Biotecnologie ambientali: bioenergie, bioraffinerie e biorisanamento

L'Area di Biotecnologie Ambientali del Dipartimento di Biotecnologie si occupa di tematiche inerenti sia i settori del risanamento ambientale e della depurazione sia della produzione di molecole organiche ad alto valore aggiunto. In particolare, i temi di ricerca sviluppati riguardano sia lo studio fondamentale sia lo sfruttamento tecnologico di sistemi biologici, tanto procarioti (batteri) quanto eucarioti (funghi, microalghe, piante), per:
  • il risanamento di terreni e acquiferi inquinati (bonifica biologica inclusa la fitobonifica) nonché la depurazione delle acque reflue;
  • il trattamento dei rifiuti organici di origine agricola, urbana e industriale mediante processi aerobici e anaerobici (compostaggio e digestione metanogenica) per una corretta gestione e lo smaltimento in sicurezza, con recupero di materiali e/o energia;
  • la produzione di biocarburanti (bio-idrogeno e bio-alcool) attraverso reazioni fotosintetiche o fermentative;
  • la produzione di composti chimici di natura biologica (es. biotensioattivi, esopolisaccaridi, ecc.) e di enzimi (es. cellulasi, cutinasi, laccasi, perossidasi, ecc.) di elevato valore tecnologico, nonché la produzione di biopolimeri/bioplastiche (es. poli-idrossi-alcanoati) insieme alla depolimerizzazione biocatalitica di poliolefine e poliesteri di derivazione petrolifera.
Matteo Ballottari
Professore ordinario
Roberto Bassi
Professore ordinario
David Bolzonella
Professore ordinario
Stefano Cazzaniga
Ricercatore a tempo determinato
Luca Dall'Osto
Professore ordinario
Nicola Frison
Professore associato
Salvatore Fusco
Professore associato
Silvia Lampis
Professore associato
Competenze
Argomento Persone Descrizione
Applied biotechnology (non-medical), bioreactors, applied microbiology aderente allo standard  ERC
Attività di Ricerca Salvatore Fusco
Le attività di ricerca svolte dal Dott. Salvatore Fusco si concentrano sui seguenti argomenti: 1. Identificazione e caratterizzazione di enzimi per la valorizzazione di biomasse lignocellulosiche; 2. Isolamento e caratterizzazione di microorganismi per applicazioni biotecnologie industriali; 3. Messa a punto di metodi per l’immobilizzazione di enzimi su nano-particelle virali; 4. Messa a punto di metodi innovativi per facilitare lo screening di “library” di varianti enzimatiche genera mediante evoluzione diretta di enzimi; 5. Identificazione e caratterizzazione di peptidi bioattivi; 6. Caratterizzazione funzionale e strutturale di proteine virali convolte nella regolazione della trascrizione genica.
Applied biotechnology (non-medical), bioreactors, applied microbiology (vedi classificazione  ERC )
Biotecnologia delle alghe unicellulari Roberto Bassi
Le alghe unicellulari sono microbi e sono facilmente ingegnerizzabili per cambiarne la composizione e/o le attività metaboliche al fine di produrre composti di interesse come, per esempio, biocombustibili, coloranti alimentari, anti-ossidanti o proteine ricombinanti come enzimi industriali o antigeni come vaccini. In questa ricerca perseguiamo la domesticazione delle alghe per questi scopi utilizzando tecniche genetiche (mutagenesi. evoluzione diretta), la transgenesi o l'editing genomico.
Chemical engineering, technical chemistry (vedi classificazione  ERC )
Produzione di bio-based compounds David Bolzonella
Questa linea di ricerca si occupa della produzione di chemicals (bio-based products e nutrienti) da scarti/rifiuti. Particolare attenzione è posta alla produzione di acidi grassi a catena corta (SC-VFA), poli-idrossi-alcanoati (PHA), precursori delle bioplastiche, e nutrienti quali il fosforo e l'azoto
Recupero di risorse da acque reflue municipali e industriali Nicola Frison
Recupero di cellulosa, produzione di Acidi Grassi Volatili (VFA), Poliidrossialcanoati (PHA) da fanghi di depurazione, scarti agro-industriali e frazione organica dei rifiuti solidi urbani.
Trattamento di acque reflue ad alto carico Nicola Frison
Rimozione biologica di azoto e fosforo via-nitrito da surnatanti anaerobici, trattamenti anaerobici di acque reflue per la rimozione del carico organico e produzione di biogas.
