Микроводоросли

Микроводорослями называют сборную группу одноклеточных фотоавтотрофных водных организмов, включающую как эукариот, так и цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Обычно они входят в состав планктона или перифитона, включают одиночные и колониальные формы, морские и пресноводные. Клетки микроводорослей способны накапливать значительное количество белка (до 50 % сухого веса), углеводы, полярные и нейтральные липиды с богатым набором жирных кислот, включая омега-3 полиненасыщенные. Эти организмы также способны синтезировать пигменты разных классов (каротиноиды, порфирины), витамины и другие биологически активные вещества. Этим объясняется широкое использование микроводорослей в различных сферах человеческой деятельности: животноводстве, медицине, фармацевтике и косметической индустрии, пищевой промышленности, биомелиорации и т.д.

В аквакультуре микроводоросли находят использование в качестве источника питания для рыб разных групп, особенно на ранних стадиях их развития; корма для культивируемых беспозвоночных животных, в первую очередь, двустворчатых моллюсков и личинок иглокожих; сырья для производства высокоактивных кормовых добавок к искусственным кормам.

Системы культивирования микроводорослей обычно делятся на два типа – открытые и закрытые. Открытая система предполагает естественное освещение солнечным светом и контакт водорослевой суспензии с атмосферой. Открытые фотобиореакторы, как правило, просты по конструкции и дешевы в изготовлении и эксплуатации, они представляют собой неглубокие емкости, в которые должна быть обеспечена возможность подачи воды и питательных веществ. Главным недостатком является наличие контакта культуры с внешней средой, что создает условия для ее загрязнения или заражения, а также существенно снижает возможности регулирования некоторых факторов роста микроводорослей. Закрытая система не взаимодействует напрямую с окружающей атмосферой (газообмен происходит через стерильные фильтры) и способна обеспечить максимально контролируемое культивирование, что открывает перспективу резкого повышения урожая с единицы объема.

Существует три метода культивирования микроводорослей: накопительный, непрерывный и квазинепрерывный. Накопительный метод является наиболее простым: культура развиваются в условиях избытка питательных веществ, однако, по мере роста биомассы их концентрация снижается, а в среде накапливаются продукты метаболизма. По достижении максимальной плотности водорослей суспензию используют, после чего цикл можно повторять. При непрерывном (проточном) способе в культуру непрерывно подается питательная среда, а также отводится суспензия клеток, что позволяет поддерживать в биореакторе необходимую концентрацию химических веществ и оптимальную плотность водорослей. Система стабильно находится в активном состоянии и обеспечивает постоянное поступление продукта. Культура называется квазинепрерывной в том случае, если замена части объема суспензии клеток питательной средой производится через некоторые промежутки времени.


Литература


Патенты по культивированию микроводорослей