Chlorella

Chlorella
Chlorella regularis
Systematik
ohne Rang: Chloroplastida ohne Rang: Chlorophyta ohne Rang: Trebouxiophyceae Ordnung: Chlorellales Familie: Chlorellaceae Gattung: Chlorella
Wissenschaftlicher Name
Chlorella
Beij.

Chlorella ist eine Gattung von Süßwasseralgen. Sie sind weit verbreitet.

Beschreibung

Chlorella-Arten bilden kugelförmige, einzeln vorliegende Zellen und sind durch Chlorophyll a und b grün. Die Zellen sind mit 2 bis 10 µm Durchmesser sehr klein.

Die Zellwand dieser Algengattung besteht aus einem mehrschichtigen Cellulosegerüst, in das Schichten aus polymeren Kohlenwasserstoffketten eingelagert sind. Die Zellen enthalten einen einzelnen Chloroplasten und verstreut im Zytoplasma liegende Mitochondrien.

Die Vermehrung geschieht offenbar ausschließlich ungeschlechtlich, es wurde jedenfalls noch keine Gametenbildung beobachtet. Das Genom ist haploid.

Systematik

Chlorella vulgaris ist die Typusart der Gattung Chlorella. Sie wurde 1889 von Martinus Willem Beijerinck bei Delft beschrieben und wird nun in offiziellen Stammsammlungen wie der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen weitergezüchtet.

Die Gattung Chlorella ist keine monophyletische Verwandtschaftsgruppe. Wahrscheinlich handelt es sich sogar um eine polyphyletische Gattung, deren gemeinsame Merkmale durch konvergente Evolution entstanden sind.^[1]

In der Algaebase^[2] werden folgende Arten als „currently accepted taxonomically“ (derzeit taxonomisch anerkannt) gelistet:

• Chlorella angustoellipsoidea N. Hanagata & M. Chihara
• Chlorella botryoides J.B. Petersen
• Chlorella capsulata R.R.L. Guillard, H.C. Bold & F.J. MacEntee
• Chlorella ellipsoidea Gerneck
• Chlorella emersonii Shihira & Krauss
• Chlorella fusca Shihira & Krauss
• Chlorella homosphaera Skuja
• Chlorella luteo-viridis Chodat

  

• Chlorella marina Butcher
• Chlorella miniata (Nägeli) Oltmanns
• Chlorella minutissima Fott & Nováková
• Chlorella mirabilis V. M. Andreeva
• Chlorella ohadii – die am schnellsten wachsende Grünalge (Stand Januar 2022)^[3]
• Chlorella ovalis Butcher
• Chlorella parasitica (K. Brandt) Beijerinck
• Chlorella peruviana G.Chacón Roldán
• Chlorella rugosa J.B. Petersen
• Chlorella saccharophila (Krüger) Migula
• Chlorella salina Butcher
• Chlorella sorokiniana Shihira & R.W.Krauss^[3]
• Chlorella spaerckii Ålvik
• Chlorella sphaerica Tschermak-Woess
• Chlorella stigmatophora Butcher
• Chlorella subsphaerica H. Reisigl
• Chlorella trebouxioides M. Puncochárová
• Chlorella vulgaris Beijerinck

Historisches

Bei Chlorella erforschte Melvin Calvin die Sekundärreaktion der Photosynthese, wofür er 1961 den Nobelpreis erhielt.

Nutzung

Chlorella wird für die Herstellung von Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und Kosmetika verwendet. Seit dem Jahr 1999 existiert in Deutschland eine Produktionsanlage für Mikroalgen in Klötze/Altmark. In dieser wird die Alge in einem 500 km langen Glasröhrensystem kultiviert.

Nahrungsergänzungsmittel

Werbeaussagen mit dem Tenor „volles Nährstoffspektrum an Vitaminen, Mineralstoffen, Eiweiß und Fettsäuren“ werden von den Überwachungsbehörden in Deutschland als irreführend eingestuft, da Nahrungsergänzungsmittel aus Algen nur wenige Nährstoffe in relevanten Mengen enthalten. Ebenso die Aussagen, dass Chlorophyll für den Menschen ernährungsphysiologisch von Bedeutung sei.^[4] Zu möglichen Gesundheitseffekten finden sich nur vereinzelt klinische Studien mit geringer Teilnehmerzahl und Aussagekraft.^[5]

Gesundheitsgefährdend können Chlorella-Produkte sein, wenn diese polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) enthalten. Dies lässt sich auf eine schlechte Herstellungspraxis und insbesondere einer unsachgemäßen Trocknung der Zutaten zurückführen.^[6]

Vitamin B₁₂

Untersuchungen des Vitamin B₁₂-Gehalts verschiedener Chlorella-Produkte weisen darauf hin, dass diese das Vitamin nicht selbst hergestellt haben.^[7] Stattdessen wird dieses aus dem Kulturmedium aufgenommen, beispielsweise durch die vorhandene bakterielle Begleitflora, die Vitamin B₁₂ synthetisieren kann. Dies erklärt, warum der Gehalt bei den untersuchten Proben erheblich schwankt (<0,1 μg bis etwa 415 μg^[7] bzw. nicht nachweisbar bis 446 µg^[8] pro 100 g Trockengewicht). Auch die Herstellungsprozesse der Produkte können sich auf den Gehalt auswirken (z. B. hohe Lichtempfindlichkeit der Vitamin B₁₂-Vitamere).^[8] Außerdem sind die Gehaltsangaben nicht immer zuverlässig.^[9]

