Effizienzsteigerung von Algenkultivierungsprozessen und Wertstoffgewinnung für die Lebensmittelbranche

Mikroalgen sind vielversprechende Rohstoffe zur Bewältigung globaler Herausforderungen und bieten zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in der Lebensmittelbranche. Sie können als Quelle von Nahrungsergänzungsmitteln, natürlichen Farbstoffen und Aromen dienen. Das Ziel dieses Projekts war es, die Effizienz der Algenkultivierung durch innovative Technologien, insbesondere die Membranbegasung, zu steigern und verschiedene wertvolle Produkte aus Algen wie Astaxanthin, Phycocyanin und Biomasse zu isolieren, die für den Einsatz in Lebensmitteln geeignet sind.‍

Membranbegasung verdoppelt Effizienz

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Das Projekt fokussierte sich auf die Kultivierung der Mikroalge Scenedesmus obliquus in verschiedenen Reaktorsystemen. Der Einsatz eines speziell entwickelten Membran-Loop-Reaktors führte zu einer Verdopplung der Biomasseproduktion (+101%) im Vergleich zu konventionellen Systemen. Gleichzeitig wurden die Wachstumsrate um 28% und die Wachstumsgeschwindigkeit um 160% gesteigert. Diese Effizienzsteigerung wurde durch die präzise Regulierung von Sauerstoff- und CO₂-Konzentrationen über Membranen ermöglicht.

Neben der Effizienzsteigerung in der Kultivierung wurde das Projekt auch auf die Gewinnung von Wertstoffen aus Algen ausgerichtet, insbesondere solchen, die als natürliche Zusatzstoffe in Lebensmitteln verwendet werden können. Erfolgreich isoliert wurden Astaxanthin, ein natürlicher Farbstoff der Alge Haematococcus pluvialis, Phycocyanin aus Spriulina platensis sowie hochkonzentrierte Algenbiomasse aus Scenedesmus obliquus, die potenziell in funktionellen Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt werden kann.

Die Ergebnisse des Projekts zeigen, dass die Membranbegasung ein vielversprechender Ansatz ist, um die Effizienz von Algenkultivierungsprozessen signifikant zu steigern. Gleichzeitig wurde bewiesen, dass aus Mikroalgen gewonnene Produkte, wie Farbstoffe und Nahrungsergänzungsmittel, für die Lebensmittelbranche von großem Wert sind. Diese Forschung legt den Grundstein für eine nachhaltige und wirtschaftlich tragfähige Nutzung von Algen als Quelle natürlicher Inhaltsstoffe in Lebensmitteln. Zukünftige Untersuchungen könnten die Optimierung der Produktionsprozesse für weitere Algenstämme weiter vorantreiben.

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Fachhochschule Nordwestschweiz, Hochschule für Life Sciences

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Riedl

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Abschlussbericht "Effizienzsteigerung von Algenkultivierungsprozessen"

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