Studio del metabolismo nel lievito Brettanomyces naardenensis per la produzione di bioetanolo da fonti alternative.
Autore
Lorenzo Sorbi - Università degli Studi di Milano - [2006-07]
Documenti
Abstract
L’utlizzo di bioetanolo come carburante alternativo può aiutare a ridurre le eccessive emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera. Il mais e la canna da zucchero sono le materie prime più utilizzate a questo scopo ma il loro alto prezzo incide fino al 50% del costo di produzione e la coltivazione di questi raccolti è ancora oggi energeticamente sfavorevole.
I materiali lignocellulosici ricavati da residui agricoli e da altre fonti sono molto abbondanti, rinnovabili e poco costosi. L’idrolisi di questi materiali permette di liberare zuccheri che possono essere fermentati da microrganismi adatti. Tuttavia i prodotti presenti negli idrolizzati contengono composti che influenzano negativamente l’efficienza della fermentazione. Brettanomyces naardenensis è un lievito interessante sia per l’elevata tolleranza alle condizioni estreme, come le alte concentrazioni di etanolo e il pH acido, sia per l’ampio spettro di substrati utilizzati.
Nel presente studio è stato analizzato il metabolismo del glucosio e dello xilosio nel ceppo Brettanomyces naardenensis 922. L’utilizzo di questo ceppo è il risultato di un precedente lavoro di screening in cui erano state saggiate le capacità fermentative di un gran numero di ceppi appartenenti al gruppo Dekkera/Brettanomyces. Per indurre la produzione di etanolo da parte del ceppo 922 sono stati provati differenti livelli di parziale anaerobiosi. La resa in etanolo e la produttività sono risultate essere maggiori su glucosio che su xilosio. È stato inoltre riscontrato un accumulo di xilitolo durante la fermentazione dello xilosio, probabilmente dovuto ad uno sbilanciamento del potenziale redox. Sono state quindi analizzate le attività enzimatiche di alcuni enzimi coinvolti nel metabolismo dello xilosio. Colture in batch e fed-batch sono state messe a punto per studiare le migliori condizioni di processo al fine di ottenere un miglioramento nelle rese in etanolo.
I materiali lignocellulosici ricavati da residui agricoli e da altre fonti sono molto abbondanti, rinnovabili e poco costosi. L’idrolisi di questi materiali permette di liberare zuccheri che possono essere fermentati da microrganismi adatti. Tuttavia i prodotti presenti negli idrolizzati contengono composti che influenzano negativamente l’efficienza della fermentazione. Brettanomyces naardenensis è un lievito interessante sia per l’elevata tolleranza alle condizioni estreme, come le alte concentrazioni di etanolo e il pH acido, sia per l’ampio spettro di substrati utilizzati.
Nel presente studio è stato analizzato il metabolismo del glucosio e dello xilosio nel ceppo Brettanomyces naardenensis 922. L’utilizzo di questo ceppo è il risultato di un precedente lavoro di screening in cui erano state saggiate le capacità fermentative di un gran numero di ceppi appartenenti al gruppo Dekkera/Brettanomyces. Per indurre la produzione di etanolo da parte del ceppo 922 sono stati provati differenti livelli di parziale anaerobiosi. La resa in etanolo e la produttività sono risultate essere maggiori su glucosio che su xilosio. È stato inoltre riscontrato un accumulo di xilitolo durante la fermentazione dello xilosio, probabilmente dovuto ad uno sbilanciamento del potenziale redox. Sono state quindi analizzate le attività enzimatiche di alcuni enzimi coinvolti nel metabolismo dello xilosio. Colture in batch e fed-batch sono state messe a punto per studiare le migliori condizioni di processo al fine di ottenere un miglioramento nelle rese in etanolo.
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