Riassunto analitico
Il progetto di tesi sperimentale mira alla valorizzazione di biomasse marine che attualmente costituiscono uno scarto o hanno del potenziale biotecnologico non ancora del tutto esplorato. In particolare, le biomasse marine di interesse includono due anellidi marini, Halla parthenopeia e Hermodice carunculata (o vermocane), e i materiali da valorizzare consistono nel metabolita secondario hallacromo e in scarti di gusci di mitili e di granchio blu.
Nel progetto di tesi si approfondisce l’impiego di H. parthenopeia e H. carunculata come promettenti specie estrattive in sistemi di acquacoltura multitrofica integrata: il primo, H. parthenopeia, in determinate condizioni secerne un muco contenente hallacromo, un antrachinone con provata attività antimicrobica; il secondo, H. carunculata, si è rivelato un efficiente pulitore di scarti di prodotti del mare, come gusci di molluschi e crostacei.
Nella prima parte del lavoro, è stato impiegato in primo luogo il muco prodotto da H. parthenopeia per l’ingegnerizzazione di nanoparticelle di argento (AgNPs), con il fine di esplorare una possibile azione antibatterica sinergica. Le sintesi di AgNPs sono state ideate secondo procedure di sviluppo sostenibile e safe-by-design, e ottimizzate dal punto di vista chimico-fisico avvalendosi di più caratterizzazioni: analisi di stabilità colloidale (DLS, ELS), quantificazione della resa di reazione (ICP-OES), assorbimento UV-VIS, analisi composizionale (XRD), e analisi morfologica (TEM). I risultati ottenuti sono incoraggianti, allineati con i requisiti di stabilità, dimensione e composizione chimica richiesti. Le AgNPs sono state testate anche su microrganismi tra cui il micete Candida albicans, e i batteri Staphylococcus aureus (Gram+) e Escherichia coli (Gram-), mostrando un’interessante attività antimicrobica.
La seconda parte del progetto riguarda materiali prodotti da un sistema di bioraffineria sperimentale, ed ha previsto la caratterizzazione chimico-fisica di gusci di scarto di mitili e di granchi blu ripuliti dal vermocane. Per entrambe le matrici biologiche sono state svolte analisi granulometriche (Sedigraph), morfologiche (SEM), composizionali (XRD e ICP-OES), termo-gravimetriche (TGA-DSC) e dei gruppi funzionali presenti (FTIR). I risultati hanno evidenziato che, grazie all’abbattimento della sostanza organica attuato da H. carunculata, i gusci mostrano un elevato contenuto di carbonato di calcio e chitina potenzialmente riutilizzabili. Sono state testate diverse granulometrie dei materiali, sia tal quali che calcinati, come adsorbenti economici ed ecocompatibili per il trattamento di reflui sintetici forniti da Hera SpA, che simulano la composizione di reflui civili di Ferrara. È stato riscontrato un buon adsorbimento di fosforo e metalli da parte dei campioni calcinati, e anche da parte di alcuni tal quali, evidenziandone la potenziale applicabilità.
Nel complesso i risultati suggeriscono che sia possibile valorizzare le biomasse marine considerate sviluppando diverse applicazioni che spaziano dall’ ambito biomedico, con l’ottimizzazione della tecnologia delle AgNPs funzionalizzate con una nuova molecola di origine naturale con provata azione antibatterica; ecologico, alleggerendo la pressione sugli ecosistemi grazie all’impiego alternativo di due specie invasive (vermocane e granchio blu); industriale, smaltendo scarti dell’industria ittica e di trasformazione.
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