Хлорелла
| Хлорелла | |
|---|---|
 | |
| Хлорелла обыкновенная | |
Научная классификация  | |
| (без рейтинга): | Зеленые растения |
| Разделение: | Хлорофита |
| Сорт: | Требуксиофицеи |
| Заказ: | Хлореллы |
| Семья: | хлорелловые |
| Род: | Хлорелла М. Бейеринк, 1890 г. |
| Разновидность | |
Хлорелла — род , объединяющий около тринадцати видов одноклеточных зеленых водорослей отдела Chlorophyta . Клетки сферической формы, от 2 до 10 мкм диаметром , без жгутиков . Их хлоропласты содержат зеленые фотосинтетические пигменты хлорофилл-а и -b . В идеальных условиях клетки хлореллы размножаются быстро, требуя только углекислого газа , воды , солнечного света и небольшого количества минералов . для размножения [1]
Название хлорелла происходит от греческого χλώρος, chlōros/khloros , 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 Кэлвин из Калифорнийского университета получил Нобелевскую премию по химии за исследование путей ассимиляции углекислого газа растениями с помощью хлореллы .
Хлореллу считали источником пищи и энергии, поскольку ее фотосинтетическая эффективность может достигать 8%. [2] что превышает аналогичный показатель других высокоэффективных культур, таких как сахарный тростник .
Таксономия
[ редактировать ]Хлорелла была впервые описана Мартинусом Бейеринком в 1890 году. С тех пор в пределах этого рода было описано более сотни таксонов. Однако биохимические и геномные данные показали, что многие из этих видов не были тесно связаны друг с другом, даже будучи помещенными в отдельный класс Chlorophyceae . Другими словами, форма хлореллы «зеленый шар», по-видимому, является продуктом конвергентной эволюции , а не естественным таксоном. [3] Идентификация хлореллоподобных водорослей только по морфологическим признакам обычно невозможна. [4]
Некоторые штаммы «Хлореллы», используемые в пищу, идентифицированы неправильно или соответствуют родам, которые были отнесены к настоящей хлорелле . Например, Heterochromella luteoviridis обычно известна как Chlorella luteoviridis, что больше не считается действительным названием. [5]
Как источник пищи
[ редактировать ]Когда хлорелла была впервые собрана, она была предложена в качестве недорогой белковой добавки к рациону человека. По данным Американского онкологического общества , «имеющиеся научные исследования не подтверждают его эффективность в профилактике или лечении рака или любых других заболеваний у людей». [6]
При определенных условиях выращивания хлорелла дает масла с высоким содержанием полиненасыщенных жиров — Chlorella minutissima дает эйкозапентаеновую кислоту , составляющую 39,9% от общего количества липидов. [7]
История
[ редактировать ]После глобальных опасений по поводу неконтролируемого роста численности населения в конце 1940-х и начале 1950-х годов, хлорелла рассматривалась как новый и многообещающий основной источник пищи и как возможное решение нынешнего мирового кризиса голода. Многие люди в то время думали, что голод станет серьезной проблемой, и видели в хлорелле способ положить конец этому кризису, предоставляя большое количество высококачественной еды по относительно низкой цене. [8]
Многие учреждения начали исследовать водоросли, в том числе Институт Карнеги , Фонд Рокфеллера , НИЗ , Калифорнийский университет в Беркли , Комиссию по атомной энергии и Стэнфордский университет . После Второй мировой войны многие европейцы голодали, и многие мальтузианцы объясняли это не только войной, но и неспособностью мира производить достаточно продовольствия для поддержки растущего населения. Согласно отчету ФАО за 1946 год , в 1960 году миру потребуется производить на 25–35% больше продовольствия, чем в 1939 году, чтобы не отставать от растущего населения, а для улучшения здоровья потребуется увеличение на 90–100%. [8] Поскольку производство мяса было дорогостоящим и энергоемким, нехватка белка также была проблемой. Одно только увеличение посевных площадей не позволит обеспечить достаточное питание населения. Министерство сельского хозяйства США подсчитало, что для того, чтобы прокормить население США к 1975 году, ему придется добавить 200 миллионов акров (800 000 км 2). 2 ) земли, но в наличии было только 45 миллионов. Одним из способов борьбы с нехваткой продовольствия в стране было увеличение земель, доступных для фермеров, однако американская граница и сельскохозяйственные угодья уже давно исчезли из-за торговли ради расширения и городской жизни. Надежды возлагались исключительно на новую сельскохозяйственную технику и технологии. В связи с этими обстоятельствами потребовалось альтернативное решение.
