Uso dell'enzima transglutaminasi come strumento biotecnologico per la preparazione di film idrocolloidi a composizione mista
Creators: name: Giosafatto, Concetta Valeria Lucia
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2005

description: L’obiettivo perseguito nel presente progetto si prefiggeva di ottenere film edibili idrocolloidi
a composizione mista utilizzando come strumento biotecnologico la transglutaminasi
microbica (mTG) per polimerizzare la componente proteica di tali film. La mTG catalizza la
formazione di legami isopeptidici intra e/o intermolecolari fra il gruppo γ-carbossiamidico di
residui glutamminici e il gruppo ε-aminico di residui lisinici entrambi endo-proteici. Proteine
della farina dei semi di soia (modificate e non con la mTG) e pectine di mela sono state
utilizzate come molecole modello per ottenere film manipolabili e trasparenti. Questi film
sono stati caratterizzati da un punto di vista della solubilità (in differenti pH e condizioni
denaturanti) e della permeabilità al vapore acqueo, ossigeno e anidride carbonica. Tali
analisi hanno dimostrato che i film preparati in presenza di mTG presentano una minore
solubilità rispetto ai film in cui è assente l’enzima. Le prove di permeabilità hanno indicato
che i film preparati con proteine modificate dalla mTG offrono una barriera all’acqua,
all’ossigeno ed all’anidride carbonica maggiore di quella fornita dai film preparati in
assenza di mTG. Le pectine di origine commerciale sono state poi sostituite da omogenati
provenienti dal finocchio (Foeniculum vulgare) allo scopo di trasformare tali “wastes” ad
alto impatto ambientale in materie prime per ulteriori processi di trasformazione
biotecnologici. Tali omogenati sono stati utilizzati per la preparazione di film in presenza
delle proteine della soia modificate e non dall’enzima. I film ottenuti hanno dimostrato
avere un ottimo grado di manipolabilità e sono stati quindi sottoposti a prove di natura
meccanica, prove che sono servite a stabilire la resistenza dei film. I risultati ottenuti
hanno dimostrato che tale parametro aumenta notevolmente in presenza della mTG,
dimostrando che l’enzima crea un materiale con una reticolazione più omogenea e
resistente. In un secondo momento gli estratti grezzi di finocchio sono stati sostituiti dalle
pectine estratte da tale ortaggio. Per capire le basi responsabili delle loro capacità filmanti,
queste pectine sono state caratterizzate dal punto di vista chimico-molecolare. Effettuata
tale caratterizzazione, le pectine estratte dal finocchio sono state utilizzate come fonte
glucidica per la preparazione di ulteriori film di cui la componente proteica era
rappresentata dalla faseolina che, essendo una proteina globulare, è capace di formare
complessi e coacervati con le pectine Tali film sono stati sottoposti a prove di “swelling”,
ovvero di capacità di rigonfiamento in diverse condizioni, di pH, di pressione osmotica e
forza ionica. Le pectine del finocchio, così come le pectine estratte da altre matrici
vegetali, si rigonfiano con il diminuire della forza ionica e della pressione osmotica ma si
restringono con l’aumentare del pH. Inoltre l’aggiunta della faseolina fa ridurre i valori di
“swelling”, dimostrando che l’aggiunta della proteina rende più compatta la matrice
polisaccaridica, in modo tale da porre resistenza ad un’eccessiva idratazione.
Tra le caratteristiche della faseolina si annovera la sua attività anti-feeding nei confronti di
larve molto dannose all’agricoltura. Questa caratteristica risulta molto importante in
previsione di un’applicazione dei film proposti come teli per la pacciamatura. È stato
verificato, mediante un saggio in vitro, che l’attività anti-feeding della faseolina si conserva
anche quando la proteina è modificata dalla mTG, lasciando immaginare quindi un
possibile utilizzo dell’enzima anche per la produzione di pellicole da utilizzare in campo
agronomico. Naturalmente in un prossimo futuro ci si propone di studiare questi film dal
punto di vista della biodegradabilità, della solubilità e della permeabilità in condizioni
simulanti le condizioni del terreno, ambiente di elezione per tutte le applicazioni destinate
all’agricoltura.