Tecnologia ecologica per una coltivazione di microalghe rapida, semplice e conveniente, destinata a prodotti di valore
Questi vegetali, presenti in genere nei sistemi di acqua dolce e marini, sono organismi unicellulari complessi, contenenti proteine, carboidrati, lipidi, vitamine e altri metaboliti preziosi. Tali composti possono trovare numerose applicazioni, ad esempio in prodotti sanitari, additivi alimentari e per mangimi, o cosmetici. Le microalghe sfruttano la fotosintesi per produrre tutti gli elementi necessari per il sostegno del proprio metabolismo e la loro fonte di energia primaria è rappresentata dalla luce. Diversi parametri devono tuttavia essere ottimizzati affinché la loro produzione sia praticabile ed economicamente redditizia. Ad esempio, per la loro crescita è necessaria moltissima acqua e un’ingente quantità energia viene usata per separare la biomassa dall’acqua. Per affrontare il problema, il progetto VALUEMAG ha studiato soluzioni all’avanguardia per la coltivazione e la raccolta delle microalghe.
Liberare tutte le potenzialità delle microalghe
I partner del progetto hanno proposto una tecnologia per permettere all’industria delle microalghe di produrre e purificare biomolecole ad alto valore in maniera conveniente ed ecologica. «Abbiamo introdotto una soluzione innovativa ed ecocompatibile per la costruzione di sistemi di bioraffinamento a base di microalghe caratterizzati da una maggiore efficienza e da un costo più ridotto», commenta Evangelos Hristoforou, coordinatore del progetto VALUEMAG. In particolare, i ricercatori hanno sviluppato un fotobioreattore magnetico (mPBR, magnetic photobioreactor) il cui funzionamento si basa su un cono e microalghe magnetici. Il sistema permette di ridurre drasticamente l’impiego di acqua e, di conseguenza, l’uso di energia per la raccolta delle cellule. Una serra ospita il sistema mPBR e permette di esporre le microalghe alla luce, riducendo al minimo le incertezze relative a contaminazione, temperatura e umidità. «Queste innovazioni permetteranno di coltivare le alghe nel miglior modo possibile, migliorare la produttività della biomassa e ridurne notevolmente i costi di produzione», aggiunge Hristoforou.
Verso bioraffinerie di microalghe più efficienti
Il gruppo responsabile di VALUEMAG non si è solo occupato della coltivazione, ma ha anche estratto e sfruttato dalle microalghe alcuni composti preziosi. I membri del gruppo di ricerca, ad esempio, hanno estratto con la migliore resa possibile una molecola (l’astaxantina) dalle numerose applicazioni mediche e che offre un alto valore di mercato. Grazie all’uso di CO2 supercritica è stato inoltre possibile estrarre alcuni prodotti naturali da ceppi di microalghe selezionati. Al fine di ridurre ulteriormente le emissioni di gas serra e i costi della biomassa, la CO2 dei processi di trasformazione e l’acqua sono state riciclate e impiegate per migliorare il tasso di crescita delle microalghe.
Mantenere gli ortaggi freschi grazie alle microalghe
Un altro risultato importante è l’effetto antimicotico che gli estratti di microalghe conferiscono agli ortaggi. La qualità degli ortaggi freschi, infatti, si riduce se questi non vengono trattati con agenti chimici. Le scoperte hanno dimostrato che gli estratti di microalghe potrebbero offrire una difesa completamente naturale contro il deterioramento di questi alimenti. Molti batteri e microbi sono stati eliminati irrorando gli ortaggi freschi con estratti di microalghe: come risultato, il deterioramento è stato ritardato e la durata di conservazione prolungata. «Le innovazioni introdotte da VALUEMAG possiedono il potenziale per migliorare l’efficienza e la sostenibilità ambientale delle bioraffinerie moderne grazie a una riduzione dei costi della produzione alimentare e al sostegno della sicurezza alimentare», conclude Hristoforou. «In ultima analisi, il settore europeo delle microalghe diventerà più competitivo, poiché non esistono attualmente impianti pilota o bioraffinerie all’avanguardia che utilizzino la nanotecnologia magnetica per la coltivazione delle microalghe». VALUEMAG ha ricevuto finanziamenti dall’impresa comune Bioindustrie, un partenariato pubblico-privato tra l’UE e il relativo settore industriale.
Parole chiave
VALUEMAG, microalghe, coltivazione, magnetico, biomassa, raccolta, bioraffineria, mPBR, antimicrobico, fotobioreattore magnetico
