master universitario di primo livello in tecnologie per la gestione dei ...

Nell’ambito del compostaggio, la respirazione aerobica è più funzionale al processo, rispetto alla respirazione
anaerobica ed alla fermentazione, in quanto risulta più efficiente, generando una maggiore quantità di energia. La
respirazione inoltre può procedere a temperature più elevate e non produce quantità rilevanti di composti odorigeni
indesiderati.
Le specie microbiche aerobie sono, per altro, in grado di utilizzare una più ampia varietà di composti organici
come fonte di energia, così da operare una più spinta degradazione e stabilizzazione dei substrati sottoposti a
compostaggio.
D’altra parte, nella respirazione anaerobica, i microrganismi, per produrre energia, usano accettori finali di
elettroni diversi dall’O2, quali nitrati (NO3 - ), solfati (SO4 2- ), carbonati (CO3 2- ) ed, in taluni casi, i composti ossidati di
alcuni metalli (es. Mn 4+ , Fe 3+ ) ovvero composti organici (es. fumarato, glicina).
L’uso, da parte dei microrganismi, di taluni dei suddetti accettori di elettroni alternativi ha come conseguenza la
produzione di sostanze odorigene, quali idrogeno solforato (H2S), acidi grassi ed ammoniaca, causa di potenziali impatti
olfattivi negativi.
La fermentazione, dal canto suo, rappresenta la via più semplice per la produzione di energia, non richiede
ossigeno ma è scarsamente efficiente dal punto di vista energetico.
La maggior parte del carbonio organico che fluisce attraverso le reazioni fermentative è infatti convertito in
prodotti finali che ancora contengono una notevole quantità di energia (es. alcoli, acidi organici) (reazione 2-2).
3[CH2O] CH3CH2OH + CO2 + energia [2-2]
Operativamente, non è del tutto possibile evitare reazioni fermentative durante il processo di compostaggio.
Tuttavia, in una efficiente gestione del processo, le reazioni fermentative dovranno essere contrastate quanto
più possibile in modo da ridurre i rischi di maleodoranze e l’accumulo, nel prodotto finale, di metaboliti ridotti, tossici
per le piante [3].
3.2.7.2 – Le trasformazioni a carico dei composti azotati
Una considerazione del tutto particolare deve essere fatta per le reazioni metaboliche che, nelle condizioni
tipiche del compostaggio, avvengono a carico delle frazioni organiche contenenti azoto.
Alcuni microrganismi sono capaci di idrolizzare sostanze azotate complesse come le proteine, ottenendo così
composti più semplici quali peptoni, peptidi ed aminoacidi che possono essere più facilmente metabolizzati, da un
maggior numero di specie microbiche. L’incorporazione dell’azoto in nuovo materiale cellulare avviene soltanto se è
disponibile una sufficiente quantità di carbonio. In condizioni di scarsa disponibilità di substrato carbonioso, cioè in
presenza di matrici organiche con rapporto C/N eccessivamente basso (< 15), la mineralizzazione dei composti organici
contenenti azoto (ammonificazione) porta invece al rilascio finale di ammoniaca (NH3), a seguito di deaminazione
ossidativa degli aminoacidi (reazione 2-3).
R-CH-NH2-COOH + NAD + + H2O ?R -CO-COOH + NH3 + NADH + H + [2-3]