استفاده ازمیکروجلبک ها در صنایع مختلف

اهمیت ها و ضرورت ها

جلبک ها یکی از مهمترین ارگانیزمهای آبی بوده و از جمله اولین موجودات زنجیره غذایی محسوب میشوند. تنوع این ارگانیزمهای آبی بسیار بالاست و به بیش از 30000 گونه تخمین زده شده و در اکثر اکوسیستمهای آبی پراکنش دارند. از بین این جلبکها، تعداد محدودی به صورت تجاری مورد پرورش قرار میگیرند که از عمدهترین آنها میتوان به Chlorella، Spirulina،Haematococcus, Scenedesmusو Dunaliella اشاره نمود(Berg-Nilsen,2006). پرورش جلبکها نسبت به گیاهان خشکیزی، دارای مزایایی است که میتوان به توانایی پرورش آنها در سیستمهای پایدار، برداشت آنها در تمام طول سال، پایین بودن میزان مواد ساختاری در پیکره آنها،قابلیت هضم و مصرف تمام پیکره سلولی آنها و سهولت در افزودن CO₂ مورد نیاز برای رشد آنها به محیط

کشت اشاره نمود.( Barak,1980; Benemann etal.,1987 ). بهطورکلی جلبکها دارای کاربردهای متنوعی در صنایع دارویی، تحقیقات علمی، تولید مواد غذایی برای انسان، دام وآبزیان میباشند. مواد استخراج شده از جلبکها برای تولید انواع آنتیاکسیدانها، ویتامین C و E، اسیدهای چرب غیراشباع، آنزیمهای متنوع، مواد پلیمری با خواص کاربردی بالا، مواد بیولوژیک مانند پپتیدها، ایزوتوپها، انواع آمینواسیدهای آزاد، مورد استفاده قرار میگیرد. از طرف دیگر بسیاری از جلبکها برای حذف بیولوژیک بسیاری از آلایندههای آب و هوا استفاده میشود (Barbosa ,2003;Berg-Nilsen,2006). از جمله مهمترین جلبکهای اقتصادی و با ارزش غذایی بالا، که توسط محققین بسیار مورد توجه قرار گرفتهاست، میتوان به دو نمونه جلبک Chlorella sp. وsp Spirulinaاشاره نمود.کلرلا دارای بیش از 50% پروتئین، 4/12% لیپید بوده و سرشار از اسیدهای چرب غیراشباع، ویتامین B6 و ویتامین B12 (متیل کوبالامین) و اسپوروپولین (کاهش سمیت نوروتوکسین ها و فلزات سنگین) میباشد. از مهمترین خواص بالینی جلبک کلرلا، میتوان به کاهش کلسترول در خون و کبد، کاهش فشار خون، دیابت، جلوگیری از پوکی استخوان، بهبود یبوست، زخم معده و کمخونی اشاره نمود. همچنین عملکرد مفید این جلبک در بهبود و تقویت سیستم ایمنی، کاهش آلرژی، کند شدن روند رشد تومورهای سرطانی و کاهش عملکرد ویروسها، به اثبات رسیدهاست (Kanno&, kazie, 2005

اهمیت و استفاده مفید از میکروجلبکها

جلبک شناسان در کشورهای مختلف، در کنار تحقیقات زیستی خود دربارۀ جلبکها، بهدنبال کشف خواص مفید و روشهای استفاده اقتصادی ازآنها هستند. میکروجلبکها برای مصارف گوناگون بهصورت صنعتی تولید میشوند. تعدادی از آنها در مقیاس وسیع تولید و به عنوان غذاى سالم منبع ویتامین و مواد معدنى در غذای انسان و خوراک دام، پرورش آبزیان و برای تصفیه بیولوژیک آبهای صنعتی بکار میروند.

