Чем водоросли полезны для человека


Чем полезны водоросли: состав, свойства, как применяются

О полезных свойствах водорослей известно очень много. Они стали популярными не просто так. Водоросли отличаются своей универсальностью и уникальностью. Подумать только, но морские растения содержат в себе в 15 раз больше кальция, чем молочные продукты. И это далеко не самые невероятные и удивительные их свойства.

Состав водорослей

Каждый вид водорослей имеет свои отличительные особенности, однако, набор полезных элементов у них схож. Водоросли богаты витаминами A, B, C, D, E и K. Кроме того, они являются источником микро- и макроэлементов: молибдена, йода, кремния, калия, кальция, магния, кобальта и фосфора. Самым уникальным компонентом водорослей является ванадий. Именно он снижает уровень холестерина в печени. Также в состав входят:

  • полиненасыщенные жирные кислоты;
  • клетчатка;
  • фенольные соединения;
  • хлорофилл;
  • пектин;
  • фитостерины;
  • каротиноиды;
  • растительные ферменты;
  • лингнины.

Водоросли по набору своих полезных элементов напоминают химический состав крови человека

Если говорить о калорийности, у каждого вида она отличается. Самыми диетическими водорослями считаются форфира и фукус. Энергетическая ценность этих видов составляет всего 35 Ккал на 100 г. Рекордсменом по показателям является водоросль нори. У него в 100 г продукта содержится около 350 Ккал.

Водоросли

Полезные свойства

О пользе морских водорослей с древних времен говорят во всем мире. Их использовали не только в качестве вкусного деликатеса, но и в качестве эффективного средства для лечения многих заболеваний. Удивительно, но уже в древнем Китае водоросли широко использовались для борьбы со злокачественными опухолями.

Сейчас продукт не потерял свои уникальные свойства. По мнению специалистов, водоросли:

  1. Улучшают свертываемость крови благодаря витамину K.
  2. Укрепляют кости и зубы. В состав водорослей входит кальций и витамин D. Сочетание двух компонентов оказывает благоприятное действие на зубы и кости.
  3. Стимулируют работу пищеварения. Эксперты рекомендуют добавлять водоросли в рацион людям, страдающим от хронических заболеваний. В состав водорослей входит клетчатка, которая стимулирует пищеварительную систему, устраняет расстройства желудка и запоры.
  4. Очищают организм от токсинов.
  5. Улучшают работу сердца. В состав морского продукта входят волокна, которые помогают снизить кровяное давление. В результате существенно снижается риск инсульта.
  6. Борются с некоторыми видами рака. Альгинаты наделяют водоросли способностью очищать организм от тяжелых металлов и радионуклидов.
  7. Укрепляют иммунитет.
  8. Помогают сбросить лишний вес.
Польза водорослей

Чем полезны разные виды водорослей

По многим характеристикам различные виды водорослей похожи друг на друга

Однако, каждая разновидность имеет свои отличительные особенности.

Ламинария

Это самый популярный и часто встречаемый вид. Ламинария представляет собой морскую капусту, которую можно найти в любом магазине. Бурые морские водоросли добываются в Северо-Ледовитом и Тихом океане. Длина некоторых растений составляет более 15 м.

Ламинария – источник йода, поэтому ее рекомендуется употреблять людям с дисфункцией щитовидной железы. Кроме этого, морская капуста является отличным средством профилактики эндемического зоба. Помимо йода ламинария богата витамином C. По этому показателю водоросли находятся на одном уровне с цитрусовыми фруктами.

Ламинария

Ульва

Этот вид подставляет собой морской салат. Впервые его начали включать в рацион японцы, китайцы и французы. Это не удивительно, ведь ульва богата клетчаткой, железом и белками. Такой состав защищает желудочно-кишечный тракт от болезней, наполняет тело энергией и стимулирует пищеварение.

Фукус

Бурое растение стало популярным благодаря богатому составу. Фукус выводит токсины из организма, стимулирует кровообращение, улучшает метаболизм. Одной из главных особенностей этого вида считается наличие в составе уникального вещества, которое назвали фукоидином. Оно обладает противовирусными, противоопухолевыми и поднимающими иммунитет свойствами.

Спирулина

Эта разновидность уникальна богатым содержанием белка. Помимо этого, в состав продукта входят 18 аминокислот, 8 из которых приносят невероятную пользу человеческому организму. Чаще всего спирулина встречается в виде полуфабрикатов и БАДов.

Спирулина

Литотамния

Это красная коралловая водоросль отличается почти самым богатым составом.

Согласно исследованиям, литотамния содержит около 30 минералов

Особенно впечатляют невероятно высокие показатели железа и магния. Именно поэтому красную водоросль рекомендуют употреблять для профилактики и лечения запущенной анемии.

