FEDERCHIMICA ASSOBIOTEC
Associazione nazionale per lo sviluppo delle biotecnologie

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Biotecnologie per l'industria

PROCESSI INDUSTRIALI

Processi industriali

Nei processi industriali, le biotecnologie hanno permesso di ottenere significative innovazioni: l'importanza pratica degli enzimi, sia in sostituzione dei catalizzatori tradizionali nei processi industriali, sia come componenti di prodotti finali, è certamente destinata a crescere poiché è stato dimostrata l’assenza di effetti dannosi sull'ambiente.

Le industrie tendono infatti ad applicare sempre più spesso processi meno pericolosi o dannosi all'ambiente, nonché a rispondere all’esigenza di prodotti a ridotto impatto ambientale. In questo contesto, un ausilio prezioso è costituito per l’appunto dagli enzimi, il cui mercato mondiale è mutato sensibilmente negli ultimi anni ed è in rapida crescita: attualmente è costituito principalmente (quasi il 40%) da enzimi per detersivi (essenzialmente proteasi e lipasi). Parallelamente aumenta anche l’impiego degli enzimi nell'industria tessile e alimentare.

Gli enzimi utilizzati nell'industria alimentare sono soprattutto di tipo idrolitico (carboidrasi, proteasi e lipasi) e vengono impiegati principalmente nella trasformazione del mais, dei latticini, della carne e nella produzione di bevande. I più importanti sono: alfa-amilasi, glucoamilasi, glucosio isomerasi (per la lavorazione di materie prime amidacee e zuccherine), rennina microbica e chimosina bovina (nei processi di caglio del latte), papaina e pectinasi (nella chiarificazione di bevande ricavate da frutta), lipasi (nella degradazione di grassi) e lattasi (per la trasformazione dello zucchero del latte, il lattosio, nei suoi componenti di base, rendendo così il latte adatto al consumo anche per gli individui intolleranti al lattosio).
Interessante appare la possibilità di produrre alimenti adatti a particolari esigenze dietetiche, quali ad esempio prodotti a ridotto contenuto di colesterolo, mediante l'impiego di enzimi isolati da microrganismi e prodotti in opportuni ospiti.

L'applicazione delle biotecnologie avanzate ha influito, e molto influirà in futuro, sulla maggior parte dei processi industriali fermentativi, e, più in generale, sui processi di trasformazione realizzabili mediante bioconversioni (produzione di antibiotici, vitamine, amminoacidi, polisaccaridi, fragranze/aromi, carta ed altri derivati della cellulosa, ecc.).
 

BIOMATERIALI

Biomateriali

 Che cos’è la bio-based plastic? La bioplastica è un tipo di plastica biodegradabile in quanto derivante da materie prime vegetali rinnovabili annualmente. Il tempo di decomposizione è di qualche mese in compostaggio a fronte dei mille anni richiesti dalle materie plastiche sintetiche derivate dal petrolio.

Le plastiche di derivazione biotecnologica attualmente sul mercato sono Mater-Bi, Pla Ingeo, Biolice, Biotec, Biograde, Cereplast Compostables: sono composte principalmente da farina o amido di mais, grano o altri cereali.

Oltre ad essere organiche, presentando il vantaggio della biodegradabiità, vantano il pregio di non rendere sterile il terreno sul quale vengono depositate.
La bioplastica, inoltre, al termine del suo utilizzo, permette di ottenere concime fertilizzante dai prodotti realizzati (biopiatti, biobicchieri, bioposate) da utilizzare in agricoltura.

Le biotecnologie stanno guidando la produzione delle nuove bioplastiche. Ci sono principalmente due metodi ricercati e usati per produrre le plastiche dalle piante. Il primo usa la fermentazione e il secondo, attraverso la bioingegneria, consente di far produrre plastica direttamente alle piante.
 

BIOENERGIE

Bioenergie

 La produzione di energia da biomasse, o bioenergia, comprende processi che sfruttano una grande varietà di materiali di natura estremamente eterogenea.
Secondo il Dlgs 29 dicembre 2003 - N. 387), biomassa è “la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali ed animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani”.

Per tracciare un bilancio sintetico del settore delle bioenergie è opportuno tuttavia suddividere il mondo delle biomasse almeno in tre filiere principali:
■ Biomasse solide, costituite principalmente da prodotti o residui forestali ed agricoli, destinati a combustione per la generazione di energia termica ed elettrica
■ Biocombustibili liquidi che includono oli vegetali destinati a combustione e biocarburanti per autotrazione
■ Biogas generato dalla fermentazione di prodotti e rifiuti organici e destinato alla produzione di energia

Per bioraffineria si intende un sistema integrato che prende in considerazione tutta la catena delle biomasse per la produzione di prodotti alimentari (alimenti, mangimi, materiali per industria ) e di energia (carburanti, elettricità, calore) a partire da biomassa.
La bioraffineria è una metodologia che integra i processi di trasformazione della biomassa per la produzione integrata di combustibili, calore, fertilizzanti, prodotti derivati da destinare a nuovi mercati
La bioraffineria trae vantaggio dai componenti che ha al suo interno, dalle sostanze intermedie e ne massimizza la redditività e il valore aggiunto con l’integrazione di processo e l’allungamento della catena di produzione.

Le biotecnologie sono oggi uno dei più efficaci e innovativi strumenti a disposizione per raggiungere gli obiettivi fissati dall’Unione europea in tema di riduzione dei gas serra.
Le moderne biotecnologie possono infatti aiutare:

■ ad accrescere il rendimento per ettaro delle biomasse
■ a migliorare la qualità delle piante (rendimenti più alti di biocombustibili) 
■ a ridurre lo sfruttamento dei terreni attraverso una produttività più alta e minori perdite dovute a stress biotici (insetti, virus, ecc.) e abiotici (siccità, vento, salinità) 
ad accrescere la coltivazione di piante per l’energia in area con condizioni marginali
- a sviluppare microrganismi e enzimi efficienti nel convertire l’(emo)cellulosa in zuccheri, che possono essere fermentati in biocombustibili.
 

EDILIZIA E RESTAURO

Edilizia e restauro

 Le biotecnologie vengono impiegate anche nell'edilizia, una delle applicazioni più rivoluzionarie, e nel restauro.

Nell’ambito del restauro, per esempio, alcuni microrganismi (batterio restauratore) vengono utilizzati per la degradazione di solfati e nitrati su monumenti, ma anche per il consolidamento attraverso alcuni microrganismi biocalcificanti.

Qualche esempio... 
■ l'Università di Milano ha brevettato un metodo di pulitura “biotech” (che prevede l’uso di batteri) che è stato applicato con successo per ripulire importanti monumenti come i marmi del Duomo di Milano e il basamento della Pietà Rondanini di Michelangelo 
■ uno dei monumenti simbolo della città di Roma, la Fontana dei Quattro Fiumi a Piazza Navona (opera di Gian Lorenzo Bernini) è stato restituito ai romani e ai turisti dopo un restauro in parte “biotech”