Biotrasformazioni di terpeni mediate da batteri ambientali

Negli ultimi anni si è avuto un incremento della produzione biotecnologica di aromi chimici naturali (NACs) legato alla richiesta, da parte dei consumatori, di prodotti biologici. L’interesse per gli aromi naturali rispetto a quelli ottenuti per sintesi chimica ha comportato un aumento della produzione “microbica” di bioaromi. Un aroma per essere definito “naturale” deve essere ottenuto da sostanze naturali attraverso trasformazioni biocatalitiche che utilizzino enzimi o microrganismi ed il prodotto finale deve essere identico ad una sostanza nota già presente in natura. Se lo stesso prodotto è ottenuto per sintesi chimica si può classificare come “natural identic”. I terpenoidi sono precursori naturali poco costosi, facilmente reperibili e rinnovabili e costituiscono il maggior gruppo di prodotti naturali con piu’ di 22.000 strutture conosciute. I monoterpeni, che sono ampiamente distribuiti in natura e sono fra i componenti principali degli olii essenziali di erbe, spezie e conifere, costituiscono una classe di substrati precursori molto utili e, dato il loro utilizzo nell’industria profumiera ed alimentare, sono prodotti di partenza ideali per la produzione biotecnologica di NACs.Sono note in letteratura diverse bioconversioni di monoterpeni per la produzione di aromi naturali con vari microorganismi, in particolare funghi e lieviti, mentre sono state meno sudiate le bioconversioni con batteri. In questo lavoro sono riportate le biotrasformazioni di citrale e carvone biocatalizzate da alcuni batteri ambientali: Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas fluorescens, Acinetobacter lwoffi e Flavobacterium spp. In tutte le bioconversioni le uniche fonti di carbonio e di energia sono rappresentate dai monoterpeni. Pseudomonas putida riduce selettivamente il carvone a diidrocarvone, mentre Acinetobacter lwoffi, Flavobacterium spp. e Pseudomonas aeruginosa sono in grado di ridurre ulteriormente il prodotto a diidrocarveolo. Non vi è alcuna bioconversione né con la Pseudomonas cepacia nè con la Pseudomonas fluorescens. La citrale (miscela di nerale e geraniale) è ridotta a nerolo e geraniolo da Acinetobacter lwoffi mentre con Pseudomonas putida si ha un’ulteriore riduzione a citronellolo. La bioconversione con Flavobacterium spp è caratterizzata da un cammino riduttivo, che porta dapprima alla formazione di nerolo e geraniolo e successivamente a citronellolo, e da un cammino degradativo, in cui si ottiene il 6-metil-5-epten-2-one (un prodotto lineare di degradazione dei terpeni) nelle prime 24 ore e successivamente CO2 ed H2O. Lo stesso cammino degradativo si ha anche con Pseudomonas cepacia, con Pseudomonas fluorescens e con Pseudomonas aeruginosa.