Ekologiczna technologia pozwala na szybką, prostą i tanią hodowlę mikroglonów w celu pozyskiwania cennych produktów
Występujące przeważnie w wodach słodkich oraz w morzach mikroglony stanowią złożone organizmy jednokomórkowe, które zawierają białka, węglowodany, lipidy, witaminy i inne cenne substancje, które mogą znaleźć zastosowanie w wyrobach medycznych, dodatkach do żywności i pasz oraz kosmetykach, a także w innych produktach. Mikroglony wykorzystują mechanizm fotosyntezy w celu wytwarzania wszystkich składników wymaganych do realizacji własnych procesów metabolicznych, a głównym źródłem energii jest dla nich światło. Hodowla tych organizmów na skalę przemysłową wymaga jednak optymalizacji pewnych parametrów, aby zapewnić opłacalność oraz dochodowość procesu. Jednym z głównych problemów jest duża ilość wody wymagana na potrzeby hodowli, natomiast kolejnym pozostaje wysokie zużycie energii związane z rozdzielaniem biomasy od wody. W celu rozwiązania tych problemów zespół projektu VALUEMAG badał nowatorskie rozwiązania wykorzystywane w hodowli oraz zbiorze mikroglonów.
Uwolnić potencjał mikroglonów
Partnerzy skupieni wokół projektu zaproponowali rozwiązanie technologiczne na potrzeby przemysłu hodowli mikroglonów pozwalające na wytwarzanie oraz oczyszczanie wysokowartościowych biomolekuł w ekologiczny sposób przy zachowaniu przystępnej ceny. „Wdrożyliśmy nowatorskie i przyjazne dla środowiska rozwiązanie pozwalające na budowę bardziej wydajnych biorafinerii mikroglonów charakteryzujących się niższymi kosztami”, twierdzi koordynator projektu VALUEMAG Evangelos Hristoforou. Opracowane przez zespół rozwiązania obejmują fotobioreaktor magnetyczny (mPBR) oparty na stożku magnetycznym i magnetycznych mikroglonach. Zastosowanie takiego systemu umożliwia znaczące zmniejszenie ilości wykorzystywanej wody oraz energii wymaganej do zbioru komórek. Fotobioreaktor magnetyczny jest umieszczany w szklarni, gdzie mikroglony są wystawione na działanie światła, co pozwala na minimalizację rozbieżności w zakresie temperatury i wilgotności, a także zanieczyszczeń hodowli. „Wszystkie te rozwiązania przyczynią się do zwiększenia wydajności hodowli i produkcji biomasy, a jednocześnie znacząco obniżą koszty”, dodaje Hristoforou.
Wydajniejsze biorafinerie mikroglonów
Poza hodowlą mikroglonów zespół projektu VALUEMAG zajął się pozyskiwaniem i wykorzystywaniem cennych związków z mikroglonów. Członkom zespołu udało się między innymi uzyskać maksymalną wydajność produkcji astaksantyny, niezwykle cennej cząsteczki wykorzystywanej między innymi w ochronie zdrowia. Dzięki wybranym szczepom mikroglonów, naturalne produkty zostały poddane technologii ekstrakcji przy użyciu nadkrytycznego dwutlenku węgla. W celu dalszego zmniejszenia ilości gazów cieplarnianych oraz kosztów biomasy, zarówno CO2 wykorzystywany w procesie transformacji, jak i zużyta woda zostały poddane recyklingowi i wykorzystane do poprawy tempa hodowli mikroglonów.
Świeże warzywa dzięki mikroglonom
Kolejnym ważnym osiągnięciem było odkrycie antybakteryjnego działania ekstraktów z mikroglonów na świeże warzywa. Obecnie wykorzystywane środki chemiczne pozwalają na ochronę świeżych warzyw, jednak wnioski płynące z przeprowadzonych badań sugerują, że ekstrakty z mikroglonów mogą stanowić całkowicie naturalną ochronę przed psuciem się warzyw. Dotychczas spryskanie świeżych warzyw ekstraktami z mikroglonów pozwoliło na zniszczenie kilku rodzajów bakterii i innych mikroorganizmów, co przełożyło się na wydłużenie ich świeżości i trwałości. „Odkrycia dokonane w ramach projektu VALUEMAG mogą przyczynić się do zwiększenia wydajności oraz zrównoważonego rozwoju nowoczesnych biorafinerii poprzez obniżenie kosztów produkcji oraz zwiększenie bezpieczeństwa żywnościowego”, podsumowuje Hristoforou. „Skutkiem naszych działań będzie zwiększenie konkurencyjności europejskiego sektora hodowli i wykorzystywania mikroglonów – dotychczas na rynku nie pojawiły się żadne pilotażowe projekty wdrożeń nowatorskich biorafinerii wykorzystujących nanotechnologię magnetyczną w celu ich hodowli”. Projekt VALUEMAG otrzymał finansowanie w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Bioprzemysłu, które jest formą partnerstwa publiczno-prywatnego między UE a przemysłem.
Słowa kluczowe
VALUEMAG, mikroglony, hodowla, magnetyczna, biomasa, zbiór, biorafineria, mPBR, antybakteryjny, fotobioreaktor magnetyczny
