Le banane sono uno dei frutti più popolari e consumati al mondo. Sono anche la quarta coltura più coltivata al mondo, dietro solo a riso, grano e mais. Cosa potrebbe avere a che fare questo frutto tropicale con la lotta all'attuale crisi dei rifiuti di plastica?
Molti, potenzialmente, secondo Srinivas Janaswamy, professore associato di chimica alimentare presso il Dipartimento di scienze lattiero-casearie e alimentari della South Dakota State University. Il suo studio, intitolato "Film da imballaggio biodegradabili dalla fibra di buccia di banana" è stato pubblicato sulla rivista Sustainable Chemistry and Pharmacy .
"Molti di noi consumano almeno una banana al giorno", ha detto Janaswamy. "Dopo aver gustato il delizioso frutto, scartiamo la buccia. E se potessimo trovare un utilizzo per la buccia che aiuti a eliminare i rifiuti di plastica?"
Negli ultimi anni, Janaswamy ha studiato come diversi sottoprodotti agricoli, come le bucce di banana e avocado, possano essere utilizzati per creare pellicole biodegradabili, materiali da imballaggio simili alla plastica che si decompongono nell’ambiente. Una delle sfide più grandi con la plastica a base di petrolio, il tipo di plastica più comune, è la sua assenza di decomposizione.
Ad esempio, gli imballaggi in plastica, come i sacchetti di plastica, impiegano fino a 20 anni per decomporsi. Poiché pochissima plastica viene riciclata, la maggior parte finisce nelle discariche o abbandonata nell’ambiente, creando gravi conseguenze per la salute e l’ambiente. Trovare un'alternativa simile alla plastica che si decomponga in tempi relativamente brevi contribuirebbe notevolmente a combattere l'attuale crisi dei rifiuti di plastica.
"Nel complesso, la mancanza di biodegradabilità della plastica e i suoi effetti sulla salute umana e sull'ambiente giustificano misure di bonifica con un'alternativa praticabile", ha affermato Janaswamy. "Le bucce di banana si distinguono come un materiale promettente ed economico."
Poiché le banane sono uno dei frutti più coltivati al mondo, creano un’enorme quantità di sottoprodotti. In tutto il mondo, le piantagioni di banane producono circa 220 tonnellate di residui per 2,5 acri. I residui di banana sono costituiti prevalentemente da materiale lignocellulosico, l'ingrediente chiave per creare pellicole biodegradabili.
"I residui lignocellulosici dei rifiuti organici si distinguono come una valida alternativa per produrre bioplastiche grazie alla loro struttura robusta, biodegradabilità, bassa densità e non tossicità", ha osservato Janaswamy.
I residui di banana, ovvero la buccia, rimangono quasi sempre inutilizzati, rendendolo un sottoprodotto quasi perfetto da utilizzare per questo lavoro.
"Ogni anno vengono prodotte quasi 36 milioni di tonnellate di bucce di banana, la maggior parte delle quali vengono smaltite come rifiuti", ha affermato Janaswamy. "L'industria di trasformazione alimentare scarta un'enorme quantità di bucce di banana nelle discariche mentre produce patatine, farina, succhi, marmellate, alimenti per bambini e altri prodotti a base di banane. Trovare un uso più pratico per le bucce di banana è importante per fornire vantaggi finanziari all'agricoltura. l'industria e la prevenzione dell'inquinamento ambientale."
Inoltre, la produzione di banane è aumentata del 10% tra il 2010 e il 2020 e si prevede che continuerà a crescere nel prossimo decennio. Si prevede che anche la necessità di materiale da imballaggio in plastica aumenterà con l'aumento della domanda di alimenti confezionati e trasformati.
In breve, c’è un disperato bisogno di un materiale da imballaggio ecologico simile alla plastica. In un nuovo studio, Janaswamy e Mominul Hoque, un assistente ricercatore laureato presso la SDSU, hanno dimostrato come le bucce di banana possano essere utilizzate per creare pellicole biodegradabili, qualcosa che un giorno potrebbe sostituire la plastica derivata dal petrolio come materiale dominante per l'imballaggio alimentare.
Il gruppo di ricerca ha prima trasformato le bucce usate in crusca utilizzando un frullatore. Quindi, come avevano fatto in precedenza Janaswamy e il suo team con le bucce di avocado, i fondi di caffè e il panico verga, hanno estratto il materiale lignocellulosico utilizzando un processo di trattamento chimico. Le fibre estratte venivano poi sottoposte a sbiancamento, distillazione e trattamento prima di essere preparate in una pellicola. Dopo l'essiccazione, le proprietà del film sono state testate.
"Le pellicole sono resistenti e trasparenti e, cosa più importante, biodegradabili entro 30 giorni con un contenuto di umidità del suolo del 21%", ha affermato Janaswamy. "La scoperta apre nuove possibilità per la buccia di banana e altri sottoprodotti della lavorazione della frutta nella progettazione e nello sviluppo di imballaggi biodegradabili in sostituzione della plastica."
La trasparenza è una delle proprietà essenziali delle pellicole, poiché i consumatori preferiscono l'imballaggio trasparente per giudicare la freschezza di un alimento. Le pellicole preparate in questo studio erano più trasparenti delle pellicole precedenti realizzate con sottoprodotti diversi.
I valori associati alla resistenza alla trazione e all'allungamento possono essere utilizzati per prevedere se una pellicola può mantenere la sua integrità come materiale per l'imballaggio alimentare. Come osserva Janaswamy, i valori associati alle pellicole a buccia di banana sono più alti rispetto ai sacchetti della spesa commerciali.
"Le pellicole delle fibre della buccia di banana mostrano una resistenza alla trazione di oltre 30 MPa, che sarebbe sicuramente interessante per i sacchi e le relative applicazioni di imballaggio", ha spiegato Janaswamy.
Nel complesso, le proprietà mostrano che le bucce di banana potrebbero essere un materiale utilizzabile per realizzare pellicole biodegradabili.
"La nostra ricerca che coinvolge sostanze chimiche verdi e riciclabili è un promettente percorso economico e sostenibile per produrre pellicole biodegradabili per sostituire la plastica petrolchimica e rappresenta quindi un contributo interessante alla bioeconomia circolare", ha aggiunto Janaswamy.
Ulteriori ricerche cercheranno di migliorare la flessibilità del film e di studiare la scalabilità e la commercializzazione di questo processo di preparazione.
Ulteriori informazioni: Mominul Hoque et al, Pellicole da imballaggio biodegradabili ricavate dalla fibra di buccia di banana, Chimica e farmacia sostenibili (2023). DOI:10.1016/j.scp.2023.101400
Fornito dalla South Dakota State University
