Olio Fritto? No, Oro Batterico! Come Trasformiamo uno Scarto in un Materiale Prezioso con l’Aiuto dei Raggi Gamma

Ciao a tutti! Oggi voglio raccontarvi una storia affascinante, una di quelle che dimostrano come la scienza possa trasformare un problema in una risorsa incredibile. Avete presente l’olio che usate per friggere le patatine o le cotolette? Ecco, quello che di solito finisce (speriamo correttamente!) nei centri di raccolta o, peggio, negli scarichi, causando disastri ambientali. E se vi dicessi che proprio quell’olio esausto può diventare la “pappa” preferita di alcuni microrganismi super lavoratori per produrre un materiale dalle proprietà fantastiche? Sembra fantascienza, vero? Eppure è proprio quello che abbiamo esplorato in uno studio recente!

Un Materiale Speciale: La Cellulosa Batterica

Prima di tutto, lasciate che vi presenti la protagonista silenziosa di questa storia: la cellulosa batterica (CB). Non è la solita cellulosa che troviamo nelle piante. Questa è prodotta da batteri (come Acetobacter, Gluconacetobacter e altri) e da una coltura simbiotica di batteri e lieviti chiamata SCOBY (sì, proprio quella usata per fare il kombucha!). La CB è una macromolecola formata da nanofibrille purissime, con proprietà uniche: è super assorbente, resistente, biocompatibile e versatile. Pensate che viene già studiata per applicazioni mediche (come bende avanzate), alimentari, tessili e molto altro. Un vero gioiello della natura!

La Sfida: Costi e Sostenibilità

Il problema? Produrre cellulosa batterica su larga scala costa. Circa il 30% dei costi totali è dovuto al terreno di coltura, cioè al “cibo” che diamo ai nostri microrganismi. Per questo, da tempo si cercano alternative più economiche e sostenibili, magari utilizzando scarti agro-industriali come paglia, bucce di frutta, residui della canna da zucchero… un’ottima idea in ottica di economia circolare! Tuttavia, anche questi scarti spesso richiedono pretrattamenti (chimici, fisici, termici) che consumano energia e risorse, a volte producendo sostanze che possono addirittura inibire i batteri.

L’Idea Geniale: Usiamo l’Olio Fritto!

E qui entra in gioco l’olio esausto di frittura (OEF). Ogni anno ne produciamo quantità enormi in tutto il mondo. Smaltirlo illegalmente è dannosissimo: inquina acqua e suolo, intasa le tubature, danneggia gli ecosistemi acquatici. Trattarlo costa. E se invece di vederlo come un rifiuto, lo considerassimo una fonte di carbonio? Dopotutto, è ricco di trigliceridi e acidi grassi. Alcuni microrganismi, come certi ceppi di Acinetobacter (presenti anche nel nostro SCOBY!), sono noti per “mangiare” oli e grassi grazie a enzimi speciali come le lipasi. L’idea era proprio questa: dare in pasto l’OEF al nostro SCOBY per vedere se riusciva a produrre cellulosa batterica.

Rendere l’Olio “Digeribile”: L’Emulsione

Ovviamente, l’olio e l’acqua (componente principale del terreno di coltura) non vanno molto d’accordo. Per rendere l’OEF più accessibile ai microrganismi, abbiamo pensato di emulsionarlo. Abbiamo usato una miscela di Tween 80 (un comune emulsionante alimentare) ed etanolo. Abbiamo testato diverse proporzioni e scoperto che un rapporto 2:1 tra olio ed emulsionante creava un’emulsione stabile e omogenea. L’etanolo, tra l’altro, può anche essere usato dai batteri come fonte di energia alternativa, migliorando potenzialmente la resa di CB!

I risultati sono stati sorprendenti! Aggiungendo solo l’1% di OEF non emulsionato al terreno di coltura zuccherato (SWM), la produzione di CB (misurata come peso secco) è aumentata del 12,1% rispetto al controllo senza olio. Ma aggiungendo l’1% di OEF emulsionato (OEF/E), l’aumento è schizzato al 32,6%! Un bel salto. Curiosamente, aumentare ulteriormente la concentrazione di OEF/E (dal 2% al 5%) ha avuto l’effetto opposto, riducendo gradualmente la produzione. Probabilmente, troppo olio sulla superficie limita l’ossigeno, fondamentale per i nostri batteri aerobi.

