PRODOTTI COSMETICI, NUTRACEUTICI E BIOPLASTICHE DAL CARDO - IL MODELLO DI BIORAFFINERIA DEL PROGETTO BOBCAt
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PRODOTTI COSMETICI,
NUTRACEUTICI E
BIOPLASTICHE DAL CARDO
IL MODELLO DI BIORAFFINERIA
DEL PROGETTO BOBCAt
Francesca Sparvoli, CNR - IBBA
27 gennaio 2021
IL SISTEMA
CARDO
Cynara cardunculus L., var. altilis DC
• Specie mediterranea perenne
• Molto adattabile, grande biomassa, low input
• Ottima qualità di olii e biomassa ligno-cellulosica
e molti composti bioattivi
• Adatta alla produzione di bioprodotti e bioenergia
Matrìca
BIOMASSA E BIOPRODOTTI IL SISTEMA
cinarina, silimarina, acido Bioplastiche
clorogenico, derivati della Bio-plastiche
luteolina, acido cumarico,
acido ferulico, ecc compostabili per un
acidi mono e dicarbossilici, packaging più
polioli
sostenibile (as es. nel
settore del food
Lattoni sesquiterpene,
triperpeni pentaciclici panello proteico packaging).
Cellulosa, emicellulosa,
lignina, pectine
Bio-cosmesi Bio-lubrificanti
formulazione di prodotti Biolubrificanti in diversi
cosmetici a basso impatto settori (energetico, navale,
ottenuti utilizzando Bio-prodotti per il settore alimentare macchine agricole, sistemi
biointermedi e/o Applicazione delle molecole attive del Bio-prodotti per il settore agro-food
idraulici, etc)
biomolecole attive processo di estrazione dell’olio per prodotti Valorizzazione del panello proteico e delle
per la nutraceutica e/o per il settore molecole attive per l’alimentazione e la
caseario (es. caglio da fiori del cardo, latte nutraceutica animale.
da animali alimentati tramite panello di Produzione di biostimolanti da panelli di
cardo, etc). spremitura
IL SISTEMA CARDO • Stagionalità • Instabilità e contenuto non ottimale dei composti di interesse • Instabilità della resa e della composizione della biomassa • Possibile presenza di pesticidi
BOBCAt IL PROGETTO
ANALISI LCA USO DI SCARTI
ORGANICI COME
SUBSTRATO DI
«BiOtechnologies for sustainable production CRESCITA DELLE
COLTURE CELLULARI
of Bio-based commodities and specialty
products in a CArdoon-based biorefinery»
USO DELLA
Call «ECONOMIA CIRCOLARE: RICERCA PER UN FUTURO SOSTENIBILE» BIOMASSA RESIDUA
PRODUZIONE
MESSA A PUNTO DI UN DI BIOPRODOTTI
(energia, biopolimeri, SISTEMA SEMI-CONTINUO DI AD ALTO VALORE
mangimi, fertilizzanti) COLTURE DI CELLULE DI CARDO AGGIUNTO
(eterotrofiche, mixotrofiche,
fotoautotrofiche)
PIATTAFORMA
BIOTECNOLOGICA
RIDUZIONE OTTIMIZZAZIONE
DELLA DELLA
LIGNINA COMPOSIZIONE
DEGLI OLII
L’APPROCCI COLTURE CELLULARI O Produzione BIOPRODOTTI: • continua • ottimizzata • standardizzata • stabile
BIOTECNOLOGIE L’APPROCCIO Modificazione di vie biosintetiche per: • Ottimizzare la composizione degli olii aumentando il contenuto di acidi grassi monoinsaturi ➢ Produzione di bioplastiche, industria cosmetica, biolubrificanti,… • Ridurre la sintesi della lignina bloccando la sintesi dei geni biosintetici ➢ Migliore accessibilità della cellulosa per il recupero di biomolecole per la chimica verde (ACIDI DICARBOSSILICI, POLIOLI) ➢ Effetto sull’accumulo di biocomposti polifenolici (ACIDO CLOROGENICO, MIRICETINA, QUERCITINA, VITEXINA, LUTEOLINA, ecc)
BIOREATTORI L’APPROCCIO • Allestimento di una scala pilota delle colture cellulari (wt e trasformate) ➢ Testare l’EFFICIENZA PRODUTTIVA in un contesto industriale di bioraffineria • Allestimento di modalità di crescita alternative ➢ Valutare la possibilità di uno shift dalla modalità ETEROTROFICA a quella FOTOAUTOTROFICA o MIXOTROFICA
ECONOMIA CIRCOLARE L’APPROCCIO
scarti dell’industria
agroalimentare
DA SCARTO A RISORSA BIOPRODOTTI AD ALTO
AD ALTO VALORE AGGIUNTO VALORE AGGIUNTO
(analisi quali/quantitativa e attività biologica)
scarti delle
colture cellulari
L’APPROCCI
ANALISI LCA O
Valutazione dei:
• costi economici
• costi energetici
Life Cycle
• bilancio del carbonio Assessment
LCA
➢ Sostenibiltà del sistemaGiulia Graziani Analisi qualitativa e quantitativa dei composti bioattivi in estratti di
Università degli Studi di Napoli Federico II Cardo e valutazione delle loro proprietà benefiche
Teresa Docimo Dario Paolo Il ruolo della genetica e delle biotecnologie a supporto dello
IBBR-CNR IBBA-CNR sviluppo sostenibile: la produzione di colture cellulari modificate
Luca Langellotti Produzione di cellule vegetali su scala industriale: strategie per
Università degli Studi di Napoli Federico II l’aumento della sostenibilità
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