Чтобы справиться с предстоящим послевоенным демографическим бумом в США и других странах, исследователи решили использовать неразработанные морские ресурсы. Первоначальные испытания, проведенные Стэнфордским исследовательским институтом, показали, что хлорелла (при выращивании в теплых, солнечных и неглубоких условиях) может преобразовывать 20% солнечной энергии в растение, которое в высушенном виде содержит 50% белка. [8] Кроме того, хлорелла содержит жир и витамины. Эффективность фотосинтеза растения позволяет ему производить больше белка с единицы площади, чем любое другое растение. 2 ) хлореллы . Ферма [8] Пилотное исследование, проведенное в Стэнфорде и других местах, вызвало огромный резонанс со стороны журналистов и газет, но не привело 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. [8]
Когда были опубликованы предварительные результаты лабораторных исследований, научное сообщество сначала поддержало возможности хлореллы . Science News Letter высоко оценил оптимистичные результаты в статье под названием «Водоросли, чтобы накормить голодающих». Джон Берлью, редактор Института Карнеги в Вашингтоне книги , «Культура водорослей – от лаборатории к пилотному заводу », заявил: «Культура водорослей может удовлетворить очень реальную потребность». [9] который журнал Science News Letter превратил в «будущее население мира будет спасено от голода за счет производства улучшенных или образованных водорослей, родственных зеленой пене на прудах». На обложке журнала также была изображена Кембриджская лаборатория Артура Д. Литтла , которая, как предполагалось, была будущей пищевой фабрикой. Несколько лет спустя журнал опубликовал статью под названием «Завтрашний ужин», в которой говорилось: «Учёные не сомневаются в том, что фермы будущего на самом деле будут фабриками». Science Digest также сообщил, что «обыкновенная прудовая пена вскоре станет самой важной сельскохозяйственной культурой в мире». Однако за десятилетия, прошедшие с тех пор, как были сделаны эти заявления, водоросли не выращивались в таких больших масштабах.
Текущий статус
[ редактировать ]Поскольку растущая мировая продовольственная проблема в 1940-х годах 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. Хлорелла имеет лишь нишу на рынке для компаний, продвигающих ее в качестве пищевой добавки. [8]
Производственные трудности
[ редактировать ]
Экспериментальные исследования проводились в лабораториях, а не в полевых условиях.ученые обнаружили, что хлореллу производить будет гораздо сложнее, чем считалось ранее. На практике выращиваемые водоросли должны быть помещены либо в искусственное освещение , либо в тень, чтобы обеспечить максимальную эффективность фотосинтеза. Кроме того, чтобы хлорелла была такой продуктивной, как того требует мир, ее пришлось бы выращивать в газированной воде , что увеличило бы производственные затраты на миллионы. Для сбора урожая потребовался сложный процесс и дополнительные затраты, а чтобы хлорелла стала жизнеспособным источником пищи, ее клеточные стенки должны были быть измельчены. Растение могло реализовать свой питательный потенциал только в сильно модифицированных искусственных условиях. Другая проблема заключалась в разработке достаточно вкусных пищевых продуктов из хлореллы. [10]
Хотя производство хлореллы выглядело многообещающим и требовало творческих технологий, до сих пор оно не выращивалось в тех масштабах, которые предсказывали некоторые. Он не продавался в масштабах спирулины , соевых продуктов или цельнозерновых продуктов. Затраты оставались высокими, а хлорелла по большей части продавалась как здоровая пища, косметика или корм для животных . [10] После десятилетия экспериментов исследования показали, что после воздействия солнечного света хлорелла улавливает всего 2,5% солнечной энергии, что не намного лучше, чем у обычных сельскохозяйственных культур. [8] В 1960-х годах ученые 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. [8]
Использование для снижения выбросов углекислого газа и производства кислорода.
