Хлорелла -Chlorella
| Хлорелла | |
|---|---|
|
|
| Хлорелла обыкновенная | |
Научная классификация 
|
|
| (без рейтинга): | Виридипланты |
| Тип: | Хлорофита |
| Класс: | Trebouxiophyceae |
| Порядок: | Хлореллы |
| Семья: | Chlorellaceae |
| Род: |
Хлорелла Бейеринк, 1890 г. |
| Разновидность | |
Chlorella - это род, состоящий из примерно тринадцати видов одноклеточных зеленых водорослей, принадлежащих к подразделению Chlorophyta . Клетки имеют сферическую форму, примерно от 2 до 10 мкм в диаметре, без жгутиков . Их хлоропласты содержат зеленые фотосинтетические пигменты хлорофилл-а и -b . В идеальных условиях клетки хлореллы быстро размножаются, для размножения требуется только углекислый газ , вода , солнечный свет и небольшое количество минералов .
Название Хлорелла происходит от греческого χλώρος, chlōros / khlōros , что означает зеленый, и латинского уменьшительного суффикса ella , что означает маленький. Немецкий биохимик и клеточный физиолог Отто Генрих Варбург , удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1931 году за исследования клеточного дыхания , также изучал фотосинтез хлореллы . В 1961 году Мелвин Кальвин из Калифорнийского университета получил Нобелевскую премию по химии за свои исследования путей ассимиляции углекислого газа в растениях с использованием хлореллы .
Хлорелла считается источником пищи и энергии, поскольку ее фотосинтетическая эффективность может достигать 8%, что превышает эффективность других высокоэффективных культур, таких как сахарный тростник .
Как источник пищи
Хлорелла является источником пищи, потому что она богата белком и другими важными питательными веществами; в сушеном виде это около 45% белка , 20% жира , 20% углеводов , 5% клетчатки и 10% минералов и витаминов . Сейчас его выращивают в больших искусственных круглых прудах, используя методы массового производства. Он обычно используется в качестве суперпродукта и может быть использован в некоторых коктейлях на жидкой основе.
При первом сборе хлорелла предлагалась в качестве недорогой белковой добавки к рациону человека. Защитники иногда сосредотачиваются на других предполагаемых преимуществах водорослей для здоровья, таких как контроль веса , профилактика рака и поддержка иммунной системы . По данным Американского онкологического общества , «доступные научные исследования не подтверждают его эффективность для предотвращения или лечения рака или любого другого заболевания у людей».
При определенных условиях выращивания хлорелла дает масла с высоким содержанием полиненасыщенных жиров - хлорелла minutissima дает 39,9% эйкозапентаеновой кислоты от общего количества липидов.
Некоторые компании, производящие хлореллу для коммерческого использования в пищу, включают TerraVia (ранее Solazyme) и Allma.
История
Вслед за глобальными опасениями по поводу неконтролируемого роста численности населения в конце 1940-х - начале 1950-х годов хлорелла рассматривалась как новый и многообещающий основной источник пищи и возможное решение нынешнего мирового голодающего кризиса. Многие люди в то время думали, что голод будет огромной проблемой, и рассматривали хлореллу как способ положить конец этому кризису, давая большое количество высококачественной еды по относительно низкой цене.
Многие учреждения начали исследовать водоросли, в том числе Институт Карнеги , Фонд Рокфеллера , Национальный институт здравоохранения , Калифорнийский университет в Беркли , Комиссию по атомной энергии и Стэнфордский университет . После Второй мировой войны многие европейцы голодали, и многие мальтузианцы связывали это не только с войной, но и с неспособностью мира производить достаточно еды, чтобы прокормить растущее население. Согласно отчету ФАО за 1946 год, в 1960 году миру потребуется производить на 25-35% больше продуктов питания, чем в 1939 году, чтобы не отставать от роста населения, в то время как для улучшения здоровья потребуется увеличение на 90-100%. Поскольку производство мяса было дорогостоящим и энергоемким, дефицит белка также был проблемой. Само по себе увеличение посевных площадей будет способствовать обеспечению населения адекватным питанием. USDA подсчитали , что, чтобы накормить население США к 1975 году, она должна была бы добавить 200 миллионов акров (800 000 км ²) земли, но только 45 миллионов были доступны. Одним из способов борьбы с нехваткой продовольствия в стране было увеличение площади земли, доступной для фермеров, однако американские границы и сельскохозяйственные угодья давно исчезли из-за торговли ради расширения и городской жизни. Надежды возлагались исключительно на новую сельскохозяйственную технику и технологии. Из-за этих обстоятельств потребовалось альтернативное решение.
Чтобы справиться с надвигающимся послевоенным демографическим бумом в Соединенных Штатах и в других странах, исследователи решили использовать неэксплуатируемые морские ресурсы. Первоначальные испытания, проведенные Стэнфордским научно-исследовательским институтом, показали, что хлорелла (при выращивании в теплых, солнечных и неглубоких условиях) может преобразовывать 20% солнечной энергии в растение, которое при сушке содержит 50% белка. Кроме того, хлорелла содержит жир и витамины. Фотосинтетическая эффективность растения позволяет ему производить больше белка с единицы площади, чем любое растение - один ученый предсказал, что 10 000 тонн белка в год можно будет производить всего лишь с 20 рабочими, работающими на ферме с хлореллой площадью 1000 акров (4 км 2 ) . Пилотные исследования, проведенные в Стэнфорде и других местах, вызвали огромный резонанс со стороны журналистов и газет, но не привели к крупномасштабному производству водорослей. Хлорелла казалась жизнеспособным вариантом из-за технологических достижений в сельском хозяйстве того времени и широкого признания, которое она получила от экспертов и ученых, изучавших ее. Исследователи водорослей даже надеялись добавить нейтрализованный порошок хлореллы в обычные пищевые продукты, чтобы обогатить их витаминами и минералами.