Un Tocco di Energia: L’Irraggiamento Gamma

Ma non ci siamo fermati qui. Ci siamo chiesti: e se pretrattassimo l’olio emulsionato con i raggi gamma? L’irraggiamento è una tecnica usata per sterilizzare o modificare la struttura di materiali. Poteva forse “spezzettare” ulteriormente le molecole dell’olio, rendendole ancora più facili da metabolizzare per lo SCOBY? Abbiamo esposto campioni di OEF/E a diverse dosi di raggi gamma (da 10 a 50 kGy).

I risultati? Una dose di 10 kGy ha dato un piccolo ma significativo ulteriore aumento della produzione di CB: circa il 2,5% in più rispetto all’OEF/E non irradiato, ma ben il 34,1% in più rispetto al controllo senza olio! Dosi più alte non hanno migliorato ulteriormente, anzi. C’è ancora molto da capire su come esattamente i raggi gamma influenzino la complessa miscela chimica dell’olio esausto, ma è un risultato promettente che merita approfondimenti.

Osservando i Microrganismi al Lavoro: Comportamenti Inaspettati

Una delle parti più affascinanti di questo studio è stata osservare e documentare (con foto!) come lo SCOBY si comportava e come formava la membrana di cellulosa in presenza dell’olio, sia emulsionato che non, e sia in terreni con zucchero (SWM) che senza (WM). È stato incredibile vedere l’adattabilità di questi microrganismi!

Ecco alcune osservazioni curiose:

• Lotta per l’ossigeno: Normalmente, la CB si forma all’interfaccia tra liquido e aria. In presenza di olio (specialmente non emulsionato, che forma chiazze), lo SCOBY sembrava “lottare” per trovare zone libere dove respirare e costruire la sua matrice.
• Galleggiamento anomalo: Contrariamente a quanto ci si aspetterebbe (la cellulosa è più densa dell’acqua), le membrane formate in presenza di olio tendevano a rimanere a galla più a lungo, forse perché inglobavano piccole goccioline d’olio che ne riducevano la densità complessiva. Questo permetteva la formazione di nuovi strati sotto!
• Strategie di sopravvivenza: In condizioni difficili (come nel terreno senza zucchero e con solo olio), lo SCOBY adottava comportamenti strani: formava aggregati cellulari a ponte tra le pareti del contenitore, quasi a “tenersi insieme” per resistere allo stress. In altri casi, sembrava crescere verso il basso con filamenti densi, forse per cercare nutrienti o ancorarsi.
• Sollevamento contro gravità: In un caso (usando il terreno standard HS), la membrana di CB si è addirittura sollevata da un lato, creando una sorta di “bolla d’aria” sotto di sé, forse spinta dalla crescita sottostante dello SCOBY!

Queste osservazioni ci ricordano quanto poco sappiamo ancora del comportamento dei microrganismi in condizioni non ottimali e quanto siano resilienti e adattabili.

Perché Tutto Questo è Importante?

Questo studio, seppur preliminare, apre scenari davvero interessanti:

• Sostenibilità ed Economia Circolare: Trasformiamo un rifiuto inquinante e costoso da smaltire in una risorsa per produrre un biomateriale di valore. È un esempio perfetto di economia circolare.
• Costi Ridotti: L’OEF è abbondante e potenzialmente molto economico (o addirittura gratuito) come materia prima, abbattendo i costi di produzione della CB.
• Biorisanamento: La capacità dello SCOBY di “mangiare” l’olio suggerisce potenziali applicazioni nel biorisanamento di acque reflue contaminate da grassi e oli.
• Nuove Prospettive Scientifiche: Studiare come i microrganismi si adattano a condizioni estreme ci aiuta a capire meglio la loro biologia e resilienza.

Certo, c’è ancora strada da fare. Bisognerà testare diversi tipi di oli esausti, ottimizzare ulteriormente il processo, capire meglio l’effetto dell’irraggiamento e caratterizzare a fondo la cellulosa prodotta in questo modo per vedere se le sue proprietà cambiano. Ma la direzione è tracciata!

In conclusione, la prossima volta che friggete qualcosa, pensate che quell’olio esausto potrebbe avere una seconda vita molto più nobile: diventare la materia prima per un materiale innovativo e sostenibile, grazie al lavoro instancabile di minuscoli operai come batteri e lieviti. Non è fantastico?

Fonte: Springer