Idrolisi enzimatica vs idrolisi chimica

Che cos'è l'idrolisi e cosa sono gli idrolizzati proteici?

Il processo di idrolisi permette di ottenere i cosiddetti "idrolizzati proteici".
L'idrolisi è l'azione di scissione in ambiente acquoso dei legami costituenti un composto organico od inorganico e permette di ottenere composti semplici ad azione nutriente o fitostimolante.
L'idrolisi può avvenire ad opera dell'acqua, della temperatura, di sostanze chimiche (idrolisi chimica) oppure con l'ausilio di specifici enzimi (idrolisi enzimatica).

Nel caso di molecole organiche, come le proteine, strutture complesse contenenti molti amminoacidi legati tra di loro a formare i cosiddetti peptidi, per scinderle in corrispondenza di precisi legami peptidici si usano composti chimici oppure enzimi opportuni.
Il ruolo delle proteine nel regno vegetale è molteplice, alcune proteine sono i principali costituenti dei tessuti vegetali, altre proteine hanno il compito di trasferire particolari sostanze da una parte all'altra, altre ancora fungono da catalizzatori di reazioni biochimiche necessarie al sostentamento della vita.

Invece gli amminoacidi hanno un'azione carrier, ovvero favoriscono l'assorbimento e la traslocazione degli elementi minerali dal suolo alla pianta; inoltre rappresentano i mattoni essenziali per formare le proteine. In condizioni di stress ambientale gli amminoacidi come la prolina, l'idrossiprolina, ecc. sono come "integratori" fondamentali per superare le condizioni avverse e per consentire alla pianta di portare avanti il suo ciclo colturale.

I peptidi contengono pochi amminoacidi e svolgono un ruolo importante nel regolare le dimensioni delle gemme vegetative, nell'attivare il sistema di difesa della pianta e vengono considerati come regolatori di crescita in quanto favoriscono la moltiplicazione cellulare.

Come si ottengono gli idrolizzati proteici?

Per produrre gli idrolizzati proteici impiegati in agricoltura come biostimolanti e fertilizzanti, esistono due processi produttivi:

• idrolisi enzimatica: è un processo di idrolisi della proteina (di origine animale oppure vegetale) che avviene ad opera di enzimi specifici e selettivi in grado di scindere la catena di amminoacidi in punti specifici.
  Tale processo è denominato "gentil process", in quanto avviene all'interno di bioreattori controllati con bassa temperatura (40-50 °C) e pH vicino alla neutralità, condizioni ottimali che consentono agli enzimi di idrolizzare il substrato proteico e di conservare gli amminoacidi nella loro forma naturale (levogira).
• idrolisi chimica: è un processo di idrolisi della proteina (di origine animale) che avviene con l'ausilio di una sostanza chimica (acido solforico, idrossido di sodio, ecc.) e quindi a pH acido o basico ed in genere, ad alta temperatura (> 100 °C).
  L'idrolisi chimica è un processo aggressivo che punta ad ottenere un prodotto con una maggior quantità di amminoacidi totali, ma che porta con sé molti svantaggi, di cui amminoacidi non assimilabili in forma destrogira, alta salinità, limitata miscibilità, ecc.

   

Come si determina la qualità degli idrolizzati proteici?

Uno dei parametri con cui si può valutare la qualità di un idrolizzato proteico è il grado di racemizzazione, che tiene conto della quantità e della disponibilità degli amminoacidi.
La racemizzazione è un fenomeno naturale che determina una mutazione degli amminoacidi da una forma levogira ad una forma destrogira.

In natura, e anche con l'idrolisi enzimatica, gli amminoacidi si trovano sotto forma levogira, ovvero visti al microscopio, la luce polarizzata avrà un orientamento a sinistra, mentre gli amminoacidi destrogiri si formano a causa dell'aggressività del processo di idrolisi chimica che modifica la forma naturale dell'amminoacido, per il quale, visto al microscopio, la luce polarizzata avrà un orientamento a destra.

Quest'ultimi vengono considerati un indice negativo della qualità di un biostimolante e/o fertilizzante, in quanto gli amminoacidi in forma destrogira non vengono mai assimilati dalla pianta. Inoltre le alte temperature determinano una denaturazione delle molecole organiche presenti nella matrice madre (vitamine, flavonidi, ecc).

L'idrolisi enzimatica, invece, avvenendo in un ambiente controllato a basse temperature e utilizzando gli enzimi, permette una racemizzazione nulla e di conseguenza una elevata presenza di amminoacidi levogiri (biologicamente attivi). Gli unici riconosciuti dalle piante.

Il prodotto finale di questo processo è caratterizzato da una buona stabilità, da una bassa salinità e da una buona miscibilità con tutti i prodotti presenti in commercio.
Nella tabella che segue vengono evidenziate su determinati parametri alcune differenze fra i due tipi di idrolisi.
In conclusione, in un idrolizzato proteico, non è solo importante la presenza di amminoacidi, ma è fondamentale che questi siano levogiri, altrimenti non sono attivi e quindi inutili per le piante.

Gli idrolizzati proteici Ilsa (Gelamin^® e idrolizzato di Fabaceae^®) si ottengono da un processo enzimatico denominato Fceh^® (Fully controlled enzymatic hydrolysis), che permette di ottenere esclusivamente amminoacidi in forma levogira (α-aminoacidi).

Questo processo di produzione enzimatico è esclusivo di Ilsa e rappresenta garanzia di qualità di tutti i formulati ottenuti dalla matrice proteica (animale o vegetale). Alcuni di questi formulati nutrizionali sono ammessi in agricoltura biologica e altri in agricoltura convenzionale.

I produttori agricoli, quindi, utilizzando un formulato derivante da un processo enzimatico, avranno i seguenti benefici:

• un formulato a base di amminoacidi liberi in forma levogira assimilabili dalla pianta ad azione diretta sulla stessa (sviluppo vegetativo, fioritura, accrescimento frutti, tolleranze agli stress ambientali e chimici, ecc.);
• un formulato omogeneo e stabile, il quale potrà essere più facilmente miscelato con tutti i prodotti presenti in commercio (fertilizzanti minerali, ormoni di sintesi e fitosanitari) con un conseguente risparmio economico sul numero di interventi colturali;
• un prodotto a bassa salinità, il quale non causa effetti fitotossici sugli organi produttivi (fiori, frutti, ecc.).

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