Attualmente si sta diffondendo un grande interesse per l’uso nutraceutico e cosmetico dell'astaxantina naturale derivante dalla microalga Haematococcus pluvialis. L'astaxantina è un cheto-carotenoide secondario che tende ad accumularsi quando H. pluvialis è soggetta a condizioni di stress ed è un potente antiossidante. La presente tesi riguarda la produzione ed estrazione di astaxantina mediante metodi innovativi e sostenibili. L'acido ascorbico è stato il miglior fattore di stress che, in aggiunta ad una forte radiazione solare e carenza di nutrienti, ha favorito l'accumulo di astaxantina. Olio di mandorle e NaDES idrofobici a base di terpeni sono stati selezionati come candidati per ottenere formulati arricchiti in astaxantina direttamente disponibili per il consumo umano o per l'industria cosmetica; tutti i solventi sono stati testati attraverso il test di milking per mantenere in vita la coltura cellulare. In termini di vitalità cellulare, il miglior NaDES è stato il mentolo: acido oleico, seguito da α-bisabololo, mentolo: acido laurico e timolo: acido oleico; tuttavia il tasso di recupero di astaxantina è stato molto basso. L’olio di mandorle invece ha consentito il raggiungimento di un buon compromesso tra tasso di vitalità e di recupero. Entrambi i solventi hanno consentito di ricoltivare la coltura algale dopo una prima estrazione con approccio milking, senza compromettere la transizione cellulare dalla fase di stress a quella vegetativa. Questo fenomeno rende il processo di estrazione sostenibile riducendo i costi energetici ed economici associati alla perdita di biomassa algale. Nella seconda parte della tesi sono stati studiati gli effetti dell'astaxantina naturale e sintetica sulle cellule cancerogene Hep G2. I risultati dei test hanno dimostrato che sia l'astaxantina naturale che quella sintetica sono potenti antiossidanti; tuttavia solo l’astaxantina sintetica sembra avere un effetto sul metabolismo lipidico e sulla respirazione mitocondriale
