Mikroalgák Az értékes biotermékek potenciális forrása
Oroszország - Az Immanuel Kant Balti Szövetségi Egyetem és a Kemerovo Állami Egyetem tudósai közzétették a Biomolecules tudományos áttekintését, amely elemzi a biológiailag értékes anyagok elkülönítését a mikroalgáktól és értékeli azok biológiai aktivitását.
A mikroalgák termesztése iránti érdeklődés a kutatók körében megnövekedett, mivel különféle biológiailag aktív anyagokat képes szintetizálni, a biomassza gyors növekedése és kémiai összetételének a termesztési körülményektől függő módosítása miatt.
Jelenleg két fő terület különböztethető meg a mikroalgák felhasználásánál: a biomassza előállítása biológiailag aktív adalékanyagként, és a mikroalgák termesztése a biológiailag aktív anyagok későbbi izolálásához a biomasszából.
Biológiailag aktív anyagok
A mikroalgák gazdag tápanyagokban és biológiailag aktív anyagokban, például fehérjékben, poliszacharidokban, lipidekben, többszörösen telítetlen zsírsavakban, vitaminokban, pigmentekben, fikobiliproteinekben, enzimekben stb. A mikroalgák biológiailag aktív anyagai képesek antioxidáns, antibakteriális, vírusellenes, daganatellenes, regeneráló, magas vérnyomáscsökkentő, neuroprotektív és immunstimuláló hatásokat kifejteni.
Ezekre az anyagokra nagy szükség van a farmakológiában, az orvostudományban, a kozmetikában, a vegyiparban, a haltenyésztésben, az energiaiparban, a mezőgazdaságban, valamint a funkcionális élelmiszerek és takarmányok előállításában.
A biomassza-termelést befolyásoló tényezők
A biomassza felhalmozódásának szintje és a biológiailag aktív anyagok termelékenysége fontos mutató a mikroalgák egyik faja és törzse hatékonyságának szempontjából. Ezeket a paramétereket számos körülmény befolyásolja, beleértve a táptalaj összetételét, hőmérsékletet, pH-t, növekedési fázist, betakarítási módszert és megvilágítást.
A kutatók jelentése szerint az ajánlott tenyésztési hőmérséklet a különféle típusú mikroalgák maximális biomassza-termeléséhez 27 és 30 oC között van. A tenyésztési hőmérséklet 35 oC-ra emelkedésével a biomassza-termelés hirtelen csökken.
"A tenyészet 14. napján a biomassza jelentős felhalmozódása volt megfigyelhető az összes vizsgált mikroalgában" - emelik ki.
Az autotróf növekedési fázis során a mikroalgák oxigént termelnek és rögzítik a szén-dioxidot. A fix szén egy részét a sejtek és a növekedés fenntartására használják fel, míg a másik részét különféle módon tárolják, a különböző típusú mikroalgáktól függően.
A mikrolga esetében 1,8–2,0 kg CO2 szükséges 1,0 kg biomassza előállításához. Ennek a sztöchiometrikus összefüggésnek köszönhető, hogy a levegőben jelen lévő CO2 mennyisége (0,03%) nem elegendő a növény magas termőképességéhez. Így a fotoszintézis hatékonyságának növelése érdekében a mikroalgakultúrát tartalmazó táptalajt szénnel kell kiegészíteni, akár sók formájában, például bikarbonát formájában, akár CO2-dúsított levegő bevezetésével.
A kutatók olyan kutatásokat idéznek, amelyek azt mutatják, hogy amikor a fotobioreaktorba levegőt (600 ml/perc) juttattak, a mikroalgák optimális növekedést mutattak, akár 20% -os CO2-tartalommal a szállított levegőben.
„Ez lehetővé teszi az ipari égetésből származó CO2 átlagosan 5,0% -os CO2-termelését a mikroalgák termesztésében. Ez a megközelítés ötvözi a mikroalgák gazdaságos szénforrását és csökkenti a CO2-kibocsátást.
A kutatók hangsúlyozzák, hogy a mikroalgakultúrák CO2-ellátása növelheti a biomassza termelékenységét; ugyanakkor a vizes fázisban a CO2 rendelkezésre állásának növekedése miatti pH csökkenés megakadályozhatja bizonyos típusú mikroalgák növekedését.
Mikroalga-tenyésztési módszerek
A mikroalgák termesztésének feltételei három fő módszerre bonthatók: fotoautotróf, heterotróf és mixotróf.