جلبک چیست؟ انواع و کاربردهای جلبک

آخرین بروزرسانی: 13 اسفند 1398
شما اینجا هستید:
میانگین زمان مطالعه: 23 دقیقه

جلبک چیست؟

جلبک یا گاوآب به موجودات گیاه مانند آبی می‌گویند. جلبک‌ها گیاه نیستند بلکه از سلسله آغازیان می‌باشند. آنها نزدیک یا داخل آب زندگی می‌کنند و ریشه حقیقی ندارند.[1] علم جلبک‌شناسی را فیکولوژی می‌نامند که از واژه یونانی فیکوز به معنی علف هرز دریایی آمده است. شناسایی جلبک‌ها به‌صورت علمی ظاهراً از اواسط قرن هجدهم شروع شده است.[2] واژه جلبک نیز از دو بخش درست شده ‌است: جل + بک، بخش نخست به معنی پوشش یا پارچه و بخش دوم به معنی قورباغه، پس معنی واژگانی جلبک، جامه یا پناهگاه قورباغه می‌تواند باشد.

جلبک‌ها ساده‌ترین موجودات واجد کلروفیل هستند. سه تفاوت عمده بین جلبک‌ها و گیاهان عالی وجود دارد: اولاً جلبک‌ها فاقد ریشه، ساقه و برگ‌ هستند، ثانیاً در اطراف اندام‌ها یا ساختارهای زایشی جلبک‌ها یاخته‌های محافظ وجود ندارد، ثالثاً جنین در جلبک‌ها دیده نمی‌شود. جلبک‌ها در طبیعت در محیط‌های گوناگون یافت می‌شوند اما آب، محیطی است که بیشترین جلبک‌ها را در خود جای داده است.[3]

جلبک

 

در سطح خاک‌های مرطوب نیز تعداد بسیار زیادی جلبک یافت می‌شود. بخش‌های هوایی درختان و همچنین سنگ‌ها و صخره‌ها محل‌های دیگری هستند که جلبک‌ها می‌توانند بر روی آن‌ها رشد کنند. بعضی از جلبک‌ها می‌توانند در محیط‌های غیر معمولی، مثل دریاچه‌های نمک، چشمه‌های آب گرم و یخچال‌های طبیعی و حتی در درون بدن و بافت‌های موجودات زنده زیست کنند.

جلبک‌ها گروهی از موجودات هستند که همانند گیاهان از نور خورشید، آب و دی‌ اکسید کربن، مواد مختلفی را می‌سازند و در اصطلاح علمی به آن‌ها فتوتروف می‌گویند. این موجودات برخلاف گیاهان ساختارهای بافتی و تمایز یافته پیشرفته نداشته و از انواع تک سلولی با اندازه چند میکرومتر تا انواع پرسلولی تا اندازه بیش از 50 متر متغیرند. جلبک‌ها فاقد بافت‌های حقیقی همچون ریشه، برگ و ساقه هستند و آنچه در علف‌های دریایی دیده می‌شود در حقیقت شبه برگ، شبه ریشه و شبه ساقه است که ازنظر ساختار بافتی اندام‌های حقیقی به‌حساب نمی‌آیند.

تخمین زده می‌شود که بیش از 300 هزار سویه جلبک در جهان وجود دارد اما از این تعداد سویه‌های کمی جداسازی و شناسایی شده است و میزان سویه‌های شناسایی شده به بیش از 10 هزار سویه نمی‌رسد. جلبک‌ها به دلیل ساختاری ساده و قابلیت استفاده از منابع مختلف جهت رشد و تکثیر اهمیت به‌سزایی یافته‌اند. این موجودات می‌توانند مواد مختلف شامل متابولیت‌های اولیه و متابولیت‌های ثانویه را به میزان زیاد تولید و در خود ذخیره نمایند. میزان ذخایر این مواد در جلبک‌ها به‌طور شگفت انگیزی زیاد است. برای مثال یک جلبک می‌تواند گاهی تا بیش از 90 درصد حجم سلولی خود را از روغن و چربی پر نماید این در حالی است که میزان روغن در دانه‌های روغنی بسیار کمتر از این مقدار است. برای روشن‌تر شدن این مقوله به جدول زیر توجه فرمایید:

 
مقایسه جلبک با سایر دانه‌ها
مقایسه جلبک با سایر دانه‌ها

در جدول فوق جلبک‌ها به ترتیب با دانه سویا، کلزا، نارگیل و جاتروپا (نوعی درخت بومی آمریکای جنوبی) مقایسه شده است. آنچه حائز اهمیت است اینکه علاوه بر درصد بالای روغن در جلبک‌ها میزان بازدهی روغن و میزان کشت این موجودات و محصولات استحصال شده از آن‌ها در هر هکتار بسیار بیشتر از نمونه‌های معمول روغنی است.

