Food and agricultural wastewaters are high polluting byproducts that encumber on environment and on industries due to their treatment and disposal. Recently, it has been observed the capability for some selected microalgae strains to grow on wastewaters as cheap culture medium. To support the biomass growth, microalgae can use carbon and nitrogen compounds and minerals from wastewaters. Furthermore they can accumulate the pollutants in the wastewaters. Algae are valid biological instrument to reduce the organic and the pollutant loads and afterwards, they could be used as source for the biofuel production or in the animal feeding. Among agricultural wastewaters, the most abundant is the cheese whey, which production in Italy is evaluated on 9 millions of tons per year. Due to the high salinity and the high BOD and COD values, cheese whey is a pollutant wastewater if released in the environment without a previous treatment. In this study, we have evaluated the capability of the Chlorophyta microalgae Scenedesmus obliquus to grow on mixotrophic medium using different cheese whey dilutions (1:5 v/v e 1:2,5v/v). The mixotrophic growth was compared with autotrophic growth conditions. During the time course experiment, it has been evaluated the cheese whey protein consumption by spectrophotometric assay and quantitative and qualitative fatty acid profile by gas-cromatography. These results have demonstrated that the final biomass was higher in the 1:5 v/v colture (0.7 mg ml-1) with respect to the 1:2.5 (0.4 mg ml-1), anyway both mixotrophic biomass productions were lower than the quantity obtained in the autotrophic growth conditions. It has been observed that the best growth condition for protein removal was the 1:2.5 v/v diluition (64.67 % of soluble protein consumption after 11 days with respect to the 50.74% in the 1:2.5 v/v colture) while the best condition to accumulate fatty acids was the 1:5 v/v dilution (228.18±0.96 mg kg-1 versus 110.80±1.22 mg Kg-1 in 1:2.5 v/v dilution). A future scale up of this application could use a mixture of cheese whey with other of wastewaters and/or a mixture with culture mediums to maximize the nitrogen reduction and the biomass and lipids productions as well
I reflui delle produzioni agroalimentari sono prodotti di scarto altamente inquinanti che gravano sull'ambiente e, da un punto di vista economico, sulle aziende a causa del loro trattamento e smaltimento. Negli ultimi anni si è osservata la capacità di alcune microalghe selezionate di crescere in alcuni reflui utilizzati come substrato di crescita a basso costo. Da essi le microalghe traggono composti del carbonio e dell'azoto, sostanze minerali per sostenere la crescita della biomassa e eventualmente accumulano sostanze inquinanti presenti in tali reflui. Le alghe si stanno quindi dimostrando validi strumenti biologici per abbattere il carico organico e di inquinanti dei reflui e inoltre, una volta prodotte, possono essere impiegate in moltissimi ambiti, quali la produzione di biocombustibili o nell'alimentazione animale. Uno dei reflui più abbondanti dell'industria agroalimentare è il siero di latte, la cui produzione in Italia è stimata sui 9 milioni di tonnellate. A causa dell'elevata salinità e degli elevati valori di BOD e COD, tale refluo può risultare dannoso se rilasciato in ambiente senza previo trattamento. Nel presente studio si è cercato di valutare la capacità della microalga Chlorophyta Scenedesmus obliquus di crescere in mixotrofia utilizzando due diluizioni di siero di latte (1:5 v/v e 1:2,5 v/v) come substrato di crescita. Tali condizioni di crescita sono state comparate con la crescita autotrofica. Durante l'esperimento in time course, è stato valutato il consumo delle proteine disciolte nel siero di latte per via spettrofotometrica e, inoltre, è stato valutato il profilo qualitativo e quantitativo degli acidi grassi accumulati nelle tre condizioni di crescita mediante tecniche gascromatografiche. Tali risultati hanno dimostrato che la biomassa finale prodotta era maggiore nella diluizione 1:5 v/v (0,7 mg ml-1) rispetto alla diluizione 1:2,5 (0,4 mg ml-1) sebbene in entrambi i casi siano risultati inferiori alla crescita mixotrofica. E' stato osservato che le condizioni di crescita di S.obliquus migliori per l'abbattimento del contenuto proteico erano quelle della diluizione 1:2,5 v/v (64,67 % di riduzione delle proteine disciolte nel siero dopo 11 giorni contro il 50,74% della diluizione 1:5 v/v) mentre le condizioni di crescita date dalla diluizione 1:5 v/v erano le migliori per l'accumulo di acidi grassi (228,18±0,96 mg kg-1 contro il 110 ,80±1,22 mg Kg-1 della diluizione 1:2,5 v/v). In vista di un'applicazione futura su scala pilota, potrebbe essere utile, per ottimizzare il processo, miscelare il siero di latte ad altri reflui o a terreni di crescita per abbattere il contenuto azotato e allo stesso tempo massimizzare la produzione di lipidi e di biomassa.
