Vlastnosti mikroriag, klasifikácia a aplikácie



mikroriasy sú to eukaryotické, fotoautotrofné organizmy, to znamená, že získavajú energiu zo svetla a syntetizujú svoje vlastné jedlo. Obsahujú chlorofyl a ďalšie pomocné pigmenty, ktoré im dávajú veľkú fotosyntetickú účinnosť.

Sú jednobunkové, koloniálne - keď sú stanovené ako agregáty - a vláknité (solitárne alebo koloniálne). Sú súčasťou fytoplanktónu spolu s cyanobaktériami (prokaryotmi). Fytoplanktón je súbor fotosyntetických, vodných mikroorganizmov, ktoré pasívne pasú alebo majú zníženú pohyblivosť.

Mikroriasy sa nachádzajú z pozemského Ekvádoru do polárnych oblastí a sú uznávané ako zdroj biomolekulov a metabolitov s veľkým ekonomickým významom. Sú priamym zdrojom potravy, liekov, krmiva, hnojív a palív a sú dokonca indikátormi znečistenia.

index

  • 1 Charakteristiky
    • 1.1 Výrobcovia, ktorí využívajú slnečné svetlo ako zdroj energie
    • 1.2
  • 2 Klasifikácia
    • 2.1 Povaha jeho chlorofylov
    • 2.2 Polyméry na báze uhlíka ako zásoba energie
    • 2.3 Štruktúra bunkovej steny
    • 2.4 Druh mobility
  • 3 Biotechnologické aplikácie
    • 3.1 Potraviny pre ľudí a zvieratá
    • 3.2 Výhody jeho použitia ako potraviny
    • 3.3 Akvakultúra
    • 3.4 Pigmenty v potravinárskom priemysle
    • 3.5 Ľudská a veterinárna medicína
    • 3.6 Hnojivá
    • 3.7 Kozmetika
    • 3.8 Čistenie odpadových vôd
    • 3.9 Ukazovatele znečistenia
    • 3.10 Bioplyn
    • 3.11 Biopalivá
  • 4 Odkazy

rysy

Výrobcovia, ktorí využívajú slnečné svetlo ako zdroj energie

Väčšina mikrorias má zelenú farbu, pretože obsahuje chlorofyl (tetrapyrolický rastlinný pigment), fotoreceptor svetelnej energie, ktorý umožňuje vykonávať fotosyntézu..

Niektoré mikroriasy však majú červené alebo hnedé sfarbenie, pretože obsahujú xantofyly (žlté karotenoidové pigmenty), ktoré zakrývajú zelenú farbu..

stanovište

Obývajú rôzne vodné prostredie sladké a slané, prírodné a umelé (napr. Bazény a nádrže na ryby). Niektoré sú schopné rásť v pôde, v kyslých biotopoch av poréznych horninách (endolitických), na veľmi suchých a veľmi chladných miestach.

klasifikácia

Mikroriasy predstavujú vysoko heterogénnu skupinu, pretože je polyfyletická, to znamená, že zoskupuje druhy rôznych predkov..

Na klasifikáciu týchto mikroorganizmov sa použilo niekoľko charakteristík, medzi ktoré patria: charakter ich chlorofylov a ich energetických rezervných látok, štruktúra bunkovej steny a typ mobility, ktorú predstavujú..

Povaha jeho chlorofylov

Väčšina rias má typ chlorofylu a niekoľko z nich má iný typ chlorofylu.

Mnohé z nich sú povinné fototrofy a nerastú v tme. Niektoré však rastú v tmavých a katabolizujú jednoduché cukry a organické kyseliny v neprítomnosti svetla.

Napríklad niektoré bičíky a chlorofyty môžu používať acetát ako zdroj uhlíka a energie. Iní asimilujú jednoduché zlúčeniny v prítomnosti svetla (fotoheterotrofia), bez použitia ako zdroja energie.

Polyméry na báze uhlíka ako zásoba energie

Ako produkt fotosyntetického procesu mikroriasy produkujú veľké množstvo uhlíkových polymérov, ktoré slúžia ako rezerva energie.

Napríklad mikroriasy divízie Chlorophyta vytvárajú rezervný škrob (α-1,4-D-glukóza), veľmi podobný škrobom vyšších rastlín..

Štruktúra bunkovej steny

Steny mikroriasy majú značnú rozmanitosť štruktúr a chemického zloženia. Stena môže byť tvorená celulózovými vláknami, zvyčajne s prídavkom xylánu, pektínu, manánov, kyselín algínových alebo kyseliny fuchsovej..

V niektorých morských riasach nazývaných vápenaté alebo koralové predstavuje bunková stena ukladanie uhličitanu vápenatého, zatiaľ čo iné predstavujú chitín.