این ویژگی منحصربه‌فرد را به مزیت‌های دیگر این موجودات اضافه نمایید ازجمله این که:

– نیاز به منابع آب شیرین ندارند.
– نیاز به خاک حاصل خیر برای کشت ندارند.
– می‌توان به‌صورت افقی آن‌ها را کشت کرد و نیاز به زمین‌های مسطح وسیع ندارند.
– دوره کشت آن‌ها نهایتاً 14 روز است و نیاز به انتظار طولانی ندارند.
– برای محصول نیاز به میوه دهی نداشته و سریع محصول مورد نظر را عرضه می‌نمایند.

و از این دست ویژگی‌های مثبت را می‌توان برای این موجودات برشمرد. پس گزاف نیست که این موجودات را نسل جدید منابع مواد مختلف در صنایعی همچون صنایع غذایی، بهداشت و سلامت، شیلات، صنایع سوخت‌های تجدید پذیر و بسیاری از شاخه‌های دیگر بدانیم.[4]

انواع جلبک

جاندارانی که تحت نام کلی جلبک طبقه‌بندی می‌شوند در حقیقت گروه وسیع و متنوعی از موجودات زنده عموماً فتوسنتز کننده را تشکیل می‌دهند که ازنظر شکل، فیزیولوژی و زیستگاه طبیعی تفاوت‌های چشمگیری با یکدیگر دارند.

ریزجلبک‌ها

ریزجلبک‌ها موجودات تک سلولی میکروسکوپی هستند که می‌توانند از طریق فتوسنتز، انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی تبدیل کنند. آن‌ها حاوی ترکیبات زیستی متعددی هستند که برای استفاده تجاری مورد توجه قرار گرفته است. اندازه ریز جلبک‌ها از حد چند میکرون فراتر نمی‌رود، در حالی که طول برخی از جلبک‌های ماکروسکوپی به بیش از 66 متر می‌رسد و از سوی دیگر، به دلیل تنوع تکاملی که طی میلیون‌ها سال حاصل شده است جلبک‌ها قادرند در زیستگاه‌های بسیار متنوع ازلحاظ دما (مناطق قطبی تا چشمه‌های آب گرم) و شدت نور تابشی رشد کنند.

ریزجلبک‌ها، نخستین گیاهان عالی تولید کننده اکسیژن _فرآیندی که منجر به پیدایش اتمسفر می‌شود_ هستند. علاوه بر این جلبک‌ها مهم‌ترین مصرف‌کنندگان دی‌اکسید کربن و نیز نخستین سطح از زنجیره غذایی اکوسیستم‌های آبی را تشکیل می‌دهند. از ریزجلبک‌ها می‌توان برای تولید گسترده‌ای از متابولیت‌ها مانند پروتئین، چربی، کربوهیدرات، کارتنوئیدها و یا ویتامین‌ها برای سلامت، تغذیه و مواد افزودنی، مواد آرایشی و برای تولید انرژی استفاده کرد. از این نوع از جلبک‌ها همچنین به‌منظور افزایش ارزش غذایی مواد غذایی و خوراک دام با توجه به ترکیب شیمیایی آن‌ها استفاده می‌کنند. همچنین آن‌ها نقش بسیار مهمی در پرورش آبزیان دارند و می‌توان آن‌ها را در لوازم آرایشی و بهداشتی استفاده کرد.[5]

ریزجلبک
ریزجلبک

ماکرو جلبک‌ها

جلبک‌های دریایی درشت مولکول ازجمله منابع زنده و تجدید پذیر دریاها و اقیانوس‌ها هستند. جلبک‌های دریایی برای انسان‌ها و حیوانات به‌عنوان غذا و منابع ارزشمندی از مواد طبیعی هستند. جلبک‌ها از دیرباز در کشورهای باستانی حواشی اقیانوس‌ها مانند ژاپن، چین، کره و دیگر کشورها به‌عنوان غذای اصلی موجود در رژیم غذایی استفاده شده است و امروزه انسان‌ها از محصولات حاصل از ماکروجلبک‌ها در زندگی روزمره خود به طرق مختلف استفاده می‌کنند. مثلاً انواع پلی ساکاریدهای استخراجی از جلبک‌ها در خمیر دندان، صابون، شامپو، مواد آرایشی، مواد غذایی و دارویی استفاده می‌شود. ماکروجلبک‌ها یا جلبک‌های دریایی به سه گروه جلبک‌های قهوه‌ای، قرمز و سبز طبقه‌بندی می‌شوند.

جلبک‌های قهوه‌ای

جلبک‌های قهوه‌ای یا فائوفیت‌ها بزرگ‌ترین گروه از جلبک‌ها ازنظر اندازه هستند. مثلاً طول کلپ‌های غول‌پیکر به بیش از 45 متر می‌رسد. رنگ این جلبک‌ها، قهوه‌ای و یا قهوه‌ای زرد است و در آب‌های معتدله و سرد یافت می‌شوند. جلبک‌های قهوه‌ای دارای قسمت ریشه مانندی هستند که آن‌ها را متصل به زمین نگه می‌دارد. تصویر نمونه‌‌ای از جلبک‌ قهوه‌ای در زیر نشان داده شده است.

