Am 09. und 10. Juli veranstaltete das Institut für Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik der TU Dresden bereits zum 11. Mal den 99€-Bioreaktor-Wettbewerb. Dieser Herausforderung haben sich insgesamt 13 Teams aus ganz Deutschland gestellt.
Die diesjährige Aufgabe war, unter Nutzung der Hefe Cyberlindnera jadinii innerhalb von 24 Stunden möglichst viel Einzellerprotein (Single Cell Protein) zu produzieren. Gleichzeitig darf der gebaute Bioreaktor ein Budget von maximal 99€ nicht überschreiten.
Die produzierten Einzellerproteine werden ausschließlich von Einzellern produziert und finden beispielsweise in der Lebensmittelindustrie und der Tierfütterung Anwendung. So können konventionelle Proteinquellen im Tierfutter funktionell ersetzt werden [1]. Die genutzte Hefe hat jedoch neben der Produktion von Einzellerprotein weitere Bedeutungen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie. So wird sie zur Synthese wertvoller Verbindungen wie Lebensmittelzusatzstoffe, Nahrungsergänzungsmittel, organische Säuren und weitere Feinchemikalien eingesetzt. Dies macht es zu einem attraktiven Produktionsorganismus der modernen Biotechnologie [2].
99€ Budget erfordert Kreativität
Das Team der Hochschule Mittweida wurde dieses Jahr durch die Bachelorstudenten Johanna Sachse und Luis Herpich sowie den Doktoranden Anna Nauruschat, Jenny L. Woide und Vanessa Bergler unter der Betreuung von René Kretschmer von der Fachgruppe Biotechnologie und Chemie vertreten.
Der Teamname “TYFKACU” ist die Abkürzung für: The Yeast Formerly Known as Candida Utilis (Dt.: die Hefe die ehemals Candida utilis hieß) und bezieht sich auf die kürzliche Namensänderung des verwendeten Mikroorganismus.
Der Aufbau des Reaktors ist simpel, ohne elektronische Steuerung oder die Verwendung von Messsonden. Der Sauerstoffbedarf der Hefe wurde durch die Verwendung des AirLift-Reaktor-Modells gedeckt, welches gleichzeitig eine Durchmischung des Mediums gewährleistet [3]. Dazu wurden aus der Aquaristik Berieselungssteine und eine Aquarienpumpe verwendet. Für die kontinuierliche Zugabe des zusätzlich benötigten Ethanols wurden Pflanzenbewässerungsbeutel genutzt. Auch für die pH-Korrektur und das Bereitstellen von Stickstoff wurden Schwefelsäure und Ammoniumhydroxid gleichzeitig über diese Technik hinzugegeben [4]. Um die Temperatur während der Kultivierung stabil zu halten, wurde eine Heizmatte verwendet, da die Hefe bei einer Temperatur von 35 °C optimale Bedingungen für ihr Wachstum hat [5]. Zusätzlich wurden zwei Holzkisten mit einem Scharnier verbunden, um einen geschlossenen Raum zu bilden und den Wärmeverlust zu verringern.
Durch diese kreative Gestaltung des Reaktors blieb der Reaktor bis zum Abschalten eine “Blackbox”, die viele neugierige Kontrahenten beschäftigte. Umso größer war die Freude des Teams, dass nach der 24-stündigen Kultivierung im geschlossenen Raum das Ergebnis zufriedenstellend war.
Schlussendlich belegte das Team der Hochschule den 5. Platz mit einer Biomasse von 7,32g und Kosten in Höhe von 72,25€. Der Sieg des 99€ Bioreaktorwettbewerb 2026 ging mit einer Biomasse von 39,37g an die BHT (Berlin) mit ihrem Reaktor “WALI”, gefolgt von ihren Mitstreitern der TU Berlin mit 35,2g und der HTWK Dresden mit 28g.
Referenzen:
[1] Vieira-Lara, Marcel A et al. “Quantitative physiology and biomass composition of Cyberlindnera jadinii in ethanol-grown cultures.” Biotechnology for biofuels and bioproducts vol. 17,1 142. 4 Dec. 2024, doi:10.1186/s13068-024-02585-3
[2] Sousa-Silva, M.; Vieira, D.; Soares, P.; Casal, M.; Soares-Silva, I. Expanding the Knowledge on the Skillful Yeast Cyberlindnera jadinii. J. Fungi 2021, 7, 36. doi.org/10.3390/jof7010036
[3] Erickson, Larry E. „Airlift Bioreactors, by M.Y. Chisti. First Edition, 1989, 345 Pages. Elsevier Applied Science, London, England and New York, USA $74.00 (U.S.)“. The Canadian Journal of Chemical Engineering, Bd. 68, Nr. 2, April 1990, S. 349–349. DOI.org (Crossref), doi.org/10.1002/cjce.5450680228.
[4] Ding u. a., „Ammonia Nitrogen Recovery from Biogas Slurry by SCP Production Using Candida Utilis“.
[5] Madeira‐Lopes, A. „The Influence of Temperature on the Relations between Thermal Death, Growth and Yield in Candida Utilis“. Journal of Basic Microbiology, Bd. 25, Nr. 1, Januar 1985, S. 39–42. DOI.org (Crossref)https://doi.org/10.1002/jobm.3620250112
Autorinnen
Vanessa Bergler, Johanna Sachse
Weitere Informationen
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