Tradotto da Monica Mauri.
Dean Madden del National Centre for Biotechnology Education (NCBE), Università di Reading, UK, propone un esperimento per ottenere latte privo di lattosio – utile sia per i gatti che per il 75% della popolazione mondiale che risulta intollerante a questo tipo di zucchero.
Questa semplice prova pratica fa conoscere agli studenti i concetti fondamentali della digestione e dell’immobilizzazione degli enzimi. Può essere utilizzata come punto di partenza per altre attività di livello più avanzato, come ad esempio la regolazione della produzione della lattasi nell’ Escherichia coli (l’operone lac), l’evoluzione e l’importanza sociale della tolleranza al lattosio per le persone, e l’uso degli enzimi nella produzione degli alimenti.
La Lattasi (beta-galattosidasi) catalizza l’idrolisi del lattosio a glucosio e galattosio:
Lattosio-> D-glucosio + beta-D-galattosio
Entrambi questi zuccheri sono più dolci è più prontamente digeribili del lattosio. Malgrado la loro proverbiale passione per il latte, i gatti non sono in grado di digerire grandi quantità di lattosio. Il latte può essere trattato con l’enzima per ottenere un latte a ridotto contenuto di lattosio adatto per i gatti o per le persone intolleranti al lattosiow1.
Anche se la produzione di un latte speciale ‘per gatti’ può sembrare una cosa di scarsa importanza, si stima che il 75 % della popolazione mondiale sia intollerante al lattosio nell’età adulta – e quindi è la tolleranza per il lattosio ad essere insolita.
Industrialmente, il latte viene trattato iniettando un enzima nell’imballaggio quando il latte UHT viene confezionato, o utilizzando un enzima immobilizzato – un enzima che è stato intrappolato su di un materiale inerte in modo da poterlo usare ripetutamente.
In questa attività, gli studenti immobilizzano la lattasi in sferette (o perle) di alginato di calcio contenute in una piccola colonna, attraverso la quale viene fatto passare il latte.
Occorrente per ciascuna persona o gruppo:
Nota: Tutte le soluzioni devono essere preparate utilizzando acqua distillata o deionizzata. L’alginato di sodio non è immediatamente solubile, e per disciogliersi richiede sia dell’acqua calda che l’agitazione.
Quest’attività richiede circa 40 minuti. L’alginato di sodio impiega un po’ di tempo a sciogliersi, quindi è meglio preparare la soluzione prima della lezione. L’enzima immobilizzato, volendo, potrebbe essere preparato in anticipo; le sferette dovrebbero essere tenute in frigorifero, sebbene non si conservino più di qualche giorno.
L’enzima consigliato per questo lavoro è sicuro da usare, a patto che venga manipolato in modo appropriato. Sebbene Novozymes Lactozym® sia un prodotto per uso alimentare, il latte preparato utilizzandolo non dovrebbe essere consumato. Questo perché l'enzima non è stato manipolato asetticamente, ed in questo modo esso (ed il prodotto che con esso è stato ottenuto) potrebbe essere stato contaminato.
I lettori sono avvertiti di fare riferimento a tutte le direttive di sicurezza locali e di effettuare le loro proprie valutazioni dei rischi per ogni lavoro pratico.
Poiché gli enzimi sono idrosolubili, bisognerebbe sempre usare acqua per rimuoverli se vengono dispersi.
Se le preparazioni liquide vengono lasciate essiccare, c’è il rischio di formazione di polveri. In soggetti sensibili, la ripetuta inalazione di queste polveri potrebbe provocare asma o una reazione simile alla febbre da fieno. Ogni versamento – sull’attrezzatura, sul pavimento o sul banco – dovrebbe essere immediatamente sciacquato via con acqua.
Se si formano aerosol contenenti l’enzima, esiste un rischio di inalazione dell’enzima. In soggetti sensibili, la ripetuta inalazione di questi aerosol potrebbe provocare asma o febbre da fieno. Per questo motivo, le preparazioni enzimatiche non dovrebbero mai essere spruzzate.
Se accidentalmente la vostra pelle o i vostri occhi vengono a contatto con l’enzima liquido, il rimedio è molta acqua corrente. Lo stesso vale per gli indumenti. In caso di versamento sui vestiti, sciacquarli con acqua, e quindi lavarli normalmente. Questo trattamento di solito si rivela sufficiente, ma se si manifestano sintomi che interessano le vie respiratorie, o la pelle o gli occhi, consultare immediatamente un medico.
Qualche latte UHT darà esiti positivi al test del glucosio, probabilmente perché il trattamento a caldo idrolizza parte del lattosio. Perciò bisognerebbe evitare di utilizzare il latte UHT.
La colonna con l’enzima immobilizzato potrebbe essere utilizzata anche per trattare il siero del latte, producendo un dolce sciroppo di siero di latte che è ampiamente utilizzato in pasticceria (è di solito indicato nelle etichette come “sciroppo di siero di latte idrolizzato” o semplicemente “sciroppo di siero di latte”).
La Lattasi è fortemente inibita dal galattosio (uno dei prodotti della sua azione sul lattosio). Di conseguenza, la velocità del flusso del substrato attraverso la colonna è critica per la velocità della reazione catalizzata dall’enzima: se il flusso è troppo veloce non c’è il tempo per far avvenire la reazione; se è troppo lento il galattosio si accumula ed inibisce la reazione. Gli studenti possono quindi studiare gli effetti della velocità del flusso sulla conversione del lattosio a glucosio e galattosio.
L' NCBEw2 fornisce prodotti enzimaticiw3 Novozymes a scuole e college del Regno Unito. Accordi simili potrebbero esistere anche in altri Paesi.
Le preparazioni enzimatiche dovrebbero essere conservate, non diluite, a 3-4 °C.