Ob das in den Produkten vorhandene Vitamin B₁₂ für den Menschen bioverfügbar und nutzbar ist, ist nach Angaben in der Literatur nicht eindeutig.^[9][8] Es empfiehlt sich, mittels Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung mit Elektrospray-Ionisation der einzelnen Substanzen (LC/ESI-MS/MS) den Gehalt von Pseudovitamin B₁₂ zuverlässig zu bestimmen.^[7] Beim klassischen mikrobiologischen Assay werden höchstwahrscheinlich die Angaben überschätzt.^[8]

Parasiten

Chlorella wird parasitiert von obligat parasitären Bakterien der Gattung Vampirovibrio (Melainabacteria), nachweislich C. vulgaris und C. sorokiniana durch die Typusspezies V. chlorellavorus.^[10][11]

Literatur

• Krienitz, L., Huss, V. A., & Bock, C. (2015). Chlorella: 125 years of the green survivalist. Trends in plant science, 20(2), 67–69.
• Goetsch, W., & Scheuring, L. (1926). Parasitismus und Symbiose der Algengattung Chlorella. Zeitschrift für Morphologie und Ökologie der Tiere, 7(1/2), 220–253.

Einzelnachweise

1. ↑ Christian van den Hoek, Hans M. Jahns, David G. Mann: Algen. 3. Auflage. Thieme, Stuttgart 1993, ISBN 3-13-551103-0.
2. ↑ M. Beijerinck: Chlorella. In: M. D. Guiry, G. M. Guiry: AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway 2009.
3. ↑ ^{a b} Haim Treves et al.: Carbon flux through photosynthesis and central carbon metabolism show distinct patterns between algae, C₃ and C₄ plants. In: Nature, Band 8, S. 78–91, Januar 2022; doi:10.1038/s41477-021-01042-5; insbes. Abb. 6 mit C. sorokiniana, C. ohadii, Chlamydomonas reinhardtii. Dazu:
   Josephine Franke: Warum Algen schneller wachsen als Nutzpflanzen – Strategien für die effizientere Photosynthese könnten Erträge auch bei Getreide und Co erhöhen, auf: scinexx.de vom 4. Februar 2022.
4. ↑ Algenpräparate – kein grünes Wunder. In: Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Stuttgart: Jahresbericht 2007 (Memento vom 11. Januar 2012 im Internet Archive) (PDF; 1,8 MB), S. 42.
5. ↑ Algenpräparate: Die grüne Gefahr. In: Stiftung Warentest. 11. Februar 2011, abgerufen am 20. Oktober 2022. 
6. ↑ Umweltgifte in natürlicher Nahrungsergänzung? In: Verbraucherzentrale. 16. Oktober 2022, abgerufen am 20. Oktober 2022. 
7. ↑ ^{a b c} Fumio Watanabe, Tomohiro Bito: Vitamin B12 sources and microbial interaction. In: Experimental Biology and Medicine (Maywood, N.J.). Band 243, Nr. 2, Januar 2018, S. 148–158, doi:10.1177/1535370217746612, PMID 29216732, PMC 5788147 (freier Volltext) – (englisch). 
8. ↑ ^{a b c d} Sabrina P. van den Oever, Helmut K. Mayer: Biologically active or just “pseudo”-vitamin B12 as predominant form in algae-based nutritional supplements? In: Journal of Food Composition and Analysis. Band 109, 1. Juni 2022, S. 104464, doi:10.1016/j.jfca.2022.104464 (englisch). 
9. ↑ ^{a b} Christiane Lerch et al.: Veganer und Vegetarier aufgepasst – Spirulina, Afa und Chlorella sind keine zuverlässigen Vitamin B12-Quellen! In: Chemische und Veterinäruntersuchungsämter Baden-Württemberg. 17. Dezember 2019, abgerufen am 4. März 2023. 
10. ↑ Rochelle M. Soo, Ben J. Woodcroft, Donovan H. Parks, Gene W. Tyson, Philip Hugenholtz: Back from the dead; the curious tale of the predatory cyanobacterium Vampirovibrio chlorellavorus. In: PeerJ, Band 3, 21. Mai 2015, e968, doi:10.7717/peerj.968, PMID 26038723, PMC 4451040 (freier Volltext)
11. ↑ Blake T. Hovde, Seth A. Steichen, Shawn R. Starkenburg, Judith K. Brown: Vampirovibrio chlorellavorus draft genome sequence, annotation, and preliminary characterization of pathogenicity determinants. In: Phycological Research, Band 68, Nr. 1, S. 23–29. 17. Juli 2019. doi:10.1111/pre.12392

Weblinks

Commons: Chlorella – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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