Produzione sostenibile di biopolimeri microalgali da scarti di cocomero (Gavina): effetto della qualità della luce sulla sintesi di EPS e lipidi in Scenedesmus sp. durante lo scale-up di processo

L’integrazione delle microalghe nei modelli di economia circolare rappresenta una strategia promettente per l’upcycling di scarti agro-industriali in bioprodotti ad alto valore aggiunto. In quest’ottica, il refluo di cocomero (Gavina) è stato valutato come substrato a basso costo per la coltivazione sostenibile di microalghe e per l’induzione della sintesi di esopolisaccaridi (EPS) da Scenedesmus sp. In particolare, il substrato è stato applicato in condizioni di scale-up di laboratorio (2 L), valutando l’effetto di differenti condizioni di illuminazione: luce bianca (WL) e combinazione rosso/blu (RLBL). L’aumento della volumetria di coltivazione ha evidenziato alcune criticità nella crescita del ceppo nelle condizioni sperimentali adottate, suggerendo la necessità di ulteriori ottimizzazioni per consentire un efficace incremento di scala del processo. In tutte le condizioni sperimentali è stata infatti osservata la presenza di contaminanti biologici, che hanno progressivamente soppiantato la biomassa microalgale. Per quanto riguarda l’influenza dell’irradiazione luminosa, la condizione RLBL ha determinato una maggiore produzione di biomassa microalgale a fine coltivazione (0,73 ± 0,51 g/L) rispetto alla luce WL (0,27 ± 0,11 g/L). La sintesi di EPS è stata invece rilevata in entrambe le condizioni di illuminazione, con una produzione pari a 0,34 ± 0,34 g/L sotto WL e 0,08 ± 0,13 g/L sotto RLBL; tuttavia, tali valori risultano inferiori rispetto a quelli osservati in coltivazioni condotte a volumetrie minori. L’accumulo lipidico nella biomassa microalgale è risultato pari al 44,7 ± 0,04% e al 62,9 ± 3,46% sotto irradiazione WL e RLBL, rispettivamente. Questi risultati suggeriscono che l’irradiazione RLBL favorisca l’accumulo di lipidi in presenza di refluo di cocomero, mentre la luce WL sembra promuovere maggiormente la produzione di EPS nelle medesime condizioni sperimentali. Tali evidenze indicano una risposta specie-specifica di Scenedesmus sp. ai diversi stress abiotici applicati. Sebbene i risultati ottenuti risultino promettenti, ulteriori studi saranno necessari per sviluppare un processo realmente scalabile, con particolare attenzione al controllo della contaminazione biologica e all’ottimizzazione delle condizioni operative al fine di massimizzare le rese di produzione microalgale.