La bixina, un colorante vegetale per alimenti e cosmetici: dall'epoca precolombiana all'ingegneria genetica.


    La bixina (annatto), un pigmento vegetale rosso utilizzato fin dall'epoca precolombiana per alimenti e cosmetici, rappresenta oggi il secondo più importante colorante naturale impiegato nell'industria.

    L'unica fonte conosciuta di bixina sono i semi di Bixa orellana, una pianta originaria dell'America tropicale.

    Decifrare la via di biosintesi della bixina, un apocarotenoide dicarbossilmonometilestere, non è semplice, ma di recente ne sono stati compresi i passaggi chiave e grazie ad un'applicazione estremamente elegante dell'ingegneria genetica è stata resa possibile la biosintesi della bixina nel batterio Escherichia coli (1).

    Si è stabilito innanzittutto che il precursore della bixina potrebbe essere un carotenoide C40, presumibilmente il licopene.

    Quindi, per analogia strutturale con altri metaboliti vegetali, si è avanzata l'ipotesi che la via di biosintesi della bixina passasse essenzialmente per l'azione di tre enzimi: una diossigenasi, un'aldeide deidrogenasi e una metiltransferasi.

    Per confermare questa supposizione i cDNA (DNA complementare) dei geni codificanti i tre enzimi sono stati isolati, sequenziati e introdotti nel batterio Escherichia coli per essere espressi massivamente.

    Gli enzimi prodotti in vitro sono stati purificati e la loro attività verificata su substrati putativi che hanno confermato dunque l'identità degli enzimi, la natura del loro substrato, e in particolare che la diossigenasi, il primo enzima della serie, agisce in modo specifico sul licopene.

    Infine, l'intera via di biosintesi è stata ricostruita, introducendo l'insieme dei tre cDNA in un ceppo di Escherichia coli modificato al fine di accumulare licopene. E il risultato non si è fatto attendere: i batteri in presenza del precursore e degli enzimi chiave della via di biosintesi sintetizzano di fatto una quantità misurabile di bixina.

    Questi risultati non solo indicano una via alternativa per la produzione della bixina, ma suggeriscono anche la possibilità di trasformare in modo analogo il pomodoro che, naturalmente ricco in licopene, potrebbe diventare un produttore naturale e competitivo di bixina.

    Bibliografia

    (1) F., Bouvier, O., Dogbo e B., Camara. (2003) Biosynthesis of the food and cosmetic plant pigment bixin (annatto). Science 300: 2089-2091.

    Sitografia

    Bixa orellana - Wikipedia, La enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Bixa_orellana



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