ENABLE - Entwicklung algenbasierter bioaktiver Lebensmittel

Abstract

Das Verbundvorhaben ENABLE verfolgte das Ziel, die bislang wenig erschlossene Mikroalge Chromochloris (Chlorella) zofingiensis als nachhaltige Rohstoffquelle für zukünftige Lebensmittelanwendungen systematisch zu erschließen. Im Fokus standen die Untersuchung und Optimierung der Kultivierung, die Bewertung der Biomassezusammensetzung, die Entwicklung schonender Aufarbeitungsverfahren sowie die Einordnung der technischen und wirtschaftlichen Umsetzbarkeit entlang der Wertschöpfungskette. Die Elea Technology GmbH bearbeitete hierbei insbesondere die Teilprojekte zur PEF-basierten Behandlung von Mikroalgenbiomasse, zu technofunktionellen Fragestellungen und zur techno-ökonomischen Betrachtung. Im Projekt wurde eine neuartige PEF-Behandlungszelle für Medien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit entwickelt, gefertigt und experimentell validiert. Die Untersuchungen zeigten, dass die Behandlung unverdünnter Algensuspensionen mit Leitfähigkeiten von 25–30 mS/cm unter den gegebenen Anlagenbedingungen aufgrund von Strombegrenzungen, Randeffekten, Temperaturanstieg und Überschlägen nicht zuverlässig realisierbar war. Ergänzende Simulationen des Stromflusses lieferten wichtige Erkenntnisse zu den technischen Limitierungen der Zellgeometrie. Gleichzeitig konnten durch Stimulationsversuche Hinweise auf eine wachstumsfördernde Wirkung der PEF-Behandlung gewonnen werden. Unter den gewählten Bedingungen wurde eine erhöhte Wachstumsrate der Algenbiomasse beobachtet. Darüber hinaus wurde anhand von Limnospira maxima gezeigt, dass PEF in Kombination mit Ethanol zur verbesserten Freisetzung bzw. Entfernung farbgebender Bestandteile beitragen kann. Die Ergebnisse erweitern den Kenntnisstand zur PEF-basierten Verarbeitung von Mikroalgenbiomasse und liefern wichtige Grundlagen für weiterführende Untersuchungen zur Prozessauslegung, Skalierung und industriellen Nutzung. Die upstreamseitige techno-ökonomische Betrachtung wurde durch die zuständigen Projektpartner bearbeitet; für eine belastbare Bewertung der PEF-gestützten Downstream-Prozessschritte fehlen hingegen noch Prozessdaten aus Versuchen im größeren Maßstab. Insgesamt zeigt ENABLE das Potenzial von C. zofingiensis und weiteren Mikroalgen als nachhaltige Quelle hochwertiger bioaktiver Inhaltsstoffe auf und schafft wesentliche Voraussetzungen für die zukünftige Entwicklung mikroalgenbasierter Lebensmittelzutaten.