ریز جلبک چیست و چه کاربردی دارند؟

ریز جلبک‌ چیست ؟

به طور کلی جلبک‌ها در دو گروه ریزجلبک (جلبک‌هایی که با میکروسکوپ دیده می‌شوند) و جلبک‌های ماکروسکوپی (جلبک‌هایی که با چشم قابل دیدن هستند) طبقه بندی می‌شوند. ریزجلبک‌ها دارای انواع پروکاریوت و یوکاریوت هستند.

از پروکاریوتها، سیانوباکترها و از یوکاریوت  ریزجلبک‌های سبز و دیاتوم‌ها را می‌شود مثال زد. ریزجلبک‌ها به صورت تک سلولی، کلونی و رشته‌ای هستند و در آب‌های شور، شیرین دریاها، رودخانه‌ها و زمین‌های مرطوب زندگی می‌کنند. پیش بینی می‌شود بیش از 100000 گونه ریزجلبک در طبیعت وجود داشته باشد که تاکنون حدود 30000 گونه شناسایی و طبقه بندی شده است.

ریز جلبک‌ها می‌توانند در شرایط سخت زنده بمانند و حتی با سرعت رشد کنند. ریزجلبک‌ها برای رشد نیاز به نور، آب، ترکیبات غذایی و محیط مناسب می‌باشند و طیف وسیعی از دما، شوری، pH، نور را تحمل می‌کنند و به صورت مستقل یا همزیست زندگی می‌کنند.

ریزجلبک‌ها در بین موجودات فوتوسنتز کننده، مسئول بخش زیادی از فعل و انفعالات جهانی فتوسنتزی هستند که منجربه تولید 40 تا 50 درصد مواد اولیه در طبیعت می‌شود. ریزجلبک‌ها تنوع زیادی در رنگدانه، مواد ذخیره‌ای حاصل از فتوسنتز، ساختار دیواره‌ی سلولی، چربی، روغن، هیدروکربن و مواد زیستی دارند. این ترکیبات در تولید مواد غذایی با ارزش برای انسان، مکمل غذایی برا حیوانات و آبزیان، سوخت زیستی، ترکیبات شیمیایی صنعتی و داروها کاربرد دارد. تفاوت‌ها در ترکیبات سازنده ریزجلبک‌ها در طبقه بندی آن‌ها نیز موثر است.

در انواع ریزجلبک‌های تک سلولی، رشد با افزایش توده سلولی و افزایش تعداد سلول‌ها تعریف می‌شود. در تکثیر غیرجنسی، ریزجلبک‌ رشد می‌کنند و در فواصل زمانی معین تقسیم می‌شوند. در تولید مثل جنسی ریزجلبک‌ها، ترکیبات تشکیل دهنده سلول افزایش می‌یابد و هسته با میتوز و سایر اندامک‌های سلولی با تقسیم شدن، دو سلول جدید را تشکیل می‌دهند.

رشد ریزجلبک‌ تابع عوامل متعدد شیمیایی و فیزیکی است. کاهش مواد غذایی و شرایط نامساعد محیطی رشد سلولی را کاهش می‌دهد، در این شرایط سلول ترکیبات ثانویه تولید می‌کنند که سلول‌های ریزجلبک را مقاوم می‌سازد. وقتی که مدت زیادی شرایط نامساعد برای سلول‌ها ایجاد شود اکثر سلول‌ها می‌میرند. در این مرحله برخی سلول‌ها زنده مانده و شکل مقاوم پیدا می‌کنند و در شرایط مساعد رشد خود را از سر می‌گیرند.

