Elektronenmikroskopische Aufnahme von Chlorella - Die Naturkeilkunde Sonderdruck: Ausgabe 1/2006
www.nies.go.jp/biology/mcc/class/ Chlorella.htlm
Modernstes Produktionsverfahren. Die Kultivation erfolgt im industriellen Maßstab in einem geschlossenen System von 500 km Glasröhren gemäß einer patentierten Technologie der Bioprodukte Prof. Steinberg GmbH, Merseburg. Durch das geschlossene System ist eine Kontaminationen mit Pathogenen ausgeschlossen.
www.chlopro.demon.co.uk Herkömmliche Produktionssysteme in offenen Becken. Die Produktionsweise in offenen Teichen gibt Anlass zu hygienischen Bedenken. Durch den Kontakt mit der Atmosphäre können Staub, Schwermetalle und Pestizide die Kulturen kontaminieren. Eine Besiedelung mit Insekten und anderen Lebewesen sowie eine Kontamination mit deren Exkrementen ist nur schwierig zu vermeiden.
Chlorella vulgaris
Mit dem genialen Einfall Otto Warburgs im Jahr 1919, Algen der Gattung Chlorella für seine grundlegenden Untersuchungen zur Photosynthese einzusetzen [2], begann man sich in zunehmendem Maße auch anderweitig für diese mikroskopisch kleinen Organismen zu interessieren, so daß die Chlorella heute mit zu den am intensivsten untersuchten Organismen zählt. Schnell wurde man auf den hohen Eiweiß– und Lipidgehalt dieser im Süßwasser kultivierbaren Mikroalgen aufmerksam [1]
Auf der Suche nach alternativen Nahrungs- und Energiequellen erkannten Wissenschaftler in den Industrienationen ca. um 1940 das ausgezeichnete ernährungsphysiologische Potential dieser Grünalge (Abt. Chlorophyta / Kl. Chlorophyceae / O. Chlorococcales). Versuche zur industriellen Nutzung scheiterten aber immer wieder an den mit der Kultivation verbundenen hohen Kosten. Eine Ausnahme bilden einige asiatische Länder wie Japan oder Taiwan, die auf Grund der günstigen klimatischen Bedingungen, verbunden mit der traditionellen Akzeptanz von Algenprodukten durch die einheimischen Bevölkerung, Chlorella–Algen in großem Umfang (Handelsvolumen gegenwärtig ca. 500 Mio. US $ pro Jahr) in diversen Freilandanlagen kultivieren. Bis Mitte 2000 stammten auch alle in Deutschland erhältlichen Chlorella – Produkte aus dieser Region.
Gegenwärtig werden ca. 30 Chlorella–Arten mit einer Vielzahl von Stämmen weltweit in Forschungseinrichtungen kultiviert und als Reinkulturen vertrieben, in industriell genutzten Kulturen finden aber nur wenige Arten Verwendung.
Hinsichtlich einer industriellen Nutzung hat sich Chlorella vulgaris als besonders geeignet erwiesen. Chlorella vulgaris, bis vor wenigen Jahren unter anderem auch unter dem nicht mehr existenten Taxon Chlorella pyrenoidosa geführt [3] [4], wächst sowohl unter phototrophen als auch mixotrophen Bedingungen bei Einhaltung von für diese Alge günstigen Kultivationsbedingungen äußerst rasch und aggressiv, so daß sich ein Befall der Kultur mit parasitären oder konkurrierenden, potentiell schädlichen Fremdorganismen gut beherrschen läßt.
Mit einem Zelldurchmesser von ca. 5 – 10 µm ist die kugelförmige Mikroalge in ihren Abmessungen in etwa den roten Blutkörperchen (7,5 µm) vergleichbar. In der kugelförmigen Gestalt in Kombination mit der dreischichtigen, aus Hemizellulosen unterschiedlicher Zusammensetzung [5] bestehenden sehr robusten Zellwand ist die Ursache für die außerordentliche mechanische Stabilität dieser Alge, sie übersteht Druckbelastungen bis zu 600 bar, zu suchen. Diese Eigenschaften prädestinieren Chlorella vulgaris für die Kultivation im industriell relevanten Maßstab, da eine derartige Kultivation zwangsläufig mit einer beträchtlichen mechanischen Beanspruchung der inokulierten Organismen durch die möglichst turbulent strömende Kultivationslösung und die dazu erforderlichen Pumpprozesse verbunden ist. Zellzerstörungen würden sofort einem Bakterienbefall der Kultur Vorschub leisten und die Qualität der erzeugten Biomasse negativ beeinträchtigen.
Besonders auffallend an der Chlorella ist ihre hohe Reproduktionsrate. Eine einzelne Mutterzelle teilt sich innerhalb von 16 – 20 Stunden in 4 Tochterzellen, die sich wiederum innerhalb der nächsten 16 – 20 Stunden nach dem gleichen Muster vervielfachen. Hinsichtlich des pro m2 und Zeiteinheit möglichen Biomasseertrags ist die Chlorella allen bekannten Nutzpflanzen um ein Vielfaches überlegen. Berücksichtigt man noch die einzigartigen ernährungsphysiologischen Eigenschaften dieser Biomasse, ist es verständlich, warum sowohl Kultivationsbedingungen als auch Einsatzmöglichkeiten nun auch in Regionen, in denen der Mikroalgenkonsum nicht traditionell verankert ist, intensiv untersucht werden.
Literaturverzeichnis:
- Dr. Martin Ecke, Mikroalgen der Spezies Chlorella vulgaris: Heilkraft aus dem Wasser
Die Naturheilkunde, Forum Medizin, 1/2006 - O. Warburg:
Biochemische Zeitschrift, 1919, 100, 230 - E. Kessler, V. A. R. Huss: Comparative physiology and biochemistry and taxonomic assignment of the Chlorella (Chlorophyceae) strains of the culture collection of the university of texas at austin;
J. Phycol. 1992, 28, 550 - E. Keßler: Comparative Physiology, Biochemistry and the taxonomy of Chlorella (Chlorophyceae);
Plant. Syst. Evol. 1976, 125, 129. - H.Takeda: Classification of Chlorella strains by cell wall sugar composition;
Phytochemistry, 1988, 27 (12), 3823.