giovedì 27 dicembre 2012

La scoperta del glutammato

La Gazzetta del Mezzogiorno, domenica 27 aprile 2008.

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

“Il caso aiuta la mente preparata” e grandi scoperte possono avvenire anche a tavola. La nostra storia comincia con un professore di chimica che nel 1908, cento anni fa, si è messo a studiare la ragione del particolare gradevole sapore, chiamato umami, di alcune pietanze a base di alghe, fra cui il konbu, tipiche della cucina giapponese. Gli inizi del ventesimo secolo sono stati molto importanti per il Giappone, uscito da una lunga notte di condizioni quasi medievali per entrare nella società moderna e industrializzata, con fabbriche metallurgiche e meccaniche e chimiche e con università che mandavano i loro studenti e professori a perfezionarsi in Europa.

E’ stato il professor Kikunae Ikeda (1864-1936) dell’Università di Tokyo a scoprire che il sapore umami era dovuto ad una particolare sostanza, l’acido glutammico, un amminoacido. Gli amminoacidi sono composti chimici fondamentali: tutte le proteine, le molecole che sono alla base della vita, sono costituite da amminoacidi combinati insieme con un processo che i chimici chiamano “condensazione”; gli amminoacidi utilizzati per la sintesi delle proteine sono una ventina e le innumerevoli proteine esistenti in natura, dappertutto, dal pane al sangue, alle ali delle farfalle, alla fibra della seta, eccetera, differiscono per il numero e il tipo di amminoacidi e per la maniera in cui si trovano uniti fra loro. Una delle cose più straordinarie della natura è che in ogni istante, a milioni di tonnellate al giorno, in tutti gli esseri viventi si formano delle proteine, tutte diverse fra loro ma sempre le stesse in ciascuna parte di ciascun organismo, con processi e con una velocità che nessun laboratorio chimico sa riprodurre.

L’acido glutammico, scoperto dal prof. Ikeda come responsabile del sapore umami, si trova in tutte le proteine, in quantità maggiore o minore. Ikeda pubblicò la sua scoperta in un giornale giapponese in giapponese, ma subito dopo, nel 1912, riferì i risultati dei suoi studi nel corso dell’ottavo Congresso internazionale di Chimica Applicata che vide riuniti a New York tutti i più importanti chimici del mondo. Nel frattempo Ikeda aveva costituito una società per la produzione industriale dell’acido glutammico in vista della sua addizione, sotto forma di sale di sodio, di glutammato monosodico, come agente esaltatore del sapore, a un gran numero di alimenti.

Per molti anni il consumo rimase limitato al Giappone e alla Cina; negli anni trenta del Novecento il glutammato cominciò ad essere conosciuto negli Stati Uniti e, dopo la seconda guerra mondiale, la sua richiesta e la sua produzione si diffusero rapidamente anche in Europa dove cominciavano ad essere immessi in commercio dei “preparati per brodo”, i “dadi”, che richiedevano appunto come integratore il glutammato.

Il glutammato monosodico può essere prodotto con vari processi. Il primo, quello utilizzato da Ikeda, consiste nel trattamento delle proteine della soia, del frumento e del mais con acidi che scompongono le proteine liberando i vari amminoacidi presenti nelle loro molecole. Il glutine, il complesso proteico del frumento e del mais, contiene dal 15 al 20 % di acido glutammico ed è un sottoprodotto di alcune lavorazioni industriali, per esempio della produzione dell’amido. L’acido glutammico viene separato dagli altri amminoacidi e recuperato come sale di sodio molto puro che si presenta come una polvere cristallina simile al sale.

Un secondo processo, che fu seguito per molti anni negli Stati Uniti, in Europa, e anche in Italia, utilizzava come materia prima un sottoprodotto della lavorazione dello zucchero di barbabietola. Dalle barbabietola lo zucchero viene estratto con acqua calda; si ottiene una soluzione da cui si recupero gran parte dello zucchero puro; una parte però resta in una soluzione di colore bruno, viscosa, il melasso; oggi si tratta di archeologia industriale perché gli zuccherifici sono sati chiusi uno dopo l’altro, ma mezzo secolo fa la richiesta di zucchero era così elevata che veniva recuperato anche quello presente nel melasso; restava un liquido che poteva essere ulteriormente trattato per separare l’acido glutammico che conteneva in ragione di circa 4 percento.

