Хлорелла - Chlorella

Хлорелла
Хлорелла обыкновенная NIES2170.jpg
Хлорелла обыкновенная
Научная классификация е
Тип:Хлорофита
Класс:Trebouxiophyceae
Порядок:Хлореллы
Семья:Chlorellaceae
Род:Хлорелла
М. Бейеринк, 1890 г.
Виды

Хлорелла это род одно-клеточный зеленые водоросли принадлежащий к отделу Хлорофита. Он имеет сферическую форму, примерно от 2 до 10 мкм в диаметре и без жгутики. Он содержит зеленые фотосинтетические пигменты. хлорофилл-а и -b в его хлоропласт. В идеальных условиях он быстро размножается, требуя всего лишь углекислый газ, воды, Солнечный лучик, и небольшое количество минералы воспроизвести.[1]

Название Хлорелла взято из Греческий χλώρος, chlros / khlros, что означает зеленый, и латинский уменьшительный суффикс Элла, что означает маленький. Немецкий биохимик и клеточный физиолог Отто Генрих Варбург награжден Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1931 г. за исследование клеточное дыхание, также изучал фотосинтез в Хлорелла. В 1961 г. Мелвин Кэлвин из Калифорнийский университет получил Нобелевская премия по химии за его исследования путей ассимиляция углекислого газа в растениях с помощью Хлорелла.

Хлорелла считается источником пищи и энергии, потому что его фотосинтетическая эффективность может достигать 8%,[2] что превосходит другие высокоэффективные культуры, такие как сахарный тростник.

Как источник пищи

Хлорелла является источником пищи, потому что в нем много белок и другие важные питательные вещества; в высушенном виде около 45% белок, 20% жир, 20% углевод, 5% клетчатки и 10% минералов и витамины. Сейчас его выращивают в больших искусственных круговых прудах, используя методы массового производства. Обычно используется как суперпродукт и может быть найден в качестве ингредиента в некоторых коктейлях на жидкой основе.

При первом сборе Хлорелла был предложен в качестве недорогой белковой добавки к рациону человека. Защитники иногда сосредотачиваются на других предполагаемых преимуществах водорослей для здоровья, таких как утверждения контроль веса, профилактика рака, и поддержка иммунной системы.[3] Согласно Американское онкологическое общество, «доступные научные исследования не подтверждают его эффективность для предотвращения или лечения рака или любого другого заболевания у людей».[4]

При определенных условиях выращивания Хлорелла дает масла с высоким содержанием полиненасыщенные жиры —Хлорелла minutissima дал эйкозапентаеновая кислота на 39,9% от общих липидов.[5]

Некоторые компании, производящие хлореллу в коммерческих целях для употребления в пищу, включают: Солазим и Allma.[6][7]

История

После глобальных опасений по поводу неконтролируемого роста численности населения в конце 1940-х - начале 1950-х годов, Хлорелла рассматривалась как новый и многообещающий основной источник продовольствия и возможное решение нынешнего мирового голодающего кризиса. Многие люди в то время думали, что голод будет огромной проблемой, и видели Хлорелла как способ положить конец этому кризису, предоставив большое количество высококачественной еды по относительно низкой цене.[3]

Многие учреждения начали исследовать водоросли, в том числе Институт Карнеги, то Фонд Рокфеллера, то Национальные институты здравоохранения США, Калифорнийский университет в Беркли, то Комиссия по атомной энергии, и Стэндфордский Университет. Следующий Вторая Мировая Война, многие европейцы голодали, и многие Мальтузианцы объяснили это не только войной, но и неспособностью мира производить достаточно еды, чтобы прокормить растущее население. По данным 1946 г. ФАО Согласно отчету, миру потребуется производить на 25–35% больше продуктов питания в 1960 году, чем в 1939 году, чтобы не отставать от роста населения, в то время как для улучшения здоровья потребуется увеличение на 90–100%.[3] Поскольку производство мяса было дорогостоящим и энергоемким, дефицит белка также был проблемой. Само по себе увеличение посевных площадей будет способствовать обеспечению населения достаточным питанием. В USDA подсчитали, что для того, чтобы прокормить население США к 1975 году, необходимо было добавить 200 миллионов акров (800 000 км²) земли, но было доступно только 45 миллионов. Одним из способов борьбы с нехваткой продовольствия в стране было увеличение площади земли, доступной для фермеров, однако американские границы и сельскохозяйственные угодья давно исчезли из-за торговли ради расширения и городской жизни. Надежды возлагались исключительно на новую сельскохозяйственную технику и технологии. Из-за этих обстоятельств потребовалось альтернативное решение.

