Alla scoperta delle microalghe con la dottoressa Graziella Chini Zittelli

Negli ultimi tempi il tema delle microalghe ha destato molto interesse e ha guadagnato visibilità anche sulla stampa generalista. Chi scrive, ad esempio, si è lasciato incuriosire da un articolo apparso recentemente su un inserto del Corriere della Sera intitolato, non senza una certa enfasi: “Le microalghe come la pietra filosofale: trasformano la CO2 in farina e ossigeno”. I titoli, lo sappiamo, sono scritti soprattutto per attirare l’attenzione e nel mio caso lo scopo è stato pienamente raggiunto. Tuttavia, mi sono detto: “Ma come? Tutti i vegetali, grazie alla fotosintesi, trasformano il biossido di carbonio in carboidrati rilasciando ossigeno nell’atmosfera, che avranno di così speciale le microalghe?”. Vale quindi la pena approfondire questo argomento, perché, come vedremo, sia pure molto sinteticamente, sembra che le microalghe speciali lo siano davvero. Per saperne di più abbiamo anche chiesto chiarimenti ad un’esperta, la ricercatrice del CNR dottoressa Graziella Chini Zittelli.

Cosa sono dunque le microalghe? Si tratta di organismi unicellulari, da non confondere con le alghe multicellulari che siamo abituati a vedere sulle spiagge o sugli scogli. La ricerca scientifica ne ha selezionate per i mercati solo pochi generi e  quello più noto al pubblico è forse l’alga spirulina (genere Arthrospira). Si possono coltivare sia in grandi vasche all’aperto (ve ne sono di molto avanzate in Australia) o nei cosiddetti fotobioreattori; prosperano anche nelle acque salmastre o salate rendendole attraenti per quelle aree che non sono adatte all’agricoltura tradizionale. La biomassa delle microalghe costituisce una vera e propria miniera dove si concentrano moltissime sostanze utili: ad esempio, come ci conferma la dottoressa Graziella Chini Zittelli: “il contenuto proteico delle microalghe è nettamente superiore rispetto a quello dei comuni vegetali definiti proteici (60-70%  nelle microalghe contro il 30% della soia) per cui  il loro utilizzo non può essere sottovalutato anche in termini di sostenibilità”.

Oltre alla ricchezza in proteine (che le rende molto interessanti per l’alimentazione animale, compresa l’acquacoltura) nelle microalghe sono presenti in grande concentrazione numerose sostanze preziose per il settore alimentare e farmaceutico, quali pigmenti, acido linoleico, beta-carotene, acidi grassi del gruppo omega 3. Ad oggi quello delle microalghe rappresenta ancora un mercato di nicchia: produrle è piuttosto costoso e i loro estratti per ora sono presenti soprattutto negli integratori o in qualche preparato alimentare particolare. Ma in un pianeta sovrappopolato, che si appresta ad ospitare dieci miliardi di umani, con l’esigenza improcrastinabile della eco-sostenibilità, le microalghe potrebbero uscire dalla nicchia e diventare un importante tassello della soluzione dei nostri problemi.

Secondo la dottoressa Chini Zittelli: “il cibo del futuro, per sfamare la popolazione in crescita, non può prescindere dal rispetto del nostro pianeta. Tuttavia, per tornare al discorso dei costi, dobbiamo sforzarci di ridurli e questo potrà essere fatto solo se applichiamo il concetto di bioraffineria utilizzando la biomassa prodotta in toto per applicazioni diverse (food, feed, biostimolanti e biofertilizzanti, cosmesi),  ridurre al minimo gli scarti e trasformare eventuali rifiuti in risorse.[…] Il grosso problema sono i regolamenti legislativi ancora molto restrittivi con i nuovi cibi, specialmente in UE. La produzione di carne con proteine algali  potrebbe non essere molto lontana”.

Se è vero, come osservato dalla ricercatrice, che i costi della produzione di microalghe sono ancora elevati, proprio la loro estrema versatilità potrebbe renderle vincenti, oltre che per gli aspetti ambientali, anche economicamente. Oltre che nel campo alimentare, infatti, le microalghe possono essere impiegate come bio-fertilizzanti, fornendo al terreno sostanze in grado di ripristinare la fertilità dei suoli, a differenza dei fertilizzanti di sintesi che si limitano a nutrire le piante impoverendo a lungo andare il terreno e apportando sovente quantitativi eccessivi di nutrienti come l’azoto. Le microalghe risultano inoltre potenzialmente molto attraenti per alcune applicazioni che riguardano da vicino la mitigazione climatica:

“La produzione di biocarburanti e la cattura della CO2” come ci spiega la dottoressa Chini Zittelli, “la capacità di eliminare CO2 dall’atmosfera è circa 20-30 volte superiore nelle colture algali rispetto a colture forestali”. Questo le rende candidate ideali per essere coltivate in prossimità di fonti concentrate di biossido di carbonio (ad esempio le centrali energetiche). Questi organismi sono in grado di fissare 2 Kg di CO2 in un Kg di sostanza secca e un limite nelle loro produzione è dato proprio dai costi di approvvigionamento del biossido di carbonio.

La ricerca è inoltre impegnata a sviluppare sistemi che permettano l’uso delle microalghe per la produzione di biodiesel. Come sappiamo, il tema dei biocarburanti presenta aspetti molto controversi quali la scarsa efficienza energetica dei processi che conducono al prodotto finale ed il problema della competizione tra le colture agro-energetiche con quelle alimentari, che solleva implicazioni etiche, oltre che ecologiche. Alcune  microalghe opportunamente selezionate possono essere spinte ad accumulare olio in percentuale del 50-60% del loro peso secco (in condizioni di carenza di azoto). L’interesse per questo tipo di impiego è dunque del tutto giustificato e la ricerca deve proseguire, ma al momento, sono le parole della dottoressa Chini Zittelli, restano da risolvere, fra gli altri, “problemi legati ai costi di produzione e al bilancio energetico non ancora efficiente”.

Se la produzione di biocarburanti sembra dunque essere ancora un tema di ricerca scientifica, un campo di applicazione probabilmente più maturo e non meno interessante è quello del trattamento delle acque di scarico:  in questo senso le microalghe si propongono come una valida soluzione per recuperare i nutrienti (in particolare azoto e fosforo) presenti nelle acque reflue ottenendo un prodotto dall’alto valore commerciale. E’ noto che l’azoto ed il fosforo costituiscono un serio problema quando finiscono nei laghi e nei mari dove causano il fenomeno dell’eutrofizzazione. Grazie alle microalghe è possibile trasformare scarti inquinanti in risorse utilizzabili. L’azienda sarda Livegreen costituisce un interessante esempio reale di questo tipo di applicazione e ci mostra un buon esempio operativo di economia circolare: qui i reflui derivanti da un allevamento forniscono nutrimento alle microalghe, le quali a loro volta diventano cibo per il bestiame. Messa così sembra quasi la descrizione di una sorta di moto perpetuo, ma qui naturalmente non c’è alcun trucco: è sempre il sole, in fin dei conti, grazie alla fotosintesi, che fornisce l’energia a tutto il ciclo.