Chlorella

A nyitott tó rendszerekben fotoszintézis útján termesztett klorellát manapság gyakran használják étrend-kiegészítőkhöz, míg fehérjeforrásként történő felhasználását a mainstream élelmiszerekben erős íz és az állandó, jó minőségű ellátás hiánya akadályozta.

Kapcsolódó kifejezések:

  • Chlorophyta
  • Proteáz
  • Lipidek
  • Enzimek
  • Biomassza
  • Algák
  • Fehérjék
  • Mikroalgák
  • Meleg források
  • Peptidázok

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Chlorella

Következtetések

A klorella termesztése biomassza és származéktermékek előállítására olyan ipari tevékenység, amelyet kereskedelmi szinten már számos országban kialakítottak. Az érdeklődés ezek iránt a mikroalgák iránt gyors növekedésüknek és egyszerű életciklusuknak köszönhető, lehetővé téve a mechanizmusaik mélyreható tanulmányozását és a magas fehérje-, karotinoid-, vitamin- és ásványianyag-tartalmuk miatt élelmiszer-helyettesítőként történő felhasználást. Ily módon a Chlorellát alaposan tanulmányozták biomassza előállítására vagy bioaktív vegyületek kinyerésére, amelyek funkcionális étrend-kiegészítőkben, valamint táplálék-, kozmetikai és gyógyszeripari termékekben is felhasználhatók. Az emberi és a klinikai táplálkozásnak ez az előnye annak köszönhető, hogy biológiai funkciói vannak, és egészségre előnyösek. A mikroalgák bioaktív vegyületeinek számos vizsgálata kimutatta, hogy ezek a vegyületek előnyös biológiai aktivitással bírhatnak, nem kizárólag tumorellenes, gyulladásgátló, antimikrobiális, antioxidáns és antikoaguláns tulajdonságokkal. Ily módon a Chlorella bioaktív vegyületek forrásává válhat, vagy akár funkcionális élelmiszerként is alkalmazható, elősegítve a fenntartható egészségügyi előnyök kilátásait.

Édesvízi mikroalgák tömeges termesztése

J. Masojídek, G. Torzillo, az Ökológiai Enciklopédia, 2008

Chlorella

A Chlorella (zöldalga; Chlorophyta) kozmopolita nemzetség, kis gömbös sejtekkel. Magas hőmérséklet-toleranciájú törzseket tartalmaz, mivel egyes törzsek 15 és 40 ° C között növekedhetnek. A klorella törzsek autotrofikusan nőnek szervetlen közegben, valamint mixotróf és heterotróf körülmények között (például ecetsav és glükóz hozzáadásával). Jelenleg a Chlorella autotróf termelését nyílt tavakban, félig zárt csöves fotobioreaktorokban vagy ferde kaszkádokban hajtják végre, mivel magas növekedési sebessége megakadályozza a többi mikroalga szennyeződését (pl. Japánban, Csehországban és Németországban). A Chlorella sejtek feldolgozása hatékony centrifugálást és a cellulóz sejtfal mechanikai szétesését igényli.

A klorella a legműveltebb eukarióta algák, mivel széles körben használják egészségügyi táplálékként és takarmány-kiegészítőként, valamint a gyógyszer- és kozmetikai iparban. Fehérjéket, karotinoidokat, néhány immunstimulátort, poliszacharidokat, vitaminokat és ásványi anyagokat tartalmaz.

Foodomics: A mikroalgák egészségügyi potenciáljának felfedezése

Irit Dvir,. Shoshana (Malis) Arad, az élelmiszer-tudomány referencia moduljában, 2020

Chlorella

A Chlorella egysejtű zöld mikroalga, amely számos vízi rendszerben megtalálható. Bősége és pozitív egészségügyi hatásai miatt a Chlorella fontos funkcionális tápláléknak és értékes tápanyagforrásnak tekinthető számos területen, széles körben értékesítik egészségügyi élelmiszerként, étrend-kiegészítőként és táplálékként (Bishop és Zubeck, 2012).