[ редактировать ]В 1965 году российский CELSS эксперимент BIOS-3 установил, что 8 м 2 подвергшейся воздействию хлореллы может удалить углекислый газ и заменить кислород в герметичной среде для одного человека. Водоросли выращивали в чанах при искусственном освещении. [11]
Пищевая добавка
[ редактировать ]
Хлореллу употребляют в качестве пищевой добавки . Производители продуктов с хлореллой ложно утверждают, что она якобы оказывает воздействие на здоровье. [12] включая способность лечить рак, [13] в отношении которого Американское онкологическое общество заявило, что «имеющиеся научные исследования не подтверждают его эффективность в профилактике или лечении рака или любых других заболеваний у людей». [13] США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов выпустило предупреждающие письма компаниям, производящим добавки, за ложную рекламу пользы для здоровья от употребления продуктов с хлореллой, как, например, одна компания в октябре 2020 года. [14]
Исследования на животных подтверждают способность хлореллы детоксицировать инсектициды . Cholerella protothecoides ускорила детоксикацию крыс, отравленных хлордеконом , стойким инсектицидом, уменьшив период полураспада токсина с 40 до 19 дней. [15] Проглоченные водоросли прошли через желудочно-кишечный тракт невредимыми, прервали кишечную рециркуляцию стойкого инсектицида и впоследствии вывели связанный хлордекон с фекалиями.
Проблемы со здоровьем
[ редактировать ]Исследование 2002 года показало, что хлореллы клеточные стенки содержат липополисахариды — эндотоксины, обнаруженные в грамотрицательных бактериях , которые влияют на иммунную систему и могут вызывать воспаление . [16] [17] [18] Однако более поздние исследования показали, что липополисахариды в организмах, отличных от грамотрицательных бактерий, например, в цианобактериях, значительно отличаются от липополисахаридов в грамотрицательных бактериях. [19]
См. также
[ редактировать ]
- Цикл Кальвина
- Список неэффективных методов лечения рака
- Куорн (пищевой продукт) : изготовлен из микопротеина.
- Союз-28 — космический полет 1978 года, в ходе которого проводились эксперименты с хлореллой.
- Спирулина (пищевая добавка)
- Хлореллез — заболевание, вызываемое инфекцией хлореллы .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шеффлер, Джон (3 сентября 2007 г.). «Подводные места обитания» . Просвещение . 9 (4).
- ^ Зелич, И. (1971). Фотосинтез, фотодыхание и продуктивность растений . Академическая пресса . п. 275.
- ^ Криниц, Лотар; Хасс, Волкер А.Р.; Бок, Кристина (2015). « Хлорелла : 125 лет зеленого выживальщика». Тенденции в науке о растениях . 20 (2): 67–69. Бибкод : 2015TPS....20...67K . doi : 10.1016/j.tplants.2014.11.005 . ПМИД 25500553 .
- ^ Мэтьюз, Робин (2016). «Пресноводные водоросли северо-запада Вашингтона, Том II, Chlorophyta и Rhodophyta». Коллекция книг и монографий открытого доступа . Университет Западного Вашингтона. doi : 10.25710/fctx-n773 .
- ^ Шампенуа, Дженнифер; Марфаинг, Элен; Пьер, Ронан (2015). «Обзор таксономического пересмотра хлореллы и последствий ее использования в пищевых продуктах в Европе». Журнал прикладной психологии . 27 (5): 1845–1851. Бибкод : 2015JAPco..27.1845C . дои : 10.1007/s10811-014-0431-2 . S2CID 254605212 .
