Ottimizzazione della produzione di carotenoidi da Brewer’s Spent Grain (BSG) con Rhodotorula mucilaginosa = Optimization of carotenoid production from Brewer’s Spent Grain (BSG) using Rhodotorula mucilaginosa

Il presente lavoro si inserisce nel contesto della valorizzazione dei sottoprodotti derivanti dalla produzione della birra, tramite l’impiego delle trebbie esauste (Brewer’s Spent Grain). A partire dal Brewer’s spent grain (BSG), tramite trattamento di estrazione in autoclave usando come solvente estrattivo acqua distillata, sono stati ottenuti sciroppi impiegati come terreno di coltura per la crescita del lievito Rhodotorula mucilaginosa, al fine di produrre carotenoidi. Lo sciroppo tal quale (tq) è definito come quello ottenuto da tale processo senza l’aggiunta di ulteriori nutrienti; da esso sono state ricavate anche varianti con C/N modificato tramite addizione di glucosio e/o cloruro di ammonio. La crescita del microrganismo e la sintesi di carotenoidi sono state inizialmente analizzate in piastre multiwell per passare poi a colture in beuta Erlenmeyer da 500 ml e infine effettuando uno scale-up in bioreattore da 3,7 L. Le prove in piastre multiwell hanno permesso di valutare l’influenza della variazione del rapporto C/N sulla crescita cellulare e sull’accumulo di carotenoidi, monitorati tramite spettrofotometria. Nelle colture in beuta, invece, è stato possibile approfondire tali valutazioni quantificando la biomassa (g/L) e le rese dei carotenoidi (µg/gDW e µg/L). Inoltre, nelle prove in beuta è stata valutata l’influenza del tipo di precoltura (Yeast Malt o sciroppo tq) sulla coltura in sciroppo tq e l’impatto dell’aggiunta di antischiuma sulla crescita del microrganismo. Nelle prove in beuta, alla 72ª ora di fermentazione, la resa specifica in carotenoidi è massima e con sciroppi modificati risulta essere di poco superiore (fino all’8%) rispetto allo sciroppo tq (C/N 43,35). Per questo motivo e in un’ottica di valorizzazione del BSG si è selezionato lo sciroppo tq per lo scale-up in bioreattore. Il bioreattore ha consentito di raggiungere valori di massimo della concentrazione di biomassa e della resa specifica di carotenoidi anticipatamente rispetto alle colture in beuta e raggiungendo valori superiori.