Značajke, klasifikacija i primjena mikroalgi



mikroalgi oni su eukariotski, fotoautotrofni organizmi, tj. oni dobivaju energiju iz svjetla i sintetiziraju vlastitu hranu. Sadrže klorofil i druge pomoćne pigmente koji im daju veliku fotosintetsku učinkovitost.

One su jednoćelijske, kolonijalne - kada su ustanovljene kao agregati - i filamentozne (usamljene ili kolonijalne). Oni su dio fitoplanktona, zajedno s cijanobakterijama (prokariotima). Fitoplankton je skup fotosintetskih, vodenih mikroorganizama koji pasivno plutaju ili imaju smanjenu pokretljivost.

Mikroalge se nalaze u kopnenom Ekvadoru do polarnih područja i prepoznate su kao izvor biomolekula i metabolita od velike gospodarske važnosti. Oni su izravan izvor hrane, lijekova, stočne hrane, gnojiva i goriva, te su čak i pokazatelji zagađenja.

indeks

  • 1 Značajke
    • 1.1 Proizvođači koji sunčevu svjetlost koriste kao izvor energije
    • 1.2. Staništa
  • 2 Klasifikacija
    • 2.1 Priroda njezinih klorofila
    • 2.2 Polimeri na bazi ugljika kao rezerva energije
    • 2.3 Struktura stanične stijenke
    • 2.4 Vrsta mobilnosti
  • 3 Biotehnološke primjene
    • 3.1 Hrana za ljude i životinje
    • 3.2 Prednosti njegove uporabe kao hrane
    • 3.3 Akvakultura
    • 3.4 Pigmenti u prehrambenoj industriji
    • 3.5 Ljudska i veterinarska medicina
    • 3.6 Gnojiva
    • 3.7 Kozmetika
    • 3.8 Pročišćavanje otpadnih voda
    • 3.9 Pokazatelji onečišćenja
    • 3.10 Bioplin
    • 3.11 Biogoriva
  • 4 Reference

značajke

Proizvođači koji koriste sunčevu svjetlost kao izvor energije

Većina mikroalga ima zelenu boju jer sadrži klorofil (tetapirlićni pigment povrća), fotoreceptor svjetlosne energije koji omogućuje fotosintezu..

Međutim, neke mikroalge imaju crvenu ili smeđu boju, jer sadrže ksantofile (žute karotenoidne pigmente), koje maskiraju zelenu boju..

staništa

Naseljavaju raznovrsne vodene sredine slatke i slane, prirodne i umjetne (kao što su bazeni i akvariji). Neki mogu rasti u tlu, u kiselim staništima i unutar poroznih stijena (endolitski), na vrlo suhim i vrlo hladnim mjestima.

klasifikacija

Mikroalge predstavljaju vrlo heterogenu skupinu, jer je polifiletična, tj. Grupira vrste različitih predaka..

Za klasificiranje tih mikroorganizama korišteno je nekoliko svojstava, među kojima su: priroda njihovih klorofila i njihovih rezervi energije, struktura stanične stijenke i vrsta mobilnosti koju predstavljaju.

Priroda njezinih klorofila

Većina algi ima klorofil tipa a nekoliko njih ima drugi tip klorofila.

Mnogi su obvezni fototrofi i ne rastu u mraku. Međutim, neki rastu u mraku i kataboliziraju jednostavne šećere i organske kiseline u odsutnosti svjetla.

Na primjer, neki flagelati i klorofiti mogu koristiti acetat kao izvor ugljika i energije. Drugi asimiliraju jednostavne spojeve u prisutnosti svjetlosti (fotoheterotrofija), bez korištenja kao izvora energije.

Polimeri na bazi ugljika kao rezerva energije

Kao proizvod fotosintetskog procesa, mikroalge proizvode veliki broj ugljikovih polimera koji služe kao rezerva energije.

Primjerice, mikroalge Chlorophyta generiraju rezerve škroba (α-1,4-D-glukoza), vrlo slične škrobovima viših biljaka.

Struktura stanične stijenke

Zidovi mikroalgi predstavljaju znatnu raznolikost struktura i kemijskog sastava. Zid može biti sastavljen od celuloznih vlakana, obično s dodatkom ksilana, pektina, manana, alginskih kiselina ili fuksične kiseline..

Kod nekih morskih algi koji se nazivaju karbonatni ili koralni, stanična stijenka sadrži taloženje kalcijevog karbonata, dok drugi predstavljaju hitin.