Анфельция

Внешне такая водоросль напоминает кустики, похожие на шар. В медицине данный продукт используют для лечения рака молочной железы. В промышленности из водоросли изготавливают натуральный загуститель для некоторых продуктов.

Порфира

Порфира – очень популярная водоросль. Она растет в Балтийском, Черном, Белом и Средиземноморском море. Порфира является богатым источником витаминов и минералов. Растение подходит для снижения повышенного холестерина, с его помощью можно предотвратить атеросклероз.

Порфира

Водоросли – продукт, который уникален во всем. Он отличается не только своим богатым составом, но и неповторимым вкусом. Поэтому не удивительно, что именно водоросли получили такое признание по всему миру.

Дополнительную информацию о пользе водорослей вы узнаете, посмотрев видео:

Что такое водоросли? | Живая наука

Водоросли - это разнообразная группа водных организмов, способных проводить фотосинтез. Некоторые водоросли знакомы большинству людей; например, водоросли (такие как ламинария или фитопланктон), прудовая пена или цветение водорослей в озерах. Однако существует огромный и разнообразный мир водорослей, которые не только полезны для нас, но и имеют решающее значение для нашего существования.

Определение

Термин «водоросли» охватывает множество различных организмов, способных производить кислород посредством фотосинтеза (процесс сбора солнечной энергии для производства углеводов).Эти организмы не обязательно тесно связаны. Тем не менее, некоторые особенности объединяют их, в то же время отличающие их от другой основной группы фотосинтезирующих организмов: наземных растений.

По мнению авторов «Водоросли: анатомия, биохимия и биотехнология, 2-е изд.», В первую очередь, водоросли не так сильно дифференцированы, как растения. (CRC Press, 2014). То есть им не хватает настоящих корней, стеблей и листьев, а также сосудистой системы для циркуляции воды и питательных веществ по всему телу.Во-вторых, согласно статье 2014 года, опубликованной в журнале Current Biology, многие водоросли одноклеточные. Они также бывают самых разных форм и размеров. Они могут существовать в виде отдельных микроскопических клеток; они могут быть макроскопическими и многоклеточными; живут колониями; или приобретут лиственный вид, как в случае с водорослями, такими как гигантские водоросли. Пикопланктон имеет диаметр от 0,2 до 2 микрометров, в то время как листья гигантских водорослей достигают 60 метров в длину. Наконец, водоросли встречаются в различных водных средах обитания, как пресноводных, так и соленых.

В силу этих характеристик общий термин «водоросли» включает прокариотические организмы - цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли, а также эукариотические организмы (все другие виды водорослей). «Поскольку« водоросли »не образуют естественную группу, которая произошла от общего предка, включение цианобактерий в неформальную группу является обычным явлением,« водоросли »являются обычным явлением, - сказала Линда Грэм, профессор ботаники из Университета Висконсин-Мэдисон. «Термин« эукариотические водоросли »исключает цианобактерии.«Также интересно отметить, что хлоропласты, которые являются местом фотосинтеза у наземных растений, являются адаптированными формами цианобактерий. Эти ранние цианобактерии были поглощены клетками примитивных растений где-то в конце протерозоя или в начале кембрия, согласно Музей палеонтологии Калифорнийского университета.

(Прокариоты включают бактерии и археи. Это более простые организмы без организованной клеточной структуры, и их ДНК свободно плавает в виде запутанной массы внутри цитоплазмы.С другой стороны, эукариоты - это все другие живые организмы: простейшие, растения, грибы. Что такое протисты? И животные. Их ячейки более организованы. У них есть структуры, называемые органеллами, для выполнения ряда клеточных функций, а их ДНК размещается в центральном отделении, называемом ядром.)

Общие характеристики

Среда обитания

Большинство водорослей живут в водных средах обитания (Current Biology, 2014). ). Тем не менее, слово «водный» почти ограничено в своей способности охватить разнообразие этих сред обитания.Эти организмы могут процветать в пресноводных озерах или в соленых океанах. Они также могут выдерживать различные температуры, концентрации кислорода или углекислого газа, кислотность и мутность. Например, гигантские водоросли обитают на глубине более 200 метров ниже полярных ледяных щитов, согласно «Водорослям», в то время как одноклеточные зеленые водоросли Dunaliella salina обитают в очень соленых или гиперсоленых средах, таких как Мертвое море к обзорной статье 2005 года, опубликованной в журнале Saline Systems.Свободно плавающие, в основном одноклеточные водоросли, обитающие в освещенных областях воды, известны как планктонные. Те, которые прилипают к поверхности, известны как бентосные водоросли. Согласно «Водорослям», такие водоросли растут на грязи, камнях, других водорослях и растениях или животных.

Водоросли могут выжить и на суше. Некоторые неожиданные места, где они растут, - это стволы деревьев, мех животных, снежные берега, горячие источники (согласно «Водорослям») и почва, включая пустынные корки (Current Biology, 2014).