A klórellát a csecsemők alultápláltsága és a neurózis elleni küzdelemre használták (de Mello-Sampayo et al., 2013). A C. vulgaris lipidösszetétele miatt, amely főleg olajsavból, palmitinsavból és linolénsavakból áll, teljes mennyiségének 41, 22 és 9% -ával (Lordan és mtsai, 2011), a Chlorella is ismerten megakadályozza érelmeszesedés és hiperkoleszterinémia, valamint daganatok glikoprotein-, peptid- és nukleotidtartalma révén (Gouveia et al., 2010). Ezenkívül a Chlorella számos étrendi antioxidánst tartalmaz, például luteint, α-karotint, β-karotint, aszkorbinsavat és α-tokoferolt (Yun és mtsai, 2011). Mindazonáltal a Chlorella-ban található legfontosabb tápanyag-vegyület a β-1,3-glükánnak tűnik, amely aktív immunstimulátor, szabad gyökök megkötője és a vér koleszterinszintjének csökkentője (de Morais et al., 2015; Iwamoto et al., 2000).

A mikroalgák biológiája

6.8.1. Chlorella (Chlorophyta, Trebouxiophyceae, Chlorellales)

A Chlorella volt az első alga, amelyet Beijerinck (1890) izolált a kultúrában, és először Warburg (1919), majd később Calvin és Benson fotoszintézisének tanulmányozására használták fel a növények szén-dioxid-asszimilációjával kapcsolatos munkájuk során (Calvin, 1962). . A klorella szintén az első tömeges termesztés szempontjából figyelembe vett mikroalgák egyike volt, és az első kereskedelemben előállított mikroalgák (Arthur D. Little Inc., 1953; Tamiya, 1957; Tsukuda et al., 1977). A klorellát kezdetben fehérjében gazdag táplálékforrásnak tekintették (Morimura és Tamiya, 1954), de javasolták bioüzemanyag forrásaként is (Harder és von Witsch, 1942). A Chlorella fiziológiájáról, biokémiájáról, kultúrájáról és alkalmazásairól további részletek találhatók Oh-hama és Miyachi (1988) és Safi és mtsai. (2014) .

A klorella fajok főleg édesvizek, és különösen gyakori a nagyon tápanyagban gazdag vizekben. Gyakran talajon is növekszik. Néhány tengeri faj ismert.

A Chlorella nemzetség kicsi, gömbtől ovoidig terjedő, nemmotilis, egysejtű vagy koloniális mikroalgákból áll, egyetlen piroploidoidú kloroplasztissal (Bock et al., 2011). Egyes fajok nagy mennyiségű extracelluláris nyálkát képesek előállítani. A Chlorella sejtek autosporák, amelyek mitózis útján aszexuálisan szaporodnak, leggyakrabban négy leánysejt képződésével a szülői sejtben (Yamamoto és mtsai, 2004). Amint ezek a leánysejtek beérnek, a szülői sejtfal megreped és a leánysejtek felszabadulnak. Érdekes módon a Chlorella variabilis teljes genomszekvenciája megmutatta a meiózissal kapcsolatos gének jelenlétét, ami arra utal, hogy a kriptikus nem lehet jelen ebben a nemzetségben (Blanc et al., 2010).

Az elmúlt mintegy 20 évben végzett biokémiai és molekuláris vizsgálatok a „Chlorella” címkével ellátott algák (Krienitz et al., 2015) jelentős átértékeléséhez vezettek, sokan más nemzetségekbe kerültek át. Jelenleg 44 Chlorella-fajt ismernek el (Guiry és Guiry, 2017), bár ez a szám valószínűleg további vizsgálatokkal megváltozik. A fajok helyes megnevezése nemcsak tudományos szempontból fontos, hanem szabályozási következményekkel is járhat e fajok kereskedelmi felhasználása szempontjából (Champenois et al., 2015).

