La lunga strada verso i conservanti naturali negli hot dog. Parte II – Il pane

Rinaldo Cervellati.

(la prima parte di questo post è pubblicata qui; ripreso dal n. 31 di Chemistry & Engineering newsletter on line del 25 luglio scorso)

“I cibi a breve scadenza come il pane possono richiedere interventi significativi” “se si vuole andare oltre un paio di giorni di conservazione, serve una soluzione per evitare le muffe“, dice Anieke Wierenga della Corbion.

Il pane commerciale ha un odore diverso dal pane da forno perché contiene propionato, un ingrediente poco pericoloso che però non è una sostanza naturale. Se deve essere conservato per pochi giorni, alcuni pani senza additivi sintetici eviteranno di ammuffirsi utilizzando come conservante zucchero fermentato.

Prima che il pane faccia la muffa, in genere diventa stantio o raffermo. Anche se i consumatori sono scoraggiati dall’ammorbidimento del pane raffermo con il latte, come accade in pasticceria, la morbidezza è generalmente associata alla freschezza. L’indurimento del pane è dovuto agli amidi, che ricristallizzano nel tempo. I panificatori a “marchio pulito” utilizzano enzimi per impedire la cristallizzazione degli amidi.

Figura 2. Chimici degli alimenti mentre controllano gli effetti dei conservanti sulla qualità del pane

Il controllo di un pane a base di pasta priva di conservanti deve tenere anche conto della manipolazione della pasta e della cottura. I panettieri commerciali accelerano il processo con ingredienti tipo esteri di mono- e di gliceridi dell’acido diacetiltartarico, noto come DATEM e oli vegetali parzialmente idrogenati che fanno lievitare una pagnotta in breve tempo.

“Sul pane commerciale la lista di additivi è lunga ma si sta facendo strada da parte delle aziende nostre clienti, un movimento teso a ridurla”, dice Anieke Wierenga.

Anieke Wierenga

Consultare database di spezie è un modo con cui le aziende alimentari e i loro fornitori di ingredienti cercano conservanti con nomi “naturali”. Label Insight, azienda di database per gli ingredienti, elenca una serie di erbe e spezie comuni che “possono agire come conservanti”. L’analisi delle etichette degli ingredienti su prodotti da forno e salumi ha dimostrato che i produttori si stanno orientando su rosmarino, aglio, zenzero, cannella e chiodi di garofano.

Le aziende alimentari sono consapevoli fino dagli anni ’90 che più di mille piante sono potenziali fonti di composti antimicrobici, molti dei quali agiscono anche come antiossidanti.

Alla Kemin, un’industria di ingredienti alimentari dello Iowa, i ricercatori identificano conservanti naturali selezionando le piante riportate in letteratura anche in relazione alla medicina popolare, come quella a base di erbe cinesi, afferma William Schroeder, direttore del reparto R & S della Kemin. L’obiettivo è quello di trovare piante funzionali che i consumatori possano apprezzare e che siano facili da coltivare. “Abbiamo escluso una bacca che cresce solo in Groenlandia“, dice Schroeder.

Se il Gruppo trova una sostanza vegetale che funziona come antiossidante, cerca di determinare il tipo di azione. Schroeder afferma che gli antiossidanti possono funzionare in uno dei seguenti modi: la chelazione, il sequestro dei radicali liberi o delle specie reattive all’ossigeno.

Una volta che è stata individuata una pianta promettente, ci possono volere anche più di 10 anni per svilupparne un ingrediente alimentare commerciale, dice Schroeder. La Kemin cerca di identificare la molecola o le molecole responsabili dell’azione conservativa e produrre estratti che non siano dannosi alla salute e interferiscano poco o niente con gli aromi degli alimenti a cui verranno aggiunti. Se l’ingrediente non è conosciuto dalla Food and Drug Administration degli USA, la società può chiederne il riconoscimento ma la procedura è piuttosto lunga.

Il rosmarino, che contiene acido carnosico, potente antiossidante, è stato un primo successo della Kemin, secondo Schroeder. L’estratto di rosmarino e i tocoferoli, conosciuti dai consumatori come vitamina E, sostituiscono gli antiossidanti sintetici quali il butil idrossianisolo (BHA) e il terbutil idrochinone (TBHQ). Un esempio più recente è l’estratto di tè verde, che contiene polifenoli antiossidanti e catechine che possono inibire la crescita delle micotossine da funghi.

Poiché l’uso di estratti vegetali come conservanti incontra il favore dei consumatori, nuove aziende alimentari cercano di scavarsi delle nicchie. Per esempio, La Biosecur Lab, con sede a Montreal, è stata fondata nel 2000, ma è entrata nel mercato alimentare solo nel 2011. Sta commercializzando alternative naturali a base di estratti di agrumi, dice il presidente Yves Methot.

Yves Methot

L’anno scorso l’azienda ha introdotto FoodGard, un antimicrobico per frutta, succhi e dolci a base di frutta. “Il nostro momento era giunto: il prodotto era proprio quello che chiedeva il mercato”, continua Methot, “gli estratti esplicano il loro potere antimicrobico per l’alto contenuto di bioflavonoidi e polifenoli”. In combinazione con un carrier di glicerina, l’ingrediente può essere utilizzato in alimenti classificati organici².

“La nostra visione è quella di sostituire sostanze di sintesi, ma possiamo farlo solo se l’azienda alimentare desidera veramente avere una ”etichetta pulita“, sottolinea Methot, “se vogliono solo qualcosa che suoni naturale, non è difficile da realizzare ma i costi sono notevoli”.

“La volontà delle aziende alimentari di spendere di più per avere ingredienti da etichette pulite varia a seconda del target. Se l’azienda sta lanciando un nuovo prodotto a marchio pulito, può accettare un costo maggiore per avere l’etichetta pulita“, dice Schroeder della Kemin. Al contrario, per un prodotto già sul mercato l’azienda può non essere incline a pagare di più per la sostituzione di qualche ingrediente nella nuova etichetta.

In alcuni casi, vantare etichette pulite vale il denaro e lo sforzo, afferma Lisa Y. Lefferts, scienziato senior del gruppo di difesa dei consumatori Center for Science in the Public Interest, CSPI. La ricercatrice raccomanda alle aziende alimentari di assegnare la priorità alla rimozione di BHA, nitriti, nitrati, propil gallato, e TBHQ, sostenendo che rappresentano un rischio per la salute, incluso il cancro.

Lisa Lefferts

“Ci sono molti modi per garantire la sicurezza alimentare e la scadenza, senza utilizzare conservanti che aggiungono un possibile rischio alimentare.”, dice Lefferts. Suggerisce di sostituire gli antiossidanti sintetici con le vitamine C ed E. Il congelamento, il sottovuoto possono essere soluzioni alternative.

Kantha Shelke, scienziato dell’alimentazione, avverte che i consumatori potrebbero non essere pronti ad adattarsi a tutti i prodotti naturali a causa delle scadenze più corte. Inoltre, è preoccupato che i nuovi ingredienti che vengono immessi devono ancora dimostrare di essere innocui per la salute.

“Molte aziende hanno un additivo ‘speciale’, alcuni sono miscugli misteriosi, e mi interpellano per un parere”, continua Shelke: “Solo perché è naturale o ricavato da una pianta non significa che sia sicuro”.

Courtney Schwartz

Gli esperti concordano comunque che la domanda di ingredienti per etichette pulite sta crescendo. Courtney Schwartz, responsabile delle comunicazioni per le tecnologie alimentari della Kemin, afferma di attendersi che gli estratti vegetali rappresenteranno il 60% delle vendite dell’azienda in cinque anni, a partire da circa un terzo di oggi. “L’etichetta pulita è qualcosa che i consumatori esigono“, dice, Schwartz, “non solo dai marchi premium ma anche dai marchi famosi“.

Brevi considerazioni di RC all’intero post

L’articolo di Melody Bomgarner, prendendo lo spunto da un alimento ampiamente consumato negli USA, ci fornisce la tendenza odierna del consumatore americano medio nei confronti dei conservanti e degli additivi alimentari in generale. Ovviamente la grande produzione, sempre interessata al profitto, cerca di adeguarsi all’orientamento del consumatore e la preoccupazione di Kantha Shelke sulla necessità di indagini più approfondite su possibili effetti negativi dei “nuovi” conservanti “naturali” e sul loro dosaggio resta in secondo piano. Ma, a mio avviso, un altro aspetto della questione è stato trascurato. Mi riferisco alla percezione, a quanto pare sempre più estesa nel pubblico per cui “naturale” è buono e benefico mentre “chimico” è cattivo e maligno. Percezione che ovviamente le aziende si guardano bene da sfatare, il caso del succo di sedano vs. i cattivissimi nitriti è emblematico. Ricordo che anni fa, a un convegno di illustri pedagogisti feci presente che la vitamina C (acido ascorbico), estratta da agrumi (“naturale”) e quella di sintesi (“chimica”) allo stesso grado di purezza, hanno le stesse proprietà, sollevando più perplessità che curiosità…

Tre è meglio di due.

Claudio Della Volpe

Il termine trimolecolare o termolecolare, in chimica, si riferisce alla cosiddetta molecolarità, da non confondere con l’ordine di reazione.

L’ordine di reazione è la somma degli esponenti* delle concentrazioni che compaiono in una equazione cinetica, mentre la molecolarità si riferisce al numero di molecole che partecipano alla reazione elementare che ha luogo in ogni singolo step di un meccanismo di reazione. L’equazione cinetica, nella maggior parte dei casi si riferisce ad un meccanismo complesso e dunque perde ogni contatto con le molecolarità di un singolo step; le due quantità si ricollegano solo se si scrive l’equazione di una reazione elementare, cioè che si verifica così come la scriviamo; in quel caso la molecolarità e l’ordine di reazione (globale) coincidono.

