Laccasi e sicurezza alimentare: un enzima per degradare l’Aflatossina B1

L’industria alimentare e le micotossine

Le derrate alimentari di origine vegetale sono costituite soprattutto da semi e dai loro derivati. Realizzare un efficace controllo lungo l’intero processo di lavorazione è indispensabile per l’industria alimentare, ed è necessario per compiere un decisivo progresso nella produzione. Tra i fattori di rischio da tenere in considerazione, il principale è costituito dagli agenti contaminanti di origine biologica e, tra questi, particolare attenzione va posta ai contaminanti di origine fungina: le micotossine. Questo termine trae origine dal greco, “mykes” che significa fungo e “toxicon”, veleno. 

Le più comuni e pericolose tossine sono l’aflatossina B1 (AFB1), l’ocratossina A (OTA), i tricoceni, lo zearaleone e le fumosine. Piccole tracce di queste tossine sono in grado di causare allergie e neurotossicità, mentre l’esposizione cronica può determinare effetti teratogeni, cancerogeni (soprattutto a carico di fegato e rene) o immunosoppressivi, sugli animali ma anche sull’uomo.

Lotta alle micotossine: presente e futuro

Da diverso tempo, la prevenzione della contaminazione da parte di aflatossine e la loro eventuale detossificazione nelle matrici alimentari sono condotte mediante l’impiego di composti chimici. Il ripetersi di questo procedimento porta all’accumulo di sostanze tossiche lungo la piramide trofica, trasformando ciò che di fatto doveva rappresentarne la soluzione in parte del problema.

Nella lotta alla contaminazione da aflatossine, è ormai urgente definire metodi di detossificazione alternativi all’impiego di sostanze chimiche. I risultati più incoraggianti per la ricerca si sono ottenuti mediante l’utilizzo di composti di origine biologica. In particolare, si è dimostrata la capacità di numerosi basidiomiceti di produrre metaboliti utili per un futuro impiego nell’industria alimentare su derrate di origine vegetale, costituenti la gran parte della dieta della popolazione umana e animale in tutto il mondo.

La laccasi, una soluzione dai miceti

Trametes versicolor (Fig.1) è un basidiomicete ligninolitico dalle riconosciute proprietà immunostimolanti grazie all’azione dei suoi β, D-glucani. Nei funghi tossigeni, i β, D-glucani di Trametes versicolor inibiscono la sintesi di aflatossine. Oltre a ciò, Trametes versicolor è un fungo produttore d’enzimi ligninolitici, in grado di degradare l’aflatossina B1, la forma più tossica d’aflatossina. Tra il pool di enzimi che contribuisce alla degradazione della lignina, i risultati migliori nella degradazione d’aflatossina B1 sono stati ottenuti con la laccasi.

trametes versicolor laccasi
Figura 1 – Trametes versicolor

T. versicolor si configura come una delle più grandi risorse fornite dalla natura per conseguire l’obiettivo; infatti è potenzialmente in grado di degradare l’aflatossina contaminante grazie ai suoi enzimi ligninolitici, come la laccasi. Il nome di questa proteina deriva dalla specie vegetale dalla quale i ricercatori la isolarono per la prima volta nel 1883, l’albero giapponese della lacca, Rhus vernicifera. Da allora le laccasi sono state trovate in piante superiori, batteri ed insetti; la fonte più rappresentativa rimangono comunque i funghi, in particolare i basidiomiceti white-rot. Essi producono diverse isoforme di queste proteine.

Laccasi: struttura e funzioni

Le laccasi sono p-difenolossidasi che catalizzano l’ossidazione di numerosi composti aromatici, in particolare fenoli, con la concomitante riduzione di ossigeno molecolare ad acqua, mediante il trasferimento di quattro elettroni.

Strutturalmente, tutte le laccasi (Fig.2) sono glicoproteine, monomeriche o multimeriche, provviste di un caratteristico sito catalitico proprio delle multirame ossidasi. Tale sito è costituito da quattro atomi di rame per unità funzionale, suddivisi in un polo mononucleare ed uno trinucleare, indispensabili per l’attività catalitica. Gli atomi di rame sono distribuiti in diversi siti di legame e sono classificati in tre tipi a seconda delle specifiche caratteristiche spettroscopiche e funzionali. Il rame di tipo 1 presenta un’intensa banda di assorbimento nello spettro visibile a circa 600 nm, dovuta al legame covalente tra rame e cisteina, e conferisce il caratteristico colore blu alle ossidasi multirame; è proprio a livello del sito 1 che si realizza l’ossidazione del substrato.

laccasi
Figura 2 – Laccasi

Studi recenti sono stati in grado di definire un metodo di detossificazione efficiente e sicuro per un futuro impiego nell’industria alimentare. T. versicolor si configura come una delle migliori risorse fornite dalla natura per conseguire l’obiettivo, poiché è potenzialmente in grado non solo di degradare l’aflatossina contaminante grazie ai suoi enzimi ligninolitici, ma anche d’inibire la sintesi di micotossine grazie all’azione dei suoi β, D-48 glucani.

Luana Bignozzi

Fonti:

Rispondi

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: