Mikrolevien ominaisuudet, luokittelu ja sovellukset



mikrolevästä ne ovat eukaryoottisia, valoautomaisia ​​organismeja, eli ne saavat energiaa valolta ja syntetisoivat omaa ruokaansa. Ne sisältävät klorofylliä ja muita lisäpigmenttejä, jotka antavat heille suuren fotosynteettisyyden.

Ne ovat yksisoluisia, siirtomaa-kun ne muodostetaan aggregaateina ja filamenteina (yksinäiset tai siirtomaa). Ne ovat osa fytoplanktonia, samoin kuin syanobakteerit (prokaryootit). Fytoplankton on joukko fotosynteettisiä, vesi-mikro-organismeja, jotka kelluvat passiivisesti tai joilla on liikuntarajoitteisuus.

Mikro- leviä esiintyy maanpäällisestä Ecuadorista napa-alueille ja ne tunnustetaan biomolekyylien ja suurta taloudellista merkitystä omaavien metaboliittien lähteeksi. Ne ovat suoraan elintarvikkeiden, lääkkeiden, rehujen, lannoitteiden ja polttoaineen lähde, ja ne ovat jopa saastumisen indikaattoreita.

indeksi

  • 1 Ominaisuudet
    • 1.1 Tuottajat, jotka käyttävät auringonvaloa energialähteenä
    • 1.2 Luontotyypit
  • 2 Luokitus
    • 2.1 Sen klorofyllien luonne
    • 2.2 Hiilipohjaiset polymeerit energiavarana
    • 2.3 Soluseinän rakenne
    • 2.4 Liikkuvuuden tyyppi
  • 3 Biotekniset sovellukset
    • 3.1 Ihmisten ja eläinten ruoka
    • 3.2 Sen käyttö elintarvikkeina
    • 3.3 Vesiviljely
    • 3.4 Elintarviketeollisuuden pigmentit
    • 3.5 Ihmis- ja eläinlääketiede
    • 3.6 Lannoitteet
    • 3.7 Kosmetiikka
    • 3.8 Jäteveden käsittely
    • 3.9 Saastumisen osoittimet
    • 3.10 Biokaasu
    • 3.11 Biopolttoaineet
  • 4 Viitteet

piirteet

Tuottajat, jotka käyttävät auringonvaloa energialähteenä

Useimmat mikroalat ovat väriltään vihreitä, koska niissä on klorofylliä (tetrapyrrolinen kasvispigmentti), valoenergian fotoseptoria, joka mahdollistaa fotosynteesin..

Joillakin mikroaloilla on kuitenkin punainen tai ruskea väri, koska ne sisältävät ksantofylleja (keltaisia ​​karotenoidipigmenttejä), jotka peittävät vihreän värin.

elinympäristöjä

Ne asuvat erilaisissa vesiympäristöissä, makea ja suolaista, luonnollista ja keinotekoista (kuten uima-altaat ja kalasäiliöt). Jotkut pystyvät kasvamaan maaperässä, happamisissa elinympäristöissä ja huokoisissa kivissä (endoliittisessa), hyvin kuivissa ja hyvin kylmissä paikoissa.

luokitus

Mikroalat edustavat erittäin heterogeenistä ryhmää, koska se on polyfyletinen eli se ryhmittelee eri esi-isien lajeja..

Näiden mikro-organismien luokittelemiseksi on käytetty useita ominaisuuksia, muun muassa: niiden klorofyllien luonne ja niiden energian varantoaineet, soluseinän rakenne ja läsnäolon tyyppi.

Sen klorofyllien luonne

Useimmilla levillä on klorofylli-tyyppi a, ja muutamilla on toisen tyyppinen klorofylli.

Monet ovat pakollisia fototrofeja eivätkä kasva pimeässä. Jotkut kuitenkin kasvavat pimeässä ja kataboloivat yksinkertaisia ​​sokereita ja orgaanisia happoja valon puuttuessa.

Esimerkiksi jotkut flagellaatit ja klorofyytit voivat käyttää asetaattia hiilen ja energian lähteenä. Toiset yhdistävät yksinkertaiset yhdisteet valon (fotoheterotrofia) läsnä ollessa käyttämättä niitä energialähteenä.

Hiilipohjaiset polymeerit energiavarana

Fotosynteettisen prosessin tuloksena mikroalat tuottavat paljon erilaisia ​​hiilipolymeerejä, jotka toimivat energiavarana.

Esimerkiksi Chlorophyta-divisioonan mikroalat tuottavat varanto- tärkkelystä (a-1,4-D-glukoosia), joka on hyvin samanlainen kuin korkeampien kasvien tärkkelykset.

Soluseinän rakenne

Mikrolevien seinät ovat huomattavan erilaisia ​​rakenteita ja kemiallista koostumusta. Seinä voi muodostua selluloosakuiduista, yleensä lisäämällä ksylaania, pektiiniä, mannaania, algiinihappoja tai fuksiinihappoa.

Joissakin merilevissä, joita kutsutaan kalkkikiviksi tai koraliksi, soluseinässä on kalsiumkarbonaatin kerrostumista, kun taas toiset ovat kitiiniä..

Toisaalta piilevillä on soluseinään piitä, johon lisätään polysakkarideja ja proteiineja, jotka muodostavat kahden- tai radiaalisen symmetrian kuoret (frustulat). Nämä säiliöt pysyvät ennallaan pitkään, jolloin ne muodostavat fossiileja.

Euglenoidin mikrolevissä, toisin kuin aikaisemmissa, ei ole soluseinää.

Liikkuvuuden tyyppi

Microalgae voi esittää flagellaa (kuten Euglena ja dinoflagellates), mutta ei koskaan läsnä silia. Toisaalta jotkut mikroalat aiheuttavat liikkumattomuutta kasvullisessa vaiheessa, mutta niiden sukusolut voivat olla liikkuvia.

Biotekniset sovellukset

Ihmisten ja eläinten ruoka

1950-luvulla saksalaiset tiedemiehet alkoivat viljellä mikroleviä irtotavarana saadakseen lipidit ja proteiinit, jotka korvattaisivat tavanomaiset eläin- ja kasviproteiinit, jotta voitaisiin kattaa karjan ja ihmisen kulutus..

Äskettäin mikroalojen massiivinen viljely on ennustettu yhtenä mahdollisuudesta torjua nälkää ja maailmanlaajuista aliravitsemusta.

Mikrolevillä on epätavallisia ravintoaineiden pitoisuuksia, jotka ovat korkeampia kuin mitä tahansa korkeamman kasvilajin havaittuja. Päivittäinen gramma mikroaloja on vaihtoehto täydentää huono ruokavalio.

Edut sen käytöstä ruoana

Mikroalojen käytön eduksi elintarvikkeina on seuraavat:

  • Korkea mikrogallien kasvuvauhti (niiden saanto on 20 kertaa suurempi kuin soijapapujen pinta-ala).
  • Luo mitattuja etuja kuluttajan "hematologisessa profiilissa" ja "henkisessä asemassa" kuluttamalla pieniä päivittäisiä annoksia ravintolisänä.
  • Korkea proteiinipitoisuus verrattuna muihin luonnollisiin elintarvikkeisiin.
  • Vitamiinien ja kivennäisaineiden suuri pitoisuus: 1 - 3 gramman päivittäinen annostelu mikroalgalehuista tuottaa huomattavia määriä beetakaroteenia (provitamiini A), E- ja B-vitamiineja, rauta- ja hivenaineita.
  • Erittäin voimakas ravinnelähde (verrattuna mehiläisten keräämään ginsengiin ja siitepölyyn).
  • Niitä suositellaan korkean intensiteetin harjoitteluun.
  • Pienen painon ja kuljetuksen helppouden takia mikrolevien kuiva uute sopii herkästi pilaantumattomana ruokaan varastoinnissa hätätilanteissa..

vesiviljely

Mikroleviä käytetään vesiviljelyssä elintarvikkeena, koska niiden proteiinipitoisuus on korkea (40–65% kuiva-aineesta) ja kyky lisätä lohikalojen ja äyriäisten väriä niiden pigmenttien kanssa.

Sitä käytetään esimerkiksi ruoana simpukoita kaikissa kasvuvaiheissa; joidenkin äyriäisten lajien ja joidenkin kalalajien varhaisvaiheissa.

Pigmentit elintarviketeollisuudessa

Joitakin mikroalgapigmenttejä käytetään rehun lisäaineina kananlihan ja munankeltuaisen pigmentaation lisäämiseksi sekä karjan hedelmällisyyden lisäämiseksi.

Näitä pigmenttejä käytetään myös väriaineina sellaisissa tuotteissa kuin margariinit, mayonnaisit, appelsiinimehut, jäätelöt, juustot ja leipomotuotteet..

Ihmis- ja eläinlääketiede

Ihmis- ja eläinlääketieteen alalla mikroalojen potentiaali tunnistetaan, koska:

  • Vähennä erityyppisten syöpien, sydän- ja silmäsairauksien riskiä (luteiinipitoisuuden ansiosta).
  • Ne auttavat ehkäisemään ja hoitamaan sepelvaltimotautia, verihiutaleiden aggregaatiota, epänormaalia kolesterolitasoa ja ovat erittäin lupaavia tiettyjen mielisairauksien hoidossa (omega-3-sisällön vuoksi).
  • Ne esittävät antimutageenista vaikutusta, stimuloivat immuunijärjestelmää, vähentävät verenpainetautia ja detoksifikaatiota.
  • Ne aiheuttavat bakterisidistä ja antikoagulanttista vaikutusta.
  • Lisää raudan hyötyosuutta.
  • Lääkehoitoja, jotka perustuvat terapeuttisiin mikroalkoihin ja haavaisen paksusuolitulehduksen, gastriitin ja anemian ehkäisemiseen, on luotu mm..

lannoitteet

Mikroaloja käytetään biofertilointia ja maanparannusaineita. Nämä fotoautotrofiset mikro-organismit peittävät nopeasti poistetut tai palaneet maaperät, mikä vähentää eroosion vaaraa.

