The depletion of fossil fuels, environmental pollution and demographic growth mean that we are looking for alternative energy sources, especially with a view to a circular economy in which waste is reused and given new life, contributing to a sustainable. From this perspective, biorefineries have developed, with the aim of replacing petroleum fuels with biodiesel of plant origin. However, we are faced with another ethical and environmental problem, that is, we are taking away precious resources that could be used for food purposes, contributing to deforestation phenomena that contribute to the problem of climate change. From here it was therefore decided to study in more depth the oleaginous microorganisms, i.e. capable of producing SCO (Single Cell Oil), or microbial oils, which are quite competitive and similar to vegetable ones. These microorganisms, including microalgae, bacteria and yeasts, are also able to grow on waste substrates, and therefore at low cost, and which are not linked to seasonality, i.e. available all year round, unlike vegetables. In this regard, the research project on which this thesis work is based, AGROENER, aimed to study the best growth conditions of the oleaginous yeast Lipomyces starkeyi for a greater accumulation of SCO on the waste substrate of the sheet, abundantly produced by dairy industries. In particular, batch fermentation tests were carried out in aerobic conditions at two different temperatures: 25°C and 30°C. An influence of temperature was found both on the fatty acid composition of SCO and on the quantity produced. Specifically, the temperature of 30°C proved to be better from both a qualitative and quantitative point of view since more short-chain saturated fatty acids and a greater yield of oil and biomass were obtained. The saturated fatty acids up to C14 are as fluid as the long-chain unsaturated ones, which mostly make up vegetable oils and which are, however, more easily oxidized. From this point of view, microbial oils are better and this is also demonstrated by the analysis of the peroxide index, which was almost zero at both temperatures, which measures the degree of unsaturation, as well as the propensity to oxidation and which determines its quality.
L'esaurimento dei combustibili fossili, l'inquinamento ambientale e la crescita demografica fanno sì che si cerchi delle fonti energetiche alternative soprattutto nell'ottica di un'economia circolare in cui si riutilizzano i rifiuti e si dona loro nuova vita, contribuendo ad uno smaltimento sostenibile. In tale ottica si sono sviluppate le bioraffinerie, con l'intento di sostituire i carburanti petroliferi con biodiesel di origine vegetale. Ci si pone, però, davanti ad un altro problema di tipo etico ed ambientale, ovvero, si sottraggono preziose risorse che potrebbero essere destinate per scopi alimentari, contribuendo a fenomeni di deforestazione che concorrono al problema del cambiamento climatico. Da qui si è dunque pensato di studiare in modo più approfondito i microrganismi oleaginosi, cioè in grado di produrre SCO (Single Cell Oil), ovvero oli microbici, che sono alquanto competitivi e simili a quelli vegetali. Questi microrganismi, tra cui microalghe, batteri e lieviti, sono anche in grado di crescere su substrati di scarto, e quindi a basso costo, e che non sono legati alla stagionalità, cioè disponibili per tutto l'anno, al contrario dei vegetali. A tal proposito, il progetto di ricerca su cui si basa questo lavoro di tesi, AGROENER, si è prefissato di studiare le condizioni di crescita migliori del lievito oleaginoso Lipomyces starkeyi per un maggiore accumulo di SCO sul substrato di scarto della scotta, abbondantemente rifiuto prodotto dalle industrie lattiero-casearie. In particolare sono state effettuate delle prove di fermentazione batch in condizioni di aerobiosi a due differenti temperature: 25°C e 30°C. Si è riscontrata un'influenza della temperatura sia sulla composizione degli acidi grassi delle SCO che sulla quantità prodotta. Nello specifico, si è dimostrata essere migliore la temperatura di 30°C sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo dal momento che si sono ottenuti più acidi grassi saturi a catena corta e una maggiore resa in olio e biomassa. Gli acidi grassi saturi a catena corta-media, fino a C14, risultano essere fluidi tanto quanto quelli insaturi a catena lunga, che compongono per la maggior parte gli oli vegetali e che sono, però, più facilmente ossidabili. Da questo punto di vista gli oli microbici sono migliori e ciò è dimostrato anche dall'analisi dell'indice dei perossidi, risultato pressoché nullo ad entrambe le temperature, che misura il grado insaturazione, nonché la propensione all'ossidazione e che ne determina la qualità.
Biolubrificanti e biocombustibili da scotta: ottimizzazione dei parametri di conversione in Lipomyces starkeyi
LATORRATA, VALERIA
2022/2023
Abstract
L'esaurimento dei combustibili fossili, l'inquinamento ambientale e la crescita demografica fanno sì che si cerchi delle fonti energetiche alternative soprattutto nell'ottica di un'economia circolare in cui si riutilizzano i rifiuti e si dona loro nuova vita, contribuendo ad uno smaltimento sostenibile. In tale ottica si sono sviluppate le bioraffinerie, con l'intento di sostituire i carburanti petroliferi con biodiesel di origine vegetale. Ci si pone, però, davanti ad un altro problema di tipo etico ed ambientale, ovvero, si sottraggono preziose risorse che potrebbero essere destinate per scopi alimentari, contribuendo a fenomeni di deforestazione che concorrono al problema del cambiamento climatico. Da qui si è dunque pensato di studiare in modo più approfondito i microrganismi oleaginosi, cioè in grado di produrre SCO (Single Cell Oil), ovvero oli microbici, che sono alquanto competitivi e simili a quelli vegetali. Questi microrganismi, tra cui microalghe, batteri e lieviti, sono anche in grado di crescere su substrati di scarto, e quindi a basso costo, e che non sono legati alla stagionalità, cioè disponibili per tutto l'anno, al contrario dei vegetali. A tal proposito, il progetto di ricerca su cui si basa questo lavoro di tesi, AGROENER, si è prefissato di studiare le condizioni di crescita migliori del lievito oleaginoso Lipomyces starkeyi per un maggiore accumulo di SCO sul substrato di scarto della scotta, abbondantemente rifiuto prodotto dalle industrie lattiero-casearie. In particolare sono state effettuate delle prove di fermentazione batch in condizioni di aerobiosi a due differenti temperature: 25°C e 30°C. Si è riscontrata un'influenza della temperatura sia sulla composizione degli acidi grassi delle SCO che sulla quantità prodotta. Nello specifico, si è dimostrata essere migliore la temperatura di 30°C sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo dal momento che si sono ottenuti più acidi grassi saturi a catena corta e una maggiore resa in olio e biomassa. Gli acidi grassi saturi a catena corta-media, fino a C14, risultano essere fluidi tanto quanto quelli insaturi a catena lunga, che compongono per la maggior parte gli oli vegetali e che sono, però, più facilmente ossidabili. Da questo punto di vista gli oli microbici sono migliori e ciò è dimostrato anche dall'analisi dell'indice dei perossidi, risultato pressoché nullo ad entrambe le temperature, che misura il grado insaturazione, nonché la propensione all'ossidazione e che ne determina la qualità.| File | Dimensione | Formato | |
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