Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der Nanyang Technological University, Singapur (NTU Singapore) hat eine Methode zur effektiven Herstellung und Extraktion pflanzlicher Öle aus einer Art gewöhnlicher Mikroalgen entwickelt.
Da die aus den Mikroalgen gewonnenen Öle essbar sind und überlegene Eigenschaften wie Palmöl aufweisen, würde die neu entdeckte Methode als gesündere und umweltfreundlichere Alternative zu Palmöl dienen.
Im Vergleich zu Palmöl enthält das aus Mikroalgen gewonnene Öl mehr mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die dazu beitragen können, den „schlechten“ Cholesterinspiegel im Blut zu senken und das Risiko einer Person für Herzerkrankungen und Schlaganfälle zu senken. Das aus Mikroalgen hergestellte Öl, das in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universität Malaya, Malaysia, entwickelt wurde, enthält außerdem weniger gesättigte Fettsäuren, die mit Schlaganfall und verwandten Erkrankungen in Verbindung gebracht wurden.
Palmöl ist das weltweit beliebteste Pflanzenöl, das in etwa der Hälfte aller Konsumgüter enthalten ist, und spielt eine zentrale Rolle in einer Vielzahl industrieller Anwendungen. Landwirte produzierten 2018 77 Millionen Tonnen Palmöl für den Weltmarkt, und bis 2024 wird ein Anstieg auf 107,6 Millionen Tonnen erwartet.
Die rasche Expansion von Ölpalmenplantagen wird jedoch für die massive Entwaldung in mehreren Ländern verantwortlich gemacht, wodurch der Lebensraum gefährdeter einheimischer Wildtiere zerstört wird.
Zur Herstellung der Öle wird Brenztraubensäure, eine organische Säure, die in allen lebenden Zellen vorkommt, einer Lösung mit der Alge Chromochloris zofingiensis zugesetzt und ultraviolettem Licht ausgesetzt, um die Photosynthese anzuregen. Das NTU-Team hat separat eine kostensenkende Innovation entwickelt, um das Mikroalgen-Kulturmedium durch fermentierte Sojabohnenrückstände zu ersetzen und gleichzeitig die Ausbeute an Mikroalgen-Biomasse zu verbessern.
Nach 14 Tagen werden die Mikroalgen gewaschen, getrocknet und anschließend mit Methanol behandelt, um die Bindungen zwischen den Ölen und dem Algenprotein aufzubrechen, damit die Öle extrahiert werden können. Das Team hat auch eine umweltfreundliche Verarbeitungstechnologie entwickelt, um aus Mikroalgen gewonnene Pflanzenöle effizient zu extrahieren.
Um genug pflanzliches Öl zu produzieren, um einen im Laden gekauften Schokoriegel herzustellen, der 100 Gramm wiegt, wären 160 Gramm Algen erforderlich.
Die Algenöl-Innovation stellt eine mögliche Alternative zum Anbau von Palmen für Öl dar. Es spiegelt auch das Engagement der NTU wider, unsere Auswirkungen auf die Umwelt zu mindern, was eine von vier großen Herausforderungen der Menschheit ist, die die Universität mit ihrem Strategieplan NTU 2025 angehen möchte.
Die Ergebnisse der Studie wurden in der von Experten begutachteten wissenschaftlichen Publikation veröffentlicht Zeitschrift für Angewandte Physiologie im Februar.
Professor William Chen, Direktor des Food Science and Technology (FST)-Programms der NTU, der das Projekt leitete, sagte: „Die Entwicklung dieser pflanzlichen Öle aus Algen ist ein weiterer Triumph für die NTU Singapur, da wir nach erfolgreichen Wegen suchen, um Probleme anzugehen in der Agrifoodtech-Kette, insbesondere solche, die negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Dies als potenzielle menschliche Nahrungsquelle aufzudecken, ist eine Gelegenheit, die Auswirkungen der Lebensmittelversorgungskette auf unseren Planeten zu verringern.“
Ein dreigleisiger Ansatz zum Klimawandel: Algen
Die von der NTU entwickelte Technik dient nicht nur als umweltfreundlichere Alternative zum Anbau von Palmen für pflanzliche Öle oder Fette, sondern hat auch das Potenzial, Treibhausgasemissionen sowie Lebensmittelabfälle zu reduzieren.
Die Wissenschaftler sagen, dass die Produktion der pflanzlichen Öle mit natürlichem Sonnenlicht anstelle von ultraviolettem Licht dazu beitragen würde, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen, indem es durch Photosynthese in Biomasse und Sauerstoff umgewandelt wird, sagen die Wissenschaftler. Während die Mikroalgen wachsen, wandeln sie Kohlendioxid relativ schnell in Biomasse um.
In einer separaten Studie haben die Wissenschaftler des NTU-Programms für Lebensmittelwissenschaft und -technologie auch ein Verfahren zur Herstellung des wichtigsten Reaktionsbestandteils entwickelt, der für die Kultivierung des Mikroalgenöls Brenztraubensäure benötigt wird. Dies geschieht durch die Fermentation organischer Abfallprodukte wie Sojabohnenreste und Fruchtschalen, was nicht nur die Produktionskosten senken, sondern auch dazu beitragen würde, Lebensmittelabfälle zu reduzieren.
Prof. Chen fügte hinzu: „Unsere Lösung ist ein dreigleisiger Ansatz zur Lösung dreier dringender Probleme. Wir nutzen das Konzept der Etablierung einer Kreislaufwirtschaft, finden Verwendungsmöglichkeiten für potenzielle Abfallprodukte und führen sie wieder in die Nahrungskette ein In diesem Fall verlassen wir uns auf einen der Schlüsselprozesse der Natur, die Fermentation, um diese organischen Stoffe in nährstoffreiche Lösungen umzuwandeln, die zur Kultivierung von Algen verwendet werden könnten, was nicht nur unsere Abhängigkeit von Palmöl verringert, sondern auch Kohlenstoff aus der Atmosphäre fernhält .“
Die Wissenschaftler werden daran arbeiten, ihre Extraktionsverfahren zu optimieren, um Ausbeute und Qualität zu verbessern. Das Forschungsteam hat Interesse von mehreren Lebensmittel- und Getränkepartnern geweckt und könnte die Ausweitung ihrer Betriebe innerhalb von zwei Jahren prüfen.
Aufgrund der Eigenschaften der Öle wird das NTU-Team prüfen, ob sie pflanzlichem Fleisch hinzugefügt werden können, um deren Textur und Nährwert zu verbessern. Sie hoffen auch, pharmazeutische und kosmetische Anwendungen in Produkten wie topischen Cremes, Lippenstiften und mehr zu erforschen.
Jun-Hui Chen et al, Screening und Wirkungsbewertung von chemischen Induktoren zur Steigerung der Astaxanthin- und Lipidproduktion in mixotrophen Chromochloris zofingiensis, Zeitschrift für Angewandte Physiologie (2021). DOI: 10.1007/s10811-021-02618-6