Édesvízi mikromoszatok tömeges termesztése ☆

Chlorella

A Chlorella (zöldalga; Chlorophyta) kozmopolita nemzetség, kis gömbös sejtekkel (kb. 2-10 μm átmérőjű), mind a vízi, mind a szárazföldi élőhelyeken él. Magas hőmérséklet-toleranciájú törzseket tartalmaz, mivel egyes törzsek 15 és 40 ° C között növekedhetnek. Az egyszerű sejtciklus, a magas növekedési ráta, valamint a magasabb növényekhez hasonló fotoszintetikus és anyagcsere útvonalak miatt a Chlorellát régóta használják mintaszintű mikroorganizmusként a fotoszintetikus készülék és a szén asszimiláció tanulmányozásához. A klorella törzsek fototróf módon nőnek szervetlen közegben, valamint mixotróf és heterotróf körülmények között (például ecetsav és glükóz hozzáadásával). Jelenleg a Chlorella fototróf termelését nyílt tavakban, félig zárt csöves fotobioreaktorokban vagy ferde kaszkádokban végzik, mivel magas növekedési üteme megakadályozza a többi mikroalga szennyeződését (pl. Németországban, Japánban, Kínában, Csehországban és számos más ázsiai országban). évi össztermeléssel körülbelül 5000 metrikus tonna. A Chlorella sejtek feldolgozása mind hatékony, mind hatékony összegyűjtést (flokkuláció, flotálás, centrifugálás stb.) És a cellulóz sejtfalának mechanikai szétesését igényli.

A klorella a legműveltebb eukarióta algák, mivel széles körben használják egészségügyi táplálékként és takarmány-kiegészítőként, valamint a gyógyszer- és kozmetikai iparban. Fehérjéket (a száraz tömeg legfeljebb 60% -a), poliszacharidokat (10–15%), lipideket (12–15%), telítetlen zsírsavakat és karotinoidokat (elsősorban lutein), valamint néhány immunstimulátort, vitamint és ásványi anyagot tartalmaz. . Fontos megjegyezni, hogy a Chlorella emellett nagyobb mennyiségű tároló vegyület (poliszacharid vagy semleges lipid) szintetizálására képes stressz körülmények között, pl. tápanyaghiány mellett magas besugárzás mellett, ami ígéretes forrás a bioüzemanyagok előállításához.

Algák

Fenotípus a genotípussal szemben a Chlorellaceae-ban az ökoszisztéma-viszonyok tükrében

chlorella

8. ábra. A Chlorella nemzetség kapcsolatának filogenetikai fája 18S rRNS szekvencia elemzések alapján. Adaptálva Luo et al. (2005) Felső. Bentlakásos iskola. Verein. Limnol. 29: 170–173.

Az algarendszer és az ökológia példáján létfontosságú képet lehet rajzolni az élettudomány tényleges lényegeiről. Jelenleg a limnológusok kihívást jelentő felfordulási időszakon mennek át a hagyományos módszerektől a modern molekuláris filogenetikai eszközökig. Meg kell tartaniuk az egyensúlyt mindkét típusú munka között, mert a legkreatívabb eredmények megkövetelik a „fiatal” és az „öreg” megközelítők tisztelettudó interdiszciplináris együttműködését. A limnológusok kiváltsággal dolgozhatnak ökoszisztémákban, és az ökoszisztémák azok a környezetek, ahol az evolúció zajlik.

Heterotróf mikroalgák

B. Klamczynska, W.D. Mooney, Fenntartható fehérjeforrások, 2017

20.5.2 Biztonság

A klorella évszázadok óta az emberi táplálékban van, és biztonságosnak ismerik el. A Chlorella vulgaris és a Chlorella pyrenoidosa nem tekinthető újszerűnek az EU-ban (258/97/EK rendelet). A közelmúltban a Chlorella prototecoidokat elismerték, hogy általában biztonságosnak tekintik őket, és "nem kérdés" levelet kaptak az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóságától (FDA) (FDA, 2014).

A teljes sejtes C. protothecoides étrend-biztonságosságát rágcsálókon végzett 13 hetes etetési kísérletben, valamint élelmiszerallergiás potenciál szempontjából értékelték. A teljes algaproteinnel kapcsolatos káros hatásokról nem számoltak be (Szabo, Matulka és Chan, 2013). Egy másik vizsgálatban a C. vulgaris-ból származó enzimatikus fehérje-hidrolizátumot tesztelték az alultáplált egerek táplálkozási helyreállításában. A vizsgálat nem mutatott negatív hatásokat a C. vulgaris-tól (Morris et al., 2011).

Microalgal Nutraceuticals

3.4 Chlorella: A zöld tápszer

3. ábra A táplálékként használt fő algák pigmentjei.