Dice IUPAC:

The number of reactant molecular entities that are involved in the ‘microscopic chemical event‘ constituting an elementary reaction. (For reactions in solution this number is always taken to exclude molecular entities that form part of the medium and which are involved solely by virtue of their solvation of solutes.) A reaction with a molecularity of one is called ‘unimolecular’, one with a molecularity of two ‘bimolecular’ and of three ‘termolecular’.

Tuttavia le reazioni trimolecolari sono considerate così poco probabili da essere trascurabili nei loro effetti pratici e al di sopra di tre non ci si pensa neppure.

Ma un recente lavoro pubblicato su Nature Chemistry mette in discussione questa visione delle cose:

Si tratta di un lavoro teorico , non sperimentale, ma che applica modelli di calcolo comunemente condivisi (cinetiche a partire da calcoli ab initio, ossia ab initio master equations e simulazioni di cinetiche di trasporto) e che cerca di analizzare in maggiore dettaglio la situazione delle combustioni, dunque reazioni in fase gassosa; le conclusioni sono sorprendenti, in quanto mostrano che le reazioni trimolecolari sono molto importanti e potrebbero essere decisive in alcune circostanze. Ne segue che occorra riconsiderare il loro ruolo più in generale, specie nel contesto atmosferico.

Di cosa stiamo parlando?

Una reazione chimicamente termolecolare o trimolecolare è una reazione nella quale tre diverse molecole (e.g. H, O₂, H) partecipano nella rottura e nella formazione di legami chimici. La reazione è mediata da un complesso di collisione effimero (HO₂**) formato dalla collisione di due molecole (H, O₂) che successivamente reagisce per collisione con una terza molecola (H).

‘Le reazioni “chimicamente trimolecolari” sono state ipotizzate per la prima volta nel 1920-30 da Sir Cyril Norman Hinshelwood e Nikolay Nikolaevich Semenov nei loro studi sulle reazioni a catena (chain reaction) (che comportarono la vittoria del Premio Nobel per la chimica 1956).

Per molto tempo i chimici hanno considerato queste reazioni poco importanti e non le hanno studiate.

Si veda per esempio la tabella di reazioni considerate in un lavoro classico:

La M corsiva indica un gas inerte.

Flame Structure and Flame Reaction Kinetics. I. Solution of Conservation Equations and Application to Rich Hydrogen-Oxygen Flames di G. Dixon-Lewis Proc. R. Soc. Lond. A 1967 298, 495-513 doi: 10.1098/rspa.1967.0117

In modo analogo l’elenco su questo quasi introvabile documento del JPL, citato anche su wikipedia ma in modo scorretto: https://jpldataeval.jpl.nasa.gov/pdf/JPL_02-25_3_termolec_rev01.pdf

Michael Burke della Columbia University, uno degli autori del lavoro ha dichiarato a SCI NEWS “Le combustioni sono state spesso un punto di partenza per comprendere ogni tipo di altri meccanismi chimici.”

Finora sono state considerate solo tre classi di reazioni:

(i) unimolecolari, dove un solo reagente va incontro alla rottura o alla formazione di un legame chimico per dare diversi prodotti;

(ii) bimolecolari, dove due reagenti collidono e provocano rottura o formazione di legami per dare diversi prodotti;

(iii) reazioni di associazione termolecolari, dove due reagenti collidono per formare un complesso molecolare con un nuovo legame chimico fra i due reagenti e una terza molecola , conosciuta come gas inerte (bath gas) rimuove una parte dell’energia cinetica interna della molecola finale per stabilizzarla.

“Il gas inerte è in genere considerato appunto come inerte, non reattivo, che non partecipa nella formazione o nella rottura di alcun legame, ma serve invece a estrarre una parte dell’energia del complesso molecolare. Ma se invece il complesso molecolare collide con una molecola reattiva , allora la terza molecola può partecipare al processo di rottura-formazione, dando quello che viene chiamato un prodotto di una reazione chimicamente termolecolare”

Il Dr. Burke ha aggiunto: “noi abbiamo mostrato l’importanza di reazioni che coinvolgono i complessi H + O₂ con altre specie radicali come in. H + O₂ + H, negli ambienti di combustione.”

“Dato che le molecole reattive, come i radicali liberi e l’ossigeno molecolare sono i costituenti principali nella combustione e in certi ambienti planetari, c’è una significativa posssibilità di accadimento di altre reazioni chimicamente trimolecolari e di giocare così un ruolo significativo in questi altri ambienti.”

Potenzialmente ci sono innumerevoli reazioni di questa nuova classe che hanno un ruolo in come modelliamo la chimica in fase gassosa, dalla progetazione di nuovi tipi di motori alla comprensione della chimica planetaria responsabile della formazione delle nuvole, del cambiamento climatico , dell’evoluzione degli inquinanti e perfino delle reazioni che possono portare alle condizioni di vita in ambienti extraterresteri. La nostra scoperta apre un intero nuovo mondo di possibilità“

Da questa descrizione si capisce perché alcuni giornali hanno parlato di una “quarta” classe di reazioni implicata dal lavoro di Burke e Klippenstein.

L’articolo parte da un sistema analogo a quello considerato nello storico lavoro di Dixon e Lewis, una fiamma planare che si propaga in una miscela di aria e idrogeno a pressione e temperatura atmosferica

Per investigare il ruolo della reazione H + O₂ + R in queste fiamme, gli autori hanno quantificato la distribuzione di energia dell’HO₂ che reagisce con R all’interno della fiamma, si sono chiesti se le condizioni scelte da Dixon e Lewis erano necessarie all’accadimento del processo H + O₂ + R cambiando alcuni dei parametri e infine se la reazione come tale poteva influenzare la reattività generale.

Le risposte ottenute modificano il quadro che avevamo di questi processi e indicano che il processo termolecolare in cui il terzo reagente NON è un gas inerte sono importanti in linea generale e che le reazioni termolecolari non servono solo a stabilizzare il complesso bimolecolare.

Si tratta di un lavoro che, se confermato, potrebbe avere effetti culturali molto ampi e al momento non prevedibili.

Come spieghiamo a Giavazzi ed Alesina e a tutti i riformatori che vogliono solo “più scienza applicata” che la scienza di base come il lavoro teorico di Burke e Klippenstein può cambiare non solo la teoria chimica, ma la pratica di milioni di reazioni utili? Voi che ne dite?

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* non vorrei entrare tanto nel dettaglio, ma, come si sa, l’ordine di reazione così definito è detto anche globale, mentre il singolo esponente di una specie è l’ordine di reazione parziale, per quella specie; dato che la molecolarità è globale per la reazione elementare considerata si comprende come l’ordine di reazione globale e la molecolarità di una reazione elementare possano coincidere.

Inquinamento ospedaliero.

Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Un aspetto interessante e sempre più discusso dell’inquinamento riguarda l’ambiente indoor, che poi in termini statistici di ore trascorse dall’uomo supera l’outdoor (più o meno  15 a 9 hr per giorno).

Un ambiente indoor molto specifico per il tipo di inquinanti che lo affliggono e per la gravità dei danni prodotti,in quanto esercitati su comunita di cittadini più deboli è quello degli ospedali. In un ospedale poi ci sono punte e nature di preoccupazione e di attenzione diverse rispetto ai locali interessati. Per alcuni, le sale operatorie ad esempio, le specificitá di inquinanti e di gravità dei danni prodotti giá ricordate assumono connotati ancor più drammatici in quanto gli esposti oltre ai  sanitari, sono i malati, per di più operati.

Ci sono poi i locali di minore rischio,se non altro potenziale, ma dove le frequenze di presenza sono più elevate,come sale di attesa o di pronto soccorso, uffici amministrativi, infermerie.

Tornando  alle sale operatorie l’uso di anestetici può comportare un potenziale inquinamento ambientale con conseguente esposizione sia dei lavoratori che dei malati che va attentamente considerata ai fini del rispetto dei limiti stabiliti da normative vigenti e/o consigliati dai competenti organismi nazionali e internazionali. Va adottato, come criterio di prevenzione, il principio di massima cautela affinché l’esposizione  a prodotti chimici volatili pericolosi sia ridotta al minimo possibile o eliminata attraverso pratiche preventive e/o correttive.

Le acquisizioni scientifiche hanno dimostrato che alcuni gas anestetici, come il protossido d’azoto (N₂O), presentano tossicità maggiore dei liquidi volatili anestetici (sevoflurano, desflurano ecc.), e pertanto sarebbero da evitare  con la conseguenza di un aumento della presenza in atmosfera di residui di  altri agenti anestetici, in particolare degli alogenati , fra i più comuni. Riguardo all’esposizione ad essi l’unica “raccomandazione ” riguarda un limite di 2 ppm quale valore “ceiling” per l’insieme degli anestetici alogenati,intendendo per valore di ceiling la concentrazione che non deve essere superata in qualsiasi momento dell’esposizione lavorativa. Tale raccomandazione fa riferimento alle ben 102 altre pubblicate dal Niosh (National Institute for Occupational Safety and Health) statunitense (1976) in merito al valore di concentrazione di agenti anestetici clorurati che potrebbero essere considerato alla stregua di un protocollo di  ottimizzazione dei requisiti di qualità.

