Dalla plastica al packaging sostenibile: la sfida del riciclo enzimatico per il settore alimentare

The growing production of plastic and its slow degradation represent one of the main environmental challenges of our time. This paper analyzes the main methods of plastic recycling, mechanical, chemical, and enzymatic, highlighting their advantages, limitations, and environmental impacts. Particular attention is given to enzymatic recycling, with a focus on polyethylene terephthalate (PET), one of the most widely used plastics, especially in the production of bottles and food packaging. After examining its chemical composition, synthesis methods, and applications, the potential of enzymatic recycling through PETase is explored. PETase is an enzyme capable of depolymerizing PET under mild conditions, with high specificity and good yield. This approach represents a viable and sustainable alternative to traditional methods, thanks to its greater selectivity and lower environmental impact. However, some critical issues remain that limit its large-scale industrial application, including catalytic efficiency, enzyme stability, and the high costs of production and use. The second part of the paper is dedicated to the recycling of polylactic acid (PLA), a bioplastic derived from renewable sources and used in various sectors, including food packaging. After an overview of its physicochemical properties and production methods, the Carbios Active project is described as—an innovative technology involving the integration of enzymes directly into PLA films, enabling them to self-degrade at the end of their life cycle. This approach not only facilitates recycling but also opens new perspectives for safe and sustainable applications in the food sector. The aim of this paper is to propose alternative and complementary solutions to conventional recycling methods, promoting biotechnological approaches aligned with the principles of the circular economy and potentially capable of significantly contributing to the reduction of plastic pollution.

La crescente produzione di plastica e la sua lenta degradazione rappresentano una delle principali sfide ambientali del nostro tempo. In questo elaborato si analizzano i principali metodi di riciclo della plastica, meccanico, chimico ed enzimatico, evidenziandone vantaggi, limiti e impatti sull’ambiente. Particolare attenzione è rivolta al riciclo enzimatico, con focus sul polietilene tereftalato (PET), una delle plastiche più diffuse, utilizzata soprattutto per la produzione di bottiglie e imballaggi alimentari. Dopo aver analizzato la composizione chimica, i metodi di sintesi e gli impieghi, si approfondisce il potenziale del riciclo enzimatico tramite PETasi, un enzima in grado di depolimerizzare il PET in condizioni blande, con elevata specificità e buona resa. Questo approccio rappresenta una valida alternativa sostenibile ai metodi tradizionali, grazie alla maggiore selettività e al minor impatto ambientale. Tuttavia, permangono alcune criticità che ne limitano l'applicazione su scala industriale, tra cui l’efficienza catalitica, la stabilità enzimatica e gli elevati costi di produzione e utilizzo dell’enzima. La seconda parte del lavoro è dedicata al riciclo dell’acido polilattico (PLA), bioplastica ottenuta da fonti rinnovabili e impiegata in diversi settori, incluso il packaging alimentare. Dopo una panoramica sulle sue caratteristiche fisico-chimiche e sui metodi di produzione, si analizza il progetto Carbios Active, una tecnologia innovativa che prevede l’integrazione di enzimi direttamente nei film in PLA, rendendoli capaci di auto-degradarsi al termine del ciclo d’uso. Questo approccio, oltre a facilitare il riciclo, apre nuove prospettive per applicazioni sicure e sostenibili nel settore alimentare. L’obiettivo dell’elaborato è proporre soluzioni alternative e complementari ai metodi convenzionali di riciclo, promuovendo approcci biotecnologici coerenti con i principi dell’economia circolare e potenzialmente in grado di contribuire in modo significativo alla riduzione dell’inquinamento da plastiche.