Mikroalgen: Eine Lösung für die Zukunft?

Mikroalgen stellen eine wertvolle erneuerbare Ressource dar, sind aber noch zu wenig bekannt. Diese photosynthetischen Mikroorganismen, wie z. B. die Spirulina oder die Chlorellawerden vor allem in der Lebens- und Futtermittelindustrie verwendet. Ihr Potenzial geht jedoch weit darüber hinaus, da sie in den Bereichen Gesundheit, Kosmetik, Feinchemie und Biomaterialien eingesetzt werden können. Ihre hohen Produktionskosten hemmen ihre Entwicklung. Zudem ist ihre Qualität, insbesondere ihre Zusammensetzung und ihre Reinheitvariiert je nach Produktionsmethode. Die Wahl der Produktionsmethode sollte sich nach den Molekülen richten, die für die Verwertung der Mikroalgen von Interesse sind.

Außergewöhnliche Fähigkeiten zur Kohlenstofffixierung

Wie Pflanzen sind auch Mikroalgen die durch Photosynthese produziert werden, CO2 fixieren. Sie können auch verschiedene Quellen für organischen Kohlenstoff nutzen, wodurch sie interessante Moleküle wie mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Carotinoide (Antioxidantien) und Phytosterole (Anti-Aging-Mittel) produzieren können.

Chlorella, die reich an Proteinen, Vitaminen und Mineralien ist, zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, Omega-6 (LA) und Omega-3 (ALA) AUSZEICHNEN. Diese mehrfach ungesättigten Fettsäuren sind für die menschliche Gesundheit unerlässlich. Ihre relativen Mengen und Proportionen hängen von der Art der Kultivierung der Mikroalgen ab.

Verschiedene Kulturmethoden für spezifische Anwendungen

Die Kultivierung von Mikroalgen kann nach drei industriellen Verfahren erfolgen:

1. Photoautotrophie: Diese Methode nutzt Licht und CO2 und fördert die Produktion ungesättigter Fettsäuren und eines ausgewogenen Omega-6/Omega-3-Verhältnisses. Sie bleibt jedoch wenig produktiv und daher teuer.
2. Mixotrophie: Durch die Kombination von Licht, CO2 und organischen Kohlenstoffquellen steigert dieser Modus das Wachstum und ermöglicht intermediäre Fettsäureverhältnisse, die für die menschliche Nahrungsergänzung akzeptabel sind, erfordert jedoch zusätzliche Ressourcen.
3. Heterotrophie: Bei Lichtmangel ernähren sich die Mikroalgen ausschließlich von organischem Kohlenstoff und produzieren so zehnmal mehr Biomasse. Die gewonnenen Lipide sind weniger für die menschliche Ernährung geeignet, aber nützlich für industrielle Anwendungen wie Biokraftstoffe oder Biomaterialien. Diese Art der Kultivierung von Mikroalgen, der sogenannte Fermenter, ist die rentabelste.

Optimierung und ökologische Herausforderungen

Die Kontrolle der Kulturbedingungen (Kohlenstoff, Stickstoff, Temperatur) ist entscheidend, um die Qualität und Quantität der produzierten Lipide zu steuern. Ein Überschuss an Kohlenstoff und ein Mangel an Stickstoff fördern beispielsweise die Ansammlung von Lipiden auf Kosten der Zellvermehrung. Auch die globale Erwärmung könnte die Fettsäureprofile der Mikroalgen verändern und sich so auf die Nahrungskette auswirken.

Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Verwertung von Mikroalgen

Die Entwicklung der Branche beruht auf einem besseren Verständnis der Interaktionen zwischen den Mikroalgenstämmen und ihrer Umwelt. Eine rationale und gezielte Produktion unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen würde ihre Verwertung in verschiedenen Sektoren maximieren. Richtig genutzt könnten Mikroalgen so zu einem Schlüsselhebel werden, um die Herausforderungen der Zukunft in den Bereichen Ernährung, Energie und Umwelt zu meistern.

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