Le innovazioni enzimatiche creano nuovi impieghi industriali per il saccarosio
Sebbene l’UE rimanga il primo produttore mondiale di barbabietole da zucchero, gli agricoltori devono far fronte a una serie di sfide. La crescente consapevolezza salutistica fa sì che le persone consumino meno zucchero, mentre l’eccesso di offerta ha portato a un calo dei prezzi, mettendo in difficoltà gli agricoltori. Cosa si può fare con i raccolti di barbabietola da zucchero in eccesso, se sia la domanda dei consumatori che i prezzi delle materie prime sono in calo?
Valorizzare la biomassa da zucchero
Una possibilità è quella di trovare nuovi modi per convertire la biomassa della barbabietola da zucchero in prodotti di maggior valore e di individuare nuovi mercati potenzialmente redditizi. Questo è stato l’obiettivo principale del progetto CARBAFIN, finanziato dall’UE: creare prodotti di valore dal saccarosio, al di là del suo impiego come dolcificante negli alimenti e nei mangimi. «Abbiamo cercato di creare nuovi materiali a partire dallo zucchero utilizzando gli enzimi», spiega la responsabile del progetto CARBAFIN Christiane Luley del Centro austriaco di biotecnologia industriale. «Abbiamo tuttavia riconosciuto che le prestazioni di questi enzimi dovevano essere migliorate, per soddisfare le esigenze delle applicazioni industriali.»
Prestazioni enzimatiche ottimali
A tal fine, il team del progetto ha utilizzato il saccarosio, ovvero il comune zucchero domestico, come molecola «donatrice» di base. Sono stati poi applicati degli enzimi chiamati glicoside fosforilasi, che permettono di trasferire gli elementi costitutivi del saccarosio come il glucosio a una serie di molecole «accettatrici». Queste nuove molecole sono state poi esaminate per capire quali proprietà industriali utili possono avere. «Per ogni molecola di glucosio trasferita, viene rilasciato un equivalente di fruttosio», aggiunge Luley. «I flussi di fruttosio di CARBAFIN sono stati valutati come una fonte alternativa potenzialmente efficace dal punto di vista dei costi per il fruttosio commerciale.» Un aspetto critico del progetto è stato garantire che tutti i processi fossero il più possibile efficienti e scalabili. Agli enzimi sono stati applicati sofisticati metodi ingegneristici, per garantire prestazioni ottimali. Ma non bastava avere enzimi ottimizzati: il team doveva anche assicurarsi che i loro biocatalizzatori fossero economicamente validi, per essere accettati dall’industria. Altri fattori da considerare erano un’elevata resa di conversione e una produzione efficiente in termini di tempo. La tecnologia a membrana ha dimostrato di offrire un’elevata efficienza energetica e un buon rapporto costi-benefici.
Un’innovativa tecnologia di produzione biocatalitica
Grazie alla tecnologia pionieristica di produzione biocatalitica integrata, CARBAFIN è riuscito a individuare nuove potenziali opportunità commerciali per il saccarosio in eccesso nell’UE. I mercati ideali per le molecole derivate dal saccarosio includono prebiotici, cosmetici anti-età e sostanze chimiche di piattaforma per i detergenti. Un altro vantaggio fondamentale dell’innovazione è che apre le porte alla creazione di catene del valore completamente basate sulle energie rinnovabili. Questo potrebbe aiutare le industrie di diversi settori a sostituire i prodotti chimici a base di petrolio con elementi costitutivi biologici, contribuendo così allo sviluppo di un’industria chimica a basse emissioni di carbonio, efficiente sotto il profilo delle risorse e sostenibile. «La barbabietola da zucchero è una biomassa totalmente sostenibile», osserva Luley. «Tutto viene utilizzato, senza creare rifiuti.» Il progetto CARBAFIN non aiuterà quindi solo gli agricoltori europei a trovare nuovi mercati per le loro eccedenze di barbabietole da zucchero. Aiuterà altresì l’Europa a mantenere la leadership globale nella biotecnologia industriale e a garantire la sua posizione di leader dell’innovazione nei prodotti a base di zucchero.
Parole chiave
CARBAFIN, barbabietola da zucchero, colture, enzima, cosmetici, sostanza chimica, biomassa, biocatalitica