Dijatomeje, s druge strane, imaju silicij u staničnoj stijenci, u koji se dodaju polisaharidi i proteini, tvoreći ljuske bilateralne ili radijalne simetrije (frustule). Ove školjke ostaju netaknute dugo vremena, tvoreći fosile.

Euglenoidne mikroalge, za razliku od prethodnih, nemaju staničnu stijenku.

Vrsta mobilnosti

Mikroalge mogu predstavljati flagelu (kao Euglena i dinoflagelati), ali nikad prisutne cilijarne. S druge strane, neke mikroalge imaju nepokretnost u svojoj vegetativnoj fazi, međutim njihove gamete mogu biti pokretne.

Biotehnološke primjene

Ljudska i životinjska hrana

Pedesetih godina prošlog stoljeća njemački znanstvenici počeli su uzgajati mikroalge u masi kako bi dobili lipide i proteine ​​koji bi zamijenili konvencionalne životinjske i biljne proteine, s ciljem pokrivanja stoke i potrošnje ljudi..

Nedavno je masovna kultivacija mikroalgi projicirana kao jedna od mogućnosti za borbu protiv gladi i globalne pothranjenosti.

Mikroalge imaju neuobičajene koncentracije hranjivih tvari, koje su veće od onih zabilježenih u bilo kojoj vrsti biljke. Dnevni gram mikroalgi alternativa je dopunjavanju loše prehrane.

Prednosti njegove uporabe kao hrane

Među prednostima uporabe mikroalgi kao hrane imamo sljedeće:

  • Visoka stopa rasta mikroalgi (20 puta veći prinos od soje po jedinici površine).
  • Stvara izmjerene koristi u "hematološkom profilu" i "intelektualnom statusu" potrošača, konzumiranjem malih dnevnih doza kao dodatak prehrani.
  • Visok sadržaj bjelančevina u usporedbi s drugim prirodnim namirnicama.
  • Visoka koncentracija vitamina i minerala: uzimanje 1 do 3 grama nusproizvoda mikroalgi dnevno, osigurava znatne količine beta-karotena (provitamin A), vitamina E i B kompleksa, željeza i elemenata u tragovima.
  • Izrazito energizirajući izvor hranjivih tvari (u usporedbi s ginsengom i peludom koje prikupljaju pčele).
  • Preporučuju se za trening visokog intenziteta.
  • Zbog svoje koncentracije, male težine i lakoće transporta, suhi ekstrakt mikroalgi prikladan je kao ne-kvarljiva hrana za pohranu u očekivanju hitnih situacija.

akvakultura

Mikroalge se koriste kao hrana u akvakulturi zbog visokog sadržaja proteina (40 do 65% suhe težine) i sposobnosti povećanja boje salmonida i rakova svojim pigmentima.

Primjerice, koristi se kao hrana za školjke s dvije ljušture u svim fazama rasta; za stadije ličinki nekih vrsta rakova i za rane faze nekih vrsta riba.

Pigmenti u prehrambenoj industriji

Neki pigmenti mikroalgi se koriste kao aditivi u krmivima za povećanje pigmentacije pilećeg mesa i žumanjka, kao i za povećanje plodnosti stoke.

Ovi pigmenti se također koriste kao boje u proizvodima kao što su margarini, majoneze, sokovi od naranče, sladoledi, sirevi i pekarski proizvodi..

Ljudska i veterinarska medicina

U području humane i veterinarske medicine prepoznat je potencijal mikroalgi, jer:

  • Smanjiti rizik od različitih vrsta raka, srčanih i oftalmičkih bolesti (zahvaljujući sadržaju luteina).
  • Oni pomažu u prevenciji i liječenju koronarne bolesti srca, agregaciji trombocita, abnormalnim razinama kolesterola i vrlo su obećavajući za liječenje određenih mentalnih bolesti (zbog sadržaja omega-3)..
  • Oni predstavljaju antimutageno djelovanje, stimuliraju imunološki sustav, smanjuju hipertenziju i detoksikaciju.
  • Oni predstavljaju baktericidno i antikoagulantno djelovanje.
  • Povećati bioraspoloživost željeza.
  • Lijekovi na bazi terapeutskih mikroalgi i preventivni ulcerativni kolitis, gastritis i anemija, između ostalih uvjeta.

gnojiva

Mikroalge se koriste kao biološka gnojiva i sredstva za poboljšanje tla. Ovi fotoautotrofni mikroorganizmi brzo pokrivaju uklonjena ili spaljena tla, smanjujući opasnost od erozije.

