بخشی از مقاله
خلاصه :
جلبکها ، گروهای متنوعی از موجودات زنده هستند که قادرند تحت شرایط مختلف تغییرات دمایی ، تغییرات شدت نور ، PH متغیر ، غلظتهای بالا و پایین شوری ، در آب و خشکی و یا به صورت همزیستی با حیوانات زندگی نمایند . امروزه عصاره جلبکها برای تولید مواد آرایشی و دارویی مصرف می شود . تحقیقات نشان داده است که جلبکها قادر به تولید انرژی هیدروژنی بدون وابستگی به سولفورها می باشند . در حال حاضر مواد غذایی حاصل از جلبکها به عنوان مواد مغذی سالم و بهداشتی در بسیاری از نقاط جهان تولید و به فروش می رسد . بسیاری از مواد با ارزش از قبیل کارتنوئیدها ، ویتامینها ، آنتی اکسیدانها، گلیسرول ، مایکوسپورین ، اسیدهای امینه ، پلی ساکاریدها و مواد ضد سرطانی ، آنتی بیوتیکها و سایر مواد با ارزش از جلبکها ، قابل استخراج می باشند که در شرایط تنش و با استفاده از روشهای بیوتکنولوژیکی می توان تولید این مواد را به سطوح بالاتری افزایش داد . و موجب بهروری غذایی و اقتصادی شد .
کلمات کلیدی : جلبکها ، عصاره جلبکها ، انرژی هیدروژنی ، شرایط تنش ، روشهای بیوتکنولوژیکی
مقدمه :
جلبکها از جمله موجوداتی هستند که به طور گسترده در سراسر جهان پراکنده می باشند . در یک تحقیق در تالاب رودبست بابلسر ایران ، جلبکهای سبزآبی ، باسیلاریوفیت ، سیانوفیت ، اوگلنوفیت ، دینوفیت و کریوفیت مشاهده شدند - . - 1 اولین بار کشت ریزجلبکها درآزمایشگاه توسط واربورگ در سال 1919 با کشت کلرلا به منظور تحقیقات فتوسنتزی صورت گرفت و اولین تلاش برای کشت انبوه جلبک در سال 1950 با استفاده از گیاهان کلرلایی در توکیو انجام شد . جلبکها ، گروهای متنوعی از موجودات زنده هستند که قادرند تحت شرایط مختلف تغییرات دمایی ، تغییرات شدت نور ، PH متغیر ، غلظتهای بالا و پایین شوری ، در آب و خشکی و یا به صورت همزیستی با حیوانات زندگی نمایند . در دهه های گذشته بیشترین تلاش برای تجاری سازی رشد جلبکها در زمینه های مختلف با استفاده از زیست توده - بیوماس - صورت گرفته است و در حال حاضر به عنوان یک منبع غذایی سالم و بهداشتی در سراسر جهان مصرف می گردد . بیوماس جلبکی معمولا برای خوراک دام و آبزیان نیز مورد استفاده قرار می گیرد . امروزه عصاره جلبکها برای تولید مواد آرایشی و دارویی مصرف می شود و دارای خواص بیو لوژیکی بوده وبه عنوان ضد قارچ ، ضد ویروس ، ضد باکتری ، ضد مالاریا ، ضد بارداری و هیپوگلیسمیک مصرف می شوند - . - 2
تحقیقات نشان داده است که جلبکها قادر به تولید انرژی هیدروژنی بدون وابستگی به سولفورها می باشند . هیدروژن در اصل بطور مستقیم از طریق انرژی خورشیدی تحت فرایند فتوسنتز و بصورت غیر مستقیم در شرایط رشد بی هوازی تولید می گردد . تولید هیدروژن بدون دخالت گوگرد ، مانع از تنش اکسیداتیو در جلبکها می شود . ریز جلبکها از انرژی خورشید و دی اکسید کربن با کارایی فتوسنتزی بالاتری نسبت به گیاهان برای تولید بیوماس و روغن استفاده می کنند و تولید روغن ریز جلبک می تواند 10 تا 100 مرتبه بیشتر از روغن دانه های روغنی زمینی باشد . بنابراین به عنوان یک منبع سوخت زیستی نیز مطرح هستند - . - 3 گونه هایی از ریز جلبکها می توانند به سوخت بیودیزل و سوخت جت و یا سوخت مایع تبدیل شوند - . - 4 در سال 1948 ثابت شد که با دستکاری در ترکیبات شیمیایی ریز جلبکهای سبز ، می توان آنها را در شرایط مختلف رشد داد که برخی از این دستکاریها منجر به تولید متابولیتهای ثانویه برای تولید داروهای با ارزش می گردد . تولید متابولیتهای ثانویه در دو مرحله انجام می شود . در مرحله اول جلبک تحت شرایط مطلوب رشد کرده و ایجاد بیوماس کار آمد می نماید و در مرحله دوم با استفاده از عوامل تنش زای مختلف ، القای تولید متابولیتهای ثانویه صورت می گیرد . یکی از مواردی که در خصوص جلبکها مورد بررسی قرار گرفت اثرات زیست پالایی آنها است که می توان آنها را برای تصفیه فاضلاب مورد بهره برداری قرار داد . - 4 -
