Produzione di poliidrossialcanoati e acido lattico da siero di latte

Le materie plastiche, fondamentali per la nostra vita, presentano due grandi svantaggi: la loro pro-duzione causa elevate emissioni di CO2, mentre il loro smaltimento è difficoltoso perchè non biode-gradabili. Non sempre il riciclaggio risulta possibile. Da anni si cerca quindi di sviluppare la tecno-logia delle bioplastiche, tra cui possiamo trovare i poliidrossialcanoati (PHA) e il polilattato (PLA). I PHA sono polimeri sintetizzati da alcune specie microbiche ed immagazzinati intracellularmente a scopo di riserva della fonte di carbonio. Ne esistono di molti tipi diversi, che variano per la com-posizione monomerica e per le proprietà chimico-fisiche: per questo motivo si adattano ad un ampio spettro di applicazioni. Il vantaggio principale di questo tipo di biopolimeri è la loro completa bio-degradabilità in qualsiasi tipo di ambiente. Il PLA è una bioplastica derivante dalla polimerizzazione dell'acido lattico (LA), che viene mag-giormente prodotto per via fermentativa. Questo materiale, adatto anche al packaging alimentare, è completamente riciclabile e biodegradabile in condizioni di compostaggio, mentre subisce un desti-no analogo alle plastiche tradizionali se smaltito in discarica. Nonostante gli evidenti vantaggi che possiedono, questi polimeri non riescono a vincere la com-petizione con le plastiche tradizionali a causa del costo elevato, dovuto per buona parte alle spese relative al substrato. Per abbassare i costi si cerca quindi di utilizzare scarti di origine agro-industriale, come il siero di latte, quali fonte di carbonio. Questo lavoro di tesi si propone di unire tutti questi aspetti in un unico processo: si cerca, infatti, di produrre sia PHA sia LA, aspetto innovativo del settore, per via fermentativa a partire da siero di latte, grazie all'utilizzo di una biomassa di tipo misto. Al fine di raccogliere dati utili all'allestimento delle ultime prove, sono state svolte fermentazioni sia in beuta che in bioreattore utilizzando siero di latte commerciale: i buoni risultati ottenuti con una concentrazione di lattosio pari a 40 g/L hanno incoraggiato la sperimentazione con siero di latte reale. Sono state svolte due prove con questo substrato, una con correzione del rapporto C/N, l'altra con siero trattato tal quale: entrambe hanno registrato ottimi risultati. In particolare, durante la prova con correzione del rapporto C/N, la biomassa è cresciuta molto e la resa di polimero rispetto alla bio-massa ha raggiunto il 76%, mentre la concentrazione di LA si è rivelata pari a 9,6 g/L. È stata anche svolta una prova abbassando la temperatura di coltura in fase di arricchimento: an-che in questo caso i risultati sono stati buoni. Complessivamente, le produzioni elevate ottenute permettono di progettare nuovi studi circa lo scale-up, l'ottimizzazione del processo e l'abbassamento della temperatura d'esercizio, al fine di rendere competitivo questo tipo di tecnologia.