ترکیبات غذایی تشکیل دهنده ریزجلبک

ریزجلبک‌ها دارای مجموعه‌ای از آمینواسید‌های ضروری قابل جذب و رنگدانه‌ها، روغن‌های ضروری، ویتامین‌ها، پلی ساکارید‌ها، استرول‌ها و سایر ترکیبات فعال زیستی موثر است. رنگدانه‌های اصلی ریزجلبک‌ها شامل کلروفیل‌ها، کاروتنوئیدها فیکوبیلین‌ها و هستند. همه‌ی ریزجلبک‌ها یک یا چند نوع رنگدانه‌ی کلروفیل دارند. کلروفیل 1.5 تا 5 درصد وزن خشک سلولی را تشکیل می‌دهد که به عنوان رنگدانه غذایی و دارویی کاربرد دارد.

انواعی از ریزجلبک‌ها زنجیره‌های بلند 18 و بیش از 18 کربنی اسیدهای چرب غیر اشباع را تولید می‌کنند. این چربی‌ها توسط حیوانات و گیاهان تولید نمی‌شود و فقط مقادیر کمی از آن در شیر مادر و در هنگام تولد نوزاد تولید می‌شود و نقش مهمی در تکامل مغز کودک دارند. در حال حاضر این چربی‌ها در آمریکا و آلمان تولید و در غذای کودکان نارس مصرف می‌شود. مقدار پروتئین در ریزجلبک‌ها بیشتر از سایر موجودات زنده است.

ریزجلبک‌ها همه‌ی آمینواسید‌های ضروری را می‌سازند. غلظت بالای آمینواسید‌های آزاد و قابل جذب، ویژگی دیگر پروتئین‌های ریزجلبک‌هاست. اغلب ریزجلبک‌ها قادر به تولید پلی ساکاریدها هستند. مهم‌ترین پلی ساکارید ریزجلبک‌ها اگزوپلی ساکارید گالاکتان سولفات دار است که به جای کاراگینان در صنایع غذایی مصرف می‌شود. زیست توده ریزجلبک‌ها حاوی همه ویتامین‌ها و عناصر حیاتی مورد نیاز بدن است. ریزجلبک‌ها تولید کننده مواد زیستی فعال زیستی با اثر درمانی- ضد سرطان، آنتی بیوتیک، ضد ویروس و ضد التهاب است.

ریزجلبک‌ها تنوع زیادی در رنگدانه، مواد ذخیره‌ای حاصل از فتوسنتز، ساختار دیواره‌ی سلولی، چربی، روغن، هیدروکربن و مواد زیستی دارند. این تفاوت‌ها در طبقه بندی ریزجلبک‌ها موثر است. ریزجلبک‌های مهم که به صورت گسترده در کارهای تحقیقاتی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل اسپیرولینا (ارتروسپیرا)، تتراسلمیس، کلامیدوموناس، هماتوکوکوس، دونیلا، سندسموس، کلرلا و … است که در ادامه در آلگی پرشیا به توصیف بعضی از آنها می پردازیم

ریز جلبک چیست و چه کاربردی دارند؟

ریز جلبک آرتروسپیرا یا اسپیرولینا

ریزجلبک اسپیرولینا مهم ترین سیانوباکتری است که در جهان کشت می‌شود. از نظر ریخت شناسی، شکل پیچشی دارد. در آب‌های شور و شیرینی قلیای یافت می‌شود. پروتئین سلولی اسپیرولینا 55 تا 77 درصد وزن خشک آن را تشکیل می‌دهد. ریزجلبک اسپیرولینا منبع غنی از آمینواسیدهای ضروری، پتاسیم، ویتامین‌ها و چربی‌های غیر اشباع است.  این ریزجلبک دارای رنگدانه‌ی کلروفیل، بتاکاروتن، آستاگزانتین، فایکوسیانین و غیره می‌باشد. بزرگ‌ترین واحدهای کشت ریزجلبک اسپیرولینا در آمریکا، تایلند، چین و هند قرار دارند.