ریز جلبکها منبع غذایی :
به احتمال زیاد ریزجلبکها یکی از منابع غذایی مهم بشر از دیر باز بوده است . گزارشات هرنان کورتکس در سال 1520 ، حاکی از آن است که بومیان ساکن اطراف دریاچه تکسکوکو مکزیک از جلبک سبز - آبی - سیانوباکتری - بعنوان منبع غذایی استفاده می کرند . قوم آزتک که در آن منطقه ساکن بودند کیکهایی از جلبک اسپیرولینا تهییه و مصرف می کردند و از منابع مهم غذایی آنها بود - . - 5 در آفریقای مرکزی ، ساکنان اطراف دریاچه چاد ، هنوز هم از اسپیرولینا بعنوان یک منبع غذایی استفاده می کنند که احتمالا این فرهنگ از صدها سال پیش به ارث رسیده است . امروزه استفاده از جلبک به عنوان منبع غذایی به موارد متعددی از جمله محتوای پروتئینی و مواد مغذی موجود در آنها و یا خواص آنتی اکسیدانی ، طعم ، بو ، مزه و یا وجود ترکیبات سمی و یا قابلیت مصرف خوراکی برای انسان بستگی دارد که در استفاده از جلبک مهم می باشد . یک گونه از جلبک دریایی قرمز بنام Gelidium anansil از منابع مهم مواد غذایی و شیمیایی است و حاوی مقادیر فراوان گالاکتوز و گلوکز است - . - 2 طبق گزارش WHO جلبک ها با دارا بودن ماده امگا3 دارای ارزش تغذیه ای می باشند . - 3 - در حال حاضر مواد غذایی حاصل از جلبکها به عنوان مواد مغذی سالم و بهداشتی در بسیاری از نقاط جهان تولید و به فروش می رسند .
جلبکها و آبزیان :
ریز جلبکها ، جزئی از زنجیره غذایی آبزیان می باشند و دارای ارزش غذایی بالایی هستند . اولین گزارش در خصوص کشت ریز جلبک به منظور مصارف تغذیه ای آبزی پروری در 100 سال پیش منتشر شد و از آنزمان تا کنون این روش توسعه پیدا کرده است . امروزه ریزجلبکها بطور گسترده ای به عنوان منابع مهم غذایی برای موجودات مختلف از جمله آبزیان - آب شور و شیرین - در مقیاس تجاری مصرف می گردند .
جلبکها و تولید انرژی :
هیدروژن یک حامل انرژی با خواص منحصر به فرد مثل چگالی بسیار پایین ، محتوای انرژی بالا و تولید آب که تنها محصول احتراق آن است می باشد . فناوری استفاده از هیدروژن بعنوان یک حامل انرژی از چند دهه گذشته به سرعت در حال پیشرفت می باشد . روبین در سال 1942کشف کرد که ریزجلبک Scenedesmus قادر به تولید گاز هیدروژن می باشد . تولید هیدروژن بخشی از یک مکانیسم بقاء جلبک در شرایط تنش می باشد . جلبکها یک منبع سوخت زیستی مانند بیودیزل و اتانول زیستی محسوب می گردند . شرط لازم تولید هیدروژن در جلبکها ایجاد یک محیط بی هوازی است . با سیکل کشت بین فواصل نور و تاریکی زیست توده جلبکی ، با فتوسنتز در فاز نور و مصرف زیست توده توسط واکنشهای تخمیری در فاز تاریکی ، می توان تولید هیدروژن را القاء کرد . در این روش برای واکنشهای تخمیری ترکیبات آلی ، از باکتری Phototropic bacteria استفاده می شود - . - 5 ریز جلبکها می توانند به دیگر سوختهای زیستی از طریق بیوفتولیز به بیوهیدروژن و از طریق بی هوازی به متان و از طریق فرایندهای حرارتی به نفت زیستی و گازهای صنعتی تبدیل گردند . - 4 -
تولید متابولیتهای ثانویه در شرایط تنش توسط جلبکها :
ریز جلبکهای سبز، حاوی مقدار بسیار بالایی از مواد غذایی ، بخصوص پروتئینی می باشند که تحت شرایط رشد مطلوب این مقدار در گونه های مختلف نسبتا برابر می باشد . اما در شرایط نامطلوب این مقدار تغییر می کند . در شرایط تنش ، گونه های مختلف جلبک با استفاده از مکانیسمهای متفاوت برای مدیریت تنش ، بسته به قابلیتهای خود ، متابولیتهای ثانویه مختلفی برای بقاء و پاسخ به تنش تولید می کنند . غربالگری موجودات زنده برای شناسایی ترکیبات جدید دارای فعالیت های بیولوژیکی Bioprospecting نامیده می شود که از این روش برای شناسایی ترکیبات در جلبکها نیز استفاده می شود . به تازگی مشخص شده است که در برخی موارد ، ترکیبات فعال زیستی شناسایی شده در موجودات دریایی منشاء جلبکی داشته که در زنجیره غذایی این موجودات قرار داشت . - - 5
