Economia circolare: da plastica a vanillina

Il gelato al gusto di vaniglia preparato dalle bottiglie di plastica? Non è fantascienza ma una recente realtà dopo la scoperta che è possibile convertire i rifiuti di plastica in aroma di vanillina grazie all’azione di batteri geneticamente modificati.

La vanillina è una sostanza aromatica naturale che tradizionalmente si ricava dai baccelli della pianta della vaniglia, la vanilla plantifoglia della famiglia delle Orchideaceae, e alla quale impartisce il profumo caratteristico.

Fonte: Pexels

Chimicamente, la vanillina fa parte della classe di composti organici delle aldeidi. In particolare, si tratta della 4-idrossi-3-metossibenzaldeide la cui formula generale è C8H8O3. Utilizzata principalmente come aromatizzante nell’industria dolciaria e aggiunta anche in alcune varietà di cioccolato, trova impiego anche nell’industria dei profumi essendo una delle sostanze la cui fragranza risulta essere maggiormente persistente.

La vanillina naturale viene coltivata nelle zone tropicali e il Madagascar ne è attualmente il maggiore produttore mondiale. Tuttavia, poiché la richiesta di aroma di vaniglia è di gran lunga superiore alla produzione dei baccelli che subiscono una lavorazione lunga e costosa, la vanillina utilizzata in pasticceria e in profumeria è di origine sintetica. Se la produzione mondiale di vanillina naturale si stima intorno alle 40 tonnellate l’anno, quella sintetica ammonta invece a circa 12 000 tonnellate annue.

La vanillina sintetica si ottiene per ossidazione dell’eugenolo, una sostanza presente nell’olio dei chiodi di garofano, con permanganato di potassio o ozono, oppure per reazione del guaiacolo (fai l’esercizio 44), sostanza ottenuta dalla distillazione frazionata del catrame di faggio o di pino, con formaldeide; altrimenti, è possibile sintetizzarla a partire dalla lignina da cui viene estratta, dopo diversi trattamenti, dalle acque reflue delle cartiere.

Poiché il PET con cui vengono prodotte le bottiglie di plastica ha una composizione chimica molto simile alla molecola della vanillina, due ricercatori dell’Università di Edimburgo in Scozia, hanno scoperto che è possibile convertire i rifiuti di plastica in aroma di vaniglia grazie all’azione di batteri geneticamente modificati.

Una volta ottenuta la decomposizione del polietilene tereftalato (PET) (fai l’esercizio 27) nella sua unità base acido tereftalico, questo viene mescolato con i batteri Escherichia coli ingegnerizzati e tenuto per un giorno a 37 °C, ottenendo una resa pari a circa il 79% di vanillina. Anche se questo è già un ottimo risultato, gli scienziati si stanno adoperando per ottenere batteri ancora più efficienti in modo da ricavare dalla plastica più vanillina e non solo fibre per tessuti, prodotti ultimi del riciclo delle bottiglie. Nel mondo, infatti, ogni minuto vengono vendute un milione di bottiglie di plastica delle quali solo il 14% viene riciclato.

La scoperta, oltre a offrire una nuova fonte di produzione della vanillina, è un ottimo esempio di riciclo virtuoso dei rifiuti: la plastica, invece di essere dispersa nell’ambiente o accumulata, costituendo un costo, diventa una risorsa e una fonte di guadagno, all’interno di un’economia circolare.

ATTIVITA’: la vanillina ha un’applicazione anche nei laboratori chimici: si utilizza nella cromatografia su strato sottile. Approfondisci questa tecnica e, in particolare, il ruolo che svolge la vanillina.

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