Gli scienziati della MSU hanno una nuova prova di concetto per una piattaforma di produzione di biocarburanti che utilizza due specie di alghe marine e funghi del suolo. Riduce i costi di coltivazione e raccolta e aumenta la produttività, fattori che attualmente impediscono ai biocarburanti di essere ampiamente adottati.

Le specie di alghe, Nannochloropsis oceanica, e funghi, Mortierella allungata, entrambi producono oli che possiamo raccogliere per uso umano. Con questi oli, potremmo realizzare prodotti come i biocarburanti per alimentare le nostre auto o gli acidi grassi omega-3 che fanno bene alla salute del cuore.

Quando gli scienziati collocano i due organismi nello stesso ambiente, le minuscole alghe si attaccano ai funghi per formare grandi masse visibili ad occhio nudo. Questo metodo di aggregazione è chiamato bioflocculazione.

Quando vengono raccolti insieme, gli organismi producono più olio che se fossero coltivati ​​e raccolti singolarmente.

"Abbiamo usato organismi naturali con un'elevata affinità tra loro, " dice Zhi-Yan (Rock) Du, primo autore dello studio. "Le alghe sono molto produttive, e il fungo che usiamo non è né tossico per noi né commestibile. È un fungo del suolo molto comune che può essere trovato nel tuo cortile".

Altri vantaggi segnalati dai ricercatori:

• Il sistema è sostenibile, poiché non si basa su combustibili fossili. I funghi crescono sui liquami o sui rifiuti alimentari, mentre le alghe crescono nell'acqua di mare.
• È più economico raccogliere, poiché le grandi masse di alghe e funghi vengono facilmente catturate con semplici strumenti, come un pezzo di rete.
• Il metodo è potenzialmente più facile da scalare, poiché gli organismi sono ceppi selvatici che non sono stati geneticamente modificati. Non presentano rischi di infettare qualsiasi ambiente con cui entrano in contatto.

Risolvere i problemi che ostacolano la produzione di biocarburanti

La bioflocculazione è un approccio relativamente nuovo. I sistemi di biocarburanti tendono a fare affidamento su una specie, come le alghe, ma sono frenati da problemi di produttività e di costo.

Primo, i sistemi che si basano solo sulle alghe soffrono di una bassa produttività dell'olio.

"Le alghe possono produrre elevate quantità di olio quando la loro crescita è ostacolata da stress ambientali, come la fame di azoto. Il metodo popolare in laboratorio per l'olio di alghe consiste nel far crescere le cellule a livelli di alta densità e poi farle morire di fame separandole dalle sostanze nutritive con centrifugazione e diversi metodi di lavaggio, " Du dice. "Questo approccio prevede molti passaggi, tempo, e lavoro, e non è pratico per la produzione su scala industriale."

Il nuovo approccio alimenta le alghe con ammonio, una fonte di azoto che le alghe possono utilizzare rapidamente per la crescita. Però, l'apporto di ammonio è controllato in modo che le alghe producano la massima densità cellulare ed entrino automaticamente in carenza di azoto. La dieta a base di azoto strettamente monitorata può aumentare la produzione di olio e ridurre i costi.

Il secondo problema è l'alto costo della raccolta dell'olio, perché le alghe sono minuscole e difficili da raccogliere. La raccolta può richiedere fino al 50% dei costi di produzione dell'olio.

"Con la bioflocculazione, gli aggregati di funghi e alghe sono facili da raccogliere con strumenti semplici ed economici, "Du dice.

Guardare avanti, gli scienziati vogliono produrre in serie biocarburanti con questo sistema. Conoscono anche l'intero genoma di entrambi gli organismi e potrebbero utilizzare strumenti di ingegneria genetica per migliorare ulteriormente il metodo.

Lo studio è stato condotto nei laboratori di Christoph Benning e Gregory Bonito. È pubblicato sulla rivista Biotecnologie per i biocarburanti .