Enzimi e comunità microbiche per il riciclaggio della plastica
La crescente domanda di prodotti in plastica rappresenta una sfida ambientale a livello globale: nel mondo, infatti, vengono prodotti più di 400 milioni di tonnellate di materie plastiche e, secondo le previsioni, entro il 2050 questo numero raddoppierà, mentre solo una parte di questa enorme quantità è attualmente riciclata. «Ciò significa che una risorsa preziosa va persa mentre il nostro ambiente viene inquinato», afferma Lars Blank, coordinatore del progetto MIX-UP e docente presso l’Università tecnica di Aquisgrana, in Germania. Se la quantità di plastica prodotta all’anno raddoppierà o addirittura triplicherà entro il 2050, la situazione diventerà completamente insostenibile, motivo per cui risulta particolarmente urgente sviluppare nuovi metodi di riciclaggio.»
Affrontare i problemi legati al riciclaggio della plastica
Il principale obiettivo del progetto MIX-UP, finanziato dall’UE, era quello di affrontare una delle principali strozzature nel riciclaggio della plastica, ovvero la trasformazione delle plastiche miste indifferenziate in preziose bioplastiche riutilizzabili. Secondo quanto ipotizzato dal progetto, l’impiego di miscele di enzimi e comunità microbiche al fine di scomporre i prodotti plastici nei loro monomeri costituenti consentirebbe il riutilizzo di questi materiali. «Chiunque sia stato in un impianto di trattamento dei rifiuti dove si raccoglie la plastica può comprendere la difficoltà di trasformare tutti questi rifiuti in monomeri puri», osserva Blank. «La plastica di basso valore, infatti, è davvero difficile da riciclare.»
Identificare enzimi e batteri in grado di ingerire la plastica
L’iniziativa si basa su lavori precedenti, come il progetto P4SB, finanziato dall’UE, che ha identificato enzimi e batteri in grado di ingerire la plastica e scomporne i legami molecolari, generando monomeri riutilizzabili. Inoltre, MIX-UP ha adottato un approccio globale riunendo il mondo accademico e quello industriale europeo con parti interessate provenienti dalla Cina. «I problemi globali richiedono soluzioni globali, nonché cooperazione a livello internazionale», afferma Blank. «Congiuntamente, la Cina e l’UE rappresentano circa la metà della produzione globale di plastica; di conseguenza, risultava ragionevole che affrontassero insieme il problema del suo riciclaggio.» Il progetto MIX-UP ha dimostrato il suo nuovo approccio al riciclaggio della plastica attraverso lo svolgimento di una serie di progetti pilota in Europa e in Cina. In primo luogo i rifiuti di plastica indifferenziati sono stati triturati meccanicamente e, successivamente, sono stati ottimizzati enzimi misti affinché venissero applicati a tali scarti: per trattare diversi tipi di plastica, infatti, sono necessari enzimi differenti. Questi enzimi ingegnerizzati hanno scomposto i polimeri plastici nei loro componenti costitutivi, generando monomeri che sono stati in seguito utilizzati come materia prima derivata dalla plastica per alimentare comunità microbiche specifiche, che hanno convertito in modo naturale questi componenti in bioplastica.
Nuovi enzimi in grado di degradare efficacemente la plastica
Il progetto è riuscito a identificare e dimostrare diversi nuovi enzimi che hanno messo in mostra una buona efficacia nella degradazione di varie materie plastiche. Su questo tema sono stati pubblicati numerosi documenti, mentre nuovi risultati continuano a pervenire. Il lavoro svolto ha inoltre messo in evidenza l’importanza di avere in circolazione materie plastiche facilmente scomponibili; a tal fine, Blank si augura che venga fabbricata una maggiore quantità di prodotti in plastica realizzati con poliidrossialcanoati (PHA). Questi poliesteri vengono prodotti in natura da numerosi microrganismi e sono un sottoprodotto chiave dei test pilota effettuati nell’ambito di MIX-UP. «Uno dei nostri partner cinesi sta aprendo un impianto di produzione di PHA da 10 000 tonnellate», aggiunge. «L’obiettivo si sta lentamente traducendo in realtà.» Attraverso una combinazione di ingegneria enzimatica intensiva, ingegneria metabolica di colture miste definite e ottimizzazione dei bioprocessi, MIX-UP ha dimostrato com’è possibile scomporre la plastica avvalendosi di processi naturali, il che potrebbe aprire nuove opportunità economiche valorizzando i rifiuti di plastica, con la conseguente promozione della raccolta e della rimozione della plastica dall’ambiente.
Parole chiave
MIX-UP, plastica, enzima, bioplastica, riciclaggio, microbico