Coltura mixotrofica di Scenedesmus obliquus in siero di latte: valutazione del trattamento di ficorimediazione e accumulo lipidico nella biomassa algale
BURDISSO, MARCO
2016/2017
Abstract
I reflui delle produzioni agroalimentari sono prodotti di scarto altamente inquinanti che gravano sull'ambiente e, da un punto di vista economico, sulle aziende a causa del loro trattamento e smaltimento. Negli ultimi anni si è osservata la capacità di alcune microalghe selezionate di crescere in alcuni reflui utilizzati come substrato di crescita a basso costo. Da essi le microalghe traggono composti del carbonio e dell'azoto, sostanze minerali per sostenere la crescita della biomassa e eventualmente accumulano sostanze inquinanti presenti in tali reflui. Le alghe si stanno quindi dimostrando validi strumenti biologici per abbattere il carico organico e di inquinanti dei reflui e inoltre, una volta prodotte, possono essere impiegate in moltissimi ambiti, quali la produzione di biocombustibili o nell'alimentazione animale. Uno dei reflui più abbondanti dell'industria agroalimentare è il siero di latte, la cui produzione in Italia è stimata sui 9 milioni di tonnellate. A causa dell'elevata salinità e degli elevati valori di BOD e COD, tale refluo può risultare dannoso se rilasciato in ambiente senza previo trattamento. Nel presente studio si è cercato di valutare la capacità della microalga Chlorophyta Scenedesmus obliquus di crescere in mixotrofia utilizzando due diluizioni di siero di latte (1:5 v/v e 1:2,5 v/v) come substrato di crescita. Tali condizioni di crescita sono state comparate con la crescita autotrofica. Durante l'esperimento in time course, è stato valutato il consumo delle proteine disciolte nel siero di latte per via spettrofotometrica e, inoltre, è stato valutato il profilo qualitativo e quantitativo degli acidi grassi accumulati nelle tre condizioni di crescita mediante tecniche gascromatografiche. Tali risultati hanno dimostrato che la biomassa finale prodotta era maggiore nella diluizione 1:5 v/v (0,7 mg ml-1) rispetto alla diluizione 1:2,5 (0,4 mg ml-1) sebbene in entrambi i casi siano risultati inferiori alla crescita mixotrofica. E' stato osservato che le condizioni di crescita di S.obliquus migliori per l'abbattimento del contenuto proteico erano quelle della diluizione 1:2,5 v/v (64,67 % di riduzione delle proteine disciolte nel siero dopo 11 giorni contro il 50,74% della diluizione 1:5 v/v) mentre le condizioni di crescita date dalla diluizione 1:5 v/v erano le migliori per l'accumulo di acidi grassi (228,18±0,96 mg kg-1 contro il 110 ,80±1,22 mg Kg-1 della diluizione 1:2,5 v/v). In vista di un'applicazione futura su scala pilota, potrebbe essere utile, per ottimizzare il processo, miscelare il siero di latte ad altri reflui o a terreni di crescita per abbattere il contenuto azotato e allo stesso tempo massimizzare la produzione di lipidi e di biomassa.| File | Dimensione | Formato | |
|---|---|---|---|
|
722131_tesiburdisso.pdf
non disponibili
Tipologia:
Altro materiale allegato
Dimensione
1.16 MB
Formato
Adobe PDF
|
1.16 MB | Adobe PDF |
Se sei interessato/a a consultare l'elaborato, vai nella sezione Home in alto a destra, dove troverai le informazioni su come richiederlo. I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/54610