Valorizzazione di oli alimentari esausti: Sviluppo di una piattaforma biocatalitica per la sintesi di prodotti bio-based

Questo lavoro di Tesi, svolto presso il Laboratorio di Biocatalisi, è parte integrante di un progetto multidisciplinare intitolato “Approvvigionamento energetico e gestione della risorsa idrica nell’ottica dell’Economia Circolare” (Circular Economy for Water and Energy, CE4WE, POR FESR 2014-2020, Fondo europeo di sviluppo regionale e Regione Lombardia, D1139857, Call Hub Ricerca e Innovazione) e condotto dall’Università degli Studi di Pavia e da aziende presenti sul territorio lombardo. Obiettivo generale del Laboratorio di Biocatalisi nel progetto CE4WE è la valorizzazione di oli vegetali esausti di uso domestico (Used Cooked Oil, UCO) mediante sviluppo e applicazione di un processo biotecnologico basato sull’impiego di enzimi immobilizzati. In particolare, in questa Tesi viene descritto lo sviluppo di un processo biocatalitico per la produzione green di biodiesel, biocarburante completamente rinnovabile e di mono- e diacilgliceroli (MAG e DAG) a base di acidi grassi polinsaturi di potenziale utilizzo nel settore alimentare. Il biodiesel è costituito da esteri alchilici di acidi grassi che si ottengono mediante transesterificazione dei trigliceridi (TAG) contenuti negli oli in presenza di alcol (generalmente metanolo o etanolo). L’olio esausto (UCO), fornito da ENI S.p.A., è stato sottoposto a caratterizzazione quali-e quantitativa mediante gas cromatografia accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS). Dopo la caratterizzazione analitica, UCO è stato sottoposto alla reazione di transesterificazione catalizzata da lipasi immobilizzate per l’ottenimento di biodiesel. Lo screening enzimatico ha consentito di selezionare la lipasi da Thermomyces lanuginosus (TLL) come biocatalizzatore per la sintesi di biodiesel, sotto forma di esteri etilici di acidi grassi, con una resa del 65%. La reazione di transesterificazione condotta su scala preparativa ha permesso l’ottenimento di 72 g di biodiesel. Il campione ottenuto sarà caratterizzato in collaborazione con ENI S.p.A. Successivamente, l’olio UCO è stato sottoposto alla reazione di idrolisi catalizzata da lipasi provenienti da diverse fonti microbiche al fine di studiare la chemoselettività degli enzimi per gli acidi grassi saturi contenuti nell’olio. La reazione di idrolisi è stata condotta in t-butanolo con un basso contenuto di H2O al fine di rimuovere selettivamente gli acidi grassi saturi allo scopo di ottenere MAG e DAG arricchiti in acidi grassi insaturi con potenziali proprietà emulsionanti. L’analisi GC-MS per valutare la composizione quali-quantitativa in acidi grassi dei vari campioni provenienti da ciascuna reazione enzimatica è attualmente in corso.