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
- Авсиян А.Л. 2012. Ростовые характеристики Phaeodactylum tricornutum Bohlin при непрерывном освещении и свето-темновых циклах. Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада, 105: 125–129.
- Андрюшина А.Д. 2023. Живые и альтернативные корма для двустворчатых моллюсков. Мат. VIII межд. науч.-техн. конф. "Комплексные исследования в рыбохозяйственной отрасли", с. 3–7.
- Богданова А.А., Флерова Е.А., Паюта А.А. 2019. Влияние условий культивирования на качественные и количественные показатели Chlorella vulgaris. Химия растительного сырья, 4: 293–304.
- Боровков А.Б. 2005. Зеленая микроводоросль Dunaliella salina Teod. (обзор). Экология моря, 67: 5–17.
- Боровков А.Б., Гудвилович И.Н. 2012. Ростовые и биохимические показатели квазинепрерывной культуры Dunaliella salina. Біотехнологія, 5(3): 105–111.
- Боровков А.Б., Гудвилович И.Н. 2014. Продукционные характеристики квазинепрерывной культуры Dunaliella salina Teod. при различной освещенности. Ученые записки Таврического нац. университета. Сер.: Биология, химия, 27(1): 29–38.
- Боцун Л.А., Маркина Ж.В., Масленников С.И. 2022. Методика быстрого определения численности культур микроводорослей в аквакультуре. Мат. VII межд. науч.-техн. конф. "Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана", с. 48–51.
- Боцун Л.А., Маркина Ж.В., Масленников С.И. 2022. Методика экспресс-определения численности культур микроводорослей рода Tetraselmis. Рыбное хозяйство, 4: 76–80.
- Боцун Л.А., Масленников С.И., Шевченко О.Г., Пономарева А.А., Шульгина М.А. 2021. Выращивание микроводоросли Skeletonema sp. под открытым небом для кормовых целей в аквакультуре. Мат. IV нац. науч.-техн. конф. "Инновационное развитие рыбной отрасли в контексте обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации", с. 12–17.
- Габриелян Д.А., Синетова М.А., Габриелян А.К., Бобровникова Л.А. 2023. Лабораторная система для интенсивного культивирования микроводорослей и цианобактерий. Физиология растений, 70(2): 202–213.
- Гайсина Л.А., Фазлутдинова А.И, Кабиров Р.Р. 2008. Современные методы выделения и культивирования водорослей. Уфа, Изд-во БГПУ, 152 с.
- Геворгиз Р.Г., Шахматов А.П. 2005. Установка для культивирования морских микроводорослей. Экология моря, 67: 44–47.
- Гинатуллина Е.Н., Туйчиев К.С., Рахимджанова Э.Х. 2022. Выращивание хлореллы открытым способом для повышения продуктивности рыбоводных прудов. Научные труды Дальрыбвтуза, 61(3): 50–56.
- Горбунова С.Ю., Чекушкин А.А. 2023. Технология выращивания морской микроводоросли Tetraselmis viridis при естественном освещении и минимальных технических затратах. Морской биологический журнал, 8(3): 3–11.
- Гудвилович И.Н. 2011. Продукционные характеристики микроводорослей Dunaliella salina и Porphyridium purpureum при интенсивном культивировании. Автореф. дис. канд. биол. наук, Севастополь, 25 с.
- Гудвилович И.Н., Боровков А.Б. 2017. Продуктивность микроводоросли Dunaliella salina при различных способах внесения углекислого газа в культуру. Морской биологический журнал, 2(2): 34–40.
- Гудвилович И.Н., Боровков А.Б. 2019. Апробация двухстадийного культивирования Dunaliella salina (Teodoresco, 1905) в Севастопольском регионе. Юг России: экология, развитие, 14(2): 211–220.
- Гудвилович И.Н., Боровков А.Б., Тренкеншу Р.П. 2010. Продуктивность культуры Dunaliella salina на различных питательных средах. Наукові записки Тернопільського нац. пед. університету. Сер.: Біологія, 3: 62–65.
- Дворецкий Д.С., Темнов М.С., Устинская Я.В., Еськова М.А. 2022. Перспективные биотехнологии микроводорослей. Тамбов, ФГБОУ ВО «ТГТУ», 128 с.
- Дегтева Е.Д. 2025. Особенности роста микроводорослей Nannochloropsis sp. в лабораторных условиях. Мат. Всерос. науч.-прак. конф. "Актуальные вопросы становления и развития рыбного хозяйства России", с. 176–181.
