Microalge Sursă potențială de bioproduse valoroase
Rusia - Oamenii de știință de la Universitatea Federală Baltică Immanuel Kant și Universitatea de Stat Kemerovo au publicat o revizuire științifică Biomolecule care analizează izolarea substanțelor biologic valoroase din microalge și le-a evaluat activitatea biologică.
Interesul pentru cultivarea microalgelor a crescut în rândul cercetătorilor datorită capacității sale de a sintetiza diverse substanțe biologic active, creșterii rapide a biomasei și capacității de a-și regla compoziția chimică în funcție de condițiile de creștere.
În prezent, se pot distinge două domenii principale pentru utilizarea microalgelor: producția de biomasă ca aditiv biologic activ și cultivarea microalgelor pentru izolarea ulterioară a substanțelor biologic active din biomasă.
Substanțe active biologic
Microalgele sunt bogate în substanțe nutritive și substanțe biologic active, precum proteine, polizaharide, lipide, acizi grași polinesaturați, vitamine, pigmenți, ficobiliproteine, enzime etc. Substanțele biologic active ale microalgelor sunt capabile să prezinte efecte antioxidante, antibacteriene, antivirale, antitumorale, regenerative, antihipertensive, neuroprotectoare și imunostimulante.
Aceste substanțe au fost foarte solicitate în farmacologie, medicină, cosmetologie, industria chimică, piscicultură, industria energetică, agricultură și în producția de alimente și furaje funcționale.
Factori care afectează producția de biomasă
Nivelul de acumulare a biomasei și productivitatea substanțelor biologic active este un indicator important al eficacității unei specii și a tulpinii de microalge. Acești parametri sunt influențați de multe condiții, inclusiv compoziția mediului de creștere, temperatura, pH-ul, faza de creștere, metoda de recoltare și iluminare.
Potrivit raportului cercetătorilor, temperatura de cultivare recomandată pentru producția maximă de biomasă a diferitelor tipuri de microalge este cuprinsă între 27 și 30 oC. Odată cu creșterea temperaturii culturii la 35 oC, producția de biomasă scade brusc.
„O acumulare semnificativă de biomasă a fost observată în ziua 14 de cultură pentru toate microalgele studiate”, subliniază.
În timpul fazei de creștere autotrofă, microalgele produc oxigen și fixează dioxidul de carbon. O parte din carbonul fix este utilizat pentru menținerea celulelor și creșterea, în timp ce cealaltă parte este stocată în diferite moduri, în funcție de diferitele tipuri de microalge.
Microalgele necesită 1,8 până la 2,0 kg de CO2 pentru a produce 1,0 kg de biomasă. Datorită acestei relații stoichiometrice, cantitatea de CO2 prezentă în aer (0,03%) nu este suficientă pentru o productivitate ridicată a culturii. În acest fel, pentru a crește eficiența fotosintezei, mediul cu cultura microalgelor trebuie completat cu carbon, fie sub formă de săruri, cum ar fi bicarbonatul, fie prin introducerea de aer îmbogățit cu CO2.
Cercetătorii citează cercetări care arată că atunci când aerul (600 ml/min) a fost furnizat fotobioreactorului, microalgele au prezentat o creștere optimă cu un conținut de CO2 de până la 20% în aerul furnizat.
„Acest lucru permite utilizarea CO2 din arderea industrială, generând în medie 5,0% CO2, în cultivarea microalgelor. Această abordare combină o sursă economică de carbon pentru microalge și reduce emisiile de CO2.
Cercetătorii subliniază că aprovizionarea cu CO2 a culturilor de microalge poate crește productivitatea biomasei; cu toate acestea, o scădere a pH-ului datorată creșterii disponibilității CO2 în faza apoasă poate preveni creșterea anumitor tipuri de microalge.
Metode de cultură a microalgelor
Condițiile pentru creșterea microalgelor pot fi împărțite în trei metode principale: fotoautotrofă, heterotrofă și mixotrofă.