Ma anche questo processo era poco conveniente e intorno al 1950 l’industria giapponese, che praticamente deteneva il monopolio della tecnologia del glutammato, mise a punto un processo di fermentazione; adatti microrganismi, addizionati ad una soluzione di zuccheri, producevano acido glutammico. Si tratta della tecnologia ormai usata in tutto il mondo. Negli stessi anni cinquanta cominciarono a diffondesi anche in Italia i preparati per brodo e la richiesta di glutammato monosodico aumentò rapidamente. Sorsero così varie fabbriche di glutammato, a Bottrighe nel Veneto, Fontanellato in Emilia, a Casei Gerola in Lombardia; alcune utilizzavano il processo di idrolisi del glutine, altre recuperavano l’acido glutammico dai sottoprodotti dell’industria dello zucchero, che allora era fiorente in Italia, altre lo producevano per via microbiologica, oggi tutte chiuse.

Nell’ambito dell’industrializzazione del Mezzogiorno nel 1965 fu costruita a Manfredonia la fabbrica Insud-Ajinomoto che avrebbe potuto utilizzare il melasso, il sottoprodotto dei vicini zuccherifici della Capitanata, e avviare la Puglia sulla via delle biotecnologie, allora ai primi passi. La fabbrica di glutammato funzionò dal 1965 al 1977, con vari inconvenienti, fra cui la scoperta che il melasso, la materia prima, prodotta negli zuccherifici pugliesi, non era adatto per la produzione tanto che ha dovuto per anni essere importato dall’estero. Finché, dopo pochi anni, i giapponesi, padroni della tecnologia, si sono presi i loro batteri e sono tornati a casa, lasciando abbandonato alla corrosione uno stabilimento che avrebbe potuto essere di avanguardia: un esempio di impresa industriale avviata, con incentivi di pubblico denaro, senza adeguati studi preventivi del ciclo produttivo e delle materie necessarie.

Per inciso, come esempio di errori di pianificazione merceologica, costati pubblico denaro e delusioni di occupazione, si può ricordare che la Cassa per il Mezzogiorno aveva finanziato, oltre alla fabbrica di Manfredonia, un'altra fabbrica di glutammato, della stessa capacità produttiva, 5.000 tonnellate all’anno, a Brindisi (chiusa quasi subito a trasformata in fabbrica di antibiotici).

Oggi il glutammato usato in Italia viene importato e ormai nel mondo la sua produzione, circa un milione di tonnellate all’anno, è limitata a Giappone, Cina, Taiwan. Negli anni sessanta il glutammato è stato al centro di polemiche; alcuni studiosi hanno creduto di osservare effetti tossici dell’uso prolungato di glutammato ma i risultati sono rimasti controversi e comunque la quantità che se ne assume con un dado per brodo del peso di 10 grammi è poco più di un grammo. E’ comunque un secolo che il glutammato è stato protagonista di una storia merceologica, di innovazioni produttive, di scontri industriali e di monopoli.


domenica 5 agosto 2012

SM 2866b -- Sono un nipote di Ciamician anch'io -- 2010


Giorgio Nebbia

L’Università come “famiglia” di studio e ricerca

Dal 16 al 18 settembre 2007 si è tenuto nell’Istituto Chimico dell’Università di Bologna un convegno in occasione del 150° anniversario della nascita del grande chimico Giacomo Ciamician (1857-1922) al quale è appunto intestato lo stesso Istituto Chimico. Gli atti sono stati pubblicati di recente, purtroppo difficilmente ottenibili (1) e il convegno è stato una occasione per ripercorrere alcune pagine della storia dell’Università e della chimica italiane, e anche per ricordare alcuni eventi della nascita dell’interesse per l’energia solare in Italia.

Ogni studioso, in particolare ogni chimico, conduce ricerche e si occupa di qualche argomento influenzato da altri studiosi. L’analisi delle “genealogie” culturali e scientifiche aiuta a comprendere i rapporti accademici, scientifici e anche umani --- simpatie e antipatie, gelosie, ricerca di priorità di una scoperta --- che legano la vita di chi lavora nei laboratori e nelle biblioteche. Ciò è tanto più vero quando ci si riferisce ad una grande personalità scientifica e testimone della vita civile del suo tempo, come Giacomo Ciamician (1857-1922).