جلبک ها در صنایع غذایی ،دارویی و بهداشتی

جلبک‌های میکروسکوپی به دلیل دارا بودن مواد مغذی ارزشمند می‌توانند ضمن بهبود کیفیت غذای انسان و دام در ارتقای سلامت آنها نیز نقش موثری داشته باشند. این میکروارگانیسم‌ها دارای میزان بالایی پروتئین بوده و قدرت سنتز همه اسیدهای آمینه ضروری را دارند. کربوهیدارت‌های جلبک‌ها به صورت نشاسته، گلوکز و سایر پلیساکاریدهاست و به دلیل قابلیت هضم بالا محدودیتی برای استفاده خوراکی ندارند. لیپیدهای جلبکها حاوی اسیدهای چرب اشباع شده و اشباع نشده از جمله اسیدهای چرب مهم امگا 3 و امگا 6 است ( (Devgoswami ,2012. جلبکها قدرت تولید همه ویتامین‌های ضروری ‌از جمله ویتامینE، C, B12, B6, B2, B1, Aرا دارند. آنها غنی از رنگدانه از جمله کاروتنوئیدها (بتاکاروتن، استاگزنتین و…)میباشند.تحقیقات نقش موثر آنها را در افزایش مقاومت به عفونت‌های ویروسی، باکتریایی، قارچی و انگلی، کاهش احتمال بیماریهای کرونری قلب و نیز جلوگیری از سرطان نشان دادهاست. جلبک‌ها به صورت مکمل‌های غذایی و یا رنگ طبیعی غذا در صنایع غذایی و به دلیل اثرات بیولوژیکی مثبتشان در صنایع دارویی و حتی آرایشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کلرلا ولگاریس میکروجلبک تکسلولی است که در همهجا و مخازن آب رشد میکند.این یکی از قدیمیترین میکروارگانیزم بر روی کره زمین، شکل کرهای و دیواره سلولی بسیار پایدار دارد.ارزش تغذیهای این میکروجلبک در ابتدا1950 مشخص شد(1999 (Morita et al.,. کلرلا ولگاریس دارای خواص بالا بردن سیستم ایمنی بدن و ضد سرطان و با نتایج امیدوار کنندهای برای استفاده از آن در درمان سرطان انسانی مورد بررسی قرارگرفت(Justo et al., 2001; Konishi et al., 1985; Konishi et al., 1990; Morimoto et al., 1995; Noda et al., 1995; Singh et al., 1998; Tanaka et al., 1986; Tanaka et al., 2002; Yasukawa et al., 1996)). کلرلا بهطور خاص از عمل سرکوب سیستم ایمنی ناشی از استرس و تشکیل زخممعده جلوگیری و محافظت میکند. (Hasegawa et al., 2000; Tanaka et al,.1997 ). تغدیه افراد مسن با میکروجلبکها نشان داده است که از بیماریهای فشارخون بالا قلب و یا هیپرلیپدمیجلوگیری میکند.(Okamoto et al., 1978; Sano et al., 1987;Sano et al., 1988; Tanaka et al., 2002; Tsuchida et al., 2003; Yarmonenko et al., 1992). , گنجیان و همکاران 1391

فوايد مکمل هاي ميکرو جلبک ها براي سلامت

سم زدايي: با فلزات سنگين نظير جيوه، سرب، کادميوم، آرسنيک و سموم حشره کش ترکيب و آن را از بدن خارج ميکند.
نرمال کننده بدن و تنظیم PH
تقويت سيستم ايمني بدن.
پاک سازي سيستم گوارش.
کاهش فشار خون.
ضد يبوست.
آنتي اکسيدان قوي و مقابله با راديکال هاي آزاد.
خواص ضد سرطاني.
ضد باکتري.
تعديل کننده هورمونها.
تاثير مثبت بروي پوست و موها.
بهبود متابوليسم بدن.
تصفيه کننده کبد و بهبود سلامت تيروئيد.
انرژي زا.
افزايش دهنده باکتريهاي مفيد روده.
تسريع روند التيام زخمها بخاطر وجود فاکتور رشد در آنها.
خواص ضد التهابي دارند
خشبو کننده تنفس.

استفاده از جلبک ها در کشاورزی

از دیگر زمینه های کاربردی کود های جلبکی است. استفاده از جلبک ها بعنوان کود به قرن نوزده بر می گردد که برای اولین بار بوسیله ساحل نشینان و جلبکهای قهوه ای مورد استفاده قرار گرفت.

جلبک ها بخاطر دارا بودن میزان بالای فیبر از یک طرف نقش مهمی در نرم کردن بافت خاک و حفظ رطوبت و از طرف دیگر بخاطر دارا بودن مواد معدنی و عناصر کمیاب اهمیت دو چندانی دارند.

طبق گزارش فائو ( ٢٠٠٣ ) فقط حدود ٣٠ % علوفه های دامی کشورنروژ از غلات است و مابقی را از جلبکها تامين می کنند.

