Pectinasi

Con il termine pectinasi si indicano un gruppo di enzimi che catalizzano la degradazione della pectina che è uno dei substrati più complessi presenti nella parete cellulare e nella lamella centrale di frutta e verdura. La pectinasi è ampiamente distribuita nelle piante superiori e nei microrganismi e si trova anche in alcuni protozoi e insetti.

La pectinasi è coinvolta nel metabolismo della parete cellulare, nella crescita della cellula, nella senescenza, nella maturazione dei frutti, nella patogenesi e nel processo di abscissione tramite il quale una pianta perde una o più parti come foglie, frutti, fiori o semi della sua struttura

Per la sua proprietà di distruggere la parete cellulare delle cellule vegetali, la pectinasi, può essere utilizzata nella produzione di succhi di frutta e verdura, chiarificazione dei vini di frutta, estrazione di prodotti naturali e nella riduzione della pasta biologica nell’industria della carta.

Il peso molecolare delle pectinasi è generalmente compreso tra 20 kD e 60 kD e la loro attività della è solitamente compresa tra pH 3.0 e 9.0, con un punto isoelettrico compreso tra 4.0 e 9.0.

Classificazione delle pectinasi

Le pectinasi sono un gruppo di enzimi che catalizzano la degradazione della sostanza pectica attraverso reazioni di depolimerizzazione (idrolasi e liasi) e deesterificazione (esterasi). In base alla modalità di scissione e alla specificità, gli enzimi pectici sono divisi in tre tipi principali.

Protopectinasi che degradano la protopectina insolubile presente nei frutti acerbi e danno origine a pectina solubile altamente polimerizzata. Hanno la funzione di scomporre la protopectina insolubile in pectina solubile mediante degradazione limitata del substrato. Si divide in due tipi: pectinasi di tipo A che agisce principalmente sulla regione interna dell’acido poligalatturonico della protopectina e di tipo B che  agisce principalmente sulle catene polisaccaridiche esterne dell’acido galatturonico e sui componenti della parete cellulare.

Pectina metilesterasi è responsabile della rimozione del gruppo metossilico dalle sostanze pectiche con formazione di acido pectico e metanolo. La pectina è un’esterasi dell’acido carbossilico e appartiene al gruppo delle idrolasi.

La poligalatturonasi (PG) è un enzima è un enzima idrolitico appartenente alla classe delle glicosilasi che catalizza la scissione idrolitica della catena dell’acido poligalatturonico in presenza di acqua. Pertanto, la funzione di questo enzima è quella di scindere il legame glicosidico α 1–4 tra i monomeri galatturonici.  Secondo la sua modalità d’azione, la poligalatturonasi è classificata come endo-PG che agisce portando a una degradazione casuale della catena pecticao exo-PG che agisce portando a una degradazione delle estremità libere non riducenti della catena pectica.

L’endo-PG depolimerizza l’acido pectico in modo casuale, determinando una rapida diminuzione della viscosità e la velocità di idrolisi diminuisce con la riduzione della lunghezza della catena.

Applicazioni

Le principali fonti di pectinasi sono i microrganismi, principalmente batteri, funghi e lieviti. Per ottenere industrialmente tale enzima si utilizzano come substrati rifiuti agroindustriali a basso costo. Il potenziale biotecnologico degli enzimi pectinolitici derivanti dai microrganismi ha attirato molta attenzione da parte di vari ricercatori in tutto il mondo come probabili catalizzatori biologici in una varietà di processi industriali.

Tali enzimi sono stati utilizzati in diversi processi industriali, come l’estrazione tessile, la lavorazione delle fibre vegetali, l’estrazione di tè, caffè e olio e il trattamento delle acque reflue industriali, contenenti pectina e suoi derivati. In combinazione con altri enzimi come amilasi, lipasi, cellulasi ed emicellulasi, è utilizzata nell’industria tessile per sostituire le sostanze chimiche aggressive.

Nell’industria ortofrutticola questi enzimi sono usati per il trattamento della polpa e l’estrazione del succo di frutta

Le pectinasi contribuiscono alla riduzione della viscosità, alla limpidezza del succo e alla macerazione delle verdure, nonché alla riduzione del tempo di fermentazione. La pectinasi viene utilizzata nell’industria dei succhi di frutta prima della chiarificazione per evitare la flocculazione delle proteine ​​​​della pectina e ridurre la viscosità.

Il ruolo principale degli enzimi pectinolitici nel processo di vinificazione sono quelli di favorire l’estrazione, massimizzare la resa del succo, facilitare la filtrazione e intensificare sapore e colore. Il trattamento con pectinasi accelera la fermentazione del tè e distrugge anche la proprietà di formazione di schiuma delle polveri di tè istantaneo a causa della degradazione delle pectine. È utilizzata anche nella fermentazione del caffè per rimuovere lo strato mucillaginoso dai chicchi di caffè.