Studio dell'impatto del terreno di coltura sulla crescita batterica e sulla produzione di acido ialuronico da Streptococcus spp. in processi di fermentazione industriale

L’acido ialuronico è una molecola ampiamente utilizzata in ambito medico, viste le sue caratteristiche chimico fisiche, la sua biodegradabilità e biocompatibilità nei confronti dell’organismo umano. Mentre in passato le fonti dalle quali veniva ottenuto questo composto erano principalmente i tessuti animali, a partire dagli anni ’80 ha preso il sopravvento un secondo metodo di produzione, ad oggi il più utilizzato, che consiste nella fermentazione di ceppi batterici in grado di sintetizzarlo. Tra le variabili del processo fermentativo che influenzano il titolo di acido ialuronico ottenuto, la tipologia del medium usato per la proliferazione batterica è uno dei più rilevanti. Considerando ciò, questo lavoro si è focalizzato sullo studio dell’impatto delle componenti del terreno di coltura impiegato in fermentazione di Streptococcus spp. nella crescita del microrganismo e nella produttività in acido ialuronico. Dopo aver individuato, con la consultazione della letteratura o grazie a indagini preliminari, quali potessero essere le fonti di azoto, le fonti di carbonio e le fonti minerali più adatte per indurre la sintesi del polimero tramite questo batterio, è stato sviluppato un disegno sperimentale per ogni classe di nutriente e si è proceduto a fare dei test di fermentazione in beuta. I risultati ottenuti (in termini di proliferazione batterica e di titolo di acido ialuronico) sono stati confrontati con quelli ricavati da un terreno di riferimento, definito STD. Questo ha permesso di selezionare una combinazione di nutrienti migliore rispetto allo STD, per quanto riguarda la sintesi di acido ialuronico: questa è stata successivamente testata in bioreattore per confermare il vantaggio ottenuto in beuta. Mentre in piccola scala il terreno individuato ha garantito un titolo di acido ialuronico superiore di quasi il 100% rispetto a quello ottenuto con il terreno di riferimento, in bioreattore l’incremento è stato solamente di circa il 13%. Considerando che questa differenza in resa a seguito dello scale up può essere dovuta alle differenze dei sistemi utilizzati, nella prospettiva futura di migliorare la scalabilità del processo sono state fornite delle possibili soluzioni, raccolte da una ricerca bibliografica svolta a seguito dello studio.