بخشی از مقاله
چکیده
میکروجلبکها بزرگترین گروه فتوسنتز کننده بر روی زمین و تولیدکننده رنگدانههای مهمی هستند که شامل کلروفیلهای a، b و c، بتاکاروتن، آستاگزانتین، گزانتوفیلها و فایکوبیلیپروتئینها است. در حال حاضر، رنگهای مصنوعی در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی، مواد غذایی و دارویی استفاده میشوند.
بااینحال، با توجه به مشکلات مرتبط با اثرات مضر رنگدانههای مصنوعی، استفاده از رنگدانههای میکروجلبکها بهعنوان منبع رنگ طبیعی، یک گزینه مناسب میباشد. این مقاله به بررسی قابلیتها و ویژگیهای رنگدانههای میکروجلبک و کاربرد رنگدانههای تولیدشده از میکروجلبکها می پردازد. پتانسیل رنگدانههای میکروجلبک بهعنوان منبع رنگ طبیعی و جایگزین برای رنگهای مصنوعی که کاربری آنها را به دلایل عملکرد نظارت بر کنترل سلامتی محدود میسازد، بسیار زیاد است.
مقدمه
میکروجلبکها یک گروه متنوع از گیاهان ساده و تک سلولی یا رشتهای هستند که قادر به استفاده از انرژی خورشید با مکانیسم فتوسنتز میباشند. از میکروجلبکها در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، آبزیپروری و همچنین تولید لوازم آرایشی بهداشتی استفاده میشود - شکل. - 1 علاوه بر این از آنها در آزمایشگاه های بالینی تحقیقاتی نیز استفاده میشود
آنها حاوی مواد ارزشمند مانند اسیدهای چرب غیراشباع، رنگدانهها، آنتیاکسیدانها، ترکیبات دارویی و دیگر ترکیبات فعال زیستی هستند
خواص آنتیاکسیدانی، ضدالتهابی، ضدعفونی و خواص حفاظتی هپاتولوژیک نیز توسط فیکوبیلیپروتئینها مشاهده شده است
کشت میکروجلبک سازگار با محیط زیست و تجدید پذیر است که به نظر میآید که در آبزیپروری بهعنوان خوراک زنده برای کشت لاروی، ترکیب اولیه در فرمولاسیون خوراک و به عنوان مکمل غذایی، عاملی برای کاهش آلودگی و بهبود کیفیت آب و تولید موجوداتی با درجه سلامت بالا و افزایش رنگ گوشت موجود - آستاگزانتین - مورد استفاده قرار میگیرد. برخی از میکروجلبکها برای قرنهاست که برای غذا و مراقبتهای بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرند. میکروجلبکها با استفاده از رنگهایشان به انواع chlorophyceae سبزرنگ،rhodophyceae قرمزرنگ، cyanophyceae سبز آبی و phaeophycae قهوهایرنگ تقسیمبندی میشوند . - Graham and Wilcox, 2000 - کلروفیل، کاروتنوئید و فایکوبیلی پروتئینها رنگهای مختلفی از سبز، زرد و قهوهای تا قرمز را شامل میشوند. رنگدانههای طبیعی از میکروجلبکهای مختلف مانند فایکوسیانین - رنگدانه آبیرنگ از اسپیرولینا - ، بتاکاروتن - رنگدانه زرد از دونالیلا - و آستاگزانتین - رنگدانه زرد تا قرمز از - Haematococcus با توجه به مزیت غیر سمی و غیر سرطانزایی که دارند اهمیت بالاتری از رنگدانههای مصنوعی دارند
کاربردهای رنگدانههای میکروجلبک
به دلیل اثرات سمی گزارش شده از رنگهای سنتتیک، دلایل مختلفی برای استفاده از رنگهای طبیعی وجود دارد - Sinha .et al., 2012 - با توجه به مطالعات Dufosse و همکاران - 2005 - و Sekar و - 2008 - Chandramohan، رنگدانههای میکروجلبکها در بعد تجاری بهعنوان رنگ طبیعی در مواد غذایی و لوازم آرایشی استفاده میشوند. جدول 1 برخی از تولیدات زیستی با ارزش مستخرج از میکروجلبکها را نشان میدهد.