Diatoms majú na druhej strane vo svojej bunkovej stene kremík, ku ktorému sú pridané polysacharidy a proteíny, ktoré vytvárajú škrupiny obojstrannej alebo radiálnej symetrie (frustules). Tieto škrupiny zostávajú po dlhú dobu nedotknuté a vytvárajú fosílie.

Euglenoidné mikroriasy, na rozdiel od predchádzajúcich, nemajú bunkovú stenu.

Typ mobility

Mikroriasy môžu predstavovať bičík (ako euglena a dinoflageláty), ale nikdy nepredstavujú riasy. Na druhej strane, niektoré mikroriasy predstavujú nehybnosť vo svojej vegetatívnej fáze, avšak ich gamety môžu byť mobilné.

Biotechnologické aplikácie

Potraviny pre ľudí a zvieratá

V päťdesiatych rokoch minulého storočia začali nemeckí vedci pestovať mikroriasy vo veľkom, aby získali lipidy a proteíny, ktoré by nahradili bežné živočíšne a rastlinné proteíny, s cieľom pokryť spotrebu hospodárskych zvierat a človeka..

Masívna kultivácia mikrorias sa v súčasnosti plánuje ako jedna z možností boja proti hladu a celosvetovej podvýžive..

Mikroriasy majú nezvyčajné koncentrácie živín, ktoré sú vyššie ako koncentrácie pozorované u všetkých druhov vyšších rastlín. Denný gram mikrorias je alternatívou k doplneniu zlej stravy.

Výhody jeho použitia ako potraviny

Medzi výhody používania mikrorias ako potraviny máme nasledovné:

  • Vysoká miera rastu mikroalgalu (majú 20-násobne vyšší výnos ako sójová na jednotku plochy).
  • Vytvára merané prínosy v "hematologickom profile" av "intelektuálnom stave" spotrebiteľa tým, že konzumuje malé denné dávky ako doplnok výživy.
  • Vysoký obsah proteínov v porovnaní s inými prírodnými potravinami.
  • Vysoká koncentrácia vitamínov a minerálnych látok: požitie 1 až 3 gramov mikroproduktov vedľajších produktov, poskytuje značné množstvo beta-karoténu (provitamín A), komplex vitamínov E a B, železo a stopové prvky.
  • Zdroj živín s vysokou energizáciou (v porovnaní so ženšenom a peľom, ktorý zbierajú včely).
  • Odporúča sa pre tréning s vysokou intenzitou.
  • Vzhľadom na svoju koncentráciu, nízku hmotnosť a jednoduchosť prepravy je suchý extrakt z rias vhodný ako potrava, ktorá sa nesnáša, aby sa skladovala v očakávaní núdzových situácií..

akvakultúra

Mikroriasy sa používajú ako potrava v akvakultúre kvôli ich vysokému obsahu bielkovín (40 až 65% sušiny) a schopnosti zvýšiť farbu lososovitých rýb a kôrovcov s ich pigmentmi..

Používa sa napríklad ako potrava pre lastúrniky vo všetkých štádiách rastu; pre larválne štádiá niektorých druhov kôrovcov a pre počiatočné štádiá niektorých druhov rýb.

Pigmenty v potravinárskom priemysle

Niektoré mikroraligové pigmenty sa používajú ako prísady v krmivách na zvýšenie pigmentácie kuracieho mäsa a vaječných žĺtkov, ako aj na zvýšenie plodnosti hospodárskych zvierat..

Tieto pigmenty sa tiež používajú ako farbivá vo výrobkoch, ako sú margaríny, majonézy, pomarančové šťavy, zmrzliny, syry a pekárenské výrobky..

Ľudská a veterinárna medicína

V oblasti humánnej a veterinárnej medicíny sa uznáva potenciál mikrorias, pretože:

  • Znížiť riziko rôznych typov rakoviny, srdcových a oftalmických ochorení (vďaka obsahu luteínu).
  • Pomáhajú pri prevencii a liečbe koronárnych srdcových ochorení, agregácii krvných doštičiek, abnormálnych hladinách cholesterolu a sú veľmi sľubné pri liečbe niektorých duševných ochorení (kvôli ich obsahu omega-3).
  • Predstavujú antimutagénne pôsobenie, stimulujú imunitný systém, znižujú hypertenziu a detoxikáciu.
  • Predstavujú baktericídny a antikoagulačný účinok.
  • Zvýšte biologickú dostupnosť železa.
  • Lieky založené na terapeutických mikroriasach a prevencii ulceróznej kolitídy, gastritídy a anémie sa okrem iných stavov vytvorili.

hnojivá

Mikroriasy sa používajú ako biofertilizátory a pôdne pomocné látky. Tieto fotoautotrofné mikroorganizmy rýchlo pokrývajú odstránené alebo spálené pôdy, čím sa znižuje nebezpečenstvo erózie.

