Mikroalger egenskaper, klassificering och tillämpningar



den mikroalger är eukaryota organismer, photoautotrophs, det vill säga att få energi från ljus och syntetisera sin egen mat. De innehåller klorofyll och andra tillbehörspigment som ger dem bra fotosyntetisk effektivitet.

De är unicellulära, koloniala - när de är etablerade som aggregat-och trådformiga (ensamma eller koloniala). De ingår i fytoplankton tillsammans med cyanobakterier (prokaryoter). Fytoplankton är uppsättningen fotosyntetiska, vattenmikroorganismer som flyter passivt eller har nedsatt rörlighet.

Mikroalger finns från jordens Ecuador till polarområdena och är erkända som en källa till biomolekyler och metaboliter av stor ekonomisk betydelse. De är en direkt källa till mat, läkemedel, foder, gödselmedel och bränsle, och är till och med indikatorer på föroreningar.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Producenter som använder solljus som energikälla
    • 1.2 livsmiljöer
  • 2 klassificering
    • 2.1 Naturen av dess klorofyller
    • 2.2 Kolbaserade polymerer som energibesparing
    • 2.3 Strukturen av cellväggen
    • 2.4 Typ av rörlighet
  • 3 Biotekniska tillämpningar
    • 3.1 Mänskliga och animaliska livsmedel
    • 3.2 Fördelar med dess användning som livsmedel
    • 3.3 Vattenbruk
    • 3.4 Pigment i livsmedelsindustrin
    • 3.5 Människa och veterinärmedicin
    • 3.6 Gödselmedel
    • 3.7 Kosmetika
    • 3.8 Avloppsrening
    • 3.9 Föroreningsindikatorer
    • 3.10 Biogas
    • 3.11 Biobränslen
  • 4 referenser

särdrag

Producenter som använder solljus som energikälla

De flesta mikroalger presenterar grön färgning eftersom de innehåller klorofyll (tetrapyrroliskt vegetabiliskt pigment), fotoreceptor av ljusenergi som gör det möjligt att utföra fotosyntes.

En del mikroalger har emellertid röd eller brun färgning, eftersom de innehåller xantofyller (gula karotenoidpigment) som maskerar den gröna färgen.

habitat

De bor i olika vattenmiljöer söta och salta, naturliga och konstgjorda (till exempel simbassänger och akvarium). Vissa kan växa i mark, i sura livsmiljöer och inom porösa bergarter (endolitiska), på mycket torra och mycket kalla platser.

klassificering

Mikroalgerna representerar en mycket heterogen grupp, eftersom den är polyfyletisk, det vill säga, det grupperar arter av olika förfäder..

Att klassificera dessa mikroorganismer, olika egenskaper har använts, bland vilka är: arten av klorofyller och deras energireservsubstanser, strukturen hos cellväggen och typ av rörlighet som har.

Naturen av dess klorofyller

De flesta alger har klorofyll typ a och några har en annan typ av klorofyll härledd från detta.

Många är skyldiga fototrofer och växer inte i mörkret. Men vissa växer i mörkret och kataboliserar enkla sockerarter och organiska syror i frånvaro av ljus.

Till exempel kan vissa flagellater och klorofyter använda acetat som källa till kol och energi. Andra assimilerar enkla föreningar i närvaro av ljus (fotoheterotrofi), utan att använda dem som energikälla.

Kolbaserade polymerer som energibesparing

Som en produkt av fotosyntetisk process producerar mikroalger en stor variation av kolpolymerer som tjänar som en energireserver.

Exempelvis genererar mikroalgen av klorofytafdelningen reservstärkelse (a-1,4-D-glukos), som mycket liknar stärkelsen hos högre växter.

Cellväggens struktur

Mikroalgernas väggar uppvisar en stor mängd strukturer och kemisk sammansättning. Väggen kan bestå av cellulosafibrer, vanligtvis med tillsats av xylan, pektin, mannaner, alginsyror eller fettsyra.

Vid vissa tångar kallad kalkaktig eller korall, presenterar cellväggen deponering av kalciumkarbonat, medan andra presenterar kitin.

