Co-Kultivierung von Mikroalgen mit synergistischen Bakterien (COMBINE)

Im Projekt COMBINE (Co-Kultivierung von Mikroalgen mit synergistischen Bakterien) befasst sich die Fachhochschule Bielefeld mit Formulierungstechnologien, die synergistische Effekte zwischen Mikroalgen und speziellen Bakterien fördern. Diese Arbeiten legen die Grundlage für eine Co-Fermentation, mit der sich simultan gesunde Nahrungsmitteln und Biotreibstoff sowie Plattformchemikalien herstellen lassen und die wirtschaftlicher ist als herkömmliche Verfahren. Geleitet wird das Projekt von Prof. Dr. Anant Patel.

Herausforderung 

Mikroalgen gelten schon seit vielen Jahren als mögliche Alternative in der Biodiesel-Produktion, da sie mittels Photosynthese aus Licht und Luft energiehaltige Substanzen herstellen können. Diese Eigenschaft macht sie auch zu potenziellen Nahrungslieferanten, aus denen sich gesunde und nachhaltig produzierte Lebensmittel herstellen lassen. Allerdings sind industrielle Produktionsprozesse mit Mikroalgen bis heute nicht wirtschaftlich: Die Algen wachsen recht langsam, benötigen spezielle Nährflüssigkeiten und sind anfällig für Kontaminationen mit anderen Mikroorganismen. Zudem ist die Aufbereitung der gewünschten Stoffe oft schwierig und die Ausbeute zu gering, um eine echte Alternative zur klassischen Nahrungsmittel- und Treibstoffproduktion darzustellen.

Ziele und Vorgehen 

Im Projekt COMBINE sollen neue Hinweise aus Studien aufgegriffen werden, in denen gezeigt wurde, dass eine Co-Kultivierung von Algen mit Bakterien die Wirtschaftlichkeit steigern kann. Mikroalgen bilden mit Pflanzenstärkungsmitteln einen Nahrungskreislauf, in dem die Bakterien von den Mikroalgen produzierte Nährstoffe verwerten und daraus wiederum Dünger für die Mikroalgen erzeugen. Dieser Kreislauf soll die Produktion der gewünschten Substanzen steigern: Während die Mikroalgen unter anderem Fettsäuren erzeugen, werfen die Bakterien einen Ausgangsstoff für verschiedene Lösemittel ab. Das Projektteam erprobt zudem neuartige Formulierungen, die das Wachstum der immobilisierten Organismen kontrollieren und so kontinuierliche Fermentationen ermöglichen. Im Projekt soll untersucht werden, wie sich die Co-Kultivierung auf den Produktionsprozess auswirkt, mit welchen Mitteln ideale Wachstumsbedingungen geschaffen werden können und wie die erzeugten Produkte am effizientesten abgetrennt werden können.

Innovationen und Perspektiven 

Da das Projektteam von Anfang an eng mit seinen Wirtschaftspartnern zusammenarbeitet, können die Ergebnisse des Forschungsvorhabens direkt in neue Produkte umgesetzt werden. So wird die Firma Phytolutions die Erkenntnisse aus dem Projekt verwenden, um die Wirtschaftlichkeit ihrer Algenprozesse zu steigern, und die Firma ABiTEP plant, die wachstumsfördernden Bakterien auch in der Algenbiotechnologie zu vermarkten.

Wenn die Ergebnisse aus dem Projekt vielversprechend sind, sollen sie außerdem in Nachfolgeprojekten auf andere Algen-Bakterien-Kombinationen übertragen werden. So kann sich das Vorhaben auf die gesamte Algenbiotechnologie auswirken und dieser Produktionsform für Lebensmittel, Treibstoff oder weitere Mikroalgen-Produkte einen wichtigen Impuls hin zu mehr Wirtschaftlichkeit verleihen.