@phdthesis{Schulze2017,
  author    = {Christian Schulze},
  title     = {Mikroalgen als Quelle innovativer Wirk- und Wertstoffe},
  journal    = {Microalgae as a source for innovative active and valuable substances},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-opus-21291},
  pages     = {88},
  year      = {2017},
  abstract  = {Eukaryotische Mikroalgen werden seit einigen Jahrzehnten hinsichtlich ihrer Eignung als Wirkstoffproduzenten intensiv untersucht, wobei bisher nur wenige potentiell nutzbare Verbindungen identifiziert wurden. Trotzdem l{\"a}sst alleine die riesige Artenvielfalt die Vermutung zu, dass es Produzenten interessanter Sekund{\"a}rstoffe geben muss. In den letzten Jahren zeigte sich au{\"s}erdem, dass Mikroalgen Lieferanten von Wertstoffen, beispielsweise im Bereich der regenerativen Energien, sein k{\"o}nnen. Hier sind vor allem die hohen Kultivierungskosten und die geringe Produktausbeute noch zu {\"u}berwindende H{\"u}rden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden 70 eukaryotische Mikroalgenst{\"a}mme auf ihre Eignung als Produzenten neuartiger Wirk- und Wertstoffe untersucht. Au{\"s}erdem wurde durch Variation der Kultivierungsbedingungen ermittelt, ob die Kultivierungskosten gesenkt und die Ausbeuten an relevanten Produkten aus Mikroalgen gesteigert werden k{\"o}nnen. Die untersuchten Mikroalgen stammten aus der Stammsammlung der Pharmazeutischen Biologie der Universit{\"a}t Greifswald, aus kommerziellen Stammsammlungen oder wurden aus Gew{\"a}sserproben der Greifswalder Umgebung isoliert. Neue Isolate wurden mit molekulargenetischen Methoden identifiziert. Alle Mikroalgen wurden zun{\"a}chst unter Standardbedingungen kultiviert, die Biomasse-Raum-Zeit-Ausbeute bestimmt und bewertet. Anschlie{\"s}end wurde die biochemische Zusammensetzung der Biomasse analysiert. Dazu wurden im Rahmen der Arbeit sechs Methoden zur Gesamtlipid-, Gesamtkohlenhydrat- und Gesamtproteingehaltsbestimmung sowie zur Analytik der Lipid- und Kohlenhydratzusammensetzung etabliert. Die Algen zeigten bei Kultivierung unter Standardbedingungen Biomasseausbeuten bis 90 mg L-1 d-1. Die h{\"o}chsten Wachstumsraten erreichten verschiedene Scenedesmus spp. Die biochemische Zusammensetzung der Algenbiomasse war sehr variabel. H{\"a}ufig war jedoch der Proteinanteil mit ca. 50 \% am h{\"o}chsten, gefolgt von Kohlenhydraten mit etwa 30 \% und einem Lipidanteil von ca. 10 \%. Anhand der Modellalge Scenedesmus obtusiusculus konnte gezeigt werden, dass die Biomassezusammensetzung durch Variation der Kultivierungsbedingungen beeinflusst werden kann. So f{\"u}hrten erh{\"o}hte Beleuchtung sowie Nitrat- und Eisenmangel zu vermehrter Lipid- und Kohlenhydratakkumulation. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde ein neues Kulturmedium entwickelt, in dem die Modellalge lipid- und kohlenhydratreiche Biomasse ohne Wachstumseinbu{\"s}en im Vergleich zum Standardmedium produziert. Durch Verwendung nat{\"u}rlicher Wasserquellen als Basis f{\"u}r das Kulturmedium konnten dar{\"u}ber hinaus die Kultivierungskosten deutlich reduziert werden. Durch die gleichzeitige Steigerung der Produktausbeute und Senkung der Kultivierungskosten konnte gezeigt werden, dass auch eine gro{\"s}technische Produktion von Wertstoffen aus Mikroalgen wirtschaftlich sein kann. Zur Bewertung des Potenzials der Mikroalgen als Produzenten von interessanten Sekund{\"a}rstoffen wurde beispielhaft die antimikrobielle Aktivit{\"a}t von Extrakten der Algenbiomasse untersucht. Es zeigte sich, dass vor allem lipophile Extrakte gegen grampositive Bakterien wirksam waren, wof{\"u}r wahrscheinlich die in den Extrakten nachgewiesenen mehrfach unges{\"a}ttigten FS verantwortlich sind. Einige Mikroalgenarten wiesen zudem einen hohen Betaglucangehalt auf. Diesen Polysacchariden werden, wenn bestimmte Strukturvoraussetzungen erf{\"u}llt sind, diverse gesundheitsf{\"o}rdernde Effekte zugeschrieben. Durch Optimierung der Kultivierungsbedingungen konnten bei einigen Algenarten mit einem Gehalt von bis zu 35 \% deutlich h{\"o}here Werte im Vergleich mit anderen betaglucanreichen Lebensmitteln wie Getreide (bis 10 \%) oder Pilzen (bis 25 \%) erreicht werden. Damit konnte gezeigt werden, dass Mikroalgen neben ihrer Eignung als Wertstoffproduzenten auch interessante Wirkstoffe liefern k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}