Blaue Biotechnologie

Unter der blauen bzw. marinen Biotechnologie werden Mikroalgen, zusammen mit Makroalgen, Moosen, anderen Pflanzenzellen und den Blaualgen (Cyanobakterien) mit Fähigkeit zur Photosynthese zusammengefasst. Die in dieser modernen Naturwissenschaft gesammelten Organismen kommen nicht notwendigerweise aus dem Meer (marin) sondern zeichnen sich vielmehr durch einen bevorzugt aquatischen also wässrigen Lebensraum aus. Da ein Großteil der Erde von Wasser bedeckt ist, verbirgt sich hinter dem Begriff der blauen Biotechnologie ein wegen seiner Größe nicht messbares Potenzial an Möglichkeiten.

Mikroalgen in der Forschung

Die treibende Kraft hinter dem Wachstum der blauen Biotechnologie sind zurzeit die Mikroalgen. Diese einzelligen grünen, blauen oder roten Organismen wachsen schneller als jede höhere Landpflanze und stellen damit eine mögliche Ressource für die sogenannten Biokraftstoffe der zweiten Generation dar. Darüber hinaus stellen die nach aktuellen Schätzungen ca. 300‘000 Spezies ein derartig vielfältiges Artenspektrum dar, das eine beinahe unbegrenzte Produktpalette zur Verfügung steht:

• Farbstoffe (Chlorophylle, Carotinoide)
• Mehrfach ungesättigte Fettsäuren (EPA, DHA)
• Pharmaka (Anti-Herpes-Wirkstoff)
• Dermatologische Wirkstoffe (Polysaccharide, Hautaufheller)
• Antioxidantien (Zellschutz, UV-Schutz, Alterungs-Vorbeugung)
• Stärke
• Fette
• Cellulose
• Proteine

Grundsätzlich können aus Mikroalgen wie aus jeder anderen Biomasse die meisten erdöl-basierten Produkte am Markt mit einer erneuerbaren Ressource hergestellt werden. Der Wirkungsgrad der reinen Lichtumwandlung ist bei Algen mit maximal ca. 1% der eingestrahlten Sonne weit geringer als bei modernen Photovoltaik-Solarzellen – trotzdem erzeugen katalytische Umwandlungen der Sonnenenergie in den Algen aber die beschriebene Vielfalt an nutzbaren biologischen Stoffen mit weitaus weniger Energie, als die modernesten künstlichen Verfahren der Bioraffination.

Zukunftsperspektiven der blauen Biotechnologie

Photobioreaktoren werden weltweit für eine massentaugliche Mikroalgenproduktion entwickelt. Leider reichen deren Produktionsraten bisher nur in seltenen Fällen für ein wirtschaftliches Konzept. Demgegenüber stehen Konzerne aus der Nahrungs- und Genussmittel-Branche, die auf die neuen pflanzlichen Ressourcen mit ihren wirksamen Bestandteilen aufmerksam geworden sind. Mit dem Bedarf aus dieser Richtung gehen entsprechende Standards einher, die eine phototrophe Produktion bisher kaum erfüllen kann. Eine Chance ist, auf klassische Methoden der etablierten Biotechnologie zurückzugreifen und so die Standards einzuhalten. Darüber hinaus bieten sich mit der Verwendung von geschlossenen Bioreaktoren auch Möglichkeiten zur wirtschaftlichen Produktion von in Photobioreaktoren nur schwierig darstellbaren Produkten, wie Moosen oder der Kultur von speziellen Pflanzenzellen.