Riassunto analitico
I biopolimeri sono polimeri di origine biologica che rappresentano una valida alternativa ai materiali sintetici tradizionali. Grazie alla loro biodegradabilità, biocompatibilità e disponibilità, i biopolimeri stanno diventando sempre più importanti per lo sviluppo di nuove tecnologie sostenibili e innovative. Tra questi, quello di maggior interesse è la cellulosa batterica, prodotta da batteri come Komagataeibacter xylinus. Questo biopolimero presenta una serie di proprietà uniche, come la buona capacità di ritenzione idrica, l'elevata resistenza meccanica e il grado di purezza, che lo rendono adatto per diverse applicazioni industriali e mediche.
In questo lavoro di tesi, l’attività sperimentale ha visto coinvolti quattro ceppi batterici (K2G30, K2G39, K2G44 e K2A28) di Komagataeibacter spp. conservati presso la collezione UMCC dell’università di Modena e Reggio-Emilia. Di questi ceppi si è poi valutata la resa in termini di quantità di cellulosa prodotta in terreno standard ad intervalli di campionamento di 2 e 4 giorni, ma anche altri parametri di interesse, come pH, consumo di glucosio e produzione di acido gluconico. Si è poi estratto e amplificato (PCR) il DNA di tre dei quattro ceppi (K2G39, K2G44 e K2A28) ed è stato spedito a Bio-Fab per il sequenziamento con metodo Sanger. Le sequenze del 16S ottenute sono state allineate e rifinite con sequenze di ceppi tipo, ed infine si è ricreato l’albero filogenetico. Dopo un attento studio della letteratura si sono testate varie formulazioni di terreno standard addizionato con sali metallici (ferro o rame), per valutare una possibile funzionalizzazione in situ della cellulosa prodotta in 5 giorni di incubazione. I dischetti di cellulosa batterica prodotta sono stati analizzati morfologicamente e semi-quantitativamente tramite tecnologia FTIR ed ESEM-EDX dal gruppo della prof.ssa Monia Montorsi del dipartimento di Scienze e Metodi dell’Ingegneria. Lo scopo ultimo del lavoro di tesi sarebbe stato la produzione di inchiostri a base di cellulosa funzionalizzata con particelle metalliche per stampante Voltera.
I risultati ottenuti hanno mostrato che la funzionalizzazione in situ risulta essere difficoltosa in quanto a seguito dei lavaggi effettuati per la rimozione del terreno e dei batteri, le particelle metalliche vengono rimosse. Inoltre, non si riscontra una trama regolare o ben dispersa nella cellulosa, bensì poche particelle e sparse. Da segnalare che la presenza di sali metallici, soprattutto sali di rame influisce negativamente sulla crescita dei batteri. I dati ottenuti si possono rivelare utili per lavori futuri, nei quali si potrà intervenire provando tecniche di lavaggio meno aggressive oppure tentare un approccio genetico incentrato sull’utilizzo di plasmidi per rendere maggiormente resistenti i ceppi batterici utilizzati alle concentrazioni di sali metallici in terreno.
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