Redazionali
Cosa sono gli Idrolizzati Proteici, a cosa servono e come vengono prodotti?
09/10/2023
1. Cosa sono gli idrolizzati proteici?
Gli idrolizzati proteici sono composti costituiti da una miscela di peptidi e amminoacidi solubili in acqua. Essi sono ottenuti da un processo di idrolisi - enzimatica, chimica o mista - di proteine di origine animale e/o vegetale. Da rilevare che gli idrolizzati proteici presentano attributi e benefici distinti a seconda dell’origine della materia prima e del processo di produzione impiegati.
2. Cosa significa processo di idrolisi?
Il processo di idrolisi è l’azione di divisione in ambiente acquoso dei legami costituenti un composto organico o inorganico e consente di ottenere composti semplici ad azione nutritiva e stimolante del metabolismo vegetale della pianta. Il processo di idrolisi può avvenire ad opera dell’acqua, della temperatura, di sostanze chimiche (nel caso dell’idrolisi chimica) oppure con l’ausilio di specifici enzimi (nel caso dell’idrolisi enzimatica).
3. Quali sono i vantaggi derivanti dall’uso degli idrolizzati proteici in agricoltura?
Come descritto sopra gli idrolizzati proteici sono prodotti contenenti amminoacidi e peptidi e vengono utilizzati in agricoltura sottoforma di concimi e biostimolanti. Perciò, quando vengono distribuiti sulla pianta per via fogliare e/o in fertirrigazione e una volta assorbiti, essi hanno diverse azioni dirette sulla crescita e sullo sviluppo della pianta, tra le quali:
Nel caso degli amminoacidi:
- Azione carrier: favoriscono l’assorbimento e la traslocazione degli elementi minerali ed acqua dal suolo alla pianta anche in condizioni difficili.
- Azione antistress: in condizioni di stress ambientale gli amminoacidi come Prolina, Idrossiprolina ed Acido glutammico sono considerati “integratori naturali” fondamentali per consentire alla pianta di superare le condizioni avverse, e quindi, di portare avanti il suo ciclo colturale.
- Azione stimolante: favoriscono la produzione di energia utile per condurre le reazioni biochimiche che avvengono nella cellula vegetale.
- Azione di sintesi: essi rappresentano i mattoni essenziali per formare nuove proteine e di conseguenza favorire la crescita vegeto-produttiva delle piante. Inoltre, favoriscono la sintesi di molecole biologicamente attive e.g., triptofano nella sintesi delle auxine, metionina quale precursore dell’etilene ed arginina delle poliammine oppure come precursori di composti responsabili della qualità dei frutti e.g., alanina, isoleucina, leucina e valina sono precursori di composti che conferiscono l’aroma dei frutti; fenilanina è precursore della biosintesi delle antocianine che determinano il colore di alcuni frutti e in fine arginina, alanina, glicina e prolina sono precursori della sintesi di composti responsabili del sapore.
Nel caso dei peptidi:
I peptidi contengono diversi amminoacidi uniti tra loro da un legame detto legame peptidico, hanno un basso peso molecolare ed agiscono a basse concentrazioni.
- Azione segnale od ormonale: consentono lo scambio di informazioni tra le cellule, anche distanti tra loro al fine di regolare sia la crescita e lo sviluppo della pianta sia le risposte di difesa dagli stress.
- Azione di sviluppo: peptidi ricchi di cisteina sono coinvolti nella formazione dei noduli radicali con gli azotofissatori simbionti. Altri peptidi stimolano il processo di divisione e differenziazione delle cellule e l’aumento dell’assorbimento dei nitrati quando le piante si trovano in carenza di azoto.
- Azione di difesa: la sistemina attiva nelle piante i geni di difesa che determinano l’accumulo di inibitori delle proteasi. Tali inibitori inibiscono la digestione delle proteine da parte degli insetti erbivori.
4. Quali sono le materie prime utilizzate per produrre gli idrolizzati proteici?
Le materie prime organiche utilizzate per la produzione degli idrolizzati proteici si distinguono in base all’origine della materia prima impiegata.
Nel caso di matrice organica di origine animale, si utilizza il collagene derivante dai refili dell’industria conciaria oppure carniccio e sangue provenienti dall’industria agroalimentare (macellazione degli animali). Invece, nel caso di matrice organica di origine vegetale generalmente si impiegano le biomasse di piante leguminose.