Когда были опубликованы предварительные лабораторные результаты, научное сообщество сначала поддержало возможности хлореллы . Science News Letter высоко оценил оптимистичные результаты в статье под названием «Водоросли, чтобы накормить голодающих». Джон Берлью, редактор книги « Культура водорослей - от лаборатории до экспериментального завода» Вашингтонского института Карнеги , заявил: «Культура водорослей может удовлетворить очень реальную потребность», что превратилось в Science News Letter в «будущие популяции мира будут сохранены. от голода из-за производства улучшенных или образованных водорослей, связанных с зеленой пеной на прудах ". На обложке журнала также была изображена Кембриджская лаборатория Артура Д. Литтла , которая предположительно была будущей пищевой фабрикой. Несколько лет спустя в журнале была опубликована статья под названием «Ужин завтрашнего дня», в которой говорилось: «Ученые не сомневаются в том, что фермы будущего действительно будут фабриками». Science Digest также сообщает, что «прудовая нечистота скоро станет самой важной сельскохозяйственной культурой в мире». Однако за десятилетия, прошедшие с тех пор, как были сделаны эти заявления, водоросли не выращивались в таких масштабах.
Текущий статус
Поскольку растущая мировая продовольственная проблема 1940-х годов была решена за счет повышения урожайности и других достижений в традиционном сельском хозяйстве, хлорелла не вызвала такого общественного и научного интереса, как в 1940-х годах. У хлореллы есть только ниша на рынке для компаний, продвигающих ее в качестве пищевой добавки.
Производственные трудности
Экспериментальные исследования проводились в лабораториях, а не в полевых условиях, и ученые обнаружили, что производство хлореллы будет намного сложнее, чем считалось ранее. Чтобы быть практичным, выращенные водоросли должны быть помещены либо в искусственный свет, либо в тень, чтобы обеспечить максимальную фотосинтетическую эффективность. Кроме того, чтобы хлорелла была такой продуктивной, как того требует мир, ее нужно было бы выращивать в газированной воде , что увеличило бы стоимость производства на миллионы. Для сбора урожая требовался сложный процесс и дополнительные затраты, а для того, чтобы хлорелла стала жизнеспособным источником пищи, ее клеточные стенки должны быть измельчены. Растение могло достичь своего питательного потенциала только в сильно модифицированных искусственных условиях. Еще одна проблема заключалась в разработке достаточно вкусных пищевых продуктов из хлореллы.
Хотя производство хлореллы выглядело многообещающим и предполагало использование творческих технологий, на сегодняшний день его выращивание не достигло тех масштабов, которые некоторые предсказывали. Он не продавался в масштабе спирулины , соевых продуктов или цельного зерна. Затраты оставались высокими, и хлорелла по большей части продавалась как здоровая пища, для косметики или в качестве корма для животных . После десятилетия экспериментов исследования показали, что после воздействия солнечного света хлорелла улавливает только 2,5% солнечной энергии, что ненамного лучше, чем у обычных культур. Ученые в 1960-х годах также обнаружили, что хлорелла не может перевариваться людьми и другими животными в ее естественном состоянии из-за жестких клеточных стенок, инкапсулирующих питательные вещества, что создавало дополнительные проблемы для ее использования в американском производстве продуктов питания.
Использование в восстановлении двуокиси углерода и производстве кислорода
В 1965 году российский эксперимент CELSS BIOS-3 определил, что 8 м 2 подвергшейся воздействию хлореллы могут удалять углекислый газ и заменять кислород в закрытой среде для одного человека. Водоросли выращивали в чанах при искусственном освещении.
Диетическая добавка
Хлорелла употребляется как пищевая добавка . Производители хлореллы продукции ложно утверждают , что он якобы последствия для здоровья, включая способность лечить рак, для которых Американское общество рака заявил , что «имеющиеся научные исследования не поддерживают ее эффективность для профилактики или лечения рака или любого другого заболевания у людей». Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США выпустило предупреждающие письма для компаний, производящих пищевые добавки, за ложную рекламу преимуществ для здоровья от потребления продуктов с хлореллой, например, одной компании в октябре 2020 года.
Проблемы со здоровьем
Исследование 2002 года показало, что клеточные стенки хлореллы содержат липополисахариды , эндотоксины, обнаруженные в грамотрицательных бактериях, которые влияют на иммунную систему и могут вызывать воспаление . Однако более поздние исследования показали, что липополисахариды в организмах, отличных от грамотрицательных бактерий, например в цианобактериях, значительно отличаются от липополисахаридов в грамотрицательных бактериях.
Аквариум
Хлорелла может быть вредным организмом в пресноводных аквариумах.
Смотрите также
- Цикл Кальвина
- Список неэффективных методов лечения рака
- Куорн (пищевой продукт) : сделан из микопротеина
- Союз 28 , космический полет 1978 года, включающий эксперименты с хлореллой
- Спирулина (пищевая добавка)
- Хлореллез - заболевание, вызванное инфекцией хлореллы .