Untersuchung für die Eignung von Arthrospira platensis zur heterotrophen Kultivierung und dem Einsatz von Abfallströmen zur Substratsubstitution

Abstract

Die Produktion von Mikroalgen und deren Wertschöpfung in einem zyklisch geführten Prozess ist ein effizientes Verfahren, um den Rohstoffverlust bei der Herstellung zu minimieren und ein facettenreiches Angebot an kommerziellen Produkten aus der Biomasse zu generieren. Um das wirtschaftliche Interesse für das Bioraffinerie Konzept zu steigern, muss eine Kostenreduktion erfolgen. Die Verwertung von Abfallressourcen ist eine Möglichkeit, um Biomasse herzustellen, welche als Nährstoffgrundlage und Rohstoff dienen kann. In diesem Experiment wurde A.platensis kultiviert, um anhand von spezifischen Wachstumsdaten die vegetative Zellteilung unter photoautotrophen, mixotrophen und unter Abwesenheit von Licht zu untersuchen. Gemäß der Annahme, dass mit dem Einsatz von Saccharid die Kultur schneller wächst und eine Unabhängigkeit zum Wachstumsfaktor Licht besteht, sollte das Wachstum zusätzlich unter direkter Zuführung von Abfallgewässern getestet werden. In dieser Arbeit zeigt der Vergleich der Wachstumsdaten deutlich, dass die Verwendung von Saccharid zu kleineren Wachstumsraten von dieser A.platensis Kultur führt. Ebenso bildet sich ab, dass Licht trotz der Zugabe von Saccharid ein limitierender Einflussfaktor für das Wachstumsverhalten ist. Der Einsatz von Abfallgewässern als organisches Substrat zeigt ähnliche Ergebnisse wie die gegenübergestellten Kultivierungen mit Saccharid. Da durch den Einsatz von Abfällen kein steriles Umfeld zur Kultivierung von Reinkulturen gewährleistet werden kann, bleibt genauer zu untersuchen, welchen Einfluss eine umliegende mikrobielle Population auf das Wachstumsverhalten von A.platensis hat.

The production of microalgae and their added value in a cyclically controlled process is an efficient method to minimize the loss of raw materials during production and to generate a diverse range of commercial products from biomass. In order to increase the economic interest in the biorefinery concept, costs must be reduced. The utilisation of waste resources is one way to produce biomass which can serve as a nutrient basis and raw material. In this experiment A.platensis was cultivated to study vegetative cell division under photoautotrophic, mixotrophic and the absence of light. In accordance with the assumption that the culture grows faster with the use of saccharide and that there is independence from the growth factor light, the growth was additionally tested under direct feed with waste water. In this paper, the comparison of the growth data clearly shows that the use of saccharide leads to lower growth rates of this A.platensis culture. It is also shown that light is a limiting factor for the growth behaviour despite the addition of saccharide. The use of waste water as an organic substrate shows similar results as the compared cultivations with saccharide. Since the use of wastes cannot guarantee a sterile environment for the cultivation of pure cultures, the influence of a surrounding microbial population on the growth behaviour of A.platensis has to be investigated futher.