В основном водоросли живут независимо друг от друга в различных формах роста (отдельные клетки, колонии и т. Д.).), но они также могут образовывать симбиотические отношения с различными нефотосинтезирующими организмами, включая инфузорий, губок, моллюсков и грибов (например, лишайников). Одним из преимуществ таких взаимоотношений является то, что они позволяют водорослям расширять горизонты своей среды обитания.

Питание

Как правило, водоросли способны к фотосинтезу и производить собственное питание, используя солнечную энергию и углекислый газ для выработки углеводов и кислорода.Другими словами, большинство водорослей являются автотрофами или, точнее, фотоавтотрофами (отражающими использование ими световой энергии для производства питательных веществ).

Однако существуют определенные виды водорослей, которым необходимо получать питание исключительно из внешних источников; то есть они гетеротрофны. Такие виды применяют различные гетеротрофные стратегии для получения питательных веществ из органических материалов (углеродсодержащих соединений, таких как углеводы, белки и жиры). Осмотрофия - это поглощение растворенных веществ, а фаготрофия - поглощение бактерий или другой подобной добычи.Другие водоросли, известные как ауксотрофы, должны получать только необходимые витамины, такие как комплекс B 12 или жирные кислоты (согласно «Водорослям»).

По словам авторов «Водорослей», широко распространено мнение, что стратегии питания водорослей существуют в спектре, сочетающем фотоавтотрофию и гетеротрофию. Эта способность известна как миксотрофия.

Размножение

Водоросли способны размножаться бесполым или вегетативным путем, а также половым путем.

Согласно авторам «Водорослей», бесполое размножение включает производство подвижных спор, в то время как вегетативные методы включают простое деление клеток (митоз) для получения идентичного потомства и фрагментацию колонии. Половое размножение включает объединение гамет (производимых индивидуально у каждого родителя посредством мейоза).

Цветущие водоросли в Северной Каролине, регионе страны, оборудованном для широкомасштабного выращивания водорослей. (Изображение предоставлено Ильдаром Сагдеевым через PNNL)

Классификация

Цианобактерии

Их также называют сине-зелеными водорослями.Хотя они способны проводить фотосинтез, производящий кислород, и живут во многих из тех же сред, что и эукариотические водоросли, цианобактерии являются грамотрицательными бактериями и, следовательно, прокариотами. Они также способны независимо проводить азотфиксацию, процесс преобразования атмосферного азота в пригодные для использования формы элемента, такие как аммиак.

Приставка «циано» означает синий. У этих бактерий есть пигменты, которые поглощают световые волны определенной длины и придают им характерный цвет.Многие цианобактерии имеют синий пигмент фикоцианин, светособирающий пигмент (он поглощает красные волны света). Все цианобактерии имеют ту или иную форму зеленого пигмента хлорофилла, который отвечает за сбор световой энергии в процессе фотосинтеза (Current Biology, 2014). Некоторые другие также содержат красный пигмент фикоэритрин, который поглощает свет зеленой областью и придает бактериям розовый или красный цвет.

Эукариотические водоросли

Эукариотические водоросли полифилетичны, что означает, что они не произошли от одного общего предка.Это ясно демонстрируется в нашем нынешнем понимании древа жизни - генеалогического древа всех живых организмов, организованного их различными эволюционными отношениями. Обнаружено, что эукариотические водоросли распределены среди множества различных групп или основных ветвей дерева.

В обзорной статье 2014 года, опубликованной в журнале Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, автор Фабьен Буркилид выделяет пять супергрупп эукариотических организмов: Ophiskontha, Amoebozoa, Excavata, Archaeplastida и SAR (которые включают три группы: Stramenopiles, Alveolata и Rhizaria).

Archaeplastida включает растения и различные виды фотосинтезирующих водорослей, такие как хлорофиты (разновидность зеленых водорослей), харофиты (в основном пресноводные зеленые водоросли) и глаукоцистофиты (одноклеточные пресноводные водоросли). Хлорофиты - это зеленые водоросли, которые обычно образуют партнерские отношения лишайников с грибами.

Динофлагелляты обнаружены в альвеолатах. В первую очередь это одноклеточные морские и пресноводные организмы. Многие динофлагелляты потеряли свои пластиды - место фотосинтеза - в ходе эволюции и являются фаготропными или живут как паразиты.Другие виды водорослей распространены среди Alveolata, Excavata, Rhizaria и Chromista (Current Biology, 2014).

Важность

Вероятно, самый важный вклад водорослей в нашу окружающую среду и благополучие - это производство кислорода посредством фотосинтеза. «Водоросли незаменимы, потому что они производят около половины кислорода в атмосфере Земли», - сказал Грэм LiveScience.

