di Riccardo Beretta

Sicuramente la maggior parte della gente ha sentito parlare di mais, soia o pomodori geneticamente modificati ma probabilmente quasi nessuno sa dell’esistenza di veri e propri alberi geneticamente modificati. In questo articolo faremo alcuni esempi e citeremo alcune ricerche fatte a riguardo.

Un esempio è il pioppo (Populus sp.) geneticamente modificato per avere una minore quantità di lignina. 

 La lignina è un polimero composto da molecole fenoliche a ha lo scopo di rinforzare le fibre di cellulosa determinandone la rigidità, forza e resistenza della pianta. Nel processo di produzione della carta, la lignina deve essere rimossa con agenti chimici inquinanti e una grande quantità di energia. Di conseguenza una pianta con minore quantità di lignina (minore non assente!!) avrebbe un impatto ambientale positivo e farebbe risparmiare una grossa quantità di denaro. In generale piante con una quantità di lignina minore, se usate per il foraggio animale, garantirebbero un foraggio maggiormente nutritivo dato che la lignina non viene metabolizzata dagli animali.

 Struttura della lignina

La sperimentazione a riguardo è già ad uno stadio avanzato, dato che sono stati  eseguiti dei trial (esperimenti) in campo, prima in UK e poi in Francia. Nei trias in UK sono stati monitorati i livelli di azoto, carbonio, biomassa microbica del suolo e studiati i danni alle piante di insetti, uccelli, funghi e confrontati con un uguale esperimento eseguito su alberi non modificati geneticamente. Nessuna differenza è stata trovata in questo trial tra pioppi geneticamente modificate e “naturali” (Pilate, G. et al. Nat. Biotechnol. 20, 607–612  2002 e Halpin, C. et al. Tree Genet. Genomes 3, 101–110 2007 ).

Esperimenti similari sono stati eseguiti anche su Pinus radiata in Nuova zelanda. In questo caso i pini erano modificati geneticamente su un gene responsabile dello sviluppo della pianta ed è stato monitorato per 2 anni l’impatto della modifica genetica sugli gli invertebrati e sulla flora microbica del suolo; nessuna differenza è stata notata (Schnitzler, F.R. et al. Environ. Entomol. in the press ).

Una delle principali obiezioni è che le piante con meno lignina verrebbero degradate più velocemente dalla flora microbica, uno studio durato 18 mesi ha dimostrato che le differenze tra albero – albero con la stessa patrimonio genetico sono maggiori rispetto alle differenze riscontrate tra pianta normale e pianta modificata con meno lignina (Li, J. et al. West. J. Appl. For. 23, 89–93 2008 ).

Un’altra obiezione molto frequente è la possibilità che la modifica genetica passi anche a piante “naturali” riducendo la biodiversità. Per il pioppo esistono delle modifiche genetiche che rendono il “maschio” sterile. Uno studio di Brunner A. et all ha monitorato la produzione di polline su maschi sterili e ha dimostrato che il carattere di sterilità rimane stabile per moltissimi anni (Brunner, A. et al. Tree Genet. Genomes 3, 75–100 2007).

Citazioni:

The 20-year environmental safety record of GM trees, Nature Biotechnology Vol 28, Pages 656–658 Year published 2010

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di Sara Cheroni

I processi di fermentazione sono stati sfruttati dall’uomo fin dalla preistoria. Una delle prime testimonianze scritte dell’impiego di enzimi è rappresentata dai poemi epici di Omero, risalenti all’800 aC, in cui è menzionato l’uso di enzimi per la produzione di formaggio.

Nel campo alimentare è sempre maggiore la richiesta di metodi meno invasivi per modificare i prodotti, al fine di ridurre l’impiego di additivi chimici. Le modifiche chimiche richiedono infatti condizioni di reazione drastiche e possono generare problemi di non specificità e di presenza di sottoprodotti.

Ai giorni nostri gli enzimi sono ampiamente impiegati e i loro vantaggi riguardano principalmente: abilità di funzionare in condizioni blande (pH neutro, bassa temperatura), elevata specificità di substrato, elevata efficienza di reazione, elevata velocità di reazione, minore impatto ambientale, riduzione di sottoprodotti di reazione.

Enzimi differenti sono in grado di catalizzare diverse reazioni, ad esempio:

• amilasi (degradazione dell’amido)
• lipasi (degradazione dei lipidi)
• proteasi (degradazione delle proteine)
• pectinasi (degradazione della pectina, polisaccaride presente nella frutta)

L’impiego degli enzimi nel settore alimentare è regolato da leggi specifiche. Nell’Unione Europea l’AMFEP (Association of Manufacturers and Formulators of Enzyme Products) garantisce che gli enzimi impiegati in campo alimentare siano ottenuti da microrganismi non patogeni (patogeno = possibile fonte di malattia) e non tossicogeni (tossicogeno = produce sostanze pericolose, ad esempio tossine).

La maggior parte degli enzimi alimentari vengono impiegati nel processo di produzione ma non sono presenti nel prodotto finito e in questo caso non devono essere dichiarati in etichetta. Quando invece gli enzimi vengono utilizzati come veri e propri additivi, e quindi risultano presenti nel prodotto finito, devono essere obbligatoriamente dichiarati in etichetta.

Vediamo alcuni esempi di settori dell’industria alimentare in cui vengono utilizzati gli enzimi.

Dolcificanti

Una grande svolta nell’impiego di enzimi nell’industria alimentare è avvenuta negli anni ’60 con l’introduzione di amilasi per scindere l’amido in unità di glucosio. L’industria dell’amido ha iniziato molto presto ad impiegare enzimi poichè speciali tipi di dolcificanti (principalmente sciroppi di glucosio e fruttosio) non potevano essere ottenuti con le tradizionali reazioni chimiche, per cui sono stati sviluppati dei processi completamente enzimatici. L’impiego dell’amilasi riduce i costi di produzione e permette di condurre una reazione con un’alta resa e di ottenere prodotti altamente puri e facilmente cristallizzabili. Sciroppi e amido modificato trovano impiego in una vasta gamma di prodotti alimentari quali bevande, dolci, prodotti da forno, gelati, salse, alimenti per neonati, conserve di frutta, ecc.

 Pane e prodotti da forno

L’impiego di enzimi in questo settore permette di ridurre l’utilizzo di additivi chimici e garantisce pane di alta qualità con una lievitazione unifome e in grado di mantenere la freschezza più a lungo. L’impasto di pane, focacce e prodotti analoghi è composto principalmente da farina, lievito e sale. La farina a sua volta contiene glutine, amido, altri polisaccaridi, lipidi e sali minerali. Quando la pasta è pronta, il lievito inizia la sua azione sugli zuccheri trasformandoli in alcol e anidride carbonica (quest’ultima provoca l’aumento di volume della pasta). Il componente principale della farina di grano è l’amido e per questo è possibile impiegare un’amilasi che scinde l’amido in molecole più piccole, favorendo l’azione del lievito. Il glutine è composto da un insieme di proteine che costituisce una rete durante la formazione dell’impasto; questa rete trattiene l’anidride carbonica durante la cottura ed è perciò molto importante per la buona lievitazione del pane. Enzimi come emicellulasi, xilanasi, lipasi ed ossidasi possono migliorare la resistenza della rete di glutine e quindi permettono di ottenere un pane di alta qualità.

 Latte e formaggio

L’applicazione degli enzimi nella trasformazione del latte ha una lunga tradizione. Già in tempi antichi il caglio di vitello veniva utilizzato per la produzione del formaggio. Il caglio contiene un insieme di proteasi in grado di scindere la caseina, proteina presente nel latte, e causare la coagulazione. In passato il caglio veniva estratto dalla mucosa gastrica di vitelli o agnelli; al giorno d’oggi lo si ottiene per fermentazione impiegando microrganismi geneticamente modificati nei quali è stato inserito il gene di vitello che determina la produzione di caglio.

Altri usi molto diffusi degli enzimi nel settore lattiero-caseario riguardano:

• produzione di latte per bambini: le proteasi sono utilizzate da più di 50 anni nella produzione di latte vaccino per neonati poichè agiscono scindendo le proteine presenti nel latte e quindi evitano reazioni allergiche e di sensibilizzazione e inoltre rendono il latte facilmente digeribile.
• produzione di latte ad alta digeribilità, privo di lattosio: viene impiegata la beta galattosidasi che idrolizza il lattosio.

Succhi di frutta

Le pectinasi vengono impiegate da più di 60 anni nella produzione dei succhi di frutta e giocano un ruolo fondamentale in questo settore. La loro funzione è quella di scindere la pectina, un polisaccaride presente nella frutta. (polisaccaride = polimero il cui monomero è uno zucchero). Le pectinasi sono un requisito fondamentale per ottenere succhi di frutta limpidi e stabili.

Gli enzimi trovano anche altre applicazioni legate alla lavorazione della frutta: il cosidetto “peeling enzimatico” degli agrumi ha sostituito l’impiego di soda caustica nella produzione di frutta fresca sbucciata e insalate.

 Altre applicazioni

Oltre ai settori citati, gli enzimi trovano impiego in molti altri processi produttivi dell’industria alimentare, quali ad esempo:

• produzione della birra: l’aggiunta di amilasi alla miscela di malto d’orzo e acqua favorisce la fermentazione
• produzione del vino: le preparazioni enzimatiche, introdotte a partire dagli anni ’70, vengono impiegate in diverse fasi quali la macerazione (favoriscono il rilascio dell’aroma e del colore), la chiarificazione e l’invecchiamento
• estrazione dell’olio dai semi di colza, cocco, girasole, ecc.
• produzione di idrolizzati di proteine: produzione di latte di soia, recupero della gelatina animale, produzione di estratti di carne, ecc.
• modificazione dei lipidi per la produzione di nuovi prodotti o per migliorare la qualità di quelli esistenti

Bibliografia

Enzymes at work

Novozymes

3rd edition 2008

Final editing: Ture Damhus, Svend Kaasgaard, Henrik Lundquist, and Hans Sejr Olsen, all of Novozymes A/S.

www.novozymes.com

Per le immagini:

www.ricetteecooking.com

 www.fotosearch.it

Un Commento

Di Alessandro Nava

Il 10 marzo 2010, dopo dodici anni di moratoria, viene approvata la prima coltura OGM anche in Europa.