- Дмитрович Н.П. 2018. Влияние на витаминный состав Chlorella vulgaris (Beijerinck) условий культивирования при ее использовании в кормах для личинок рыб. В сб.: Сельское хозяйство – проблемы и перспективы, т. 41, с. 76–84.
- Еланская Д.М., Политаева А.А. 2025. Разработка универсальной модели для количественной оценки плотности культуры Chlorella vulgaris спектрофотометрическим методом. Мат. нац. науч.-техн. конф. "Научно-практические вопросы регулирования рыболовства", с. 67–70.
- Железнова С.Н. 2020. Продукционные и биохимические характеристики диатомовой водоросли Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann et J.C. Lewin 1964. Дис. канд. биол. наук, Севастополь, 212 с.
- Жондарева Я.Д., Рылькова О.А., Дорошенко Ю.В., Николайчук Н.А., Лелеков А.С. 2024. Продукционные характеристики роста культуры Chlorella vulgaris и ассоциированной с ней микробиоты при различных типах питания. Таврический вестник аграрной науки, 4: 83–98.
- Жондарева Я.Д., Тренкеншу Р.П. 2019. Рост Tetraselmis viridis (Rouchijajnen) R.E.Norris, Hori et Chihara 1980 в тепличном бассейне при естественном освещении и аэрации воздухом. Вопросы современной альгологии, 3: 76–87.
- Жондарева Я.Д., Тренкеншу Р.П. 2022. Характеристики гетеротрофного роста Phaeodactylum tricornutum Bohlin в накопительной культуре. Ученые записки Крымского федерального университета. Сер.: Биология. Химия, 8(3): 57–67.
- Жондарева Я.Д., Тренкеншу Р.П., Горбунова С.Ю. 2022. Рост Tetraselmis viridis Rouch. в накопительной культуре при различном углеродном обеспечении. Ученые записки Крымского федерального университета. Сер.: Биология. Химия, 8(1): 95–103.
- Калита Т.Л., Царьков М.Д., Климук А.А. 2025. Влияние состава питательных сред на ростовые показатели морской диатомовой водоросли Phaeodactylum tricornutum. Водные биоресурсы и среда обитания, 8(2): 19–34.
- Ковалев Н.Н., Лескова С.Е., Михеев Е.В. 2023. Влияние фитогормонов ауксинового ряда на рост и биохимический состав Phaeodactylum tricornutum Bohlin, 1897. Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство, 3: 97–105 (англ.).
- Ковалев Н.Н., Лескова С.Е., Михеев Е.В. 2023. Рост Isochrysis galbana Parke, 1949 (Haptophyta) в миксотрофных условиях с использованием салициловой кислоты. Морской биологический журнал, 8(1): 56–63.
- Ковалев Н.Н., Лескова С.Е., Михеев Е.В., Барсова Е.А. 2024. Оценка влияния ауксинов на рост и биохимические показатели Chaetoceros muelleri. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 16(3): 205‒226.
- Ковалев Н.Н., Лескова С.Е., Михеев Е.В., Позднякова Ю.М., Есипенко Р.В. 2020. Культуральные и биохимические показатели микроводорослей Phaeodactylum tricornutum и Tetraselmis sueciaca в накопительных культурах. Вестник Камчатского ГТУ, 53: 54–65.
- Ковалев Н.Н, Лескова С.Е., Михеев Е.В., Позднякова Ю.М., Есипенко Р.В. 2021. Влияние салициловой кислоты на продукционные характеристики и биохимические показатели Tetraselmis sueciaca в накопительной культуре. Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство, 1: 90–99.
- Корляков К.А., Овчинников С.М. 2022. Культивирование спирулины (Arthrospira platensis (Nordst.) в воде высокоминерализованных озер степной и лесостепной зон Южного Зауралья, как новая сфера аквакультуры. Рыбное хозяйство, 6: 67–70.
- Ладыгина Л.В. 2005. Биохимическая характеристика микроводорослей – кормовых объектов двустворчатых моллюсков. Рыбное хозяйство Украины, 7: 97–100.
- Ладыгина Л.В. 2005. Интенсивность роста и биохимический состав микроводоросли Dunaliella viridis Teod. в зависимости от условий культивирования. Экология моря, 67: 56–60.
- Ладыгина Л.В. 2005. Элементы управляемого культивирования микроводоросли Isochrysis galbana – корма для личинок устриц. Рыбное хозяйство Украины, 1: 23–25.
- Ладыгина Л.В. 2007. Микроводоросли как кормовые объекты личинок мидий и устриц. Автореф. дис. канд. биол. наук, Севастополь, 24 с.
