I poliidrossialcanoati (PHA) sono poliesteri biologici prodotti naturalmente da numerose specie di microrganismi, considerati tra le alternative più promettenti alle plastiche convenzionali. Offrono proprietà meccaniche comparabili a quelle di materiali come polipropilene, polietilene e polistirene, ma con un impatto ambientale nettamente inferiore.

​Grazie alla loro biocompatibilità e versatilità, i PHA trovano applicazione in settori strategici come il packaging alimentare (responsabile di una quota significativa dei rifiuti plastici globali) e il biomedicale (suture, valvole, ingegneria dei tessuti).

 

Nonostante il potenziale, la loro produzione industriale è ancora limitata a causa degli alti costi (tra i 2 e i 5 euro al kg), legati all’uso di colture pure, che richiedono condizioni sterili (e quindi infrastrutture e processi costosi) e substrati sintetici di alta qualità, che rappresentano fino al 40% dei costi totali di processo.

 

Negli ultimi decenni, la letteratura scientifica ha esplorato la possibilità di produrre PHA impiegando colture microbiche miste (MMC) e substrati organici di scarto (e.g. rifiuti agroalimentari, reflui). Questo approccio apre a una nuova frontiera più economica e sostenibile, in linea con i principi dell’economia circolare.

Il processo si basa su una configurazione multistadio, che comprende la fermentazione dei substrati di scarto per la produzione di acidi grassi volatili (precursori del PHA), la selezione microbica per arricchire la biomassa in ceppi PHA-stoccanti, e la fase di accumulo, in cui i microrganismi, in condizioni di stress nutrizionale, sintetizzano e accumulano PHA all'interno della cellula.

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ll PHA rappresenta una bioplastica autentica: è prodotto da microrganismi, è biodegradabile in diversi ambienti oltre che ad essere potenzialmente prodotto a partire da rifiuti organici. Queste caratteristiche lo differenziano delle altre bioplastiche presenti oggi sul mercato, che seppur biodegradabili, derivano da materie prime alimentari (come mais o canna da zucchero), il che comporta costi elevati legati alla coltivazione oltre che un impatto sull'uso del suolo e una competizione con la produzione alimentare.