Mikroalg özellikleri, sınıflandırılması ve uygulamaları

mikroalgler ökaryotik, fotoototrofik organizmalar, yani ışıktan enerji alırlar ve kendi besinlerini sentezlerler. Klorofil ve onlara mükemmel fotosentetik verim sağlayan diğer aksesuar pigmentleri içerirler..

Tek hücreli, sömürgeci - agrega olarak kuruldukları zaman - ve filamentli (yalnız veya sömürgeci). Siyanobakteriler (prokaryotlar) ile birlikte fitoplanktonun bir parçasıdırlar. Fitoplankton, pasif olarak yüzen veya hareket kabiliyetini azaltan fotosentetik, sudaki mikroorganizmalar grubudur..

Mikro algler karasal Ekvator'dan kutup bölgelerine kadar bulunur ve büyük ekonomik öneme sahip bir biyomolekül ve metabolit kaynağı olarak kabul edilir. Bunlar doğrudan gıda, ilaç, yem, gübre ve yakıt kaynağıdır ve hatta kirlilik göstergeleridir..

indeks

• 1 özellikleri
  • 1.1 Güneş ışığını enerji kaynağı olarak kullanan üreticiler
  • 1.2 Habitatlar
• 2 Sınıflandırma
  • 2.1 Klorofillerinin doğası
  • 2.2 Enerji rezervi olarak karbon bazlı polimerler
  • 2.3 Hücre duvarının yapısı
  • 2.4 Hareketlilik tipi
• 3 Biyoteknolojik uygulamalar
  • 3.1 İnsan ve hayvan yemi
  • 3.2 Gıda olarak kullanımının avantajları
  • 3.3 Su Ürünleri
  • 3.4 Gıda endüstrisindeki pigmentler
  • 3.5 İnsan ve veteriner hekimliği
  • 3.6 Gübreler
  • 3.7 Kozmetik
  • 3.8 Atık su arıtma
  • 3.9 Kirlilik göstergeleri
  • 3.10 Biyogaz
  • 3.11 Biyoyakıtlar
• 4 Kaynakça

özellikleri

Güneş ışığını enerji kaynağı olarak kullanan üreticiler

Çoğu mikroalg, yeşil renklenme gösterir, çünkü fotosentezin gerçekleştirilmesine izin veren ışık enerjisinin fotoreseptörü olan klorofil (tetrapyrrolic sebze pigmenti) içerirler..

Bununla birlikte, bazı mikro algler kırmızı veya kahverengi renklendirmeye sahiptir, çünkü yeşil rengi maskeleyen ksantofiller (sarı karotenoid pigmentler) içerirler..

habitatları

Tatlı ve tuzlu, doğal ve yapay (yüzme havuzları ve balık tankları gibi) çeşitli su ortamlarında yaşarlar. Bazıları toprakta, asidik habitatlarda ve gözenekli kayaların içinde (endolitik), çok kuru ve çok soğuk yerlerde büyüyebilir.

sınıflandırma

Mikro algler, oldukça heterojen bir grubu temsil eder, çünkü polifiriktir, yani farklı ataların türlerini gruplandırır..

Bu mikroorganizmaları sınıflandırmak için, aralarında şunlar bulunan çeşitli özellikler kullanılmıştır: bunların klorofillerinin ve enerji rezerv maddelerinin niteliği, hücre duvarının yapısı ve sundukları hareketlilik türü.

Klorofillerinin doğası

Çoğu yosun klorofil tip a'ya sahiptir ve birkaçı bundan türetilen başka bir klorofil tipine sahiptir..

Birçoğu zorunlu fotoğraflardır ve karanlıkta büyümez. Bununla birlikte, bazıları karanlıkta büyür ve ışıksız basit şekerler ve organik asitleri katabolize eder.

Örneğin, bazı flagellatlar ve klorofitler, asetatları bir karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilirler. Diğerleri, basit bir bileşiği, bir enerji kaynağı olarak kullanmadan, ışığın varlığında (fotoheterotrofi) özümser.

Enerji rezervi olarak karbon bazlı polimerler

Fotosentetik işlemin bir ürünü olarak, mikro algler enerji rezervi olarak görev yapan çok çeşitli karbon polimerleri üretir..

Örneğin, Chlorophyta bölümünün mikroalgası, yüksek bitkilerin nişastalarına çok benzeyen rezerv nişasta (α-1,4-D-glikoz) üretir.

Hücre duvarının yapısı

Mikro alglerin duvarları oldukça çeşitli yapılar ve kimyasal bileşimler sunar. Duvar, genellikle ksilan, pektin, mankenler, aljinik asitler veya fuchsik asit ilavesi ile selüloz elyaflardan oluşabilir..

Kalkerli veya mercan denilen bazı yosunlarda, hücre duvarı kalsiyum karbonat biriktirirken, diğerleri chitin sunar.

Diğer taraftan, dialar, hücre duvarlarında, polisakaritlerin ve proteinlerin eklendiği, iki taraflı ya da radyal simetri kabukları oluşturan silikonlara sahiptir (frustüller). Bu kabuklar uzun süre bozulmadan kalır ve fosil oluştururlar..

Öglenoid mikroalg, öncekilerden farklı olarak hücre duvarı eksikliği.

Hareketlilik türü

Mikro algler flagella (örneğin Euglena ve dinoflagellatlar), fakat asla kirpikler sunmaz. Öte yandan, bazı mikro algler vejetatif fazlarında immobilite gösterir, ancak gametleri hareketli olabilir.

Biyoteknolojik uygulamalar

İnsan ve hayvan yemi

1950'lerde Alman bilim insanları, hayvan ve insan tüketimini karşılamak amacıyla geleneksel hayvansal ve bitkisel proteinlerin yerini alacak lipitler ve proteinler elde etmek için mikroalgları toplu halde yetiştirmeye başladılar..

Son zamanlarda, büyük miktarda mikro alg yetiştiriciliğinin açlık ve küresel yetersiz beslenmeyle mücadele olasılıklarından biri olarak öngörülmektedir..

Mikro algler, yüksek bitki türlerinde gözlemlenenden daha yüksek olan olağandışı besin konsantrasyonlarına sahiptir. Günlük bir gram mikroalg, zayıf bir diyeti desteklemek için bir alternatiftir.

Gıda olarak kullanımının avantajları

Mikroalgların gıda olarak kullanılmasının avantajları arasında, aşağıdakilere sahibiz:

• Yüksek mikroalgal büyüme hızı (birim alandaki soya fasulyesinden 20 kat daha fazla verim gösterirler).
• Bir besin takviyesi olarak küçük günlük dozları tüketerek, "hematolojik profil" ve tüketicinin "entelektüel statüsünde" ölçülen faydalar üretir..
• Diğer doğal gıdalara kıyasla yüksek protein içeriği.
• Yüksek miktarda vitamin ve mineral konsantrasyonu: günde 1 ila 3 gram mikroalgal yan ürünü alımı, önemli miktarda beta-karoten (provitamin A), E ve B vitaminleri, demir ve iz elementleri sağlar..
• Yüksek enerji veren besin kaynağı (arılar tarafından toplanan ginseng ve polene kıyasla).
• Yüksek yoğunluklu antreman için tavsiye edilirler.
• Konsantrasyonu, düşük ağırlığı ve kolay taşınması nedeniyle, mikroalgların kuru özü, acil durumlar beklentisiyle depolanabilecek bozulmaz bir gıda olarak uygundur.

su kültürü

Mikro algler, yüksek protein içeriğine (% 40 ila 65 kuru kuru ağırlık) sahip olmaları ve pigmentleri ile salmonidlerin ve kabuklu hayvanların rengini arttırma kabiliyetleri nedeniyle su ürünlerinde gıda olarak kullanılır..

Örneğin, büyümenin her aşamasında çift kabuklular için gıda olarak kullanılır; Bazı kabuklu türlerinin larva safhaları ve bazı balık türlerinin erken safhaları için.

Gıda endüstrisindeki pigmentler

Bazı mikroalgal pigmentleri, tavuk eti ve yumurta sarısının pigmentasyonunu arttırmanın yanı sıra hayvancılık verimliliğini artırmak için yemlerde katkı maddesi olarak kullanılır..

Bu pigmentler ayrıca margarinler, mayonezler, portakal suları, dondurmalar, peynirler ve fırıncılık ürünleri gibi ürünlerde renklendirici olarak da kullanılır..

İnsan ve veteriner hekimliği

İnsan ve veteriner hekimliği alanında, mikroalg potansiyeli kabul edilmektedir, çünkü:

• Çeşitli kanser, kalp ve oftalmik hastalıkların riskini azaltın (lutein içeriği sayesinde).
• Koroner kalp hastalığının, trombosit toplanmasının, anormal kolesterol seviyelerinin önlenmesine ve tedavi edilmesine yardımcı olurlar ve bazı akıl hastalıklarının tedavisi için oldukça umut vericidirler (omega-3 içeriği nedeniyle).
• Antimutagenik etki gösterir, bağışıklık sistemini uyarır, hipertansiyonu azaltır ve detoksifiye ederler..
• Bakterisidal ve antikoagülan etki gösterirler..
• Demirin biyoyararlanımını arttırmak.
• Diğer koşulların yanı sıra, tedavi edici mikroalgayı temel alan ve ülseratif kolit, gastrit ve anemiyi önleyici ilaçlar üretilmiştir..

gübreler

Mikroalg biyo gübreler ve toprak düzenleyiciler olarak kullanılır. Bu fotoautotrofik mikroorganizmalar çabucak çıkarılan veya yanmış toprakları kaplar, erozyon tehlikesini azaltır.

