Spirulina züchten

Die unten stehenden Informationen wurden sorgfältig recherchiert. Dennoch kann für eventuelle Schäden keine Haftung übernommen werden.

Warum Spirulina?

Spirulina scheint auf den ersten Blick eine Modeerscheinung zu sein. Es gibt teure Tabletten und Pulver, die Gesund sein sollen. Und, wenn ich auf die Inhaltsstoffe blicke, sind sie das auch. Allerdings nicht in der Menge, die du über eine Tablette zu dir nehmen kannst.

Tatsächlich werden Spirulina und ähnliche Algen mit Erfolg in armen Regionen zur Nahrung ergänzt um notwendige Eiweiße dem Körper zuzuführen. Natürlich in angemesseneren Mengen. Laut Zentrum der Gesundheit stecken in Spirulina eine Menge Stoffe, die der Körper braucht.

Viele arme Regionen zeichnen sich durch Wärme und viel Sonne aus. Das sind ideale Bedingungen für Spirulina. Dazu kommt, dass eine Vermehrung sehr leicht und schnell geht. In Deutschland muss damit gut gehaushaltet werden. Das will ich aber auch im Folgenden betrachten.

Notwendige Startbedingungen

Um eine Spirulinakultur großzuziehen, brauchst du nur wenig Ausrüstung:

• Notwendig
  • Spirulina-Startkultur
    • Eine Lebendkultur findet sich im Internet, z.B. auch auf Ebay.
  • Spirulina Nährlösung
    • Häufig bei den Starterkulturen dabei. Wie du eine eigene Nährlösung schaffst, findest du auch weiter unten.
  • transparentes Gefäß
    • Ein Nudelglas ist optimal. Ich verwende Gläser mit 2l Fassungsvermögen
  • Filtriermembran
    • Ein Stück Stoff aus Polypropylene, Nylon oder Polyesteris (Dichte ungefähr 30-40 microns), um Spirulina bei der Ernte von der Nährlösung herauszufiltern
  • Messinstrumente
    • PH-Wert-Streifen und ein Thermometer
    • Spirumeter
      • Ein heller Plastikdeckel an einem Lineal befestigt um die Dichte deiner Kultur bestimmen zu können
  • Gummihandschuhe
    • Du willst Spirulina später essen. Entsprechend solltest du höchste Sorgfalt bei der Aufrechterhaltung der Reinheit walten lassen
• Optional
  • Aquarienluftpumpe
    • Ich verwende eine sehr kleine mit USB. Damit lässt sich Sauerstoff und Bewegung in die Kultur bringen
  • Heizmatte
    • Wenn du dem Nudelglas noch mehr Temperatur hinzugeben willst, kannst du auch eine USB-Heizmatte darunterlegen. Die billigen von Amazon funktionieren gut bei mir, da sie eben nicht so viel Leistung liefern, wie angepriesen.
  • Zeitschaltuhr
    • Um Heizmatte und Pumpe in Intervallen zu starten und zu stoppen
  • PVC-Schlauch
    • für die Aquarienpumpe. Vielleicht willst du mehr als ein Glas gleichzeitig betreiben. Dann brauchst du etwas mehr Schlauch
  • PVC-Schlauch-Verteiler
    • Wenn du mehr als ein Glas mit einer Pumpe betreiben willst, muss dein PVC-Schlauch sich gabeln können. Ich habe mittels 3D-Resin-Druck kurzerhand einen Verteiler hergestellt
  • Krokodilklemme mit Gummiabdeckung
    • Wenn die Schläuche verteilt werden, ist es sehr schwer, mehr als zwei Gläser gleichmäßig zu belüften, da der Gegendruck aus den Gläsern unterschiedlich sein wird. Mit den Klemmen an den Schläuchen wird überall Druck so aufgebaut, dass mehr als zwei Gläser gleichzeitig bepumpt werden können. Vorausgesetzt, die Schläuche sind wenigstens ungefähr gleich tief in der Lösung eingetaucht
  • Mikroskop
    • Für einen genauen Blick auf die Kultur

Lebensbedingungen für Spirulina

Spirulina mag es warm und hell. Haben aber auch einen Tag-Nacht-Rhytmus.