Turbinaria
Turbinaria

جلبک‌های قرمز

جلبک‌های قرمز یا رودوفیت‌ها معمولاً به دلیل وجود رنگ‌دانه فیکواریترین دارای رنگ قرمز زیبایی هستند. جلبک‌های قرمز نسبت به جلبک‌های قهوه‌ای به دلیل جذب نور آبی می‌توانند در اعماق بیشتری زندگی کنند. جلبک کورالین از جلبک‌های مهم قرمزی است که در تشکیل آبسنگ‌های مرجانی مشارکت می‌کنند. در تصویر زیر نمونه‌ای از جلبک‌ قرمز نشان داده شده است.

Gracilaria
Gracilaria

جلبک‌های سبز

جلبک‌های سبز (کلروفیتا) دارای بیش از 7000 گونه است که در مقایسه با جلبک‌های قهوه‌ای و قرمز از تنوع بیشتری برخوردار است. جلبک‌های سبز دارای دو نوع کلروفیل هستند و مانند گیاهان خشکی انرژی نور را برای ساخت قند به دام می‌اندازند ولی برعکس گیاهان خشکی تنها در آب می‌توانند زندگی کنند.[6]

اهمیت اقتصادی و کاربرد جلبک‌ها در زندگی بشر

شناسایی دریاها موجب شده است که فرآورده‌های بسیاری برای انسان حاصل شود، یکی از این فرآورده‌ها جلبک‌ها هستند که به زندگی روزانه بشر فواید بسیاری می‌رسانند. بررسی تکنولوژی و جنبه‌های اقتصادی تولید جلبک‌ها نشان می‌دهد که از آن‌ها در جنبه‌های مختلف تولید مواد می‌توان استفاده کرد.

اهمیت جلبک‌ها به‌عنوان غذای انسان

جلبک‌ها به علت سرشار بودن از مواد معدنی،‌ ویتامین‌ها،‌ هیدرات‌های کربن و پروتئین‌ها که در درون سلول‌ها و یا در دیواره سلول‌ها وجود دارند،‌ مورد استفاده غذایی انسان‌ها قرار می‌گیرند. استفاده از جلبک‌ها برای تغذیه انسان سابقه‌ی طولانی دارد و به سال‌های قبل از میلاد می‌رسد. طی قحطی بزرگی که در اواسط قرن نوزدهم در انگلستان بر اثر آلودگی قارچی سیب‌زمینی رخ داد، یک نوع جلبک قرمز دریایی جایگزین مهمی برای محصولات سیب‌زمینی شد. امروزه نیز در بسیاری از کشورهای آسیایی و اروپایی، به‌ویژه در کشورهایی که دارای سواحل طولانی با دریاهای آزاد هستند، به شکل‌های مختلفی از جلبک‌ها به‌منظور تغذیه استفاده می‌شود.[7]

استفاده از جلبک برای تهیه غذا
استفاده از جلبک برای تهیه غذا

ژاپن اولین کشوری که روش صنعتی کشت و پرورش جلبک را ابداع کرد. تنها در سال 1995 در ژاپن 220000 تن جلبک به‌صورت غذای انسان مصرف شده است. استفاده از جلبک‌های دریایی به‌عنوان غذای جایگزین حاوی کمی پروتئین، تمام اسیدآمینه ضروری، ویتامین‌ها، مواد معدنی، اسیدهای چرب غیراشباع با چند پیوند دوگانه هستند.

حدود 60 تا 70 درصد وزن خشک اسپیرولینا پروتئین است. امروزه از اسپیرولینا در کلوچه‌ها، نان‌ها، سالاد و سوپ استفاده می‌نمایند و در کشورهای اروپایی برای بهبود رژیم غذایی قرص‌های اسپیرولینا به‌صورت روزانه مصرف می‌شود. با توجه به رشد جمعیت و کمبود منابع کشاورزی در خشکی، این روش‌ها می‌تواند به استفادۀ بهینه از منابع کمک نماید. در بخش‌های مختلف جهان بیش از یک‌صد نوع جلبک که عمدتاً از جلبک‌های قهوه‌ای و قرمز هستند به‌عنوان غذا استفاده می‌شوند. تعداد اندکی از جلبک‌های سبز نیز که مواد معدنی، ویتامین، قند و پروتئین بالایی دارند، به این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی جلبک‌های غذایی مهم عبارت‌اند از:

– از جلبک‌های قهوه‌ای، جنس‌های لامیناریا، سارگاسوم و آلاریا معروف‌اند. در ژاپن غذاهای خاصی از لامیناریا و آلاریا تهیه می‌شود. در آمریکای جنوبی، نوعی جلبک قهوه‌ای را جمع‌آوری کرده و پس از خشک کردن و نمک زدن، به‌تدریج به مصرف تغذیه می‌رسانند. جلبک‌های قهوه‌ای در حدود 15 درصد پروتئین، 17 نوع اسیدآمینه، 56/1 درصد چربی و 57 درصد کربوهیدرات دارند. به‌علاوه، مقادیر مناسبی از مواد معدنی، کاروتن و برخی مواد دیگر را دارا می‌باشند.