Согласно обзорной статье 2010 года, опубликованной в журнале Biofuels, нефть частично получают из отложений древних водорослей.«Некоторые очень старые нефтяные месторождения приписываются цианобактериям, хотя имена производителей все еще не определены», - сказал Грэм. «Более молодые нефтяные отложения, вероятно, возникли из морских зеленых водорослей эукариот, кокколитофорид и другого микроскопического морского фитопланктона». Эти нефтяные месторождения являются ограниченным ресурсом и постепенно истощаются людьми. В результате исследователи ищут альтернативы возобновляемым источникам энергии.

Биотопливо из водорослей - многообещающая замена ископаемым видам топлива. Все водоросли обладают способностью вырабатывать богатые энергией масла, а некоторые виды микроводорослей естественным образом накапливают большое количество масла в своей сухой массе.Кроме того, водоросли обитают в различных средах обитания и могут быстро воспроизводиться. Они также эффективно используют углекислый газ. «Водоросли помогают поддерживать стабильный уровень углекислого газа в атмосфере, накапливая [газ] в органических материалах, включая нефтяные отложения и неорганические карбонатные породы», - сказал Грэм. Зеленые водоросли, диатомеи и цианобактерии - лишь некоторые из видов микроводорослей, которые считаются хорошими кандидатами для производства биотоплива (Biofuels, 2010).

Цветение водорослей

Водоросли в форме цветения водорослей получают плохую репутацию за создание токсичных условий в океанах и озерах.По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), «цветение водорослей» относится к безудержному росту определенных микроводорослей, что, в свою очередь, приводит к выработке токсинов, нарушению естественных водных экосистем и увеличивает стоимость очистки воды. Цветки приобретают цвет содержащихся в них водорослей. Грэм утверждает, что основными продуцентами токсинов в океанах являются определенные динофлагелляты и диатомовые водоросли. В пресных водах цианобактерии являются основными продуцентами токсинов, хотя некоторые эукариотические водоросли также вызывают проблемы.Грэм отмечает, что в естественных условиях водоросли используют токсины, чтобы защитить себя от поедания мелких животных, и им нужно лишь небольшое количество, чтобы защитить себя.

Основной причиной цветения водорослей является явление, называемое загрязнением питательными веществами. При загрязнении питательными веществами возникает избыток азота и фосфора, что может подтолкнуть водоросли к безудержному росту. Явление вызвано разнообразной деятельностью человека. По данным EPA, удобрения, которые мы используем в сельском хозяйстве и навоз, богаты азотом, в то время как неправильно очищенные сточные воды содержат много азота и фосфора.

«В обществе широко распространено мнение, что водоросли ядовиты и их следует устранять при любой возможности. Но это представление неверно, потому что водоросли производят кислород, рыбу [они являются основным источником пищи для водных организмов], масло и многое другое. другие полезные материалы », - сказал Грэм LiveScience. «Только несколько видов вызывают проблемы, и худший из них - Homo sapiens ».

Дополнительные ресурсы

.

Какое экологическое значение имеют водоросли?

Джозеф Кипроп, 28 сентября 2018 г., Окружающая среда

Algae on a lake surface. Algae produces much-needed oxygen for aquatic species. Водоросли на поверхности озера. Водоросли производят кислород, необходимый для водных организмов.

Что такое водоросли?

Слово «водоросли» обычно относится к большому количеству растений, имеющих одно название, но не связанных между собой.Хотя точное происхождение слова водоросли неизвестно, форма единственного числа, водоросль, - это латинское слово, обозначающее водоросли. Некоторые этимологи предположили, что термин «водоросли» может иметь свои корни в латинском языке от слова algēre, которое относится к холоду. Однако эта теория встречает большие возражения, поскольку связь между растениями и температурой исключительно мала.

Водоросли могут варьироваться от простых одноклеточных организмов до более сложных многоклеточных организмов, таких как гигантские водоросли.Исследования некоторых видов водорослей показали, что у них нет специализированных тканей, присутствующих в наземных растениях, таких как ксилема, флоэма и устьица. Отсутствие этих клеток является эволюционной адаптацией к регионам произрастания растений.

Водоросли существуют в мире в течение длительного периода, при этом возраст некоторых окаменелостей, обнаруженных в бассейне Виндхья, составляет около 2 миллиардов лет. Ученые тщательно изучили характер распространения водорослей, поскольку они встречаются в значительном количестве областей по всему миру, где они выполняют несколько жизненно важных функций.

Экологическое значение водорослей

Как источник кислорода

Одной из наиболее важных ролей, которые водоросли играют в окружающей среде, является производство кислорода в качестве побочного продукта в процессе фотосинтеза. Одним из сходств между наземными растениями и несколькими видами водорослей является наличие хлорофилла, который позволяет им образовывать молекулы органических продуктов питания, используя энергию солнца и углекислый газ.Этот процесс необходим для выживания водорослей, поскольку молекулы пищи обеспечивают их энергией. После завершения процесса выделяется кислород.

