Der Anfang August in Sachsen-Anhalt gestartete Forschungsverbund EMIBEX wird mit 1,2 Mio. Euro vom europäischen Struktur- und Investitionsfond (EFRE) gefördert. Er soll die biotechnologische Produktion von Mikroalgen und Mikroalgenprodukten für den Einsatz im industriellen Maßstab vorbereiten. Zu EMIBEX gehören der Standort Köthen der Hochschule Anhalt, das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna und das Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg. Der Verbund vereint damit verschiedene Kompetenzen auf dem Gebiet der Mikroalgenforschung.

Zusammenschluss von Experten

Die Arbeitsgruppe Algenbiotechnologie der Hochschule Anhalt kümmert sich um die Analyse der verschiedenen verwendbaren Algenstämme und um deren Kultivierung unter Freilandbedingungen. Gemeinsam mit Experten des CBP Leuna arbeiten die Biotechnologen außerdem an der Optimierung der gesamten Prozessführung, also dem Hochskalieren vom Labor in den Pilotmaßstab. Am Max-Planck-Institut ist die Fachgruppe Prozesstechnik, Team Biochemische Produktionssysteme mit photosynthetischen Organismen, für die mathematische Modellierung und Optimierung des Prozesses zuständig.

Aufgrund der fortwährenden Begleitung durch Mathematiker können Experimente besser geplant und erforderliche Steuereingriffe in der Prozessführung vorhergesagt werden. Trotz schwankender Freilandbedingungen wie Sonnenlicht, Temperatur und Kohlendioxid, soll so immer eine optimale Kultivierung gewährleistet werden. Basierend auf den Labor- und Freilandergebnissen wird schließlich ein mathematisches Gesamtprozessmodell erstellt, um den Prozess standortspezifisch ökologisch und ökonomisch bewerten zu können.

Nachhaltig produzierte Produktalternativen

Nach Ende des Verbundvorhabens in zweieinhalb Jahren sollen Farbstoffe und Proteine aus Mikroalgenbiomasse industriell hergestellt werden können. Der Verbund will dann mit seinem Angebot die steigende Nachfrage aus der Pharma-, Nahrungsmittel- und Futtermittelindustrie nach nachhaltig produzierten Produktalternativen decken.

Um eine höhere Produktivität zu erzielen, setzt EMIBEX auf eine sogenannte mixotrophe Prozessführung. Die Algen wachsen hierbei in Kombination sowohl per Photosynthese (autotroph) als auch auf Basis organischer Kohlenstoffquellen (heterotroph). Die mixotrophe Prozessführung vereint die Vorteile der Produktion Photosynthese-assoziierter Inhaltsstoffe (CO₂-Verwertung) mit der deutlich höheren Produktivität der heterotrophen Kultivierung. Algenbiomasse entsteht folglich unter variabler Nutzung sowohl von Sonnenlicht und Kohlendioxid als auch von organischen Nährstoffen.

ml/jmr