Mikroaļģu īpašības, klasifikācija un pielietojumi

The mikroaļģes tie ir eukariotiski, fotoautotrofi organismi, tas ir, tie iegūst enerģiju no gaismas un sintezē savu pārtiku. Tie satur hlorofilu un citus piederumus saturošus pigmentus, kas dod viņiem lielu fotosintētisko efektivitāti.

Tās ir vienšūnas, koloniālās, kad tās ir izveidotas kā agregāti un pavedieni (vientuļie vai koloniālie). Tās ir fitoplanktona sastāvdaļa, kā arī cianobaktērijas (prokarioti). Fitoplanktons ir fotosintētisko, ūdens mikroorganismu kopums, kas peldē pasīvi vai kuriem ir ierobežota mobilitāte.

Mikroaļģes ir atrodamas no sauszemes Ekvadoras uz polāriem reģioniem un tiek atzītas par biomolekulu un metabolītu avotiem, kam ir liela ekonomiskā nozīme. Tie ir tiešs pārtikas, zāļu, lopbarības, mēslošanas līdzekļu un degvielas avots, un tie ir pat piesārņojuma rādītāji.

Indekss

• 1 Raksturojums
  • 1.1. Ražotāji, kas izmanto saules gaismu kā enerģijas avotu
  • 1.2 Dzīvotnes
• 2 Klasifikācija
  • 2.1. Hlorofilu raksturs
  • 2.2. Oglekļa bāzes polimēri kā enerģijas rezerves
  • 2.3 Šūnu sienas struktūra
  • 2.4 Mobilitātes veids
• 3 Biotehnoloģijas pielietojumi
  • 3.1. Cilvēku un dzīvnieku barība
  • 3.2 Priekšrocības, ko rada tās lietošana kā pārtika
  • 3.3 Akvakultūra
  • 3.4. Pigmenti pārtikas rūpniecībā
  • 3.5. Cilvēka un veterinārā medicīna
  • 3.6 Mēslošanas līdzekļi
  • 3.7. Kosmētika
  • 3.8 Notekūdeņu attīrīšana
  • 3.9 Piesārņojuma rādītāji
  • 3.10 Biogāze
  • 3.11 Biodegvielas
• 4 Atsauces

Funkcijas

Ražotāji, kas izmanto saules gaismu kā enerģijas avotu

Lielākā daļa mikroaļģu ir zaļā krāsā, jo tās satur hlorofilu (tetrapirolisko augu pigmentu), gaismas fotoreceptoru, kas ļauj veikt fotosintēzi..

Tomēr dažām mikroaļģēm ir sarkana vai brūna krāsa, jo tās satur ksantofilus (dzeltenus karotinoīdus pigmentus), kas maskē zaļo krāsu.

Dzīvotnes

Viņi dzīvo dažādās ūdens vidēs, saldās un sāļās, dabīgās un mākslīgās (piemēram, peldbaseinos un zivju tvertnēs). Daži spēj augt augsnē, skābajos biotopos un porainos akmeņos (endolītiskajā), ļoti sausās un ļoti aukstās vietās..

Klasifikācija

Mikroaļģes ir ļoti neviendabīga grupa, jo tā ir polifilēta, tas ir, dažādu priekšteču sugas..

Lai klasificētu šos mikroorganismus, ir izmantoti vairāki raksturlielumi, tostarp: to hlorofilu un to enerģijas rezervju vielu raksturs, šūnu sienas struktūra un to mobilitātes veids.

Tā hlorofilu raksturs

Lielākajai daļai aļģu ir hlorofila tips a, un dažiem no tiem ir cita veida hlorofils.

Daudzi ir obligāti fototrofi un nepaliek tumsā. Tomēr daži aug tumsā un katabolizē vienkāršos cukurus un organiskās skābes, ja nav gaismas.

Piemēram, daži karodziņi un hlorofīti var izmantot acetātu kā oglekļa un enerģijas avotu. Citi asimilē vienkāršus savienojumus gaismas (photoheterotrophy) klātbūtnē, neizmantojot tos kā enerģijas avotu.

Oglekļa bāzes polimēri kā enerģijas rezerves

Kā fotosintēzes procesa rezultāts mikroaļģes ražo daudz dažādu oglekļa polimēru, kas kalpo kā enerģijas rezerves.

Piemēram, Chlorophyta nodaļas mikroaļģes rada rezerves cieti (α-1,4-D-glikozi), kas ir ļoti līdzīgs augstāko augu cietēm..

Šūnu sienas struktūra

Mikro aļģu sienām ir ievērojama struktūra un ķīmiskais sastāvs. Sienu var veidot celulozes šķiedras, parasti pievienojot ksilānu, pektīnu, mannānus, algīnskābes vai fuksskābi..

Dažās jūraszālēs, ko sauc par kaļķakmens vai koraļļiem, šūnu sienā ir kalcija karbonāta uzkrāšanās, bet citās - chitin.