È opportuno precisare che le indicazioni del Niosh – in riferimento alla raccomandazione sul valore limite indicato per “l’insieme degli anestetici alogenati” – sono da intendersi riferite a prodotti impiegati nel periodo storico suddetto, ovvero alotano (fluotano) ed enflurano (etrano), attualmente non più usati. Tra gli anestetici inalatori più usati nella pratica clinica vi sono sevoflurano e desflurano per i quali, tuttavia, non è stato ancora delineato un completo profilo tossicologico e, di conseguenza, definiti i valori “limite di esposizione”. Poiché comunque nelle misure di prevenzione è opportuno adottare il principio per il quale l’esposizione professionale a prodotti chimici pericolosi sia mantenuta entro i livelli più bassi possibili, a fini cautelativi è opportuno, anche per quanto attiene ai liquidi volatili anestetici di nuova generazione (per esempio, sevoflurano e desflurano), contenerne i valori di concentrazione ambientale entro i livelli più bassi possibili.

https://www.slideshare.net/kathikkhan0484/indoor-air-quality-in-hospitals

I composti organici alogenati sono fra quelli più sensibili alla degradazione fotochimica in quanto aggredibili dai radicali liberi dell’ossigeno prodotti dall’azione della luce di opportuna lunghezza d”onda (radiazione ultravioletta) sulle molecole dell’ossigeno e dell’acqua assistita da un catalizzatore semiconduttore (ad esempio biossido di titanio). Ecco perchè possono trovare un ‘applicazione importante  le pitture fotocatalitiche delle pareti delle sale operatorie,analogamente per quanto è avvenuto perl’inquinamento outdoor con il cemento fotocatalitico brevettato proprio da italiani.

Un ultimo aspetto riguarda il monitoraggio di questi inquinanti negli ambienti ospedalieri. Si deve eseguire il prelievo/campionamento garantendosi che le condizioni sperimentali del campione analizzato non siano diverse significativamente da quelle originali comportando il possibile riavvio di reazioni che si erano arrestate o anche lo start di nuove reazioni,ad esempio-ed è proprio questo il caso in questione-attivate dalla luce capace di promuovere le reazioni radicaliche secondo un meccanismo  a catena. Il fatto poi che i radicali terziari,secondari e primari abbiano attività diverse ai fini della clorurazione porta ad ulteriori complicazioni analitiche.Per evitare quindi di analizzare un campione che potrebbe non essere rappresentativo della matrice campionata è necessario procedere ad una sua stabilizzazione.

Siccità e gestione del ciclo idrico.

Mauro Icardi

Non sono ancora noti e definitivi i dati meteorologici dell’estate 2017. Ma dal punto della percezione possiamo certamente dire che il 2017 è stato un anno decisamente deficitario dal punto di vista delle precipitazioni.

Anche nella zona di Varese, da molti ricordata come una zona particolarmente piovosa la siccità sta causando problemi.

Il sito del Centro Geofisico Prealpino di Varese mostra a fine Luglio 2017 un deficit pluviometrico pari a 161,5 mm di pioggia da inizio anno. Tutti i mesi mostrano un deficit di pioggia caduta rispetto alle medie del periodo 1965-2012 ad eccezione del mese di Giugno in cui il saldo diventa positivo, ma con fenomeni di piogge torrenziali che hanno creato non pochi danni e problemi. E risultando in ogni caso il più caldo della media del trentennio 1981-2010.

http://www.astrogeo.va.it/statistiche/statmet.php

La tendenza è quindi quella di siccità prolungate, interrotte da fenomeni di precipitazioni violente e concentrate nel giro di poche ore.

Questo provoca diversi problemi nella gestione di impianti sia di potabilizzazione che di depurazione.

Il primo e più evidente è quello di trasporto di quantità ingenti di sabbie e residui di dilavamento delle aree asfaltate che spesso mettono in sofferenza le sezioni di dissabbiatura. Repentine variazioni di portata portano situazioni di criticità dovute a variazione dei tempi di ritenzione delle varie sezioni, dilavamento per trascinamento e elevato carico idraulico sul comparto di sedimentazione finale.

Situazioni gestibili in maniera più agevole in impianti dotati di vasche di omogeneizzazione.

La situazione inversa si verifica in periodi prolungati di siccità, ed è ormai una situazione abbastanza comune. La portata dei fiumi si riduce notevolmente, e la concentrazione di inquinanti può aumentare sensibilmente. Il tema non è nuovo. Basta vedere questo articolo che risale al 2012.

http://www.ilgiorno.it/monza/cronaca/2012/08/23/761925-siccita_inquinamento_selvaggio.shtml

Questo tipo di situazione e a buon diritto da ascriversi a quella degli inquinanti emergenti.

Gli impianti di depurazione possono scaricare acque perfettamente a norma dal punto di vista delle normative di settore. Ma con un impatto molto elevato sulla qualità ecologica, perché viene a mancare quello che è l’effetto depurativo residuo effettuato dalle comunità ecologiche dei fiumi.

Questa è stata la filosofia costruttiva e progettuale fino ad oggi. Ma gli effetti del cambiamento del clima devono far ripensare la progettazione, ed eventualmente la modifica degli impianti esistenti.

Il progetto Carbosorb che si basa su nanotecnologie è in fase di studio e sviluppo. Occorrerà valutarne le potenzialità applicative reali. In ogni caso i depuratori del futuro dovranno avere una fase di trattamento terziario molto efficiente.

http://cordis.europa.eu/result/rcn/88683_it.html

Si tratterà di combinare trattamenti tradizionali basati sulla depurazione a fanghi attivi, con una fase di trattamento che sfrutterà il fenomeno dell’adsorbimento.

Il termine “siccità” se digitato in questi giorni su un motore di ricerca produce migliaia di risultati, che mostrano una specie di bollettino di guerra. Soprattutto le zone dell’Emilia Romagna ne sono state molto colpite. Ma se si pone attenzione si può notare come molti corsi d’acqua siano in sofferenza, e le immagini in qualche caso lasciano sgomenti. Questa foto è stata scattata da me sul Fiume Tresa, che è emissario del lago di Lugano e si getta poi nel Lago Maggiore. Fiume di lunghezza modesta, solo 13 km.

Ma si nota bene di quanto il livello si sia abbassato rispetto al consueto. Questa parte del fiume è una zona d’invaso della centrale centrale idroelettrica di Creva, che come molte altre è entrata in sofferenza.

Situazione descritta in questo articolo.

http://www.lastampa.it/2017/08/15/scienza/ambiente/inchiesta/lidroelettrico-ai-tempi-della-siccit-W7H8cHvppNPoRb8w2XHf5L/pagina.html

Ma lo stesso giorno della mia gita in bicicletta lungo il Tresa ho potuto scattare un’altra foto che da l’idea di cosa sia la siccità. Scattata a Luino, sponda Lombarda del Lago Maggiore.

Qui occorre guardare la parte più consumata del palo d’ormeggio dove di solito arrivava il livello dell’acqua, e vedere dove invece adesso è il livello del lago, guardando dove l’acqua lo lambisce. Bisogna immaginare questa situazione per tutti i 215,2 km² del bacino. Qui vi è una situazione complicata anche da una sorta di piccola guerra dell’acqua tra Italia e Canton Ticino sulla regolazione della diga della Miorina a Sesto Calende.

http://www.lastampa.it/2017/08/07/edizioni/verbania/la-pianura-ha-sete-il-lago-maggiore-si-abbassa-di-centimetri-al-giorno-v0tqfVcqakGPIS3F3CNL5K/pagina.html

E credo che le immagini, come gli articoli a corredo non abbiano bisogno di ulteriori commenti. E’ una realtà che dobbiamo affrontare. Coinvolge molti soggetti. Politici, cittadini, gestori del ciclo idrico, agricoltori. Pone a me personalmente molte domande e riflessioni. E la voglia di aumentare il mio impegno quotidiano. Lavorativo e divulgativo.

Vorrei a questo proposito citare quanto scritto dal Professor Camillo Porlezza dell’università di Pisa nella prefazione di un libro sul trattamento delle acque, prefazione dal titolo “Il chimico idrologo e la difesa delle acque”:

“Chiudendo questa prefazione introduttiva, ritengo possa riscontrarsi accanto all’interessamento per un problema importantissimo per il pubblico e per i privati, il riconoscimento delle responsabilità che il chimico si assume nel suo contributo di pensiero e di lavoro all’opera di prevenzione e di repressione delle cause di inquinamento, in ciò validamente aiutato dagli esperti negli altri rami della scienza, specialmente nel campo biologico”.

Ultimamente nelle analisi di acque di pozzi di emungimento destinate ad uso potabile mi capita di riscontrare la presenza, quantificabile strumentalmente, di parametri che in passato non riscontravo. Ammonio e manganese in particolare. Non a livelli elevati e molto al di sotto dei limiti di parametro, ma questo mi ha spinto a voler verificare i risultati con metodi diversi per validare e confermare il dato. La premessa non è fatta per vanità, ma per mettere in luce il fatto che sul tema acqua occorre porre molta attenzione anche alle acque di falda, alle loro eventuali vulnerabilità. E il tema si lega alla modifica del regime delle precipitazioni, ai diversi tempi di ricarica di acquiferi e falde freatiche.

Si usa per l’acqua il termine “oro blu” da almeno un ventennio. L’acqua è contesa, per l’acqua si fanno guerre, per l’acqua si può dover emigrare e diventare profughi climatici.

Nel 1976 un film di fantascienza, “L’uomo che cadde sulla terra” racconta l’arrivo sulla terra di un alieno, interpretato da David Bowie, che una volta che è stata scoperta la sua vera identità pronuncia queste parole a chi gli chiede il perché si trovi sulla terra:

“Io vengo da un mondo spaventosamente arido. Abbiamo visto alla televisione le immagini del vostro pianeta. E abbiamo visto l’acqua. Infatti il vostro pianeta lo chiamiamo “il pianeta d’acqua”. »

Il nostro pianeta è ancora un pianeta d’acqua. L’acqua ha un suo ciclo. L’acqua si rinnova. Ma qualcosa sta cambiando e sappiamo che la disponibilità di acqua non è uguale per tutti i popoli della terra in ugual misura. Sappiamo che è minacciata da inquinamento diffuso. Non possiamo far finta di niente.

