Chia sẻ:
Đặc điểm, phân loại và ứng dụng của vi tảo
các vi tảo chúng là sinh vật nhân thực, quang tự dưỡng, nghĩa là chúng thu được năng lượng từ ánh sáng và tổng hợp thức ăn của chúng. Chúng chứa chất diệp lục và các sắc tố phụ kiện khác mang lại cho chúng hiệu quả quang hợp tuyệt vời.
Chúng là đơn bào, thuộc địa - khi chúng được thiết lập dưới dạng tổng hợp - và dạng sợi (đơn độc hoặc thuộc địa). Chúng là một phần của thực vật phù du, cùng với vi khuẩn lam (prokaryote). Thực vật phù du là tập hợp các vi sinh vật thủy sinh, quang hợp trôi nổi thụ động hoặc làm giảm tính di động.
Vi tảo được tìm thấy từ đất liền ở Ecuador đến các vùng cực và được công nhận là nguồn sinh học và các chất chuyển hóa có tầm quan trọng kinh tế lớn. Chúng là nguồn trực tiếp của thực phẩm, thuốc men, thức ăn gia súc, phân bón và nhiên liệu, và thậm chí là các chỉ số ô nhiễm.
Chỉ số
- 1 Đặc điểm
- 1.1 Các nhà sản xuất sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng
- 1.2 Môi trường sống
- 2 Phân loại
- 2.1 Bản chất của diệp lục của nó
- 2.2 Polyme dựa trên carbon làm dự trữ năng lượng
- 2.3 Cấu trúc của thành tế bào
- 2.4 Loại di động
- 3 ứng dụng công nghệ sinh học
- 3.1 Thức ăn cho người và động vật
- 3.2 Ưu điểm của việc sử dụng làm thực phẩm
- 3.3 Nuôi trồng thủy sản
- 3,4 sắc tố trong ngành công nghiệp thực phẩm
- 3.5 Người và thú y
- 3.6 Phân bón
- 3.7 Mỹ phẩm
- 3.8 Xử lý nước thải
- 3.9 Các chỉ tiêu ô nhiễm
- 3.10 Khí sinh học
- 3.11 Nhiên liệu sinh học
- 4 tài liệu tham khảo
Tính năng
Các nhà sản xuất sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng
Hầu hết các vi tảo thể hiện màu xanh lục vì chúng có chứa chất diệp lục (sắc tố thực vật tetrapyrrolic), chất cảm quang của năng lượng ánh sáng cho phép quang hợp được thực hiện.
Tuy nhiên, một số vi tảo có màu đỏ hoặc nâu, vì chúng có chứa xanthophyll (sắc tố caroten màu vàng), che lấp màu xanh lá cây.
Môi trường sống
Chúng sống trong nhiều môi trường nước ngọt và mặn, tự nhiên và nhân tạo (như bể bơi và bể cá). Một số có thể phát triển trong đất, trong môi trường axit và trong đá xốp (nội sinh), ở những nơi rất khô và rất lạnh.
Phân loại
Các vi tảo đại diện cho một nhóm không đồng nhất cao, bởi vì nó là đa hình, nghĩa là nó nhóm các loài của tổ tiên khác nhau..
Để phân loại các vi sinh vật này, một số đặc điểm đã được sử dụng, trong đó có: bản chất của chất diệp lục và các chất dự trữ năng lượng của chúng, cấu trúc của thành tế bào và loại di động mà chúng thể hiện.
Bản chất của diệp lục của nó
Hầu hết các loại tảo có diệp lục tố loại a và một số ít có một loại diệp lục khác có nguồn gốc từ đây.
Nhiều người là phototrophs bắt buộc và không phát triển trong bóng tối. Tuy nhiên, một số phát triển trong bóng tối và dị hóa các loại đường đơn giản và axit hữu cơ khi không có ánh sáng.
Ví dụ, một số flagellate và chlorophytes có thể sử dụng acetate làm nguồn carbon và năng lượng. Những người khác đồng hóa các hợp chất đơn giản với sự hiện diện của ánh sáng (quang hợp), mà không sử dụng chúng làm nguồn năng lượng.
Polyme dựa trên carbon như là một dự trữ năng lượng
Là một sản phẩm của quá trình quang hợp, vi tảo tạo ra một lượng lớn các polyme carbon hoạt động như một nguồn dự trữ năng lượng.
Ví dụ, vi tảo của bộ phận diệp lục tạo ra tinh bột dự trữ (α-1,4-D-glucose), rất giống với tinh bột của thực vật bậc cao.
Cấu trúc của thành tế bào
Các bức tường của vi tảo trình bày một loạt các cấu trúc và thành phần hóa học đáng kể. Bức tường có thể được cấu thành bởi các sợi cellulose, thường có thêm xylan, pectin, mannans, axit alginic hoặc axit fuchsic.
Trong một số loài rong biển được gọi là calcareous hoặc san hô, thành tế bào biểu hiện sự lắng đọng canxi cacbonat, trong khi những loài khác thể hiện chitin.
