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Gli enzimi sono catalizzatori specifici, di natura proteica, che permettono lo
svolgimento di reazioni biochimiche all'interno dell'organismo.
Lo studio degli enzimi (dal greco en zyme, "nel lievito") ha le sue origini nelle
ricerche di Lazzaro Spallanzani, il quale dimostrò nel 1870 che il succo gastrico
ha il potere di digerire la carne. Nel 1883 Payen e Persoz isolarono da un estratto
d'orzo gemogliante, per precipitazione di alcol, una sostanza bianca, amorfa, solubile
in acqua e capace di idrolizzare l'amido. Questa sostanza, oggi detta amilasi, fu
chiamata diastasi, e questo nome fu per un certo tempo esteso a tutti gli enzimi.
Dopo la scoperta di Pasteur. cioè che alcuni microrganismi presiedono alle
fermentazioni, gli agenti di questi furono distinti in due grandi gruppi: fermenti
solubili o inorganizzati e fermenti insolubili o organizzati. Ma quando nel 1897 i
Buchner ottennero dal lievito, sottoposto a pressione, un succo capace come il lievito
stesso di fermentare lo zucchero in alcol e anidride carbonica, la distinzione cadde.
L'utilizzazione industriale degli enzimi (preparati enzimatici ed enzimi puri) risale agli anni
'60 quando si cominciò ad impiegare l'idrolisi enzimatica dell'amido per ottenere
glucosio.
Gli enzimi sono coadiuvanti tecnologici molto particolari, che si
differenziano dagli altri per il meccanismo d'azione di tipo biologico. Talvolta vengono
utilizzati come veri e propri enzimi (ad esempio gli enzimi utilizzati per l'intenerimento delle
carni, quali la papaina, che può essere iniettata nell'animale anche antemortem) oppure
come ingredienti (caglio).
Gli enzimi utilizzati nell'industria alimentare provengono da piante, da animali e
principalmente da microrganismi. Questi ultimi sono poco costosi, sono facilmente
disponibili e coltivabili, e la loro produzione può essere guidata dall'uomo utilizzando
le tecniche di ingegneria genetica. I microbi infatti vengono
coltivati in bioreattori ulizzando terreni di coltura spesso costituiti da materiali di
recupero, da scarti di lavorazione e da eccedenze agricole.
I processi enzimatici rispetto a quelli fisici e chimici presentano diversi vantaggi:
- risparmio energertico;
- uso di soluzioni acquose senza i problemi tossicologici che si prospettano con solventi
e catalizzatori chimici;
- alta specificità del prodotto che si vuole ottenere;
- minore ingombro degli impianti;
- possibilità di avere trasformazioni altrimenti non ottenibili per via chimica o fisica;
- possibilità di effettuare processi continui e con una maggiore uniformità di resa;
- assenza di sottoprodotti indesiderati e di alterazioni a carico dei principi nutritivi.
Il nome di ogni enzima si forma generalmente aggiungendo il suffisso asi al tipo
di reazione chimica catalizzata (ad esempio si chiamano idrolasi gli enzimi che catalizzano
idrolisi, ossidasi quelli che catalizzano ossidazioni, ecc.), oppure alla sostanza
sulla quale gli enzimi agiscono effettuando il loro potere catalitico (ad esempio glicolasi se
agiscono su glicosidi, maltasi se agiscono su maltoso, esterasi se sugli esteri, ecc.).
Alcuni nomi, entrati già nell'uso comune, vi rimangono pur non rientrando in
tale nomenclatura: ad esempio pepsina, tripsina, ecc.
Data la loro importante funzione, gli enzimi vengono prodotti, sinteticamente o meno, sia per
usi farmacologici e biochimici, sia per un diretto impiego nella tecnologia alimentare, agraria
e igienica (ad esempio trattamento e disinfestazione dei terreni, depurazione delle acque, ecc.).
In particolare, l'uso di enzimi nella tecnica alimentare è antichissimo: si pensi al
lievito del pane, al caglio per i formaggi o ai vari fermenti per ottenere le birre.
Alcuni enzimi utilizzati:
| Caglio: |
Bovino |
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Bacillus cereus |
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Mucor |
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Endothia parasitica |
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| Carboidrasi: |
Aspergillus niger
Aspergillus oryzae
Bacillus licheniformis
Saccharomyces |
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| Carboidrasi e Proteasi miste: |
Bacillus subtilis |
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| Glucosio-isomerasi: |
Aspergillus niger
Bacillus coagulans |
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| Lipasi: |
Aspergillus oryzae
Animale |
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| Pepsina: |
Pollo
Suino |
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| Tripsina: |
Pancreas Bovino
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N.B. Le norme relative agli enzimi sono in continua evoluzione.
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