ریزجلبک کلامیدوموناس

کلامیدوموناس یک ریز جلبک تک سلولی سبز با قطر 10 تا 20 میکرون با دو تاژک است. مهم ترین سویه آن کلامیدوموناس رینهاردتی می‌باشد که در حضور نور اتوتروف و در تاریکی هتروتروف است. کارهای تحقیاتی زیادی روی این ریزجلبک صورت گرفته و نقشه ژنتیکی و مکانیسم فوتوسنتز آن بررسی شده است. امروزه از این ریزجلبک در طرحهای پژوهشی تولید بیوهیدروژن استفاده می‌شود. همچنین به دلیل شناخت ژنتیکی مطلوب از این ریزجلبک برای تولید پروتئین‌های نوترکیب مانند مولکول‌های مونوکلونال کاربرد دارد.

ریز جلبک هماتوکوکوس

ریزجلبک هماتوکوکوس در سراسر جهان در آب‌های شور و شیرین یافت می‌شود. در شرایط مناسب محیطی، ریزجلبک‌ها سبز و متحرک است و وقتی مواد غذایی کاهش می‌یابد و در شرایط خشکی و گرمای زیاد، شوع به تولید آستاگزنتین می‌کند که سلول را در مقابل پرتو فرابنفش و اکسایش حفاظت می‌کند و سلول‌ها رنگ قرمز به خود می‌گیرند. آستاگزانتین 1.5 تا 5 درصد وزن خشک ریزجلبک هماتوکوکوس را تشکیل می‌دهد. تنها سویه صنعتی آن که کشت انبوه می‌شود هماتوکوکوس پلوویالیس است. هماتوکوکوس یک ریزجلبک کند رشد است که در سیستم های باز و بسته کشت می‌شود

ریزجلبک دونیلا

دونیلا ریز جلبک تک سلولی و متحرک است که قطر آن تقریبا 9 تا 11 میکرون است و در آب‌های شور زندگی می‌کند. این ریزجلبک می‌تواند شوری، گرما و شرایط قلیای بالایی رو تحمل کند. دو سویه صنعتی مهم این ریز جلبک دونیلا سالینا و دونیلا ترتیولکتا هستند. دونیلا سالینا برای تولید بتاکاروتن و روغن کشت می‌شود. در شرایط دمای بالا، شوری اشباع و نور شدید حدود 14 درصد وزن خشک سلول را بتاکاروتن تشکیل می‌دهد. ریزجلبک دونیلا در کشورهای استرالیا، امریکا و اسرائیل به صورت صنعتی کشت می‌شود.

ریز جلبک کلرلا

کلرلا یک ریزجلبک سبز کروری با دیواره سلولی شکننده سلولزی می‌باشد. ریزجلبک کلرلا حدود 100 گونه دارد و در آب‌های شور و شیرین یافت می‌شود. پودر کلرلا حاوی عناصر معدنی فسفر، پتاسیم، منیزیم، آهن، منگنز، روی، مولیبدن، مس و کوبالت است. بنابراین با افزودن عناصر معدنی می‌توان پودر کلرلای غنی شده با عناصر مهم تولید کرد که در افزایش سیستم ایمنی، پیشگیری از سرطان، استئوآرتریت و دیابت مصرف می‌شود. سویه صنعتی این ریزجلبک، کلرلا زوفینژینسیس است.

ریز جلبک تتراسلمیس

تتراسلمیس یک ریزجلبک سبز با4 تاژک است و در دریا و سواحل یافت می‌شود. این ریزجلبک مقاوم به محیط‌های شور، قلیایی و گرم است و به سرعت با تغییرات محیطی سازگار می‌شود. بیش از 50 گونه از آن شناسایی شده است. مهم‌ترین گونه‌ی آن تتراسلمیس سوئسیکا می‌باشد که حاوی 40 تا 50 درصد پروتئین، 20 درصد کربوهیدرات و تقریبا 20 درصد چربی است که 60 درصد از چربی آن را چربی‌های غیر اشباع شکل می‌دهند. مهم ترین کاربرد ریز جلبک تتراسلمیس در آبزی پروری است که در پرورش لارو ماهی‌ها، دو کفه‌ای ها و سخت پوستان مصرف می‌شود