Sostenibilità a livello molecolare

Copy space shot of laboratory tech, in protective gear, looking through the microscope and analyzing scientific samples.

Quando si parla di sostenibilità, molti pensano al quadro generale: foreste, oceani, specie in pericolo.

Ma un approccio più sostenibile può fare una grande differenza anche nel caso di quelli che a volte sono i più piccoli mattoni della vita, gli enzimi. Brenntag collabora con l'azienda svizzera INOFEA, che ha sviluppato una tecnologia per proteggere gli enzimi durante la lavorazione nella produzione chimica. Ciò significa, ad esempio, che nel migliore dei casi i prodotti farmaceutici possono essere fabbricati senza sostanze nocive per l'ambiente e utilizzando meno energia.
Gli enzimi sono importanti per gli organismi. Quasi tutti i processi metabolici che hanno luogo negli esseri viventi hanno bisogno di enzimi per essere attivati. Le proteine attive sono altamente selettive come biocatalizzatori e innescano o hanno un impatto significativo su particolari reazioni chimiche. Ogni enzima è anche molto specifico e catalizza una particolare reazione chimica. Anche l'ambiente deve essere esattamente adatto agli enzimi. Se è troppo acido o troppo alcalino, troppo caldo o troppo freddo, gli enzimi cessano di funzionare. Lavorare con gli enzimi può quindi essere una sfida.
Chemist testing in the laboratory, Duisburg, Germany
Per questo motivo, la catalisi chimica viene spesso utilizzata per accelerare le reazioni chimiche. Tradizionalmente, si utilizzano spesso catalizzatori metallici come l'ossido di alluminio, il platino o il rodio. Sono in grado di resistere a temperature e pressioni elevate. Tuttavia, questo metodo presenta diversi svantaggi: I catalizzatori metallici sono tossici, possono essere separati e riciclati solo con difficoltà e devono essere utilizzati in condizioni estreme per funzionare bene. I catalizzatori metallici non sono specifici per un particolare tipo di reazione e quindi producono sottoprodotti che devono essere rimossi.
"La collaborazione con INOFEA è unica per Brenntag: Nessuno dei nostri partner commerciali offre un servizio così specializzato e personalizzato nel campo della biocatalisi. A questo si aggiunge l'approccio innovativo alla gestione degli enzimi, che ci permette di offrire una soluzione che può aiutare i produttori di farmaci a raggiungere i loro obiettivi di sostenibilità. Gli enzimi sono componenti fondamentali della vita che, grazie a questa tecnologia, possono essere utilizzati anche nelle reazioni chimiche più difficili. Con questo servizio vogliamo dimostrare che, apportando piccole modifiche, è possibile migliorare le reazioni e trasformarle in processi più sostenibili", afferma Catarina Gil Forte, Head of Industry Market Management, Synthesis and Biopharma, di Brenntag EMEA.
Two chemists working in the lab together, Singapore

Le ultime biotecnologie rendono gli enzimi riutilizzabili

Per andare oltre i metalli come catalizzatori, Brenntag collabora con INOFEA. L'azienda biotecnologica svizzera ha sviluppato un processo per dotare gli enzimi immobilizzati di uno scudo protettivo in polimeri. Di conseguenza, gli enzimi non solo possono portare a termine la reazione in condizioni difficili, poiché sono meno sensibili alle fluttuazioni del pH o delle temperature. Possono anche essere riutilizzati, poiché non vengono inattivati durante la reazione e possono essere facilmente recuperati.
Per l'uso da parte delle aziende farmaceutiche, gli enzimi e il loro schermo protettivo devono essere sviluppati individualmente e in base all'applicazione finale. Sebbene ciò comporti inizialmente costi più elevati, questi possono essere compensati dai guadagni in termini di efficienza e riutilizzabilità. In ogni applicazione, la reattività rimane sufficientemente elevata per diversi cicli di produzione. Allo stesso tempo, i costi energetici diminuiscono, poiché è possibile utilizzare temperature più basse, a differenza della catalisi tradizionale. Inoltre, nel migliore dei casi, non si producono rifiuti nocivi perché non vengono utilizzati metalli.

Biocatalisi

La biocatalisi è un processo che utilizza gli enzimi per avviare, accelerare o controllare le reazioni chimiche. A questo scopo vengono utilizzati nella produzione di farmaci come l'insulina. Ma anche la produzione di birra, vino o formaggio si basa su processi biocatalitici in batteri, lieviti o funghi.

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