Mi ha molto colpito, e ancora mi ricordo questo episodio, una cosa successa solo un paio di mesi fa. Durante un raduno cicloturistico che si è svolto a Varese ho prestato servizio come volontario per l’accoglienza dei partecipanti. La partenza delle varie escursioni ciclistiche era fissata ai giardini estensi di Varese. Molti partecipanti chiedevano di riempire la borraccia prima della partenza. Per far questo avevano a disposizione i servizi del comune, ed in particolare il lavabo con l’acqua potabile. Quando li indirizzavo a quel lavandino, in molti rifiutavano e partivano con la borraccia vuota. Eppure da quel lavabo sgorga acqua potabile. La stessa che viene fornita a tutta la città di Varese. Incredibile come questa sorta di repulsione emozionale impedisse loro di rifornirsi di acqua.

Vorrei ricordare alcune cose:

2 milioni di bambini muoiono ogni anno per consumo di acqua insalubre e per le cattive condizioni sanitarie,

800 milioni di persone non hanno acqua potabile in casa,

2,3 milioni di persone vivono in paesi a rischio idrico, cioè con una disponibilità di acqua inferiore ai 1700 m3 all’anno.

Un italiano in media consuma 40 litri per fare una doccia, mentre per i 2/3 dell’umanità 40 litri rappresentano il consumo di intere settimane.

Pensiamoci.

La lunga strada verso i conservanti naturali negli hot dog. Parte I – La carne

Rinaldo Cervellati.

I consumatori vogliono etichette chiare, ma garantire sicurezza alimentare e lunga scadenza senza conservanti di sintesi è una vera sfida.

Così il sottotitolo del recente articolo a firma Melody M. Bomgarner, apparso sul n. 31 di Chemistry & Engineering newsletter on line il 25 luglio scorso.

Come noto a tutti, hot dog è un termine folkloristico, ormai entrato nell’uso comune, con cui negli Stati Uniti e in Gran Bretagna si indica un insaccato analogo al würstel, generalmente servito all’interno di un panino di forma oblunga, spesso condito con ketchup, maionese o senape,  e talvolta accompagnato da verdure. Meno persone sanno invece che mentre in USA e in Gran Bretagna il termine hot dog indica semplicemente la salsiccia, in molti Paesi Europei questa locuzione si usa esclusivamente per intendere la pietanza nel suo complesso, ossia il panino, l’insaccato e le eventuali salse di accompagnamento. Ciò nonostante l’ingrediente principale dell’hot dog, la salsiccia, è ampiamente commercializzata dalla grande distribuzione praticamente in tutto il pianeta così che un hot dog fatto in casa non si nega a nessuno…

Oscar Mayer, il marchio-icona degli hot dog negli Stati Uniti vanta ora salsicce prive di nitrati, nitriti o altri conservanti artificiali, e la casa madre Kraft Heinz afferma che la tendenza a pretendere etichette chiare e pulite è ormai un fatto assodato.

Greg Guidotti responsabile del marketing, illustrando il lavoro del marchio Oscar Mayer, ha affermato che si è trattato di un’impresa che ha richiesto più un anno di sperimentazioni di ricette per arrivare a un prodotto che, senza aggiunta di additivi sintetici, ha mantenuto lo stesso aroma e lo stesso prezzo delle precedenti versioni.

Greg Guidotti

Ma la ricetta potrebbe cambiare di nuovo. I lettori attenti delle etichette si accorgeranno che i nuovi hot dog (chiamati frankfurters) contengono succo di sedano, una fonte naturale di nitriti, in sostituzione del conservante nitrito di sodio aggiunto nel prodotto precedente. Negli Stati Uniti, le regole di etichettatura permettono che il succo di sedano sia elencato come un aroma naturale, ma è richiesta una dichiarazione di responsabilità in merito all’utilizzo di prodotti naturali contenenti nitriti. Per ora, il succo di sedano è un’alternativa attraente per i produttori di carne perché suona come un cibo piuttosto che un additivo chimico.

Oggi, sia le aziende che gli acquirenti vogliono vedere “nomi riconoscibili sulle etichette”, spiega Anieke Wierenga, direttore senior dell’innovazione alimentare presso la società olandese Corbion e confessa: “Come industria alimentare, non abbiamo la piena fiducia dei nostri consumatori. Vogliono controllarci e sapere cosa c’è dentro ciò che acquistano “.

In figura sono mostrati i principali additivi naturali e sintetici utilizzati nell’industria delle carni lavorate e del pane.

I giganti alimentari tra cui Kraft Heinz, General Mills e Nestlé stanno impegnando tempo e risorse nella rielaborazione delle loro ricette al fine rimuovere i coloranti e gli aromi artificiali per offrire un prodotto più naturale. La modifica dei conservanti richiede costi molto più alti perché nessuno vuole rischiare con la sicurezza alimentare. L’industria sta valutando ingredienti a base di piante, ma potrebbero volerci anni prima di ottenere una soluzione naturale per ogni problema di conservazione degli alimenti.

Gli esperti del settore sottolineano infatti che non è possibile produrre alimenti privi di qualsiasi microrganismo e, anche se non tutti sono dannosi, alcuni batteri o funghi possono produrre enterotossine, aflatossine e tossine botuliniche mortali.

Ecco perché l’industria ha utilizzato (e utilizza) antimicrobici sintetici – nitrato di sodio, benzoato di sodio, propionato e simili – per eliminare tutta una gamma di batteri, lieviti e funghi. Sono poco costosi, ne servono piccole quantità e sono sicuramente efficaci.

Ma l’universo della conservazione è andato oltre gli antimicrobici. Ci sono antiossidanti per evitare l’irrancidimento di grassi e oli, acidulanti che abbassano il pH degli alimenti per regolare l’acidità, e ingredienti che mantengono colore, sapore e umidità durante la conservazione del prodotto.

“La sfida di eliminare conservanti sintetici a favore di quelli naturali è enorme”, spiega Kantha Shelke, scienziato alimentare e consulente dell’istituzione privata Corvus Blue che si occupa di ricerca e sviluppo di additivi, “l’industria alimentare non è ancora ben consapevole, anche se sta impegnandosi su questa strada”.

Per soddisfare i requisiti del marchio pulito, la Corbion Food Ingredients ha accelerato i suoi sforzi di ricerca e sviluppo. Dice Anieke Wierenga, direttore senior della Corbion: “Prima di ‘etichetta pulita’ potevamo offrire solo uno o due prodotti per soddisfare questa necessità, ora l’offerta per i clienti è più di dieci prodotti all’anno”.

In alcuni casi, un ricercatore può sviluppare ingredienti naturali per vedere poi che le preferenze dei consumatori cambiano di nuovo. Ad esempio, la Corbion ha prodotto acido lattico di fermentazione naturale per controllare la Listeria[1] nei prodotti a base di carne. Ma di recente, le aziende del settore alimentare hanno scoperto che i lattati non soddisfano i criteri di “naturalità” di molti consumatori. Questi preferivano l’acido acetico, etichettato come aceto.

Il problema è che l’aceto ha un sapore aspro, a differenza dei lattati che sono quasi senza sapore, tuttavia le ricette di alcuni alimenti dovevano essere rinnovate per tener conto di entrambe le necessità.

“Ora i nostri clienti vengono da noi prima del processo di formulazione dei prodotti alimentari con la convinzione che possiamo aiutarli”, dice Anieka, affermando: “Il team R & D della Corbion ha sviluppato aceti personalizzati, alcuni con destrosio fermentato, per fornire il giusto profilo sensoriale e tenere sotto controllo la Listeria.”

Gli ingredienti che la Corbion utilizza insieme all’aceto per la conservazione dei prodotti a base di carne includono l’estratto di tè al gelsomino, un antiossidante, e agrumi in polvere che impediscono la fuoriuscita di umidità dal prodotto.

Se i consumatori dovessero individuare il succo di sedano come fonte di nitriti negli hot dog e in altri prodotti a base di carne macinata, i produttori vivranno un momento difficile. L’uso di nitriti in carni macinate è stato bandito perché possono formare nitrosammine che causano il cancro. L’effetto sanitario è lo stesso indipendentemente dalla provenienza dei nitriti.

“Sostituire i nitriti, è difficile”, ammette Wierenga, “dato che svolgono un ruolo importante nel prevenire la formazione della tossina botulinica. “L’industria è abbastanza lontana dalla soluzione di questo problema”.

Una strategia per avvicinarsi alle “etichette pulite” è sostituire alcuni conservanti sintetici con ingredienti naturali, mantenendo comunque uno o due dei vecchi conservanti, e questa strategia è nota come ‘approccio misto’.

“Forse si potrebbe prevedere un declino dell’uso di prodotti contenenti conservanti sintetici a favore di quelli formulati con conservanti naturali, ma non lo abbiamo notato con i nostri prodotti”, afferma Paul Hogan, vice presidente della Emerald Kalama Chemical, produttore di conservanti a base di benzoati. A sostegno dell’affermazione, Hogan riporta una ricerca di mercato secondo cui dal 2012 al 2016 il numero di nuovi prodotti alimentari contenenti benzoato di sodio è aumentato dell’86%, a fronte delle richieste di conservanti naturali aumentata del 69%. Poiché la dicitura “tutto naturale” su un’etichetta alimentare non è legale negli Stati Uniti, le decisioni relative alla “naturalità” degli ingredienti sono lasciate al marchio alimentare. Al contrario, l’uso di prodotti sintetici per la conservazione non è consentito negli alimenti certificati come organici[2].

I condimenti, che tendono a rimanere nelle cucine dei consumatori per mesi, se non anni, beneficiano dell’approccio misto, dice Hogan. La senape spesso contiene sia l’aceto che il benzoato di sodio perché “l’aceto da solo non fornisce il livello di controllo microbico necessario per prevenire il deterioramento causato da una lunga conservazione”.

[1] La Listeria è un batterio Gram-positivo che produce una tossina pericolosa per la salute.

