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Bioraffination von Mikroalgen

Konstanzer Chemiker Prof. Dr. Stefan Mecking erhält Förderung für die Etablierung eines neuartigen Raffinerie-Konzeptes für Mikroalgen-Lipide.

In der Technologie-Initiative „Bioraffinerien“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) startet Prof. Dr. Stefan Mecking, Fachbereich Chemie der Universität Konstanz, aktuell ein neues Projekt zur perspektivischen Verwendung von Mikroalgen als Rohstoff für Chemikalien. Mit dem Ziel, ein neuartiges Bioraffinerie-Verfahren zur Erzeugung von essentiellen Plattformchemikalien zu etablieren, leistet das Konstanzer Projekt einen Beitrag zur Grundlagenforschung. Das Vorhaben wird für eine Laufzeit von drei Jahren mit einer Summe von 917.000 Euro gefördert.

Im Kontext der Entwicklung und Erforschung von nachwachsenden Rohstoffen werden Algen schon seit geraumer Zeit verfolgt. Sie verbrauchen relativ wenig Fläche, ihr Anbau konkurriert nicht mit der Nahrungsmittelproduktion und sie sind auch im Hinblick auf die Wasserqualität vergleichsweise anspruchslos. Eine Herausforderung bleibt jedoch die Effektivität der Anzucht und Aufbereitung der Algen. Eine spezielle Problemstellung dabei ist die Extraktion der für die weitere chemische Umwandlung und schließlich für die industrielle Bereitstellung relevanten Stoffe. „Genau hier setzt unser Projekt an“, erklärt Prof. Dr. Stefan Mecking, „Wir möchten die Gewinnung vereinfachen, indem wir den Extraktionsschritt mit den nachfolgenden chemischen Umsetzungen, mit denen man die eigentlichen Zielprodukte herstellt, möglichst weit integrieren.“ Das Forscher-Team der Universität Konstanz, das in diesem Projekt künftig zusammen arbeiten wird, plant, die Algen mithilfe von Kohlendioxid in einem einfachen und umweltfreundlichen Verfahren zu extrahieren. „Mit diesem Lösungsmittel – wie es beispielsweise auch beim Entkoffeinieren von Kaffee verwendet wird – kann man bekanntermaßen effizient die gewünschten Lipide aus den Algen extrahieren“, erläutert Stefan Mecking weiter. Die besondere Aufgabe seines Projektes wird sein, auch die nachfolgenden katalytischen Schritte direkt in diesem Lösungsmittel durchführen zu können.

Das aktuelle, zur Förderung durch das BMBF bewilligte Vorhaben hat seinen Ursprung unter anderem in der Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Peter Kroth im Fachbereich Biologie der Universität Konstanz. Das Konzept des integrierten Bioraffinerie-Verfahrens soll in der Projektlaufzeit im Labormaßstab demonstriert werden. Gelingt dies, rückt für das Projekt der Horizont der praktischen Anwendung näher: Denn mit der Abfolge ausgewählter katalytischer Reaktionen im integrativen Verfahren könnte sich zeigen, dass aus Algen potentiell die ganze Bandbreite der aktuell verwerteten chemischen Grundbausteine hergestellt werden können. Etabliert sich also im Erfolgsfall das Bioraffinerie-Konzept von Stefan Mecking und seinem Team, wäre eine Weiterentwicklung mit der Industrie der nächste Schritt.

Faktenübersicht:

  • Projektförderung für Konstanzer Chemiker Prof. Dr. Stefan Mecking für ein neuartiges Raffinerie-Konzept für Mikroalgen-Lipide.
  • Förderzeitraum: Dezember 2018 bis Dezember 2021.
  • Fördersumme: 917.000 Euro. Förderrahmen: Technologie-Initiative „Bioraffinerien“ des BMBF
  • Neuartiges Bioraffinerie-Konzept zur Erzeugung chemischer Grundbausteine aus Mikroalgen durch katalytische Verfahren. Diese sind mit der Extraktion integriert.
  • Kohlendioxid dient dabei als umweltfreundliches Lösungsmittel.

Glossar

  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Ein Katalysator ist ein Stoff, der selektiv eine bestimmte chemische oder biochemische Reaktion beschleunigt, indem er die Aktivierungsenergie herunter setzt. Der Katalysator selbst wird dabei nicht verbraucht.
  • Lipide sind Fette und fettähnliche Substanzen.
  • Lytisch zu sein ist die Eigenschaft eines Bakteriophagen, seine Wirtszelle bei der Infektion zu zerstören.
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung
Seiten-Adresse: https://www.biooekonomie-bw.de/de/fachbeitrag/pm/bioraffination-von-mikroalgen/