Mikroalgen: Erklärung, Unterschiede & Verwendung

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Maximilian Dormann
Maximilian Dormann
Algen unter dem Mikroskop

Inhaltsverzeichnis

Das Wichtigste in Kürze

  • Die Welt der Algen erstreckt sich über eine Vielzahl von Arten über unseren Planeten. Mikroalgen kommen in Größen von 1µm bis zu 400µm vor.
 
  • Besonders die sogenannten Mikroalgen werden auch als “Alleskönner der Natur” bezeichnet.
 
  • Als vielseitig einsetzbare Mikroorganismen produzieren sie Sauerstoff und finden Verwendung in der Lebensmittelindustrie und der Kosmetik.

Unterscheidung zwischen Mikro- und Makroalgen

Entsprechend ihrer Größe unterscheidet man grundsätzlich zwischen Mikroalgen und Makroalgen. Erstere sind nur mittels eines Mikroskops zu erkennen und meist einzellige Organismen. Sie finden sich sowohl in Süßwasser- und Salzwasser, aber auch außerhalb von Gewässern. Makroalgen hingegen gehören zur Gruppe der Pflanzen und bilden mehrzellige Strukturen aus, die auch mit dem bloßen Auge sichtbar sind. 

Unterschied zwischen Mikro- und Makroalgen

Was genau sind Mikroalgen und welche Arten gibt es?

Mikroalgen existieren schon viele Millionen Jahren und kommen in unterschiedlichen Formen, Farben und Größen vor. Unklar ist bislang, wie viele Arten der Mikroalgen es gibt. Derzeit gehen Schätzungen von bis zu hunderttausend Arten, von denen weniger als 10.000 Arten klassifiziert werden konnten. Von den bislang bekannten klassifizierten Arten werden weniger als 150 in Wirtschaft und Industrie kommerziell genutzt. 

 

Bekannte Arten sind Spirulina, Chlorella und Diatomeen. Sowohl Spirulina als auch Chlorella zeichnen sich durch ihren hohen Proteingehalt aus und sind reich an Vitaminen und Mineralien. Sie sind somit beliebte Nahrungsergänzungsmittel.

Mikroalgen als nachhaltiger Rohstoff

Warum gelten Algen als so nachhaltig? Zunächst vereinfachen Produkte aus Algen in vielen Anwendungsgebieten einen nachhaltigen Lebensstil. Zum Bespiel bieten sie gesunde und nachhaltige Optionen in Bereichen wie Ernährung und Kosmetik. Zum Anderen stärkt bereits Kultivierung und Wachstum der Algen das Klima. Wie funktioniert das? 

 

Algen sind “Großmeister” der Photosynthese. Sie binden CO2 und produzieren Sauerstoff. Interessanterweise sind sie dabei effektiver als die meisten gewöhnlichen Pflanzen. Das liegt an speziellen Mikrostrukturen, den Pyrenoide. Algen nehmen somit einen entscheidende Rolle im CO2-Kreislauf ein und sind neben dem tropischen Regenwald die zweite große grüne Lunge unseres Planeten.

 

Die Kultivierung von Mikroalgen bringt dabei weiter Vorteile mit sich. Sie ist platzsparend und ortsflexibel. Algen können zudem sowohl an Land als auch in Salz- und Süßwasser gedeihen. Das ermöglicht einen nachhaltigen und flexiblen Anbau.  

Omega 3 aus Mikroalgen

Mikroalgen als Nahrungsergänzung

Nachhaltig produzierte Mikroalgen können dann z.B. als Tierfutterzusatz eingesetzt werden und somit die negativen Auswirkungen einer übermäßigen Sojaproduktion reduzieren. Dies ist möglich, da das Aminosäurespektrum vieler Mikroalgen denen von Soja sehr ähnlich ist. 

Auch der Bedarf an Omega 3 Fettsäuren kann durch Mikroalgen gedeckt werden. Omega 3 sind essentielle Fettsäuren, die nicht körpereigen hergestellt werden, was bedeutet, dass sie über die  Nahrung zugeführt werden müssen. 

Traditionell erfolgt dies durch den Verzehr von Fisch. Algen bieten hier eine interessante Fisch-Alternative, insbesondere vor dem Hintergrund der Auswirkungen von Überfischung und Meeresverschmutzung. Sie präsentieren sich als eine ernstzunehmende, nachhaltige und gesunde Option. Mehr zu dem Thema Nährstoffe und Ernährung mit Algen erfahrt ihr in unserem Blog-Beitrag: Wie gesund sind Algen.

Sonstige Verwendung

Mikroalgen haben aufgrund ihrer Vielseitigkeit eine breite Palette von Anwendungen gefunden und bringen viele verschiedene Stoffe und Produkte hervor. Eines ihrer Anwendungsgebiete ist z.B. die Produktion von natürlichen Farbstoffen wie Chlorophyll, Carotinoiden und Phycobiliproteinen, die in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie als natürliche Farbstoffe Verwendung finden.

 

Aufgrund ihrer nährstoffreichen Zusammensetzung werden ihre Inhaltsstoffe auch in Hautpflegeprodukten und Anti-Aging-Cremes verwendet. Besonders die antioxidativen Eigenschaften leisten einen Beitrag zum Zellschutz. Algen spenden außerdem Feuchtigkeit und sind hautverträglich.

Grafik: Darstellung der Endprodukte, die sich auf Algen fertigen lassen

Wie wachsen Mikroalgen?

Mikroalgen werden zunehmend industriell kultiviert. Zu den wesentlichen Wachstumsfaktoren gehören Licht, Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Schwefel und verschiedene Spurenelemente und Temperatur. Die genannten Elemente sind entscheidend für die Proteinsynthese und andere biochemische Prozesse. 

 

Die optimale Wachstumstemperatur variiert je nach Art der Mikroalge. Die Kontrolle und Optimierung dieser Faktoren sind entscheidend für die Massenproduktion von Mikroalgen, sei es für biotechnologische Anwendungen, die Lebensmittelproduktion oder andere industrielle Zwecke. 

 

Bei der Kultivierung von Algen und Biomasse kommen verschiedene Systeme zum Einsatz. Zum Beispiel geschlossene Röhrensysteme wie auf dem Bild unten oder halbgeschlossene Säulensysteme.

Röhrenanbausystem für Mikroalgen

Fazit

Algen lassen sich entsprechend ihrer Größe in Mikroalgen und Makroalgen einteilen. Bislang sind nur wenige 10000 Algenarten bekannt. Zu den bekanntesten Mikroalgen zählen Spirulina und Chlorella. Algen sind ein wichtiger Faktor im CO2-Kreislauf und stellen einen nachhaltigen Rohstoff dar, der vergleichsweise einfach und flexibel kultiviert werden kann.

Die optimale Wachstumstemperatur variiert je nach Art der Mikroalge. Die Kontrolle und Optimierung dieser Faktoren sind entscheidend für die Massenproduktion, sei es für biotechnologische Anwendungen, die Lebensmittelproduktion oder andere industrielle Zwecke. 

Bei der Kultivierung von Algen und Biomasse kommen verschiedene Systeme zum Einsatz. 

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