Из-за большого количества водорослей в мире он отвечает за производство более 30% кислорода, необходимого для выживания наземных животных. По некоторым оценкам, количество кислорода, производимого водорослями, близко к 50% от того, что нужно наземным животным.Если водоросли отмирают из-за истощения запасов минералов в воде, разложение и последующее снижение выработки кислорода могут привести к гибели рыбы.

Водоросли также используют кислород для дыхания. Несмотря на то, что водоросли вносят значительный вклад в доступный в мире кислород, они могут в определенных условиях вызывать снижение уровня кислорода в прудах и озерах.

Как источник питания

Водоросли занимают позицию производителя в пищевой цепи, а это означает, что с них начинаются многочисленные пищевые цепочки.Они чрезвычайно важны, потому что являются источником пищи для большого количества водных животных, от головастиков до рыб, таких как сом и сиамский водоросль. Жизнь в океане в значительной степени зависит от водорослей, поскольку организмы, питающиеся водорослями, поедаются более крупными видами, обеспечивая продолжение жизни в море.

Люди в различных сообществах, особенно в азиатских, также потребляют водоросли.Люди, которые едят водоросли, хвалят его за высокую пищевую ценность. Большинство людей, которые едят водоросли, предпочитают есть разновидность хлореллы, так как было доказано, что она содержит исключительно большое количество хлорофилла в дополнение к другим питательным веществам, важным для организма. Согласно исследованию, опубликованному в Journal of Cell Science, кормление растениями с высокой концентрацией хлорофилла приводит к попаданию химического вещества в кровоток. Попав в кровь, он может позволить людям естественным образом производить АТФ, богатую энергией молекулу, находясь на солнце.Исследование также показало, что черви с оптимальным количеством хлорофилла в организме имеют более длительную продолжительность жизни, чем другие черви, что может указывать на то, что люди, которые принимают достаточное количество хлорофилла, могут иметь более продолжительную продолжительность жизни.

Как индикатор загрязнения

Водоросли также важны, поскольку они могут указать, загрязнен ли водоем.По данным Ассоциации защиты озер штата Вашингтон, некоторые факторы делают водоросли подходящими для определения того, загрязнен ли водоем. Один из факторов - потребность в питательных веществах; Поскольку ученые уже изучили питательные вещества, необходимые водорослям для выживания, они могут делать выводы о состоянии воды, основываясь на здоровье водорослей. Еще одним фактором является то, что они быстро размножаются, и потомство можно проанализировать, чтобы проверить, похоже ли оно на своего предшественника, или загрязнение изменило его генетический состав.У водорослей также короткий жизненный цикл, что сокращает время, которое обычно требуется ученым для изучения этих видов на предмет загрязнения.

Водоросли также могут указывать на то, какие виды загрязнителей влияют на водоем, поскольку разные загрязнители по-разному влияют на его рост. Сельскохозяйственные химикаты, особенно удобрения, содержат большую концентрацию химических веществ, таких как фосфор и азот, которые способствуют быстрому росту водорослей.Другие загрязнители содержат высокий уровень тяжелых металлов, которые при поглощении водорослями в достаточных количествах могут подавлять рост растений.

В качестве среды обитания

Крупные виды водорослей способствуют росту и распространению водных организмов, поскольку они обеспечивают среду обитания для нескольких видов. Леса водорослей являются примерами крупных видов водорослей, которые обеспечивают среду обитания множеству организмов.В одном лесу ламинарии часто можно встретить несколько видов ламинарии. Животные, которые могут находиться в лесах ламинарии, включают голожаберников, улиток, креветок-скелетов и морских ежей.

Как индикатор изменения климата

Согласно исследованию, опубликованному на Irish Marine Life, водоросли могут использоваться как индикатор изменения климата.Большое количество водорослей в окружающей среде поглощает огромное количество углекислого газа, уменьшая накопление газа в атмосфере. Исследование показывает, что, сравнивая исторические данные о росте водорослей с недавними данными о ее распространении, можно сделать выводы об изменении климата с годами.

Экономическое значение водорослей

Помимо того, что водоросли играют жизненно важную роль в мировой экологии, они также играют важную роль в мировой экономике.Исследования показывают, что водоросли могут использоваться в сельском хозяйстве для производства удобрений из-за высокого содержания питательных веществ. Водоросли также используются при очистке сточных вод для удаления токсичных частиц. Водоросли также важны при производстве лекарств, особенно антибиотиков, таких как хлореллин.

.