[2] Lascio il termine inglese “organic” perché tutte le volte che sento dire o vedo scritto “biologico” o “bio” metterei mano a una pistola, come disse un tizio da cui peraltro sono lontano anni-luce…

Il problema non è il fipronil.

Claudio Della Volpe.

Il caso fipronil che si è scatenato in questi giorni fa intravedere, a chi lo legge fra le righe, alcuni dei meccanismi che si attivano attorno alla chimica e che condizionano la nostra esistenza come chimici e come cittadini.

Cosa è successo? Il fipronil è un insetticida   nome comune fluocianobenpirazolo è un insetticida ad ampio spettro che disturba l’attività del sistema nervoso centrale dell’insetto impedendo il passaggio degli ioni cloruro attraverso il recettore del GABA e il recettore del Glu-Cl. Ciò causa la ipereccitazione dei nervi e dei muscoli degli insetti contaminati.

La selettività d’azione del fipronil nei confronti degli insetti dipende da un’efficacia maggiore a livello dei recettori del GABA ma anche dal fatto che i recettori del Glu-Cl non esistono nei mammiferi.

Il fipronil è un veleno a lenta attività d’azione: una volta inserito in un’esca, l’insetto viene avvelenato ma non muore istantaneamente ma ha il tempo di ritornare alla colonia o nella tana.

Si lega al sito allosterico dei recettori del GABA e al recettore del Glu-Cl (quest’ultimo presente nell’insetto e non nei mammiferi), bloccando o alterando la trasmissione nervosa dell’insetto. Nei mammiferi e vertebrati può essere dannoso grazie ai metaboliti e al fatto che un uso scorretto ha recentemente provocato danni ai produttori di uova. Usato per la disinfestazione del pidocchio rosso (in realtà un acaro) nella produzione industriale di uova e allevamenti di ovaiole il Fipronil si è rinvenuto come residuo indicando così l’impiego illegale. Per la disinfestazione delle galline ovaiole, anche a livello industriale, è bene impiegare l’alternativa rappresentata dal calore

Tutto questo lo trovate su wikipedia.

E’ pericoloso per l’ambiente e ovviamente per tutti gli insetti impollinatori. Altre informazioni generali le trovate qui o qui.

Eppure si tratta di una sostanza che si usa negli animali da compagnia, come gatti e cani ma di cui è proibito l’uso per gli animali che entrano nel ciclo alimentare umano, come le galline.

La spiegazione è sempre la solita; usandolo opportunamente il fipronil eventualmente accoppiato con altre sostanza repellenti tiene lontani i parassiti dai nostri beniamini; se usato in modo massivo in animali da cortile però la dose che può raggiungere i tessuti degli animali e di seguito i nostri si avvicina pericolosamente a valori non tollerabili; inoltre in questo modo è più difficile evitarne la circolazione nel’ambiente; insomma il fipronil va bene se usato correttamente. Siamo sempre a quel concetto base che lega chimica e medicina: è la dose che fa il veleno. Semplice.

Cosa è successo?

La lotta al pidocchio rosso (e ai parassiti delle galline) diventa necessaria quando le condizioni di vita delle galline ovaiole non sono più quelle della nostra infanzia, l’orto di casa o l’orto del piccolo contadino, ma il grande capannone indstriale dove le galline sono ammucchiate letteralmente le une sulle altre; in questo caso l’uso dell’insetticida si rivela meno costoso del metodo fisico “termico”, ma è vietato dalla legge.

Si sa la concorrenza è dura e allora qualcuno si fa furbo.

The Public Prosecutor consider three Dutch persons suspects in the fipronil contamination scandal that resulted in millions of eggs being recalled from supermarkets. The suspects are two managers of pest control company ChickFriend and Nick H., whose company is suspected of delivering fipronil to the Barneveld company, NOS reports. ChickFriend is considered the source of the fipronil contamination in the Netherlands.

The authorities believe that H.’s company, called Pro-farma according to the Telegraaf, delivered fipronil to Chickfriend as well as a Belgian chicken farmer in feed form. Containers marked with the company’s name were found at ChickFriend. On Pro-farma’s website the feed delivered to the Belgian farmer is described as “positive for the immune system” of chickens.

H.’s home in Mill, Noord-Brabant was one of the addresses raided in the fipronil investigation on Thursday. H. was not home at the time. He told the Telegraaf from his vacation home that he is innocent. He blames Patrick R. – the owner of the Belgian company also believed to have delivered fipronil to ChickFriend – for everything. H. and R. used to own a company together, but had a falling out. According to H., his company’s name was found at ChickFriend because R. is illegally using it.

(http://nltimes.nl/2017/08/11/three-dutch-suspected-fiiponil-scandal)

Alcuni furbissimi venditori di insetticidi olandesi (Pro-farma e Chickfriend, a Barneveld un comune di 50.000 abitanti in Olanda, due dei cui dirigenti sono stati arrestati) ed altri ancor più furbi industriali delle uova Poultry Vision nel territorio fra Belgio e Olanda, hanno deciso di saltare il fosso.

Il sito web dell’azienda è al momento indisponibile (http://www.chickfriend.nl/).

Per capire da dove è partito tutto è necessario fare un passo indietro al 22 luglio, nelle sonnolente campagne del Gelderland, la zona rurale più ad est dei Paesi Bassi e della provincia di Anversa, in Belgio. All’alba, le autorità per la sicurezza alimentare dei due Paesi fanno contemporaneamente irruzione in diversi anonimi capannoni dell’industria agro-alimentare locale. Ma tanto gli olandesi quanto i belgi puntavano, rispettivamente, a due aziende del settore avicolo: Chickfriend e Poultry-Vision. La prima è la società olandese che ha prodotto il pesticida ottenendo all’ingrosso il prodotto mescolato con fipronil dalla seconda, che ha sede in Belgio e si occupa di pulire i pollai eliminando zecche e parassiti, che incidono negativamente sul volume della produzione.

Tanto la Federaal Agentschap voor de veiligheid van de voedselkete (FAVV), autorità per la sicurezza alimentare di Bruxelles, quanto la controparte olandese Voedsel-En Warenautoriteit (NVWA) cercavano conferme a un’informazione che il procuratore di Anversa aveva sul tavolo già da tempo: la presenza di uova contaminate da un pesticida vietato, l’ormai noto fipronil, un prodotto ampiamente utilizzato per animali domestici ma vietato nell’industria alimentare e classificato dall’Oms come “moderatamente tossico” per gli esseri umani. Quelle uova, avrebbero poi accertato nelle Fiandre, provenivano da allevamenti olandesi. Le due autorità non fanno un buco nell’acqua: nel giorno dell’ispezione, i belgi arrestano il proprietario di Poultry-Vision con l’accusa di frode e i colleghi nei Paesi Bassi mettono i sigilli a sei società che producono uova e alla Chickfriend. Il composto utilizzato dalla ditta di Anversa non sarebbe stato pesticida al 100%, ma una miscela di insetticidi consentiti e di fipronil.

Secondo gli inquirenti gli scenari possibili sono due: il primo è che la stessa Chickfriend non sapesse che stava utilizzando prodotti non consentiti, l’altro è che Poultry-Vision abbia offerto un prodotto economico a scapito della sicurezza dei consumatori con il beneplacito della società di Barnveld. Quest’ultima è la versione dell’autorità olandese NVWA, agenzia finita sotto il fuoco incrociato del Parlamento de l’Aja e della Commissione europea per non aver controllato a dovere la qualità delle uova immesse sul mercato unico europeo. D’altronde l’Olanda è il più grande esportatore di uova del continente e uno dei principali al mondo, con una fetta di mercato del 12%. Per questo motivo la gestione della crisi – fin dai primi focolai – a metà tra l’allarmismo e l’invito alla calma, è sembrata a tutti molto amatoriale. A partire dalla manciata di codici di uova da non mangiare pubblicati il 1° agosto sul sito di NVWA e dalle poche informazioni comunicate: sentita da IlFattoQuotidiano.it lo stesso giorno, l’autorità olandese aveva minimizzato tanto i rischi quanto la reale diffusione delle partite contaminate. Se il pericolo per la salute è rimasto comunque sotto la soglia di rischio, l’incidente con l’azienda di provincia è diventato un caso continentale.

(http://www.ilfattoquotidiano.it/2017/08/12/uova-al-fipronil-allarmi-negati-e-tagli-ai-controlli-la-gestione-amatoriale-della-crisi-di-olanda-e-belgio/3790221/)

Qualcuno mi dirà: ma Della Volpe non lo sai che dal 2012 le galline non si possono più allevare in batteria?

C’è infatti una disposizione europea, ma che sfortunatamente non è rispettata nella maggior parte dei paesi.

Dice la LAV (http://www.lav.it/download.php?t=files&id=4453)

Ogni anno sul territorio dell’Unione Europea vengono allevate oltre 400 milioni di galline ovaiole, circa il’68% delle quali sono rinchiuse nelle gabbie di batteria degli allevamenti intensivi. La natura sterile e altamente restrittiva di queste gabbie non consente alle galline di esprimere la maggior parte dei normali modelli di comportamento, quali la ricerca del foraggio, la cova delle uova nei nidi, beccare sul terreno, distendere le ali. La mancata soddisfazione di tali primari bisogni determina negli animali un alto grado di frustrazione e stress.

Ogni gallina dovrebbe avere a disposizione uno spazio di soli 550 cm2, ma molto spesso, in violazione delle leggi, tale spazio è addirittura di 450 cm2, di poco inferiore a quello di un foglio a A4, nel quale è impossibile per l’animale compiere movimenti naturali, stirarsi, aprire le ali o semplicemente girarsi nella gabbia senza difficoltà. L’impossibilità di soddisfare bisogni etologici primari, unita all’elevato livello di produzione di uova cui sono sottoposti questi animali, determina nelle galline di batteria fragilità delle ossa e molte di loro soffrono per la rottura delle stesse nell’arco della vita di circa un anno, prima di essere inviate al mattatoio.