JustSpirulina sprechen von 350 Microeinstein, was etwa 15.000 Lux bei Tageslicht (klarer Himmer Mitteleuropa mittags im Winter oder bedeckter Himmer im Sommer) oder 4.000 Lux bei einer Grow-LED-Lampe sind, laut WafeformLighting. Auch in meinem Zimmer von min. 300 Lux (normale Zimmerbeleuchtung) tagsüber wächst Spirulina noch (Nudelglas). Unterhalb von 100 Lux (dunkle Flurbeleuchtung) allerdings sind mir Kulturen verstorben. Beachte bei diesen Angaben auch, dass Spirulina dichter oder weniger dicht sein kann und Gefäße unterschiedlich groß sind. Insbesondere bei großen Aquarien fällt sehr wenig Licht ins innere. Es gibt auch Menschen, die transparente Schläuche verwenden und die Kultur darin züchten, um Licht der gesamten Kultur zur Verfügung zu stellen.
Wenigstens eine Dimension des Gefäßes sollte nicht dicker als 20cm sein. Das Nudelglas also nicht dicker als 20cm, das Aquarium nicht höher als 20cm befüllt sein, damit genug Licht einfallen kann.

Das bedeutet, dass am Tag mindesten 20°C Wassertemperatur herrschen müssen. Sonst verlangsamt sich die Teilungsrate so sehr, dass es schwierig ist, die Kultur am Leben zu halten. Optimal sind etwas mehr als 30°C. Wie für die meisten Lebensformen sind mehr als 40°C tödlich.

Nachts mag Spirulina es zu ruhen und etwas abzukühlen, bis nicht niedriger als 16°C.

Direktes Sonnenlicht beschleunigt die Vermehrung, zu viel Licht kann die Kultur aber auch abtöten. Ein regelmäßiger Sonne-Schatten-Wechsel (z.B. je 30min) ist optimal.

Das Wasser, in dem sie leben, muss bestimmte Bedingungen erfüllen. Es muss Nährwerte bieten, jedoch nicht zu viele und relativ alkalisch (hoher pH-Wert: 9-12, optimal sind 10.5 – 11.0 laut JustSpirulina) sein.
Unterhalb von pH 10.5 ist die Wahrscheinlichkeit für Kontaminierungen noch hoch, oberhalb von 11.0 gibt es chemische Veränderungen. Achte darauf, dass dein Wasser nicht chlorhaltig oder alkalisiert (durch die Verwendung bestimmter Filter) ist.

Außerdem muss die Kultur atmen können. Das kann durch eine geeignet große Oberfläche im Verhältnis zum Volumen passieren oder durch eine klein Aquarienpumpe. Allerdings kann der pH-Wert sinken, wenn zu viel CO2 aus der Luft gelöst wird.

Spirulina erwartet eine bestimmte Dichte der eigenen Kultur. Eine gerade durchgeschwenkte, gleichmäßig im Wasser verteilte Kultur, sollte Sichtweiten zwischen 1cm und 5cm haben. Bei nur 1cm verlangsamt sich die Vermehrung stark. Bei mehr als 5cm wird die Kultur sehr dünn und damit anfälliger gegen Stress.

Salzgehalt (also vorhandene Nährstoffe) ist ein wichtiger Indikator für die Gesundheit der Kultur. Optimal sind 14 ppt (Quellen: https://doi.org/10.3390%2Fplants11223063, hier ist die Einheit ppm angegeben, das kann aber nicht stimmen. Das Journal of Algal Biomass Utilization zeigt klar ppt, was eine übliche Einheit dafür ist). Das entspricht (abhängig von der Temperatur) ~22 mS/cm (EC-Wert).
Mein eigener Wert liegt deutlich darunter und die Studien geben relativ große Spannweiten für Untersuchungswerte an, sodass die exakte Einhaltung dieses Werts nicht besonders ausschlaggebend zu sein scheint.

Letztlich spielt Bewegung noch eine Rolle. Spirulina muss häufig bewegt und im Wasser vermischt werden, damit alle teile der Kultur gleichmäßig Licht bekommen und sie nicht verklumpt. Bewegung sollte nur während der Tageszeit geschehen.

