La svolta nella produzione di plastiche sostenibili potrebbe arrivare dall’Università di Kobe, dove un team di bioingegneri ha dimostrato come ottenere composti biodegradabili con prestazioni superiori al PET utilizzando batteri geneticamente modificati. Pubblicata su Metabolic Engineering, la ricerca mostra come sfruttare il metabolismo cellulare per produrre materiali innovativi senza generare sottoprodotti indesiderati, aprendo la strada a un futuro meno dipendente dal petrolio.
Dal petrolio ai batteri
Le plastiche tradizionali devono la loro utilità alla durabilità, la stessa caratteristica che le rende un problema ambientale globale. Alla base c’è anche la loro origine fossile, che le rende non rinnovabili e legate a dinamiche geopolitiche instabili. Negli ultimi anni la scienza ha esplorato alternative biodegradabili, ma i limiti produttivi e i costi elevati hanno frenato le soluzioni. Il gruppo guidato dal bioingegnere Tsutomu Tanaka ha deciso di puntare su un composto specifico: l’acido piridinodicarbossilico (PDCA).
La maggior parte delle strategie di bioproduzione si concentra su molecole costituite solo da carbonio, ossigeno e idrogeno. Tanaka ha invece puntato su composti che includono anche l’azoto, fondamentali per ottenere plastiche ad alte prestazioni. Il PDCA si distingue perché è completamente biodegradabile e le sue proprietà fisiche risultano paragonabili, se non superiori, a quelle del PET. La novità è stata riuscire a integrare l’azoto sfruttando direttamente il metabolismo cellulare, evitando i sottoprodotti tossici tipici delle reazioni chimiche tradizionali.
Il nodo del perossido di idrogeno
La produzione in bioreattore ha permesso di ottenere concentrazioni di PDCA oltre sette volte più alte rispetto ai precedenti tentativi, ma non senza ostacoli. Un enzima utilizzato produceva perossido di idrogeno (H₂O₂), che finiva per danneggiare se stesso e rallentare il processo. Il problema è stato risolto introducendo un composto capace di neutralizzare il perossido, una soluzione efficace ma che introduce nuove sfide economiche per la produzione su larga scala.
Il traguardo raggiunto apre la strada a ulteriori sviluppi per migliorare resa ed efficienza del processo. L’integrazione del metabolismo dell’azoto nel design microbico non solo amplia lo spettro delle molecole ottenibili, ma rafforza le possibilità della bio-manifattura in campi ancora inesplorati. Sostenuto da enti strategici come la Japan Society for the Promotion of Science, il progetto conferma la volontà del Giappone di puntare sull’innovazione biotecnologica per ridisegnare il futuro dei materiali plastici.
