Водорості

Водорості використовуються, в основному, для одержання білка. Досить перспективні щодо цього культури одноклітинних водоростей, зокрема високопродуктивних штамів роду Chlorella й Scenedesmus. Їхня біомаса після відповідної обробки використовується як добавка в раціони худоби, а також у харчових цілях.

Одноклітинні водорості вирощують в умовах м'якого теплого клімату (Середня Азія, Крим) у відкритих басейнах зі спеціальним поживним середовищем. Наприклад, за теплий період року (6 – 8 місяців) можна одержати 50 – 60 т біомаси хлорели з 1 га, тоді як одна із самих високопродуктивних трав – люцерна дає з тієї ж площі тільки 15 – 20 т урожаю.

Хлорела містить близько 50% білка, а люцерна – лише 18%. У цілому в перерахуванні на 1 га хлорела утворює 20 – 30 т чистого білка, а люцерна – 2 – 3,5 т. Крім того, хлорела містить 40% вуглеводів, 7 – 10% жирів, вітаміни А (в 20 разів більше), B₂, К, РР і багато мікроелементів. Варіюючи склад поживного середовища можна процеси біосинтезу в клітинах хлорели зрушити убік нагромадження або білків, або вуглеводів, а також активувати утворення тих або інших вітамінів.

При завоюванні племен майя місіонерами описувався випадок, коли іспанці біля півтора року осаджували фортецю на вершині гори. Природно, що всі продукти давно повинні були скінчитися, однак фортеця не здавалася. Коли ж вона була нарешті взята, то іспанці з подивом побачили в ній невеликі ставки, де культивувалися одноклітинні водорості, з яких індіанці готували особливий сир. Іспанці спробували його й знайшли досить приємним на смак. Однак це було вже після того, як іспанці знищили абсолютно всіх захисників і секрет племені був загублений. У наш час робилися спроби визначити цей вид водоростей, з яких готувався сир, але вони не увінчалися успіхом.

У їжу вживають не менше 100 видів макрофітних водоростей як у країнах Європи й Америки, так й особливо на Сході. З них виготовляють багато різноманітних блюд, у тому числі дієтичних, салатів, приправ. Їх подають у вигляді зацукрованих шматочків, своєрідних цукерок, з них варять варення, роблять желе, добавки до тіста й багато чого іншого. У магазині можна купити консерви з морської капусти – ламінарії далекосхідних або північних морів. Її консервують із м'ясом, рибою, овочами, рисом, уживають при готуванні супів й ін. Вона поряд з мікроводорістю хлорелою є самою популярною їстівною й кормовою водорістю.

Відомі й інші їстівні макрофітні водорості – ульва, з якої роблять різні зелені салати, а також аларія, порфіра, родименія, хондрус, ундарія й ін. У Японії продукти, які одержують із ламінарієвих, називають «комбу», і для того, щоб їх смачно приготувати, існує більше десятка способів.

У цілому ряді країн водорості використовують як досить корисну вітамінну добавку до кормів для сільськогосподарських тварин. Їх додають до сіна або дають як самостійний корм для корів, коней, овець, кіз, домашнього птаха у Франції, Шотландії, Швеції, Норвегії, Ісландії, Японії, Америці, Данії й на півночі Росії. Тваринам згодовують у вигляді добавки також біомасу вирощуваних мікроводоростей (хлорела, сценедесмус, дуналієлла й ін.).