– از جلبک‌های قرمز، جنس‌های پورفیرا و کندروس معروف‌اند. پورفیرا از مهم‌ترین جلبک‌های قرمز است که توسط انسان به‌عنوان غذا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در کشورهای ژاپن، اسکاتلند، انگلستان و آمریکا، با این جلبک‌ها غذاهای محلی خاصی تهیه می‌کنند. در ژاپن سالانه مقادیر زیادی از این جلبک را به‌طور انبوه پرورش می‌دهند.

روش مرسوم در ژاپن این است که بخش‌هایی از ساحل را در ماه‌های اکتبر تا نوامبر به‌وسیلۀ فرو کردن نی‌های بامبو، محصور می‌کنند و سپس با استفاده از تورهای نایلونی یا الیاف گیاهی، بستر کشت جلبک پورفیرا را فراهم می‌سازند. استفاده از پورفیرا در ژاپن قدمتی 300 ساله دارد و کشت انبوه آن سالانه درآمد هنگفتی را برای کشور ایجاد می‌نماید. در ژاپن به‌تنهایی حدود 30 هزار تن پورفیرا در سال مصرف می‌شود. جلبک پورفیرا غنی از ویتامین‌های D,C,B,A و E است و مقدار قابل توجهی پروتئین دارد.

هر 100 گرم پورفیرا به‌طور میانگین 4/11 گرم آب، 6/35 گرم پروتئین، 7/0 گرم چربی، 3/44 گرم کربوهیدرات و 8 گرم مواد معدنی دارد. جلبک قرمز کندروس به مقدار زیادی در آمریکا و اروپا به مصرف می‌رسد.

– از جلبک‌های سبز، جنس‌های اولوا و کلرلا معروف‌اند. از اولوا که به خاطر شباهت آن، به برگ کاهوی دریایی شهرت دارد، برای تهیه سالاد و سوپ استفاده می‌شود.

کلرلا از جلبک‌های تک یاخته‌ای آب‌های شیرین است و به‌راحتی به‌صورت انبوه کشت می‌شود. در کشور کوچک تایوان سالانه بیش از 1500 تن پودر جلبک کلرلا تولید می‌شود. این جلبک در حدود 30 درصد پروتئین، 15 درصد چربی، 30 درصد کربوهیدرات و 5 درصد مواد معدنی دارد و در شرایط مناسب تا 50 درصد وزن خشک این جلبک را پروتئین و 5/8 درصد آن را چربی‌ها تشکیل می‌دهند. پروتئین‌های کلرلا تمام اسیدهای آمینه ضروری را دارا هستند، ازاین‌رو در مسافرت‌های فضایی به‌عنوان غذا مورد استفاده قرار می‌گیرند. میکرو جلبک‌ها با همه امتیازات برجسته، ارزنده‌ترین ماده زیستی روی کره زمین محسوب می‌شوند. آن‌ها پایه و اساس زنجیره غذایی بوده و از قدرت تکثیر بالایی برخوردارند.[7]

کاربرد جلبک‌ها در تهیه داروها

جلبک‌ها به دلیل دارا بودن ترکیبات ویژه پلی ساکاریدی و نیز ترکیبات دارویی خاص، دارای کاربردهای وسیعی هستند. خواص دارویی که برای جلبک‌ها عنوان کرده‌اند بسیار است ازجمله به‌عنوان مسهل در یبوست‌های دستگاه گوارش، به‌عنوان التیام دهنده زخم‌های دستگاه گوارش و به‌عنوان داروهای ضد انگلی دستگاه گوارش و هم‌چنین در کاهش فشارخون، کاهش چربی خون، کاهش وزن زیاد و نیز جلوگیری از بیماری‌های تصلب شرایین از جلبک‌ها استفاده می‌شود. حتی در برخی از منابع به قدرت مقابله این گیاهان در مقابل ویروس HIV نیز اشاره شده است. هم‌چنین مقابله با ویروس تب‌خال نیز با کاربرد جلبک‌ها امکان‌پذیر است.