Mặt khác, tảo cát có silic trong thành tế bào của chúng, được bổ sung polysacarit và protein, tạo thành vỏ đối xứng hai bên hoặc xuyên tâm (bực bội). Những chiếc vỏ này vẫn còn nguyên trong một thời gian dài, tạo thành hóa thạch.
Các vi tảo euglenoid, không giống như các vi khuẩn trước đó, thiếu một thành tế bào.
Loại di động
Vi tảo có thể trình bày Flagella (như Euglena và dinoflagellates), nhưng không bao giờ xuất hiện lông mao. Mặt khác, một số vi tảo thể hiện sự bất động trong giai đoạn sinh dưỡng của chúng, tuy nhiên, giao tử của chúng có thể di động.
Ứng dụng công nghệ sinh học
Thức ăn cho người và động vật
Vào những năm 1950, các nhà khoa học Đức bắt đầu nuôi cấy vi tảo đồng loạt để thu được lipit và protein thay thế protein động vật và thực vật thông thường, với mục đích bao phủ tiêu thụ vật nuôi và con người..
Gần đây, việc nuôi trồng vi tảo khổng lồ đã được dự báo là một trong những khả năng chống đói và suy dinh dưỡng toàn cầu.
Vi tảo có nồng độ chất dinh dưỡng khác thường, cao hơn so với những gì được quan sát thấy ở bất kỳ loài thực vật bậc cao nào. Một gram vi tảo hàng ngày là một thay thế để bổ sung cho chế độ ăn uống nghèo nàn.
Ưu điểm của việc sử dụng làm thực phẩm
Trong số những lợi thế của việc sử dụng vi tảo làm thực phẩm, chúng tôi có những điều sau đây:
- Tốc độ tăng trưởng vi mô cao (chúng có năng suất cao gấp 20 lần so với đậu tương trên một đơn vị diện tích).
- Tạo ra lợi ích đo được trong "hồ sơ huyết học" và "tình trạng trí tuệ" của người tiêu dùng, bằng cách tiêu thụ liều nhỏ hàng ngày như một chất bổ sung dinh dưỡng.
- Hàm lượng protein cao so với các thực phẩm tự nhiên khác.
- Nồng độ vitamin và khoáng chất cao: ăn 1 đến 3 gram mỗi ngày các sản phẩm phụ vi sinh, cung cấp lượng beta-carotene (prov vitamin A), phức hợp vitamin E và B, sắt và các nguyên tố vi lượng.
- Nguồn dinh dưỡng năng lượng cao (so với nhân sâm và phấn hoa được thu thập bởi ong).
- Họ được khuyến khích đào tạo cường độ cao.
- Do nồng độ của nó, trọng lượng thấp và dễ vận chuyển, chiết xuất khô của vi tảo phù hợp như một loại thực phẩm không dễ hỏng để dự trữ trong các tình huống khẩn cấp.
Nuôi trồng thủy sản
Vi tảo được sử dụng làm thực phẩm trong nuôi trồng thủy sản do hàm lượng protein cao (40 đến 65% trọng lượng khô) và khả năng tăng màu sắc của cá hồi và động vật giáp xác với sắc tố của chúng.
Ví dụ, nó được sử dụng làm thức ăn cho hai mảnh vỏ ở tất cả các giai đoạn tăng trưởng; cho giai đoạn ấu trùng của một số loài giáp xác và cho giai đoạn đầu của một số loài cá.
Sắc tố trong ngành công nghiệp thực phẩm
Một số sắc tố vi khuẩn được sử dụng làm chất phụ gia trong thức ăn thô xanh để tăng sắc tố của thịt gà và lòng đỏ trứng, cũng như để tăng khả năng sinh sản của vật nuôi.
Các sắc tố này cũng được sử dụng làm chất tạo màu trong các sản phẩm như bơ thực vật, mayonnaise, nước cam, kem, pho mát và các sản phẩm làm bánh..
Người và thú y
Trong lĩnh vực y học của người và thú y, tiềm năng của vi tảo được công nhận, bởi vì:
- Giảm nguy cơ mắc các loại bệnh ung thư, bệnh tim và nhãn khoa (nhờ hàm lượng lutein của nó).
- Chúng giúp ngăn ngừa và điều trị bệnh tim mạch vành, kết tập tiểu cầu, nồng độ cholesterol bất thường và rất hứa hẹn cho việc điều trị một số bệnh tâm thần (do hàm lượng omega-3 của chúng).
- Họ trình bày hành động chống vi trùng, kích thích hệ thống miễn dịch, giảm huyết áp và giải độc.
- Họ trình bày hành động diệt khuẩn và chống đông máu.
- Tăng khả dụng sinh học của sắt.
- Thuốc dựa trên vi tảo điều trị và phòng ngừa viêm loét đại tràng, viêm dạ dày và thiếu máu, trong số các điều kiện khác đã được tạo ra.
Phân bón
Vi tảo được sử dụng làm phân bón sinh học và điều hòa đất. Những vi sinh vật quang tự động này nhanh chóng che phủ đất bị loại bỏ hoặc đốt cháy, làm giảm nguy cơ xói mòn.
