Antonino Idà
XXV ciclo BBE
Tutor :Laura Bruno
Green algae as biodiesel source
Introduzione:
Le alghe grazie al loro alto contenuto in lipidi, alle alte velocità di crescita,
alle limitate richieste nutrizionali (sole, minerali e acqua in quantità di molto
inferiore a quella richiesta dalle piante) accoppiati alla possibilità di crescere in
acque reflue o terreni marginali e quindi non in competizione con l’agricoltura,
rappresentano una alternativa valida ed ecologicamente sostenibile alle
classiche fonti di combustibile fossile. Attualmente, tuttavia, la tecnologia
utilizzata in questo settore non rende ancora competitivo il biodiesel ricavato
dalle alghe, ma sta sicuramente trainando molti settori della ricerca orientati
principalmente all'identificazione di ceppi algali che meglio rispondano alle
esigenze di produttività di biomassa e resa in lipidi e all'ottimizzazione dei
processi produttivi.
Materiali e metodi del dottorato di ricerca:
E’ stata effettuata una selezione delle specie/ceppi di microalghe già noti per
le loro potenzialità come fonte di biodiesel. I ceppi scelti come oggetto di
studio sono stati fatti crescere in batch in condizioni standard di laboratorio.
Tra tutti i ceppi scelti uno isolato nel nostro laboratorio e che ha rivelato
interessanti capacità in termini di produttività e velocità di crescita, è stato
cresciuto anche in condizioni semi-industriali, utilizzando un fotobioreattore
coassiale di 140 L
Il dottorato prevede un approccio di tipo multidisciplinare:
Approccio bioinformatico : collezione di dati relativi a microalghe, analisi
degli stessi ed implementazione di un database biologico (mida 160.80.35.190/
home.html) che raccolga tutte le informazioni inerenti l'oggetto di studio.
Il database sarà focalizzato su tre macroaree informative:
Tassonomica : che fornisce dati inerenti la tassonomia dei ceppi/specie
considerati
Funzionale : che fornisce dati inerenti i potenziali prodotti delle microalghe con
relativi protocolli ed eventuali note degli autori
Genetica: in cui verranno depositate sequenze ottenute dalle specie di
microalghe oggetto di studio e da altre presenti in altri database che si
riferiscono a marker genetici o a sequenze di geni coinvolti nei pathways
metabolici d'interesse (in particolare inerenti il metabolismo lipidico).
Approccio chimico: analisi e comparazione dei processi impiegati nella
produzione del biodiesel da microalghe e in particolare:
Estrazione : comparazione dei metodi estrattivi per l'ottimizzazione del
processo
Transesterificazione : reazione di sostituzione del gruppo alcolico di un estere
con un quello di un altro alcool, ottenendo come prodotti finali esteri metilici e
come sotto prodotto il glicerolo
Analisi Degli estratti : utilizzo delle Gas-Cromatografo e Gas-Massa
Approccio molecolare : identificazione molecolare della specie/ceppo oggetto
di studio tramite l'uso di marker classici:
-la subunità 18S del gene per l’rRNA ;
-gli ITS, ovvero le sequenze di spaziatore interno trascritto ;
-la subunità
oxygenase;
grande
del
gene
Ribulose-1,5-bisphosphate
carboxylase
e di marker significativi in specie vegetali (AccD AccA) con un interesse
funzionale in quanto sono i geni coinvolti nella produzione de novo degli acidi
grassi
Risultati:
I risultati finora ottenuti mostrano un ottima produttività del ceppo selezionato,
con 0,07 g DW L-1 d-1 ed un produzione di oli in condizioni standard del
15,2% in peso secco. Attualmente sono in corso le analisi quanti-qualitative
relative alla composizione degli oli.
Per quanto riguarda le sequenze ho ottenuto l'intera sequenza del 18S rRNA e
sono in attesa delle sequenze del Acetyl coa Carboxylase A e D.
Il database è in corso di pubblicazione completo di dati sulla caratterizzazione
degli oli in 2016 specie
Partecipazioni a congressi e internazionali:
poster :
Young Researchers in Life Sciences Congress May 14-16, 2012 Paris France :
recent advance in algae data collection
8th European Workshop Biotechnology of Microalgae June 7-10 2010 Nuthetal
Germany: presentazione poster A comprensive database of biological data
