Nachhaltige, aus Mikroalgen gewonnene Inhaltsstoffe
Mikroalgen, eine der ältesten Lebensformen der Erde, sind eine vielfältige Familie mikroskopisch kleiner ein- und mehrzelliger Organismen. Ihre biologische und chemische Vielfalt steht seit Langem im Zentrum des Interesses der Pharma-, Kosmetik- und Nahrungsergänzungsmittelbranche, da sie einzigartige bioaktive Moleküle enthalten. „Mikroalgen haben einzigartige Anpassungsfähigkeiten an verschiedene Stressfaktoren wie Licht, Salzgehalt, Druck und Temperatur“, erklärt Panagiotis Madesis, Koordinator des Projekts AlgaeCeuticals, vom Zentrum für Forschung und Technologie Hellas in Griechenland. „Um solch rauen Bedingungen standzuhalten, produzieren sie eine Vielzahl einzigartiger Proteine, Enzyme und Stoffwechselprodukte. Diese Moleküle sind es, die für die Industrie von Interesse sind.“ Darüber hinaus besteht ein wachsendes Interesse an Mikroalgen als nachhaltige Nahrungsquelle. Viele Arten sind hervorragende Eiweiß-, Vitamin- und Mineralstofflieferanten. Durch die Ernte von Mikroalgen-Biomasse in großem Maßstab könnte eine erneuerbare Nahrungsquelle für eine wachsende Weltbevölkerung entstehen.
Wie Mikroalgen wertvolle Verbindungen produzieren
Das Projekt AlgaeCeuticals hatte zum Ziel, vielversprechende Anbaumethoden zu identifizieren und zu fördern, die es der Industrie ermöglichen könnten, das Potenzial von Mikroalgen besser zu nutzen. Das Projekt wurde durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützt. „Um unsere Ziele zu erreichen, haben wir neue Anbaumethoden sowohl im Labor- als auch im Industriemaßstab eingesetzt“, fügt Madesis hinzu. „Dazu gehören verschiedene Omik-Ansätze wie Genomik, Transkriptomik, Metabolomik und Proteomik, um die grundlegenden Stoffwechselfunktionen von Mikroalgen zu verstehen.“ Mithilfe dieser Methoden konnten Madesis und sein Team herausfinden, wie Mikroalgen wachsen, wie sie wertvolle Verbindungen produzieren und wie diese Verbindungen für die industrielle Nutzung extrahiert werden können. Als Nächstes versuchte das Team, eine höhere Ausbeute an Biomasse und wertvollen Stoffwechselprodukten zu erzielen, insbesondere für Bereiche wie Arzneimittel und Kosmetika.
Produktion im industriellen Maßstab auf Algenbasis
Im Rahmen des Projekts wurde eine Reihe von Durchbrüchen erzielt, darunter Erkenntnisse darüber, wie Mycosporin-ähnliche Aminosäuren gebildet werden. Diese kleinen, sekundären Stoffwechselprodukte werden von Mikroalgen produziert, die in Umgebungen mit viel Sonnenlicht leben. Dies hat die Möglichkeit eröffnet, Mycosporin-ähnliche Aminosäuren zu züchten und zu extrahieren, um natürliche UV-Sonnenschutzmittel herzustellen. Im Rahmen des Projekts wurden auch Möglichkeiten für eine groß angelegte Produktion von Mikroalgen, sowohl für Biomasse als auch für bestimmte Stoffwechselprodukte, ermittelt. Dies könnte den Weg zur industriellen Produktion von Nutrazeutika auf Algenbasis für funktionelle Lebensmittel und Nahrungsergänzungsmittel sowie von Hautreparaturenzymen ebnen. Über das Projekt wurde zudem ein intensiver Wissensaustausch zwischen Wissenschaft und Industrie angeregt.
Identifizierung neuer hochwertiger Inhaltsstoffe
Mikroalgen sind seit Langem als ungenutzte Quelle nützlicher Verbindungen für eine Reihe industrieller Anwendungen bekannt – eine Herausforderung war bisher die effiziente Hochskalierung der Produktion. Das Projekt AlgaeCeuticals hat gezeigt, dass dies möglich ist und dass Mikroalgen tatsächlich besser für hochwertige Inhaltsstoffe genutzt werden können. Unternehmen aus der Algenproduktion sowie der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie können unmittelbar von der Anwendung der im Projekt AlgaeCeuticals entwickelten Verfahren profitieren. „Wir müssen nun die bisher erzielten Ergebnisse nutzen“, sagt Madesis. „Dies soll durch weitere Forschung erreicht werden. Dank der neuen Finanzmittel können wir die von den Mikroalgen produzierten hochwertigen Stoffwechselprodukte sowie die optimalen Wachstumsbedingungen für die Biomasse eingehender untersuchen.“ Die Fortführung dieser Arbeit könnte daher zur Entdeckung neuer Arzneimittel und Kosmetika führen und Mikroalgen könnten auf umweltfreundliche und nachhaltige Weise in unsere Nahrungskette integriert werden.
Schlüsselbegriffe
AlgaeCeuticals, Mikroalgen, Kosmetik, Genomik, Protein, Proteomik, Arzneimittel
