De Joshi Nilesh Hemantkumar și Mor Ilza Rahimbhai
Trimis: 30 aprilie 2019 Revizuit: 14 octombrie 2019 Publicat: 19 noiembrie 2019
Abstract
Microalgele sunt un grup diversificat de microorganisme care cuprind protiști fotoautotrofi și cianobacterii procariote - numite și alge albastre-verzi. Aceste microalge formează sursa lanțului alimentar pentru mai mult de 70% din biomasa mondială. Conține valori nutriționale mai ridicate, cu caracteristici de creștere rapidă. Microalgele sunt organisme autotrofe și sunt mult dorite pentru utilizare în nutraceutice și ca suplimente în dietă. Multe specii de microalgi sunt documentate pentru beneficii pentru sănătate, prin întărirea sistemului imunitar și prin creșterea constituției nutriționale a organismului. În acest capitol sunt descrise principalele specii importante din punct de vedere economic precum Spirulina, Chlorella, Haematococcus și Aphanizomenon, cu referire la importanța sa ca nutraceutice și alimente.
Cuvinte cheie
- microalge
- Spirulina
- Chlorella
- nutraceutice
- suplimente alimentare
informații despre capitol și autor
Autori
Joshi Nilesh Hemantkumar *
- Colegiul de Științe ale Pescuitului, Universitatea Agricolă Junagadh, India
Mor Ilza Rahimbhai
- Departamentul de Botanică, H&H.B College of Science, Universitatea Saurashtra, India
* Adresați toată corespondența la: [email protected]
Din volumul editat
Editat de Milada Vítová
1. Introducere
Microalgele sunt un grup diversificat de microorganisme care cuprind protiști fotoautotrofi și cianobacterii procariote - numite și alge albastre-verzi. Aceste microalge formează sursa lanțului alimentar pentru mai mult de 70% din biomasa mondială [1]. Microalgele sunt organisme fotosintetice unicelulare, microscopice, care se găsesc în apa dulce și în mediul marin. Produc compuși precum proteine, carbohidrați și lipide. În majoritate, microalgele sunt microorganisme fotosintetice; nu conține organite celulare spre deosebire de plantele terestre. Aceștia folosesc carbonul din aer pentru producerea de energie.
Microalgele pot fi cultivate fotosintetic folosind CO2, energie solară și apă. Poate fi cultivat în lagune puțin adânci, iazuri marginale, iazuri de curse sau tancuri artificiale. Utilizarea tuburilor/reactoarelor din plastic în sistemul de iaz poate atinge până la șapte ori eficiența producției în comparație cu sistemul de cultură deschisă [2].
Există mai mult de 300.000 de specii de microalge, dintre care aproximativ 30.000 sunt documentate. Locuiesc în habitate naturale complexe și se pot adapta rapid în condiții extreme (în variații ale condițiilor meteorologice extreme). Această abilitate îi face capabili să producă metaboliți secundari, cu structură nouă și funcții biologic active.
Microalgele produc unele produse biologice utile, inclusiv β-caroten, astaxantină, acid docosahexaenoic (DHA), acid eicosapentaenoic (EPA), pigmenți bioactivi și funcționali, coloranți naturali, polizaharide, antioxidanți și extracte de alge. Prima cultivare comercială a Chlorella a fost începută în 1960 în Japonia pentru nutraceutice. Microalgele cresc rapid și produc biomasă mare cu un conținut ridicat de proteine și constau din sursa „proteinei cu o singură celulă” [3] (Figura 1).
figura 1.
Aplicarea microalgelor în diferite domenii.
Algele sunt clasificate în multe grupuri majore, pe baza compoziției pigmentare, a compusului de depozitare și a diversității caracteristicilor ultrastructurii sale. Cu toate acestea, tehnicile avansate bazate pe biologia moleculară sunt folosite în zilele noastre pentru a verifica relația dintre grupurile taxonomice și familiile clasei specifice.
Valoarea de piață globală a microalgelor este estimată la aproximativ 6,5 miliarde USD, din care aproximativ 2,5 miliarde USD este generată de sectorul alimentar sănătos, 1,5 miliarde USD prin producția de DHA și 700 milioane USD de acvacultură. Producția anuală de microalge este de aproximativ 7,5 milioane de tone.
2. Diversitatea microalgală
Diversitatea microalgelor este vastă și reprezintă o resursă intactă. Literatura științifică indică existența a 200.000 până la câteva milioane de specii de microalge în comparație cu aproximativ 250.000 de specii de plante superioare [4].