به‌عنوان مثال جلبک سبز اسپیرولینا می‌تواند برای عفونت‌های قارچی پوستی مفید باشد. اسپیرولینا گونه‌ای از علف‌های دریایی است که به گروه جلبک‌های سبز آبی تعلق دارد. به دلیل پدیده مقاومت قارچی و همچنین عوارض جانبی اغلب داروهای ضد قارچی اگر بتوانیم دارویی گیاهی برای درمان بیماری‌های قارچی به دست آوریم، بسیار مفید و مؤثر است.[8,9]

جلبک و دارو
جلبک و دارو

بر همین اساس پژوهش‌های متعددی بر روی خواص ضد میکروبی جلبک‌ها انجام گرفته است. یکی از مواردی که امروزه توجهات را به خود جلب کرده و اهمیت بسیار زیادی دارد، مبارزه با سرطان است. از کاربردهای جدید و مدرن این گیاهان در بیماری توموری است که ترکیبات ضد سرطانی از این گیاهان استخراج شده و برای مقابله با بیماری‌های توموری از آن‌ها استفاده می‌شود.

برای مثال سرطان پستان یکی از شایع‌ترین سرطان‌های بدخیم زنان در کل دنیا بوده و شیوع ابتلا به آن در اکثر کشورهای جهان ازجمله ایران رو به افزایش است. ازاین‌رو پژوهش‌های بسیاری بر اثرات ضد سرطانی ارگانیسم‌های دریایی به‌خصوص جلبک‌ها انجام گرفته و نتایجی حاصل شده است. در پژوهشی مشاهده شد که ترکیبات موجود در عصاره هیدروالکلی جلبک قرمز Laurencia pacifica قادر به مهار تکثیر سلول‌های سرطانی معده، پستان، کولون، تخمدان، ریه، پانکراس، پروستات و پوست است؛ پس می‌توان نتیجه گرفت که ترکیبات متنوعی در این جلبک وجود دارد که سبب مهار طیف وسیعی از سرطان‌ها می‌شوند.[10,11]

مطالعاتی به‌منظور بررسی اثر ضد توموری عصاره جلبک قهوه‌ای Sargassum glaucescens بر رشد و تکثیر برخی رده‌های سلولی سرطانی انجام شد که نشان داد عصاره این جلبک دارای اثرات ضد سرطانی قابل‌توجهی بود.[12] همچنین در مطالعه اثر ضد سرطانی عصاره اتانولی جلبک سبز Dunaliella salina بر روی میزان مرگ‌ و میر رده سلولی سرطان پوست مشخص شد که عصاره اتانولی این جلبک بر روی یک رده سلولی اثر کشندگی داشته و این اثر با افزایش غلظت عصاره افزایش می‌یابد.[13]

 کاربرد جلبک‌ها در مکمل‌های غذایی

جلبک‌ها دارای پروتئین‌های کاملی با زنجیره آمینواسیدی هستند (برخلاف گیاهان) که در پردازش‌های متابولیکی جلبک‌ها مانند تولید انرژی و آنزیم به وجود می‌آید. جلبک‌ها دارای مقادیر قابل ‌توجه‌ای از کربوهیدرات‌های ساده و پیچیده هستند که برای بدن انسان به‌عنوان منبعی غنی کاربرد دارند. به‌طور مشخص کمپلکس‌های کربوهیدرات‌های سولفاته باعث تقویت سیستم ایمنی بدن می‌شوند. وجود اسیدهای چربی همچون امگا 3 و امگا 6 در جلبک‌ها، آن‌ها را به منابع ارزشمند غذایی تبدیل کرده است که میزان تولید انرژی در مصرف‌کننده را بالا می‌برد، همچنین جلبک‌ها دارای مقادیر زیادی از انواع ویتامین‌ها، مواد معدنی، کارتنوئیدها و عناصر کمیاب هستند.

جلبک قهوه‌ای یک نوع گیاه دریایی است که می‌توان آن را به‌صورت خام مصرف کرد، اما این گیاه اغلب به‌صورت خشک، دانه‌های ریز، یا پودر شده وجود دارد. این گیاه به شکل مایع نیز موجود است که می‌توان آن را به آب آشامیدنی اضافه کرد. می‌توان از جلبک قهوه‌ای دانه‌ای یا پودر شده به‌عنوان چاشنی و طعم‌دهنده و نیز به‌جای نمک استفاده کرد.

جلبک قهوه‌ای منبعی سرشار از ویتامین‌ها، به‌خصوص ویتامین‌های B و نیز بسیاری از مواد معدنی مفید است. محققان اظهار کرده‌اند که این گیاه برای بافت مغزی، غشاهایی که مغز را احاطه کرده‌اند، پرده‌های مننژ، اعصاب حسی و نخاع و همچنین ناخن‌ها و رگ‌ها بسیار سودمند است. به دلیل وجود ید در جلبک قهوه‌ای، از آن برای درمان اختلال‌های غده تیروئید استفاده می‌کنند. این گیاه برای درمان بیماری‌های دیگری نظیر ریزش مو، چاقی و انواع زخم‌ها مفید است. جلبک قهوه‌ای در مقابل اثرات ناشی از اشعه، از بدن محافظت می‌نماید.[14,15]

اسپیرولینا که در سراسر دنیا به‌عنوان بهترین جلبک خوراکی شناخته‌شده است، یک منبع غذایی فوری است و در آب و هوای گرم و آفتابی و در آب‌های قلیایی سراسر دنیا رشد می‌کند. این نوع از جلبک با پروتئینی به میزان ۲۰ برابر پروتئین سویا در زمینی با وسعت یکسان به عمل می‌آید، این مسئله حاکی از پیشرفت در تولید مواد غذایی است.

