Valutazione della biodegradazione di coloranti diazoici ed antrachinonici innovativi funzionalizzati con gruppi glucidici, mediante consorzi microbici batterici e fungini - (2° anno) (continuazione, anno 2004)

Starting date
January 1, 2004
Duration (months)
12
Departments
Biotechnology
Managers or local contacts
Vallini Giovanni

L'industria tessile si trova a fronteggiare seri problemi nel trattamento dei reflui derivanti dal comparto di tinteggiatura dei tessuti. I coloranti maggiormente impiegati appartengono alla classe dei diazoici ed a quella degli antrachinonici, composti che presentano refrattarietà alla depurazione biologica, conferendo, tra l'altro, una colorazione intensa agli scarichi. Ciò provoca inevitabilmente un marcato impatto negativo anche dal punto di vista visivo. Lo sforzo di rendere questi coloranti più compatibili in termini ecologici ha portato, negli ultimi anni, alla messa a punto di derivati funzionalizzati di tali composti, al fine di renderli più aggredibili biologicamente e meno persistenti nell'ambiente. L'introduzione di gruppi glucidici sulla molecola dei coloranti sopra citatati costituisce una delle strade più promettenti in questo senso.
Lo studio qui proposto si pone come obbiettivo la verifica della biadegradabilità di coloranti diazoici ed antrachinonici a base glucidica, appositamente sintetizzati. L'indagine verrà condotta, preventivamente, con prove batch impiegando ceppi microbici noti per le capacità di attaccare enzimaticamente composti complessi recanti anelli aromatici, quali IPA e derivati delle lignine.
In particolare, per quanto riguarda le specie batteriche, verranno impiegati ceppi di Burkholderia sp., precedentemente isolati presso i nostri laboratori e rivelatisi in grado di degradare composti policiclici aromatici e dibenzotiofeni condensati. D'altra parte, con riferimento agli eumiceti (funghi), verranno intraprese prove di degradazione con il basidiomicete ligninolitico Phanerochaete chrysosporium.
I test saranno allestiti, con i vari ceppi microbici, in coltura axenica, valutando le capacità decoloranti e degradative degli agenti biologici considerati. La scomparsa dei coloranti aggiunti al substrato di coltura verrà monitorata con metodi analitici strumentali (i.e., gas-cromatografia, NMR, etc.).
Contestualmente, verranno allestite prove di degradazione dei coloranti con ricorso a consorzi microbici complessi sottoposti a pressione selettiva dettata dalla presenza dei composti di interesse negli habitat di origine (es. fanghi di depurazione provenienti da impianti per il trattamento di reflui dell'industria tessile e/o conciaria). Le associazioni microbiche dei campioni ambientali verranno identificate mediante protocolli di analisi molecolare (DGGE/Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, ARDRA/Amplified Ribosomal DNA-Restriction Analysis, sequenziamento dei DNA codificanti per i 16S e/o 18S rRNA), in modo da avere un quadro qualitativo e quantitativo dei gruppi tassonomici presenti. I test di degradazione con inoculi complessi verranno condotti sia in condizioni arerobiche che anaerobiche.
Grazie ad una collaborazione in atto con il gruppo di ricerca coordinato dal Prof. Giorgio Catelani presso il Dipartimento di Chimica Bioorganica e Biofarmacia dell'Università degli Studi di Pisa, sarà possibile non solo ottenere i composti coloranti di nuova sintesi sui quali impostare le indagini microbiologiche, ma anche contare su accurati supporti analitici per la determinazione delle caratteristiche dei metaboliti intermedi derivanti dall'eventuale degradazione dei coloranti in oggetto.

Sponsors:

Ateneo
Funds: assigned and managed by the department
Syllabus: RICATENEO - Finanziamenti d'Ateneo per la Ricerca Scientifica

Project participants

Simona Di Gregorio
Giovanni Vallini
Full Professor
Chiara Zocca

Collaboratori esterni

Giorgio Catelani
Università degli Studi di Pisa Dipartimento di Chimica Bioorganica e Biofarmacia Professore Straordinario
Silvia Lampis
Università degli Studi di Verona Scientifico e Tecnologico dottorando
Simona Di Gregorio
Università degli Studi di Verona Scientifico e Tecnologico assegnista
Research areas involved in the project
Environmental Engineering & Energy

Activities

Research facilities