Microalgele verzi cresc de obicei în apa dulce și în apa de mare, în timp ce alte câteva specii de microalge cresc în medii extrem de saline, cum ar fi Marele Lac Sărat din UT, SUA și Marea Moartă din Israel. În cadrul acestor habitate apoase, unele alge cresc în apele mai adânci, altele populează coloana de apă subterană, iar câteva cresc la limitele zonei fotice, la 200-300 m sub suprafața apei [5, 6, 7, 8]. Microalgele au dimensiuni reduse (majoritatea 5-50 μm) și se caracterizează printr-o morfologie simplă, de obicei unicelulară. În consecință, majoritatea speciilor nu sunt observate ca o celulă/specimen individual, dar devin vizibile numai atunci când generează o colonie mare, în special sub formă de pete verzi, negre, roșii sau maro pe suprafața apei. Liniile de coastă cuprinse între 45 și 30 ° N sunt regiuni adecvate pentru creșterea algelor, în special în acele teritorii din sudul Mediteranei care au climă mai caldă și a căror temperatură nu scade prea mult sub 15 ° C pe tot parcursul anului [2]. Acest tip de climat mai cald din regiunea mediteraneană poate facilita creșterea algelor în sistemul de iaz deschis sau închis.
Parametrii de mediu favorabili culturii la scară de masă sunt explorate de multe județe. De exemplu, Israelul și câteva țări mediteraneene au explorat parametri specifici pentru fiecare algă importantă din punct de vedere economic și cultivându-le menținându-le artificial pentru producția la scară în masă. Puține țări avansate au început să cultive mai multe tulpini microalgale de producție de biocombustibili, în timp ce țări precum Libia, Cipru și Turcia au, de asemenea, o mulțime de terenuri marginale pentru recoltarea algelor. Pentru aceste țări, o resursă de apă limitată nu este o constrângere, deoarece utilizează apă salată sau salină reciclată. Cu temperaturile ridicate din regiunea mediteraneană, sistemul de iaz deschis sau închis ar fi probabil cel mai eficient și cel mai potrivit pentru cultivarea algelor.
Microalgele terestre aparțin în primul rând a trei genealogii evolutive diverse: algele albastre-verzi (Cianobacterii), algele verzi (Chlorophyta și Streptophyta) și diatomeele (Bacillariophyceae, Ochrophyta) [9]. Cu toate acestea, speciile de grupuri de alge verzi și albastre-verzi sunt grupul studiat în principal, atât din punct de vedere taxonomic, cât și din perspectiva economică. Cu toate acestea, înțelegerea modelelor de distribuție geografică în algele terestre este inadecvată, în principal din cauza unei slabe înțelegeri a diversității acestor organisme [10].
3. Microalge: se utilizează ca nutraceutice și alimente
Microalgele au o gamă largă de aplicații industriale, în industria alimentară, purificarea apelor uzate și formulări farmaceutice [11]. Microalgele pot fi folosite și pentru alimente de mare valoare, produse alimentare sănătoase pentru om, polizaharide, aditivi alimentari și furajeri, produse cosmetice, antioxidanți, obiecte antiinflamatoare, coloranți și furaje pentru acvacultură și prepararea biofilmelor [3, 12, 13].
Cele mai utilizate microalge includ Cyanophyceae (alge albastre-verzi), Chlorophyceae (alge verzi), Bacillariophyceae (inclusiv diatomee) și Chrysophyceae (inclusiv algele aurii). Tabelul 1 evidențiază câteva specii majore de microalgi, produse și aplicarea acestora.
| Arthrospira (Spirulina) platensis | Ficocianină, biomasă | Alimente sănătoase, cosmetice |
| Arthrospira (Spirulina) | Proteine, vitamina B12 | Capsula antioxidanta, sistemul imunitar |
| Aphanizomenon flos-aquae | Proteine, acizi grași esențiali, β-caroten | Alimente sănătoase, supliment alimentar |
| Chlorella spp. | Biomasă, extract de carbohidrați | Hrana animalelor, băuturi sănătoase, suplimente alimentare |
| Dunaliella salina | Carotenoizi, β-caroten | Alimente sănătoase, suplimente alimentare, furaje |
| Haematococcus pluvialis | Carotenoizi, astaxantină | Alimente sănătoase, suplimente alimentare, furaje |
| Odontella aurita | Acizi grași, EPA | Produse farmaceutice, cosmetice, antiinflamatoare |
| Porphyridium cruentum | Polizaharide | Produse farmaceutice, cosmetice |
| Isochrysis galbana | Acizi grași | Hrana animalelor |
| Phaeodactylum triconutum | Lipide, acizi grași | Nutriție, producție de combustibil |
| Lyngbya majuscule | Modulatori imuni | Produse farmaceutice, nutriție |
| Schizochytrium sp. | DHA și EPA | Alimente, băuturi și suplimente alimentare |
| Crypthecodinium cohnii | DHA | Dezvoltarea creierului, sănătatea și nutriția sugarului |
| Nannochloropsis oculata | Biomasă | Alimente pentru pești marini larvați și juvenili |
tabelul 1.
Principalele specii, produse și aplicații microalgare.
- Pierderea în greutate atunci când pur și simplu nu; Nu-mi place mâncarea sănătoasă
- Oală de pui cu muștar miere cu păstârnac rețetă - BBC Good Food
- Mierea, lămâia și apa Mitul urban sau poțiunea minune Alimentația NDTV
- Speranță într-o sticlă De ce suplimentele dietetice facturate ca naturale nu pot fi întotdeauna sigure
- Cum să faci ceaiul negru o rețetă simplă pentru a face ceașca perfectă! NDTV Food