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Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik

Teilinstitut III -  Bioverfahrenstechnik

 

Gebäude 30.44

Fritz-Haber-Weg 2

76131 Karlsruhe

Modellierung von Wachstum und Produktbildung bei phototrophen Mikroorganismen

Modellierung von Wachstum und Produktbildung bei phototrophen Mikroorganismen
Ansprechpartner:Dr.-Ing. Rosa Rosello Links:

 

   

Weit über 25.000 Arten von Mikroalgen stellen ein bislang wenig erschlossenes Potential für die Biotechnologie dar. Sie bilden vielfältige Produkte wie Farbstoffe, ungesättigte Fettsäuren, Polysaccharide und Antioxidantien mit interessanten Einsatzgebieten z.B. in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie.

Als photoautotrophe Organismen benötigen Algen mineralische Nährlösungen, Kohlendioxid als C-Quelle und Licht als Energiequelle. Experimentell wird die Energiequelle durch die Bestrahlung mit Licht und die Kohlenstoffquelle durch die Begasung vorgegeben. Das bedeutet, dass beide weitgehend unabhängig vom Medium verändert werden können. Dieser Aufbau ermöglicht es, Energiequelle, Kohlenstoffquelle und Medium (Biomasse und Produkte) im Experiment entkoppelt zu betrachten.

Es soll mit Hilfe von unterschiedlichen Experimenten eine bessere Kenntnis über photoautotrophe Prozesse gewonnen werden. Im Vordergrund der Untersuchungen steht der Einfluss der Lichtquantität und Lichtqualität auf das Wachstum und die Produktbildung der Mikroalge. Mit Hilfe der gewonnen experimentellen Daten wird ein dynamisches Modell hergestellt, welches das Wachstum und die Bildung funktioneller Biopolymere durch Mikroalgen in Abhängigkeit von den Kulturbedingungen umfassen soll. In einem zu diesem Zweck entwickelten Photo-Bioreaktor wird die einzellige Rotalge Porphyridium cruentum unter verschiedenen Belichtungssituationen kultiviert und untersucht.

Die Besonderheit dieses Photobioreaktors ist seine Beleuchtungseinrichtung. Das Licht wird durch eine neu entwickelte LED (Leuchtdioden) – Konstruktion erzeugt. Dank des Einsatzes von SMD Leuchtdioden ist es möglich, Lichtintensitäten, die in Produktionsanlagen unter Sonnenlicht vorkommen, zu realisieren.