Un team di ricerca dell’Università degli Studi di Milano, dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e dell’Università degli Studi dell’Insubria ha scoperto che le larve di mosca soldato nera (Hermetia illucens) sono in grado di degradare i rifiuti plastici, come il polietilene e il polistirene.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Microbiome. In che modo le larve degradano la plastica? Le larve ospitano nel loro intestino un microbiota di batteri che producono enzimi in grado di scomporre le molecole di plastica. Questa scoperta potrebbe aprire nuove strade per il riciclo della plastica, un materiale che rappresenta una grande sfida ambientale.
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Larve di mosca soldato nera: alleate contro la plastica
Le larve di Hermetia Illucens hanno catturato l’attenzione degli studiosi grazie alla loro capacità di prosperare su una vasta gamma di rifiuti organici, scarti e sottoprodotti provenienti dall’industria agroalimentare. Questo approccio innovativo permette di trasformare tali materiali in molecole di grande valore per svariati settori, aprendo le porte a una serie di applicazioni sostenibili. Tra le risorse ottenute dalle larve e dalle pupe spiccano farine per l’alimentazione animale, proteine per la produzione di bioplastiche e biomateriali utili in campo biomedicale, oli per la produzione di biocarburanti, oltre a chitina e peptidi antimicrobici.
Durante uno studio approfondito, le larve di Hermetia Illucens sono state alimentate con polietilene e polistirene, due tipi di plastica noti per la loro resistenza alla decomposizione. Sorprendentemente, queste larve hanno dimostrato di degradare efficacemente questi polimeri, un risultato attribuito alle specifiche funzioni svolte dai batteri residenti nel loro intestino.
Il ruolo dei batteri intestinali
Le larve di mosca soldato nera (Hermetia illucens) sono in grado di degradare due tipi di plastica molto diffusi: il polietilene e il polistirene. Questa capacità è dovuta ai batteri che colonizzano il loro intestino, che possiedono geni specifici per la bioconversione dei polimeri. Questo è quanto è emerso da uno studio condotto da ricercatori italiani.
Lo studio ha permesso di ricostruire circa 1.000 genomi parziali di specie batteriche mai descritte prima, e di identificare geni potenzialmente coinvolti nella degradazione delle plastiche. Tra questi, spiccano le laccasi e le perossidasi, enzimi in grado di ossidare e spezzare le catene molecolari dei polimeri.
Questa scoperta apre nuove prospettive per il recupero ecologico dei rifiuti plastici. Le larve di Hermetia illucens possono essere usate come “bioincubatori” per selezionare microorganismi e geni utili per la degradazione della plastica. Questi geni possono essere poi trasferiti in altri organismi e migliorati per ottimizzare il processo di bioconversione.
Una risorsa per la bioconversione delle plastiche
Questo innovativo approccio ha dimostrato la sua cruciale importanza nello sviluppo di strategie di bioconversione per diverse plastiche, compreso il polietilene tereftalato (PET), ampiamente utilizzato nelle bottiglie di bevande. Inoltre, la ricerca sottolinea l’importanza del microbioma intestinale non solo per gli organismi di scala inferiore ma anche per quelli di scala superiore. Questo ecosistema microbico può esercitare un impatto significativo sulla salute degli organismi ospiti, sulla loro adattabilità a specifici ambienti e sulla fornitura di servizi essenziali per le biotecnologie e l’ambiente.
Alleate nel riciclo delle biomasse
Le larve di Hermetia Illucens hanno suscitato l’interesse dei ricercatori in diverse occasioni. Di recente, l’ENEA ha condotto esperimenti per convertire biomasse organiche in un pregiato olio adatto alla produzione di biolubrificanti e bioplastiche.
Un team di scienziati presso il Laboratorio di Tecnologie e Processi per le Bioraffinerie e la Chimica Verde dell’ENEA ha sviluppato un innovativo processo a basso impatto ambientale che consente di estrarre un olio di alta qualità da scarti di prodotti da forno. Questo olio, come anticipato, può essere utilizzato per la produzione di biolubrificanti e bioplastiche.
Sfruttando le mosche soldato, in particolare le larve del dittero Hermetia Illucens, è stato possibile recuperare fino all’80% dell’olio presente nei biscotti, generalmente a base di semi di girasole. Questo olio mantiene le sue caratteristiche di alta qualità poiché non viene metabolizzato. Inoltre, è stato ideato un dispositivo chiamato “splitter”, composto da un contenitore con una griglia forata e un condotto per la raccolta dell’olio.
Una risorsa sostenibile per biomasse e prodotti biologici
Silvia Arnone, ricercatrice dell’ENEA presso il Laboratorio di Tecnologie e Processi per le Bioraffinerie e la Chimica Verde, insieme ai colleghi Francesco Petrazzuolo, Isabella De Bari, Massimiliano De Mei, Vito Valerio e Alessio Ubertini, ha sviluppato un metodo innovativo che sfrutta le larve della mosca soldato per convertire biomasse organiche in proteine e lipidi, ideali come ingredienti per mangimi. Simultaneamente, queste larve producono un residuo digerito che può essere impiegato nella produzione di compost e fertilizzanti per favorire la crescita delle piante.
Questo metodo si è dimostrato in grado di valorizzare in media il 5% degli scarti di prodotti da forno, tra cui prodotti invenduti o non commercializzabili a causa di problemi di cottura, bruciatura, rottura o prossimità alla scadenza. Il risultato è un pregiato olio ad alto contenuto di acido oleico, per il quale la domanda di mercato è in costante crescita.
L’olio ad alto contenuto di acido oleico può essere utilizzato in diversi settori, tra cui la produzione di biolubrificanti per uso agricolo, monomeri per bioplastiche e bioerbicidi. Inoltre, può essere trasformato in polioli per la produzione di poliuretani. Tutti questi prodotti a base biologica contribuiscono a ridurre l’impronta di carbonio rispetto ai prodotti di origine fossile.
Risorse sostenibili
Le larve di mosca soldato nera possono essere utilizzate per produrre una serie di risorse sostenibili, tra cui:
- Farine per la mangimistica: le larve sono una fonte di proteine e altri nutrienti per l’alimentazione animale
- Proteine per la produzione di bioplastiche e biomateriali: le proteine delle larve possono essere utilizzate per produrre bioplastiche e biomateriali utili in campo biomedicale
- Oli per la produzione di biocarburanti: gli oli delle larve possono essere utilizzati per produrre biocarburanti
- Chitina e peptidi antimicrobici: la chitina, un polisaccaride presente nel tegumento delle larve, può essere utilizzata per produrre peptidi antimicrobici
