Produzione di feniletanolo con un nuovo isolato batterico: studio di fattibilità

I composti aromatici sono una vasta classe di prodotti chimici usati in diversi campi industriali, come industrie alimentari, bevande, prodotti chimici, cosmetica e farmaceutica. Possono essere usati come coloranti, solventi organici e aromi. La maggior parte dei composti aromatici sono ancora prodotti attraverso sintesi chimica, utilizzando petrolio. La natura non rinnovabile del petrolio, i problemi ambientali e di salute, la disponibilità  limitata e le rese delle piante portano allo sviluppo di metodi di produzione alternativi, in particolare i processi biotecnologici. Inoltre, il mercato degli aromi ਠcresciuto negli anni e la tendenza ਠquella di continuare a crescere con l'aumento della domanda di prodotti aromatizzati. Attualmente rappresentano un mercato mondiale di 26 miliardi di dollari l'anno (2017) in costante crescita. Oltre alle piante, quasi tutte le specie batteriche e funghi hanno la capacità  metabolica di sintetizzare diversi composti aromatici. I composti aromatici sono di solito prodotti attraverso un percorso comune, chiamato Shikimate pathway (SHIK), che ਠcondiviso tra microrganismi batterici, eucariotici e archea. Tutti i geni e metaboliti della via dello Shikimate e la loro regolazione sono stati analizzati e caratterizzati in Escherichia coli e molti altri batteri. Il 2-feniletanolo ਠun alcool aromatico volatile con una fragranza simile alla rosa, ampiamente usato nell'industria cosmetica, dei profumi ed alimentare. La produzione mondiale di 2-PE nel mondo ਠstata stimata in circa 10.000 tonnellate nel 2010, la maggior parte delle quali ਠstata ottenuta mediante sintesi chimica da benzene o stirene con un prezzo di 5 US{dollar}/ kg. La produzione di questo composto puಠessere fatta in tre modi diversi: sintesi chimica, estrazione dai petali di rosa e processi biotecnologici. In questo lavoro ਠstato utilizzato un nuovo isolato batterico, proveniente dal suolo forestale dell'Angola, per produrre 2-PE, dal momento che era stata scoperta la presenza di geni che codificano gli enzimi coinvolti nella produzione di 2-PE. Il lavoro ਠiniziato con lo studio del terreno ottimale per la crescita batterica, sono stati testati sette diversi mezzi; due di questi erano già  stati utilizzati dal gruppo BIOENG per la produzione di vanillina. Dopo aver selezionato i 2 mezzi con i migliori tassi di crescita, ਠstata scelta la miglior concentrazione di glucosio, 47,73 a.u (arbitrary units) e di azoto, 1,19 a.u.. àˆ stata anche studiata la concentrazione ottimale di L-fenilalanina che ਠrisultata essere di 11,93 a.u.. Tutti questi esperimenti sono stati eseguiti in shake flask. Dopo l'ottimizzazione media sono stati eseguiti test in batch in bioreattori da 2L. Dai bioreattori sono state calcolate poi la velocità  di produzione di 2-PE, di consumo di L-Phe, la velocità  di crescita, la produttività  volumetrica oraria, il coefficiente di resa prodotto/substrato. La produzione di 2-PE raggiunta ਠnel range di 3,65 e 4,91 a.u. con una YP/S tra 1,24-1,67 a.u.