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Articolo pubblicato il 17-02-2005
Barbara Nicolaus ¹ & Mario Malinconico²
Numero 13 - Anno 2
17 Febbraio 2005
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 Biomateriali Innovativi
Il progetto di ricerca sui Biomateriali Innovativi è stato finanziato dal Ministero della Ricerca ed è stato coordinato dal Dr. Mario Malinconico dell'Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri del CNR di Pozzuoli. Partecipanti al progetto: Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB) del CNR di Pozzuoli (Nicolaus B, Strazzullo G, Poli A), Istituto di Chimica e Tecnologie dei Polimeri (ICTP) del CNR di Pozzuoli (Malinconico M, Immirzi B), Istituto di Biochimica delle Proteine (IBP) del CNR di Napoli (Orlando P)
Nell'ambito di questo progetto, una linea di ricerca ha riguardato la messa a punto di protocolli relativi a nuove metodiche di estrazione e purificazione di polisaccaridi ottenuti dagli scarti della lavorazione industriale del pomodoro, la caratterizzazione chimico-fisica di tali biopolimeri e la sperimentazione e l'ottimizzazione delle loro potenzialità biotecnologiche allo scopo di produrre nuovi biomateriali come molecole termoplastiche e films biodegradabili.
Lo smaltimento dei rifiuti ha una notevole ricaduta in termini di costi e di inquinamento dell'ambiente. Negli ultimi anni sono diventate sempre più importanti, per lo sviluppo delle aziende che operano nei paesi industrializzati, la valutazione dell'impatto ambientale e la produzione di prodotti di qualità. Ogni anno, in Italia, si processano più di 6 milioni di tonnellate di pomodoro e circa il 2 % sono scarti.
Attualmente l'essiccazione dello scarto, ottenuto dalla lavorazione delle industrie conserviere, costituisce l'approccio più diffuso per produrre concimi. Attraverso le attuali biotecnologie è possibile manipolare questi residui convertendoli in una potenziale risorsa ad alto valore aggiunto. Il miglioramento delle proprietà chimico-fisiche e organolettiche dei prodotti finiti e la riduzione della quantità di reflui hanno un riflesso positivo sia sull'aspetto economico sia sull'impatto ambientale. I biopolimeri che sono recuperati dagli scarti industriali, trasformano i rifiuti in materia prima, un principio che è in linea con le nuove filosofie di sviluppo industriale ecologicamente sostenibile.
L'obiettivo di questo lavoro è stato di estrarre dai residui ottenuti dalla lavorazione del pomodoro, polisaccaridi, sia in termini di resa sia in termini di struttura. Lo scarto utilizzato riguarda la trasformazione del pomodoro (Lycopersicon Esculentum) varietà "Ibrido ROMA". In particolare quello proveniente dal processo di lavorazione per la produzione di passati e concentrati di pomodoro e prodotto nella fase di estrazione, nella quale si raccolgono sia bucce sia semi, chiamato scarto di passatrice.
Un'analisi approssimata dei valori, rivela che il 50% dello scarto è rappresentato da fibre, il 18% da proteine ed il 10% da grassi. Di conseguenza si possono ottenere polimeri, in particolare polisaccaridi dalla parete cellulare e dal materiale di riserva, quali cellulosa, pectine, emicellulosa ed amido. Il protocollo sperimentale, da noi messo a punto, è risultato di facile applicazione ed in grado di fornire ottime rese in polisaccaride per poter valutare la loro capacità filmogena per la realizzazione di biofilms.
I settori di utilizzo dei film plastici nei quali è maggiormente sentita l'esigenza di disporre di materiali biodegradabili ottenuti da fonti rinnovabili (marine e terrestri) sono l'imballaggio e l'agricoltura protetta. Nel primo caso si stanno sviluppando processi di lavorazione di polisaccaridi di derivazione agricola (quali gli scarti di pomodori e agrumi) che, in combinazione con sostanze dette "plasticizzanti" (in grado cioè di conferire proprietà di lavorazione allo stato fuso) consentono di trasformare queste plastiche in film rigidi e flessibili. Questi imballaggi, alla fine del loro ciclo di utilizzo, possono essere tranquillamente compostati in quanto producono esclusivamente anidride carbonica, acqua e biomassa. Nel secondo caso (film per colture protette) i polisaccaridi di origine agricola ed altri polisaccaridi (quali i prodotti derivati dalle alghe) vengono dispersi in soluzioni acquose e depositati direttamente sul terreno agricolo con formazione di una pellicola resistente agli agenti atmosferici ed in grado di proteggere le coltivazioni in modo naturale, per poi essere biodegradate direttamente al suolo.
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Autore: Barbara Nicolaus ¹ & Mario Malinconico²
¹Istituto di Chimica Biomolecolare (ICB) del CNR di Pozzuoli (NA)
²Istituto di Chimica e Tecnologie dei Polimeri (ICTP) del CNR di Pozzuoli (NA)
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