Come trasformare scarti di mela e siero in acido succinico?

Le industrie alimentari producono enormi quantità di scarti: la polpa di mela rimasta dopo la spremitura e il siero lattiero del latte. Un team di ricercatori ha scoperto che il batterio Basfia succiniciproducens può trasformare questi rifiuti in acidi organici utili, soprattutto l’acido succinico, un building block per bioplastiche e solventi. Dopo una pretrattamento termico, la polpa di mela è stata usata come “cibo” per i batteri, che hanno convertito gli zuccheri in 0,224 grammi di acido succinico per grammo di zucchero consumato, insieme a piccole quantità di acido lattico, formico e acetico. Con il siero di latte, invece, il risultato è stato ancora migliore: 0,236 grammi di acido succinico per grammo di lattosio, più formico e acetico. Questi numeri mostrano che il lattosio è una fonte di carbonio molto promettente per la produzione di acidi organici. La scoperta è la prima a proporre la polpa di mela come substrato per questo batterio, aprendo la strada a processi più sostenibili e a una riduzione dei rifiuti agro‑industriali. In futuro, queste biotecnologie potrebbero rendere più economico e verde il ciclo di produzione di materie prime chimiche.

Basfia succiniciproducens è un batterio gram‑negativo appartenente alla famiglia delle Rhodospirillaceae, noto per la sua capacità di fermentare sia zuccheri a cinque che a sei carboni. Il percorso metabolico chiave è la via di fermentazione succinica, in cui il piruvato viene convertito in acido succinico tramite l’intermediazione di fosfato di succinato. Durante questo processo, l’energia è conservata sotto forma di ATP mediante la fosforilazione a livello del substrato, rendendo la via più efficiente rispetto alla fermentazione lattica tradizionale. La pretrattamento termico della polpa di mela rompe le pareti cellulari della fibra, liberando zuccheri come glucosio, fruttosio e pectina, che sono rapidamente assimilati dal batterio. Nel caso del siero, il lattosio è idrolizzato in glucosio e galattosio da una β‑galattosidasi espressa dal ceppo, fornendo una fonte di carbonio più omogenea. La produzione di acido formico e acetico deriva dalla via di fermentazione mista, dove il piruvato è decarbossilato a acetil‑CoA, poi convertito in acetato o ridotto a formiato. La resa di 0,236 g/g di succinico su lattosio indica un bilancio redox ottimizzato, con un rapporto NADH/NAD⁺ favorevole alla riduzione del piruvato. Inoltre, la capacità di B. succiniciproducens di tollerare alti livelli di acidi organici rende il processo scalabile in bioreattori industriali, dove il pH può essere controllato per massimizzare la produzione. Future ottimizzazioni potrebbero includere l’ingegneria metabolica per aumentare l’espressione di enzimi chiave come succinato deidrogenasi e ridurre la formazione di sottoprodotti, migliorando ulteriormente il rendimento e la purezza dell’acido succinico prodotto.