Verhalten von Spirulina

Die Lebensbedingungen klingen echt schwer? Keine Sorge. Wie viele andere Lebensformen auch gibt es Toleranzen und kurzzeitiges Über- oder Unterschreiten der Grenzwerte führt nicht sofort zum Tod. Deine Kultur sagt dir direkt, wie es ihr geht. Und die Grenzwerte können einfach kontrolliert werden.

Wenn Spirulina eine Zeit lang geruht hat, also nicht durchgemischt und künstlich verwirbelt wurde, bewegen sich die Teile der Kultur zueinander hin und steigen auf. Zumindest, wenn es der Kultur gut geht. Wenn also nach etwas 2 Stunden Ruhe deine Kultur sich an der Oberfläche des Wasser sammelt, ist das ein gutes Zeichen.

Wenn es kleine Bläschen an der Wasseroberfläche wirft, ist gerade die Photosynthese in vollem Gange. Das heißt, gerade jetzt vermehrt sich deine Kultur mit hoher Geschwindigkeit. Das passiert, wenn sie gerade sehr viel Licht und Wärme hat.

Steigt das Spirulina nicht auf oder setzt sich sogar am Boden ab, hat deine Kultur ein Problem, dass du lösen musst! Temperatur zu hoch oder zu niedrig, zu viel oder zu wenig Licht, pH-Wert außerhalb der Grenzwerte, zu dünne oder zu dichte Kultur, zu wenig Sauerstoff.

Langfristig sollte deine Kultur eine grünlich-blaue Farbe annehmen und behalten. Das ist ein wichtiges Gesundheitsmerkmal.

Du solltest neue Nährlösung nicht mehr am Abend deine Kultur zuführen, da das die Ruhe stört. Optimal ist am Morgen. Außerdem sollte frische Nährlösung möglichst die gleiche Temperatur aufweisen, wie das Wasser deine Spirulinakultur. Lass die Nährlösung einfach 1-2 Stunden neben der Kultur stehen, bevor du sie dazugibst.

Wachstum und Tankgröße

Aus einem Artikel der Zhejiang University geht hervor, dass Spirulina das beste Wachstum zwischen 1,0 und 1,5 Trockengewicht pro Liter Nährlösung besitzt. Bei mineralischer Nährlösung sind die Grenzen hier weiter.

Für eine organische Nährlösung kann Spirulina innerhalb von drei Tagen seine Masse verdoppeln. Das entspricht ~ +25% pro Tag nach den Regeln von exponentiellem Wachstum. Mit optimaler Wärme, Licht und übrigen Bedingungen, kann das Wachstum auch beschleunigt werden.

Ich versuche das Wachstum energiearm unter lokalen Bedingungen in Deutschland zu bemessen. Das läuft dann natürlich deutlich langsamer. Aus https://algaeresearchsupply.com/pages/should-i-heat-my-algae-culture geht hervor, dass ~22°C einer Wachstumsrate von ~35% des optimalen Wachstums entspricht. Also ungefähr +8,75% pro Tag.

Studien gehen davon aus, dass 10g Spirulina (Trockengewicht) pro Tag sicher verzehrt werden können. Das macht also mindestens 120g Spirulinamasse im Trockengewicht, die vorgehalten werden muss, um täglich ~10g entnehmen zu können. Für erwachsene gesunde Menschen.

Rein mathematisch ergibt das einen Wert von 80l Nährlösung bei 1,5g Spirulina Rohgewicht pro Liter um den möglichen Wert von 10g Spirulina pro Tag für einen Menschen regelmäßig bei 22°C zu produzieren.

Probleme lösen

Wenn du weißt, welches Problem deine Kultur hat, kannst du Gegenmaßnahmen ergreifen.

Wichtigste Regel: Halte immer eine Backup-Kultur in separatem Gefäß unter separaten Bedingungen bereit.

Haben sie zu viel Licht (das kann auch zu viel Licht im Verhältnis zur Temperatur sein), dunkle sie ab. Jedoch nicht zu dunkel. Tagsüber sollten sie wenigstens Zimmerlicht haben ( > 100Lux) um nicht zu sterben. Weiter oben beschreibe ich die optimalen Lichtverhältnisse detaillierter.

Haben sie zu wenig Licht, naja, setze sie mehr Licht aus. Achte dabei auch darauf, dass sie nicht zu lange direktem Sonnenlicht ausgesetzt werden. Mehr Licht könnte durch Reflektoren oder Spiegel gewährleistet werden, die um die Kultur herum angebracht sind.