La Direttiva Europea del 1999 sulla protezione delle galline ovaiole negli allevamenti ha introdotto il bando delle gabbie di batteria convenzionali a partire dal 1° gennaio 2012. La Direttiva rappresenta una storica vittoria per il movimento animalista, ma l’enorme miglioramento delle condizioni di vita degli animali che questa comporta è minacciato dall’industria avicola, che chiede di ritardare ulteriormente il bando delle gabbie di batteria. L’industria è preoccupata dalla crescita dei costi ma la Commissione Europea, con un apposito studio sull’impatto della Direttiva, ha dimostrato che tali preoccupazioni non hanno ragion d’essere. L’industria avicola ha avuto ben 11 anni di tempo per organizzare una riconversione ma quasi nulla è stato fatto anzi, sono state perseguite politiche volte a posticipare tale data e ad ostacolare in ogni modo tale cambiamento.

Mentre è facile capire se le uova come tali provengano da una zona o da un’altra (il codice di provenienza è stampato su tutte le uova) è praticamente impossibile capire da dove provengano i derivati delle uova; la legge non protegge il cittadino su questo aspetto se non indirettamente.

Dice un esperto di questi temi Rolando Manfredini di Coldiretti:

http://www.ilfattoquotidiano.it/2017/08/11/uova-contaminate-scandalo-detichetta-e-di-sostanza-coldiretti-lue-e-debole-e-incline-alle-ragioni-della-grande-industria/3789932/

“E’ soprattutto una storia che si ripete col consumatore, che è il terminale ultimo di tutta la filiera produttiva, lasciato solo e senza possibilità di difesa. Nel caso specifico può cautelarsi dall’assumere le uova contaminate guardando il Paese d’origine sull’etichetta. Per tutti i prodotti derivati e lavorati però non c’è niente di simile: o prende le uova e si fa in casa la pasta e le merendine oppure deve fidarsi. Noi consigliamo sempre di rivolgersi a un produttore della filiera corta. Ma altri consigli non so darne, perché autorità e istituzioni non danno altre certezze”.

Perché in Europa la battaglia per avere una tracciabilità totale degli ingredienti non è mai passata. “Bruxelles l’ha vista come una sorta di attentato alla libera circolazione delle merci. Concetto che nasconde in realtà l’interesse degli industriali della trasformazione a potersi rifornire dove meglio credono e meno spendono, senza dover dare indicazioni. Tantomeno al consumatore finale”. Ed ecco servito il pasticcio perfetto: se l’uovo tossico è entrato nel circolo nei lavorati vai a sapere dove è finito.

“In realtà le autorità sanitarie europee hanno i mezzi per ricostruirlo e lo stanno facendo, come dimostrano i sequestri. Ma quello che non può farlo è chi se le deve mangiare, il cittadino” dice Manfredini che la sa lunga e con l’occhio addestrato unisce i puntini spazio-temporali. “Mi fa rabbia che queste cose succedano sempre negli stessi Paesi. Sarà un caso? Mi indigna come le autorità olandesi abbiano dichiarato in un primo momento che era stata rilevata una presenza ma che non c’erano problemi, in un secondo che il prodotto poteva essere moderatamente pericoloso e infine che quello stesso prodotto è molto pericoloso per i bambini. Insomma le informazioni centellinate, tardive, contraddittorie sembrano rese apposta per coprire delle responsabilità. Idem in Italia, dove il Ministero della Salute dice che non c’è alcuna partita alimentare contaminata e poi passa ai sequestri”

Sorvoliamo sulle sciocchezze tipo i titoli “uova infette” usato da RaiNews che dimostrano solo la confusione e l’ignoranza di chi li ha scritti ed usati. Contaminate al più, ma certo non infette.

La questione chiave non è la Chimica cattiva, le uova “infette” di fipronil come scrive beceramente Rai News, ma l’uso improprio di sostanze vietate a scopi di profitto. E’ il profitto non la chimica il responsabile di questa situazione, un profitto che condiziona anche le leggi europee e i controlli sulla loro applicazione; cosa aspettano i nostri politici ad OBBLIGARE al loro rispetto? noi chimici dobbiamo denunciare, denunciare, denunciare ogni violazione etica e legale senza aspettare che lo facciano altri.

Mentre tutti i giornali si affrettano a rassicurare che il fipronil non è poi così tossico, quasi nessuno denuncia PERCHE’ esso venga usato, in che condizioni e con che fini; sembra si possa dire, vabbè in fondo non è così tossico questo prodotto di sintesi e poi ce ne siamo accorti in tempo.

Ma scavando la verità è diversa: non è questione di chimica, questo prodotto si usa senza problemi in altri contesti, qua il problema è che chi produce uova e alleva galline non rispetta le regole perchè così fa più soldi e alcuni CRIMINALI non contenti risolvono i problemi prodotti da metodi di allevamento ILLEGALI usando prodotti chimici non permessi.

Il dito indica la Luna , non state a guardare il dito.

Siamo noi chimici PER PRIMI a dover denunciare queste pratiche criminali nell’uso del fipronil, ma, come cittadini, anche le pratiche scorrette di chi non si adegua alle leggi sull’allevamento delle galline.

Tra l’altro meno carne, meno gas serra; l’abbiamo scritto tante volte.

E qui al contrario vale la pena di considerare che milioni di uova mandate al macero sono una oscena distruzione di tonnellate e tonnellate di alimenti che avrebbero sfamato migliaia di persone, ma anche enormi problemi di smaltimento di rifiuti che sarebbe interessante capire se avviene recuperandone alcunchè; i tre furbetti dovrebbero pagare non solo il conto penale ma anche quello ambientale delle loro azioni. Voi che ne dite?

 

Il museo del sapone e la saponificazione.

Luigi Campanella

Il Museo é una delle realtà del nostro tempo che più rappresenta in modo chiaro e comprensibile la trasformazione della nostra società.

Da raccolta e collezione per il prestigio di chi potesse rivendicarne la proprietà a prima espressione dell’attenzione dello Stato per la Cultura ed i suoi Beni,da Camera delle Meraviglie a strumento della rappresentazione razionale della Scienza, da testimone della Storia e dell’avanzamento della Società a-e siamo ai giorni nostri- sede di informazione,educazione e conoscenza.

Proprio in questa logica a Sciacca in provincia di Agrigento è  nato un nuovo Museo dedicato all’Arte Saponaria,uno spazio nuovo creato per merito dei chimici di Saponi&Saponi, un’azienda impegnata nel campo della produzione di Saponi e Cosmetici, i cui responsabili hanno voluto creare un Museo proprio per fare conoscere lo sviluppo di una tecnologia che ha quasi 5000 anni di storia. Si tratta del sesto Museo su questo tema nel mondo-gli altri 5 in Grecia,Corfù, Francia,Marsiglia, Libano,Aleppo, Polonia,Bydgoszcz, Algeria,Saida-e come gli altri nasce in una zona geografica legata alla storia dell’arte saponaria.

Il nuovo Museo presenta la storia dell’igiene personale a partire dall’antica Roma per proseguire nel Medioevo quando usare il sapone era considerato un segno di debolezza con le conseguenti epidemie che hanno flagellato le società del tempo e poi nei secoli 17 esimo e 18 esimo quando il benessere di uno stato era correlato al consumo di sapone. L’itinerario nel Museo  spiega come a questa storia abbiano contribuito i differenti tipi di sapone da quelli australiani fatti con olio di macadamia o avocado a quelli svedesi preparati con albume d’uovo, acqua di rose, lanolina e grassi animali  da quelli del Burkina Faso a base di burro di Karitè fino ai più semplici  a base di olio extravergine.

Il punto focale sviluppato dall’itinerario guidato nel Museo è la differenza fra sapone naturale  e detergente: il primo è un antibatterico ed antisettico naturale che non richiede conservanti e non deve soltanto detergere ma anche idratare e conservare lo strato idrolipidico che protegge dagli aggressivi esterni.

Come si è già detto i saponi si differenziano a seconda dell’olio che viene saponificato. Questa informazione è fondamentale ai fini della valutazione della qualità e può essere rintracciata nell’etichetta: per esempio nel caso di sapone proveniente da olio di oliva, quindi di qualità elevata, è possibile rintracciare fra i componenti indicati “olivato di sodio”. I saponi solidi sono caratterizzati da un più elevato contenuto di glicerina e da alcuni addittivi aggiunti durante il processo che viene condotto a temperatura non superiore ai 40°C.

Oggi i saponi sono considerati anche dei cosmetici: infatti durante la loro fabbricazione sono soggetti ad aggiunte di sostanze diverse proprio con il fine di promuoverli (o retrocederli??!!) da sapone a cosmetico: miele, lecitina, amminoacidi, vitamine, profumi vari ( menta, lavanda, gelsomino, orchidea, violetta rosa).

La chimica è il grande motore di questo importante settore industriale perchè la trasformazione delle materie prime in prodotto finito è compito del chimico e della chimica. Nel tempo così il chimico ha elaborato metodi diversi di saponificazione: basica, a vapore, enzimatica, catalitizzata.

La saponificazione è un processo che ha trovato applicazioni anche diverse da quella di produrre saponi. Uno dei più recenti è quello dell’estinzione degli incendi, purtroppo di grande attualità: l’agente estinguente converte rapidamente  la sostanza che sta bruciando in un sapone non combustibile. Questo processo è endotermico ed, assorbendo l’energia termica dall’ambiente circostante inibisce ulteriormente il diffondersi del fuoco. La cottura attraverso la saponificazione.

La saponificazione e la conservazione dei beni culturali. Ma con la saponificazione non sono tutte rose e fiori per dirla con un termine popolare.Infatti essa può essere responsabile di danni nel campo dei Beni Culturali.

