MACERAZIONE

• migliorare l’apertura delle fibre non completata in fase di calcinaio.

Per fare questo si devono eliminare le proteine elastiche che tengono unite le fibre.
I prodotti maceranti sono  preparati contenenti enzimi proteolitici ad azione specifica sulle fibre elastiche.
Gli enzimi sono generalmente di derivazione pancreatica: pepsina e tripsina. Entrambe idrolizzano le fibre elastiche permettendo la loro solubilizzazione. In alternativa gli enzimi possono provenire da culture batteriche o da funghi.
Commercialmente i diversi prodotti vengono classificati a seconda della quantità di enzima presente; o meglio dalla attività enzimatica espressa per grammo (o per chilo) di prodotto commerciale.
La macerazione si effettua nel bagno di decalcinazione, se questo ha un pH corrispondente a quello ottimale per l’azione di pepsina e tripsina, altrimenti si deve provvedere prima dell’aggiunta del prodotto a portare il bagno a valori di temperatura e pH tali da ottenere la massima attività enzimatica.

Per determinare l’attività enzimatica di un macerante esistono diversi metodi, i più utilizzati sono comunque il Fuld-Groß e Löhlein-Volhand in Europa, e il Northoop in America. Tutti si basano sulla quantità di supporto che il macerante riesce a idrolizzare in un’unità di tempo.

Questa determinazione usa come proteina da idrolizzare la caseina di una soluzione al 5% che dovrà avere un pH di 8,2.
Si pesa la caseina e la si impasta con acqua in modo da schiacciare i grumi, si ottiene così una sospensione che verrà diluita fino ai 3/4 del volume finale, a questo punto si aggiunge NaOH 0,1N fino a un pH stabile di 8,2 controllato con un pHmetro, fatto questo si completa la diluizione con acqua.
Si preparano alcune soluzioni di macerante a concentrazione diversa ma tutte a pH 8,2.
A questo punto in un becker, o in una beuta, si pongono 20 ml della soluzione di caseina e 10 ml della soluzione di macerante, si creano poi per ogni soluzione di macerante preparata dei sistemi simili. Dopo aver preparato anche un bianco, con 10 ml di acqua, tutte le soluzioni macerante-caseina vengono messe in stufa a 37°C per un’ora; al termine del periodo stabilito il macerante avrà idrolizzato la caseina (tutta o in parte) rendendola solubile.
A questo punto si aggiungono 10 ml di HCl 0,1N e 10 ml di Na₂SO₄ al 10%, l’acido porta il pH sotto a 4 bloccando definitivamente l’attività degli enzimi mentre la soluzione salina elimina le proprietà colloidali facilitando così la coagulazione e la conseguente precipitazione della caseina.
Si lascia a riposo per 10-15’ in modo che la precipitazione sia completa; fatto ciò si filtra e si titolano 10 ml del filtrato con NaOH 0,1N al viraggio con  alfa- naftolftaleina. Il viraggio va dal limpido al rosso al blu, il valore da rilevare è rappresentato dalla comparsa del blu. La buretta deve segnalare fino al centesimo di ml altrimenti le concentrazioni dell’acido e della soda vanno cambiate.

           1.725 mg di caseina = 1uLV          1 uLV : 1.725 = x uLV : X
                                      

I valori ottenuti con questo metodo non sono sempre corretti e riproducibili, e infatti esiste un solo intervallo di valori del rapporto caseina/enzima per il quale la determinazione LV è riproducibile.
Il grafico ottenuto modificando il rapporto caseina/enzima è:

Se dalla titolazione ottengo un ml compreso tra 0,5 e 1,5 il valore di uLV ottenuto è riproducibile, in caso contrario i valori ottenuti non sono corretti.
Errori % maggiori di 10 rispetto al valore dichiarato non sono accettati, si rendono quindi necessarie ulteriori prove al fine di conoscere la vera concentrazione del prodotto.

