulonasi sono solo alcuni, quelli che si utilizzano appunto per trattare l’amido e altre fonti di carboidrati. Gli enzimi sono prodotti su larga scala utilizzando microorganismi che vengono fatti crescere in bioreattori o utilizzando altre biotecnologie. Tra i microrganismi che elaborano enzimi che hanno importanza nella produzione industriale di alimenti ci sono il Bacillus subtilis, B.licheniformis, Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae.

La maggior parte degli enzimi microbici viene secreta all’esterno nel liquido di coltura e può essere quindi isolata dal resto, purificata e stoccata fino al momento dell’uso. 

http://www.eufic.org/article/it/artid/alimenti-piu-puliti-enzimi
http://trashfood.com/2009/11/21/enzimi-e-biotecnologie-nella-vita-quotidiana-farine-e-amido-idrolizzato-enzimaticamente/

Potrebbero essere anche enzimi ottenuti da batteri manipolati geneticamente? Certo, non possiamo escludere che alcuni di questi microrganismi possono essere manipolati geneticamente. Non è infatti obbligatorio indicare nelle etichette alimentari se durante la produzione si è fatto uso di enzimi ricavati da microrganismi OGM.

Gli enzimi sono fattori essenziali nel metabolismo di tutti gli esseri viventi, ma possono anche essere utilizzati in modo indipendente per "guidare" le reazioni chimiche. Per il ruolo che i microbi rivestono nella produzione di cibo e alcol. Grazie alla loro efficienza, specificità e compatibilità ambientale, gli enzimi oggi vengono ampiamente utilizzati nella trasformazione degli alimenti e in molti altri rami dell'industria manifatturiera.

Oggi viene impiegata un'ampia gamma di enzimi purificati: la trasformazione dell'amido in zuccheri rappresenta forse l'esempio migliore delle nuove applicazioni. Questo processo originariamente prevedeva la bollitura dell'amido in acido, operazione che richiede grandi quantità di energia e produce una serie di sottoprodotti indesiderati. Al contrario lo stesso processo, attuato con l'ausilio degli enzimi, avviene in condizioni "dolci" e consente di risparmiare energia, prevenendo contemporaneamente l'inquinamento ambientale.

Il caglio, una preparazione a base di enzimi che tradizionalmente si ricava dallo stomaco dei giovani animali da fattoria, è il mezzo originariamente utilizzato per far rapprendere il latte e produrre il formaggio. Negli ultimi trent'anni sono stati sviluppati numerosi sostituti del caglio che consentono di soddisfare la domanda di prodotti caseari, nonché di fornire prodotti alternativi per i vegetariani. Alcuni di questi enzimi vengono estratti dai funghi. La novità più recente, resa possibile dalle moderne biotecnologie, è la produzione di chimosina bovina da un lievito geneticamente modificato: nel Regno Unito il formaggio prodotto con l'enzima estratto dal lievito ha ricevuto l'approvazione della Vegetarian Society. Le moderne tecnologie basate sugli enzimi contribuiscono inoltre a eliminare gli sprechi: per esempio permettono di utilizzare il siero residuo della produzione casearia. Così l'enzima lattasi trasforma il lattosio contenuto nel latte in una miscela dolce di glucosio e galattosio, il prodotto viene quindi raffinato e concentrato in uno sciroppo simile al miele, che ha una vasta gamma di applicazioni nell'industria dolciaria. Molti altri trattamenti enzimatici vengono oggi impiegati nella produzione dei moderni dolcificanti: lo sciroppo ad alto contenuto di fruttosio prodotto dall'amido di mais per esempio ha oggi preso il posto del saccarosio come dolcificante principale nell'industria alimentare statunitense.