Jotkut lajit suosivat typen kiinnittämistä ja ovat mahdollistaneet esimerkiksi riisin viljelyn vuosisatojen tulvilla mailla ilman lannoitteiden lisäämistä. Muita lajeja käytetään kalkin korvaamiseen lannoitteissa.

kosmeettinen

Mikroalgalijohdannaisia ​​on käytetty rikastettujen hammastahnojen formuloinnissa, jotka eliminoivat hammaskarieksia aiheuttavan bakteerin.

Lisäksi on kehitetty voiteita, jotka sisältävät tällaisia ​​johdannaisia ​​niiden antioksidantti- ja suojausominaisuuksiin ultraviolettisäteiltä.

Jäteveden käsittely

Mikro- leviä käytetään orgaanisen aineen muuntamisessa jätevedestä, biomassan ja käsitellyn veden tuottamiseksi kasteluun. Tässä prosessissa mikroalat antavat tarvittavan hapen aerobisille bakteereille, jotka hajottavat orgaanisia epäpuhtauksia.

Saastumisen osoittimet

Kun otetaan huomioon mikroaltojen ekologinen merkitys vesiympäristöjen ensisijaisina tuottajina, ne ovat ympäristön saastumisen indikaattoreita.

Lisäksi niillä on suuri sietokyky raskasmetalleille, kuten kuparille, kadmiumille ja lyijylle sekä kloorattuille hiilivedyille, jotka voivat olla näiden metallien läsnäolon indikaattoreita..

biokaasu

Jotkut lajit (esimerkiksi, chlorella ja spirulina), on käytetty biokaasun puhdistamiseen, koska ne kuluttavat hiilidioksidia epäorgaanisen hiilen lähteenä samalla, kun ne kontrolloivat samanaikaisesti väliaineen pH: ta..

biopolttoaineet

Mikroalat biosyntetisoivat laajan valikoiman kaupallisesti kiinnostavia bioenergisiä sivutuotteita, kuten rasvoja, öljyjä, sokereita ja funktionaalisia bioaktiivisia yhdisteitä.

Monet lajit sisältävät runsaasti lipidejä ja hiilivetyjä, jotka soveltuvat suoraan energian nestemäisiksi biopolttoaineiksi, suuremmilla tasoilla kuin maanpäällisissä laitoksissa, ja niillä on myös mahdollisuus korvata fossiilisten polttoaineiden jalostustuotteita. Tämä ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon, että useimpien öljyjen uskotaan syntyneen mikroalasta.

Eräänlainen, Botryococcus braunii, erityisesti sitä on tutkittu laajalti. Mikroalojen öljyntuotannon ennustetaan olevan jopa 100 kertaa suurempi kuin maanviljelyssä, 7500-24000 litraa öljyä hehtaaria kohden vuodessa verrattuna rapsi- ja palmuöljyyn 738: een ja 3690 litraan..

viittaukset

  1. Borowitzka, M. (1998). Mikroalojen kaupallinen tuotanto: lampia, säiliöitä, mukuloita ja fermentoreita. J. of Biotech, 70, 313 - 321.
  2. Ciferri, O. (1983). Spirulina, syötävä mikro-organismi. Microbiol. kierros., 47, 551 - 578.
  3. Ciferri, O. & Tiboni, O. (1985). Spirulinan biokemia ja teollisuuspotentiaali. Ann. Microbiol., 39, 503-526.
  4. Count, J. L., Moro, L. E., Travieso, L., Sanchez, E. P., Leiva, A., & Dupeirón, R. et ai. (1993). Biokaasun puhdistusprosessi, jossa käytetään intensiivisiä mikroalakulttuureja. Biotech. kirjeet, 15 (3), 317-320.
  5. Contreras-Flores, C., Peña-Castro, J. M., Flores-Cotera, L. B. ja Cañizares, R. O. (2003). Edistyy fotoreaktoreiden käsitteellisessä suunnittelussa mikroalojen viljelyyn. Inter-, 28 (8), 450 - 456.
  6. Duerr, E. O., Molnar, A., & Sato, V. (1998). Viljellyt mikroalat vesiviljelyrehuna. J Mar Biotechnol, 7, 65 - 70.
  7. Lee, Y.-K. (2001). Mikroalgalan massakulttuurijärjestelmät ja -menetelmät: Niiden rajoittaminen ja potentiaali. Journal of Applied Phycology, 13, 307 - 315.
  8. Martínez Palacios, C.A., Chavez Sanchez, M. C., Olvera Novoa, M. A., ja Abdo de la Parra, M. I. (1996). Kasviproteiinien vaihtoehtoiset lähteet vesiviljelyrehun kalajauhon korvikkeena. Paperi, joka on esitetty kolmannen kansainvälisen vesiviljelyn ravitsemustapahtuman, Monterreyn, Nuevo Leónin, Meksikon konferenssissa.
  9. Olaizola, M. (2003). Mikrogallien biotekniikan kaupallinen kehittäminen: koeputkesta markkinapaikkaan. Biomolekyylitekniikka, 20, 459 - 466.