5. Quali sono i processi industriali adoperati per la produzione degli idrolizzati proteici?
Per produrre gli idrolizzati proteici usualmente vengono utilizzati due processi produttivi:
- Idrolisi Enzimatica: è un processo di idrolisi della proteina (di origine animale oppure vegetale) che avviene ad opera di enzimi proteolitici e cellulosolitici in grado di dividere in specifici punti la catena amminoacidica. 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 la matrice proteica e di conservare gli amminoacidi nella loro forma naturale (levogira).
- Idrolisi chimica: è un processo tradizionale di idrolisi della proteina (di origine animale) che avviene con l’ausilio di una sostanza chimica (acido solforico, idrossido di sodio o di calcio) e quindi a pH acido o basico e in genere, ad alta temperatura (>121°C) e pressione (220.6 kPa). L’idrolisi chimica è un processo rapido e aggressivo rispetto all’idrolisi enzimatica e punta ad ottenere un prodotto con una maggior quantità di amminoacidi totali, ma che porta con sé alcuni svantaggi: amminoacidi non assimilabili (presenti in forma destrogira), perdita di alcuni amminoacidi termolabili (e.g., triptofano) con conseguente aumento di ammonio nella miscela, alta salinità, limitata miscibilità con i prodotti fitosanitari.
6. 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 della forma degli amminoacidi da una forma levogira ad una forma destrogira.
In natura, ed 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 (uso di composti chimici, elevate temperature e pressione) che modifica la forma naturale dell’amminoacido, per il quale, visto al microscopio, la luce polarizzata avrà un orientamento a destra. Perciò, la presenza di questo tipo di amminoacidi (destrogiri) è considerata un indice negativo della qualità del prodotto finale (biostimolante e/o concime), in quanto come riportato da diversi autori di articoli scientifici e ricercatori gli amminoacidi in forma destrogira non vengono mai assimilati dalla pianta.
L’idrolisi enzimatica, invece, avvenendo in un ambiente controllato a basse temperature ed utilizzando solo enzimi, permette una racemizzazione nulla e di conseguenza una elevata presenza di peptidi ed amminoacidi levogiri (biologicamente attivi e 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, incluso i prodotti fitosanitari.
Nella tabella che segue vengono evidenziate su determinati aspetti qualitativi del prodotto finale alcune differenze fra i due tipi di idrolisi.
Infine, si può affermare che 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 la pianta.
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 un alto contenuto di peptidi e di amminoacidi esclusivamente in forma levogira (α-aminoacidi).
Questo processo di produzione enzimatico è esclusivo di ILSA e rappresenta garanzia di qualità di tutti i prodotti ottenuti dalla matrice proteica (animale o vegetale). Alcuni di questi concimi e biostimolanti sono ammessi in agricoltura biologica ed altri in agricoltura convenzionale.
Gli imprenditori agricoli, utilizzando un prodotto derivante da un processo enzimatico, avranno i seguenti benefici:
- Un composto ricco in peptidi ed amminoacidi liberi in forma levogira a rapido assorbimento da parte della pianta, con conseguente stimolo e supporto dello sviluppo vegetativo, della fioritura, dell’accrescimento dei frutti, dell’attivazione dei meccanismi di risposta agli stress ambientali e chimici.
- Un prodotto omogeneo e stabile, il quale potrà essere più facilmente miscelato con tutti i prodotti presenti in commercio (concimi minerali, ormoni di sintesi e fitosanitari), con un conseguente risparmio economico sul numero di interventi colturali e riduzione dell’inquinamento ambientale derivato dall’uso dei macchinari agricoli.
- Un formulato a bassa salinità, il quale non causa effetti fitotossici sugli organi vegetativi (radici ed apici meristematici) e sugli organi produttivi (fiori e frutti) e non rallenta la crescita vegeto-produttiva della coltura.
- Un biostimolante in grado di aumentare le caratteristiche qualitative dei frutti. Prove agronomiche condotte sia in Italia che all’estero confermate da anni di utilizzo in tutto il mondo hanno evidenziato l’efficacia degli idrolizzati proteici ILSA (animali e vegetali) nell’aumentare il contenuto degli zuccheri e di composti antiossidanti (polifenoli, carotenoidi) nei frutti ed acini di vite e nella riduzione del contenuto dei nitrati nelle foglie di piante di IV gamma.
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