Le biotecnologie - parte 1

Una definizione di biotecnologie molto appropriata è quella formulata dalla Federazione Europea di Biotecnologia nel 1981: “La biotecnologia comprende l’uso integrato di biochimica, microbiologia e ingegneria per l’applicazione industriale delle proprietà e delle capacità di microrganismi, cellule appartenenti a tessuti o loro parti”. In pratica queste tecnologie utilizzano organismi viventi o loro componenti per produrre sostanze di interesse commerciale e industriale.

LA CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI

Fin dall’antichità l’uomo ha utilizzato le biotecnologie per la trasformazione e conservazione degli alimenti, pur non avendo una precisa conoscenza scientifica, ma procedendo in modo empirico. Ad esempio la vinificazione dell’uva era un fenomeno ben conosciuto fin dai tempi biblici, anche se nessuno ne comprendeva le cause.

Oggi sappiamo che il mosto dell’uva si trasforma in vino grazie ad un processo chiamato FERMENTAZIONE ALCOLICA e che avviene per la presenza di funghi microscopici sulla buccia degli acini d’uva: i saccaromiceti come il lievito di birra. Questi microrganismi trasformano una parte dello zucchero presente nel succo d’uva in alcol (etanolo) ed anidride carbonica.

 

La fermentazione si svolge in due fasi: nella prima il lievito scinde, tramite l’enzima invertasi, gli zuccheri complessi (disaccaridi, come il saccarosio) in molecole di zuccheri semplici (monosaccaridi).

La reazione che caratterizza la prima fase è:

 

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

 

con formazione di glucosio e fruttosio (due isomeri).

Nella seconda fase (che distingue la vera e propria fermentazione) avviene la formazione di etanolo (o alcol etilico) e anidride carbonica a partire dagli zuccheri semplici (ad esempio il glucosio).

La formula generale che sintetizza questa reazione è quella del chimico-fisico francese Joseph Louis Gay-Lussac:

C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂

 

Grazie alla fermentazione alcolica si producono anche altre bevande come la birra (utilizzando il luppolo) o il saké (con la fermentazione del riso).

Sono sempre questi saccaromiceti che permettono la LIEVITAZIONE DEL PANE e degli altri prodotti da forno. In questo caso il prodotto utile della reazione è l’anidride carbonica, che si sviluppa all’interno dell’impasto rendendolo soffice e morbido, mentre l’alcol evapora completamente durante la cottura.

  

Anche la possibilità di trasformare un alimento velocemente deteriorabile come il latte in qualcosa di facilmente immagazzinabile come il formaggio deve aver costituito una svolta nelle abitudini e possibilità di sopravvivenza delle antiche popolazioni di allevatori.

  

Tutte queste attività di trasformazione, benché molto utilizzate, hanno trovato una solida base scientifica solo con le scoperte di Pasteur nella seconda metà dell’Ottocento.

Infatti nel 1871 LOUIS PASTEUR isola e identifica l’agente responsabile della trasformazione del mosto in vino: un organismo unicellulare, il Saccharomyces cerevisiae, comunemente chiamato LIEVITO. Sono stati  identificati anche altri microrganismi capaci di trasformare il vino in aceto, il latte in yogurt, ecc.

SACCAROMYCES CEREVISIAE: