Ingredienti naturali per la sintesi chimica

Le società farmaceutiche, chimiche e di cosmetici tradizionalmente producono ingredienti chimici per i loro prodotti utilizzando costosi e preziosi catalizzatori contenenti metalli (i quali accelerano le reazioni) o solventi organici pericolosi. Per l’iniziativa AQUACAT (Tailor made lipases for synthetic catalysis in biphasic media: From poly (lactone) applications towards novel sugar esters), i ricercatori hanno cercato di sviluppare un processo di produzione chimica più ecologico ispirato alla natura.

Il progetto AQUACAT ha combinato la chimica fisica, la scienza dei polimeri e la tecnologia degli enzimi al fine di convertire un enzima naturale che disintegra i grassi nel corpo in un catalizzatore industriale. I ricercatori erano particolarmente interessati all’impiego di tale enzima, chiamato lipasi, per la produzione di due prodotti con numerose importanti applicazioni nel settore alimentare, medicale e cosmetico.

Il primo prodotto riguarda le nanoparticelle di polilattone, che possono essere utilizzate come minuscoli veicoli per il trasporto di farmaci verso specifiche cellule del corpo. Il secondo prodotto, un estere di zucchero, contiene saccarosio solubile in acqua e lipidi olio-solubili che servono come emulsionanti atossici per alimenti e cosmetici. Gli esteri di zucchero possono essere utilizzati anche come sostituti termostabili e a basso contenuto calorico dei grassi per prodotti alimentari.

Allo scopo di ottenere gli esteri dello zucchero, il saccarosio necessita di essere manipolato chimicamente per assomigliare ai trigliceridi, i principali costituenti di grassi animali e vegetali. I ricercatori hanno cercato diversi modi per fare questo usando le lipasi come catalizzatore per unire le molecole contenenti lipidi con il saccarosio in un’emulsione di olio e acqua.

In primo luogo, hanno utilizzato un enzima lipasi dal lievito Candida rugosa. Questo, tuttavia, convertirebbe solo una parte della molecola di saccarosio in un estere di zucchero.

È stato successivamente testato un cocktail di lipasi disponibili commercialmente da varie specie fungine, ma nessuna di queste era attiva nel sistema bifasico AQUACAT. Nonostante questi ostacoli, uno zucchero di estere di elevata purezza prodotto durante il progetto può essere utilizzato come un tensioattivo in prodotti come detergenti, emulsionanti e agenti schiumogeni.

In linea di principio, il processo AQUACAT catalizzato dalle lipasi può essere utilizzato per produrre una miriade di prodotti chimici in modo sostenibile ed ecologico , a vantaggio sia dell’industria che della società.