Forschungsgrup­pe Pflanzen- und Algenbiotechno­logie

Hintergrund:

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Verknappung fossiler Rohstoffe, der steigenden Bevölkerungsdichte in den Entwicklungs- und Schwellenländern einerseits und des demographischen Wandels in den Industrienationen andererseits, rücken moderne biotechnologische Produktionsprozesse für die nachhaltige Herstellung von Wirk- und Zusatzstoffen für die Pharma-, Kosmetik oder Lebensmittelindustrie verstärkt in den Fokus von Forschung und Entwicklung. Pflanzen und Algen offenbaren ein breites Spektrum an ernährungsphysiologisch und pharmazeutisch relevanten Inhaltsstoffen.

Traditionelle Methoden der Wirkstoffproduktion, z. B. die chemische Synthese oder Extraktion aus Pflanzenmaterial weisen mehrere Nachteile auf. So unterliegt die Produktqualität und -quantität infolge zahlreicher biotischer und abiotischer Einflussfaktoren starken Schwankungen. Bei der chemischen Synthese entstehen eine Vielzahl von unerwünschten Nebenprodukten, die aufwendig vom Zielprodukt abgetrennt werden müssen. Außerdem zeigen nur wenige chemische Darstellungen eine natürliche Bioaktivität. In-vitro-Prozesse ermöglichen hingegen die GMP-konforme, kontinuierliche Produktion unter optimierten Bedingungen und mit gleichbleibender Qualität und Quantität.

Pflanzen- und Algenbiotechnologie

Forschungsschwerpunkte:

Die Forschungsgruppe Algen- und Pflanzenbiotechnologie beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Entwicklung effizienter Verfahren zur Wirkstoffproduktion mit Hilfe pflanzlicher Zellkulturen, Hairy roots sowie Mikro- und Makroalgen. Neben der Induktion und dem Screening geeigneter Zelllinien liegt die Expertise vor allem in den Bereichen:

• Naturstoffanalytik (HPLC, GC, GC/MS)
• (Photo-) Bioreaktordesign (Scale-up und Scale-down)
• Onlinemonitoring heterogener biotechnologischer Systeme (z. B. respiratorische Aktivität und laseroptische Sensorik)
• Prozesstechnische Optimierung (Prozessführung, Elizitation)
• Downstream Processing
• Green Bioprinting

Projekte Forschungsgruppe Pflanzen- und Algenbiotechnologie:

• Simulation der Strahlungsbedingungen in horizontalen tubulären Photobioreaktoren

• Anwendung additiver Fertigungstechnologien zur Realisierung medizinisch relevanter Kokulturen aus Säugerzellen und Mikroalgen

• MOProAlge: Schnelles Monitoring-System zur Optimierung der Prozessführung für die Wirkstoffgewinnung mit Mikroalgen
• SchuPlaHolz - Biobasiertes Schutzmittel aus Pflanzenzellkultur für Holzwerkstoffe
• Algae4Cycle - Modulare on-site Anlage zur algenbasierten Aufarbeitung von Prozessabwässern

• Modellgestützte kontinuierliche Kultivierung des Cyanobakteriums Arthrospira platensis im technischen Maßstab

• Green Bioprinting - Neuartige Agglomerationsumgebung für Pflanzenzellen

• MIPHO-Multispektraler Bioreaktor für phototrophe Organismen
• BioSpeckle - Entwicklung eines laseroptischen Sensorsystems zur nichtinvasiven Biomassebestimmung in biotechnologischen Prozessen
• Neues Produktionssystem für pflanzliche Sekundärmetabolite auf Basis zellfreier Biokatalyse in einem kaskadierten, kompartimentierten Hairy-Root-Reaktor   

Alle Forschungsprojekte der Professur für Bioverfahrentechnik

Forschungsgruppenleiterin:

© Mann

Wissenschaftlerin

Name

PD Dr.-Ing. habil. Juliane Steingroewer

Leiterin Pflanzen- und Algenbiotechnologie

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Kontaktinformationen

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