Radom dnia 29.11.2006

Wykorzystanie glonów w badaniach naukowych

i gospodarce człowieka

Katarzyna Kiraga

Początki algologii, jako dziedziny naukowej zajmującej się tymi organizmami, datuje się od połowy XIX w., jednak badaniem i wytwarzaniem preparatów algowych do rozmaitych celów naukowcy zaczęli zajmować się stosunkowo niedawno.

Ciało alg stanowi jednorodna lub zbudowana z mało zróżnicowanych komórek plecha o wielkości od kilku mikronów do dziesiątek metrów, często przybierająca kształt przypominający liście lub łodygi służące do pochłaniania pokarmu z otoczenia oraz korzeń mocujący roślinę do podłoża.

Algi żyją we wszystkich strefach geograficznych, ale ich największe okazy występują na półkuli północnej, gdzie rocznie wydobywa się ich ok. 1,5 mln t. Organizmy te żyją zarówno w wodach słodkich, jak słonych; chłodnych i ciepłych. Do najczęściej wydobywanych i wykorzystywanych alg należą:

• zielenice - zawierające zielony chlorofil, żółty ksantofil i pomarańczowy karoten (obfituje w nie m.in. Bałtyk),

• krasnorosty - z czerwoną fikoerytryną, niebieską fikocyjaniną i zielonym chlorofilem,

• brunatnice - z ciałkami barwnikowymi wypełnionymi obok chlorofilu i ksantofili, brunatną fukoksantyną.

Glony pełnią następujące role w gospodarce człowieka:

• mogą być pokarmem. Dla ludzi są uznawane za przysmak (szczególnie krasnorosty i brunatnice), a jednocześnie są źródłem witamin, jodu, boru, miedzi, soli potasowych i sodowych. Wykorzystuje się je jako pokarm w gospodarce rybnej i hodowli zwierząt (listownica, morszczyn)

• napowietrzają, mineralizują, a jako nawóz wzbogacają glebę w próchnicę,

• są stosowane w medycynie do produkcji:

· waty alginowej (brunatnice),

· ziół zawierających jod (morszczyn),

· substancji żelującej, czyli agaru (z krasnorostów),

· antybiotyków (chlorella),

· witamin grupy B,

· substancji bakteriobójczych,

• znajdują zastosowanie w postaci agaru w piekarnictwie, cukiernictwie, przemyśle papierniczym fermentacyjnym i spożywczym,

Agar-agar

Żelująca substancja otrzymywana z czerwonych alg morskich, występuje w postaci proszku, płatków i sprasowanych bloków.

• są wykorzystywane w badaniach wód jako wskaźniki stopnia zanieczyszczenia np. chlorella,

• znajdują swoje zastosowanie w kosmetyce, gdyż mają zdolność do zmiękczania stwardniałych struktur i obszarów ciała, alkalizują krew i usuwają toksyny, nawilżają suchość i transformują flegmę, działają moczopędnie i pomagają usuwać pozostałości radioaktywnych elementów z organizmu, poprawiają przemianę wody w organizmie, ułatwiając równocześnie usuwanie obrzęków oraz zmniejszają stężenie cholesterolu we krwi. Ekstrakty alg stosuje się w szamponach i odżywkach do włosów ponieważ mają działanie regenerujące, w kremach i płynach do golenia (chronią skórę przed podrażnieniami). Są wykorzystywane w kosmetykach do pielęgnacji cery tłustej, trądzikowej (kremy, toniki), balsamach do ciała, kremach do masażu, w preparatach do kąpieli. Glony działają korzystnie także na skórę suchą i starzejącą się.

Niektóre glony morskie są uprawiane i podawane jako pasza dla bydła (w krajach nadmorskich jak np. Norwegia, Szwecja). Pasza glonowa dla bydła jest bardzo odżywcza, bogata w witaminy. Glony morskie są również wykorzystywane jako zielony nawóz pod ziemniaki, buraki, dynie. Ogromna większość glonów nadaje się na pokarm dla ludzi, nie wszystkie jednak odpowiadają naszym wymaganiom smakowym. Odpowiednia amortyzacja może korzystnie wpłynąć na smak.

Plon jednokomórkowego glonu zwanego chlorellą jest dziesięć razy większy od plonu roślin lądowych zbieranych z tej samej powierzchni. Komórki chlorelli zawierają bardzo dużo białka, zawierają tez tłuszcze i witaminy.