I maceranti meno concentrati presenti in commercio hanno attività compresa tra 300 e 500 uLV; prodotti tradizionali come l’Oropon O hanno attività di 800 uLV.
L’attività media dei prodotti in commercio è salita nel corso degli ultimi anni, molto diffuso è oggi l’Oropon R (circa 1000 uLV) ma anche maceranti ad attività molto maggiori (fino a 50000 uLV e oltre).
Tutti i prodotti maceranti si ottengono dalla diluizione di pepsina e tripsina, un tempo questi enzimi venivano estratti dal pancreas e cristallizzati ottenendo così una polvere, con attività di circa 1,5 106 uLV, che veniva poi diluita.
La composizione tipica di un macerante con attività minore a 1000 uLV è:
          55-60% segatura
          35-40% (NH₄)₂SO₄
          5% pancreas triturato
Un prodotto così composto garantisce grande sicurezza di utilizzo; viene aggiunto in quantità comprese tra 0,5 e 1% e possiede grazie allo ione ammonio un sistema tamponato intorno a pH 8. La segatura permetteva una diluizione molto economica e un effetto detergente sulla pelle, peraltro la scelta del tipo di segatura non è casuale, questa non deve essere resinosa altrimenti imbratterebbe le pelli e non deve essere appuntita per evitare abrasioni sul fiore.
Uno svantaggio dei maceranti tradizionali è lo stoccaggio, la loro bassa attività ne preclude scorte molto abbondanti; non dovrebbero essere conservati in luoghi umidi in modo da non compromettere l’efficienza dell’enzima.
Attualmente la diluizione con segatura non è più economicamente vantaggiosa, il suo prezzo ha superato quello dell’enzima, per questo il mercato si è orientato verso prodotti più concentrati che permettono maggiori comodità di utilizzo, l’attività di questi varia da 5000 a 10000 uLV per quelli in sacco.
Per attività superiori si usano delle fiale dove ognuna contiene una quantità di enzima sufficiente a trattare una ben definita quantità di pelli (es. 100 Kg). L’uso di queste confezioni presenta inoltre degli evidenti vantaggi nello stoccaggio e nel trasporto.

Questo metodo di determinazione dell’attività enzimatica viene utilizzato in America e come risultato fornisce informazioni anche sulla quantità di caseina digerita nel tempo.
Si prepara un litro di soluzione di caseina allo 0,1% (1g di caseina in 1Kg d’acqua) tamponato a pH 8,2; a questo punto la soluzione va immersa in bagno termostatato di acqua a 38°C.
Una volta raggiunta la temperatura si prelevano da questa soluzione 100 ml e si trasferiscono in un becker; con HCl abbasso quindi il pH fino a 4,2; questo becker contiene il bianco ovvero la massima caseina precipitabile.
Nel matraccio contenente la soluzione di caseina si aggiungono ora 100 ml d soluzione di enzima, si agita e si rimette in bagno termostatato. Quest’istante rappresenta t₀. D’ora in avanti ad intervalli regolari si prelevano 100 ml di soluzione, si trasferiscono in becker e si portano a pH 4,2; quando ho raggiunto il valore di pH stabilito si segna il tempo trascorso da t₀. Questo fattore sarà messo in relazione alla quantità di caseina relativa che precipita.
Al termine dei 10 prelievi avrò 10 becker con quantità decrescenti di caseina precipitata, per ognuno di questi avrò annotato i tempi (t₀, t₁, t₂, ...).
Il contenuto di tutti i becker dovrà essere filtrato su filtro già pesato, il precipitato viene lavato con HCl 10^-3 M e il filtro viene portato in stufa a 110°C. Fatto ciò si ripesa il filtro e togliendo il peso del filtro ottengo il peso della caseina non digerita. Questa serie di pesi contrassegnata con P₀, P₁, ... devono essere corretti visto che dopo l’aggiunta dell’enzima è stata effettuata una diluizione del 10% dunque:

La pendenza della curva è molto elevata nel tratto iniziale quando nella soluzione è presente una grande quantità di caseina, poi cala progressivamente fino ad assestarsi.
L’attività si ottiene dalla formula:

Si tratta indubbiamente di un procedimento analitico molto più complesso ma permette di conoscere anche la velocità d’azione dell’enzima.

Da notare che tra queste unità di misura dell’attività enzimatica non esiste alcuna relazione.

L’attività enzimatica è in funzione della temperatura e del pH, nella macerazione, però non si possono superare i 40°C altrimenti si ha il deterioramento della pelle in trippa; il pH ottimale invece varia a seconda del tipo di enzimi.

Come si nota dal grafico per gli enzimi pancreatici il pH che garantisce la massima attività è 8,5; questi enzimi vengono utilizzati anche durante il calcinaio, ciò è possibile vista la loro bassa attività al pH di lavorazione che impedirà una eccessiva frammentazione delle fibre non desiderata in quel momento.
Quantità d’enzima e tempo d’azione sono direttamente proporzionali al rilassamento che si desidera ottenere.
La temperatura va mantenuta nell’intervallo tra i 33 e i 37°C in modo da garantire l’azione enzimatica più veloce ma evitano di compromettere la struttura della pelle.
Non esistono metodi chimico-fisici per stabilire quando la pelle è macerata ma solo manuali. Una delle prove consiste nel vedere se rimane l’impronta lasciata sulla pelle da una pressione esercitata con un dito; un’altra si esegue formando con la pelle un sacchetto, se stringendo il sacchetto l’aria defluisce verso l’esterno attraverso la pelle questa si considera macerata.

Quando mediante una delle due prove manuali si giudica sufficiente il grado di macerazione si effettua un lavaggio con acqua corrente; questo lavaggio ha lo scopo di bloccare l’attività enzimatica, abbassando il pH del bagno e portando la temperatura fino a 18-20°C.
Fatto questo si scarica e si cerca di sgocciolare il più possibile.