Amflora, la “super-patata” della multinazionale BASF, ottiene il via libera per la coltivazione in Europa e subito il dibattito politico-scientifico spacca in due l’opinione pubblica tra i favorevoli, che vedono nelle biotecnologie agrarie la nuova frontiera dell’agricoltura e i contrari che temono l’incontrollabile dominio delle multinazionali e la perdita della biodiversità delle specie vegetali.

Ma cos’è Amflora? Perché questa nuova varietà di tubero è tanto temuta/amata?

Amflora, varietà di patata prodotta dal colosso chimico tedesco BASF, è un vegetale geneticamente modificato nel cui corredo cromosomico sono stati introdotti dei geni che fanno si che ci sia una maggiore produzione di amilosio a discapito delle amilopectine.

Entrambi questi componenti, responsabili della formazione dell’amido, sono degli zuccheri complessi formati dalla ripetizione di centinaia di molecole di glucosio legate tra loro. La differenza sostanziale tra le due macromolecole è dovuta al fatto che l’amilosio è una ripetizione di molecole lineare, mentre le amilopectine sono formate dalle stesse molecole ma disposte nello spazio in modo ramificato.

 Struttura “a grappolo” di amilopectine  

Struttura lineare di amilosio

Il diverso rapporto tra amilosio e amilopetcina incide in maniera significativa sulle proprietà chimico-fisiche dell’amido, che può essere utilizzato più efficacemente per la produzione di carta.

La “super-patata” non finisce nelle tavole di nessun cittadino della comunità europea perché essa non è stata concepita per uso alimentare, bensì per l’utilizzo industriale.

 E’ pur vero che è stato previsto il riutilizzo degli scarti della lavorazione come sottoprodotto zootecnico per l’alimentazione animale, tuttavia questo non deve impensierire il consumatore per due motivi:

 1) Il DNA della patata non si può integrare con quello degli animali dato che durante la digestione viene tutto completamente degradato e trasformato in molecole semplici.

2) Ancora più improbabile, per non dire impossibile, è il successivo trasferimento di DNA dal animale alimentato da OGM all’ uomo a seguito di ingestione di carne.

 Come sostiene Luca Colombo, agronomo e ricercatore della Fondazione Diritti genetici (presieduta da Mario Capanna e contraria al biotech), “da un punto di vista scientifico non ci sono prove che il dna transgenico della soia venga trasferito nei prodotti alimentari ricavati dal bestiame”[1]. Per fare un esempio: molti allevamenti di suini da cui si ottiene il Prosciutto di Parma Dop usano una quota di mangimi Ogm, questo non vuol dire che anche quei salumi siano geneticamente modificati.

In aggiunta a questo già adesso il 25% del mangime che tiene in piedi gli allevamenti italiani proviene dalle coltivazioni di soia Ogm di Stati Uniti, Argentina e Brasile (l’Italia è deficitaria di circa il 50% del fabbisogno nazionale). Paolo De Castro – presidente della Commissione Agricoltura dell’ Europarlamento – dice: “Già oggi il 90 per cento della soia importata ed utilizzata in Europa è geneticamente modificata e da essa dipende gran parte della produzione europea di latte e di carne animale” [2]

Quindi, almeno dal punto di vista alimentare, rischi legati alla diffusione della patata OGM non sussistono.

Restano da valutare i rischi legati al trasferimento genico tra patata Amflora e patata non OGM, rischi che con una corretta gestione agricola delle coltivazioni transgeniche (distanza di sicurezza, parziale coltivazione di piante non-OGM per diminuire la pressione selettiva, rotazione delle varietà) rimangono comunque limitati se non inesistenti alla luce di 20 anni di coltivazioni OGM nel mondo. Sicuramente però, nel bilancio complessivo della valutazione, bisognerà tenere conto dei rischi ambientali legati alla deforestazione delle foreste pluviali per la produzione di carta, rischi purtroppo già oggi molto reali e scarsamente considerati.

 [1] “Gli Ogm che sono già tra noi” di Giuseppe Sarcina, Corriere.it del 4 marzo 2010)

[2] “L’ Europa autorizza gli Ogm Via libera alla super-patata” di Offeddu Luigi, corrire.it del 3 marzo 2010).

Figure:

http://it.wikipedia.org/wiki/Amilosio

http://it.wikipedia.org/wiki/Amilopectina

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