Diatomer har å andra sidan kisel i sin cellvägg, till vilken polysackarider och proteiner tillsätts och bildar skal av bilateral eller radiell symmetri (frustuler). Dessa skal återstår intakta under lång tid och bildar fossiler.

Euglenoidmikrogenen, till skillnad från de tidigare, saknar en cellvägg.

Typ av rörlighet

Mikroalger kan presentera flagella (som Euglena och dinoflagellater), men presenterar aldrig cilia. Å andra sidan, vissa mikroalger presenterar immobilitet i sin vegetativa fas, men deras gameter kan vara mobila.

Biotekniska tillämpningar

Mänsklig och animalisk mat

På 1950-talet började tyska forskare odla mikroalger i bulk för att erhålla lipider och proteiner som skulle ersätta konventionella djur- och vegetabiliska proteiner, i syfte att täcka djur- och manförbrukning..

Nyligen har den massiva odlingen av mikroalger projiceras som en av möjligheterna att bekämpa hunger och global undernäring.

Mikroalger har ovanliga koncentrationer av näringsämnen, vilka är högre än de som observeras i någon art av högre växt. Ett dagligt gram mikroalger är ett alternativ för att komplettera en dålig diet.

Fördelar med dess användning som mat

Bland fördelarna med användningen av mikroalger som mat har vi följande:

  • Hög mikroalgastillväxt (de har ett 20 gånger högre utbyte än sojabönor per enhetsarea).
  • Genererar uppmätta fördelar i den "hematologiska profilen" och i konsumentens "intellektuella status" genom att konsumera små dagliga doser som näringstillskott.
  • Hög proteinhalt jämfört med andra naturliga livsmedel.
  • Hög koncentration av vitaminer och mineraler: Intag av 1 till 3 gram per dag av mikroalgabiprodukter, ger märkliga mängder beta-karoten (provitamin A), vitaminer E och B-komplex, järn och spårämnen.
  • Hög energiförbrukande näringskälla (jämfört med ginseng och pollen som samlas in av bin).
  • De rekommenderas för högintensiv träning.
  • På grund av sin koncentration, låg vikt och enkel transport, är det torra extraktet av mikroalger lämpligt som en obehaglig mat att lagra i väntan på nödsituationer.

vattenbruk

Mikroalger används som foder i vattenbruk för sin höga proteinhalt (40 till 65% torrvikt) och förmåga att öka sina pigment, färgen på laxfiskar och kräftdjur.

Till exempel används den som mat för musslor i alla stadier av tillväxt; för larvstadier av vissa kräftdjur och för tidiga stadier av vissa fiskarter.

Pigment i livsmedelsindustrin

Vissa mikroalgpigment används som tillsatser i foder för att öka pigmenteringen av kycklingkött och äggulor samt att öka boskapens fertilitet.

Dessa pigment används också som färgämnen i produkter som margariner, majoneser, apelsinjuice, glass, ostar och bageriprodukter..

Mänsklig och veterinärmedicin

På området för human och veterinärmedicin erkänns potentialen hos mikroalger, eftersom:

  • Minska risken för olika typer av cancer, hjärta och oftalmiska sjukdomar (tack vare dess innehåll av lutein).
  • De hjälper till att förebygga och behandla hjärt-kärlsjukdomar, trombocytaggregation, onormala kolesterolnivåer och är mycket lovande för behandling av vissa psykiska sjukdomar (på grund av deras omega-3-innehåll).
  • De presenterar antimutagena åtgärder, stimulerar immunsystemet, reducerar hypertoni och avgiftning.
  • De presenterar bakteriedödande och antikoagulerande verkan.
  • Öka biotillgängligheten av järn.
  • De genererades läkemedel terapeutiska och förebyggande mikroalger ulcerös kolit, gastrit och anemi, bland andra villkor.

gödningsmedel

Mikroalger används som bioförstärkare och jordkonditioneringsmedel. Dessa fotoautotrofa mikroorganismer täcker snabbt de borttagna eller förbrända markerna, vilket minskar risken för erosion.

