Industria in crescita:si possono coltivare microalghe come la spirulina. Credito:Monash University
Sono responsabili di oltre il 75% della fornitura di ossigeno della Terra, ma spesso non ottieni alcun credito per questo.
Le microalghe sono organismi unicellulari che convertono fotosinteticamente l'anidride carbonica e la luce solare in utili prodotti biochimici, con ossigeno come sottoprodotto. Le microalghe costituiscono il fondamento della vita acquatica, consentendo ai corpi idrici di sostenere la vita.
Per l'occhio inesperto, le microalghe sembrano schiuma di stagno verde poco attraente. Ancora, per il docente della Monash University Malaysia School of Science Dr. Foo Su Chern, è stata la complessità e l'oscurità di questi microrganismi che ha suscitato il suo interesse a studiarli ulteriormente.
Sebbene siano più di 100, 000 specie di microalghe che sono state documentate, ce ne sono molte altre ancora da scoprire, disse il dottor Foo. Gli esempi più comunemente noti includono la spirulina, clorella e dunaliella, che vengono utilizzati negli integratori alimentari nutraceutici.
Con proprietà nutraceutiche come il beta carotene, clorofilla e acidi grassi polinsaturi a beneficio della salute umana e animale, le microalghe sono state celebrate come il superalimento del futuro, e sono sostituti proteici vegani ideali.
Con l'escalation del cambiamento climatico, c'è un grande bisogno di soluzioni per ridurre il carbonio nell'atmosfera.
Il Dr. Foo ritiene che le microalghe potrebbero essere utili di fronte al cambiamento climatico:
La coltivazione di microalghe è più sostenibile come coltura, in quanto ha un'impronta di carbonio inferiore rispetto al riso. Il primo produce 0,3612 kg di anidride carbonica (CO 2 ) per chilogrammo di biomassa, rispetto a 0,769 kg di CO 2 per chilogrammo di riso.
In termini di resa in olio, le microalghe producono 2000 galloni di olio per acro, rispetto ai 653 galloni per acro dell'olio di palma.
Nutriente:la Spirulina è usata dalle minoranze etniche come verdura per i pasti. Credito:Monash University
Le microalghe possono essere coltivate ovunque, anche al chiuso, poiché non richiedono terreno coltivabile per la coltivazione.
Con un clima tropicale e un soleggiamento costante tutto l'anno, La Malesia ha un grande potenziale per la coltivazione di microalghe. Con un'elevata capacità fotosintetica e che richiede solo sette giorni per maturare, le microalghe possono essere coltivate come fonte di biomassa alternativa per integrare l'olio di palma esistente nel paese, oltre a fornire materie prime per prodotti a valore aggiunto, cibo e mangime, lei disse.
"Diverse specie di microalghe hanno un potenziale diverso. Vogliamo bioprospezionare e identificare specie di microalghe che non sono solo uniche, ma fare leva sulla forza di ogni specie per risolvere problemi urgenti come il cambiamento climatico attraverso la cattura del carbonio, e allo stesso tempo utilizzare biomasse microalgali in varie applicazioni biotecnologiche, " lei disse.
Per il suo attuale progetto di ricerca, Il Dr. Foo effettuerà la bioprospezione per le specie di microalghe tropicali trovate nel lago South Quay di Sunway, con l'obiettivo di promuovere la cattura del carbonio e produrre composti di valore.
Finanziato dal Sustainable Community Grant Scheme di Sunway Group, il progetto è multidisciplinare, concentrandosi sulle risorse biologiche per la cattura del carbonio. È concentrato per il 60% sulle microalghe (acquatiche), mentre il 40% è incentrato sugli alberi (terrestri).
La campagna degli alberi, guidato dalla controparte del dottor Foo, Docente della Scuola di Scienze Dr. Holly Barclay, si concentra sull'identificazione degli spazi verdi a Subang Jaya. Le proposte per l'ubicazione dei lotti verranno quindi suggerite alle parti interessate come i consigli comunali locali.
Il team del Dr. Foo mira a identificare una specie in grado di catturare rapidamente il carbonio, convertendolo in prodotti biochimici utili come superalimento per l'uomo.
Nella fase iniziale, La dottoressa Foo e il suo team hanno preso di mira una specie, a seguito di esperimenti sui tassi di crescita di specie diverse. Un tasso di crescita più rapido consentirà al team di produrre più biomassa a breve termine, lei disse.
Per la seconda fase, un docente della Monash Malaysia School of Engineering e uno studente di master stanno costruendo un fotobioreattore conveniente per far crescere la biomassa di microalghe tramite la fotosintesi su scala più ampia.
È necessario un sistema di fotobioreattore chiuso per produrre microalghe in monocoltura con purezza superiore all'80%, soprattutto se l'obiettivo finale è produrre integratori in modo sostenibile, modo standardizzato, Il dottor Foo ha spiegato.
Nutriente:la Spirulina è usata dalle minoranze etniche come verdura per i pasti. Credito:Monash University
"Stiamo progettando un bioreattore a schermo piatto da 50 litri. Sembrerà un piccolo 'acquario' sigillato pieno di acqua verde brillante illuminato da luci a LED ad alta efficienza energetica con un distributore di gas per aerare la coltura".
La coltivazione di microalghe è più sostenibile come coltura, in quanto ha un'impronta di carbonio inferiore rispetto al riso.
Nella terza fase, la biomassa sarà raccolta, e liquidi ionici verranno utilizzati per estrarre sostanze bioattive come gli antiossidanti dalle cellule delle microalghe.
La sfida consiste nell'abbassare il costo del bioreattore per promuovere un tasso di assorbimento più elevato. "Vogliamo introdurre l'uso delle microalghe nelle case e nelle aziende, ma i bioreattori sul mercato sono in genere inaccessibili, " disse il dottor Foo.
Attualmente, circa RM60, 000 a RM70, 000 (21$, 000 a $ 26, 000) è stato assegnato per la progettazione e la fabbricazione del bioreattore. "Una grossa fetta di denaro va nell'installazione di sensori per calcolare la cattura del carbonio, "Il dottor Foo ha detto, aggiungendo che i risultati iniziali della ricerca saranno pubblicati entro marzo 2020 nella speranza di attirare ulteriori finanziamenti.
In termini di potenziali applicazioni, I pannelli del bioreattore sono stati utilizzati in paesi come la Germania per completare la facciata esterna dei loro edifici verdi. "Oltre all'estetica architettonica, l'energia prodotta dalle microalghe può alimentare l'intero edificio, " ha detto. Altre opzioni includono l'introduzione di cupole di alghe nei parchi pubblici per utilizzare la luce solare naturale per la crescita delle microalghe.
La dott.ssa Foo e il suo team hanno in programma di presentare i loro risultati al Green City Forum nel giugno 2020. "Presenteremo i nostri risultati anche al Sunway Group per vedere se sarebbero interessati a implementare i bioreattori a microalghe nei loro centri commerciali o edifici commerciali, " lei disse.
Andando avanti, Il Dr. Foo intende avviare una raccolta di colture di microalghe presso la Monash University Malaysia, e introdurre kit scolastici per la fotosintesi delle microalghe di facile utilizzo.
"Speriamo di perseguire maggiori opportunità di ricerca e promuovere le microalghe come risorsa sostenibile nel contesto del sud-est asiatico. Dobbiamo capire che le microalghe sono molto utili. Il mio obiettivo finale è rendere le microalghe più accessibili al pubblico, quindi spero di risolvere le pressanti strozzature in quest'area in crescita, " lei disse.
