Produzione di EPS da parte di B. longum: studio del terreno e delle condizioni di crescita per lo scale-up in bioreattore

Le problematiche legate alla salute negli animali non riguardano solamente malattie infettive o fenomeni temporanei ma anche situazioni croniche. Le condizioni di stress eccessivo sempre più comuni, quali l’esposizione ad agenti inquinanti o l’esercizio fisico eccessivo, possono generare uno stato di infiammazione cronico che ha la possibilità di degenerare ulteriormente in altre patologie, malattie autoimmuni o addirittura tumori. Il sistema immunitario deve far quindi fronte a diverse situazioni per garantire il benessere animale, ed è possibile agire in suo aiuto non solo intervenendo sulle cause esterne, ma anche stimolando la sua stessa risposta dall’interno.

Gli esopolisaccaridi (EPS) sono polimeri extracellulari ad alto peso molecolare formati da unità saccaridiche, sintetizzati da diversi microorganismi. La loro composizione, così come le loro proprietà, può variare a seconda dell’organismo produttore e alle sue condizioni di crescita.

Le funzioni principali degli EPS sono

-la protezione del microrganismo produttore da stress ambientali,

-la formazione del biofilm

-l’adesione a superfici.

A livello industriale, gli EPS sono molto conosciuti e comunemente utilizzati, soprattutto nell’industria alimentare, cosmetica e tessile per le loro proprietà meccaniche: sono in grado di agire da emulsionanti, stabilizzanti ed addensanti. Negli ultimi anni diversi studi hanno rivelato come queste macromolecole possano essere dotate inoltre di altre importanti attività, di tipo antimicrobico, antitumorale, antinfiammatorio e immunomodulatorio.

Questo studio si è concentrato principalmente su queste due ultime caratteristiche, tramite lo sviluppo, partendo da studi effettuati in laboratorio su scala ridotta, di un processo a livello industriale di fermentazione batterica ottimizzato per la produzione di EPS. Una volta messo a punto il fermentato finale, e in seguito ad un’opportuna fase di inattivazione del microrganismo, recupero e trattamento, l’obiettivo ultimo del progetto consisteva nell’inserimento nelle formulazioni di specifici prodotti per la salute e il benessere animale.
Nella prima fase del lavoro si è svolto un lungo lavoro di screening sui ceppi già presenti nella ricca collezione dell’azienda, identificando e selezionando il più adatto alla produzione di interesse. Per sondare la biodiversità del patrimonio aziendale si è ricorso a diverse metodiche, sia attraverso saggi in piastra che più specifici con fenolo-acido e membrane, in modo da ottenere una valutazione precisa di un prodotto quanto più puro. La produzione di EPS varia notevolmente a seconda delle condizioni di coltura del microrganismo, per questo motivo sia dalla prima fase del lavoro i parametri di processo e la composizione del terreno di crescita sono stati variati per determinare le migliori condizioni per la produzione, in modo da effettuare un confronto veritiero tra la capacità produttiva di diversi ceppi. Il ceppo di Bifidobacterium longum, appartenente al gruppo dei batteri lattici, scelto dopo la fase di screening ha permesso di raggiungere in laboratorio una concentrazione finale di EPS soddisfacente, da cui si è partiti per mettere a punto prove successive per migliorare la produttività. Il lungo lavoro in laboratorio è stato un passaggio necessario per riuscire ad a effettuare lo scale-up nei fermentatori del reparto produttivo. Al fine di ottenere un prodotto concentrato, stabile, e in forme utilizzabili in diversi tipi di formulazioni, si è studiata una fase di recupero comprendente l’essiccazione del fermentato tramite spray-drying.

Il prodotto ottenuto si presta quindi ad essere utilizzato in modo versatile in tutti quei prodotti destinati al supporto del benessere degli animali e del loro sistema immunitario.

 

Caro Luca congratulazioni per aver raggiunto un traguardo così importante. Tutto il team di AKRON SRL ti augura un futuro pieno di successi e soddisfazioni.