Экономическая выгода от выращивания водорослей

Микроводоросли - подходящие источники для производства биотоплива и поглощения выбросов CO2 от тепловых электростанций. Водоросли, которые так плохо пахнут и опасны, когда вторгаются на пляжи, стали новой проблемой для жителей многих прибрежных регионов. Но они также могут быть источником «зеленого масла». Не большие водоросли, заполняющие морские берега, а невидимые микроводоросли, которые нельзя увидеть невооруженным глазом, - вот что ученые пытаются превратить в биотопливо третьего поколения.

Это микроскопические водные организмы, питающиеся посредством фотосинтеза. Подобно наземным растениям, микроводоросли используют солнечный свет для фотосинтеза, таким образом преобразовывая солнечную энергию в химическое накопление энергии. Они являются эффективными преобразователями солнечной энергии благодаря своей простой ячеистой структуре.

Альгакультура и биотопливо

В конце 1980-х в Соединенных Штатах началась обширная программа исследований по выявлению лучших групп водорослей, которые могут производить зеленое масло в больших количествах.Наряду с бумом биотоплива не только возобновились исследования водорослей, но и несколько компаний по производству биотоплива, котирующиеся на фондовой бирже, значительно выросли за этот период: акции некоторых компаний, таких как PetroAlgae (ныне Parabel), выросли на 16000% ранее. резко снижается после появления первых трудностей.

Использование водорослей в качестве биотоплива дает множество преимуществ . Во-первых, привлекательная потенциальная урожайность: около 30 тонн масла с гектара в год, то есть в 10-15 раз больше, чем производство масла на плантациях рапса.В различных исследованиях даже упоминается урожай 60-90 тонн, если водоросли «кормить» CO2. Анализ, проведенный Университетом Нью-Гэмпшира, опубликованный в 2004 году, показывает, что площади в 120 миллионов квадратных метров - то есть площади Южной Каролины - будет достаточно, чтобы покрыть потребление топлива в США.

В отличие от других энергетических культур, микроводоросли подходят для получения высококачественного топлива и биогаза. Еще одним преимуществом этого является соотношение с почвой: как технический прием выращивание водорослей не предъявляет к ней никаких требований и не влияет на ее плодородие.Преимущества микроводорослей перед техническими методами заключаются в возможности накопления энергии за счет длительного хранения топлива и использования его в необходимом количестве в нужное время. Кроме того, если фермы по выращиванию водорослей будут расположены рядом с заводами или электростанциями, может даже появиться возможность сократить промышленные выбросы.

Виды водорослей и их использование

Термин «водоросли» используется, в частности, для широкого описания различных типов водных организмов (уже классифицировано более 35 000 видов), которым присвоены следующие атрибуты:

  • видов водорослей быстро растут в различных климатических условиях;
  • они обладают способностью производить больше биомассы с площади, чем любой другой источник биомассы;
  • некоторые виды водорослей способны генерировать много липидов, которые можно использовать для производства топлива, пищевых ингредиентов или специальных химикатов;
  • основным источником углерода водорослей является диоксид углерода, поэтому они могут быть частью стратегии рециркуляции углерода;
  • водорослей влияют на очистку сточных вод и могут быть задействованы в комплексной стратегии очистки воды.

Способы использования водорослей все еще развиваются, но большинство из них уже установлено:

  • Agar Algae - получают из красных водорослей, и приблизительно 9 600 тонн водорослей используются в швейной, кулинарной и гелевой промышленности;
  • Альгинатные водоросли - получены из бурых водорослей, 26 500 тонн ежегодно используются в пищевой и фармацевтической промышленности;
  • Каррагинановые водоросли - извлекаются из красных водорослей и используются во всем мире в полиграфической промышленности объемом около 50 000 тонн;
  • Спирулина - 1 000 тонн этих водорослей потребляются ежегодно только в США в качестве пищевой добавки, способствующей снижению веса;
  • Докозагексаеновая кислота (DHA) - используется в составах препаратов, развивающих мозг детей раннего возраста; омега-3 жирные кислоты производятся путем ферментации водорослей и сахара;
  • Контроль загрязнения - водоросли часто синергетически используются бактериями, обитающими в озерах, для потребления питательных веществ, что облегчает очистку сточных вод.

За исключением борьбы с загрязнением, эти виды использования водорослей высоко ценятся. Существует ряд препятствий, которые возникнут при использовании водорослей для производства топлива или в качестве экологически чистых химикатов, и к ним относятся высокие затраты на производство и переработку водорослей, технологические достижения в переработке водорослей и создание совместного производства, которое полностью улучшает обработка водорослей.

Как начать выращивание водорослей

Самый простой способ начать бизнес с водорослями - это выращивать их дома.В данном случае мы не говорим о фермах по выращиванию водорослей как таковых, а скорее о фермерах-любителях, которые выращивают водоросли в небольших масштабах, обычно на своих подворьях, чтобы получить продукцию для собственного использования. Самый распространенный тип водорослей, выращиваемых в небольших масштабах, - это Spirulina , известная своими различными преимуществами для здоровья.