Chemical aderente allo standard  ISI
Recupero di bio-molecole e nutrienti da rifiuti Matteo Ballottari
Studio di processi di natura biologica, chimica, fisica, e loro combinazioni per la produzione di molecole organiche di interesse industriale (acidi grassi volatili, poli-idrossi-alcanoati) ed il recupero di nutrienti in forma concentrata
Environmental biotechnology, bioremediation, biodegradation (vedi classificazione  ERC )
Biocombustibili di seconda e terza generazione Luca Dall'Osto
Selezione di ceppi algali ottimizzati per la produzione di biocarburanti: (a) identificazione dei geni che controllano la resa in biomassa nelle alghe verdi; (b) ingegnerizzazione della capacità di penetrazione della luce in colture dense tipiche dei fotobioreattori, e modulazione dei meccanismi fotoprotettivi responsabili della resistenza alla luce in eccesso. Ottimizzazione dei processi di degradazione dei residui lignocellulosici, sfruttando enzimi termostabili, idrolitici della parete cellulare: (a) isolamento di ceppi algali transgenici che producono enzimi termostabili degradativi della parete cellulare vegetale; (b) sviluppo di piante transgeniche auto-catalitiche, che accumulano enzimi degradativi della parete, attivati alle alte temperature.
Incremento dell’efficienza della raccolta e dello sfruttamento dell’energia luminosa Stefano Cazzaniga
Identificazione dei fattori che limitano l’efficienza della conversione dell’energia luminosa in biomassa ed ingegnerizzazione degli organismi fotosintetici, piante e microalghe, per migliorare tali limiti. In particolare miglioramento della diffusione dell’energia luminosa all’interno dei fotobioreattore e modulazione dei meccanismi fotoprotettivi che dissipano la luce in eccesso come calore
Microbiologia Agraria (Microbiologia del Terreno)- Microbiologia Ambientale - Biotecnologie Microbiche (Non-Alimentari) Silvia Lampis
I principali ambiti di interesse riguardano lo studio sia di singole specie microbiche (batteriche o fungine) sia di popolazioni microbiche complesse in relazione ad attività da queste estrinsecate, che siano significative sotto il profilo della ricaduta ambientale. L'attenzione perciò è rivolta alla catalisi microbica all’interno dei cicli biogeochimici, all’influenza del metabolismo microbico sulle caratteristiche di suoli e corpi idrici, all’interazione funzionale tra microrganismi e piante, al ruolo dei microrganismi nella detossificazione di matrici ambientali contaminate da composti organici per un possibile sfruttamento degli stessi microrganismi nel trattamento di rifiuti/reflui industriali attraverso processi ecocompatibili.
Industrial biofuel production aderente allo standard  ERC
Digestione Anaerobica David Bolzonella
Studio e della ottimizzazione del processo di digestione anaerobica di rifiuti organici, fanghi di depurazione, sottoprodotti dell'agroindustria, letami e liquami per la produzione di metano e/o idrogeno
Sustainable design (for recycling, for environment, eco-design) aderente allo standard  ERC
Trattamento Acque Reflue David Bolzonella
Trattamento biologico-chimico-fisico di acque reflue di origine civile/industriale per la rimozione di nutrienti e composti inquinanti prioritari
Gruppi di ricerca
Nome Descrizione URL
Biochimica e Biotecnologie Industriali (BBI)
Biotecnologie Microbiche e Microbiologia Ambientale Sede: Ca' Vignal 2, Verona
Efficienza e organizzazione nelle public utilities Il gruppo di ricerca focalizza le proprie attenzioni sullo studio delle determinanti esogene ed endogene dell’efficienza nelle public utilities
Ingegneria Chimica dell'Ambiente e dei Bioprocessi Il gruppo di ricerca in Ingegneria Chimica dell'Ambiente e dei Bioprocessi opera nel settore del trattamento dei rifiuti organici di diversa origine (civile, industriale, agricola) per il recupero di bio-combustibili o molecole ad alto valore aggiunto oltre che nel settore del trattamento delle acque reflue. Il gruppo di ricerca gestisce il Laboratorio di Impianti chimici per l'Ambiente e i Bio-Processi (LABICAB).
