Zugl.: Hohenheim, Universiẗat, Diss., 2002.

Bochum, Universiẗat, Diss., 2002.

Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 2006

Zugl.: Karlsruhe, Universiẗat, Diss., 2006.

University, Diss., 2004--Kiel.

Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Berlin.

Phototropic microalgae have a large potential for producing valuable substances for the feed, food, cosmetics, pigment, bioremediation, and pharmacy industries as well as for biotechnological processes. Today it is estimated that the microalgal aquaculture worldwide production is 5000 tons of dry matter per year (not taking into account processed products) making it an approximately $1.25 billion U.S. per year industry. In this work, several spectroscopic techniques were utilized for the investigation of microalgae cells. Specifically, photondensity wave spectroscopy was applied as a technique for the on-line observation of the culture. For effective evaluation of the photosynthetic growth processes, fast and non-invasive sensor systems that analyze the relevant biological and technical process parameters are preferred. Traditionally, the biomass in a photobioreactor is quantified with the help of turbidimetry measurements, which require extensive calibration. Another problem frequently encountered when using spectral analysis for investigating solutions is that samples of interest are often undiluted and highly scattering and do not adhere to Beer-Lambert's law. Due to the fluorescence properties of chlorophyll, fluorescence spectroscopy techniques including fluorescence lifetime imaging and single photon counting could be applied to provide images of the cells as well as determine the effects of excitation intensity on the fluorescence lifetime, which is an indicator of the condition of the cell. A photon density wave is a sinusoidally intensity-modulated optical wave stemming from a point-source of light, which propagates through diffuse medium and exhibits amplitude and phase variations. Light propagation though strongly scattering media can be described by the P1 approximation to the Boltzmann transport equation. Photon density wave spectroscopy enables the ability to differentiate between scattered and absorbed light, which is desired so that an independent determination of the reduced scattering and absorption coefficients can be made. The absorption coefficient is related to the pigment content in the cells, and the reduced scattering coefficient can be used to characterize physical and morphological properties of the medium and was here applied for the determination of the average cell size. / Phototropische Mikroalgen besitzen ein großes Potential für die Herstellung von wertvollen Substanzen sowohl für die Futtermittel-, Lebensmittel-, kosmetische und pharmazeutische Industrie, als auch für die Farbstoffsynthese. Heutzutage werden schätzungsweise 5000 Tonnen Mikroalgen Trockensubstanz pro Jahr mit einem Jahresumsatz von 1,25 Mrd. US-Dollar produziert. In dieser Arbeit wurden diverse spektroskopische Untersuchungsmethoden für die Betrachtung der Zellen verwendet. Die Photonendichtewellenspektroskopie (PDW) fand dabei insbesondere bei der on-line Beobachtung der Zellen Anwendung. Voraussetzungen für die effektive Beobachtung von photosynthetischen Wachstumsprozessen sind schnell und nicht-invasiv arbeitende Sensoren. Normalerweise wird die dabei zu untersuchende Biomasse in einem Photobioreaktor mittels Trübungsmessungen quantifiziert. Dies setzt jedoch eine sehr aufwendige Kalibration voraus. Da diese Proben zusätzlich meist in unverdünnter Form vorliegen, streuen sie stark und folgen daher nicht dem Lambert-Beer'schen Gesetz. Aufgrund der Fluoreszenzeigenschaften des Chlorophylls können fluoreszenzspektroskopische Methoden wie fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) und time correlated single photon counting (TCSPC) angwendet werden. Diese Methoden werden dabei für die visuelle Darstellung der Zellen und für die Messung der Fluoreszenzlebenszeit genutzt. Eine Photondichtewelle ist eine sinusförmig intensitätsmodulierte optische Welle, die sich, ausgehend von einer punktförmigen Lichtquelle, durch das untersuchte Medium ausbreitet, wobei sich Phase und Amplitude der Welle verändern. Die Ausbreitung der Welle wird von der P1-Näherung der Boltzmann-Transport-Gleichung beschrieben. Mittels PDW kann zwischen streuenden und absorbierenden Eigenschaften von trüben Probe unterschieden werden. Dies erlaubt die Absolutbestimmung des Absorptions- und reduzierten Streukoeffizienten, die für die Qualifizierung der Probe, insbesondere der Teilchengrößenbestimmung, herangezogen werden.

Mikroalgen bieten eine hohe Variation unterschiedlichster Wertstoffe. Hochwertige Lipide, wie Omega-3- Fettsäuren, oder Antioxidantien, wie Astaxanthin und Phycocyanin, werden schon heute in großen Mengen aus Mikroalgen gewonnen. Um diese und weitere Stoffe auf dem europäischen Markt anbieten zu können, sind unterschiedliche Normen und Regelungen zu beachten. Die Einhaltung von Normen und Regelungen wird mit Zertifizierungen bestätigt. Dieser Praxisleitfaden bietet einen ersten Einstieg für alle, die in das Feld der zertifizierten Mikroalgenproduktion eintreten wollen. Er gibt einen Überblick über geltende Regelungen verschiedener Ziel-Märkte und damit verbundene Maßnahmen der Qualitätssicherung. Weiterhin werden detaillierte Checklisten sowie Muster für Standardarbeitsanweisungen und Prozessbeschreibungen (via Prozess-Turtle) zur Verfügung gestellt.:Kurzinformationen Einführung Unternehmensorganisation und Qualitätsmanagement Absatzmärkte, Normen und Verordnungen für Herstellung und Vertrieb von Mikroalgen Ausgewählte Vorschriften für zertifizierte Mikroalgenproduktion Handlungsempfehlung für die Erfüllung von GMP-Anforderungen Typische Standardarbeitsanweisungen Planung von Audits Zusammenfassung

