La valorizzazione degli scarti di produzione agroalimentare - Biofilm e Contenitori

21/05/2008
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Autori:

Barbara Nicolaus, Annarita Poli, Giuseppina Tommonaro
Istituto di Chimica Biomolecolare ICB-CNR

Barbara Immirzi, Mario Malinconico
Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri ICTP-CNR

Maria Grazia Volpe
Istituto di Scienze dell'Alimentazione ISA-CNR

Immagine - 3 - Alcuni esempi di biofilm ottenuti a partire dal polisaccaride estratto dagli scarti industriali del pomodoro

Alcuni esempi di biofilm ottenuti a partire dal polisaccaride estratto dagli scarti industriali del pomodoro (in collaborazione con ICTP-CNR di Pozzuoli).

Il primo test effettuato è stato il BRINE SHRIMP TEST, un saggio di citotossicità su larve di Artemia salina, che in genere viene usato come screening preliminare per individuare composti bioattivi. Le larve di artemia sono state esposte sia a diverse concentrazioni del polisaccaride che a una contemporanea presenza di avarolo. L'avarolo è un composto naturale isolato da una spugna marina, la Desidea avara, che presenta una forte attività citotossica con un LD 50 di 0,18 ppm. In presenza del polisaccaride, la citotossicità dell'avarolo diminuisce, passando da un valore di LD 50 di 0,18 ppm a un valore di 11 ppm. Il polisaccaride estratto dal pomodoro è stato testato su una linea cellulare, i macrofagi J774. In particolare abbiamo studiato l'effetto del polisaccaride sull'attivazione del fattore citoplasmatico NF-kB coinvolto nel processo infiammatorio. Da studi preliminari il polisaccaride non è risultato tossico per tale linea cellulare. Sono stati inoltre valutati gli effetti sulla proliferazione, sulla vitalità, e sulla produzione di nitriti e di ROS (Reactive Oxygen Species, Specie reattive dell'ossigeno) da parte dei macrofagi stimolati con LPS -lipopolysaccharide(De Stefano et al. 2007).

Contenitori in fibra di pomodoro

Per molti tipi di colture, in particolare la fragola, la lattuga, e più in generale tutti i prodotti ortofrutticoli e molti prodotti florovivaistici , viene utilizzato un tipo di coltivazione detta "Tray plant". Le piante TP(Tray Plant) vengono ingrossate in particolari contenitori di polistirolo da 15 fori (tray o nursery pots) contenenti un substrato costituito principalmente da torba bionda fibrosa.

Nel periodo invernale le piante, in pieno riposo vegetativo, vengono tolte dai contenitori di polistirolo, poste in terra e portate a crescita con tutto il substrato e le foglie più giovani.

Questo spostamento può provocare danni all'apparato radicale delle piantine.

I contenitori hanno il vantaggio di essere leggeri e resistenti agli urti, ma sono completamente non biodegradabili e trovano grossi problemi anche nella riciclabilità (infatti non possono essere messi nei contenitori per il riciclo della plastica).

Il loro accumulo in agricoltura sta diventando un grosso problema ambientale (solo in Italia se ne usano ogni anno decine di migliaia di tonnellate).

Nell'ambito di un progetto di valorizzazione dei sottoprodotti della filiera del pomodoro, che ci vede coinvolti insieme all'Istituto di Chimica Biomolecolare del CNR di Pozzuoli, la nostra strategia è stata quella di sostituire il polistirene con un materiale completamente biodegradabile.

Abbiamo preparato un prodotto a base di polisaccaridi di origine marina o agricola rinforzati con fibre provenienti dalla lavorazione del pomodoro (anche questo prodotto di scarto difficile da smaltire in sicurezza).

I contenitori ottenuti risultano molto leggeri e resistenti; inoltre, essendo ottenuti da materie prime completamente biodegradabili, possono essere interrati con tutte le piantine.

In questo modo la flora microbica del terreno e la pressione delle radici in crescita contribuiscono ulteriormente alla degradazione del contenitore che si completa nel giro di alcune settimane.

Il contenitore diventa quindi ammendante e fertilizzante e le piantine non subiscono lo shock da trapianto.

Al momento, presso il CNR di Pozzuoli si sta passando alla realizzazione di prototipi in stampi multipli, propedeutici allo sviluppo industriale dei manufatti.

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