“Già oggi, in tutto il mondo, l’industria delle alghe genera un fatturato di circa 7,4 miliardi di dollari (circa 6,3 miliardi di euro) e il mercato è ancora in crescita. Per le loro particolari proprietà fisico-chimiche e biologiche, infatti, sono sempre più numerose le industrie alimentari e farmaceutiche interessate all’utilizzo dei composti prodotti dalle alghe “, ha affermato Nadja Reinhardt del Centro di ricerca per la bioeconomia dell’Università di Hohenheim, responsabile della comunicazione del progetto BIOCARB-4-FOOD.
BIOCARB-4-FOOD è un progetto di ricerca finanziato dall’UE che sta mettendo a punto processi più sostenibili per estrarre carboidrati dalle macroalghe e dalle alghe e sta esplorando le potenzialità dell’impiego dei residui ottenuti dai processi di estrazione esistenti. BIOCARB-4-FOOD è coordinato dal Dr. Amparo Lopez-Rubio dell’Istituto di Agrochimica e Tecnologia Alimentare (Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, IATA-CSIC) in Spagna. Altri partner sono Teagasc, il dipartimento irlandese dell’agricoltura e dello sviluppo alimentare, l’istituto di ricerca norvegese Nofima e la rete svedese di centri di ricerca RISE. Il Centro di ricerca per la bioeconomia dell’Università di Hohenheim è responsabile della comunicazione del progetto.
“Cerchiamo risorse naturali alternative come alghe e piante marine. Non solo perché sono abbondanti, ma anche perché contengono un gran numero di composti potenzialmente interessanti”, ha affermato Amparo Lopez-Rubio che coordina il progetto.
I metodi attuali per estrarre i carboidrati dalle alghe sono estremamente inefficienti, sia in termini di tempo di lavorazione che di consumo di acqua ed energia. Inoltre, la biomassa rimanente – solitamente molto più del 50% del materiale originale – viene utilizzata come compost o semplicemente smaltita come rifiuto organico.
I ricercatori coinvolti nel progetto BIOCARB-4-FOOD stanno quindi sviluppando nuove metodologie di estrazione, rispettose dell’ambiente e più efficienti come ultrasuoni, microonde ed enzimi per ottimizzarne i processi, ma stanno anche lavorando per sfruttare le potenzialità della biomassa che rimane dopo l’estrazione, che è ancora ricca di composti bioattivi, per produrre carboidrati e fibre come cellulosa e nano-cellulosa.
Finora, i risultati di BIOCARB-4-FOOD sono molto promettenti: esperimenti con l’alga rossa mediterranea Gelidium sesquipedale mostrano che l’estrazione dell’agar può essere notevolmente semplificata se il trattamento dell’acqua calda è combinato con gli ultrasuoni. Il tempo di estrazione può essere ridotto di un fattore quattro rispetto ai metodi convenzionali e non influisce in modo significativo sulla resa di estrazione o sulle proprietà fisico-chimiche dei prodotti.
I tempi di estrazione più brevi e la migliore resa non solo riducono le emissioni e i costi: i calcoli iniziali mostrano che l’impronta ecologica per la produzione di agar nel suo complesso è ridotta a circa un quinto. Al momento tutto questo è stato testato in laboratorio ma ora alcune aziende coinvolte nel progetto stanno lavorando all’upscaling per renderlo idoneo alla produzione industriale.
López-Rubio ha anche aggiunto: “Dobbiamo cercare fonti alternative di materie prime che non competano con la produzione alimentare. Ecco perché le risorse marine come le alghe e le piante fanerogame sono molto interessanti. Si riproducono molto rapidamente, crescono in una varietà di ambienti. e, come fonte di biomassa alternativa per le bioplastiche non interferiscono con la produzione alimentare “.
Anche i sottoprodotti che rimangono dopo l’estrazione industriale sono preziosi perché la biomassa rimanente contiene ancora composti bioattivi sufficienti per produrre nuovi estratti e fibre a base di carboidrati, come cellulosa e nano-cellulosa, che possono essere utilizzati per sviluppare materiali di imballaggio biodegradabili. Tutto questo è stato testato con successo nel laboratorio IATA-CSIC.
A livello industriale vengono solitamente utilizzati estratti di agar altamente purificati, il che è associato a un elevato consumo di sostanze chimiche. Se le fasi di pulizia vengono ridotte, viene ridotto anche il consumo di sostanze chimiche: si creano anche prodotti con nuove proprietà.
Gli estratti di agar meno purificati di G. sesquipedale hanno quindi funzioni aggiuntive, come proprietà antiossidanti e antimicrobiche, che li rendono interessanti per varie applicazioni alimentari: i film plastici prodotti da questi estratti rilasciano sostanze bioattive e possono quindi contribuire alla conservazione del cibo, ad esempio rallentando il deterioramento della frutta. Inoltre, questi film possono eliminare uno dei principali ostacoli all’uso dell’agar nell’industria del confezionamento alimentare: sono molto più resistenti all’umidità rispetto ai film realizzati con agar altamente purificato.
Sta emergendo una buona possibilità di impiegare anche i rifiuti della Posidonia oceanica, una pianta acquatica del Mar Mediterraneo. Questa pianta a volte si accumula in massa sulle spiagge, con conseguenze negative sul turismo e con costi di smaltimento elevati. Tuttavia, gli ingredienti di questo rifiuto di Posidonia hanno un grande potenziale per lo sviluppo di imballaggi biodegradabili perché sono un’ottima fonte di lignocellulosa. Questa impiegata come additivo, porta a un significativo miglioramento delle proprietà meccaniche nella produzione di bioplastiche a base di amido.
La cellulosa di Posidonia può anche essere aggiunta alla plastica convenzionale per migliorare varie importanti funzioni dell’imballaggio alimentare, come la barriera al vapore acqueo e ai gas, le proprietà termiche o meccaniche. Insieme a una varietà di sostanze bioattive negli estratti di Posidonia, che hanno un’elevata capacità antiossidante, queste proprietà aiutano anche a mantenere il cibo fresco più a lungo.
Il mare si conferma dunque un serbatoio ancora inesplorato di risorse preziose, forse indispensabile per un nostro futuro sostenibili e i lavori sono in corso…il progetto si concluderà nel settembre del 2021.
L’immagine è dell’Università di Hohenheim.