Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о роде водорослей. Для бактериальной инфекции см. Холера и Холерный вибрион .

Хлорелла
Хлорелла обыкновенная NIES2170.jpg
Хлорелла обыкновенная
Научная классификация е
(без рейтинга):Виридипланты
Тип:Хлорофита
Учебный класс:Trebouxiophyceae
Заказ:Хлореллы
Семья:Chlorellaceae
Род:Хлорелла
Бейеринк, 1890 г.
Разновидность

Chlorella - это род, состоящий из примерно тринадцати видов одноклеточных зеленых водорослей, принадлежащих к подразделению Chlorophyta . Клетки имеют сферическую форму, примерно от 2 до 10 мкм в диаметре, без жгутиков . Их хлоропласты содержат зеленые фотосинтетические пигменты хлорофилл-а и -b . В идеальных условиях клетки хлореллы быстро размножаются, для размножения требуется только углекислый газ , вода , солнечный свет и небольшое количество минералов . [1]

Название Хлорелла происходит от греческого χλώρος, chlōros / khlōros , что означает зеленый, и латинского уменьшительного суффикса ella , что означает маленький. Немецкий биохимик и клеточный физиолог Отто Генрих Варбург , удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1931 году за исследования клеточного дыхания , также изучал фотосинтез хлореллы . В 1961 году Мелвин Кальвин из Калифорнийского университета получил Нобелевскую премию по химии за свои исследования путей развитияассимиляция углекислого газа в растениях с использованием хлореллы .

Хлорелла считается источником пищи и энергии, поскольку ее фотосинтетическая эффективность может достигать 8% [2], что превышает эффективность других высокоэффективных культур, таких как сахарный тростник .

Как источник пищи [ править ]

Хлорелла является источником пищи, потому что она богата белком и другими важными питательными веществами; в сушеном виде это около 45% белка , 20% жира , 20% углеводов , 5% клетчатки и 10% минералов и витаминов . Сейчас его выращивают в больших искусственных круглых прудах, используя методы массового производства. Он обычно используется в качестве суперпродукта и может быть включен в состав некоторых коктейлей на жидкой основе.

При первом сборе хлорелла предлагалась в качестве недорогой белковой добавки к рациону человека. Защитники иногда сосредотачиваются на других предполагаемых преимуществах водорослей для здоровья, таких как контроль веса , профилактика рака и поддержка иммунной системы . [3] По данным Американского онкологического общества , «имеющиеся 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 полиненасыщенных жиров - хлорелла minutissima дает 39,9% эйкозапентаеновой кислоты от общего количества липидов. [5]

Некоторые компании, производящие хлореллу в коммерческих целях для употребления в пищу, включают TerraVia (ранее Solazyme) и Allma. [6]

История [ править ]

Вслед за глобальными опасениями по поводу неконтролируемого роста численности населения в конце 1940-х - начале 1950-х годов хлорелла рассматривалась как новый и многообещающий основной источник пищи и возможное решение нынешнего мирового голодающего кризиса. Многие люди в то время думали, что голод будет огромной проблемой, и рассматривали хлореллу как способ положить конец этому кризису, давая большое количество высококачественной еды по относительно низкой цене. [3]

Многие учреждения начали исследовать водоросли, включая Институт Карнеги , Фонд Рокфеллера , Национальный институт здравоохранения , Калифорнийский университет в Беркли , Комиссию по атомной энергии и Стэнфордский университет . После Второй мировой войны многие европейцы голодали, и многие мальтузианцы связывали это не только с войной, но и с неспособностью мира производить достаточно еды, чтобы прокормить растущее население. Согласно отчету ФАО за 1946 год, 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 адекватным питанием. USDA подсчиталичто, чтобы накормить население США к 1975 году, она должнабы добавить 200 миллионов акров (800 000 км ²) земли, но только 45 миллионов были доступны. Одним из способов борьбы с нехваткой продовольствия в стране было увеличение площади земель, доступных для фермеров, однако американская граница и сельскохозяйственные угодья уже давно погашены торговлей 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. Первоначальные испытания, проведенные Стэнфордским научно-исследовательским институтом, показали, что хлорелла (при выращивании в теплых, солнечных и неглубоких условиях) может преобразовывать 20% солнечной энергии в растение, которое при сушке содержит 50% белка. [3] Кроме того, хлорелла содержит жир и витамины. Фотосинтетическая эффективность завода позволяет ему давать больше белка на единицу площади , чем любой завод-один ученый предсказал 10000 тонн белка в году может быть получен с только 20 рабочих комплектованием в 1000 акров (4-км 2 ) хлорелла фермы. [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 казалась жизнеспособным вариантом из-за технологических достижений в сельском хозяйстве того времени и широкого признания, которое она получила от экспертов и ученых, изучавших ее. Исследователи водорослей даже надеялись добавить нейтрализованный порошок хлореллы в обычные пищевые продукты, чтобы обогатить их витаминами и минералами. [3]

