Cosmetici ipoallergenici, prodotti farmaceutici e alimenti funzionali in grado di contrastare lo stress ossidativo responsabile di molte patologie.

Queste alcune delle principali applicazioni della chitina e del chitosano, due sostanze ottenute principalmente dalle ‘armature’ degli artropodi (come crostacei e insetti) e dalla parete cellulare dei funghi. 

Chitina negli insetti

Chitina, di cosa parliamo?

La chitina è un polisaccaride, come la cellulosa e il secondo polisaccaride più diffuso in natura principalmente presente nel mondo degli animali invertebrati. Ogni anno in natura si stima vengano prodotte oltre un miliardo di tonnellate di questo amminozucchero la cui funzione è di protezione e strutturale.

La ritroviamo difatti nell’esoscheletro degli artopodi, cioè crostacei come granchi, aragoste, gamberi, e insetti mentre nei vertebrati è assente. Anche il regno vegetale è ricco di chitina in particolar modo presente nella barriera cellulare di funghi e muschi etc.

È insolubile in acqua, negli acidi diluiti e negli alcali.  Con una particolare reazione può essere parzialmente deacetilata arrivando così ad ottenere un altro composto, suo derivato: il chitosano ricco di proprietà che promettono utilizzi positivi.

Lo studio di ENEA, chitosano da crostacei e insetti

Queste due macromolecole composte di carboidrati sono messe in evidenza in uno nuovo studio ENEA pubblicato sulla rivista open access Clean Technologies and Recycling. Si tratta di particelle che alimentano un giro d’affari del valore di quasi 4 miliardi di dollari l’anno, con la previsione di arrivare a 12 miliardi entro il 2027.

“Questa nuova pubblicazione rappresenta uno strumento di conoscenza che ci permetterà di inaugurare entro l’anno una nuova linea di attività incentrata, in una prima fase, sull’estrazione di chitina da scarti di crostacei come gamberetti e granchi, da insetti e funghi. Successivamente ci occuperemo della produzione di chitosano che trova già applicazione in numerosi ambiti – dall’industria chimica e agrochimica a quella medica, farmaceutica, cosmetica e alimentare –  grazie alle sue proprietà uniche di biocompatibilità, biodegradabilità, basse tossicità e allergenicità”, spiega Alessandra Verardi, ricercatrice del Laboratorio Bioprodotti e Bioprocessi presso il Centro di Ricerca ENEA Trisaia, in Basilicata e coautrice dello studio insieme a Paola Sangiorgio, Stefania Moliterni, Simona Errico, Anna Spagnoletta e Salvatore Dimatteo.

Le attività di valorizzazione di questi scarti saranno condotte anche attraverso la collaborazione dei colleghi di laboratorio presso il Centro Ricerche ENEA di Portici e dell’Università della Calabria (Laboratorio di Fenomeni di Trasporto e Biotecnologie).

La sfida del team di ricerca è di arrivare a una produzione di chitosano sostenibile, a basso costo e su scala industriale, da impiegare principalmente come delivery system per il trasporto e il rilascio di sostanze antiossidanti, come i polifenoli e carotenoidi estratti anch’essi da scarti agroindustriali, preservandone e potenziandone le proprietà benefiche.

Con una produzione di circa 15 milioni di tonnellate l’anno a livello mondiale (da acquacoltura e pesca) e un contenuto di chitina fino al 40%, i crostacei rappresentano la principale fonte di estrazione di questa macromolecola.

“Ma la nostra ricerca punterà a sfruttare anche risorse alternative come insetti e alcune varietà di funghi che stanno attirando l’interesse dell’industria. Per tali fonti, infatti, l’estrazione di chitina – la biomassa naturale più abbondante dopo la cellulosa con una produzione annua di oltre 100 miliardi di tonnellate – può essere condotta in condizioni più blande, con un conseguente aumento della sostenibilità di processo”, sottolinea la ricercatrice ENEA.

Il trattamento convenzionale più utilizzato attualmente, invece comporta un elevato impatto ambientale, mentre metodi alternativi sono rispettosi dell’ambiente ma caratterizzati da elevati costi di processo che ne limitano la scalabilità.

Ecco quindi che l’utilizzo degli insetti oltre ai crostacei, può essere considerato favorevolmente nei confronti dell’ambiente.