Ieri erano sostanze chimiche aggressive, oggi sono enzimi

Gli inquinanti della nostra ricca società sono un ricordo del passato. I pesticidi e i fertilizzanti che inquinano il nostro suolo. I detergenti che alterano l’equilibrio delle nostre acque. L’agricoltura che distrugge il suolo. I carburanti fossili che riscaldano il nostro clima.

Come nel videogioco cult “pacman”, in cui un famelico disco giallo insegue i quattro fantasmi Blinky, Speedy, Inky e Peky, è possibile oggi progettare degli enzimi che facciano attivare delle reazioni chimiche che distruggono gli infestanti delle piante nei campi, le particelle di sporco nel bucato oppure i batteri maleodoranti in bocca.

Gli enzimi tecnici vengono prodotti con microbi geneticamente ottimizzati. È la natura stessa a mettere a disposizione la struttura. Società di biotecnologie specializzate tracciano le sequenze genetiche che in questi batteri e funghi producono naturalmente gli enzimi. Queste sequenze vengono poi estratte e inserite in altri microbi. Questi microbi diventano quindi delle “fabbriche” di enzimi e applicazioni altamente specifici.

Gli enzimi contribuiscono a risparmiare acqua e accelerano la produzione di biocarburanti.

Prodotti in massa, gli enzimi possono essere aggiunti ai processi di lavaggio nella fabbricazione dei prodotti tessili, ad esempio. In questo modo si riduce il consumo di acqua nel trattamento che conferisce al jeans l'effetto “stone-washed”, ad esempio. Analogamente, gli enzimi producono pelle morbida in modo sostenibile dal punto di vista ambientale riducendo del 40% la quantità di acido solfidrico utilizzato per la concia delle pelli degli animali. Gli enzimi accelerano anche la conversione dei rifiuti vegetali in biocarburanti e aiutano gli animali di allevamento a espellere la quantità minima possibile di mangime.

Abbiamo un bisogno urgente delle loro capacità universali come catalizzatori dei processi biologici di qualunque tipo, perché la fame del mondo cresce costantemente. Nel 2050 non ci saranno più 7,7 miliardi di persone sulla Terra, ma oltre nove miliardi. Al contempo, si ridurrà la quantità di suolo utilizzato per l’agricoltura. Un rapporto del Ministero federale tedesco per i prodotti alimentari e l’agricoltura stima che ogni anno nel mondo si perdono circa dodici milioni di ettari di terreno agricolo a causa di eccessivo pascolo, eccessiva fertilizzazione o irrigazione non corretta. Se questa tendenza dovesse continuare, i raccolti globali potrebbero diminuire del 12% nei prossimi 25 anni, a fronte invece di un incremento della popolazione mondiale.

La fertilizzazione intensiva e l’eccesso di metano prodotto dagli allevamenti di bestiame potrebbero presto diventare un ricordo

Al contempo, l’agricoltura contribuisce per il 14% alle emissioni mondiali di gas a effetto serra. Le emissioni degli animali domestici e i processi agricoli come, ad esempio, la fertilizzazione e la coltivazione del riso in acqua producono anidride carbonica, metano e ossidi di azoto. Dal campo alla tavola, un chilogrammo di pane produce circa 720 grammi di anidride carbonica. Per un chilogrammo di carne di bovino questo valore sale a circa 13.300 grammi.

Gli enzimi tecnici possono però mantenere fertile il suolo a lungo termine senza bisogno di fertilizzanti, e, se somministrati nel mangime, sono in grado di ridurre notevolmente le emissioni di gas serra prodotte dal bestiame. Si tratta di due aspetti fondamentali per la nostra sussistenza futura.

Per le società specializzate in enzimi, la sfida sarà però riuscire a gestire in modo preciso l’integrazione dei catalizzatori all’interno dei processi di produzione: l’ambiente deve essere infatti ottimizzato per l’uso industriale degli enzimi. Nutrienti, livelli pH, temperatura e ventilazione devono essere corrette: solo così questi aiutanti biochimici possono dare appieno il proprio contributo. Ed è qui che entra in gioco la digitalizzazione, un’altra tecnologia innovativa. La digitalizzazione è l’unico modo per controllare i processi in modo sufficientemente preciso da consentire agli enzimi di funzionare nel modo più efficace possibile.