Integrierter Prozess zur Herstellung der Omega-3-Fettsäure EPA mit Mikroalgen

Omega-3-Fettsäuren sind ein beliebtes Nahrungsergänzungsmittel. Die Eicosapentaensäure wird bislang in einem aufwendigen und umweltschädlichen Verfahren aus Fischölen gewonnen. Die Subitec GmbH hat einen neuen Weg gefunden und benutzt Algen, um die Fettsäure in einem umweltfreundlichen Verfahren zu produzieren.

Bioreaktoren
Bioreaktoren mit Algen in der Dämmerung - sie nutzen Licht zur Produktion von Algenöl

Die gesundheitsfördernde Wirkung von Omega-3-Fettsäuren ist schon lange bekannt: Früher nahmen Menschen Lebertran, heute wird die essentielle Omega-3-Fettsäure EPA bestimmten Nahrungsmitteln zugesetzt oder kommt als Nahrungsergänzungsmittel zum Einsatz.

Dazu muss sie zunächst in einem mehrstufigen Lösungsmittelextraktionsverfahren mit Hexan aus dem Rohstoff Fischöl extrahiert werden. Das ist zum einen aufwendig und teuer, zum anderen ist die Produktion direkt abhängig von der natürlichen Ressource Fisch.

Algen

Fettsäure aus Algen

Die Subitec GmbH entwickelt einen integrierten Prozess zur Gewinnung von Eicosapentaensäure (EPA)-reichem Algenöl aus Algen, die unter Lichteinwirkung – phototroph – produziert wurden. Das Öl zeichnet sich durch einen hohen Anteil (über 30 %) der essentiellen Omega-3-Fettsäure EPA aus. Dabei wandeln die Algen zudem das Treibhausgas Kohlendioxid in Sauerstoff um. Durch die Produktion von EPA mit phototrophen Algen in neu entwickelten Photobioreaktoren wird eine kostengünstige und rein vegetarische Quelle für Omega-3- Fettsäuren zur Verfügung gestellt, die als Nahrungsergänzungsmittel und in funktionellen Lebensmitteln für eine gesunde menschliche Ernährung eingesetzt werden kann.

Verzicht auf umweltschädliche Lösungsmittel

Die Gewinnung des Algenöls erfolgt durch den Einsatz von überkritischem CO2 (SFE – Supercritical Fluid Extraction) für die selektive Extraktion der Omega-3-Fettsäuren aus der zuvor aufgeschlossenen und vorbehandelten Algenbiomasse. Ziel ist es, eine kosten- und umweltfreundliche Alternative zum klassischen Lösungsmittelextraktionsverfahren mit Hexan zu finden. Dieses wird durch ein Verfahren ersetzt, bei dem die mit Ethanol extrahierten Galactolipide nach Umesterung schließlich mit überkritischem CO2 aufgereinigt werden. Dadurch steigt die Wirtschaftlichkeit wie auch die Umweltverträglichkeit des Verfahrens deutlich.

Extraktionsanlage
Anlage der Firma K.D.-Pharma Bexbach GmbH zur Extraktion und Aufkonzentrierung

Anwendungsorientiertes, wirtschaftliches Vorhaben

  • Gesamtmarkt Omega-3-Fettsäuren: 2 Mrd. US$ (2005) Europa: 250 Mio. € (2005)
  • Jährliche Wachstumsrate: Europa 10 %, USA 20 %
  • Häufigste Anwendung: Nahrungsergänzungsmittel sowie als Lebensmittelzusatzstoff zur Herstellung funktioneller Lebensmittel
  • Bislang wird nur die Omega-3-Fettsäure DHA (Docosahexansäure) aus Mikroalgen (heterotroph) gewonnen.
  • EPA aus Mikroalgen ist bislang nicht verfügbar
  • Ziel: Substitution von 10 % des Omega-3- Fischölmarktes

Umweltrelevante Verbesserungen

  • Photoautotrophe Produktion durch Mikroalgen
  • Integrierte stofflich-energetische Verwertung der gesamten Biomasse
  • Vermeidung toxischer Kontaminationen (PCBs, Dioxine, Schwermetalle) des Endprodukts
  • Reduktion der Verwendung organischer Lösungsmittel bei der Aufarbeitung
  • Mikroalgen bieten eine Alternative zu Fischöl für die Gewinnung von EPA-haltigen Ölen – damit kann die natürliche Ressource Fisch geschont werden

Projektthema:
Integrierter Prozess zur Produktion von Omega-3-EPA mittels Mikroalgen im Photobioreaktor, Entwicklung von Aufschluss- und Extraktionsverfahren

Projektdurchführung:
Subitec GmbH
Dr. Peter Ripplinger

Telefon 0711|970-4210
p.ripplinger@subitec.com
Nobelstrasse 12
D-70569 Stuttgart
info@subitec.com
www.subitec.com


Projektpartner:
K.D.-Pharma Bexbach GmbH
Dr. Peter Lembke

Telefon 06826|3006
plembke@kd-pharma.de
www.kd-pharma.de

Universität Stuttgart, Institut für
Grenzflächenverfahrenstechnik
Prof. Dr. Thomas Hirth

Telefon 0711|970-4401
andrea.seibert@igb.fraunhofer.de
www.uni-stuttgart.de/igvt/


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