Mikroalgák az orvoslásban és az emberi egészségügyben

3.1.1 Chlorella

A zöld édesvízi Chlorella-algát (Chlorophyta, Trebouxiophyceae) nagyon könnyű tenyészteni, és ezért nem meglepő, hogy a Chlorella volt az első nagyüzemi mikroalga, amelyet egészséges élelmiszerként értékesítettek, Tajvanon az első termelőüzemekkel Japán pedig az ötvenes évek végén kezdődött (Tsukuda et al., 1977; Soong, 1980). A Chlorella első alkalmazása a Lactobacillus acidophilus szaporodásának elősegítése volt a savval erjesztett tejtermék, Yakult (Shirota et al., 1964) termelésében. A Chlorella első piacai elsősorban Ázsiában voltak. 1980-ra Ázsiában 46 nagyüzem működött, amelyek havonta több mint 1000 kg mikroalgát (főleg Chlorella) termeltek (Kawaguchi, 1980), 1996-ban pedig csak Japánban mintegy 2000 tonna Chlorellát kereskedtek (Lee, 1997).

A Chlorella nemzetség gyakran kényelmes hely volt apró, egyszerű, zöld, nem flagellált, többé-kevésbé gömb alakú algák elhelyezésére. Amióta Beijerinck először nevezte el a Chlorella vulgaris-t 1890-ben, számos fajt leírtak, de a kemotaxonomia, majd később molekuláris módszerek alkalmazásával világossá vált, hogy két zöldalgás osztályba tartozó faj, a Trebouxiophyceae és a Chlorophyceae, valamint számos különböző nemzetségek fordulnak elő valójában a „Chlorella” néven (Krienitz et al., 2015). A „Chlorella” néven értékesített Chlorella-fajok közül mostanra több nemzetségbe kerültek (Champenois et al., 2015).

Számos tanulmány mutatja be a Chlorella fogyasztásának biztonságát (Halperin et al., 2003; Day et al., 2009).

A Chlorella korai emberi egészségre való felhasználásának anekdotikus feljegyzése a Jung Chang (1991) vad hattyúk című regényében olvasható, ahol a szülei saját vizeletükön termesztett Chlorellát esznek az éhínség ödémájának (a felesleg felhalmozódásának) gyógyításaként. folyadék a test szöveteiben). A patkányokkal végzett etetési kísérletek azt mutatták, hogy a C. pyrenoidosa vagy a Scenedesmus obliquus, mint lizin és treonin forrásaként dúsított kenyér vagy liszt jobb eredményeket adott, mint önmagában a lizin vagy a treonin hozzáadása (Hundley et al., 1956). Ugyanakkor el kell ismerni, hogy a legtöbb mikroalga-fehérje általában hiányzik az S-t tartalmazó aminosavakból a ciszteinből és a metioninból (Leveille et al., 1962).

Patkányokon végzett laboratóriumi vizsgálatok és emberen végzett klinikai kísérletek azt mutatták, hogy az étrendi Chlorella vagy Chlorella kivonatok csökkentik a koleszterint és a magas vérnyomást (Okuda et al., 1975; Rolle és Pabst, 1980a, b; Murakami et al., 1987; Merchant et al., 2002; Shibata és mtsai, 2007; Kim és mtsai, 2016). A hatóanyag (oka) t még nem azonosították, bár adenozin vagy körülbelül 200 molekulatömegű oligopeptid (Iizuka et al., 1980), glikoproteinek (Murakami et al., 1982), γ-amino vajsav sav (Tsuchida és mtsai, 2003) és karotinoidok (Kim és mtsai, 2016) egyaránt érintettek. Egy nemrégiben megjelent tanulmány szerint a hipokoleszterinémia hatása a béta-glükánnak köszönhető (Chen és Huang, 2010).

A klorella kivonat kiegészítése csökkentette a terhes nők vérszegénységét (Sonada, 1972), valószínűleg a magas vastartalom miatt, a folát- és a B12-vitamin-tartalom miatt lehetséges kisebb hatásokkal. Ezt a hatást megerősítette egy későbbi vizsgálat, ahol a tesztalanyok étkezés után naponta háromszor 2 g Chlorella tablettát fogyasztottak (Nakano et al., 2010). A Chlorella egyéb jótékony hatásai, amelyekről beszámoltak, többek között az immunrendszer fokozása és a fekélyes vastagbélgyulladás javítása (Merchant et al., 1990; Merchant and Andre, 2001; Halperin et al., 2003; Ramos et al., 2010).

A sejt- és molekuláris biológia nemzetközi áttekintése

Absztrakt