Когда были опубликованы предварительные лабораторные результаты, научное сообщество сначала поддержало возможности хлореллы . В статье под названием «Водоросли, чтобы накормить голодающих», были отмечены оптимистичные результаты. Джон Берлью, редактор книги « Культура водорослей - от лаборатории до экспериментальной установки» Вашингтонского института Карнеги , заявил, что «культура водорослей может удовлетворить очень реальную потребность» [7], что превратилось в « Научное издание» в «будущих популяциях мира». будут удержаны от голода за счет производства улучшенных или образованных водорослей, связанных с зеленой пеной на прудах ». На обложке журнала также был изображен 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». Science Digest также сообщает, 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.

Текущий статус [ править ]

Поскольку растущая мировая продовольственная проблема 1940-х годов была решена за счет повышения урожайности и других достижений в традиционном сельском хозяйстве, Хлорелла не вызвала такого общественного и научного интереса, как в 1940-х годах. У хлореллы есть только ниша на рынке для компаний, продвигающих ее в качестве пищевой добавки. [3]

Производственные трудности [ править ]

Экспериментальные исследования проводились в лабораториях, а не в полевых условиях, и ученые обнаружили, что производство хлореллы будет намного сложнее, чем считалось ранее. Чтобы быть практичным, выращенные водоросли должны быть помещены либо в искусственный свет, либо в тень, чтобы обеспечить максимальную фотосинтетическую эффективность. Кроме того, чтобы хлорелла была такой продуктивной, как того требует мир, ее нужно было бы выращивать в газированной воде , что увеличило бы стоимость производства на миллионы. Для сбора урожая потребовался сложный процесс и дополнительные затраты, а для хлореллычтобы стать жизнеспособным источником пищи, его клеточные стенки должны быть измельчены. Растение могло достичь своего питательного потенциала только в сильно модифицированных искусственных условиях. Еще одна проблема заключалась в разработке достаточно вкусных пищевых продуктов из хлореллы. [8]

Хотя производство хлореллы выглядело многообещающим и требовало творческих технологий, на сегодняшний день оно не культивировалось в тех масштабах, которые некоторые предсказывали. Он не продавался в масштабе спирулины , соевых продуктов или цельного зерна. Затраты оставались высокими, и хлорелла по большей части продавалась как здоровая пища, для косметики или в качестве корма для животных . [8] После десяти лет экспериментов исследования показали, что после воздействия солнечного света хлорелла улавливает только 2,5% солнечной энергии, что ненамного лучше, чем у традиционных культур. [3] ХлореллаУченые в 1960-х годах 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 в восстановлении двуокиси углерода и производстве кислорода [ править ]

Смотрите также: связывание углерода

В 1965 году российский эксперимент CELSS BIOS-3 определил, что 8 м 2 подвергшейся воздействию хлореллы могут удалять углекислый газ и заменять кислород в закрытой среде для одного человека. Водоросли выращивали в чанах при искусственном освещении. [9]

Альтернативная медицина [ править ]

Хлорелла в таблетках.

