Um Fermentationsverfahren reproduzierbar zu gestalten und die Stammeigenschaften über lange Zeiträume zu konservieren, werden heterotrophe Produktionsstämme i.d.R. als Gefrierkulturen gelagert. Nach bisherigem Kenntnisstand müssen Cyanobakterien hingegen durch sequentielles Überführen einer beleuchteten Kultur bei 4 °C konserviert werden, obwohl ein Verlust von Eigenschaften durch spontan auftretende Mutationen dabei nicht auszuschließen ist. Somit sind zunächst alternative Stammhaltungsverfahren zu untersuchen, die eine hohe Konstanz von Stammeigenschaften sicherstellen. Eine Adaption der Produktionsstämme an eine heterotrophe Ernährungsweise wird mittels Mikrotiterplattenkultivierung im Photoinkubator erfolgen. Hiermit ist ein hoher Probendurchsatz sichergestellt, zudem lassen sich aufgrund der Anordnung der Mikrotiterplatten in Stapeln photo-, mixo- und heterotrophe Bedingungen in einem Inkubator abbilden. Als Nährmedienbestandteile sollen klassische technische Substrate eingesetzt werden. Über ein sequentielles Überimpfen auf höher konzentrierten Medien bei gleichzeitiger Reduktion des Lichts soll die Adaption forciert werden (in Kooperation mit AK Ulber). Parallel hierzu ist eine entsprechende Adaption mittels eines Chemostaten und steigenden Zulaufkonzentrationen vorgesehen. In Kooperation mit den AKs Wahl/Bröckel werden Aufwuchskörper entwickelt, die ein günstiges Strömungsregime der Zellsuspension in geschüttelten Mikrotiterplatten erzeugen. Die Aufwuchskörper sollen nachfolgend zur Freisetzung der zuvor ermittelten technischen Substrate befähigt werden, eine Analyse der Aufwuchskörper nach der Kultivierung mittels Mikro-CT ist vorgesehen. Der Aufwuchskörper mit der besten Performance bzgl. Wachstum und Produktion soll nachfolgend in verschiedenen Reaktoren (Rührkessel, Rieselfilm/Festbett) – auch unter Verknüpfung mit den bereitgestellten Aufarbeitungsverfahren der AKs Thiel/Hasse – eingesetzt werden. Ein sequentielles Trocknen der Biomasse im Rieselfilmreaktor soll erprobt werden, um den Produkttiter weiter zu erhöhen. Die Daten werden abschließend in Prozessmodelle für Suspensionskulturen bzw. für Kultivierungen mit Aufwuchskörpern einfließen, die Wachstum und Produktion für (adaptierte) Cyanobakterien beschreiben.

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