Mikroalgák jellemzői, besorolása és alkalmazása



az mikroalgák eukarióta, fotóautotróf szervezetek, azaz energiát kapnak a fényből, és saját ételeket szintetizálnak. Klorofillet és egyéb kiegészítő pigmenteket tartalmaznak, amelyek nagyfokú fotoszintetikus hatékonyságot biztosítanak.

Egysejtűek, gyarmatosítottak, amikor aggregátumokként és fonalasként (magányos vagy gyarmati) alakulnak ki. Ezek a fitoplankton részei, a cianobaktériumok (prokarióták) mellett. A fitoplankton a fotoszintetikus, vízi mikroorganizmusok halmaza, amelyek passzív úton lebegnek vagy csökkent mozgásképességgel rendelkeznek.

A mikroalgákat a földi Ecuadorból a poláris régiókba találták, és nagy gazdasági jelentőségű biomolekulák és metabolitok forrásaként ismerik őket. Ezek az élelmiszerek, gyógyszerek, takarmány, műtrágyák és üzemanyag közvetlen forrása, és még a szennyezés mutatói is.

index

  • 1 Jellemzők
    • 1.1 Termelők, akik napfényt használnak energiaforrásként
    • 1.2 Élőhelyek
  • 2 Osztályozás
    • 2.1 A klorofillek jellege
    • 2.2 Szénalapú polimerek energia tartalékként
    • 2.3 A sejtfal szerkezete
    • 2.4 A mobilitás típusa
  • 3 Biotechnológiai alkalmazások
    • 3.1 Emberi és állati élelmiszerek
    • 3.2 Élelmiszer alkalmazásának előnyei
    • 3.3 Akvakultúra
    • 3.4 Pigmentek az élelmiszeriparban
    • 3.5 Emberi és állatgyógyászat
    • 3.6 Műtrágyák
    • 3.7 Kozmetikumok
    • 3.8 Szennyvízkezelés
    • 3.9 Szennyezési mutatók
    • 3.10 Biogáz
    • 3.11 Bioüzemanyagok
  • 4 Referenciák

jellemzői

Azok a termelők, akik napfényt használnak energiaforrásként

A legtöbb mikroalga zöld színezést mutat, mivel klorofillet (tetrapirrolikus növényi pigmentet), fényenergiás fotoreceptort tartalmaznak, amely lehetővé teszi a fotoszintézis elvégzését..

Néhány mikroalga azonban vörös vagy barna színű, mert xantofileket (sárga karotinoid pigmenteket) tartalmaz, amelyek elfedik a zöld színt.

élőhelyek

Különböző vízi környezetben élnek, édes és sós, természetes és mesterséges (például úszómedencék és haltartályok). Néhányan talajban, savas élőhelyeken és porózus sziklákon (endolitikus) nőnek, nagyon száraz és nagyon hideg helyen.

besorolás

A mikroalga nagyon heterogén csoportot képvisel, mert polifilé, azaz különböző ősei fajjait csoportosítja..

Ezeknek a mikroorganizmusoknak a besorolásához számos jellemzőt alkalmaztak, köztük a klorofillek és az energia tartalékanyaguk természetét, a sejtfal szerkezetét és a jelenlévő mobilitás típusát..

A klorofillek jellege

A legtöbb alga klorofill típusú a, és néhányuknak van egy másik klorofill típusa, amelyből származik.

Sokan kötelező fototrófok, és nem nőnek a sötétben. Néhányan azonban növekszik a sötétben, és könnyű fény nélkül katabolizálják az egyszerű cukrokat és a szerves savakat.

Például néhány zászlós és klorofit használhat acetátot szén- és energiaforrásként. Mások az egyszerű vegyületeket fény (fotoheterotrófia) jelenlétében asszimilálják anélkül, hogy azokat energiaforrásként használnák.

Szénalapú polimerek energia tartalékként

A fotoszintetikus eljárás eredményeként a mikroalga sokféle polimert termel, amelyek energia tartalékként szolgálnak.

Például a Chlorophyta-divízió mikroalgái tartalék keményítőt (α-1,4-D-glükózt) termelnek, amely nagyon hasonlít a magasabb növények keményítőire..

A sejtfal szerkezete

A mikroalga falai jelentős szerkezeti és kémiai összetételűek. A fal cellulózszálakból állhat, általában xilán, pektin, mannán, alginsav vagy fukszinsav hozzáadásával.

Néhány meszes vagy korallos hínárban a sejtfal kalcium-karbonát lerakódását mutatja, míg mások kitinát tartalmaznak..

