Produzione e monitoraggio di ficoeritrina ed esopolisaccaridi in P.cruentum

Le microalghe sono microrganismi fotosintetici, sia eucarioti sia procarioti (come i cianobatteri), che vivono in ambienti acquatici. Costituiscono un gruppo polifiletico con un’elevata diversità, comprendente fino a milioni di specie, suddivise principalmente nei phyla Chlorophyta, Rhodophyta e Bacillariophyta. Questi organismi, diffusi in tutto il mondo, mostrano grande adattabilità e capacità di crescita rapida, caratteristiche che li rendono ideali per la produzione di biomolecole di valore e per applicazioni di biorisanamento grazie alla loro capacità di fissare CO₂ e utilizzare sostanze di scarto industriale come nutrienti. Dal punto di vista industriale, le microalghe vengono coltivate per ottenere biomassa da cui derivano pigmenti, molecole antiossidanti e acidi grassi polinsaturi (PUFA), impiegati nei settori alimentare, nutraceutico, cosmetico, farmaceutico e dei biocarburanti. Alcune specie, come Chlorella e Arthrospira, sono particolarmente diffuse nella produzione di mangimi, mentre pigmenti e metaboliti bioattivi sono sfruttati come coloranti naturali, antiossidanti e agenti terapeutici. Nonostante le potenzialità, la produzione su larga scala è ancora limitata da costi elevati e difficoltà di estrazione dei composti. Dopo aver messo a punto i protocolli analitici e le relative rette di taratura per EPS, furfurale (FF) e xilosio, i metodi sono stati applicati a colture sperimentali condotte in fotobioreattori su scala pilota (400 L). Sei diverse combinazioni di intensità luminosa (13,63 e 7,37 Klux) e concentrazioni di nitrati (6, 3 e 1 g/L di KNO₃) sono state testate per valutare gli effetti di tali variabili sulla crescita e sulla produzione dei metaboliti. Le colture sono state aerate con un flusso continuo d’aria (10 L/min), mantenute per 14 giorni, seguite da una riduzione dell’intensità luminosa per osservare la risposta metabolica. Dalle analisi è emerso che la crescita e la produttività della biomassa sono fortemente influenzate dalle condizioni di luce e nutrienti. Le colture con concentrazione di nitrati intermedia e illuminazione più alta hanno mostrato la migliore resa in biomassa e in contenuto di B-PE. L’estrazione mediante ultrasuoni in etanolo diluito, ottimizzata per tempi e temperatura, si è dimostrata più efficiente rispetto ai metodi convenzionali di congelamento-scongelamento, aumentando la resa estraibile di B-PE e riducendo i tempi di lavorazione. Per quanto riguarda gli EPS, il nuovo metodo basato sulla disidratazione acida e successiva analisi cromatografica (HPLC) ha permesso di evitare reagenti pericolosi (come fenolo e H₂SO₄ concentrato) e di ottenere risultati più rapidi e riproducibili. Le correlazioni tra furfurale, xilosio e EPS hanno confermato la validità della metodologia. Nel complesso, la sperimentazione ha dimostrato che i protocolli proposti consentono una quantificazione più rapida, sicura e affidabile dei principali metaboliti prodotti da P. cruentum. Questi metodi risultano adatti per applicazioni su scala industriale, facilitando il monitoraggio in tempo reale delle colture e l’ottimizzazione dei parametri di crescita.