Гідролізати білка зеленої водорості Scenedesmus використовуються в медицині й косметичній промисловості. В Ізраїлі на дослідних установках проводяться експерименти із зеленою одноклітинною водорістю Dunaliella bardawil, яка синтезує гліцерин. Ця водорість відноситься до класу рівноджгутикових і схожа на хламідомонаду. Dunadiella може рости й розмножуватися в середовищі із широким діапазоном вмісту солі: і у воді океанів, і в майже насичених сольових розчинах Мертвого моря. Вона накопичує вільний гліцерин, щоб протидіяти несприятливому впливу високих концентрацій солей у середовищі, де вона росте. При оптимальних умовах і високому вмісті солі на частку гліцерину доводиться до 85% сухої маси клітин. Для росту цим водоростям необхідні: морська вода, вуглекислий газ і сонячне світло. Після переробки ці водорості можна використати як корм для тварин, тому що в них немає неперетравлюваної клітинної оболонки, властивої іншим водоростям. Вони також містять значну кількість β-каротину. Таким чином, культивуючи цю водорість, можна одержувати гліцерин, пігмент і білок, що досить перспективно з економічної точки зору.

Поряд з кормами водорості давно застосовують у сільському господарстві як добрива. Біомаса збагачує ґрунт фосфором, калієм, йодом і значною кількістю мікроелементів, поповнює також її бактеріальну, у тому числі азотфіксуючу, мікрофлору. При цьому в ґрунті водорості розкладаються швидше, ніж гнойові добрива, і не засмічують її насінням бур'янів, личинками шкідливих комах, спорами фітопатогенних грибів.

Одним із самих найпоширеніших продуктів, які одержують із червоних водоростей, є агар – полісахарид, присутній у їхніх оболонках і складається з агарози й агаропектину. Кількість його доходить до 30 – 40% від маси водоростей (водорості лауренція й грацилярія, гелідіум). Водорості – єдине джерело одержання агару, агароїдів, каррагініну, альгінатів. У світі в 1980 р. було отримано 7 тис. т агару, 222 тис. т альгінатів, 10 тис. т каррагініну. У нашій країні основним джерелом агару є червона водорість анфельція.

Бурі водорості є єдиним джерелом одержання речовин – солей альгінової кислоти, альгінатів. Альгінова кислота – лінійний гетерополісахарид, побудований зі зв'язаних залишків β-Д-мануронової й α-L-гіалуронової кислот.

Альгінати винятково широко застосовуються в народному господарстві. Це виготовлення високоякісних мастил для тертьових деталей машин, медичні й парфумерні мазі й креми, синтетичні волокна й пластики, стійкі до будь-якої погоди лакофарбові покриття, тканини що не вицвітають згодом, виробництво шовку, клеючих речовин винятково сильної дії, будівельних матеріалів, харчові продукти відмінної якості – фруктові соки, консерви, морозиво, стабілізатори розчинів, брикетування палива, ливарне виробництво й багато чого іншого. Альгінат натрію – найбільш використовувана сполука – здатна поглинати до 300 масових одиниць води, утворюючи при цьому гелеві розчини.

Бурі водорості багаті досить корисною сполукою – шестиатомним спиртом маннітом, що з успіхом застосовують у харчовій промисловості, фармацевтиці, при виробництві паперу, фарб, вибухівки й ін. Бурі водорості найближчим часом планується використовувати для одержання біогазу. Каллусні культури макрофітних водоростей можуть бути використані далі в різних напрямках. У випадку, якщо вони отримані від агарофітів, можна безпосередньо одержувати з них агар.

Каллусні культури харчових макрофітних водоростей, наприклад ламінарієвих, можуть у перспективі використовуватися для одержання білка, що безпосередньо йде в їжу й у харчові добавки, а також у корми сільськогосподарських тварин. Суспензовані культури макрофітних водоростей відкривають у перспективі можливості використання їх як трофічну ланку в марикультурі. Вони могли б також виступати як партнер у штучно створюваних рослинних асоціаціях, учасники яких мають корисні властивості. Культури екзометаболітів, які виділяються клітинами, характерні для вихідного виду водорості, будуть становити основу трофічного обміну при вдалому підборі партнерів у рослинній асоціації або комплексі марикультури. Необхідно відзначити, що при відсутності токсичної й антагоністичної дії сполук у природних умовах існують різноманітні й численні природні асоціації, які наприклад, повсюдно зустрічаються – комплекси водоростей і бактерій.