Un team di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria dei Bioprocessi dell'Università Tecnica di Berlino è riuscito a produrre un sostituto della farina di pesce e dell'olio di pesce partendo da residui vegetali e con l'aiuto di batteri e alghe. Se il processo venisse utilizzato su larga scala, in futuro l'acquacoltura potrebbe diventare più sostenibile.
L'idea degli allevamenti ittici era valida: doveva continuare a fornire alla popolazione un alimento sano come il pesce e, di conseguenza, contrastare la pesca eccessiva negli oceani. Tuttavia, la loro implementazione si è rivelata inadeguata: milioni di tonnellate di pesce pescato in natura sono state trasformate in farina e olio di pesce, da aggiungere al mangime per i pesci negli impianti di acquacoltura . Ogni anno, un quinto del pesce pescato in natura viene trasformato in olio o farina di pesce. Il pesce è salutare perché ricco di acidi grassi polinsaturi essenziali omega-3, come il DHA. Mescolando farina o olio di pesce al mangime, si fornisce DHA ai pesci negli allevamenti.
Nel Dipartimento di Ingegneria dei Bioprocessi, un team guidato da Stefan Junne ha iniziato a studiare come la farina e l'olio di pesce potessero essere sostituiti nei mangimi per pesci, per impedire l'uso continuo di pesce selvatico per ingrassare i pesci d'allevamento negli allevamenti ittici. L'idea: microalghe eterotrofe, perché sono in grado di sintetizzare l'acido docosaesaenoico, o DHA in breve. "Ma affinché le alghe producano DHA, hanno bisogno di un substrato. Questo può essere, ad esempio, zucchero, ricavato da cereali come il mais. L'impianto per la produzione biotecnologica di DHA, entrato in funzione nel 2019 nello stato americano del Nebraska, utilizza cereali. Tuttavia, poiché qui al dipartimento perseguiamo la filosofia di evitare, ove possibile, l'uso di alimenti nei processi biotecnologici, stiamo sperimentando, tra le altre cose, con la paglia di fienile. Sono ipotizzabili anche scarti alimentari e altri residui biologici come foglie o rifiuti di giardino", spiega Stefan Junne.
Ma le alghe eterotrofe non possono ancora fare nulla con la paglia stabile in quanto tale. Prima deve essere decomposto. Ciò avviene tramite idrolisi microbica. Come ciò avverrà può essere osservato presso l'ufaFabrik di Berlino. In un bioreattore in plexiglas da 200 litri, un cosiddetto reattore a flusso a pistone, saranno all'opera centinaia di batteri diversi, tra cui i più importanti sono bacilli e clostridi. E come Tremotino, trasformano la paglia, scomponendola in acidi carbossilici a catena corta, come l'acido acetico. Questo viene estratto e “somministrato” ad alghe eterotrofe nei laboratori del dipartimento TU, che lo metabolizzano in DHA e lo accumulano nelle loro cellule. "Dato che lavoriamo con materiali di scarto, dobbiamo effettuare l'idrolisi microbica – la decomposizione della paglia da parte dei batteri – prima dell'effettiva sintesi del DHA nelle alghe. Stiamo quindi combinando due bioprocessi", afferma Stefan Junne. Tramite l'idrolisi microbica non si ottiene solo acido acetico liquido, ma anche una fase solida, che la ufaFabrik può poi utilizzare come fertilizzante. La collaborazione tra la TU Berlin e ufaFabrik viene sostenuta nell'ambito del programma di ricerca interno della TU "Pro Sustainability".
"Nel nostro progetto 'FENA – Sostituto di farina di pesce e olio di pesce per un'acquacoltura sostenibile', abbiamo prodotto quasi quattro tonnellate di sostituto di mangime per pesci a base di alghe. Il sostituto aveva una concentrazione di DHA di circa il 20%. La composizione degli acidi grassi omega-3 era quindi simile a quella delle miscele commerciali di olio di pesce e farina di pesce. Un risultato piuttosto buono. Le prove di alimentazione hanno avuto successo. Il nostro approccio di produzione di DHA utilizzando residui vegetali e alghe funziona. Resta da vedere se l'industria sarà interessata a trasferire questo bioprocesso dalla scala di laboratorio all'uso pratico", afferma Stefan Junne.
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