Neue Algenarten als nachhaltige Quelle für bioaktive Nährstoffe in der Humanernährung

Ziel des geplanten Vorhabens ist es, neue Mikroalgenspezies als nachhaltige Quelle für essentielle, gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe für die menschliche Ernährung zu etablieren. Die Teilprojekte dieses Vorhabens sind:

(I) Identifizierung von Mikroalgenarten (Chlorococcum sp., Spongiochloris sp., Deasonia sp., etc.) aus der Algenstammsammlung der Hochschule Köthen (HSA), die bioaktive Nährstoffe (Vitamin D, Vitamin B₁₂, Phytosterole, langkettige n-3 PUFAs) für die menschliche Ernährung synthetisieren

(IIa) Extensive Analyse relevanter Makro- und Mikronährstoffe mittels Metabolome profiling (Verwendung des LC-MS/MS basierten Biocrates AbsoluteIDQ® p180 Kit zur Quantifizierung von bis zu 188 Metaboliten aus fünf verschiedenen Substanzklassen (u.a. Acylcarnitine, Aminosäuren, Hexosen, Phospho- und Sphingolipide and biogene Amine) und Verwendung anderer State-of-the-art-Analysetechniken zur Bestimmung von Fett- und Eiweißgehalt, Fettsäureverteilung, Ballaststoffen, Mineral- und Spurenelementen,

(IIb) Umfassende Untersuchungen zur Lebensmittelsicherheit und Risikoanalysen (UL, FSU),

(III) Optimierung von Kultivierungs-, Ernte- und Konservierungsprozessen mit dem Ziel einer gesteigerten Nährstoffsynthese und Produktionseffizienz (HSA, KMUs),

(IVa) Bestimmung potentiell physiologisch und pathophysiologisch relevanter Effekte

(IVb) Bestimmung der Bioverfügbarkeit der ausgesuchten Nährstoffe für zwei Algenarten in einer randomisierten, Power-adjustierten Humanstudie,

(V) Anwendung von Hochdruck- und PEF-Behandlungsverfahren mit dem Ziel, die Bioverfügbarkeit der Nährstoffe und die Lebensmittelsicherheit der gesamten Algenbiomasse bzw. daraus gewonnener Produkte zu erhöhen,

(VI) Umfassende Ökobilanzierung und Kostenrechnung verschiedener Algenkultivierungstechniken im Vergleich zu konventionellen Synthesewegen.

Die grundlagen- und anwendungsorientierten Forschungsansätze dieses Verbundprojektes dienen der Nutzbarmachung von neuen Mikroalgenspezies für die Humanernährung, insbesondere zum Ausgleich von Nährstoffversorgungsengpässen und als Quelle für gesundheitsfördernde Nahrungsstoffe zur Reduzierung des Krankheitsrisikos.

Novel microalgae species as a sustainable source of bioactive nutrients in human nutrition - novAL

This project aims to investigate the potential of novel microalgae species to serve as a natural and sustainable source of health-promoting nutrients (mainly: vitamin D, vitamin B₁₂, phytosterols, long-chain PUFAs).

Specific issues of the project are: (I) the identification, adaption and exploitation of promising microalgae species (e.g. Chlorococcum sp., Spongiochloris sp. and Deasonia sp.) of the Algae Culture Collection at the HSA that can be used as a source of essential nutrients (vitamin D, vitamin B₁₂, phytosterols, n-3 LC- PUFAs, etc.) for human nutrition

(IIa) Analyses of relevant macro- and micronutrients using metabolome profiling (by using the LC-MS/MS based Biocrates AbsoluteIDQ® p180 Kit for quantifying up to 188 metabolites from five different compound classes (i.e. acylcarnitines, amino acids, hexoses, phospho- and sphingolipids and biogenic amines) and other state-of-the-art techniques for nutrients analysis, e.g. determination of fat and protein content, fatty acid distribution, dietary fibers, mineral and trace elements

(IIb) The conduction of comprehensive food safety analyses

(III) The optimization of the cultivation, harvesting and conservation processes on pilot-scale to increase the nutrient production efficiency

(IVa) The investigation of potential health impacts of the algae-derived products in a mouse model

(IVb) The determination of the bioavailability of the nutrients of interest in a randomized human trial comparing two different microalgae species

(V) The evaluation of new processing technologies to increase the bio-accessibility of the nutrients in the microalgae biomass (and simultaneously secure the microbiological safety)

(VI) The conduction of attributional life cycle and cost analyses as well as economic feasibility studies of the algae cultivation processes compared to conventional processes

In the short and middle term the results will allow for the production of nutrient-fortified food products by the use of healthy, safe and sustainably cultivated microalgae species.