04 | Dal siero di latte ai biomateriali avanzati: valorizzazione di sieroproteine e lattosio per la produzione di scaffold, bioinchiostri, strutture elettrofilate e bioplastiche

Abstract

Il siero di latte rappresenta uno dei principali sottoprodotti dell'industria casearia e costituisce una risorsa strategica per lo sviluppo di bioraffinerie sostenibili nell'ambito dell'economia circolare. In questo lavoro viene presentato un approccio integrato per la valorizzazione delle sue principali componenti, sieroproteine e lattosio, mediante tecnologie di separazione a membrana e successiva conversione biotecnologica delle frazioni recuperate in biomateriali ad alto valore aggiunto. Attraverso processi sequenziali di ultrafiltrazione e nanofiltrazione, integrati con tecniche di precipitazione selettiva basate sul punto isoelettrico delle principali sieroproteine, il siero è stato frazionato in un permeato arricchito in lattosio e in frazioni proteiche ad elevata purezza. Il processo di ultrafiltrazione ha raggiunto un rapporto di concentrazione volumetrica (VCF) pari a 5,02, consentendo l'incremento della concentrazione proteica da 9,1 a 37,2 g/L. La successiva nanofiltrazione ha permesso di concentrare il lattosio fino a 145 g/L e di ridurre il COD da 83.400 a 500 mg O₂/L, evidenziando l'elevata efficienza del processo nel recupero delle risorse e nella diminuzione del carico inquinante. Le sieroproteine recuperate sono state impiegate come building blocks per la formulazione di idrogel, bioinchiostri per stampa 3D, scaffold tridimensionali, strutture elettrofilate, film proteici e biopeptidi biologicamente attivi. Parallelamente, la frazione ricca di lattosio è stata utilizzata come substrato fermentativo per la produzione di poliidrossialcanoati (PHA). L'integrazione delle strategie di recupero e bioconversione consente di trasformare un sottoprodotto industriale in una piattaforma sostenibile per la produzione di biomateriali avanzati destinati ai settori biomedicale, agroalimentare e del packaging sostenibile.

Keywords

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