Coltivazione autotrofica e mixotrofica di Haematococcus Pluvialis: esperimenti in batch ed in continuo

Le microalghe stanno attirando un crescente interesse nel settore industriale grazie alla loro capacità di sfruttare la luce e catturare l’anidride carbonica per ottenerne energia e accumulare all’interno delle cellule diversi composti d’interesse. Il loro potenziale applicativo si estende dall’ambito ecologico, per ridurre le emissioni di CO2 in atmosfera, a quello alimentare, ma la loro utilità interessa anche i settori della cosmetica, della farmaceutica e della medicina. In questi ultimi due settori, la specie Haematococcus pluvialis trova un’ampia applicazione in quanto è il principale produttore di astaxantina naturale, un pigmento prodotto dalle cellule microalgali con funzione di protezione contro condizioni di stress ossidativo che possono essere indotte da un apporto eccessivo di luce, in presenza di nutrienti limitanti. Questo pigmento è un carotenoide con proprietà antiossidante, già commercialmente impiegato nei settori di prevenzione contro malattie cardiovascolari, diabete o tumori. H. pluvialis presenta un ciclo vitale complesso contraddistinto da tre diverse morfologie cellulari: uno stadio vegetativo caratterizzato da cellule periformi biflagellate motili che si dividono per mitosi, uno stadio intermedio in cui perdono la funzione motile e assumono la tipica forma sferica e uno stadio in cui le cellule smettono di dividersi e assumono una colorazione rossa dovuta all’accumulo intracellulare di astaxantina. Lo stadio cellulare è fortemente determinato dall’ambiente di coltivazione, in quanto condizioni sbilanciate favoriscono l’arresto della crescita vegetativa e l’accumulo del carotenoide. Pertanto, controllare in modo opportuno le condizioni di coltivazione è fondamentale per il raggiungimento di produttività elevate sia di biomassa che di astaxantina. Lo scopo di questo elaborato è la caratterizzazione di H. pluvialis per comprendere quali siano le condizioni migliori per favorirne la crescita vegetativa. Il microorganismo è stato coltivato sia in reattori batch che in continuo. È stata studiata la crescita in autotrofia, quindi in presenza di carbonio inorganico, e in mixotrofia, ovvero con l’aggiunta di carbonio organico in presenza di luce. Diverse forme di carbonio organico sono state confrontate per capire quale consenta una crescita più efficiente della microalga.