- Ладыгина Л.В. 2008. Биотехника культивирования микроводорослей для массового производства корма. Мат. X межд. науч.-прак. конф. "Живые объекты в условиях антропогенного пресса", с. 111–112.
- Ладыгина Л.В. 2008. Влияние интенсивности света на рост кормовых видов микроводорослей. Мат. межд. науч. конф. "Современные проблемы альгологии", с. 207–209.
- Ладыгина Л.В. 2010. Каротиноидный состав кормовых микроводорослей. Альгология, 20(1): 33–41.
- Ладыгина Л.В. 2010. Микроводоросль Rhodomonas salina – перспективный кормовой объект в аквакультуре моллюсков. Экология моря, 81: 50–53.
- Ладыгина Л.В. 2010. Оптимизация условий культивирования диатомовой микроводоросли Sceletonema costatum Cleve – корма для двустворчатых моллюсков. Наукові записки Тернопільського нац. пед. університету. Сер.: Біологія, 3: 137–140.
- Ладыгина Л.В. 2014. Культивирование микроводоросли Emiliania huxleyi (Lohm.) Hay et Mohler в питомнике по выращиванию двустворчатых моллюсков. Мат. межд. науч. конф. "Актуальные вопросы рыбного хозяйства и аквакультуры бассейнов южных морей России", с. 202–206.
- Ладыгина Л.В. 2015. Биотехника культивирования микроводорослей – корма для личинок устриц, выращиваемых в питомнике. Мат. межд. науч. конф. "Актуальные проблемы аквакультуры в современный период", с. 86–89.
- Ладыгина Л.В. 2022. Рост криптофитовой микроводоросли Rhodomonas salina (Wislouch) D. R. A. Hill & R. Wetherbee, 1989 при разных условиях культивирования. Морской биологический журнал, 7(2): 63–71.
- Ладыгина Л.В., Пиркова А.В. 2019. Культивирование диатомовой водоросли Chaetoceros calcitrans f. pumilus (Paulsen) Takano, 1968 – корма для личинок гигантской устрицы Crassostrea gigas (Thunberg). Морской биологический журнал, 4(2): 34–40.
- Лелеков А.С. 2023. Количественные закономерности роста микроводорослей в культуре и параметры управления процессом фотобиосинтеза. Дис. док. биол. наук, Севастополь, 232 с.
- Лелеков А.С., Гудвилович И.Н. 2010. Продукционные характеристики роста и биосинтеза квазинепрерывной культуры зеленой микроводоросли Dunaliella salina Teod. Экология моря, 80: 59–66.
- Лелеков А.С., Боровков А.Б., Гудвилович И.Н., Новикова Т.М. и др. 2021. Расчет максимальной продуктивности Dunaliella salina Teod. в условиях естественного освещения. Теоретическая и прикладная экология, 2: 202–207.
- Лескова С.Е., Ковалев Н.Н., Михеев Е.В. 2021. Оценка эффективности культивирования Chaetoceros muelleri при различных значениях температуры и солености. Мат. IX нац. науч.-техн. конф. "Инновационное развитие рыбной отрасли в контексте обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации", с. 80–84.
- Лескова С.Е., Ли А.Д., Михеев Е.В., Ковалев Н.Н. 2023. Рост Isochrysis galbana при различных температурах воды. Мат. VI нац. науч.-техн. конф. "Инновационное развитие рыбной отрасли в контексте обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации", с. 63–68.
- Лыткина Л.И., Шенцова Е.С., Коптев Д.В., Ситников Н.Ю. 2019. Биореактор с применением импеллерных мешалок для культивирования биомассы микроводорослей. Вестник ВГУИТ, 81(1): 32–35.
- Мальцева И.А., Мальцев Е.И., Черкашина С.В., Яковийчук А.В., Кочубей А.В. 2023. Микроводоросли как источник белков и каротиноидов для аквакультуры. Мат. VIII межд. науч.-прак. конф. "Развитие и современные проблемы аквакультуры", с. 60–65.
- Медведева Л.Н., Московец М.В., Торопов А.Ю., Медведев А.В. 2020. Синергетическая эффективность применения в прудовом предпринимательстве микроводоросли Chlorella vulgaris. Экономика сельского хозяйства России, 9: 57–62.
- Михеев Е.В., Ковалев Н.Н., Лескова С.Е. 2024. Оценка комбинированного действия фитогормонов на рост и биохимические показатели Tetraselmis suecica. Мат. VIII нац. науч.-техн. конф. "Инновационное развитие рыбной отрасли в контексте обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации", с. 99–104.