lunedì 9 luglio 2012

SM 3547 -- Azoto amico e nemico -- 2011

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 10 luglio 2012
Fertilizzanti, 15, (3), 16-17 (2013)
Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Un recente studio pubblicato nella rivista americana “Science” ha richiamato l’attenzione su un aspetto ecologico sottovalutato: l’inquinamento dell’aria e delle acque  dovuto ai composti dell’azoto. Strano elemento questo azoto; il nome (da due parole greche, ”a”, negazione, e “zoo”, vita) dice che, come gas, non ha niente a che fare con la vita, eppure molti suoi composti sono presenti, anzi essenziali, in tutte le forme della vita e altri sono fonti di danni alla salute. L’azoto allo stato di gas è il principale componente dell’atmosfera che ne contiene l’80 percento; l’ossigeno è il restante 20 percento; in tutti gli organismi viventi l’azoto si trova per lo più sotto forma di molecole nelle quali è combinato con gli altri elementi essenziali: carbonio, idrogeno, ossigeno.

venerdì 6 aprile 2012

La Merceologia e la Chimica: cugine o sorelle ?

In: P.Riani (a cura di), “Fondamenti metodologici ed epistemologici, storia e didattica della chimica. Massa-Carrara 2003-2004”, Pisa, Dipartimento di Chimica e Chimica industriale, 2005, p. 218-242

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Cugine o sorelle ? Quelle di cui stiamo cercando la parentela sono la merceologia e la chimica, due discipline, ma, direi, due modi di vedere il mondo, abbastanza imparentate anche se l'allontanamento si è fatto più visibile nel mondo accademico e col passare del tempo.

Fin dai tempi più antichi gli esseri umani hanno sentito la necessità di soddisfare i propri bisogni --- cibo, acqua, difesa del corpo contro il freddo, abitazione, movimento --- con oggetti materiali tratti dalla natura. Si trattava di vegetali o animali, di fibre tessili, di pietre, di sale ricavato dal mare; a mano a mano che le società umane si sono organizzate e che sono aumentati i bisogni, l'estrazione e trasformazione dei corpi della natura si sono fatte sempre più raffinate. D'altra parte ciascuna persona non poteva sapere tutto del mondo delle cose, però ciascuna ha raccontato ad altre quanto sapeva e ha appreso da altre le conoscenze sulla natura; forse è stato proprio questo scambio continuo che ha caratterizzato l'evoluzione degli esseri umani verso forme sempre più simili a quelle che conosciamo oggi.

lunedì 20 febbraio 2012

L'alambicco

L’alambicco-distillato di notizie su chimica e società” nasce nel 2011 in occasione dell’ Anno Internazionale della Chimica, ed è il giornale che parla di chimica agli addetti ai lavori, agli insegnanti e a tutti quelli che con questa scienza non hanno grande familiarità.
Direttore responsabile del giornale è Luigi Cerruti, Professore Associato di Storia della Chimica presso l’Università di Torino.
Il giornale è scaricabile dal sito web  http://www.alambicco.unito.it/ dove è possibile anche giocare, leggere curiosità e approfondimenti del mondo della chimica.

lunedì 6 febbraio 2012

Così pochi congressi

Così pochi congressi per onorare Mendeleev

Eric Scerri
Department of Chemistry
University of California in Los Angeles

There have been surprisingly few international conferences on the central icon of chemistry and indeed one of the most central icons in all of science - the periodic table.

The first was held in 1969 in the Vatican as a celebration of the 100th anniversary of Mendeleev's first periodic table.  Participants included such luminaries as the physicist John Wheeler.  The proceedings were published in:
Verde (ed), Atti del Convegno Mendeleeviano, Accademia delle Scienze di Torino, Accademia Nazionale dei Lincei, Tornino – Roma, 15-21 Settembre, 1969, Torino, Vincenzo Bona, 1971.  

The second was held in Banff, Canada, in 2003.  The proceedings are published as two books edited by Rouvray and King: "The Periodic Table: Into the 21st Century", Research Studies Press, Baldock, England, 2004 and "The Mathematics of the Periodic Table", Nova Science Publishers, New York, 2006.

The past few years has seen a revival in interest in the periodic table, at the scholarly as well as popular level.  New scholarly books and special issues have appeared on the subject as well as the highly popular books by Sam Kean and Hugh Aldersey-Williams.  Many websites feature alternative forms of the periodic table.  The i-Pad application featuring the elements and the periodic table has been a great success.  The time is ripe for a new meeting to bring together scholars and educators to discuss all aspects of the periodic table. 

