Questo breve articolo spiega cos'è la biocatalisi, la sua importanza e come può essere utilizzata a beneficio dell'uomo e dell'ambiente.
L'obiettivo di questo breve articolo è quello di sensibilizzare il lettore sull'importanza della biocatalisi e su come essa possa essere utilizzata a beneficio dell'umanità e dell'ambiente . La biocatalisi si riferisce all'utilizzo di agenti biologici, siano essi enzimi o organismi viventi, per catalizzare reazioni chimiche. Gli enzimi utilizzati possono essere in forma isolata o espressi all'interno dell'organismo vivente, quando quest'ultimo viene impiegato per catalizzare la reazione. Il vantaggio dell'utilizzo di enzimi e organismi viventi risiede nella loro elevata specificità e nell'assenza di prodotti indesiderati, a differenza di quanto accade con l'utilizzo di sostanze chimiche. Un ulteriore vantaggio è che enzimi e organismi viventi operano in condizioni meno drastiche e sono ecocompatibili, a differenza delle sostanze chimiche utilizzate per tali trasformazioni.
Il processo di catalisi di una reazione mediante enzimi e organismi viventi è noto come biotrasformazione. Tali reazioni di biotrasformazione non avvengono solo in vivo all'interno del corpo umano (il fegato è l'organo preferenziale, dove i citocromi P450 vengono utilizzati per convertire gli xenobiotici in composti idrosolubili che possono essere escreti dall'organismo), ma possono anche essere utilizzate ex vivo, impiegando enzimi microbici per realizzare reazioni benefiche per l'umanità.
Esistono numerose aree in cui la biocatalisi e le reazioni di biotrasformazione possono essere utilizzate a beneficio dell'uomo e dell'ambiente. Un settore che giustifica l'impiego di tale tecnologia è la produzione di materiale plastico , sia per la fabbricazione di sacchetti, lattine, bottiglie o qualsiasi altro contenitore, poiché le plastiche prodotte chimicamente rappresentano una grave minaccia per la biodiversità ambientale e non sono biodegradabili. Si accumulano nell'ambiente e non sono facili da smaltire. L'utilizzo di enzimi e organismi viventi per produrre bioplastiche , plastiche facilmente biodegradabili e non dannose per l'ambiente, contribuirebbe notevolmente non solo a ridurre i rifiuti di plastica di origine chimica, ma anche a preservare gli ecosistemi e a impedire l'estinzione della flora e della fauna. I contenitori biodegradabili realizzati con bioplastiche troverebbero impiego in diversi settori, come quello agroalimentare, degli imballaggi alimentari, delle bevande e dei prodotti farmaceutici.
Oggi esistono diverse tecnologie per la produzione di bioplastiche 2-4 . Alcune sono state validate in laboratorio, mentre altre sono ancora in fase embrionale. I ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando su queste tecnologie per renderle economicamente vantaggiose 5 e scalabili, in modo che possano essere impiegate per la produzione di bioplastiche su scala industriale. Queste bioplastiche potrebbero in definitiva sostituire le plastiche prodotte chimicamente.
DOI: https://doi.org/10.29198/scieu1901
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Fonte (s)
1. Pedersen JN et al. 2019. Approcci genetici e chimici per l'ingegneria della carica superficiale degli enzimi e la loro applicabilità nella biocatalisi: una revisione. Biotechnol Bioeng. https://doi.org/10.1002/bit.26979
2. Fai Tsang Y et al. 2019. Produzione di bioplastica attraverso la valorizzazione dei rifiuti alimentari. Environment International. 127. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.076
3. Costa SS et al. 2019. Microalghe come fonte di poliidrossialcanoati (PHA) – Una revisione. Int J Biol Macromol. 131. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.099
4. Johnston B et al. 2018. Produzione microbica di poliidrossialcanoati da frammenti di polistirene di scarto ottenuti mediante degradazione ossidativa. Polymers (Basel). 10(9). https://doi.org/10.3390/polym10090957
5. Poulopoulou N et al. 2019. Esplorazione delle bioplastiche ingegnerizzate di nuova generazione: miscele di poli(alchilene furanoato)/poli(alchilene tereftalato) (PAF/PAT). Polymers (Basel). 11(3). https://doi.org/10.3390/polym11030556
L'AUTORE
Rajeev Soni, Dottore di Ricerca (Cambridge)
Il dottor Rajeev Soni ha conseguito un dottorato di ricerca in biologia molecolare presso l'Università di Cambridge, dove è stato borsista Cambridge Nehru e Schlumberger. È un professionista esperto nel settore delle biotecnologie e ha ricoperto diverse posizioni di rilievo sia in ambito accademico che industriale.
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