- ^ «Хлорелла» . Американское онкологическое общество . 29 апреля 2011 года. Архивировано из оригинала 5 сентября 2013 года . Проверено 23 августа 2013 г.
- ^ Ёнманичай, Ж; Уорд, ОП (1991). «Рост производства жирных кислот омега-3 Phaeodactylum tricornutum в различных условиях культивирования» . Прикладная и экологическая микробиология . 57 (2): 419–25. Бибкод : 1991ApEnM..57..419Y . дои : 10.1128/АЕМ.57.2.419-425.1991 . ПМК 182726 . ПМИД 2014989 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Беласко, Уоррен (июль 1997 г.). «Бургеры из водорослей для голодного мира? Взлет и падение кухни хлореллы». Технологии и культура . 38 (3): 608–34. дои : 10.2307/3106856 . JSTOR 3106856 . S2CID 109494408 .
- ^ Берлью, Джон, изд. (1953). Культура водорослей – от лаборатории до опытного завода . Институт Карнеги в Вашингтоне. п. 6. ISBN 978-0-87279-611-9 .
- ^ Jump up to: а б Беккер, EW (2007). «Микроводоросли как источник белка». Достижения биотехнологии . 25 (2): 207–10. doi : 10.1016/j.biotechadv.2006.11.002 . ПМИД 17196357 .
- ^ «Российские исследования CELSS» . Космические колонии . ПОСТОЯННЫЙ . Проверено 24 июня 2024 г.
- ^ Солнечная хлорелла, Становясь зеленой изнутри - LA Sentinel
- ^ Jump up to: а б «Хлорелла» . Американское онкологическое общество . 29 апреля 2011 года. Архивировано из оригинала 5 сентября 2013 года . Проверено 13 сентября 2013 г.
- ^ Уильям А. Коррелл (20 октября 2020 г.). «Предупреждающее письмо FDA компании ForYou Inc» . Инспекции, соблюдение требований, правоприменение и уголовные расследования, Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . Проверено 9 марта 2021 г.
- ^ Поре, Р. Скотт (1984). «Детоксикация крыс, отравленных хлордеконом, с помощью хлореллы и спорополленина, полученного из хлореллы» . Лекарственная и химическая токсикология . 7 (1): 57–71. дои : 10.3109/01480548409014173 . ISSN 0148-0545 . ПМИД 6202479 .
- ^ Сасик, Роман (19 января 2012 г.). «Троянские кони хлореллы «суперпродукт» » . Робб Вольф.
- ^ Армстронг, ПБ; Армстронг, Монтана; Парди, РЛ; Чайлд, А; Уэйнрайт, Н. (2002). «Иммуногистохимическая демонстрация липополисахарида в клеточной стенке эукариота, зеленой водоросли хлореллы». Биологический вестник . 203 (2): 203–4. дои : 10.2307/1543397 . JSTOR 1543397 . ПМИД 12414578 .
- ^ Цинь, Лия; У, Сюэфэй; Блок, Мишель Л.; Лю, Юйсинь; Бриз, Джордж Р.; Хонг, Джау-Шёнг; Кнапп, Дарин Дж.; Крюс, Фултон Т. (2007). «Системный ЛПС вызывает хроническое нейровоспаление и прогрессирующую нейродегенерацию» . Глия . 55 (5): 453–62. дои : 10.1002/glia.20467 . ПМЦ 2871685 . ПМИД 17203472 .
- ^ Стюарт, Ян; Шлютер, Филип Дж; Шоу, Глен Р. (2006). «Цианобактериальные липополисахариды и здоровье человека – обзор» . Гигиена окружающей среды: научный источник глобального доступа . 5 (1): 7. Бибкод : 2006EnvHe...5....7S . дои : 10.1186/1476-069X-5-7 . ПМЦ 1489932 . ПМИД 16563160 .
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