Diatoms, sőt, van szilikon a saját sejtek fala, ami poliszacharidok és proteinek alkotó kagyló két- vagy sugaras szimmetriát (kagylók) adunk hozzá. Ezek a kagylók sértetlen marad hosszú, alkotó fosszilis.

Az euglenoid mikroalga, az előzőektől eltérően, nem rendelkezik sejtfal.

A mobilitás típusa

A mikroalga jelentheti a flagellát Euglena és dinoflagellátumok), de soha ne jelenjenek meg a szemöldök. Másrészről, néhány mikroalga a vegetatív fázisban mozdulatlanságot mutat, azonban gametái mozgékonyak lehetnek.

Biotechnológiai alkalmazások

Emberi és állati élelmiszerek

Az 1950-es, német tudósok nőni kezdett mikroalgák masszívan lipidek és fehérjék, amelyek helyettesítik a hagyományos állati és növényi eredetű fehérjéket, azzal a céllal, amely a fogyasztás az állatállomány és az ember.

A közelmúltban a mikroalgák hatalmas termesztését az éhség és a globális alultápláltság elleni küzdelem egyik lehetőségének tekintik..

A mikroalga szokatlan tápanyagkoncentrációi vannak, amelyek magasabbak, mint a magasabb növényfajoknál megfigyeltek. Egy napi gramm mikroalga alternatívája a rossz étrend kiegészítésének.

Élelmiszerként való használat előnyei

A mikroalga táplálékként való felhasználásának előnyei közé tartozik:

  • Magas mikroalga növekedési ütem (20-szor nagyobb terméshozam, mint a szójabab egységnyi területenként).
  • Mérhető előnyöket generál a fogyasztó „hematológiai profiljában” és a „szellemi státuszban”, mivel kis napi adagokat fogyasztanak táplálékkiegészítőként.
  • Magas fehérjetartalom a többi természetes táplálékhoz képest.
  • Magas koncentrációban a vitaminok és ásványi anyagok: lenyelés 1 és 3 gramm napi mikroalga termékek, biztosítja jelentős mennyiségű béta-karotin (provitamin), E és B-komplex vitaminokat, vasat és nyomelemek.
  • Nagy energiájú tápanyagforrás (a méhek által gyűjtött ginseng és pollenhez képest).
  • A nagy intenzitású edzéshez ajánlott.
  • Koncentrációjának, kis súlyának és könnyű szállításának köszönhetően a mikroalgák száraz kivonata nem romlandó élelmiszereként alkalmas a vészhelyzetek megelőzésére..

akvakultúra

Mikroalgák használni takarmányként akvakultúra a magas fehérjetartalom (40-65% száraz tömeg), és képes növelni a pigmentek, a színe a lazacfélék és rákfélék.

Például a kagylók élelmiszereként használják a növekedés minden szakaszában; egyes rákfajok lárva szakaszaihoz és egyes halfajok korai szakaszához.

Pigmentek az élelmiszeriparban

Néhány mikroalga pigmentet adalékanyagként használnak a csirkehús és a tojássárgája pigmentációjának növelésére, valamint az állattenyésztés hatékonyságának növelésére..

Ezeket a pigmenteket színezékként is alkalmazzák olyan termékekben, mint a margarinok, a majonnészek, a narancslevek, a fagylaltok, a sajtok és a sütőipari termékek..

Emberi és állatgyógyászat

Az emberi és állatgyógyászat területén a mikroalgák potenciálja felismerhető, mivel:

  • Csökkentse a különböző típusú rák, szív- és szemészeti betegségek kockázatát (a lutein tartalmának köszönhetően).
  • Segítenek megelőzni és kezelni a szívkoszorúér-betegségeket, a vérlemezke-aggregációt, a kóros koleszterinszintet, és nagyon ígéretesek bizonyos mentális betegségek kezelésében (omega-3 tartalom miatt).
  • Antimutagén hatásúak, stimulálják az immunrendszert, csökkentik a magas vérnyomást és a méregtelenítést.
  • Baktericid és antikoaguláns hatásúak.
  • Növelje a vas biológiai hozzáférhetőségét.
  • A terápiás mikroalgákon alapuló gyógyszereket és a fekélyes vastagbélgyulladás, gasztritisz és anaemia megelőzését, többek között a következő feltételeket generálták:.

műtrágyák

A mikroalga biológiai műtrágyák és talajjavító szerek. Ezek a fotoautotróf mikroorganizmusok gyorsan lefedik az eltávolított vagy égett talajokat, csökkentve az erózió veszélyét.

