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Novel and sustainable biotechnological approaches for astaxanthin and ketocarotenoids production

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Nachhaltiges Naturpigment sorgt bei Lachszüchtern für gute Laune

In der kommerziellen Lachszucht wird synthetisches Astaxanthin verwendet, um den Fischen ihre charakteristische rosarote Färbung zu verleihen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ASTEASIER entwickelte Mikroalgenstämme bieten eine skalierbare, natürliche Quelle.

Da die weltweite Nachfrage nach Meeresfrüchten weiter ansteigt, hat sich der Aquakultur-Sektor zu einem wichtigen Faktor bei der Versorgung mit hochwertigem tierischem Eiweiß und Omega-3-Fettsäuren entwickelt. Einige Herausforderungen bleiben jedoch bestehen. Um die Markterwartungen erfüllen zu können, müssen Lachszüchter dem Futter Astaxanthin zusetzen. In der Natur wird dieses rötliche Antioxidans von Wasserorganismen als Reaktion auf Stress produziert. Da es sich in der Nahrungskette anreichert, erhält der Lachs davon seine charakteristische rosa Farbe. „Die Herstellung und Gewinnung von Astaxanthin aus natürlichen Quellen (wie Algen oder Krebstieren) ist nach wie vor kostspielig und lässt sich nur schwer auf die für die Lachsindustrie erforderlichen Mengen skalieren“, erklärt der Koordinator des Projekts ASTEASIER, Matteo Ballottari von der Universität Verona(öffnet in neuem Fenster) in Italien. „Daher werden rund 90 % des für Futtermittel verwendeten Astaxanthins aus petrochemischen Quellen hergestellt, was Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit aufwirft.“ Synthetisches Astaxanthin ist zwar in der EU nicht für den menschlichen Verzehr zugelassen, gelangt jedoch indirekt zu den Verbrauchern, wenn es in Lachsfutter verwendet wird.

Verwendung patentierter Mikroalgenstämme

Das Projekt ASTEASIER(öffnet in neuem Fenster), das vom Europäischen Innovationsrat(öffnet in neuem Fenster) unterstützt wurde, versuchte, dieses Problem mithilfe von Mikroalgen anzugehen, die gentechnisch dahingehend verändert wurden, dass sie natürliches Astaxanthin effizienter produzieren. Es baut auf früheren Arbeiten auf, die vom Europäischen Forschungsrat im Rahmen der Projekte SOLENALGAE und ASTEASY finanziert wurden. „Unsere Stämme produzieren Astaxanthin sogar unter stressfreien Bedingungen. Dies trägt zur Senkung der Kosten bei, die ein großes Hindernis für die Marktdurchdringung von natürlichem Astaxanthin darstellen“, sagt Ballottari. Das Hauptziel von ASTEASIER bestand darin, die Biotechnologie-Produktion auszuweiten und die Markttauglichkeit dieses Ansatzes nachzuweisen. A4F, ein führendes europäisches Unternehmen im Bereich Mikroalgenzucht, wurde hinzugezogen, um die Produktion im industriellen Maßstab zu ermöglichen. Zum Projektkonsortium gehörte auch der Fischfutterhersteller BIOMAR, der die Produkte von ASTEASIER in Fischversuchen validierte. „Schließlich war auch der Venture-Builder DAY ONE an der Geschäftsentwicklung beteiligt“, fügt Ballottari hinzu. „Wir wollten einen lückenlosen Innovationspfad aufbauen – von patentierten Stämmen über die Labor-Validierung bis hin zur Gründung eines eigens dafür gegründeten Spin-off-Unternehmens.“

Gründung eines eigenen Spin-off-Unternehmens

Die Herstellung von natürlichem Astaxanthin wurde im industriellen Maßstab erfolgreich nachgewiesen, während Versuche in Fischzuchtbetrieben zufriedenstellende Pigmentierungswerte bestätigten. Zudem zeigte sich, dass der CO2-Fußabdruck der Herstellung von natürlichem Astaxanthin im Vergleich zur synthetischen Herstellung deutlich geringer war. Nach Abschluss des Projekts Ende 2024 gründete ASTEASIER ein eigenständiges Spin-off-Unternehmen, das anschließend vom italienischen Food-Tech-Accelerator FoodSeed(öffnet in neuem Fenster) ausgewählt und gefördert wurde. „Dies bestätigt, dass das Projekt Marktpotenzial besitzt und wird somit unseren Übergang zu einem investitionsreifen Start-up unterstützen“, bemerkt Ballottari. Das Unternehmen ist derzeit bestrebt, Industriepartnerschafts-Vereinbarungen abzuschließen, um die Produktion aufzunehmen und die für den Markteintritt erforderlichen Genehmigungsverfahren abzuschließen. „Wir sind zudem dabei, Kapital zu beschaffen, um unser unternehmerisches Abenteuer fortzusetzen“, ergänzt Ballottari.

Nutrazeutika, Kosmetika und Tiergesundheit

Die oberste geschäftliche Priorität von ASTEASIER ist die Belieferung von Fischfutter-Herstellern, die natürliche, astaxanthinreiche Biomasse oder Extrakte verwenden. Dadurch können diese synthetisches Astaxanthin ersetzen oder dessen Einsatz reduzieren und den Lachszüchtern gleichzeitig eine nachhaltigere und auf natürlichen Inhaltsstoffen basierende Lösung zur Pigmentierung anbieten. Ballottari ist jedoch auch der Ansicht, dass eine verbesserte Skalierbarkeit, Nachhaltigkeit und Kostenwettbewerbsfähigkeit von natürlichem Astaxanthin Anwendungsmöglichkeiten jenseits der Aquakultur eröffnen könnte. Branchen wie beispielsweise die Nutrazeutika-, Kosmetik- und Tiergesundheitsbranche könnten davon profitieren, wenn sie synthetische Pigmente durch natürliche ersetzen würden. „Neben Fischfutter lässt sich dieselbe technologische Plattform auch auf andere hochwertige Märkte anwenden, in denen natürliches Astaxanthin bereits als attraktiver Inhaltsstoff anerkannt ist“, merkt Ballottari an. „So wird natürliches Astaxanthin zum Beispiel aufgrund seiner starken antioxidativen Eigenschaften und seiner potenziellen positiven Wirkungen in Bereichen wie Hautschutz, Anti-Aging, Reduzierung von oxidativem Stress und allgemeine Gesundheitsförderung geschätzt.“

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