CCMA - Combining Competencies in MicroAlgae
Institutsübergreifendes Netzwerk der ZHAW zur Produktion, Analyse und Verarbeitung der zu untersuchenden Mikroalgen-Biomassen.
Mikroalgen
Was sind Mikroalgen?
Zu den Mikroalgen zählt eine Vielzahl von Arten, die Grünalgen, Rotalgen, Braunalgen und Kieselalgen (Diatomen) umfassen. Dieser sehr heterogenen Gruppe ist Folgendes gemeinsam: Sie sind ein- oder wenig-zellig, leben im Süss- oder Meereswasser und können durch Photosynthese das Kohlendioxid (CO2) und Lichtenergie zu organischen Stoffen/Massen umwandeln. Mikroalgen sind grösstenteils unerforscht und nur eine Handvoll der Arten, die bis anhin identifiziert wurden, werden industriell genutzt (Chlorella, Crypthecodinium, Dunatiella, Haematococcus, Isochrysis und weitere).
Wozu werden Mikroalgen verwendet?
Im Stoffwechsel den Pflanzen ähnlich (jedoch ohne Wurzeln und Blätter) vermehren sich Mikroalgen effizienter. Ihre einmalige Lebensweise befähigt sie dazu, einzigartige Substanzen wie Pigmente oder ungesättigte Fettsäuren (PUFAs) zu bilden, die Verwendung in kosmetischen und pharmazeutischen Produkten, in Nahrungsmitteln und Futterfutter finden. Da Mikroalgen fähig sind, Lipide und Stärke als Speicherstoffe einzulagern, werden sie auch als zukunftsträchtige Ressource für energetische Nutzung gepriesen.
Timeline
- 2013 Innosuisse Projekt SCCER BIOSWEET
- 2013 Innosuisse Projekt ALSTEROL
- 2013 Publikation Hyka et al.
- 2013 Gründung des Kompetenzzentrums für Mikroalgen / zur Mikroalgenrechnologie
- 2012 Beginn der Forschung mit Mikroalgen in offenen Reaktoren am Institut IUNR
- 2011 Publikation Bumbak et al.
- 2011 Bodensee-Preis zum generischen Kultivierungskonzept
- 2009 Eureka-Projekt E!4493 (Alganol)
- 2006 Projekt BLSS mit der Space Biology Group
- 2005 Beginn der Forschung mit Mikroalgen am Institut ICBT
Forschungsschwerpunkte
Das CCMA (Competencies in MicroAlgae) ist ein 2013 gegründetes institutsübergreifendes Netzwerk der ZHAW. Die Institute für Chemie und Biotechnologie ICBT, für Lebensmittel- und Getränkeinnovation ILGI sowie für Umwelt und Natürliche Ressourcen IUNR koordinieren die Produktion, Analyse und Verarbeitung der zu untersuchenden Mikroalgen-Biomassen.
Dank interdisziplinärer Zusammenarbeit werden bereits in einem frühen Projektstadium markt- und produktrelevante Faktoren in die Umsetzung miteinbezogen. Darüber hinaus fördert das Kompetenzzentrum den Dialog zwischen Forschungs- und Wirtschaftspartnern dank regelmässig durchgeführten Kolloquien.
Die Forschung auf dem Gebiet der Mikroalgen an der ZHAW stützt sich auf unterschiedliche Anlagen zur sowohl photoautotrophen als auch heterotrophen Kultivierung, unter deren Einsatz die Wertschöpfungskette hin zu einer Vielzahl von Wert- oder Wirkstoffen erschlossen werden kann (siehe Abbildung). Nachhaltigkeit und wirtschaftliche Überlegungen werden ebenfalls berücksichtigt.
Downloads
- NZZ Biologie, 12.01.2016: «Biotreibstoffe - Die ganze Alge nutzen» (PDF 102 kB)
- Mikroalgen: Neue Wege zur Produktion hochwertiger Substanzen (PDF 216 kB)
- Neue Lebensmittel durch den Einsatz von Mikroalgen? (PDF 191 kB)
- BioTech 2014 (Book of Abstracts)
- Sonntags-Zeitung, 5.10.2014: «Wenn Algen Gas geben» (PDF 374 kB)
Projekte
Folgende Projekte und Fachpublikationen zeigen exemplarisch/beispielhaft Forschungsschwerpunkte mit Mikroalgen auf.