No otras puses, diatomām šūnu sienā ir silīcijs, kuram pievieno polisaharīdus un proteīnus, veidojot divpusējas vai radiālas simetrijas korpusus (frustules). Šie čaumalas ilgstoši paliek neskarti, veidojot fosilijas.

Atšķirībā no iepriekšējām, euglenoīdu mikroaļģēm trūkst šūnu sienas.

Mobilitātes veids

Microalgae var uzrādīt flagellu (kā Euglena un dinoflagellates), bet nekad nepiedāvā cilpas. No otras puses, daži mikroaļģes savā veģetatīvajā fāzē rada nemobilitāti, tomēr to gametas var būt mobilas.

Biotehnoloģijas pielietojumi

Cilvēka un dzīvnieku barība

1950-tajos gados vācu zinātnieki sāka audzēt mikroaļģes lielā apjomā, lai iegūtu lipīdus un olbaltumvielas, kas aizstātu tradicionālos dzīvnieku un augu proteīnus, lai aptvertu mājlopu un cilvēku patēriņu..

Nesen ir prognozēts, ka masveida mikroaļļu audzēšana ir viena no iespējām cīnīties pret badu un globālu nepietiekamu uzturu.

Mikroaļģēm ir neparastas barības vielu koncentrācijas, kas ir augstākas nekā jebkuras augstākās augu sugas. Ikdienas grams mikroaļģēm ir alternatīva sliktas diētas papildināšanai.

Priekšrocības tās lietošanai pārtikā

Starp mikroalģu kā pārtikas izmantošanas priekšrocībām mums ir:

• Augsts mikrogalgu augšanas ātrums (tiem ir 20 reižu augstāka raža nekā sojas pupiņu platība).
• Izveido izmērītus ieguvumus "hematoloģiskajā profilā" un patērētāja "intelektuālajā statusā", patērējot nelielas dienas devas kā uztura bagātinātāju..
• Augsts olbaltumvielu saturs salīdzinājumā ar citiem dabīgiem pārtikas produktiem.
• Augsta vitamīnu un minerālvielu koncentrācija: mikroorganismu blakusproduktu uzņemšana no 1 līdz 3 gramiem dienā, nodrošina ievērojamu daudzumu beta-karotīna (provitamīna A), E un B vitamīna kompleksu, dzelzs un mikroelementus..
• Ļoti enerģisks barības vielu avots (salīdzinājumā ar žeņšeņa un bišu ievāktajiem ziedputekšņiem).
• Tās ir ieteicamas augstas intensitātes treniņiem.
• Sakarā ar koncentrāciju, mazo svaru un vieglu transportēšanu, mikroalģu sausais ekstrakts ir piemērots kā neatgriezeniska pārtika, ko uzglabāt ārkārtas situācijās.

Akvakultūra

Mikro aļģes izmanto kā pārtiku akvakultūrā to augstā proteīna satura (40–65% sausnas) dēļ un spēju palielināt lašu dzimtas zivju un vēžveidīgo krāsu ar to pigmentiem..

Piemēram, to izmanto kā pārtiku gliemenēm visos augšanas posmos; dažu vēžveidīgo sugu kāpuru stadijās un dažu zivju sugu agrīnajos posmos.

Pigmenti pārtikas rūpniecībā

Daži mikroalgales pigmenti tiek izmantoti kā lopbarības piedevas, lai palielinātu vistas gaļas un olu dzeltenumu pigmentāciju, kā arī palielinātu lopkopības auglību..

Šie pigmenti tiek izmantoti arī kā krāsvielas tādos produktos kā margarīni, mayonnaises, apelsīnu sulas, saldējumi, sieri un maizes izstrādājumi..

Cilvēka un veterinārā medicīna

Cilvēka un veterinārās medicīnas jomā mikrobiļu potenciāls tiek atzīts, jo:

• Samazināt dažādu vēža, sirds un oftalmoloģisko slimību risku (pateicoties luteīna saturam).
• Tās palīdz novērst un ārstēt koronāro sirds slimību, trombocītu agregāciju, patoloģisku holesterīna līmeni un ir ļoti daudzsološas dažu garīgo slimību ārstēšanai (to omega-3 satura dēļ)..
• Tie rada antimutagēnu iedarbību, stimulējot imūnsistēmu, samazinot hipertensiju un detoksikāciju.
• Tās rada baktericīdu un antikoagulantu iedarbību.
• Palieliniet dzelzs biopieejamību.
• Tika radītas zāles, kas balstītas uz terapeitiskām mikrogaļām un profilaktisku čūlainu kolītu, gastrītu un anēmiju..

Mēslošanas līdzekļi

Mikroaļģes tiek izmantotas kā biofertilizatori un augsnes ielabotāji. Šie fotoautotrofie mikroorganismi ātri aptver noņemtās vai sadedzinātās augsnes, samazinot erozijas risku.