Niektoré druhy podporujú fixáciu dusíka a umožnili napríklad pestovanie ryže v krajinách zaplavených po stáročia bez pridávania hnojív. Iné druhy sa používajú ako náhrada vápna v zložených hnojivách.

kozmetický

Deriváty Microalgalu sa používajú vo formulácii obohatených zubných pást, ktoré eliminujú baktérie, ktoré spôsobujú zubný kaz..

Boli vyvinuté aj krémy, ktoré obsahujú také deriváty pre svoje antioxidačné a ochranné vlastnosti ultrafialových lúčov.

Čistenie odpadových vôd

Mikroriasy sa používajú v procesoch transformácie organickej hmoty z odpadových vôd, pri výrobe biomasy a upravenej vody na zavlažovanie. V tomto procese mikroriasy poskytujú potrebný kyslík pre aeróbne baktérie, degradujúce organické polutanty.

Ukazovatele znečistenia

Vzhľadom na ekologický význam mikrorias ako primárnych producentov vodného prostredia sú ukazovateľmi znečistenia životného prostredia.

Okrem toho majú veľkú toleranciu voči ťažkým kovom, ako je meď, kadmium a olovo, ako aj chlórované uhľovodíky, ktoré môžu byť indikátormi prítomnosti týchto kovov..

bioplyn

Niektoré druhy (napríklad, Chlorella a spirulina) sa používajú na čistenie bioplynu, pretože ako zdroj anorganického uhlíka spotrebúvajú oxid uhličitý, okrem toho, že súčasne regulujú pH média..

biopalivá

Biosyntéza mikroskopických rias umožňuje širokú škálu komerčne zaujímavých bioenergetických vedľajších produktov, ako sú tuky, oleje, cukry a funkčné bioaktívne zlúčeniny..

Mnohé druhy sú bohaté na lipidy a uhľovodíky vhodné na priame použitie ako vysokoenergetické kvapalné biopalivá na úrovniach vyšších, ako sú hladiny nachádzajúce sa v suchozemských rastlinách, a tiež majú potenciál nahradiť náhrady rafinérskych výrobkov z fosílnych palív. To nie je prekvapujúce, pretože sa predpokladá, že väčšina ropy pochádza z mikrorias.

Druh, Botryococcus braunii, najmä bol široko študovaný. Predpokladá sa, že výťažok rias mikrorias bude až stokrát vyšší ako úroda, od 7500-24000 litrov oleja na aker za rok, v porovnaní s repkovým a palmovým, až 738 a 3690 litrov..

referencie

  1. Borowitzka, M. (1998). Komerčná výroba mikrorias: rybníkov, nádrží, hľúz a fermentorov. J. of Biotech, 70, 313-321.
  2. Ciferri, O. (1983). Spirulina, Jedlý mikroorganizmus. Microbiol. otáčka., 47, 551-578.
  3. Ciferri, O., & Tiboni, O. (1985). Biochemia a priemyselný potenciál Spiruliny. Ann. Microbiol., 39, 503-526.
  4. Count, J.L., Moro, L.E., Travieso, L., Sanchez, E.P., Leiva, A., & Dupeirón, R., et al. (1993). Proces čistenia bioplynu s využitím intenzívnych mikroskopických kultúr. Biotech. literatúra, 15 (3), 317-320.
  5. Contreras-Flores, C., Peña-Castro, J. M., Flores-Cotera, L. B., & Cañizares, R. O. (2003). Pokroky v koncepčnom dizajne fotobioreaktorov na kultiváciu mikrorias. Interscience, 28 (8), 450-456.
  6. Duerr, E. O., Molnar, A., & Sato, V. (1998). Kultivované mikroriasy ako krmivo pre akvakultúru. J. Mar Biotechnol, 7, 65-70.
  7. Lee, Y.-K. (2001). Systémy a metódy mikroalgálnej masovej kultúry: ich obmedzenie a potenciál. Journal of Applied Phycology, 13, 307-315.
  8. Martínez Palacios, C. A., Chavez Sanchez, M. C., Olvera Novoa, M. A., & Abdo de la Parra, M. I. (1996). Alternatívne zdroje rastlinných bielkovín ako náhrada rybej múčky pre krmivo akvakultúry. Príspevok prezentovaný v zborníku z tretieho medzinárodného sympózia o výžive v akvakultúre, Monterrey, Nuevo León, Mexiko.
  9. Olaizola, M. (2003). Komerčný vývoj mikroalgámovej biotechnológie: z testovacej skúmavky na trh. Biomolekulárne inžinierstvo, 20, 459-466.