Microalghe per il futuro
Pubblicato il: 11.02.2019 11:59
La popolazione mondiale è in rapida crescita e secondo recenti dati pubblicati dall’ONU sfiorerà i 10 miliardi di persone entro il 2050. Nuovi metodi e tecnologie per produrre cibo ed energia in maniera ecosostenibile e garantire un’alta qualità della vita a tutti sono quindi indispensabili. L’agricoltura da sola difficilmente potrà rispondere a questa domanda crescente e in questo contesto le microalghe stanno ricevendo un crescente interesse da parte della comunità scientifica e industriale. Le microalghe sono un vasto gruppo di organismi unicellulari di dimensioni microscopiche variabili tra gli 1 e i 50 micrometri di diametro, principalmente distribuiti negli ecosistemi acquatici e responsabili della produzione di circa il 50% dell’ossigeno atmosferico globale. Grazie alla fotosintesi le alghe utilizzano la luce per fissare l’anidride carbonica in biomassa e per produrre una grande varietà di molecole quali lipidi e carboidrati, ma anche pigmenti, proteine, vitamine e gli acidi grassi di tipo omega-3. Queste molecole possono trovare applicazioni in vari settori dalla nutrizione umana e animale per arrivare alla produzione di biocarburanti, passando per la cosmesi e la farmaceutica. Rispetto alle tradizionali colture di piante, le microalghe offrono diversi vantaggi, tra cui una maggior efficienza fotosintetica, ossia la capacità di sfruttare meglio la luce disponibile per la produzione di biomassa. Inoltre, le alghe possono essere coltivate in terreni marginali sfruttando acque saline o di scarto, riducendo la competizione per terreni agricoli e acqua dolce con le coltivazioni destinate all’alimentazione.
La produzione a livello industriale di molecole da microalghe, tuttavia, risulta ancora poco competitiva in molti mercati poiché i costi per la produzione di biomassa e l’estrazione delle molecole di interesse sono ancora troppo alti. Da qui, una delle grandi sfide del nostro gruppo di ricerca guidato dal Prof. Tomas Morosinotto è quella di ottimizzare la coltivazione di alghe su larga scala per rendere concretamente applicabili le potenzialità di questi microorganismi sul mercato aziendale (Perin et al 2017; Perin et al 2018). Da ormai 10 anni siamo interessati allo studio del complesso metabolismo di questi organismi per comprendere i meccanismi molecolari con cui le alghe sfruttano la luce per la fissazione dell’anidride carbonica (Alboresi, Perin 2016; Simionato 2011): questo permette di valutare come migliorare l’efficienza di produzione di biomassa e delle molecole di interesse attraverso un approccio di ingegneria genetica e non solo.
La nostra ricerca non si limita solo a testare la produttività delle alghe nelle condizioni controllate di laboratorio, ma anche in un contesto industriale grazie alla presenza di impianti di coltivazione pilota installati all’interno della serra sul tetto del Dipartimento di Biologia. Questi impianti, chiamati fotobioreattori, sono il frutto di una collaborazione tra l’Università di Padova e l’azienda TMCI Padovan S.p.A. (https://www.tmcigroup.com/), il cui obiettivo è lo sviluppo di una tecnologia innovativa per la riduzione dell’emissione dei gas serra, come l’anidride carbonica, da parte dell’industria. Lo scopo è l’accoppiamento dei fotobioreattori a degli impianti industriali: le alghe, infatti, possono consumare l’anidride carbonica emessa dall’industria per crescere trasformandola in composti riutilizzabili anche dall’uomo. Una nuova fase del progetto porterà alla sperimentazione di una nuova generazione di fotobioreattori all’interno dei laboratori dell’Orto Botanico avvicinandosi alla commercializzazione di prodotti a partire dalle microalghe.
Nicolò Fattore, Diana Simionato, Alessandro Alboresi, Tomas Morosinotto