Хлорелла употребляется в качестве пищевой добавки в основном в Соединенных Штатах и ​​Канаде, а также в качестве пищевой добавки в Японии. [10] Производители продуктов с хлореллой утверждают, что она имеет ряд предполагаемых последствий для здоровья, [11] включая способность лечить рак. [12] По данным Американского онкологического общества , «доступные научные исследования не подтверждают его эффективность для предотвращения или лечения рака или любого другого заболевания у людей». [12]

Проблемы со здоровьем [ править ]

Исследование 2002 года показало, что клеточные стенки хлореллы содержат липополисахариды , эндотоксины, обнаруженные в грамотрицательных бактериях, которые влияют на иммунную систему и могут вызывать воспаление . [13] [14] [15] Однако более поздние исследования показали, что липополисахариды в организмах, отличных от грамотрицательных бактерий, например, в цианобактериях, значительно отличаются от липополисахаридов в грамотрицательных бактериях. [16]

Аквариум [ править ]

Хлорелла может быть вредным организмом в пресноводных аквариумах. [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Цикл Кальвина
  • Список неэффективных методов лечения рака
  • Куорн (пищевой продукт) : сделан из микопротеина
  • Союз 28 , космический полет 1978 года, включающий эксперименты с хлореллой
  • Спирулина (пищевая добавка)
  • Хлореллез - заболевание, вызванное инфекцией хлореллы .

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Шеффлер, Джон (3 сентября 2007 г.). «Подводная среда обитания» . Освещение . 9 (4).
  2. ^ Zelitch, И. (1971). Фотосинтез, фотодыхание и продуктивность растений . Академическая пресса . п. 275.
  3. ^ a b c d e f g h i Беласко, Уоррен (июль 1997 г.). "Бургеры из водорослей для голодного мира? Взлет и падение кухни с хлореллой". Технологии и культура . 38 (3): 608–34. DOI : 10.2307 / 3106856 . JSTOR 3106856 . 
  4. ^ «Хлорелла» . Американское онкологическое общество . 29 апреля 2011 года Архивировано из оригинала на 5 сентября 2013 года . Проверено 23 августа 2013 года .
  5. ^ Yongmanitchai, Вт; Уорд, OP (1991). «Рост и продукция омега-3 жирных кислот Phaeodactylum tricornutum в различных условиях культивирования» . Прикладная и экологическая микробиология . 57 (2): 419–25. DOI : 10,1128 / AEM.57.2.419-425.1991 . PMC 182726 . PMID 2014989 .  
  6. ↑ Стойка, Джесси (11 августа 2015 г.). "Белок становится зеленым: могут ли водоросли стать следующей соей?" . Проверено 15 января 2021 года .
  7. ^ Burlew, Джон, изд. (1953). Культура водорослей - от лаборатории к опытной установке . Институт Карнеги Вашингтона. п. 6. ISBN 978-0-87279-611-9.
  8. ^ a b Беккер, EW (2007). «Микроводоросли как источник белка». Достижения биотехнологии . 25 (2): 207–10. DOI : 10.1016 / j.biotechadv.2006.11.002 . PMID 17196357 . 
  9. ^ "Российские исследования CELSS" . Космические колонии . Постоянный . Проверено 3 ноября 2012 года .
  10. ^ Хлорелла
  11. ↑ Sun Chlorella, Going Green from the Inside Out - LA Sentinel
  12. ^ а б «Хлорелла» . Американское онкологическое общество . 29 апреля 2011 года Архивировано из оригинала на 5 сентября 2013 года . Проверено 13 сентября 2013 года .
  13. ^ Sasik, Роман (19 января 2012). «Троянские кони хлореллы « суперпродукт » » . Робб Вольф.
  14. ^ 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. DOI : 10.2307 / 1543397 . JSTOR 1543397 . PMID 12414578 .  
  15. ^ 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. DOI : 10.1002 / glia.20467 . PMC 2871685 . PMID 17203472 .  
  16. ^ Стюарт, Ян; Шлютер, Филип Дж; Шоу, Глен Р. (2006). «Цианобактериальные липополисахариды и здоровье человека - обзор» . Гигиена окружающей среды: научный источник глобального доступа . 5 : 7. DOI : 10,1186 / 1476-069X-5-7 . PMC 1489932 . PMID 16563160 .