Фермы по выращиванию водорослей предоставляют водоросли для различных целей и отраслей. Например, большинство аквакультурных ферм также выращивают собственные водоросли, которые используются для кормления рыб.Тем не менее, личинки рыб или креветок не нуждаются в корме из микроводорослей только в течение короткого периода в течение их жизни. Рыбоводы, специализирующиеся на выращивании декоративных рыб, включают в корм ценные микроводоросли, такие как спирулина и Haematococcus , потому что они улучшают окраску и здоровье рыб. Микроводоросли также используются при выращивании лосося.

Моллюски действительно требуют наличия микроводорослей в кормах на протяжении всего жизненного цикла; поэтому некоторые фермеры, выращивающие моллюсков, также выращивают собственные водоросли.Водоросли также используются в качестве натуральной пищевой добавки в животноводстве. В общей схеме устойчивого сельского хозяйства экологи поддержали использование водорослей в качестве корма для животных вместо кукурузы и сои, которые, в свою очередь, будут использоваться в пищу человеком.

Поскольку аквакультура не дает фермерам, выращивающим водорослей, возможности найти рынок сбыта своей продукции, большая часть продукции может быть продана коммерческим предприятиям и для исследовательских целей. Большинство ферм используют технологию фотобиореактора и систему прудов, в то время как другие фермеры предпочитают выращивать водоросли прямо в открытом океане.Существуют и другие системы и технологии, используемые для выращивания водорослей, например, системы гетеротрофного выращивания.

Также важно решить, какой вид водорослей выращивать. Например, цена на спирулину значительно упала после того, как объем производства превысил рыночный спрос. Согласно отчету ФАО, в 2004 году производство спирулины в Китае выросло до более чем 41000 тонн с немногим более 19000 в 2003 году. Однако Китай также был основным поставщиком водорослей, потому что мировое производство составило . 65000 тонн .

Один хороший подход - создать ферму по выращиванию водорослей, специализирующуюся на определенном типе водорослей для нишевых рынков, например, тонких химикатов для водорослей, морских водорослей, продаваемых как сырье для пищевых продуктов или для косметической промышленности, или определенных типов водорослей, которые являются частью региональных диет Undaria, Laminaria и Porphyra потребляются, особенно в регионе Северо-Восточной Азии).

Выращивание морских водорослей требует гораздо больше работы и сопряжено с определенными рисками, потому что водоросли лучше всего выращивать прямо в океане, на прибрежных территориях, а погодные условия играют важную роль в обеспечении высокого урожая или в полной потере всей фермы.

Экономическое влияние водорослевых хозяйств

Наибольшее воздействие с точки зрения экономики и окружающей среды оказывают фермы по выращиванию водорослей, где водоросли выращиваются для производства биотоплива. Замена ископаемого топлива биотопливом, безусловно, дает значительные преимущества, поскольку оно производится из органических возобновляемых материалов, а выбросы обычных и парниковых газов значительно сокращаются.

Водоросли - быстрорастущие организмы, так как они могут удвоить свое количество всего за несколько часов.Возможен ежедневный сбор урожая, и они могут производить биомассу и биотопливо намного быстрее, чем некоторые из самых продуктивных культур. Они накапливают энергию в виде углеводов и масел, так что можно ежегодно получать от 16000 до 40 000 литров биотоплива с гектара.

Учитывая, что водоросли потребляют углекислый газ и выделяют взамен кислород, фермы по выращиванию водорослей могут быть расположены вблизи загрязняющих территорий, таких как электростанции или предприятия по производству этанола. С другой стороны, тот факт, что они требуют большого количества углекислого газа, может стать проблемой при принятии решения о том, где их выращивать.

Земли, которые в большинстве случаев непригодны для сельского хозяйства, могут быть использованы для выращивания водорослей, а также других видов ресурсов. Например, водоросли могут расти даже при использовании сточных вод, морской воды или солоноватой воды, не вступая, таким образом, в конкуренцию с другими культурами.

Биомасса, полученная из водорослей, может использоваться для различных целей, от производства биотоплива и кормов для животных до диетических добавок, косметических продуктов и даже в качестве важного источника пищи для населения.

Наконец, учитывая тот факт, что водоросли могут расти в самых разных климатических условиях, на разных типах земель и с использованием нескольких типов производственных методов, фермы по выращиванию водорослей могут обеспечить значительное количество рабочих мест.Определенные преимущества могут получить не только работники и владельцы ферм, но и люди, работающие в других областях, таких как исследования и разработки, строительство и даже маркетинговые и финансовые услуги. По данным Организации по водорослевой биомассе, к концу 2020 года фермы по выращиванию водорослей могут создать более 200000 рабочих мест в США.

