Il butanolo, una produzione da reddito per l'industria agraria, più competitiva di quella dell'alcool per biocarburante

Una novità tra le alternative produttive offerte agli agricoltori viene proposta dall'Università dell'Illinois – Urbana, che segnala che la produzione di etanolo (alcool etilico) non è così redditizia come potenzialmente lo è quella del butanolo (alcool butilico).
L'etanolo è un alcool alifatico a catena lineare avente due atomi di carbonio e la cui formula chimica è CH3CH2OH, mentre il butanolo differisce per avere 4 atomi di carbonio nella sua catena lineare e quindi formula chimica: CH3CH2CH2CH2OH .
L'utilizzo del butanolo è piuttosto vario e va dal liquido per i freni, al diluente per le vernici, alla plastica. Gli alcooli sono infatti dei buoni solventi polari. Essi possono essere ricavati in natura da fermentazione di zuccheri ed altri carboidrati.
Come sottolinea il Dott.Blaschek il butanolo ha tutte le caratteristiche per poter essere utilizzato anche come carburante, con virtù anche migliori dell'etanolo, ma il suo valore e quindi costo è maggiore poiché esistono degli usi concorrenti che ne fanno salire il prezzo che segue quello del propilene, un alchene a tre atomi di carbonio, materia prima per la produzione di un composto plastico, il polipropilene. Per questo poiché il butanolo è ricavato dalla stessa materia prima dell'etanolo, la sua produzione è più competitiva dei biocarburanti poiché i prodotti finali della filiera del butanolo hanno un valore maggiore dell'etanolo combustibile.
Il Dott.Blaschek ha studiato per 10 anni un mutante di un batterio anaerobio del genere dei clostridi, attivo nel terreno, il Clostridium beijerinckii, il quale è in grado di produrre alte concentrazioni di butanolo se aggiunto in un contenitore di sottoprodotti vegetali. Questo batterio fa quindi quello che il lievito realizza nel processo di produzione dell'etanolo ed in più potendo utilizzare zuccheri pentosi ed esosi (a cinque ed a sei atomi di carbonio) non vi è limite nel recupero di biomasse agricole contenenti zuccheri (es. i sottoprodotti della produzione di etanolo).
Lo studio che circa 10 anni fa portò ad ottenere questo ceppo batterico mutante fu ottenuto, secondo quanto riferisce il Dott.Blaschek, con tecniche abbastanza rozze rispetto a quelle attualmente disponibili e quindi non fu possibile riuscire a capire quali modifiche, nel genotipo batterico originario, avessero indotto le caratteristiche ora utili. Studi più recenti su entrambi i ceppi hanno portato a definire che in quello mutante vi è una molto maggiore produzione di RNA e quindi di proteine ed anche una variazione nell'entità di produzione di spore. Inoltre, constatato che la produzione di butanolo avviene nella fase finale del processo di fermentazione, il Dott.Blaschek ipotizza che si possa influire positivamente, o negativamente su di essa, semplicemente impedendo al batterio il passaggio alla fase di sporulazione, nella quale i clostridi (batteri appartenenti al gruppo degli sporigeni) producono le spore, forme di riproduzione resistenti a condizioni ambientali avverse (=forme di quiescenza).
Il brevetto per l'uso del ceppo batterico mutante, producente elevate concentrazioni di butanolo, è stato concesso in licenza d'uso all'impresa locale 'Tetravitae BioSciences', che sta programmando un suo utilizzo per una produzione su ampia scala di butanolo, confrontabile con quella di un impianto per la produzione di etanolo.
Nonostante la produzione di butanolo a partire dal Clostridium beijerinckii sia già in fase applicativa, questa ricerca prosegue presso l'Università di Urbana. Il prossimo obbiettivo è produrre un ceppo batterico di seconda generazione, realizzato avvalendosi delle tecniche di manipolazione genetica ora disponibili e che permettono, sulla base della conoscenza delle sequenze geniche del batterio, di indurre appositamente le modifiche già ottenute precedentemente, agendo su degli specifici 'siti genici obbiettivo'.

Questa ricerca è stata pubblicata nel numero di gennaio 2009 di 'Applied and Environmental Microbiology'.

Fonte/i: Fonte: Università dell'Illinois - Urbana, 8 gennaio 2009

Autore dell'articolo: Luca Federico Fianchini, 31 marzo 2009



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