اسپیرولینا به تنهایی بیش از هر یک از غلات، گیاهان دارویی و سایر نباتات، حاوی مواد مغذی است و حاوی اسید گاما- لینولنیک (GLA)، اسید لینولئیک و آراشیدونیک، ویتامین B12 است که به‌خصوص گیاه‌خواران برای سلامتی گلبول‌های قرمز خود به آن نیازمندند. آهن، مقدار زیادی پروتئین (۶۰ تا ۷۰٪)، اسیدهای آمینه ضروری، اسیدهای نوکلئیک RNA و DNA، کلروفیل و فیکوسیانین– رنگ‌دانه آبی که فقط در جلبک‌های سبز- آبی یافت می‌شود، در تحقیقات آزمایشگاهی طول عمر موش‌های مبتلا به سرطان را افزایش داده است. اسپیرولینا ماده غذایی قابل هضم و طبیعی است که از دستگاه دفاعی بدن محافظت می‌نماید، میزان کلسترول را پایین می‌آورد و به جذب عناصر معدنی کمک می‌کند.[16]

کاربرد جلبک‌ها به‌عنوان سوخت‌های زیستی

امروزه یافتن منابع انرژی تجدید پذیر برای جایگزینی با سوخت‌های فسیلی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. آلودگی محیط زیست، انتشار گازهای گلخانه‌ای، تغییرات آب و هوا و نوسانات قیمت نفت خام ازجمله معایب سوخت‌های فسیلی است. در این وضعیت بیشتر توجهات به سمت منابع انرژی تجدید پذیر می‌رود، چرا که برای حفظ و پایداری محیط زیست استفاده از سوخت‌های تجدید پذیر و زیست محیطی لازم است.

امروزه جلبک‌ها در حال تبدیل به منابع اصلی تولید سوخت‌های زیستی در جهان هستند. ماکروجلبک‌ها، گیاهان دریایی که به‌سرعت در حال رشد هستند و نیازی به زمین‌های قابل کشت، کود و آب شیرین ندارند. همچنین انواع مختلف اکوسیستم، مانند صخره‌های مرجانی، جنگل‌ها و سواحل صخره‌ای به‌طور مؤثر میزبان جلبک‌های دریایی هستند. این خصوصیات و ویژگی‌ها باعث شده است که آن‌ها منبع تغذیه‌ای بسیار مناسبی برای تولید بیواتانول باشند.[17]

در این میان، سوخت‌های ریزجلبکی نیز دارای اهمیت هستند زیرا ریزجلبک‌ها دارای نرخ رشد بالا هستند، در زمین‌های غیر قابل کشت با میزان کم آب و در آب‌های شور کشت می‌شوند. همچنین در برابر گیاهان خشکی زی توانایی بالاتری در تثبیتت دی‌اکسید کربن دارند. شناخته ‌شده‌ترین سوخت‌های جلبکی بیواتانول و بیودیزل می‌باشند که می‌تواند جایگزین دیزل نفتی شود. ریزجلبک‌ها شامل همه تک سلولی‌ها و میکروارگانیسم‌های چند سلولی ساده دربردارنده ریزجلبک‌های پروکاریوت مانند سیانوباکتری‌ها است.

به‌طورکلی در تولید سوخت‌های زیستی از ریزجلبک‌ها، دو راهبرد دنبال می‌شود: راهبرد اول، بیشینه کردن تولید لیپید به‌منظور تولید بیودیزل است. راهبرد دوم تولید بیشینه کربوهیدرات‌ها برای تولید بیواتانول. تولید لیپید توسط ریزجلبک‌ها با بهینه‌سازی شرایط رشد مانند کنترل سطح نیتروژن، شدت نور، دما، شوری، غلظت کربن دی‌اکسید و فرایند برداشت می‌تواند افزایش یابد. به‌طورکلی تجمع لیپید در ریزجلبک‌ها زمانی اتفاق می‌افتد که مواد مغذی در محیط کشت کم باشد. تحت این شرایط تکثیر سلولی اتفاق نمی‌افتد اما کربن توسط سلول‌ها جذب می‌شود و به تری آسیل گلیسرول تبدیل می‌شود که در بین سلول‌ها ذخیره می‌شود و غلظت سلولی را افزایش می‌یابد.[18]

جلبک و سوخت زیستی
جلبک و سوخت زیستی

استفاده از ماکروجلبک‌ها به‌منظور تولید انرژی نسبت به میکروجلبک‌ها دارای مزایایی مانند سادگی در برداشت و هزینه پایین سیستم جداسازی جلبک از محیط کشت آبی است. معمولاً در سیستم‌هایی که از میکروجلبک‌ها برای تولید انرژی استفاده می‌شود حدود 11 تا 81 درصد هزینه‌های عملیات در بخش برداشت میکروجلبک‌ها مصرف می‌شوند.