Чтобы справиться с надвигающимся послевоенным демографическим бумом в Соединенных Штатах и ​​в других странах, исследователи решили использовать неэксплуатируемые морские ресурсы. Первоначальное тестирование Стэнфордский исследовательский институт показал Хлорелла (при выращивании в теплых, солнечных и неглубоких условиях) может преобразовывать 20% солнечной энергии в растение, которое при сушке содержит 50% белка.[3] К тому же, Хлорелла содержит жир и витамины. Фотосинтетическая эффективность растения позволяет ему давать больше белка с единицы площади, чем любое растение - один ученый предсказал, что 10 000 тонн белка в год можно будет производить всего лишь с 20 рабочими, укомплектовавшими 1000 акров (4 км).2) Хлорелла ферма.[3] Пилотные исследования, проведенные в Стэнфорде и других местах, вызвали огромный резонанс со стороны журналистов и газет, но не привели к крупномасштабному производству водорослей. Хлорелла казался жизнеспособным вариантом из-за технологических достижений в сельском хозяйстве того времени и широкого признания, которое он получил от экспертов и ученых, изучавших его. Исследователи водорослей даже надеялись добавить нейтрализованный Хлорелла порошок для обычных пищевых продуктов, чтобы обогатить их витаминами и минералами.[3]

Когда были опубликованы предварительные лабораторные результаты, научное сообщество сначала поддержало возможности Хлорелла. Письмо с новостями науки высоко оценил оптимистичные результаты в статье под названием «Водоросли, чтобы накормить голодающих». Джон Берлью, редактор журнала Институт Карнеги Вашингтона книга Культура водорослей - от лаборатории к опытной установке, заявил: «Культура водорослей может удовлетворить очень реальную потребность»,[8] который Письмо с новостями науки превратились в «будущее население мира будет удержано от голода за счет производства улучшенных или образованных водорослей, связанных с зеленой нечистотой на прудах». На обложке журнала также изображены Артур Д. Литтл Лаборатория Кембриджа, которая предположительно была будущей пищевой фабрикой. Несколько лет спустя в журнале была опубликована статья под названием «Ужин завтрашнего дня», в которой говорилось: «Ученые не сомневаются в том, что фермы будущего действительно будут фабриками». Научный дайджест также сообщалось, что «прудовая нечистота скоро станет самой важной сельскохозяйственной культурой в мире». Однако за десятилетия, прошедшие с тех пор, как были сделаны эти заявления, водоросли не выращивались в таких масштабах.

Текущее состояние

Поскольку растущая мировая продовольственная проблема 1940-х годов была решена за счет повышения урожайности и других достижений в традиционном сельском хозяйстве, Хлорелла не видел такого общественного и научного интереса, как в 1940-х годах. Хлорелла имеет только рыночную нишу для компаний, продвигающих его в качестве пищевой добавки.[3]

Производственные трудности

Экспериментальные исследования проводились в лабораториях, а не на местах, и ученые обнаружили, что Хлорелла будет намного сложнее произвести, чем считалось ранее. Чтобы быть практичным, выращенные водоросли должны быть помещены либо в искусственный свет или в тени для максимальной фотосинтетической эффективности. Также для Хлорелла чтобы быть столь продуктивным, как того требует мир, его нужно было бы выращивать в газированная вода, что увеличило бы стоимость производства на миллионы. Сложный процесс и дополнительные затраты требовались для сбора урожая, а для Хлорелла чтобы стать жизнеспособным источником пищи, его клеточные стенки должны быть измельчены. Растение могло достичь своего питательного потенциала только в сильно модифицированных искусственных условиях. Другая проблема заключалась в разработке достаточно вкусных пищевых продуктов из Хлорелла.[9]

Хотя производство Хлорелла выглядела многообещающе и требовала творческих технологий, но на сегодняшний день она не получила такого развития, как некоторые предсказывали. Он не продавался в масштабах Спирулина, соя продукты или цельнозерновые. Затраты остались высокими, а Хлорелла по большей части продавался как здоровое питание, косметика или как корма для животных.[9] После десяти лет экспериментов исследования показали, что после воздействия солнечного света Хлорелла улавливает всего 2,5% солнечной энергии, что ненамного лучше, чем у традиционных культур.[3] Хлореллав 1960-х годах ученые также обнаружили, что люди и другие животные не могут переваривать его в естественном состоянии из-за прочных клеточных стенок, содержащих питательные вещества, что создавало дополнительные проблемы для его использования в американском производстве продуктов питания.[3]

Использование для восстановления двуокиси углерода и производства кислорода

Смотрите также: Связывание углерода

В 1965 г. CELSS эксперимент BIOS-3 определил, что 8 м2 открытых Хлорелла может удалить углекислый газ и заменить кислород в замкнутой среде для одного человека. Водоросли выращивали в чанах при искусственном освещении.[10]

Нетрадиционная медицина

Хлорелла в таблетках.

