Igor Fernandes 1.2 * și Rafael Pinto 1

1 Phytoalgae, LDA; São Martinho, Hotel Portugalia

2 Observatorul Oceanic din Madeira; Agenția regională pentru dezvoltarea tehnologiei și inovării cercetării, Portugalia

Igor Fernandesa, Observatorul Oceanic din Madeira; Agenția regională pentru dezvoltarea tehnologiei de cercetare și inovare, Funchal, Portugalia.

Data primirii: 01 iunie 2019; Data publicării: 14 iunie 2019

Cuvinte cheie:Adopţie; Culturi alimentare; Efect de mărime; Metaanaliza; Logit comandat; Tehnologie

Introducere

Microalgele (adică cianobacteriile procariote și microalgele eucariote) sunt o mare varietate de organisme unicelulare microscopice cu capacitatea de a converti energia solară în energie chimică prin fotosinteză [1,2]. Mai mult, această diversitate evolutivă și filogenetică înseamnă o mare diversitate din punctul de vedere al compoziției chimice a acestor organisme. Astfel, acest lucru le face extrem de atractive pentru exploatarea potențială și bioprospectarea ca surse comerciale a unei game largi de biomolecule (Tabelul 1) [2].

Tabelul 1: Aplicarea potențială a biocompușilor găsiți în biomasa microalgelor [7].

acizi

Dintre microalgele cele mai relevante din punct de vedere biotehnologic merită evidențiate algele verzi (Chlorophycea) Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis, Dunaliella salina și Cyanobacteria Spirulina maxima care sunt utilizate și comercializate pe scară largă, în principal ca suplimente nutritive pentru oameni și ca aditivi pentru hrana animalelor [1].

Microalgele sunt organisme cu creștere rapidă care ar putea produce o varietate de compuși cu diverse utilizări comerciale, și anume biodiesel și mai mulți compuși produși industrial [3-5]. Mai mult, acestea pot fi utilizate în producția de energie și pentru a obține o gamă largă de metaboliți, cum ar fi proteine, lipide, carbohidrați și minerale pentru sănătate, aditivi alimentari și furaje și produse cosmetice [1]. În prezent, microalge joacă un rol important în acvacultură, sunt utilizate în îmbunătățirea valorii nutriționale a alimentelor și hranei pentru animale datorită compoziției lor chimice și pot fi încorporate în produse cosmetice [1]. În plus, microalge sunt potrivite pentru utilizare în sănătatea umană, deoarece sunt o sursă de compuși bioactivi, cum ar fi acizii grași polinesaturați cu lanț lung (PUFA), steroli, zaharuri, pigmenți, carotenoizi, ficobiline și vitamine [1,2,6]. Mai mult, uleiurile de acizi grași polinesaturați sunt utilizate pentru a obține suplimente nutritive, în timp ce proteinele și pigmenții sunt importanți ca coloranți naturali și ca compuși care prezintă proprietăți bine dorite de industriile farmaceutice pentru tratarea anumitor boli [1,7]. Pe de altă parte, producția de hidrocarburi și acizi grași saturați și mononesaturați de către tulpini de microalge este adecvată pentru producția de biodiesel [4,8].

Spre deosebire de plantele terestre, microalga aduce mai multe avantaje, cum ar fi producția mai mare de biomasă în perioade mai scurte de timp, ceea ce aduce beneficii mari pentru sănătate, necesitatea unei cantități mai mici de apă și absența aplicării de fungicide, erbicide sau pesticide în timpul cultivării lor [3]. ]. Mai mult, din punct de vedere al mediului, microalge au un impact mare asupra reducerii gazelor cu efect de seră și, prin urmare, a scăderii încălzirii globale, deoarece producția de 1 kg de biomasă algală uscată consumă în jur de 1,83 kg de CO2 [3].

Importanța acizilor grași în sănătate

Microalgele marine sunt considerate o sursă regenerabilă de lipide bioactive cu o proporție mare de acizi grași polinesaturați (PUFA), care s-au dovedit a fi eficiente în prevenirea sau tratarea mai multor boli [1]. Microalgele prezintă un procent ridicat de lipide, în care reprezintă aproximativ 30-50% din greutatea totală a biomasei [7]. Sunt furnizori de PUFA cu lanț lung, cum ar fi acidul linolenic, acidul arahidonic, acidul eicosapentaenoic (EPA) și acidul docosahexaenoic (DHA) [2,9]. EPA și DHA sunt vitale pentru menținerea membranelor bio și a funcțiilor celulare (de exemplu, semnalizarea celulară), în timp ce proteinele sunt importante pentru metabolismul primar al microalgelor ca catalizatori biologici responsabili de reacții cruciale care au un efect asupra creșterii celulare [10-12].

PUFA, și anume PUFA omega 3, cum ar fi acidul α-linolenic (C18: 3n-3), EPA (C20: 5n-3), acid docosapentaenoic (DPA, C22: 5n-3) și DHA (C22: 6n-3), s-au dovedit a fi eficiente în prevenirea și tratamentul bolilor cardiovasculare, cancerului, diabetului de tip 2, tulburărilor inflamatorii intestinale, astmului, artritei, tulburărilor renale și ale pielii, depresiei și schizofreniei [1]. În plus, acizii grași esențiali și PUFA-urile cu lanț lung sunt cruciale ca componente esențiale ale membranelor biologice și precursori ai unei largi varietăți de molecule de semnalizare (de exemplu, leucotriene, eicosanoide și tromboxani), care sunt responsabile de răspunsuri fiziologice și patologice multiple [13- 15].

Fără a aduce atingere beneficiilor multiple oferite, oamenii nu au capacitatea de a sintetiza acești compuși, astfel încât aportul lor alimentar este crucial pentru sănătatea umană. Mai mult, cercetările privind relația dintre dietă și boli corelează aportul alimentar al acestor acizi grași cu prevenirea bolilor cardiovasculare și a cancerului, reducerea bolilor coronariene, reducerea hipertensiunii arteriale ușoare și ameliorarea simptomelor artritei reumatoide [6,13, 14.16].

Cunoașterea capacității uleiului bogat în PUFA din microalge fototrofe, care este relativ scump să crească, de a concura pe piață cu algele și ciupercile cultivate heterotrofic, precum și cu alte uleiuri bogate în PUFA, cum ar fi uleiul de pește, fie la fel de ridicat -suplimentele nutritive de valoare sau pe piața cu valoare mai mică ca înlocuitor al uleiului de pește în hrana animalelor nu sunt bine cunoscute [2]. În aceste condiții, natura „vegetală” a algelor poate fi un diferențiator de comercializare [2]. Pentru a îmbunătăți producția viitoare de uleiuri de alge și combinarea diverselor îmbunătățiri ale productivității lipidelor prin izolarea speciilor noi, selectarea tulpinilor, manipularea genetică și ingineria și/sau optimizarea condițiilor de cultură cu economia de scară este esențială [2].

Confirmare

Acest studiu a fost susținut de proiectul M1420-01-0247- FEDER-000023 al Institutului de Dezvoltare Empresarial da Madeira (IDE, IP-RAM).