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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
POLIFENOLI; ACQUE REFLUE DI FRANTOIO (ARF); BIOREATTORI; BIOCATALIZZATORI; ENZIMI IMMOBILIZZATI; FENOMENI DI TRASPORTO; FERTIRRIGAZIONE; TRATTAMENTO ECO-COMPATIBILE; CELLULOSA

Riutilizzo e smaltimento eco-compatibile dei reflui dell'industria agro-alimentare con recupero e bioconversione delle sostanze antiossidanti

Università della Calabria
Abstract
Il progetto di ricerca è relativo al trattamento delle acque reflue dell'industria alimentare, in particolare quelle derivanti dalla produzione dell'olio di oliva, (acque di vegetazione o acque reflue di frantoio, ARF), con l'obiettivo di recuperare o trattare le sostanze antiossidanti ed in particolare i polifenoli. Queste sostanze, infatti, sono responsabili della fitotossicità e della scarsa biodegradabilità del refluo, in quanto la loro capacità antiossidante ostacola l'azione dei micro-organismi utilizzati nei tradizionali impianti di depurazione, con conseguente loro ridotta efficienza.
E' prevista una sinergia tra le Unità che da tempo già collaborano attivamente fra loro e che si sono poste l'obiettivo comune di mettere a punto metodiche e tecnologie differenziate in base alle specificità dei siti di produzione degli oli e dei relativi reflui. Anche il mezzo di reazione sarà oggetto di studio al fine di garantire un substrato idoneo alla crescita ed allo sviluppo dei microrganismi deputati sia all'ossidazione dei polifenoli sia alla bioconversione dei carboidrati per una migliore processabilità del refluo e quindi una sua eventuale separazione in correnti a diversa composizione.
Uno degli elementi che caratterizzerà la ricerca sarà la sua eco-compatibilità e quindi saranno utilizzate sostanze non nocive per l'ambiente, ottimizzando le condizioni operative dei processi che verranno messi a punto.
In merito alla bioconversione dei polifenoli nelle >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Gabriele IORIO Università della CALABRIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il progetto si pone l'obiettivo di realizzare la bioconversione delle sostanze antiossidanti presenti nei reflui oleari (ARF) secondo metodiche eco-compatibili, quindi senza alterare l'eco-sistema, e con trattamenti efficaci che possano ben confrontarsi con le severe limitazioni economiche connesse al modesto valore aggiunto del prodotto finale.
Obiettivo operativo del progetto è quello di recuperare o trattare i polifenoli in quanto l'attività fitotossica e antimicrobica delle ARF è dovuta principalmente alla presenza di tali antiossidanti.
Obiettivo metodologico comune è l'interazione tra competenze e conoscenze nel settore della bioingegneria e delle biotecnologie con quelle proprie dell'ingegneria chimica e della chimica industriale, da realizzarsi grazie ad una prevista sinergia fra le Unità, garantendo un avanzamento nelle conoscenze di base dei relativi ambiti di studio.
Obiettivo applicativo è la messa a punto di metodiche e tecnologie differenziate in base alle specificità dei siti di produzione degli oli e dei relativi reflui.

ARTICOLAZIONE IN SINGOLI OBIETTIVI
Al fine di garantire una congruenza tra obiettivi, risultati attesi e raggiunti sono state individuate delle linee di lavoro parallele e sequenziali corrispondenti a singoli obiettivi per i quali si fornisce una sintetica descrizione.

Sono stati individuati tre obiettivi paralleli relativi alle ARF tal quali, alle ARF nel suolo ed, infine, al >>>

Risultati parziali attesi
Messa a punto di tutte le metodiche analitiche per:
- l'identificazione e il monitoraggio di singoli polifenoli, del contenuto fenolico totale e dei polimeri catecolmelaninici
- la composizione di polifenoli e prodotti di reazione, in soluzione, nelle ARF, nei suoli, negli oli.
- l'attività antiossidante
- oligosaccaridi in presenza di altre sostanze organiche
Messa a punto dei test di microtossicità e fitossicità nelle ARF e nei suoli.
Selezioni di colture e microrganismi
Purificazione e caratterizzazione deglii enzimi selezionati
Individuazione dei supporti di immobilizzazione e relativa sintesi, preparazione o acquisizione
Immobilizzazione dei biocatalizzatori per le specifiche reazioni
Determinazione della cinetica della reazione di ossidazione, cinetica intrinseca, cinetica apparente e stima delle relative costanti, con soluzioni simulanti.
Valutazione delle resistenze al trasporto nei sistemi immobilizzati
Stima degli effetti inibitori sulle reazioni parallele.
Caratterizzazione cinetica e termodinamica dei sistemi reagenti.Applicazione delle metodiche analitiche su ARF, oli, suoli
Raccolta dati sperimentali inerenti la separazione delle ARF, le reazioni di ossidazione biocatalitica e catalitica, le reazioni parallele di idrolisi sulle ARF, sulle ARF nei suoli e negli oli.
Adsorbimento dei chinoni.
Prime valutazioni sulle previsioni cinetiche e >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il progetto di ricerca oggetto dello studio riguarda il trattamento delle acque reflue dell'industria alimentare, in particolare le acque derivanti dal processo produttivo dell'olio di oliva, (acque reflue di frantoio ARF o acque di vegetazione AV), con l'obiettivo di recuperare o trattare le sostanze antiossidanti ed in particolare i polifenoli.
La spremitura delle olive produce, accanto all'olio, due sottoprodotti di diverso valore: le sanse e le acque reflue di frantoio.
Le ARF sono costituite dall'acqua presente inizialmente nelle drupe (acqua di vegetazione), dall'acqua di lavorazione aggiunta per facilitare la separazione dell'olio durante la molitura e dall'acqua di lavaggio delle olive e degli impianti. Le ARF hanno un elevato carico organico e salino (residuo secco 8-20% in peso). I principali componenti organici delle ARF sono zuccheri, pectine-mucillaggini-tannini, acidi organici, polialcoli, lipidi, composti azotati, polifenoli e un pigmento scuro (polimeri "catecolmelaninici")
Polifenoli e catecolmelanine non sono presenti originalmente nelle olive ma sono prodotti al momento della frangitura delle drupe per azione degli enzimi già presenti ma inattivi nel tessuto intero.
Lo smaltimento delle ARF è attualmente uno dei più seri problemi ambientali che affligge numerosi Paesi dell'area Mediterranea quali: Spagna, Grecia, Italia, Portogallo, Turchia e Tunisia, in quanto fanno parte di una categoria di reflui agro-industriali >>>