Zu wenig Wärme kann bei kleinen Kulturen mit einer USB-Heizmatte gelöst werden. Vor Allem in der Anzucht ist das eine günstige Möglichkeit. Generell positioniere ich meine Kulturen in der Nähe der Heizung im Raum. Dadurch lässt sich der Tag-Nacht-Rhytmus gut im Winter abbilden. dauerhaft könnten auch hier Reflektoren oder Spiegel helfen um passiv mit mehr Licht auch mehr Wärme der Kultur hinzuzuführen.

Zu viel Wärme kann dadurch entstehen, dass du deine Kultur zu lange direktem Sonnenlicht aussetzt. Das Wasser heizt sich auf, insbesondere wenn dein Gefäß weitgehend geschlossen ist.

Ist deine Kultur sehr dicht geworden, kannst du sie ernten. Das geht am besten früh morgens, wenn sie an der Oberfläche schwimmt und sie noch nicht durchgemischt wurde. Alternativ kannst du die Kultur mit mehr Nährlösung auch verdünnen und vergrößern. Auch das solltest du am Morgen tun. Abends sollte die Kultur nicht mehr verdünnt werden.

Ist deine Kultur sehr dünn geworden, setze sie nicht zu viel Licht und Stress aus und warte geduldig, dass sie sich erholt und wieder dichter wird. Du kannst auch versuchen, etwas Wasser zu entfernen. Das funktioniert relativ gut mit einem dünnen angesaugten Schlauch, welcher im Spirulina-Gefäß unterhalb der Kultur Wasser entzieht.

Ist der pH-Wert zu hoch, kannst du die Kultur mit Wasser oder Nährlösung verdünnen oder die Kultur ggf. ernten. Eine dichte Kultur erhöht auch den pH-Wert des Wassers. Zur Wiederholung: Verdünnen und Ernten machst du besser Morgens.

Ist der pH-Wert zu niedrig, kannst du höher konzentrierte Nährlösung dazugeben. Morgens.

Klumpenbildung ist normal für Algenkulturen. Die können durch viel Bewegung der Kultur vermieden werden. Wenn plötzlich sehr viele Klumpen auftreten, kann das daran liegen, dass du gerade sehr viel Wasser oder Nährlösung in deinen Tank getan hast und am Boden liegende Klumpen gerade aufgewirbelt wurde. Es kann aber auch sein, dass deine Kultur zu heiß geworden ist, keine Nährstoffe mehr verfügbar sind oder die Kultur kontaminiert wurde! Du kannst im Zweifel versuchen, deine Nährlösung zu ersetzen.

Spirulina hat einen intensiven Algengeruch, den du schnell kennenlernen wirst. Wenn deine Kultur allerdings beginnt, einen unangenehmen Geruch zu entwickeln oder sich zu verfärben, ist höchste Vorsicht angesagt! In dem Fall ist es eine gute Idee, die Kultur zu entsorgen und aus dem Backup-Tank neu zu züchten.

Die Nährlösung

Im Internet werden Nährlösungen und Anleitungen zum selbst herstellen geboten. Die meisten Anleitungen verwenden dabei eine mineralische Nährlösung. Also verschiedene Stoffe, die die Bedarfe von Spirulina decken. Ich selbst habe nach Alternativen gesucht und lowtechlab stellt gegenüber der mineralischen Nährlösung eine organische Nährlösung auf Basis von Urin vor (Grundlagenquelle: https://researchgate.net/…) . Die übrigen Bestandteile sind sehr einfach zu beschaffen.

