Optimierung von Zellkultivierungsprozessen mittels pflanzlicher Antischaummittel

Angesichts des weltweit steigenden Fleischkonsums müssen neben der Viehzucht weitere Produktionsmethoden entwickelt werden, die helfen, sowohl den Bedarf zu decken als auch die planetaren Grenzen zu respektieren. Vielversprechende Möglichkeiten bieten pflanzenbasierte, fermentationsbasierte oder zellkulturbasierte Lebensmittel. Um diese zu wirtschaftlich attraktiven Konditionen anbieten zu können, müssen jedoch ihre Herstellungsprozesse weiter optimiert werden.

Innovative Prozessstrategien im Fokus

In modernen Anwendungen der Lebensmitteltechnologie wie der Präzisionsfermentation oder der Zellkultivierung spielen Bioreaktoren eine entscheidende Rolle. Sie ermöglichen die skalierbare und effiziente Produktion von Zellen, was essenziell ist, um die Herstellungskosten zu minimieren. Eine zentrale – und dennoch häufig vernachlässigte - Herausforderung in der Produktion ist die Schaumbildung in Bioreaktoren. Schäume können die Differenzierung und das Wachstum der Zellen beeinträchtigen und somit die Qualität sowie die Ausbeute vermindern. Die Auswahl und Anwendung geeigneter Antischaummittel ist daher entscheidend, um ein konsistentes und reproduzierbares Wachstum hoher Zelldichten zu gewährleisten.

Ein besonderer Fokus liegt in diesem Forschungsprojekt auf der Verwendung von pflanzenbasierten Ölen als Antischaummittel. Diese sind nicht nur kosteneffektiv und leicht skalierbar, sondern auch potentiell förderlich für das Zellwachstum und die Zelldifferenzierung – insbesondere bei der Produktion von Fettzellen. Durch die systematische Analyse der Auswirkungen verschiedener Antischaummittel (z.B. pflanzliche Öle, pflanzenbasierte Emulgatoren und hydrophobe Kieselsäuren), Antischaumkonzentrationen, Bioprozessparameter und Zelltypen zielt das Projekt darauf ab, Einblicke in Optimierungsstrategien für ein konsistentes Zellwachstum und eine verbesserte Differenzierungseffizienz zu geben.

Die Identifizierung optimaler Antischaummittel und deren Konzentration könnte nicht nur zu einer rationalisierten Produktion und reduzierten Kosten führen, sondern auch die Produktqualität und -menge verbessern sowie die Markteinführungszeit verkürzen. Darüber hinaus könnten die Erkenntnisse aus potenziellen synergistischen Effekten mit anderen Produkten den Weg für innovative Formulierungen und Strategien in der Lebensmitteltechnikbranche ebnen.

Leibniz Universität Hannover

Projektleiterin: PD Dr. Antonina Lavrentieva

Kooperationspartner: Cultimate Foods GmbH

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