Innosuisse Projekt ALSTEROL, 12545.2;4 PFLS-LS
Fach- und Anwendungsgebiete: Ersatz des pflanzlichen Materials im Tierfutter (mit glycosylierten Steroiden) mit Mikroalgen-Biomasse
Eureka-Projekt ALGANOL, E! 4493
Fach- und Anwendungsgebiete: Biotechnologische Herstellung von Biomasse mit hohem Anteil an energiehaltigen Lipiden als Rohstoff für Bio-Treibstoffe
Publikationen
- Bagnoud-Velásquez, Mariluz; Refardt, Dominik; Vuille, François; Ludwig, Christian (2015) / Opportunities for Switzerland to contribute to the production of algal biofuels: the hydrothermal pathway to bio-methane. Chimia, 69, 10. 614-621. Peer reviewed.
- Kovar, Karin; Pribyl, Pavel; Wyss, Markus (2014) / Industrial Scale Suspension Culture of Living Cells: Microalgae Grown Under Heterotrophic and Mixotrophic Conditions. Weinheim: Wiley-Blackwell.
- Kübler, Stefanie; Albert, Ina; Straumann, Marcel; Kovar, Karin; Luginbühl, Vera (2014) / Antioxidant properties in extracts of microalgal biomass produced biotechnologically under heterotrophic culture conditions. Prag, ICT Prague Press.
- Stadler, Marina; Zamora, Iwo; Kovar, Karin; Huber, Petra; Morganti, Franziska; Kroll, Catherine (2014) / CCMA: A new contact point for microalgal technologies in Switzerland. Prag, ICT Prague Press.
- Huber, Petra; Kovar, Karin (2014) / Mikroalgen im Einsatz für die Schönheit - „Forschungskooperationen mit der ZHAW am Beispiel IBT und ILGI“, Input-Referat. In: 2. CCMA Kolloquium. (25. März 2014). Wädenswil: ZHAW.
- Refardt, Dominik (2014) / Phototrophic cultivation of microalgae: An account of what we have done in the last year and where we want to go. In: Biomass for Swiss Energy Future Conference 2014. December 2. Villigen, Switzerland: Paul Scherrer Institut.
- Refardt, Dominik (2014) / The open thin-layer photobioreactor at the Zurich University of Applied Sciences: Experiences after a year of continuous operation. In: BioTech 2014 & 6th Czech-Swiss Symposium. June 11-14. Prague, Czech Republic: ICT Prague Press.
- Graber, Andreas; Leiblein, Thomas; Refardt, Dominik; Junge, Ranka (2013) / Potential of algae turf scrubbers (ATS™) for elimination of phosphorus from swimming ponds. Borin, M.; Malagoli, M.; Salvato, M.; Tanis, B. (Hg.). In: Wetland Systems: Ecology, Functioning and Management. (29-30). Padova: P.A.N.. Peer reviewed.
- Kovar, K., S. Hauser, S. Lickova, P. Pribyl, and M. Wyss. 2013 / Microalgae grown under heterotrophic and mixotrophic conditions. In: Meyer, H.-P. and Schmidhalter, D. (Eds) Industrial Scale Suspension Culture of Living Cells. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (in print)
- Kovar, Karin; Licková, Sandra; Hauser, Silas; Alshcheva, Ganna; Zuppiger, Matthias; Rohrer, Jack; Steinfeld, Gunther; Pribly, Pavel (2013) / Are microalgal culture technologies ready for large-scale manufacturing of bioactive compounds? Boston, World Biotechnology Congress, Eureka Conferences.
- Ličková, Sandra; Ottinger, Melanie; Lüönd, Remo; Melzoch, Karel; Kovar, Karin; Steinfeld, Gunther (2013) / Heterotrophic and mixotrophic conditions for efficient growth of green and red microalgae in stirred bioreactors. Boston, World Biotechnology Congress, Eureka Conferences.
- Hyka, Petr; Licková, Sandra; Pribyl, Pavel; Melzoch, Karel; Kovar, Karin (2013) / Flow cytometry for the development of biotechnological processes with microalgae. Biotechnology Advances, 31:, 1. 2-16. Peer reviewed.
- Bumbak, F., S. Cook, V. Zachleder, S. Hauser, and K. Kovar (2011) / Best practices in high cell density microalgal processes: achievements, limitations and potential. Appl. Microbiol. Biotechnol. 91:31-46.