John Singer Sargent, Ritratto a Madame X (1884) versione non censurata; i neri sono interessati alla saponificazione; la versione esposta al Metropolitan è quella modificata con la spallina su.

 

Nel corso del tempo possono verificarsi fenomeni di saponificazione descritti solo di recente su Pittura a olio e dipinti a olio causando danni visibili e deformazioni. Il substrato o gli strati di pittura dei quadri a olio contengono spesso metalli pesanti usati come pigmenti: il bianco di piombo, il minio e l’ossido di zinco sono fra i più diffusi. Se tali metalli reagiscono con gli acidi grassi liberi nella matrice oleosa che lega insieme i pigmenti, possono formarsi dei saponi nello strato di vernice che migrano verso la superficie del dipinto producendo grumi e sporgenze che diffondono la luce alterando la visibili tà del quadro. Si tratta di  un fenomeno diffuso, essendo stato osservato in molte opere databili fra il quindicesimo e il ventesimo secolo di diversa origine geografica e su vari supporti, come ad esempio tela, carta, legno e rame. Ancora una volta ci aiuta la chimica: infatti l’analisi chimica può rivelare principi di saponificazione che si verificano negli strati più profondi di un dipinto prima ancora che ne appaiano i segni in superficie, anche in dipinti antichi di secoli contribuendo al restauro preventivo, il primo intervento di conservazione di cui disponiamo ed a cui purtroppo nella pratica comune poco si ricorre concentrando le risorse disponibili su urgenze ed emergenze. Le aree saponificate possono deformare la superficie del dipinto attraverso la formazione di grumi visibili o sporgenze che diffondono la luce. Questi grumi di sapone possono interessare solo  alcune parti della tela piuttosto che l’intera opera, in genere le aree più scure dove l’artista ricorre a pennellate più grasse per compensare la tendenza all’essiccazione dei pigmenti neri.

Ferroelettrico o non ferroelettrico, questo è il problema!

Claudio Della Volpe

Il premio Nobel per la Chimica del 2016 è stato assegnato ex-aequo a Jean-Pierre Sauvage, Bernard L. Feringa e James Fraser Stoddart per le loro ricerche nel campo della chimica supramolecolare.Stoddart si è trovato al centro di un caso molto interessante a proposito di una delle sue scoperte non coivolte nell’assegnazione del premio.

Durante il 2012 il suo gruppo di ricerca aveva publicato su Nature un articolo in cui avevano trovato ferroelettricità elettronica a temperatura ambiente in tre composti organici. (Tayi, A. S. et al. Room-temperature ferroelectricity in supramolecular networks of charge-transfer complexes. Nature 488, 485–489 (2012)).

Cosa è la ferroelettricità? Si tratta di un termine inventato sulla falsariga del ferromagnetismo; ossia un materiale che possiede un proprio intrinseco campo magnetico; qua abbiamo un materiale che ne possiede uno elettrico; dunque in soldoni possiamo immaginare un sistema cristallino in cui i baricentri elettrici delle cariche positive e negative non coincidano.

In generale possiamo avere tre casi, espressi dai tre seguenti grafici, che correlano la polarizzazione e il campo elettrico; entrambe grandezze vettoriali, ma la polarizzazione è null’altro che l’effetto prodotto dal campo elettrico esterno sul materiale; E è correlato all’effetto di tutte le cariche, mentre P solo a quelle di polarizzazione. In un materiale comune P è proporzionale ad E o in modo lineare, come nei comuni dielettrici; in questi materiali i dipoli si allineano in direzione opposta al campo elettrico indebolendolo.

oppure è piùcheproporzionale come nei materiali paraelettrici, in cui il comportamento è non lineare.Tuttavia in entrambi i casi quel che avviene è un allineamento forte; chiaramente la differenza fra i due fa comprendere che ci sono vari meccanismi attraverso i quali un materiale non conduttore può opporsi al campo elettrico esterno.

I materiali paraelettrici generano polarizzazione dielettrica quando un campo elettrico viene applicato al materiale e la perdono alla rimozione del campo. Ci sono tre tipi di polarizzazione:

• (1)elettronica, (2) ionica e (3) orientazionale.

Nel primo caso gli elettroni si spostano rispetto ai nuclei atomici. In quella ionica si spostano rispetto agli ioni di segno opposto. Nel caso orientazionale le molecole che hanno momenti dipolari permanenti cambiano la loro direzione rispetto al campo elettrico.

Ed infine un terzo tipo di comportamento espresso dal grafico qui sotto, dove si vede che c’è una isteresi, ossia che anche in assenza di un campo esterno ci sono materiali che rimangono elettricamente polarizzati. Questi materiali sono i materiali ferroelettrici; il ferro non c’entra nulla, come si diceva prima “ferro” dipende solo dal fatto che ferromagnetici sono i materiali che rmangono magnetici anche in assenza di un campo esterno.

A volte questi materiali sono dotati di una costante dielettrica altissima e la loro struttura è peculiare; il più conosciuto è il titanato di bario o altri titanati.( http://www.chimicamo.org/chimica-generale/titanato-di-bario.html)

Un materiale denominato paraelettrico quantistico non diventa ferroelettrico ma rimane paraelettrico perfino vicino allo zero assoluto a causa delle oscillazioni di puntozero dei fononi.

Per completare la descrizione della proprietà occorre dire che essa scompare trasformandosi in paraelettricità ad una certa temperatura denominata temperatura di Curie. Ed infine, ma non riusciamo a parlare di tutto, che legate a questa proprietà ce ne sono altre come la piezoelettricità, la piroelettricità, ma ne parleremo in un altro post.

Non sto qui ad approfondire le possibili applicazioni di una cosa del genere: basti pensare che i dielettrici normali sono alla base dell’industria dei condensatori; i materiali ferroelettrici, per giunta a T ambiente potrebbero trasformare tutta l’industria dell’energia e dell’accumulo, ma anche di molti altri settori.

Il gruppo di Stoddart aveva sintetizzato una nuova struttura LASO (vedi oltre) dotata di proprietà ferroelettriche:

Il lavoro concludeva:

In conclusione abbiamo sviluppato una struttura molecolare che consente a moecole elettrondonatrici ed elettronaccettrici di autoassemblarsi in un reticolo ferroelettrico per trasferimento di carica a temperatura ambiente.

Le nuove strutture sfidano la vecchia idea che materali misti accettori-donatori non possano esibire una temperatura di Curie al di sopra della temperatura ambiente.

La dimostrazione di proprietà ferroelettriche in un reticolo organico ci da l’opportunità di produrre questi sistemi in forme nuove – come hydrogel comandabili elettricamente, catalizzatori ferroelettrici e antenne fotovoltaiche basate sul trasferimento di carica. La combinazione di interazioni donatore-accettore con reticoli basati du legami idrogeno offre una promettente piattaforma sopramolecolare per progettare nuove strutture elettroniche di natura organica.

Cosa significa LASO= lock arm supramolecular ordering, A Molecular Construction Set for Cocrystallizing Organic Charge Transfer Complexes

Un metodo di costruzione molecolare per cocristallizzare complessi organici a trasferimento di carica. Potete leggerne una descrizione in un libro recente sulle applicazioni.

CTC= Crystal Transfer Complex

da Non-volatile Memories Di Pierre-Camille Lacaze,Jean-Claude Lacroix ISTE -Wiley&sons- 2014

Un ricercatore italiano G. D’Avino ha pubblicato una critica sia alle misure sperimentali che alla loro interpretazione.

I ricercatori italiani hanno cercato di ripetere le misure di Stoddart, ma scrivono: i nostri risultati mettono in questione la pretesa di aver trovato ferroelettricità in sistemi LASO a temperatura ambiente.

Le nostre misure a 300K su un cristallo (nda della medesima composizione) mostrano una risposta paraelettrica invece del loop ferroelettrico vantato da Tayi et al. . Ulteriore lavoro è necessario per riconciliare le evidenze conflittuali attraverso un protocollo rigoroso di preparazione del campione e di misure di ferroelettricità, per stabilire la riproducibilità ed escludere tutte le possibili cause di artefatti sperimentali.

Ad ogni modo la nostra analisi esclude la possibilità che la ferroelettricità dei sistemi LASO, se esiste, sia di natura elettronica.

La risposta dei ricercatori britannici ha cercato di individuare l’origine delle differenze.

Essi indicano due “serious concerns” riguardanti la qualità del cristallo e il protocollo di misura del gruppo D’Avino, che erano invece risolti nel loro lavoro: D’Avino ha usato un solo cristallo non bellissimo e per giunta dell’adesivo di qualità non ottimale.

“D’Avino et al. present room-temperature measurements for only one crystal; the crystal exhibits considerable leakage current and the low-temperature measurements reveal linear capacitive behaviour as opposed to ferroelectricity.      “

Using the resistivities from our original paper , we modelled the resistive contribution to our original polarization measurements; the resistive contribution in our measurements is an order of magnitude smaller than that reported by D’Avino et al.4. We believe that this discrepancy is likely to be related to poor crystal quality, as indicated by splintering of the crystal (as observed in figure S4 of their supplementary information of ref. 4), which is an indication of crystal defects. In addition, the authors use conductive adhesives that differ from those we recommended in ref. 3. In our experience, such adhesives contain sol- vents that may have deleterious effects on supramolecular co-crystals.

We are confident of our electronic measurements, and our future work will elucidate the mechanistic details behind ferroelectricity in these charge-transfer complexes. We recognize that the theoretical calculations carried out by some of the authors of the accompanying Comment do not support the connection between charge transfer and ferroelectricity, but we believe experimental work proves otherwise.

Dunque una difesa e un contrattacco su tutta la linea da parte di Stoddart.

