Valorizzazione di effluente ricco in acetato da fermentazione gassosa per la crescita eterotrofa di biomassa microalgale ad alto valore aggiunto = Valorization of gas fermentation acetate-rich outflow for the heterotrophic growth of valuable microalgal biomass

Per fornire cibo di qualità ad un numero di persone in costante aumento, si cercano delle fonti nutrizionali alternative che siano sostenibili per l’ecosistema ma anche economicamente vantaggiose. Le microalghe, in tal senso, potrebbero rappresentare una valida alternativa alle tradizionali fonti proteiche, considerando che il contenuto proteico stimato in diverse specie è superiore al 50% del peso secco. Nel presente lavoro di tesi, è stata valutata la crescita eterotrofa di Chlorella Sorokiniana SAG 211/8k, utilizzando acetato come fonte di carbonio organico al fine di ottenere biomassa ad alto valore aggiunto. Nei vari test effettuati, la biomassa microalgale è stata raccolta al termine della fase di crescita esponenziale e successivamente analizzata al fine di valutarne il contenuto proteico. La percentuale di proteine è stata valutata utilizzando il metodo Dumas, ovvero una tecnica di analisi elementare la quale permette di rilevare la % di azoto totale presente, convertendola in percentuale proteica attraverso il fattore di conversione di 5,02. Per lo studio della crescita eterotrofa delle microalghe, sono state testate le seguenti concentrazioni di acetato: 1,1 g/L, 3,3 g/L, 5,5 g/L e 13,3 g/L. Per ottenere queste concentrazioni, è stata prelevata una quantità prestabilita dell'effluente proveniente dal processo di fermentazione gassosa, nel quale avviene la conversione della materia prima a base di CO2 e H2 in acetato ad opera del ceppo batterico Thermoanaerobacter kivui tramite la via metabolica di Wood-Ljungdahl (WLP). Per ogni prova, al termine della fase di crescita esponenziale, sono stati confrontati i valori della concentrazione finale di biomassa (g/L). I risultati migliori per la crescita microalgale sono stati ottenuti con la concentrazione più alta di acetato testata in questo studio (13,3 g/L), raggiungendo una concentrazione finale di Chlorella pari a 4,78 g/L dopo 72 h, un valore nettamente superiore rispetto a quello riferito alla crescita fotoautotrofa (0,83 g/L). Dallo studio dei campioni ottenuti, è stato ricavato che la biomassa cresciuta in condizioni eterotrofe è caratterizzata da una percentuale proteica molto alta (circa il 52% del peso secco), mentre nel caso autotrofo la percentuale è leggermente più bassa (circa 45%). Il profilo amminoacidico della biomassa eterotrofa analizzata è stato confrontato con le richieste ufficiali del fabbisogno di proteine e amminoacidi nella nutrizione umana espresso dagli enti congiunti FAO/OMS/UNU. Dai risultati ottenuti, è emerso come la biomassa di Chlorella abbia alte concentrazioni di amminoacidi essenziali, in linea con i requisiti ufficiali della FAO.