Một số loài ủng hộ việc cố định đạm, và đã có thể, ví dụ, việc trồng lúa ở vùng đất ngập nước trong nhiều thế kỷ, mà không cần thêm phân bón. Các loài khác được sử dụng để thay thế vôi trong phân bón hỗn hợp.
Mỹ phẩm
Các dẫn xuất của vi khuẩn đã được sử dụng trong công thức của kem đánh răng được làm giàu, loại bỏ vi khuẩn gây sâu răng.
Ngoài ra các loại kem đã được phát triển bao gồm các dẫn xuất như vậy cho các đặc tính chống oxy hóa và bảo vệ của tia cực tím.
Xử lý nước thải
Vi tảo được áp dụng trong các quá trình biến đổi chất hữu cơ từ nước thải, tạo sinh khối và nước được xử lý để tưới. Trong quá trình này, vi tảo cung cấp oxy cần thiết cho vi khuẩn hiếu khí, làm giảm chất ô nhiễm hữu cơ.
Các chỉ số ô nhiễm
Do tầm quan trọng sinh thái của vi tảo với tư cách là nhà sản xuất chính của môi trường nước, chúng là các chỉ số ô nhiễm môi trường.
Ngoài ra, chúng có khả năng chịu đựng tốt với các kim loại nặng như đồng, cadmium và chì, cũng như hydrocarbon clo hóa, có thể là chỉ số cho thấy sự hiện diện của các kim loại này.
Khí sinh học
Một số loài (ví dụ, Clorella và Tảo xoắn), đã được sử dụng để làm sạch khí sinh học, vì chúng tiêu thụ carbon dioxide như một nguồn carbon vô cơ, ngoài ra còn đồng thời kiểm soát độ pH của môi trường.
Nhiên liệu sinh học
Vi sinh vật sinh tổng hợp một loạt các sản phẩm phụ sinh học thương mại thú vị, chẳng hạn như chất béo, dầu, đường và các hợp chất hoạt tính sinh học chức năng.
Nhiều loài rất giàu lipit và hydrocacbon thích hợp để sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu sinh học lỏng năng lượng cao, ở mức cao hơn so với các chất có trong thực vật trên cạn và cũng có tiềm năng thay thế cho các sản phẩm lọc nhiên liệu hóa thạch. Điều này không đáng ngạc nhiên, vì hầu hết các loại dầu được cho là có nguồn gốc từ vi tảo.
Một loại, Botryococcus braunii, đặc biệt, nó đã được nghiên cứu rộng rãi. Theo dự đoán, sản lượng dầu của vi tảo sẽ cao hơn tới 100 lần so với cây trồng trên đất liền, từ 7500-24000 lít dầu mỗi mẫu mỗi năm, so với hạt cải dầu và cọ, tương ứng là 738 và 3690 lít..
Tài liệu tham khảo
- Borowitzka, M. (1998). Sản xuất thương mại vi tảo: ao, bể, củ và lên men. J. của Công nghệ sinh học, 70, 313-321.
- Ciferri, O. (1983). Tảo xoắn, vi sinh vật ăn được. Microbiol. Rev., 47, 551-578.
- Ciferri, O., & Tiboni, O. (1985). Sinh hóa và tiềm năng công nghiệp của tảo Spirulina. Ann. Rev. Microbiol., 39, 503-526.
- Bá tước, J. L., Moro, L. E., Travieso, L., Sanchez, E. P., Leiva, A., & Dupeirón, R., et al. (1993). Quy trình thanh lọc khí sinh học sử dụng nuôi cấy vi tảo thâm canh. Công nghệ sinh học Thư, 15 (3), 317-320.
- Tương phản-Flores, C., Peña-Castro, J. M., Flores-Cotera, L. B., & Cañizares, R. O. (2003). Những tiến bộ trong thiết kế khái niệm của photobioreactor để nuôi cấy vi tảo. Liên tỉnh, 28 (8), 450-456.
- Duerr, E. O., Molnar, A., & Sato, V. (1998). Nuôi cấy vi tảo làm thức ăn nuôi trồng thủy sản. Công nghệ sinh học J Mar, 7, 65-70.
- Lee, Y.-K. (2001). Các hệ thống và phương pháp nuôi cấy vi khối: Giới hạn và tiềm năng của chúng. Tạp chí khoa học ứng dụng, 13, 307-315.
- Martínez Palacios, C. A., Chavez Sanchez, M. C., Olvera Novoa, M. A., & Abdo de la Parra, M. I. (1996). Các nguồn protein thực vật thay thế thay thế cho bột cá cho thức ăn thủy sản. Báo cáo trình bày trong Kỷ yếu Hội thảo quốc tế lần thứ ba về Dinh dưỡng nuôi trồng thủy sản, Monterrey, Nuevo León, Mexico.
- Olaizola, M. (2003). Phát triển thương mại công nghệ sinh học vi mô: từ ống nghiệm đến thị trường. Kỹ thuật phân tử sinh học, 20, 459-466.