Neke vrste favoriziraju fiksaciju dušika i omogućile su, primjerice, uzgoj riže u poplavljenim područjima stoljećima, bez dodatka gnojiva. Ostale vrste koriste se za zamjenu vapna u složenim gnojivima.

kozmetički

Derivati ​​mikroalgi su korišteni u formulaciji obogaćenih pasta za zube, koje eliminiraju bakteriju koja uzrokuje zubni karijes.

Također su razvijene kreme koje uključuju takve derivate za njihova antioksidativna i zaštitna svojstva ultraljubičastih zraka.

Pročišćavanje otpadnih voda

Mikroalge se primjenjuju u procesima pretvorbe organske tvari iz otpadnih voda, stvaranju biomase i pročišćene vode za navodnjavanje. U tom procesu, mikroalge osiguravaju potreban kisik aerobnim bakterijama, degradirajući organske zagađivače.

Pokazatelji onečišćenja

S obzirom na ekološku važnost mikroalgi kao primarnih proizvođača vodenih okoliša, oni su pokazatelji onečišćenja okoliša.

Osim toga, imaju veliku toleranciju na teške metale kao što su bakar, kadmij i olovo, kao i klorirani ugljikovodici, koji mogu biti pokazatelji prisutnosti tih metala..

bioplin

Neke vrste (na primjer, Chlorella i spirulina), korišteni su za pročišćavanje bioplina, jer konzumiraju ugljični dioksid kao izvor anorganskog ugljika, uz istovremenu kontrolu pH medija.

biogoriva

Biosinteza mikroalgi širok raspon komercijalno zanimljivih bioenergetskih nusprodukata, kao što su masti, ulja, šećeri i funkcionalni bioaktivni spojevi.

Mnoge su vrste bogate lipidima i ugljikovodicima prikladnim za izravnu uporabu kao visokoenergetska tekuća biogoriva, na razinama višim od prisutnih u kopnenim biljkama, a također imaju potencijal kao zamjenu za proizvode rafinerije fosilnih goriva. To ne iznenađuje, s obzirom da se smatra da većina nafte potječe od mikroalgi.

Neka vrsta, Botryococcus braunii, osobito je široko proučavan. Predviđa se da će prinos ulja od mikroalgi biti i do 100 puta veći od prinosa kopnenih usjeva, sa 7500-24000 litara nafte po hektaru godišnje, u usporedbi s uljane repice i dlanove, na 738 odnosno 3690 litara..

reference

  1. Borowitzka, M. (1998). Komercijalna proizvodnja mikroalgi: bare, spremnici, gomolji i fermentori. J. of Biotech, 70, 313-321.
  2. Ciferri, O. (1983). Spirulina, jestivi mikroorganizam. Microhiol. revolucija., 47, 551-578.
  3. Ciferri, O. & Tiboni, O. (1985). Biokemija i industrijski potencijal Spiruline. Ann. Rev. Microbiol., 39, 503-526.
  4. Count, J.L., Moro, L.E., Travieso, L., Sanchez, E.P., Leiva, A., & Dupeirón, R., i sur. (1993). Proces pročišćavanja bioplina primjenom intenzivnih kultura mikroalgi. Biotech. pisma, 15 (3), 317-320.
  5. Contreras-Flores, C., Peña-Castro, J.M., Flores-Cotera, L.B., & Cañizares, R.O. (2003). Napredak u konceptualnom dizajnu fotobioreaktora za uzgoj mikroalgi. Interscience, 28 (8), 450-456.
  6. Duerr, E.O., Molnar, A., & Sato, V. (1998). Kultivirane mikroalge kao hrana za akvakulturu. J Mar Biotechnol, 7, 65-70.
  7. Lee, Y.-K. (2001). Sustavi i metode masovne kulture mikroalgi: njihovo ograničenje i potencijal. Journal of Applied Phycology, 13, 307-315.
  8. Martínez Palacios, C.A., Chavez Sanchez, M.C., Olvera Novoa, M.A., i Abdo de la Parra, M.I. (1996). Alternativni izvori biljnih proteina kao zamjena za riblje brašno za hranu za akvakulturu. Rad predstavljen u Zborniku radova Trećeg međunarodnog simpozija o prehrani akvakulture, Monterrey, Nuevo León, Meksiko.
  9. Olaizola, M. (2003). Komercijalni razvoj biotehnologije mikroalgi: od epruvete do tržišta. Biomolekularni inženjering, 20, 459-466.