Cosa succederà adesso? Quello che differenzia il processo scientifico da ogni altro; i ricercatori confronteranno i loro risultati con quelli di altri, si scambieranno campioni e dati, modelli e calcoli e continueranno testardamente a cercare una risposta coerente; questa è la scienza. La scienza non è democratica perchè è basata non sul numero di voti ma sui fatti; e basta un fatto incoerente per mettere in crisi ogni teoria; tuttavia i fatti sono democratici, nel senso che chiunque può riprodurli; dunque a patto di basarsi sinceramente su di essi e di essere trasparenti sui dettagli il confronto è sempre possibile.

I due abiti del chimico.

Mauro Icardi

Il titolo del post potrebbe far pensare a una novella oppure a un racconto. Invece è una riflessione, una delle tante che faccio, molto spesso quando sono in bicicletta. Perché la bicicletta permette di inseguire i propri pensieri.

Riflettevo su quello che è l’abito mentale di un chimico. Il tratto distintivo che ci contraddistingue come categoria. Certamente siamo curiosi. Pratichiamo la curiosità giusta, quella che ci porta a voler indagare la materia e il mondo che ci circonda. Credo che molti di noi, qualunque sia il settore in cui svolgono il proprio lavoro siano uniti da una specie di filo rosso di esperienze comuni. La prima fra tutte è il laboratorio. Quando mi capita di parlare con colleghi che svolgono lavori molto diversi, dalla ricerca , fino a al lavoro di controllo di qualità che potrebbe sembrare di intollerabilmente routinario (ma posso assicurare che non è vero), provo immediatamente una sorta di familiarità professionale che si percepisce nettamente. E’ molto spesso è legata alle operazioni della chimica del passato. Le tecniche antiche, la gravimetria, la volumetria, l’utilizzo della vetreria che tramanda un fascino antico. Quasi fosse la porta d’ingresso indispensabile per esperienze lavorative e professionali più sofisticate. E molte persone confessano di avere preservato vecchi strumenti di lavoro. Centrifughe manuali e pHmetri analogici, chissà se qualcuno se li ricorda ancora.

Molti di noi non sono stati profeti in patria. Ho scoperto di non essere stato il solo che veniva ignorato, anche in famiglia quando invitava all’uso parsimonioso dei detersivi in casa.

Abbiamo sviluppato negli anni una particolare sensibilità. In particolare alle inesattezze che spesso sentiamo relativamente a semplici concetti di chimica di base. Per radio ho sentito due, presumo giovani conduttrici radiofoniche, meravigliarsi della spiegazione di un’insegnante di chimica che spiegava cos’era in realtà il magico effetto della “miscela pulente” ottenuta mescolando bicarbonato e aceto.

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂(g).

Se provate a digitare sul web la frase “mescolare bicarbonato e aceto” vi assicuro che si aprirà un mondo di cui non si sospetta l’esistenza.

Le conduttrici hanno tirato in ballo anche la serie “Breaking Bad” che ha come protagonista un insegnante di chimica che si trasforma in un produttore di metanfetamina.

Su questa serie tv vorrei tornare con un articolo ad hoc, per fare delle riflessioni. E’ una delle serie tv più innovative e premiate. La chimica è presente, ha un ruolo fondamentale nell’intreccio narrativo ma è una chimica del male. E questo si presta ad interpretazioni errate e fuorvianti. Dimenticando che si tratta di una serie televisiva.

Serie che è stata ed è in qualche modo lo stimolo per approfondire la chimica, o per approcciarvisi.

Questa foto dei due protagonisti, il professor Walter White a sinistra, ed il suo poco brillante ex allievo del liceo Jessie Pinkman rappresenta invece l’abito che molti attribuiscono al chimico tout court.

Non solo al chimico, ma alla chimica stessa. Abbiamo scritto su queste pagine decine di articoli che si ripromettevano di fare chiarezza, e di ristabilire e riabilitare noi ed il nostro mestiere. Uso il termine mestiere che di professione è sinonimo. Ma il vocabolo si è originato dai termini latini “ministerium” e “mysterium”.

Perché penso che mestiere ci rappresenti meglio. Anche se può riferirsi ad attività prevalentemente manuali, ma tutti noi abbiamo dovuto apprendere la giusta manualità in laboratorio. E in fin dei conti la conserviamo come esperienza fondante. Perché questa manualità ci distingue, la portiamo dentro di noi come valore. E sono convinto che sia una cosa che, come molte altre, una volta appresa non si dimentichi più. Anche se non si pratica più il laboratorio. Se ci si ritorna dopo qualche tempo , dopo qualche normale imbarazzo iniziale, si ritrova la capacità di lavorarci senza troppe difficoltà.

Forse l’abito mentale che ci attribuiscono gli altri deriva da un semplice meccanismo. Quello che istintivamente porta a preferire il mito alla realtà. Ma il segreto che non tutti conoscono è un altro. La chimica è quanto di più razionale ci sia. E questo lo si capisce studiandola. O semplicemente apprezzando le capacità che da, magari non subito, ma come ogni altra disciplina con tempo e passione, di sapere osservare e discriminare. Di stabilire per quanto possibile un metodo. Di lavoro o di ricerca. E questo è il suo vero segreto. L’abito migliore da indossare.

 

Perle e ossa.

Rinaldo Cervellati.

Nell’ultimo numero di C&EN newsletter (on line, 2/8/2017), Melissae Fellet informa che un team di ricercatori scozzesi ha chiarito il meccanismo attraverso cui la madreperla favorisce la crescita delle ossa. L’articolo, fra gli accettati per la pubblicazione su ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.7b01044), si intitola Nacre Topography Produces Higher Crystallinity in Bone than Chemically Induced Osteogenesis, è firmato da un gruppo di ricercatori dell’Università di Glasgow, coordinati dai Prof. Matthew John Dalby (UG) & Maggie Cusack (University of Stirling).

 

Mattew John Dalby                               Maggie Cusack

La scoperta di impianti dentali interamente integrati a base di conchiglie nei crani di antichi Maya ha avviato una serie di ricerche che hanno mostrato come piccoli pezzi di madreperla, il rivestimento iridescente delle conchiglie delle ostriche[1] e di altri molluschi, inducono la formazione di ossa in sia in colture cellulari sia in modelli animali come pure nella ricostruzione della mascella umana. Restava però oscuro il meccanismo di azione della madreperla. Infatti la madreperla è un minerale a base di carbonato di calcio con una struttura diversa rispetto al minerale principale delle ossa, ossia il fosfato di calcio. Studi hanno dimostrato che polvere di madreperla induce le cellule staminali a produrre fosfato di calcio. Tuttavia, le cellule staminali rispondono anche a segnali fisici come urti nanoscopici e nanocreste sulle superfici del materiale. Per separare l’effetto della composizione chimica della madreperla dalla sua struttura superficiale, il Gruppo guidato da Cusack e Dalby ha deciso di riprodurre il modello nanoscopico di madreperla su un materiale diverso. Innanzitutto, i ricercatori hanno ricoperto l’interno di una conchiglia di ostrica con un polimero di silicone, spalmandolo uniformemente, quindi lo hanno rimosso.

Stampo siliconico in conchiglia d’ostrica

Lo stampo polimerico risultante è stato poi ricoperto con policaprolattone fuso, un polimero biocompatibile. Dopo la solidificazione e rimozione dello stampo siliconico, la squadra ha utilizzato la microscopia elettronica tridimensionale a scansione per controllare di aver ricostruito la struttura a superficie nano scabrosa della madreperla sulla superficie del polimero.

Quindi, i ricercatori hanno coltivato le cellule staminali mesenchimali umane sulla replica polimerica. Dopo cinque settimane, le cellule hanno aumentato l’espressione di geni legati allo sviluppo osseo rispetto alle cellule coltivate su una superficie liscia dello stesso polimero, indicando che la stimolazione della crescita ossea è dovuta alla sola struttura della madreperla.

Per studiare l’effetto di diversi stimoli fisici e chimici sull’osso in crescita, la squadra ha stimolato la coltura delle cellule staminali sulla madreperla naturale di un’ostrica, sulla replica polimerica, e su una matrice strutturata in polimetilmetacrilato noto per aiutare la crescita ossea. Inoltre, sono stati effettuati esperimenti con cellule utilizzando due diversi metodi di coltura delle cellule stesse. L’osso si forma in tutte le condizioni, ma risposte metaboliche diverse hanno indicato che l’osso prodotto potrebbe avere proprietà diverse nei diversi casi.

La spettroscopia Raman ha rivelato che le cellule coltivate sulla replica polimerica della madreperla hanno dato luogo all’osso più cristallino fra tutte le condizioni sperimentate.

La cristallinità è solo una proprietà che può influenzare la resistenza ossea, dice Cusack, e fra di esse non vi è purtroppo una relazione semplice. Sapendo che la struttura fisica della madreperla influenza la cristallinità, i ricercatori potrebbero variare le asperità del modello polimerico e studiare i cambiamenti delle proprietà ossee, insiste Cusack. Essere in grado di modificare questa proprietà in vitro potrebbe permettere ai ricercatori di ottimizzare le caratteristiche complessive dell’osso da impiantare ai fini di specifiche applicazioni.

Un problema nell’interpretazione di questi primi esperimenti potrebbe provenire dalla struttura mutevole della madreperla, osserva critico Daniel Chappard, un ricercatore in rigenerazione ossea e biomateriali all’Università di Angers (Francia). Una sua ricerca dimostra che la madreperla naturale altera la sua struttura cristallina in colture cellulari cresciute in media diversi. Quindi, il modello di superficie polimerica potrebbe non essere lo stesso che le cellule sperimentano quando vengono coltivate sulla superficie del materiale naturale.

Tradotto e adattato da C&EN newsletter, 2017, 95(32), 7.

 

 

 

[1] Per esattezza ostrica Pinctada maxima.