ماکروجلبک‌ها به دلیل دارا بودن خواص بیوشیمیایی مطلوب گزینه مناسبی برای تولید انرژی تجدید پذیر محسوب می‌شوند. به‌منظور تولید انرژی از زیست توده به‌طور کلی دو نوع فرآیند وجود دارد: دسته اول، فرآیندهای بیوشیمیایی است که شامل هضم بی‌هوازی و تخمیر است. برای مثال استفاده از جلبک برای تولید بیواتانول توسط تخمیر، به‌عنوان یک روش پایدار برای تولید سوخت زیستی مطرح است.

دسته دوم، فرآیندهای گرمایی-شیمیایی هستند که با بالا رفتن دما در انجام واکنش‌های شیمیایی ترکیبات سوختی تولید می‌شوند که این فرآیندها شامل: سوزاندن، پیرولیز و روش‌های هیدروترمال است. در بین فرایندهای گرمایی-شیمیایی فرآیند پیرولیز نسبت به دیگر روش‌ها دارای بازده ‌ای بیشتری برای تولید نفت زیستی است. اگرچه کیفیت سوخت در فرآیند هیدروترمال بالاتر است. پیرولیز یک فرایند تخریب گرمایی ترکیبات آلی در غیاب اکسیژن است. به‌طورکلی در دمایی 700-350 درجه سانتی‌گراد در فشار اتمسفریک رخ می‌دهد.[19]

اهمیت جلبک‌ها در اکوسیستم آبی

جلبک‌ها به‌عنوان یک منبع غذایی برای ماهیان، پستانداران و دیگر جانوران از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. وابستگی انسان به ماهی و سایر جانوران آبزی برای تکمیل خوراک خود واقعیتی است که بر کسی پوشیده نیست؛ بنابراین جلبک‌ها به‌طور غیر مستقیم ارزش بسیار ارزنده‌ای برای انسان‌ها دارند.

از ریزجلبک‌هایی مانند کلرولا و تتراسلمیس، ایزوکرایسیس و پاولوا برای پروش آبزیان استفاده می‌شود. بسیاری از شرکت‌های آبزی پرور از کلرولا و اسپیرولینا استفاده می‌کنند. بعضی از ریزجلبک‌ها به‌عنوان منبعی از رنگ‌دانه‌های طبیعی برای میگو و ماهی قزل آلا و ماهی‌های زینتی استفاده می‌شوند. از ریزجلبک‌ها به‌طور مستقیم و غیر مستقیم در محیط کشت لارو برای تغذیه لاروها نیز استفاده می‌شود.

در عمل آبزی‌پروری، میکروجلبک‌ها منابع تغذیه مهمی برای ماهی‌ها یا میگو هستند. مزایای استفاده از میکروجلبک‌ها بیشتر از خوراک‌های معمول و متداول است که ازجمله این مزایا فراوانی مواد مغذی و حفظ کیفیت آب با استفاده از میکروجلبک‌ها است. میکروجلبک‌ها سرشار از پروتئین، لیپید و کربوهیدرات‌ها هستند که مواد مغذی اساسی برای آبزیان به شمار می‌آیند.

به‌طورکلی اجزای موجود در میکروجلبک‌ها را برای استفاده در آبزی‌پروری به سه دسته طبقه‌بندی می‌کنند. دسته اول میکروجلبک‌های سرشار از پروتئین و کربوهیدرات هستند که به‌عنوان جایگزین برای خوراک‌های سنتی و کاهش هزینه آبزی‌پروری به کار می‌روند. دسته دوم آنتی‌اکسیدان‌های موجود در میکروجلبک‌ها است که می‌توانند برای تقویت ایمنی آبزیان و غلبه بر مشکلات مصرف آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده شوند. دسته سوم وجود بعضی از مؤلفه‌ها و اجزاء در میکروجلبک‌ها است که در رشد ماهی‌ها نقش مهمی دارند. به‌عنوان ‌مثال آستاگزانتین که رنگ پوست و گوشت برخی از ماهی‌ها را تعیین می‌کند و رنگ‌دانه اساسی در صنعت تولید ماهی قزل‌آلا است.[20]

مزایای آبزی‌پروری به کمک میکروجلبک‌ها

مفهوم آبزی‌پروری به کمک میکروجلبک‌ها، تبدیل مواد آلی موجود در پساب‌ها به زیست‌توده‌ها به‌وسیله رشد میکروجلبک‌ها و همچنین بهره‌برداری از این زیست‌توده‌ها برای جایگزینی بخشی از خوراک آبزی‌پروری و تقویت ایمنی آبزیان است. از مزایای دیگر استفاده از سیستم میکروجلبک این است که می‌تواند شبیه یک پمپ زیستی عمل کند و باعث تسریع در دفع دی‌اکسید کربن، تولید اکسیژن و ایجاد یک محیط مناسب برای آبزیان شود.

