Biomassa algale: sbloccare nuovi usi come alimento, mangime e carburante
SOLENALGAE (Improving photosynthetic solar energy conversion in microalgal cultures for the production of biofuels and high value products), un progetto finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (CER), ha studiato come migliorare la produzione di biomassa nelle microalghe rendendo più efficiente il processo di conversione di energia luminosa in biomassa. «In quanto organismi fotosintetici, le microalghe detengono un grande potenziale per la produzione di biomassa sostenibile: a differenza di altre fonti di biomassa, non competono con le colture alimentari per i terreni arabili. Inoltre assorbono sia la CO2, riducendo le emissioni di carbonio, che le sostanze nutritive delle acque reflue», spiega Matteo Ballottari, professore associato di Fisiologia vegetale presso l’Università di Verona e ricercatore principale di SOLENALGAE. Per sfruttare appieno questo potenziale, tuttavia, la produttività del processo fotosintetico delle alghe necessita di una spinta. Il meccanismo di conversione da luce a biomassa delle microalghe, evolutosi naturalmente per consentire loro di sopravvivere, non produce biomassa sufficiente per consentire applicazioni industriali. Il team di SOLENALGAE si è proposto di analizzare le basi molecolari del processo fotosintetico e ha testato diverse strategie per superarne i limiti. Il gruppo di lavoro ha progettato con successo ceppi di microalghe con un’efficienza fotosintetica migliorata, innescando un aumento del 30 % della produttività della biomassa.
Benefici per la salute umana
I ricercatori hanno inoltre scoperto come produrre una delle molecole antiossidanti più potenti presenti in natura. Hanno sviluppato un nuovo processo (al centro del precedente progetto di prova di concetto (PoC) ASTAOMEGA, finanziato dal CER), attualmente in fase di brevetto, per la produzione di astaxantina e omega-3 nelle alghe marine. «L’astaxantina è una molecola molto richiesta dal mercato, soprattutto per l’alimentazione animale o come nutraceutico per l’uomo, con un prezzo stimato di migliaia di euro al chilogrammo», afferma Ballottari. «Ciò significa che le microalghe potrebbero essere impiegate su scala industriale utilizzando processi sostenibili per produrre nuovi alimenti e prodotti di alto valore per la salute umana, quali antiossidanti, omega-3 o persino farmaci e vaccini». Ulteriori passi necessari per realizzare tale visione comporteranno lo sviluppo di procedure industriali per la coltivazione di questi organismi nei casi in cui la spesa è elevata. C’è un incentivo sufficiente per arrivarci, osserva Ballottari: «L’aumento della produttività della biomassa e dei lipidi e lo sviluppo di prodotti di alto valore come l’astaxantina, ottenuti nell’ambito di questo progetto, contribuiranno a ridurre lo squilibrio tra costi e valore di mercato delle applicazioni di microalghe».
Nuova speranza per i biocarburanti «verdi»
Le potenziali applicazioni per la produzione di biocarburanti sono un altro aspetto importante di SOLENALGAE. Oltre a migliorare la produttività della biomassa, il gruppo del progetto è stato in grado di sviluppare ceppi di alghe marine aumentando fino a una percentuale dell’80 % i lipidi, una macromolecola fondamentale per la produzione di biocarburanti. I ricercatori hanno inoltre proposto un nuovo processo per ridurre il costo della coltivazione di microalghe riciclando le sostanze nutritive delle acque reflue e aumentando ulteriormente la produttività dei lipidi. Ballottari avverte, tuttavia, che la produzione di biocarburanti rimane l’applicazione più impegnativa per le microalghe: «Vale la pena notare che la sostenibilità della produzione di biocarburanti a base di microalghe richiede ancora ulteriore lavoro, combinando nuove applicazioni biotecnologiche e progettazione di processi ingegneristici intelligenti». Guardando al futuro, Ballottari afferma che il gruppo è ora vicino a portare la propria tecnologia sul mercato. Sono attualmente in corso trattative tra l’Università degli Studi di Verona e alcune società private per l’avvio di una start-up dedicata. Per esplorare appieno il potenziale delle microalghe impiegate come biomassa e biocarburante, Ballottari sta inoltre cercando di sviluppare ulteriormente la cooperazione internazionale su questo argomento: «I fondi CER mi hanno permesso di istituite una solida rete scientifica con altri laboratori in Europa, Stati Uniti e Asia. Il mio piano è rafforzare queste collaborazioni per condurre una ricerca scientifica di alto livello, ponendo particolare attenzione sullo sviluppo delle microalghe come nuovi alimenti per un’alimentazione umana sostenibile e sana».
Parole chiave
SOLENALGAE, microalghe, biocarburanti, biomasse, antiossidanti, astaxantina, nutraceutico, nuovi alimenti, prodotti di alto valore