Vissa arter gynnar kvävefixeringen och har möjliggjort till exempel odling av ris i land som översvämmats i århundraden, utan tillsats av gödselmedel. Andra arter används för att ersätta kalk i sammansatta gödselmedel.

kosmetisk

Mikroalgderivat har använts i formuleringen av berikade tandkrämar, vilket eliminerar bakterien som orsakar tandkaries.

Även krämer har utvecklats som inkluderar sådana derivat för deras antioxidant och skyddande egenskaper hos ultravioletta strålar.

Avloppsrening

Mikroalger tillämpas i omvandlingsprocesser av organiska ämnen i avloppsvatten, biomassa och generera behandlat vatten för bevattning. I denna process ger mikroalger det nödvändiga syret till aeroba bakterier, nedbrytande organiska föroreningar.

Föroreningsindikatorer

Med tanke på den ekologiska betydelsen av mikroalger som primärproducenter av vattenmiljön är de indikatorer på miljöföroreningar.

Dessutom har de stor tolerans mot tungmetaller som koppar, kadmium och bly, såväl som klorerade kolväten, vilket kan vara indikatorer på närvaron av dessa metaller.

biogas

Några arter (till exempel, Chlorella och spirulina) har använts för att rena biogas, eftersom de förbrukar koldioxid som en källa för oorganiskt kol, förutom att samtidigt kontrollera mediumets pH.

biobränslen

Mikroalger biosyntetiserar ett brett utbud av kommersiellt intressanta bioenergeta biprodukter, såsom fetter, oljor, sockerarter och funktionella bioaktiva föreningar.

Många arter är rika på lipider och kolväten som är lämpliga för direkt användning som biodrivmedel med hög energi, vid högre nivåer än de som finns i markväxter, och har också potential som ersättning för fossila bränsleraffinaderiprodukter. Detta är inte förvånande, med tanke på att mest olja antas ha sitt ursprung i mikroalger.

En snäll, Botryococcus braunii, i synnerhet har den blivit omfattande undersökt. Förutspås för att ge mikroalger olja är upp till 100 gånger högre än för landgrödor, av 7500 till 24 tusen liter olja per acre per år, jämfört med raps och palm, 738 och 3,690 liter, respektive.

referenser

  1. Borowitzka, M. (1998). Kommersiell produktion av mikroalger: dammar, tankar, knölar och fermentorer. J. of Biotech, 70, 313-321.
  2. Ciferri, O. (1983). Spirulina, Den ätbara mikroorganismen. Microbiol. Rev., 47, 551-578.
  3. Ciferri, O., & Tiboni, O. (1985). Spirulinas biokemi och industripotential. Ann. Rev. Microbiol., 39, 503-526.
  4. Count, J. L., Moro, L.E., Travieso, L., Sanchez, E.P., Leiva, A., & Dupeirón, R., et al. (1993). Biogasreningsprocess med användning av intensiva mikroalgkulturer. Biotech. bokstäver, 15 (3), 317-320.
  5. Contreras-Flores, C., Peña-Castro, J.M., Flores-Cotera, L.B., och Cañizares, R. O. (2003). Framsteg i den konceptuella utformningen av fotobioreaktorer för odling av mikroalger. Interscience, 28 (8), 450-456.
  6. Duerr, E. O., Molnar, A., & Sato, V. (1998). Odlade mikroalger som vattenbruk. J Mar Biotechnol, 7, 65-70.
  7. Lee, Y.-K. (2001). Mikroalgiska massodlingssystem och metoder: Deras begränsning och potential. Journal of Applied Phycology, 13, 307-315.
  8. Martínez Palacios, C.A., Chavez Sanchez, M.C., Olvera Novoa, M.A., och Abdo de la Parra, M.I. (1996). Alternativa källor till vegetabiliska proteiner som ersättning för fiskmjöl för vattenbruk. Papper som presenteras i Proceedings of the Third International Symposium om vattenbruk, Monterrey, Nuevo León, Mexiko.
  9. Olaizola, M. (2003). Kommersiell utveckling av mikroalgalbioteknik: från provröret till marknaden. Biomolekylär teknik, 20, 459-466.