Entwicklung einer Methode zur Integration von Zellaufschluss und Produkt-Aufreinigung

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, vor allem Omega-3-Fettsäuren, sind nicht nur für die frühkindliche Entwicklung wichtig, sondern entfalten auch im Erwachsenenalter gesundheitsfördernde Wirkungen. Durch zunehmende Sensibilisierung der Verbraucher für diesen gesundheitlichen Nutzen, werden in Zukunft hohe Wachstumsraten am Markt erwartet. Da die steigende Nachfrage mit vorhandenen Prozessen nur bedingt abgedeckt werden kann, sind alternative Produktionswege unumgänglich. Die Gewinnung essentieller Fettsäuren aus Mikroalgen bietet hier, unter anderem aufgrund toxikologischer Unbedenklichkeit sowie Vorhandensein natürlicher Antioxidantien, entscheidende Vorteile. Weitreichende Optimierungen zur Synthese der Wertstoffe in den Mikroalgen haben zu hohen Produktanteilen in den Zellen geführt. Im Bereich der Produkt-Aufreinigung (Downstream Processing) sind hingegen nur wenige Entwicklungen zu verzeichnen. Ein Großteil der Produkte wird, wie auch in konventionellen Prozessen, mit Hilfe von Lösemittel-Extraktions-Prozessen aus dem Zellmaterial gewonnen. Die Wahrung einer toxikologischen Unbedenklichkeit ist daher fragwürdig. Optimierte Produkt-Aufreinigungen bieten hier hohes Potential durch innovative Verschaltungskonzepte sowie Integration lösemittelfreier Extraktionsmittel. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Integration von Zellaufschluss und Produkt-Aufreinigung, bezogen auf die Gewinnung mehrfach ungesättigter Fettsäuren, entwickelt und dargestellt. Diese basiert auf einer Kombination von analytischen Methoden aus Chemie, Physik und Biologie, der Umsetzung der Trennaufgabe mit Hilfe verfahrenstechnischer Methoden sowie wirtschaftlicher Betrachtung des entwickelten Gesamtverfahrens.