Dažas sugas veicina slāpekļa fiksāciju, un tās ir padarījušas iespējamu, piemēram, rīsu audzēšanu gadsimtiem ilgi applūdušās zemēs bez minerālmēslu pievienošanas. Citas sugas tiek izmantotas, lai aizstātu kaļķi kombinētajos mēslošanas līdzekļos.

Kosmētika

Mikroļģu atvasinājumi ir izmantoti bagātinātu zobu pastu pagatavošanā, kas likvidē baktēriju, kas izraisa kariesu.

Ir izstrādāti arī krēmi, kas ietver šādus atvasinājumus to antioksidantiem un ultravioleto staru aizsardzībai.

Notekūdeņu attīrīšana

Mikroaļģes tiek izmantotas organisko vielu transformācijas procesos no notekūdeņiem, radot biomasu un attīrītu ūdeni apūdeņošanai. Šajā procesā mikroorganismi nodrošina nepieciešamo skābekli aerobajām baktērijām, kas pazemina organiskos piesārņotājus.

Piesārņojuma rādītāji

Ņemot vērā mikroaļģu kā ūdens vides primāro ražotāju ekoloģisko nozīmi, tie ir vides piesārņojuma rādītāji.

Turklāt tiem ir liela pielaide smagajiem metāliem, piemēram, varam, kadmijam un svinam, kā arī hlorētiem ogļūdeņražiem, kas var liecināt par šo metālu klātbūtni..

Biogāze

Dažas sugas (piemēram,. \ T, Chlorella un Spirulina), ir izmantoti, lai attīrītu biogāzi, jo tie patērē oglekļa dioksīdu kā neorganiskās oglekļa avotu, turklāt vienlaikus kontrolē arī barotnes pH..

Biodegvielas

Mikroaļģes biosintēzē plašu komerciāli interesējošu bioenerģētisku blakusproduktu klāstu, piemēram, taukus, eļļas, cukurus un funkcionālos bioaktīvos savienojumus..

Daudzas sugas ir bagātas ar lipīdiem un ogļūdeņražiem, kas ir piemēroti tiešai izmantošanai kā augstas enerģijas šķidrās biodegvielas, augstākā līmenī nekā tie, kas atrodas sauszemes augos, un tiem ir potenciāls kā fosilā kurināmā pārstrādes produktu aizstājēji. Tas nav pārsteidzoši, ņemot vērā to, ka lielākā daļa naftas tiek uzskatīta par mikroaļģēm.

Kāda veida, Botryococcus braunii, jo īpaši tas ir plaši pētīts. Tiek prognozēts, ka mikroaļļu eļļas daudzums būs līdz pat 100 reizēm lielāks nekā zemes kultūrām, no 7500-24000 litriem naftas uz akru gadā, salīdzinot ar rapšu un palmu, attiecīgi līdz 738 un 3690 litriem..

Atsauces

1. Borowitzka, M. (1998). Mikroaļģu komerciāla ražošana: dīķi, tvertnes, bumbuļi un fermentatori. J. no Biotech, 70, 313-321.
2. Ciferri, O. (1983). Spirulina, ēdamais mikroorganisms. Mikrobiol. Rev., 47, 551-578.
3. Ciferri, O., & Tiboni, O. (1985). Spirulina bioķīmija un rūpnieciskais potenciāls. Ann. Microbiol., 39, 503-526.
4. Count, J. L., Moro, L. E., Travieso, L., Sanchez, E. P., Leiva, A., un Dupeirón, R., et al. (1993). Biogāzes attīrīšanas process, izmantojot intensīvas mikroalgu kultūras. Biotech Burti, 15 (3), 317-320.
5. Contreras-Flores, C., Peña-Castro, J. M., Flores-Cotera, L. B. un Cañizares, R. O. (2003). Attīstība fotobioreaktoru konceptuālajā projektā mikroalmu audzēšanai. Interciencia, 28 (8), 450-456.
6. Duerr, E. O., Molnārs, A., un Sato, V. (1998). Kultivētas mikroaļģes kā akvakultūras barība. J Mar Biotechnol, 7, 65-70.
7. Lee, Y.-K. (2001). Mikrogalgu masu kultūras sistēmas un metodes: to ierobežojums un potenciāls. Applied Phycology žurnāls, 13, 307-315.
8. Martínez Palacios, C. A., Chavez Sanchez, M. C., Olvera Novoa, M. A., un Abdo de la Parra, M. I. (1996). Alternatīvie augu proteīnu avoti kā zivju miltu aizstājējs akvakultūras barībai. Papīrs, kas iesniegts trešā starptautiskā akvakultūras uztura simpozija, Monterreja, Nuevo Leona, Meksika.
9. Olaizola, M. (2003). Mikrogalgu biotehnoloģijas komerciālā attīstība: no mēģenes līdz tirgum. Biomolekulārā inženierija, 20, 459-466.