Néhány faj kedvez a nitrogén rögzítésének, és lehetővé tette például a rizs termesztését évszázadok alatt elárasztott területeken, műtrágyák hozzáadása nélkül. Más fajokat használnak a mész kicserélésére összetett műtrágyákban.

kozmetikai

A dúsított fogkrémek előállításához mikroalga-származékokat alkalmaztak, amelyek megszüntetik a fogszuvasodást okozó baktériumot.

Szintén olyan krémeket fejlesztettek ki, amelyek tartalmazzák az ilyen származékokat az ultraibolya sugárzás antioxidáns és védő tulajdonságaihoz.

Szennyvíztisztítás

A mikroalgákat a szerves anyagok szennyvízből történő átalakításának folyamataiban alkalmazzák, biomasszát és tisztított vizet képezve az öntözéshez. Ebben a folyamatban a mikroalga biztosítja a szükséges oxigént az aerob baktériumokhoz, a lebomló szerves szennyező anyagokhoz.

Szennyezési mutatók

Tekintettel a mikroalga mint a vízi környezet elsődleges termelőinek ökológiai jelentőségére, ezek a környezeti szennyezés mutatói.

Emellett nagy toleranciájuk van a nehézfémekre, mint például a réz, a kadmium és az ólom, valamint a klórozott szénhidrogénekre, amelyek ezeknek a fémeknek a jelenlétét jelzik..

biogáz

Néhány faj (például, Chlorella és spirulina) használták a biogáz tisztítására, mivel a szén-dioxidot szervetlen szénforrásként fogyasztják, a közeg pH-jának egyidejű ellenőrzése mellett..

bioüzemanyagok

A mikroalga a kereskedelemben érdekes bioenergetikus melléktermékek, például zsírok, olajok, cukrok és funkcionális bioaktív vegyületek széles skáláját bioszintézisé teszi.

Sok faj gazdag lipidek és a szénhidrogének közvetlen felhasználásra alkalmas magas energiatartalmú folyékony bioüzemanyagok nagyobb, mint a jelenlegi szinten a szárazföldi növényekben, és szintén potenciális helyettesítő finomítói termékek a fosszilis tüzelőanyagok. Ez nem meglepő, tekintve, hogy a legtöbb olaj véljük, hogy származott mikroalgák.

Egyfajta, Botryococcus braunii, különösen széles körben vizsgálták. Előrejelzés szerint a mikroalga olajhozama 100-szor nagyobb lesz, mint a szárazföldi növényeké, évente 7500-24000 liter olaj, szemben a repce és a tenyerével, 738 és 3690 literre..

referenciák

  1. Borowitzka, M. (1998). Mikroalgák kereskedelmi termelése: tavak, tartályok, gumók és erjesztők. J. Biotech, 70, 313-321.
  2. Ciferri, O. (1983). Spirulina, Az ehető mikroorganizmus. Microbiol. fordulat., 47, 551-578.
  3. Ciferri, O. & Tiboni, O. (1985). A Spirulina biokémiai és ipari potenciálja. Ann. Rev. Microbiol., 39, 503-526.
  4. Count, J. L., Moro, L. E., Travieso, L., Sanchez, E. P., Leiva, A. és Dupeirón, R., et al. (1993). Biogáztisztítási eljárás intenzív mikroalgákkal. Biotech. Levelek, 15 (3), 317-320.
  5. Contreras-Flores, C., Peña-Castro, J. M., Flores-Cotera, L. B. és Cañizares, R. O. (2003). A mikroalgák termesztésére szolgáló fotobioreaktorok fogalmi tervezésének előrehaladása. Inter, 28 (8), 450-456.
  6. Duerr, E. O., Molnar, A. és Sato, V. (1998). Tenyésztett mikroalgák, mint akvakultúra-takarmány. J Mar Biotechnol, 7, 65-70.
  7. Lee, Y.-K. (2001). Mikroalga tömegkultúra rendszerek és módszerek: korlátozásuk és potenciáljuk. Az Applied Phycology folyóirat, 13, 307-315.
  8. Martínez Palacios, C. A., Chavez Sanchez, M. C., Olvera Novoa, M. A. és Abdo de la Parra, M. I. (1996). A növényi fehérjék alternatív forrásai az akvakultúra-takarmányok halételének helyettesítésére. A harmadik nemzetközi akvakultúra-táplálkozási szimpózium, Monterrey, Nuevo León, Mexikó közleménye..
  9. Olaizola, M. (2003). A mikroalga biotechnológia kereskedelmi fejlesztése: a kémcsőtől a piacig. Biomolekuláris technika, 20, 459-466.