.Проект

является первым, кто тестирует зеленые водоросли на симптомы, связанные с пищеварением человека - ScienceDaily

Широко распространенное, быстрорастущее растение под названием Chlamydomonas reinhardtii известно в научных лабораториях благодаря своему положению в качестве наиболее изученных водорослей в мире.

На протяжении десятилетий зеленый одноклеточный организм, который в основном растет во влажной почве, служил модельным видом для исследовательских тем, охватывающих от биотоплива на основе водорослей до эволюции растений.В то время как другие виды водорослей использовались в качестве пищевых нутрицевтиков, которые обеспечивают полезные масла, витамины, белки, углеводы, антиоксиданты и клетчатку, преимущества употребления C. reinhardtii ранее не были исследованы.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего недавно завершили первое исследование, посвященное изучению эффектов употребления C. reinhardtii , и продемонстрировали, что водоросли улучшают желудочно-кишечные проблемы человека, связанные с синдромом раздраженного кишечника (СРК), такие как диарея, газы и вздутие живота.Результаты проекта опубликованы в журнале Journal of Functional Foods .

«Люди изучали эти водоросли в течение десятилетий, но это первое исследование, которое показывает то, о чем многие из нас подозревали - это полезно для вас», - сказал главный исследователь и эксперт по водорослям Стивен Мэйфилд, выдающийся профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего. Отделение биологических наук и содиректор программы «Продовольствие и топливо для 21 века» (FF21). «Это захватывающе, потому что демонстрирует явную пользу: если у вас симптомы, похожие на СРК, это хорошо для вас.«

В течение многих лет исследователи из лаборатории Мэйфилда изучали C. reinhardtii как конкурентоспособный и устойчивый источник ценных растительных продуктов, в частности фармацевтических препаратов и биотоплива. Теперь, работая с несколькими сотрудниками, включая Джона Чанга из Калифорнийского университета в Сан-Диего (Медицинская школа), Роба Найта (Медицинская школа, Инженерная школа Джейкобса и Центр инноваций микробиома) и стартап Triton Algae Innovations из Сан-Диего, они внимание к изучению водорослей как питательной пищевой добавки для улучшения здоровья человека.

Биомасса C. reinhardtii , использованная в исследовании, которая была выращена Triton Algae Innovations, была подвергнута строгим испытаниям на безопасность и отмечена как «В целом признанная безопасной» Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США, что означало зеленый свет для использования организм в человеческом исследовании.

Предварительные данные исследований на мышах продемонстрировали, что употребление C. reinhardtii значительно снижает скорость потери веса у мышей с острым колитом, который обычно связан с воспалением пищеварительного тракта.Основываясь на этих результатах, исследователи решили проверить аналогичный эффект, когда водоросли употребляли в пищу добровольцы, в том числе с симптомами, связанными с СРК, и без них. Добровольцы ежедневно употребляли ложки измельченной биомассы C. reinhardtii и сообщали о своем желудочно-кишечном здоровье в течение одного месяца. Из сотен заинтересованных участников проекта данные 51 добровольца соответствовали требованиям исследования для включения в окончательный анализ данных.

Результаты показали, что участники, которые в анамнезе часто страдали желудочно-кишечными симптомами, сообщали о значительно меньшем дискомфорте кишечника и диарее, значительно меньшем газообразовании или вздутии живота и более регулярном испражнении.

«Преимущества употребления этого вида водорослей стали очевидны при изучении данных, полученных от мышей и людей, страдающих желудочно-кишечными симптомами», - сказал Фрэнк Филдс, научный сотрудник лаборатории Мэйфилда и ведущий автор статьи. «Я надеюсь, что это исследование поможет избавиться от мысли о включении водорослей и продуктов на их основе в свой рацион - это фантастический источник питания, и теперь мы показали, что этот вид водорослей имеет дополнительную пользу для здоровья животных и человека.«

добровольцам также были предоставлены комплекты для отбора проб стула, и они отправили образцы в Американский проект кишечника, общественную научную деятельность, возглавляемую Найтом и его лабораторией, для оценки любых изменений в их микробиомах. Результаты показали, что состав микробиома кишечника оставался разнообразным, что типично для более здоровых людей, и что в ходе исследования не произошло значительных изменений в составе микробиома кишечника в результате употребления водорослей.

Исследователи говорят, что необходимо гораздо больше тестов с большими группами участников в течение более длительных периодов времени.На данный момент им неясно, как водоросли улучшают здоровье желудочно-кишечного тракта. Ученые считают, что преимущества могут быть связаны с биоактивной молекулой в водорослях или, возможно, с изменением экспрессии генов кишечных бактерий, вызванным потреблением водорослей.

Тем не менее, наблюдаемые результаты на людях-добровольцах привели их к выводу в статье, что «добавление C. reinhardtii в рацион не только повысит питательную ценность, но и может облегчить некоторые желудочно-кишечные симптомы у некоторых людей.«

.

Смотрите также