1. Urin
   • Der menschliche Urin stellt eine Reihe an Stoffen für Spirulina in idealem Verhältnis bereit. Fülle eine 1l-Flasche mit 100ml Weißweinessig und fülle sie auf mit gesundem menschlichen Urin.
   • Beschrifte die Flasche (!!!) und bewahre sie an einem Ort ohne Sonnenlicht auf.
2. Rostige-Nägel-Saft
   • Ein paar Bedingungen fehlen noch für eine ideale Nährlösung. Nimm 100g rostige Nägel (Rost zeigt hohen Eisengehalt an, den wir brauchen),
   • Den Saft von 5-10 Zitronen
   • 1l Weißweinessig
   • mische das in einer zweiten 1l-Flasche und lasse es genau 10 Tage lang stehen. Damit wird die richtige Konzentration Eisenoxid sichergestellt.
   • Danach filterst du den Saft, beschriftest es und stellst ihn auch an einen Ort ohne Sonnenlicht
3. Meersalz
4. Backsoda

1l Nährlösung setzt sich zusammen aus

• 1l Wasser
• 10ml Urin
  • https://patents.google.com/patent/KR20100094965A/en empfiehlt allerdings nur die Hälfte. Ist der Urin besonders gelb, sogar noch weniger. Eine zu hohe Konzentration führt schnell zum Tod der Kultur. Verwendet eure Nährlösung zunächst nicht mit eurer Backup-Kultur. In meinem Fall sind Kulturen sogar erst nach Wochen gekippt.
• 2ml Rostige-Nägel-Saft
• 5g Meersalz
• 1g Backsoda / Natron

Wartung der Kultur

Die Gefäße sollten alle 4 bis 6 Monate von Verschmutzungen gesäubert werden. Dazu kann die Kultur durch einen dünnen Schlauch (ansaugen und fließen lassen) in ein anderes Gefäß fließen. So werden tote Klumpen gefiltert und das alte Gefäß kann gereinigt werden.

Hierbei sollten alle Werkzeuge vorher gereinigt werden und Handschuhe verwendet werden.

Mit der Zeit verdunstet Wasser aus der Kultur. Wenn du dein Gefäß vollständig befüllt hast, male einen wasserunlöslichen Strich von außen auf das Gefäß, der den Soll-Pegel markiert. Wenn der Pegelstand unter den Strich durch Verdunstung fällt, kannst du Trinkwasser dazugeben, um den Verlust auszugleichen.

Ernte

Du kannst dein Spirulina ernten, wenn die Sichtweite <4cm betragen und der pH-Wert >10 ist. Die oben genannten Parameter für eine gesunde Kultur sollten erfüllt sein.

Die Ernte funktioniert am Besten in den Morgenstunden, wenn das Spirulina von der Nacht noch an der Oberfläche ist.

Halte einfach deinen Filterstoff über die Kultur und schöpfe mit einem sauberen (!) Gefäß Spirulina von der Oberfläche dort hinein und warte, bis die Nährlösung hinausgelaufen ist.

Den Rest der Nährlösung kannst du durch vorsichtigen und gleichmäßigen Druck auswringen. Du weißt, dass du genug Nährlösung vom Spirulina getrennt hast, wenn das, was bei dem Prozess hinausläuft, grün wird. Also an dem Punkt, wo Spirulina statt klarer Nährlösung hinausläuft.

Das Tuch kannst du danach mit klarem Wasser spülen, bis es wieder weiß ist.

Das geerntete Spirulina muss im Kulturgefäß durch frische Nährlösung ersetzt werden.

Verzehr

Der beste Zeitpunkt zum Verzehr ist genau jetzt, frisch nach der Ernte. Es sollte jetzt gruchs- und geschmacklos sein und kann mit kalten Getränken oder Mahlzeiten verzehrt werden.

Es kann für 2-3 Wochen eingefroren oder für eine längere Haltbarkeit getrocknet werden.

Trocknen funktioniert am besten, indem das Spirulina in dünne Bahnen auf einem Tuch ausgebreitet und 2 Tage lang an der Luft getrocknet wird.

In der Kultur können gelbliche oder transparente Klumpen entstehen. Diese sind nicht zum Verzehr geeignet! Dieses Spirulina ist tot und kann einfach aus der Kultur entfernt werden. Achte darauf, dass dein zum Verzehr vorgesehenes Spirulina eine durchgehend kräftige grün-blaue Färbung hat.

Spirulina ist nicht für alle Menschen gleichermaßen Verzehrbar. Bekannt ist, dass Menschen mit Autoimmunerkrankungen wie HIV oder rheumatoide Arthritis Spirulina vermeiden sollten. Falls du vorsichtig sein solltest, kannst du Spirulina in sehr kleinen Mengen verzehren und beim steigern der Menge eventuelle Reaktionen deines Körpers darauf aufzeichnen.