Laboratorio di Biosfruttamento dell'Energia Solare (SOLE-LAB) https://www.solelab.org/
Laboratorio di Fotosintesi Biochimica e fisiologia molecolare della fotosintesi
Progetti
Titolo Responsabili Fonte finanziamento Data inizio Durata (mesi) 
LIFE DIMITRA Valorising anaerobic digestates into bio-fertilisers for climate friendly agriculture Federico Battista 01/09/23 56
REFRAME - Resource rEcovery FRom novel Assisted Metabolism Nicola Frison, Federico Micolucci Commissione Europea 01/09/23 30
BRIC INAIL: Processi innovativi biologici e bio-elettrochimici per la produzione di idrogeno da matrici organiche di scarto Federico Battista 01/05/23 24
AgriLoop - Pushing the frontier of circular agriculture by converting residues into novel economic, social and environmental opportunities David Bolzonella Commissione Europea 01/12/22 48
TriAZO-BioREM - Sviluppo di prodotti biotecnologici finalizzati al biorisanamento di matrici inquinate da composti triazolici Silvia Lampis Joint Research 2021 - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/10/22 24
Hydrogen from organic waste with an integrated biological thermal electrochemical process David Bolzonella, Federico Battista 23/06/22 6
RESO - REsilienza e SOstenibilità delle filiere ortofrutticole e cerealicole per valorizzare i territori Tiziana Pandolfini MUR - Ministero dell'Università e della Ricerca 01/01/22 30
CIRCULAR BIOCARBON - Turning carbon of complex organic urban waste streams into valueadded products Nicola Frison Commissione Europea - H2020 01/06/21 60
ASTEASY - Innovative and efficient production in microalgae of easily extractible and highly pure Astaxanthin for added-value products Matteo Ballottari ERC 01/03/20 18
JP2018 - Letti filtranti con specifica capacità biocatalitica per l'abbattimento dell'inquinamento puntiforme derivante dalle operazioni di rimepimento e lavaggio delle attrezzature per l'irrorazione di pesticidi presso le aziende agricole Giovanni Vallini Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 15/04/19 24
IMPLEMENTATION OF A SUSTAINABLE AND COMPETITIVE SYSTEM TO SIMULTANEOUSLY PRODUCE ASTAXANTHIN AND OMEGA-3 FATTY ACIDS IN MICROALGAE FOR ACQUACULTURE AND HUMAN NUTRITION Matteo Ballottari ERC 01/09/18 18
Miglioramento genetico di ceppi di microalghe per la produzione di biocarburanti e prodotti ad elevato valore aggiunto Matteo Ballottari MIUR 18/12/17 48
JP2016 - Isolamento e caratterizzazione di batteri lattici per la valorizzazione di produzioni locali di formaggi di capra in Lessinia (provincia di Verona, Regione Veneto, Italia) Giovanna Felis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/04/17 36
JP2016 - Produzione industriale di Omega-3 e carotenoidi tramite coltivazione di microalghe Matteo Ballottari Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/03/17 24
JP2016 - Uso di composti naturali e sicuri in alternativa a quelli convenzionali per il controllo delle patologie e per preservare la biodiversità microbica in vigneto Sandra Torriani Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/03/17 24
JP2015 - Innovazione per la produzione di grissini: il ruolo dei probiotici e della composizione del lievito madre. Giovanna Felis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/02/16 24
JP2015 - BONIFICA BIOLOGICA DEI SEDIMENTI DRAGATI INQUINATI Silvia Lampis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/01/16 36
JP2015 - Utilizzo ottimale di mix di enzimi per l’incremento della produzione di biogas nella digestione anaerobica di colture dedicate e sottoprodotti agricoli David Bolzonella Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/01/16 12
JP2014 - Per una resistenza ottimizzata di fragilIS Kluyveromyces Giovanna Felis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/12/14 12
Recupero funzionale di suoli contaminati da metalli pesanti Antonella Furini Fondo Sociale Europeo - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/09/13 12
JP2012 - Mixotrophic production of microalgae biomass Matteo Ballottari Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/01/13 12
JP2012 - Sviluppo di nuove procedure per ottenere integratori innovativi a base di fitocomposti e microrganismi. Giovanna Felis Joint Projects - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/01/13 12
Messa a punto di un metodo di produzione di colture cellulari vegetali per applicazioni nell’industria cosmetica e formulazione di un preparato per la fitocosmesi Antonella Furini FSE - assegnato e gestito dal Dipartimento 01/09/12 12
INDUSTRIA 2015: PRODUZIONE DI ENERGIA RINNOVABILE CON IL MINIMO IMPATTO DA UN MIX DI BIOMASSE E RIFIUTI SPECIALI NON PERICOLOSI ATTRAVERSO PROCESSI INNOVATIVI (MISE) Franco Cecchi Ministero Politiche Agricole Alimentari e Forestali - MIPAAF 01/09/11 36
Produzione di energia rinnovabile e recupero dei nutrienti nel trattamento anaerobico di residui del settore agro-zootecnico David Bolzonella FIRB VALUTATO POSITIVAMENTE 01/01/10 36
RIGENERAZIONE DEL TESSUTO NERVOSO PERIFERICO MEDIANTE UTILIZZO DI CELLULE STAMINALI MESENCHIMALI ADULTE (CSM) IN UN MODELLO SPERIMENTALE DI MALATTIE NEUROLOGICHE ACUTE. STUDIO DELL’EFFICACIA CLINICA E DEI MECCANISMI MOLECOLARI. Alberto Bedogni 01/02/09 24
Produzione di bio-hythane attraverso un processo di digestione anaerobica a due stadi di rifiuti agro-industriali David Bolzonella PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 01/01/09 24
Produzione di combustibili liquidi (bio-etanolo) e gassosi (metano) da rifiuti dell'industria alimentare David Bolzonella PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 01/01/07 24
ADVANDIGEST Franco Cecchi 01/01/03 12

Attività

Strutture

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