Un team di scienziati dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign ha sviluppato un bioprocesso utilizzando lievito ingegnerizzato che converte in modo completo ed efficiente la materia vegetale costituita da acetato e xilosio in bioprodotti di alto valore.
La lignocellulosa, il materiale legnoso che conferisce la struttura alle cellule vegetali, è la materia prima più abbondante sulla Terra ed è stata a lungo considerata una fonte di energia rinnovabile. Contiene principalmente acetato e gli zuccheri glucosio e xilosio, che vengono tutti rilasciati durante la decomposizione.
In un articolo pubblicato su Nature Communications, il team ha descritto il proprio lavoro come un metodo praticabile per superare uno dei principali ostacoli che impediscono la commercializzazione dei biocarburanti lignocellulosici: la tossicità dell’acetato per i microbi in fermentazione come il lievito.
Come funziona
Il processo ha utilizzato completamente lo xilosio e l’acetato, trasformando quest’ultimo da sottoprodotto indesiderato in un prezioso substrato che ha potenziato l’efficienza del lievito nel convertire gli zuccheri negli idrosolati.
La TAL è una sostanza chimica versatile attualmente ottenuta dalla raffinazione del petrolio e viene utilizzata per produrre materie plastiche e ingredienti alimentari. In questo studio, si è utilizzata l’erba di campo raccolta presso l’U. of I. Energy Farm per creare idrolizzati di emicellulosa. Le cellule di lievito ingegnerizzate sono state utilizzate per fermentare il glucosio, lo xilosio e l’acetato negli idrosalati.
Quando glucosio e acetato sono stati forniti insieme, la S. cerevisiae ha rapidamente convertito il glucosio in etanolo, diminuendo il livello di pH della coltura cellulare. Tuttavia, il consumo di acetato è stato fortemente inibito, rendendo la coltura tossica per le cellule di lievito in condizioni di pH basso.
Allo stesso tempo, il livello di pH del terreno è aumentato man mano che l’acetato è stato metabolizzato, il che a sua volta ha promosso il consumo di xilosio da parte del lievito.
“Si tratta della sostenibilità della nostra società“, hanno spiegato gli scienziati. “Dobbiamo utilizzare appieno queste risorse non sfruttate per costruire un futuro sostenibile. Speriamo che tra 50 o 100 anni dipenderemo principalmente da queste materie prime rinnovabili e abbondanti per produrre l’energia e i materiali di cui abbiamo bisogno per la nostra vita quotidiana. Questo è il nostro obiettivo. Ma per ora, stiamo solo facendo piccole cose per assicurarci che questo accada gradualmente“.
