Cosa sono gli enzimi
Gli enzimi sono molecole di natura proteica. La loro funzione principale è quella di accelerare le reazioni chimiche – biologiche. Il punto forte di quasi tutti gli enzimi è quella di aumentare la velocità di alcune reazioni per raggiungere più rapidamente un equilibrio così da diminuire notevolmente la quantità di energia richiesta dalle reazioni. Il ruolo degli enzimi consiste nel facilitare le reazioni attraverso l’interazione tra il substrato (la molecola o le molecole che partecipano alla reazione) e il proprio sito attivo (la parte di enzima in cui avvengono le reazioni), formando un complesso.
Avvenuta la reazione, il prodotto viene allontanato dall’enzima, che rimane disponibile per iniziarne una nuova. Spesso l’attività degli enzimi dipende dalla presenza di componenti chimici addizionali chiamati co-fattori, ad esempio gli ioni inorganici come il ferro, il magnesio o lo zinco, oppure molecole più complesse e di natura organica, più propriamente definite co-enzimi.
Gli enzimi nell’industria alimentare
Cosa c’entrano gli enzimi nell’industria alimentare vi chiederete… beh, sono fondamentali per la riuscita di tutti i prodotti destinati al consumo umano. Pensiamo, ad esempio, all’industria dei prodotti da forno, in cui l’attività enzimatica durante la cottura è fondamentale. Qui, gli enzimi, spezzando le catene di amido, vengono prodotti gli zuccheri necessari alla fermentazione del lievito.
Esistono tre categorie principali: α-amilasi, β-amilasi e amiloglucosidasi.
Nel settore dei succhi di frutta, invece, da un punto di vista tecnologico, la pectina svolge il ruolo più importante nel preservare le proprietà reologiche come la torbidità e la viscosità dei prodotti vegetali. Occorre, quindi, evitare o limitare le modifiche chimiche ed enzimatiche delle pectine per migliorare la consistenza degli alimenti vegetali.
Nell’industria dei succhi, in generale, gli enzimi che giocano un ruolo centrale sono: pectin metil esterasi, poligalatturonasi e pectato liasi.
L’industria lattiero-casearia è una delle branche della produzione alimentare che vede l’impiego di enzimi e di processi biotecnologici in maniera sempre più diffusa. L’utilizzo di enzimi è fondamentale per garantire al consumatore finale un prodotto di qualità e che non si danneggi nel breve tempo. Nel settore lattiero-caseario sono necessari alcuni enzimi per migliorare la consistenza e il sapore. Gli enzimi che principalmente vengono utilizzato in questo settore sono 5: rennet, proteasi, lattasi, catalasi e lipasi.
Nell’industria birraria invece il malto d’orzo frantumato e l’acqua calda vengono immessi in cisterna, preferibilmente di rame, avviando cosi il processo di ammostamento (o mashing per i più poliglotti). Gli enzimi che si trovano naturalmente nel malto e che sono coinvolti nella fase di ammostamento sono le fitasi, le β-glucanasi, le proteasi, le peptidasi e le distasi.
La fermentazione, fase successiva all’ammostamento, è la conversione degli zuccheri in alcool e anidride carbonica grazie all’azione di lieviti e batteri in condizione anaerobiche. Dopo che il mosto viene raffreddato e aerato con aria sterile, si procede all’aggiunta del lievito che da inizio alla fermentazione. Durante questa fase gli zuccheri sono trasformati in alcool e CO2.
Al termine della fermentazione, il lievito e altri solidi che sono caduti nel vertice del cono possono essere facilmente rimossi attraverso un’apertura posta alla base del fermentatore.
Ma come vengono prodotti gli enzimi?
La maggior parte degli enzimi industriali sono prodotti utilizzando microrganismi, solitamente appartenenti al genere Bacillus (batteri gram-positivi) o al genere Aspergillus (funghi filamentosi). L’industria enzimatica sfrutta la biodiversità raccogliendo campioni di suolo e acqua e testando questi campioni alla presenza di microrganismi che producono enzimi di particolare interesse. Questi microrganismi possono anche essere molto difficili da coltivare in condizioni industriali e la soluzione è stata quello di coltivarli alterando il loro materiale genetico attraverso la mutazione indotta da sostanze chimiche o radiazioni.
Queste tecniche sono poco efficienti perché le mutazioni sono casuali per cui l’ingegneria genetica è l’opzione molto più plausibile perché i cambiamenti sono completamente controllati.
E la legge cosa dice?
La legge, o meglio, l’Unione Europea, in concomitanza con i consigli scientifici dell’agenzia per la sicurezza alimentare (EFSA), ha regolamentato l’utilizzo di enzimi tramite il regolamento 1331 e 1332 del 2008. Vige l’obbligo per i produttori utilizzare solo gli enzimi autorizzati dall’UE, in caso contrario si rischia la chiusura dell’impianto produttivo oltre che a multe salate. Da sempre, che se ne parli bene o male, gli enzimi sono stati e saranno sempre fondamentali nell’industria alimentare e senza di essi non sarebbe possibile avere prodotti di qualità e, soprattutto, stabili nel tempo.
Fonti
- Aehle, W. Enzymes in Industry – production and applications, 3rd ed., Wiley- VCH Verlag, 2007.
- www.efsa.europa.eu/it/topics/topic/food-enzymes
- https://www.researchgate.net/publication/358294241_IL_RUOLO_DEGLI_ENZIMI_E_DEI_PROCESSI_BIOCHIMICI_NELL’INDUSTRIA_ALIMENTARE_THE_ROLE_OF_ENZYMES_AND_BIOCHEMICAL_PROCESSES_IN_FOOD_INDUSTRY
- Kirk, O. et al. Enzyme Applications, Industrial. Kirk-Othmer Ency- clopedia of Chemical Technology, 5th ed., Wiley Interscience, 2005
- Reed, G. and Nagodawithana, T.W. (eds.). Biotechnology, 2nd completely revised edition, vol. 9: Enzymes, Biomass, Food and Feed, VCH, 1995
