Un discorso a parte meritano i virus, organismi subcellulari, con dimensioni dell’ordine dei nanometri (visibili solo al microscopio elettronico), la cui informazione genetica è scritta sotto forma di DNA o RNA, racchiusa in un involucro, detto capside. Non sono capaci di vita autonoma, ma necessitano dell’apparato metabolico di un’altra cellula; per questo vengono detti parassiti endocellulari obbligati. Moltissimi microrganismi, o loro metaboliti (tossine), possono rappresentare un fattore di rischio biologico, per l’uomo e l’ambiente e per questo vanno trattati con la massima cautela e specifiche procedure (▶11).
Protozoi Sono organismi eucarioti unicellulari eterotrofi, che si trovano in ogni habitat dove svolgono ruoli importanti nei cicli della materia. Possono diventare patogeni e causare malattie come la malaria o la toxoplasmosi.
Alghe unicellulari Sono organismi costituiti da una sola cellula eucariote, autotrofi, cioè capaci di sintetizzare il proprio nutrimento autonomamente per mezzo del processo di fotosintesi. Su tale attività delle alghe si basano i sistemi di filtraggio di CO2 che è presente in grandi quantità nell’atmosfera [ 4 ].
Lieviti Sono funghi unicellulari responsabili di molti processi fermentativi. Fra gli Ascomiceti: Saccharomyces cerevisiae e uvarum [ 5 ] (birra, vino, sakè, panificazione), Kluyveromyces fragilis (alcol da siero di latte), Candida utilis (residui dell’industria della carta), Trichosporon cutaneum (ossida composti tossici come i fenoli ed è quindi utile nei processi di depurazione), Phaffia rhodozyma (sintetizza un carotenoide utile a colorare la carne di trote e salmoni).
Muffe Sono funghi pluricellulari prevalentemente ascomiceti. Idrolizzano l’amido di riso o di soia che per fermentazione produrrà la soia fermentata. Producono enzimi (amilasi, proteasi, pectinasi), acidi organici (citrico, lattico), antibiotici, caratterizzano formaggi quali roquefort e camembert.
Alcune muffe possono causare allergie ed altre producono metaboliti che elaborano ‘micotossine’. Una di queste, detta aflatossina, è cancerogena naturale prodotta dall’Aspergillus flavus, un contaminante di frutta secca [ 6 ] e cereali immagazzinati.
Batteri Sono organismi unicellulari costituiti da una sola cellula procariote rivestita da una parete di peptidoglicano, in base allo spessore della quale si distinguono in gram positivi e gram negativi.
Fra gli Eubatteri: Gluconobacter e Acetobacter (ossidano l’alcol etilico ad acido acetico il primo e poi a H2O e CO2 il secondo), il Clostridium acetobutylicum (zuccheri in acetone, etanolo, isopropanolo e n-butanolo).
Batteri lattici omo ed eterofermentanti, Corynebacterium glutamicum (produce lisina e acido glutammico usato come condimento). Fra gli Attinomiceti: Streptomyces (produce antibiotici).
Durante il loro metabolismo aerobico o per fermentazione i microbi producono metaboliti primari (sostanze necessarie al loro stesso sviluppo), metaboliti secondari (antibiotici, tossine), enzimi.
Sono questi una realtà industriale consolidata da tempo che negli anni recenti ha avuto una crescita esplosiva di applicazioni. Infatti, essendo proteine che fungono da biocatalizzatori, incrementano la velocità di una reazione, in condizioni blande, con alta selettività e purezza dei prodotti e soprattutto con ridotto impatto ambientale e minore costo energetico.
Nella realtà si fa un uso quotidiano di sostanze arricchite di enzimi come ad esempio i detersivi.
La prima forma di lavaggio biologico risale infatti agli inizi del secolo scorso, quando si scoprì che le proteine del sangue potevano essere eliminate con l’aiuto di enzimi. In effetti gli enzimi microbici (proteasi) hanno la capacità di degradare lo sporco nei tessuti anche a bassa temperatura. Molto importante è stato, di recente, l’isolamento di un batterio capace di agire in ambiente alcalino, quindi particolarmente efficace in presenza del pH alcalino, caratteristico dei comuni saponi.
Un recente e particolare impiego di enzimi batterici (cellulasi ed amilasi) è quello per sbiancare e lavare i jeans e conferire loro quell’aspetto “usato” tanto di moda [ 8 ].