Produzione e caratterizzazione di bioplastiche a base di alcol polivinilico e proteine da larve di Hermetia illucens = Production and characterization of bioplastics based on polyvinyl alcohol and proteins from Hermetia illucens larvae

L’esigenza di trovare alternative sempre più sostenibili alle plastiche convenzionali ha spinto la ricerca verso materiali innovativi, tra cui le bioplastiche, che rappresentano un'opzione promettente per ridurre l'inquinamento e valorizzare le risorse rinnovabili. Questa tesi si colloca nell’ambito dell’economia circolare e della chimica verde, concentrandosi sullo sviluppo e sulla caratterizzazione di bioplastiche ottenute dalla combinazione di alcol polivinilico (PVA) e proteine estratte dalle larve di Hermetia illucens, un insetto in grado di convertire i rifiuti organici in biomassa ad alto valore aggiunto. L’obiettivo principale dello studio è analizzare l’impatto della diversa composizione dei film prodotti sulle loro proprietà chimiche, morfologiche, fisiche, meccaniche e degradative, potendo poi valutarne il potenziale per applicazioni sostenibili. Le proteine sono state ottenute mediante idrolisi delle larve di Hermetia illucens in autoclave con acqua surriscaldata, un metodo ecocompatibile che evita l’impiego di reagenti chimici aggressivi, cercando di ottimizzare i parametri operativi per massimizzare la resa di estrazione. Successivamente, sono stati realizzati film polimerici miscelando PVA e proteine idrolizzate in diverse proporzioni. Questi sono poi stati caratterizzati mediante spettroscopia FT-IR, calorimetria DSC, analisi termogravimetrica TGA, microscopia elettronica a scansione SEM e prove meccaniche con dinamometro. Sono stati inoltre esaminati parametri quali solubilità in acqua, capacità di assorbimento dell’umidità, bagnabilità e biodegradabilità. I risultati ottenuti confermano l’incorporazione delle proteine all’interno della matrice polimerica, anche se, alle più alte concentrazioni di proteine, nei film vengono a formarsi aggregati proteici e difetti superficiali. Inoltre, si verifica una riduzione della stabilità termica e della resistenza meccanica, che rende i film meno rigidi ma anche più duttili. In aggiunta, si presenta una maggiore biodegradabilità, correlata a una più alta bagnabilità, solubilità e capacità di assorbire umidità. La possibilità di modulare la composizione del materiale può quindi permettere di adattarlo a specifiche esigenze. Questa ricerca evidenzia il valore dell’utilizzo di insetti alimentati con rifiuti organici come risorsa per la produzione di bioplastiche, offrendo un’alternativa ai polimeri tradizionali e contribuendo alla transizione verso materiali sempre più sostenibili.