Хлорелла в основном в США и Канаде в качестве пищевой добавки, а в Японии - в качестве пищевой добавки.[11] Производители Хлорелла продукты утверждают, что они имеют ряд предполагаемых последствий для здоровья,[12] включая способность лечить рак.[13] Согласно Американское онкологическое общество, «доступные научные исследования не подтверждают его эффективность для предотвращения или лечения рака или любого другого заболевания у людей».[13]

Проблемы со здоровьем

Исследование 2002 года показало, что Хлорелла клеточные стенки содержат липополисахариды, эндотоксины нашел в Грамотрицательные бактерии которые влияют на иммунная система и может вызвать воспаление.[14][15][16] Однако более поздние исследования показали, что липополисахариды в организмах, отличных от грамотрицательных бактерий, например, в цианобактериях, значительно отличаются от липополисахаридов в грамотрицательных бактериях.[17]

Аквариум

Хлорелла может быть неприятным организмом в пресноводных аквариумах.[нужна цитата ]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Шеффлер, Джон (3 сентября 2007 г.). «Подводная среда обитания». Освещение. 9 (4).
  2. ^ Зелич, И. (1971). Фотосинтез, фотодыхание и продуктивность растений. Академическая пресса. п. 275.
  3. ^ а б c d е ж г час я Беласко, Уоррен (июль 1997 г.). "Бургеры из водорослей для голодного мира? Взлет и падение кухни с хлореллой". Технологии и культура. 38 (3): 608–34. Дои:10.2307/3106856. JSTOR  3106856.
  4. ^ "Хлорелла". Американское онкологическое общество. 29 апреля 2011. Архивировано с оригинал 5 сентября 2013 г.. Получено 23 августа 2013.
  5. ^ Yongmanitchai, W; Уорд, OP (1991). «Рост и продукция омега-3 жирных кислот Phaeodactylum tricornutum в различных условиях культивирования». Прикладная и экологическая микробиология. 57 (2): 419–25. Дои:10.1128 / AEM.57.2.419-425.1991. ЧВК  182726. PMID  2014989.
  6. ^ Goes Green: могут ли водоросли стать следующей соей?
  7. ^ Allma: о нас
  8. ^ Берлев, Джон, изд. (1953). Культура водорослей - от лаборатории к опытной установке. Институт Карнеги Вашингтона. п. 6. ISBN  978-0-87279-611-9.
  9. ^ а б Беккер, Э.В. (2007). «Микроводоросли как источник белка». Достижения биотехнологии. 25 (2): 207–10. Дои:10.1016 / j.biotechadv.2006.11.002. PMID  17196357.
  10. ^ "Российские исследования CELSS". Космические колонии. Постоянный. Получено 3 ноября 2012.
  11. ^ Хлорелла
  12. ^ Sun Chlorella, зеленый цвет изнутри - LA Sentinel
  13. ^ а б "Хлорелла". Американское онкологическое общество. 29 апреля 2011. Архивировано с оригинал 5 сентября 2013 г.. Получено 13 сентября 2013.
  14. ^ Сасик, Роман (19 января 2012 г.). "Троянские кони Хлорелла 'суперпродукт'". Робб Вольф.
  15. ^ Армстронг, ПБ; Армстронг, MT; Парди, Р.Л .; Ребенок, А; Уэйнрайт, Н. (2002). «Иммуногистохимическая демонстрация липополисахарида в клеточной стенке эукариота, зеленой водоросли, хлореллы». Биологический бюллетень. 203 (2): 203–4. Дои:10.2307/1543397. JSTOR  1543397. PMID  12414578.
  16. ^ Цинь, Лия; У Сюэфэй; Блок, Мишель Л .; Лю, Юсинь; Бриз, Джордж Р .; Хонг, Джау-Шион; Кнапп, Дарин Дж .; Экипажи, Фултон Т. (2007). «Системный ЛПС вызывает хроническое нейровоспаление и прогрессирующую нейродегенерацию». Глия. 55 (5): 453–62. Дои:10.1002 / glia.20467. ЧВК  2871685. PMID  17203472.
  17. ^ Стюарт, Ян; Шлютер, Филип Дж; Шоу, Глен Р. (2006). «Цианобактериальные липополисахариды и здоровье человека - обзор». Гигиена окружающей среды: научный источник глобального доступа. 5: 7. Дои:10.1186 / 1476-069X-5-7. ЧВК  1489932. PMID  16563160.