Packaging: biodegradabilità  e biodeterioramento

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Una biodegradazione completa (detta a volte anche mineralizzazione) avviene quando un materiale viene degradato fino ad anidride carbonica, acqua, sali minerali o, eventualmente, altre molecole di basso peso molecolare (CH4, NH3, H2, ecc.), ad opera di microrganismi o comunque per azione di un agente biologico; questa degradazione deve avvenire, o almeno completarsi, in condizioni di aerobiosi. Il termine biodeterioramento indica invece qualsiasi modificazione (sia strutturale che estetica) apportata da agenti biologici e che renda il materiale inadeguato all'uso per il quale è destinato.

Il biodeterioramento, noto da tempo, è da sempre tenacemente contrastato anche con l'uso di additivi o coadiuvanti e può interessare quasi tutti i materiali: quelli cellulosici, le plastiche e perfino, in alcune situazioni, i metalli. La biodegradabilità dei materiali di confezionamento è, al contrario, una questione che ha assunto rilevanza solo in tempi più recenti; riguarda i materiali di natura cellulosica e plastica ed è considerata positivamente, a volte decisamente auspicata come una possibile soluzione al problema dello smaltimento degli imballaggi usati. In ogni caso entrambe queste caratteristiche dei materiali sono strettamente correlate alla loro natura chimica.

In linea teorica e generale, tutti i materiali biosintetici (come quelli cellulosici) sono biodeteriorabili e biodegradabili mentre quelli ottenuti per sintesi chimica (come quelli plastici) non lo sono, o meglio, mostrano ciò che si definisce recalcitranza all'attacco microbico.
Le cause di questa inerzia biochimica sono da ricercare:

􀂃 nell'elevato peso molecolare (il massimo peso molecolare metabolizzabile da organismi viventi è nell’ordine di 500);
􀂃 nella presenza di gruppi terminali non idonei all'attacco enzimatico;
􀂃 nell'idrofobia che impedisce l'assorbimento di acqua e quindi la creazione di quelle condizioni di umidità relativa indispensabili alle specie microbiche;
􀂃 nell'impedimento sterico dovuto alle ramificazioni delle macromolecole;
􀂃 nella presenza di additivi o componenti minori con caratteristiche antimicrobiche o biocide.

Tutte queste concause si riscontrano nei polimeri di sintesi (hanno pesi molecolari nell’ordine di 100.000) ma, di fatto, possono riguardare anche molti materiali cellulosici. Conseguentemente, le vie intraprese per indurre degradabilità nei materiali di sintesi corrispondono a delle modificazioni della struttura molecolare che facilitino l'attacco microbico.

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