مطالعات مختلف علمی ثابت کرده است که کارایی این محصولات (فرآورده ها) بطور گسترده ای در علوم و صنعت باغبانی مورد استقبال قرار گرفته است، بطوریکه بعد از استفاده از این فرآورده ها، افزایش محصول، افزایش جذب مواد غذایی خاک، افزایش مقاومت به آفات خاص، افزایش جوانه زنی بذر و مقاومت در مقابل یخ زدگی را در پی داشته است. به هر حال، از زمان پی بردن به چنین خواص کارآمدی در جلبک ها، به نظر می رسد با توجه به پیشرفت کشاورزی و آبزی پروری ارگانیک، بازار روبه رشد فزاینده ای داشته باشد.

میزان تولید محصول برنج با افزایش جلبکها بیشتر می شود. به ویژه انواع سیانوفیسه ها که قدرت زیست در محیط های زراعی غرقابی را داشته و از طریق تثبیت نیتروژن بوسیله سلولهای تثبیت کننده ویژه خود ازت جوی را تثبیت کرده و در اختیار گیاه قرار می دهد و از این طریق تجربه شده است میزان محصول برنج را تا ۲۰ درصد افزایش می دهد.

میکروجلبک ها در آبزی پروری و تغذیه دام و طیور

مصرف جلبک ها به عنوان علوفه و خوراک دامی از دير زمان در برخی از کشورها معمول بوده است.

استفاده از آرد جلبک در غذای دام و آبزیان، اولین بار در سال ۱۹۶۰ در کشور نروژ بوده است که آن هم از جلبکهای قهوه ای،خشک و آسیاب شده تهیه شده که تقریبا از هر ۵۰ هزار تن جلبک تر برداشت شده، حدود ۱۰ هزار تن آرد جلبک بدست می آید که ارزش دلاری آن ۵ میلیون دلار آمریکا می باشد.

استفاده از جلبکها به عنوان علوفه، تا ۱۰٪ تولید شیر را افزایش می دهند، بدون اینکه هیچ تغییری در مزه و طعم آن ایجاد نماید . مقدار چربی و کرۀ شیر نیز افزایش می یابد.

جلبک کلرلا ولگاریس در صنعت دام، طیور و آبزیان نقش مهمی را ایفا می کند. همچنین بعنوان داروی جایگزین آنتی بیوتیک مورد استفاده در این صنایع کاربرد های وسیعی دارد. مواد معدنی و ویتامینهای زیادی که در جلبکها وجود دارد، استفاده از آنها را در صنعت مرغداری افزایش داده است. زردۀ تخم مرغ بعد از تغذیه مرغ با جلبکها، دارای ید و کاروتن بیشتری است.

استفاده از جلبك ها براي تصفيه آب و پژوهش های بیولوژیکی

بسیاری از جلبک ها برای حذف بیولوژیک بسیاری از آلاینده های آب و هوا استفاده میشود. فاضلاب هایی که عمدتا از ضایعات صنعتی و شهر نشینی حاوي مقادير زيادي مواد آلي و معدني است

. استفاده از جلبكهاي سبز كوچك اندام نظيركلرلا Chlorella و Chlamydomonas كلاميدوموناس، اوگلنا Euglena و سندسموس Scendesmus در مسير كانال خروجي مخازن بزرگ و كم عمق فاضلابي(اكسيداسيون فاضلابي ) سريعترين و كم هزينهترين روشي است كه به طور موثر ميتواند مواد فاسد و خطرناك را به كودهاي با ارزش و بدون بو تبديل كند و همانند كاتاليزور عمل ميكند

استفاده از میکرو جلبک ها در حذف آلودگی هوا و آب ( فتوبیوراکتور)

استفاده از جلبک تولید بیودیزل (سوخت سبز)و کود بیولوژیک

منابع اولیه انرژی را میتوان به دو دسته تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر تقسیم نمود. واقعیت نشان میدهد که انرژی حاصل از منابع تجدید ناپذیر محدود بوده و استفاده از این نوع انرژی اثرات نامطلوبی بر روی محیط خواهد گذاشت.

میکروجلبک ها کارخانه های سلولی نوری میباشند و میتوانند دیاکسیدکربن را به انواع سوخت های بیولوژیکی، غذاها و توده های فعال زیستی با ارزش تبدیل کنند به علاوه این میکروارگانیسم های فتوسنتزی به عنوان ترمیم کنندههای زیستی و کودهای زیستی برای تثبیت نیترژن مورد استفاده قرار میگیرند

افزایش روز افزون جمعیت جهانی

نیازمندی به انرژی

قيمت بالاي سوخت هاي فسيلي

كاهش اين سوخت ها

مسائل عظيم زيست محيطي ناشي از استفاده از آنها

انرژی های تجدید پذیر

انرژی های ناشی از شکافت اتم

انرژی های سبز