- Новикова Т.М., Боровков А.Б. 2013. Управление интенсивной культурой Tetraselmis viridis плотностатным методом. Бюлетень ДНБС, 108: 44–50.
- Пономарев А.В. 2011. Разработка и научное обеспечение процесса массообмена при культивировании микроводоросли в пленочном фотобиореакторе. Автореф. дис. канд. техн. наук, Воронеж, 20 c.
- Самакин А.А., Абрамов Д.В., Барягин М.А., Захаров С.А. 2024. Эффективность применения кормовой добавки из спирулины (Arthrospira platensis) в аквакультуре. Мат. XII межд. науч.-прак. конф. "Инновационные технологии в АПК: теория и практика", с. 204–207.
- Сиренко Л.А., Сафиуллин З.Т., Панченко Н.В. 2005. Особенности интенсивного культивирования Dunaliella salina (обзор). Экология моря, 67: 68–88.
- Сорокин Б.А. 2025. Биотехнологическое исследование новых штаммов микроводорослей – продуцентов каротиноидов и полиненасыщенных жирных кислот. Дис. канд. биол. наук, Москва, 155 c.
- Тренкеншу Р.П. 1984. Ростовые и фотоэнергетические характеристики морских микроводорослей в плотной культуре. Автореф. дис. канд. биол. наук, Красноярск, 23 c.
- Тренкеншу Р.П. 2009. Культура микроводорослей как модельный объект в гидроэкологии. Морской экологический журнал, 8(4): 41–52.
- Тренкеншу Р.П., Геворгиз Р.Г. 2004. Технология промышленного культивирования спирулины. Севастополь, 16 с.
- Тренкеншу Р.П., Геворгиз Р.Г., Боровков А.Б. 2005. Основы промышленного культивирования Дуналиеллы солоноводной (Dunaliella salina Teod.). Севастополь, ЭКОСИ–Гидрофизика, 103 с.
- Тренкеншу Р.П., Геворгиз Р.Г., Лианакис Е.Г., Иконому Х.А. 2009. Краткое руководство по культивированию спирулины. Севастополь, 101 с.
- Тренкеншу Р.П., Жондарева Я.Д., Новикова Т.М. 2022. Расчет оптимальных границ плотности полунепрерывной культуры микроводоросли Tetraselmis viridis Rouch для поддержания максимальной скорости ее роста. Водные биоресурсы и среда обитания, 5(4): 83–91.
- Тренкеншу Р. П., Лелеков А.С. 2017. Моделирование роста микроводорослей в культуре. Белгород, ООО «КОНСТАНТА», 152 с.
- Тренкеншу Р.П., Лелеков А.С., Новикова Т.М. 2018. Линейный рост морских микроводорослей в культуре. Морской биологический журнал, 3(1): 53–60.
- Фролова М.В., Московец М.В., Торопов А.Ю. 2020. Хлорелла в качестве альтернативного кормового ингредиента при выращивании стерляди. Орошаемое земледелие, 3: 54–57.
- Челебиева Э.С., Чубчикова И.Н., Дробецкая И.В., Данцюк Н.В., Минюк Г.С. 2021. Микроводоросли рода Coelastrella Chodat как потенциальный источник астаксантина и кантаксантина для аквакультуры. Мат. VI межд. конф. "Современное состояние водных биоресуров", с. 245–248.
- Шаропова Ш.Р., Хасанова М.Ш. 2023. Биотехнология культивирования микроводорослей и применение в рыбоводстве. Мат. Всерос. конф. "Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и сельскохозяйственной микробиологии", с. 40–43.
- Шинкарев С.М., Неминущая Л.А., Скотникова Т.А., Павленко И.В. и др. 2020. Инновационные кормовые добавки на основе биомассы микроводорослей для аквакультуры. Мат. межд. науч.-прак. конф. "Научные основы производства и обеспечения качества биологических препаратов для АПК", с. 249–253.
- Шинкарев С.М., Самуйленко А.Я., Гринь С.А., Неминущая Л.А. и др. 2017. Перспектива развития технологии производства микроводорослей. Вестник технологического университета, 20(14): 146–149.
- Шоман Н.Ю. 2020. Совместное действие света, температуры и обеспеченности азотом на скорость роста и содержание хлорофилла а у морских диатомовых водорослей. Дис. канд. биол. наук, Севастополь, 149 с.
Патенты по культивированию микроводорослей