Bazı türler nitrojen fiksasyonunu desteklemektedir ve örneğin gübrelerin eklenmesi olmadan yüzyıllarca sular altında kalan topraklarda pirinç ekimini mümkün kılmıştır. Diğer türler bileşik gübrelerde kireç yerine kullanılır.

kozmetik

Diş macunu oluşumuna neden olan bakteriyi ortadan kaldıran zenginleştirilmiş diş macunları formülasyonunda mikroalgal türevleri kullanılmıştır..

Ayrıca, ultraviyole ışınlarının antioksidanları ve koruyucu özellikleri için bu türevleri içeren kremler de geliştirilmiştir..

Atık su arıtma

Mikroalglar organik maddenin atıksudan dönüşümü, biyokütle üretilmesi ve sulama için arıtılmış su işlemlerinde uygulanır. Bu süreçte, mikro algler aerobik bakterilere gerekli oksijeni sağlayarak organik kirleticileri azaltır.

Kirlilik göstergeleri

Su ortamlarının birincil üreticileri olarak mikroalgenin ekolojik önemi göz önüne alındığında, çevre kirliliğinin bir göstergesidir..

Ek olarak, bakır, kadmiyum ve kurşun gibi ağır metallerin yanı sıra bu metallerin varlığının göstergesi olabilecek klorlu hidrokarbonlara karşı toleransları yüksektir..

biyogaz

Bazı türler (örneğin, Chlorella ve spirulina), ortamın pH'ını eş zamanlı olarak kontrol etmenin yanı sıra, inorganik karbon kaynağı olarak karbon dioksit kullandıkları için biyogazın saflaştırılmasında kullanılmıştır..

biyoyakıtlar

Mikroalg, katı yağlar, yağlar, şekerler ve fonksiyonel biyoaktif bileşikler gibi ticari açıdan ilginç biyoenerjetik yan ürünleri çeşitlendirir.

Birçok tür, karasal tesislerde bulunanlardan daha yüksek seviyelerde, yüksek enerjili sıvı biyoyakıtlar olarak doğrudan kullanıma uygun lipitler ve hidrokarbonlar bakımından zengindir ve ayrıca fosil yakıtlı rafineri ürünlerinin yerine geçme potansiyeli vardır. Bu, çoğu yağın mikro alglerden kaynaklandığı düşünülüyorsa, şaşırtıcı değildir..

Bir tür, Botryococcus braunii, özellikle, geniş çapta çalışılmıştır. Mikroalgların yağ veriminin, tarla bitkilerinden 100 kat daha fazla, kolza tohumu ve hurma ile karşılaştırıldığında sırasıyla dönüm başına yıllık 7500-24000 litre yağdan 738 ve 3690 litreye kadar olacağı tahmin edilmektedir..

referanslar

1. Borowitzka, M. (1998). Mikroalgların ticari üretimi: havuzlar, tanklar, yumru ve mayalayıcılar. Biotech'in J., 70, 313-321.
2. Ciferri, O. (1983). Spirulina, Yenilebilir mikroorganizma. Microbiol. devir., 47, 551-578.
3. Ciferri, O. ve Tiboni, O. (1985). Spirulina'nın biyokimyası ve endüstriyel potansiyeli. Ann. Rev. Microbiol., 39, 503-526.
4. Kont, J.L., Moro, L.E., Travieso, L., Sanchez, E.P., Leiva, A. ve Dupeirón, R., vd. (1993). Yoğun mikroalg kültürleri kullanılarak biyogaz saflaştırma işlemi. Biotech. harfler, 15 (3), 317-320.
5. Contreras-Flores, C., Peña-Castro, J.M., Flores-Cotera, L.B., ve Cañizares, R.O. (2003). Mikroalg ekimi için foto-reaktörlerin kavramsal tasarımındaki gelişmeler. Interscience, 28 (8), 450-456.
6. Duerr, E. O., Molnar, A., & Sato, V. (1998). Su ürünleri yemi olarak kültürlenmiş mikro algler. J Mar Biotechnol, 7, 65-70.
7. Lee, Y.-K. (2001). Mikroalgalli kitle kültürü sistemleri ve yöntemleri: Sınırlamaları ve potansiyelleri. Uygulamalı Fitoloji Dergisi, 13, 307-315.
8. Martínez Palacios, C.A., Chavez Sanchez, M.A., Olvera Novoa, M.A., ve Abdo de la Parra, M.I. (1996). Su ürünleri yemi için balık unu yerine alternatif bitkisel protein kaynakları. Uluslararası Su Ürünleri Beslenmesi Sempozyumu Bildirilerinde sunulan bildiri, Monterrey, Nuevo León, Meksika.
9. Olaizola, M. (2003). Mikroalgal biyoteknolojisinin ticari gelişimi: test tüpünden pazara. Biyomoleküler Mühendisliği, 20, 459-466.