Coltivazione diazotrofica di Nostoc PCC7120 in fotobioreattori continui per la produzione industriale di proteine

Il costante aumento della popolazione mondiale pone severe preoccupazioni riguardanti l’aumento della domanda alimentare, specialmente delle fonti proteiche. La produzione industriale convenzionale di proteine per la nutrizione animale e umana comporta diverse problematiche, in gran parte legate all’impatto ambientale e all’incapacità nel soddisfare l’aumentata richiesta. L’utilizzo di cianobatteri e microalghe in campo alimentare sta suscitando crescente interesse grazie a diversi fattori, quali la capacità di assorbire anidride carbonica attraverso la fotosintesi, il ridotto consumo di terreno ed acqua rispetto alle coltivazioni tradizionali, e l’alta produttività ottenibile. In particolare, l’applicazione di cianobatteri diazotrofi, in grado di fissare l’azoto atmosferico e trasformarlo in specie reattive dell’azoto utilizzate nel metabolismo, potrebbe permettere l’ottenimento di processi più sostenibili dal punto di vista ambientale ed economico. In questa tesi è stata studiata la coltivazione del cianobatterio diazotrofo Nostoc PCC 7120 in fotobioreattori continui allo scopo di valutare le condizioni di coltura che garantiscano un’elevata produttività di biomassa e di proteine in modo da rendere il processo il più possibile competitivo a livello industriale. Pertanto, è stato studiato l’effetto delle principali variabili che influiscono sulla crescita e la composizione della biomassa. In particolare, sono stati fatti dei test respirometrici ed esperimenti batch per studiare e validare l’effetto della temperatura, con particolare attenzione all’effetto della temperatura sulla solubilità dell’azoto. Inoltre la specie è stata coltivata in fotobioreattori continui, per valutare l’effetto di pH, della luce (sia dal punto di vista dell’intensità e dello spettro luminoso), e la disponibilità di azoto in soluzione. Sono state quindi individuate le condizioni operative in cui si realizza la maggiore produttività di proteine nei fotobioreattori in continuo.