The meeting in Cusco, Peru,  "International Conference on the Periodic System, including Scientific, Mathematical, Historical, Philosophical and Educational Aspects", will be held in Cuzco, Peru (and close to the legendary archeological wonder of Machu Pichu to which a visit has been organized), August 14-17, 2012, will be only the third such meeting.  Articles will be published either as a book or as a special issue of the journal Foundations of Chemistry.

The conference will be to honor the memory of Dr. Oswaldo Baca Mendoza (Cusco, 1908-1962), author of a remarkable study and mathematical interpretation of the periodic system (1953).

If you have any interest in attending please contact the organizers as they are hoping to motivate authorities and institutions of Cuzco and get sponsorship and support with a list of interested speakers.







mercoledì 1 febbraio 2012

Alessandro Pierotti: Il lavoro del chimico

Maurizia Cardinalini: Questo è quello che ha scritto sul lavoro del chimico il mio alunno Alessandro Pierotti, nei primi giorni di scuola del Settembre 2009 quando frequentava la classe 1°A dell’Istituto Tecnico Industriale “ Alessandro Volta “ di Perugia. Ora frequenta la classe terza A elettrotecnica.
Ho scelto queste frasi perché possono riempire di orgoglio tutti i chimici.
Che i chimici siano un po’ pazzi, in fondo lo aveva intuito anche Erasmo da Rotterdam
Secondo me il lavoro del chimico è un lavoro faticoso. Secondo me essere chimico significa fare esperimenti e lavorare con sostanze pericolose. Alcune di queste sostanze, infatti, m sono molto pericolose perché possono causare ustioni, esplosioni, eccetera. Io il lavoro del chimico lo immagino come un divertente cartone animato in cui uno scienziato pazzo con camice bianco e occhiali trasparenti fa esperimenti al limite dell’impossibile”.

Parole di chimica

Maurizia Cardinalini

I primi giorni di scuola, Settembre 2011, ho condotto con i miei ragazzi delle classi 1°A, 1°B, 1°L dell’ITTS “Alessandro Volta“ di Perugia, età media 14 anni, un gioco basato sull’associazione spontanea di parole in risposta alla parola-stimolo "chimica".
Il campione era costituito da 80 ragazzi, prevalentemente maschi, di cui circa il 14% stranieri di seconda generazione. I nostri ragazzi provengono per lo più da famiglie con un livello culturale medio-basso. Sono figli di artigiani, operai, piccoli imprenditori, insomma di cittadini  che svolgono un lavoro collegato alla produzione.

Il gioco consisteva nel trascrivere su un foglio di carta tutte le parole collegate alla parola “chimica” che venivano in mente nel giro di 5-10 minuti. Ho ritenuto essenziale mantenere i tempi molto ridotti in modo da cogliere meglio l’autenticità dell’osservazione.
Le parole sono state riportate nella tabella che segue.
I ragazzi hanno risposto riportando ciascuno un numero variabile di parole ( da 1 a 5 ), questo è il motivo per cui nella tabella compaiono più di 80 parole.

Dall’osservazione  esce un’ immagine della chimica diversa da quella che mi aspettavo: chimica come scienza sperimentale, con l’attività di laboratorio al centro della ricerca e con ancora un pizzico di odore solfureo, di memoria alchemica. Questa è  una buona immagine della chimica, scarsamente connessa all’inquinamento e alla tossicità in genere.
Vi lascio il gusto di trarre altre conclusioni.


Esperimenti
33
Scienza e Scienziati
28
Laboratorio
24
Sostanze
18
Formule
15
Reazioni
11
Industrie e Fabbriche
10
Analisi
10
Camice
8
Ricerca e Scoperte
8
Provette
8
Tavola Periodica
7
Atomo
6
Materia
6
Farmaci
5
Elementi
5
Molecole
5
Composto
4
Cosmetici
4
Detersivi
4
Alimenti
4
Materiali
4
Esplosione
3
Soluzione
3
Medicina
2
Conservanti
2
Osservazioni
2
Natura
2
Legami
2
Energia  Nucleare e Centrali Nucleari
2
Interazione
2
Prodotti Chimici
2
Ossigeno
1
Acido
1
Sostanze tossiche
1
Coloranti
1
Plastica
1
Minerali
1
Rifiuti
1
Elettroni
1
Zolfo
1
Composizione Chimica
1
Insetticidi
1
Armi Chimiche
1
Unioni
1
Siringa
1
Pozione
1
Verde
1
Lavoisier
1