جدول.1 برخی از تولیدات زیستی با ارزش مستخرج از میکروجلبکها
کاربرد میکروجلبکها در صنایع غذایی
مخلوط بیشماری از ریزجلبکها را در فروشگاهها به شکلهای قرص، پودر، کپسول، پاستیلها و مایعات بهعنوان مکملهای غذایی می توان یافت - شکل . - 1 آنها همچنین میتوانند با محصولات غذایی مثل پاستا، بیسکوئیتها، نان، اسنکها، آبنبات، ماست و نوشیدنیهای غیرالکلی ترکیب شوند و اثرات سلامتی بخش نشان دهند.
در کشورهای آلمان، فرانسه، ژاپن، آمریکا، چین و تایلند شرکتهای تولید و توزیعکننده غذا فعالیتهای جدی در زمینه فروش غذاهای عملگر با ریزجلبکها و سیانوباکتریها انجام داده اند. قابلیت ترکیب تودهی زیستی ریزجلبکها با سامانههای غذایی مشروط به نوع فرایند به کار برده شده و شدت آن - مثل فرایندهای حرارتی و مکانیکی - و طبیعت غذا - مثل امولسیون، ژل، سامانههای خمیری هوادهی شده - و همچنین واکنشهای بین ترکیبات غذایی - پروتئینها، پلیساکاریدها، لیپیدها، قند و نمکها - میباشد.
علاوه بر خواص رنگی و تغذیهای، ترکیب ریزجلبکها با غذاها ممکن است تغییرات معنیداری در خواص ریزساختاری و رئولوژیکی غذاها ایجاد کند
به دلیل اثرات آنتیاکسیدانی بسیاری از رنگدانه های طبیعی ریزجلبکها، استفاده از آنها در افزایش مقاومت به اکسیداسیون لیپید در امولسیونهای روغن در آب امکانپذیر است. افزودن فایکوسیانین باعث بهبود خواص رئولوژیکی امولسیونها و افزایش مقاومت رنگی و اکسیداسیونی اینگونه امولسیونها میشود
بیسکوئیتها و کلوچهها یکی از پرمصرفترین محصولات غذایی هستند. استفاده از ریزجلبکها در ترکیبات آنها روش جالبی برای تولید محصولات غذایی جدید است. افزودن برخی ریزجلبکها به بیسکوئیت و محصولات مشابه باعث بهبود بافت و افزایش ماندگاری آن میشود
همچنین در حال حاضر بررسیهای زیادی بر استفاده از تودهی زیستی ریزجلبکی در محصولات ژله غذایی بر پایه پروتئین و پلیساکاریدهای مخلوط شده با سامانههای پلیمری در حال انجام است. افزودن برخی ریزجلبکها و رنگهای طبیعی باعث بهبود خواص ژلی و رئولوژیکی ژلها و دسرها میشود
شکل :1 مکمل غذایی تجاری میکروجلبک
در میان میکروجلبکها تولید کارآمد رنگدانهها از جمله کاروتنوئیدها از دونالیلا، آستاگزانتین از هیماتوکوکوس، فایکوبیلی پروتئینها یا فایکوسیانین از اسپیرولینا، جلبک قرمز و سیانوباکتری در صنایع غذایی، دارویی و لوازم آرایشی مورد استفاده قرار میگیرد. فایکوبیلی پروتئینها، کلروفیلها، بتاکاروتن و آستاگزانتین در حال استفاده تجاری در زمینههای مختلف و به شرح زیر است:
فایکوبیلیپروتئینها
در سیانوباکتریها و رودوفیتها، فایکوبیلیپروتئینها، فایکوبیلیزومها را تشکیل میدهند . این تودههای بزرگ مولکولی در غشا خارجی تیلاکوئیدها قرار گرفته و با میکروسکوپ الکترونی لایه نازک قابل رؤیت میباشند. فایکوبیلیزومها شامل یک هسته مرکزی از APC و C-PC و PE هستند که روی هم قرار گرفته و ساختارهای میلهای را مطابق شکل 2 تشکیل میدهند. نقش اصلی فایکوبیلیپروتئینها گرفتن امواج نوری مخصوص فتوسنتز است و در طول موج بیشینه 540nm - PE - ، 620nm - C-PC - و 650nm - APC ضریب خاموشی پایینی دارد. از فایکوبیلیپروتئینها در بخش تجاری بهعنوان رنگ طبیعی استفاده میشود.
