Le uova sono un alimento base per quasi tutta la popolazione mondiale. Tuttavia, il loro consumo e la loro manipolazione producono quantità significative di prodotti di scarto. I principali rifiuti generati in questo settore alimentare sono i gusci d’uovo, che contribuiscono per circa il 10% al peso totale delle uova.
Ciò che molti forse non sanno è che i gusci delle uova possono essere trasformati e riutilizzati con diverse applicazioni tecnologiche e industriali, che soddisfano i principi dell’economia circolare nel settore alimentare.
Ad esempio, i gusci d’uovo possono essere trasformati in fertilizzanti e integratori per mangimi animali, utilizzati per la decontaminazione delle acque reflue e nello sviluppo di materiali per la rigenerazione dei tessuti. È persino un uso biomedico che verrà esplorato in questo articolo.
Un capolavoro della biotecnologia
La formazione dei gusci delle uova di gallina può essere considerata il processo controllato più rapido di calcificazione minerale esistente in natura. Si tratta di una struttura biologica molto complessa perfettamente progettata, dal punto di vista fisiologico e meccanico, per lo sviluppo dell’embrione di pulcino.
Questo strato protettivo è costituito da uno strato di calcificazione (cristalli di carbonato di calcio sotto forma di calcite) attaccato alla superficie esterna della membrana come una pellicola sottile, come si può vedere quando si rompe un uovo.
Riutilizzare i gusci d’uovo
Per sfruttare le sue qualità biominerali, un recente studio ha proposto una metodologia sperimentale per convertire i componenti minerali del guscio in particelle di fosfato di calcio. In questo modo la composizione sarà simile a quella presente nelle ossa e nei denti, e conserverà parzialmente la composizione organica della struttura originaria.
I risultati di questa ricerca sono utili per progettare e realizzare materiali biocompatibili con proprietà osteoinduttive, ovvero in grado di rigenerare tessuti minerali nei campi dell’ingegneria tissutale e dell’odontoiatria. L’obiettivo principale è convertire questi rifiuti in particelle utili per scopi biomedici rendendo la procedura economicamente vantaggiosa (riducendo il numero di operazioni di trattamento) e rispettosa dell’ambiente. Ciò sarà ottenuto attraverso metodi di trasformazione chimica idrotermale a bassa temperatura.
Membrana: polimero naturale
La membrana dell’uovo, il sottile strato che aderisce all’interno, può essere facilmente separato a mano quando si rompe il guscio esterno dell’uovo. Questa membrana ha un alto contenuto di proteine, come lisozima, ovotransferrina e clusterina, oltre a vari tipi di collagene. Questa composizione polimerica naturale è adatta per cosmetici, integratori alimentari o per lo sviluppo di unguenti per ustioni o ferite comuni.
Altre ricerche propongono di sviluppare nuovi biomateriali mineralizzando le membrane. L’obiettivo è imitare la formazione e la costruzione del tessuto mineralizzato e il comportamento meccanico di altri sistemi a base di collagene, come quelli presenti nelle ossa e nei denti.
Gli scienziati sono riusciti a depositare l’apatite (un minerale costituito da fosfato di calcio) sulla superficie esterna della membrana con un sistema di cristallizzazione controllata, mentre la superficie interna è rimasta non mineralizzata. La composizione dell’apatite, insieme al collagene presente nella membrana, è simile a quella che costituisce la parte mineralizzata del tessuto.
Inoltre, test biologici dimostrano che questo materiale bioibrido (che incorpora tessuto biologico) è biocompatibile e non citotossico (cioè non influenza lo sviluppo di alcune cellule sulla sua superficie), favorendo la proliferazione e la differenziazione di diversi tipi di cellule coinvolte nell’osso metabolismo.
Lo scopo di questa ricerca è creare un biomateriale bidimensionale con una duplice funzione: rigenerare i tessuti sulla superficie esterna mineralizzata e proteggere dall’invasione cellulare sul lato interno. In altre parole, questo biomateriale svolgerà un ruolo simile alla membrana del guscio durante la formazione delle uova prodotte dai polli.
Applicazioni biomediche e recupero dei rifiuti
Gli studi di cui sopra sfruttano le caratteristiche biologiche e il design dei gusci d’uovo per replicare la struttura e la composizione del tessuto mineralizzato. Lo sviluppo di questi materiali potrebbe essere utilizzato in future applicazioni per la rigenerazione ossea e il trattamento dentale. Ad esempio, il rivestimento della polpa dentale in casi che potrebbero essere esposti al tessuto profondamente cariato.
Naturalmente, ciò è interessante anche dal punto di vista dell’economia circolare, poiché consente la conversione degli scarti dell’industria alimentare in materiali con proprietà biomediche promettenti.