W Japonii produkuje się pasty z wysuszonych glonów, które oddaje się do wyrobów cukierniczych. W celu zwiększania ich wartości odżywczych używa się ich do różnego rodzaju galaretek, lodów, kremów.

W większości krajów wysoko rozwiniętych obszar wykorzystania glonów wciąż jest traktowany z rezerwą. Dlatego algi, które dostarczają wielu cennych związków chemicznych, znalazły zastosowanie przede wszystkim w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym.

A także w Przemyśle tekstylnym używa się kwasu alginowego do impregnacji tkanin, (aby były nieprzemakalne) oraz do utrwalania barw. Natomiast papierniczy wykorzystuje kwas ten do produkcji kartonu i tektury.

Jednak już wkrótce może okazać się, że ten wcale niemały obszar zastosowań glonów zostanie znacznie powiększony, jeżeli potwierdzą się nadzieje ich wykorzystania w energetyce i przemyśle do oczyszczania spalin i produkcji biopaliw.

Rośliny te odznaczają się bowiem cenną własnością pochłaniania tlenków azotu i węgla z wydzielaniem czystego tlenu i azotu oraz przydatnych produktów ubocznych. Proces ten przebiega w ramach fotosyntezy stanowiącej podstawę metabolizmu roślin. Od kilkudziesięciu lat naukowcom znana jest zdolność absorpcji zanieczyszczeń gazowych przez niektóre glony. Amerykański Departament Energetyki prowadził od końca lat 80. XX w. badania, które wykazały przydatność ponad 300 gatunków tych glonów dla powyższego celu. Jednak realizację takiego przedsięwzięcia na skalę przemysłową od samego początku uniemożliwiały trudności natury logistycznej i ekonomicznej.

Z powodu silnej zależności intensywności metabolizmu alg od nasłonecznienia, dotychczas projektowane układy oczyszczania spalin na bazie tych organizmów były z konieczności zbyt złożone i kosztowne dla większych aplikacji. W praktyce układy te przybierały kształt dużych, płytkich zbiorników wyposażonych w złożone instalacje pompowe i filtrujące lub też były zamkniętymi bioreaktorami o nie mniej skomplikowanej budowie i wysokich kosztach eksploatacji. W obu koncepcjach nie udało się rozwiązać w zadowalający sposób problemu optymalnego nasłonecznienia całej objętości glonów, a także ich dostarczania i usuwania do i z instalacji.

Milowego postępu na drodze do opanowania technologii oczyszczania spalin za pomocą alg dokonały badania prowadzone przez amerykańskiego lidera w tym zakresie, firmę GreenFuel Technologies Corporation. Technologia opracowana przez tą firmę umożliwia zamianę gazowych zanieczyszczeń na wysokokaloryczną biomasę o wielorakich zastosowaniach, m.in. jako biopaliwo, składnik pokarmów, surowiec dla przemysłu chemicznego i farmaceutycznego, a także do wytwarzania wodoru.

Wysuszone pozostałości glonów można dodawać do węgla jako cenny składnik o charakterze paliwa odnawialnego. Wynalazek firmy GreenFuel nie wytwarza szkodliwych substancji ubocznych i nie wymaga uzdatniania wody technologicznej.

Na zakończenie należy wspomnieć o pewnych nietypowych formach glonów i o ich stosunkach w biosferze. Część glonów bezbarwnych to gatunki przez całe swoje życie będące saprofitami, część jednak to organizmy, które mogą mieć barwniki asymilacyjne.

Drugą bardzo specjalną grupę stanowią glony pasożytnicze, atakujące rośliny i zwierzęta, często będące przyczyną chorób

Glony są bardzo cenionym dodatkiem w kuchni.

Glony są jednym z najzdrowszych pokarmów na świecie, zawierają mikroelementy i minerały wody morskiej, takie jak Wapń, Potas, Magnez, Sod, Fosfor, Jod, Żelazo, Cynk, Mangan , Miedź. Mają też niesamowitą zdolność gromadzenia ich we własnym wnętrzu w najbardziej przyswajalnej formie, zasymilowane już przez organizm roślinny. Zawierają także witaminy A, B1, B2, B6, B9, C. 5gram glonów zaspokaja zapotrzebowanie organizmu na węglowodany, witaminy i minerały.

---