Microalgae play a key function in aquatic ecosystems. Their development and growth are strongly regulated by trace metals as essential elements. However, trace metals could cause negative effects when exceeding certain concentrations in the environment. In this study we tested the development and growth rate of two freshwater microalgae, the cyanobacterium Pseudanabeana mucicola and the green alga Pediastrum duplex, from Vietnam over the period of 14 days exposing to chromium (Cr) at the concentrations up to 1,936 μg L-1. Besides, the Cr uptake and absorption by P. mucicola were evaluated over 7 days incubated in medium containing 422 μg Cr L-1. The results showed that Cr at the concentrations up to 1,078 μg L-1 did not inhibit the development and growth rate of P. mucicola. Similarly, concentration of 224 μg Cr L-1 had no adverse effects on growth of P. duplex. The cyanobacterium P. mucicola could make a reduction up to 71% of Cr in the test medium, hence become a distinguished candidate for metal phytoremediation. To the best of our knowledge this is the first investigation on the responses and absorption of Cr by freshwater microalgae from Vietnam. / Vi tảo đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái thủy vực. Sự sinh trưởng và phát triển của chúng được điều tiết mạnh mẽ bởi kim loại vi lượng như những yếu tố thiết yếu. Tuy nhiên, những kim loại vi lượng này có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực khi vượt quá nồng độ nhất định trong môi trường. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thử nghiệm sự phát triển và tốc độ phát triển của hai loài vi tảo nước ngọt: loài tảo lam Pseudanabeana mucicola và loài tảo lục Pediastrum duplex có nguồn gốc từ Việt Nam trong thời gian 14 ngày phơi nhiễm với crôm (Cr) tại nồng độ lên tới 1.936 μg L-1. Bên cạnh đó, sự hấp thu Cr của P. mucicola cũng đã được đánh giá trong thời gian 7 ngày nuôi trong môi trường chứa 422 μg Cr L-1. Kết quả cho thấy Cr tại nồng độ lên tới 1.078 μg L-1 không kìm hãm sự phát triển và tốc độ sinh trưởng của P. mucicola. Tương tự, tại nồng độ 224 μg Cr L-1 không có bất kì ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của P. duplex. Loài tảo lam P. mucicola có thể làm giảm 71% hàm lượng Cr trong môi trường thí nghiệm, vì vậy được xem là ứng viên sáng giá cho quá trình xử lý môi trường ô nhiễm kim loại bằng thực vật . Theo hiểu biết của nhóm tác giả, đây là nghiên cứu đầu tiên về đáp ứng và hấp thu Cr bởi những vi tảo nước ngọt có nguồn gốc từ Việt Nam.

Mariculture has currently brought greatly valuable products in many fields simultaneously released a large amount of wastewater contributing to water pollutions on account of its organic and inorganic constituents. Nowadays, with the development of environmental engineering, more and more approaches, especially friendly-environmental and highly effective wastewater biological methods, are being applied to tackle pollutions and minimize adverse effects of treatments to reach the sustainable development. This report focuses on the study of proliferation combined with elimination of polluting substances of marine algae species Tetraselmis suiscica, Tetraselmis sp., Platymonas sp. in aquaculture wastewater sampled from Can Gio District, Ho Chi Minh City, Vietnam with levels of concentration during 14 days under normal marine algae culture conditions, and compared to that in Daigo’s IMK media. The results shown that, the algae species all grew rapidly simultaneously gave high nutrients removal yields (COD, N, P) and created a considerable amount of biomass within a short period of culture. Particularly, Platomonas sp. and Tetraselmis suiscica could proliferate aswell as give high treatment yields of organic substances (COD), PO43-, NO3-, NH4+ and Total Nitrogen in concentrated wastewater. To sum up, this study showed the potential of using microalgae to reduce COD, nitrogen and phosphorus in mariculture wastewater. / Ngành nuôi trồng thủy hải sản trong những nằm gần đây đã mang lại nhiều sản phẩm có giá trị trong nhiều lĩnh vực đồng thời thải ra một lượng lớn nước thải gây ô nhiễm nguồn nước bởi các thành phần vô cơ và hữu cơ có trong nước thải. Ngày nay, với sự phát triển của kỹ thuật môi trường, ngày càng nhiều cách tiếp cận, đặc biệt là các phương pháp sinh học hiệu quả cao và thân thiện với môi trường đang được ứng dụng để xử lý ô nhiễm và giảm thiểu hậu quả bất lợi sau xử lý, nhằm hướng tới sự phát triển bền vững. Bài báo cáo tập trung nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của ba loài vi tảo biển Tetraselmis suiscica, Tetraselmis sp., Platymonas sp. kết hợp với việc loại bỏ các hợp chất gây ô nhiễm có trong nước thải từ ao nuôi tôm của huyện Cần Giờ, Việt Nam và so sánh đối chiếu với môi trường dinh dưỡng Daigo’s IMK trong 14 ngày nuôi trồng. Kết quả cho thấy những vi tảo sinh trưởng rất nhanh nhờ vào việc sử dụng các chất ô nhiễm trong nước thải, đặc biệt hiệu suất xử lý COD, PO43-, NO3-, NH4+ và nitơ tổng của Platomonas sp. và Tetraselmis suiscica rất cao thậm chí trong môi trường nước thải đậm đặc. Do đó, chúng tôi kết luận, vi tảo có tiềm năng rất lớn trong việc giảm nồng độ chất hữu cơ, phốt pho và nitơ trong nước thải nuôi trồng thủy hải sản.