La xilanasi è una classe di enzimi prodotti dai microrganismi per abbattere un componente delle pareti cellulari delle piante noto come emicellulosa. Xylan è un polimero di molecole di glucosio e un componente importante dell’emicellulosa, che aiuta a tenere insieme le pareti cellulari. Pertanto, l’azione di un enzima xilanasi aiuta ad abbattere le pareti cellulari delle piante. Questa attività trova applicazioni nell’industria alimentare e cartaria, oltre che in agricoltura e per la salute umana.
Esistono diversi tipi di xilanasi prodotti da diversi microrganismi. Questi enzimi agiscono in condizioni diverse, come a diversi livelli di pH e temperature. C’è molto lavoro di ingegneria biochimica svolto con le xilanasi, per determinare l’enzima ottimale per una particolare applicazione. Frequentemente, i funghi geneticamente modificati sono la fonte della xilanasi utilizzata nelle applicazioni commerciali.
Xylan è una sostanza gommosa e simile a un muco che a volte viene chiamata gomma di legno. Può causare la torbidità dei succhi di frutta. La xilanasi viene talvolta utilizzata in combinazione con altri enzimi che degradano la parete cellulare, come la pectinasi e la cellulasi, per chiarire il succo, in modo che diventi chiaro.
Il grano ha molto xilano, che influisce sulla consistenza dell’impasto di grano. Una delle principali applicazioni della xilanasi è migliorare la qualità dell’impasto. Ad esempio, l’assorbimento dell’acqua, la stabilità e la lavorabilità possono essere migliorati con l’uso di questo enzima. Inoltre, la fermentazione per la produzione di alcol utilizza la xilanasi per rilasciare il materiale gommoso, in modo che possa essere fermentato.
Questo tipo di enzima viene utilizzato anche per migliorare i cereali e altri materiali a base vegetale utilizzati come mangime per animali. In combinazione con altri enzimi che degradano la parete cellulare, aiuta ad abbattere le pareti cellulari. Questo rende più facile la digestione per gli animali. Un esempio dei vantaggi include l’aumento della produzione di latte da parte delle vacche da latte.
Lo stesso principio viene utilizzato con la xilanasi in preparati progettati per aiutare il sistema digestivo umano. Le combinazioni di vari enzimi che scompongono i materiali vegetali vengono vendute per essere assunte come integratori. Vengono scelti enzimi microbici specifici che agiscono su un ampio intervallo di pH, nella speranza che mantengano l’attività nell’ambiente duro dello stomaco. Non è chiaro se questi enzimi sopravvivano alla digestione da parte degli enzimi naturali dello stomaco.
Xylan è interessante come risorsa rinnovabile, poiché è una grande componente dei rifiuti agricoli, come la paglia, che potrebbe essere utilizzata come fonte di biomassa. Affinché un tale processo abbia successo, la parete cellulare della pianta deve essere suddivisa in frazioni più piccole e utilizzabili. Si stanno studiando varie xilanasi per l’uso nell’aiutare a degradare le pareti cellulari su scala industriale.
Un altro uso della xilanasi è nell’industria della carta. Viene utilizzato come alternativa al cloro nello sbiancamento della pasta di legno. Questa fase precede la produzione della carta e riduce la quantità di sostanze chimiche utilizzate nel processo.