استفاده از میکروجلبک‌ها برای پرورش ماهی مزایای متعددی ایجاد می‌کند:

  1. تولید اکسیژن توسط میکروجلبک‌ها خطرات کاهش اکسیژن را کم می‌کند و باعث می‌شود که استفاده از دستگاه‌های هوادهی سنتی که انرژی زیادی را مصرف می‌کنند کمتر استفاده شود.
  2. وجود میکروجلبک‌ها در مخزن پرورش ماهی ممکن است که رشد میکروارگانیسم‌های نامطلوب یا سمی را محدود کند و محیط مناسبی برای آبزیان ایجاد کند. درنتیجه میزان تعویض آب و هزینه‌های ناشی از آن نیز کاهش می‌یابد.
  3. ازآنجا که ایمنی آبزیان با استفاده از میکروجلبک‌ها به‌عنوان تغذیه، افزایش می‌یابد درنتیجه می‌توان از مصرف بیش از حد آنتی‌بیوتیک‌ها یا داروها در آبزی‌پروری جلوگیری کرد.
  4. پساب آبزی‌پروری می‌تواند توسط بیوتکنولوژی پیشرفته میکروجلبک‌ها با هزینه کم تصفیه شود.
  5. همچنین با استفاده از زیست‌توده‌ها می‌توان بخشی از خوراک آبزی‌پروری را تأمین کرد و هزینه پرورش ماهی را نیز کاهش داد.[20]

کاربرد جلبک‌ها برای تصفیه آب و فاضلاب

جلبک‌ها ظرفیت بالایی برای حذف محدوده وسیعی از آلاینده‌ها از انواع فاضلاب‌ها دارند. به همین دلیل استفاده از آن‌ها در کاهش میزان آلاینده‌ها از فاضلاب‌ها کاربرد زیادی دارد. فاضلاب‌های شهری حاوی مقادیر زیادی مواد آلی و معدنی است، ولی اکسیژن آن بسیار کم است.

یکی از روش‌های آسان که در ایستگاه‌های تصفیه آب برای تصفیه این نوع فاضلاب‌ها به کار می‌رود، ایجاد حوضچه‌های سیمانی کم‌عمق و با وسعت زیاد است. رشد جلبک‌ها در این حوضچه‌ها و فرایند فتوسنتز توسط آن‌ها باعث افزایش اکسیژن می‌شود. در اثر افزایش اکسیژن، تعداد میکروارگانیسم هوازی در آب زیاد شده و اکسیژن تولید شده به مصرف آن‌ها می‌رسد و میکروارگانیسم‌ها مسئولیت تجزیه نمودن بقایای مواد آلی را در فاضلاب‌ها به عهده دارند.

رشد جلبک‌ها به‌عنوان گیاه تصفیه کننده در کانال‌های فاضلاب‌ها نیز حائز اهمیت است. این جلبک‌ها برای انجام فعالیت‌های متابولیسم خود نیترات‌ها و فسفات‌ها را مصرف کرده و با انجام پروسه فتوسنتز، اکسیژن آزاد می‌کنند و اکسیژن آزاد شده به باکتری‌های هوازی کمک می‌کند تا در تجزیه مواد خام فاضلاب‌ها فعال باشند.

فاضلاب‌هایی که عمدتاً از ضایعات صنعتی و شهرنشینی ایجاد شده باشند دارای بسیاری از ترکیبات آلی و معدنی هستند که در آن‌ها حل شده و به حالت معلق در آمده است. تصفیه چنین فاضلاب‌هایی غالباً یک امر اکسیژناسیون تلقی می‌شود. اکسیژنه نمودن فاضلاب‌ها به‌خصوص در توده‌های کوچک نظیر استخرها ضرورت دارد تا بوی بد از آن‌ها برطرف گردد. لذا پدیده اکسیژنه نمودن به‌وسیله جلبک‌ها که به‌صورت طبیعی انجام می‌شود، بسیار متداول است و به این ترتیب جلبک‌ها نقش مهمی را در تصفیه فاضلاب‌ها به عهده دارند.[21]

استفاده از جلبک‌ها در کشاورزی

به‌منظور موفقیت در تولید محصولات کشاورزی، انتخاب مواد گیاهی مناسب و تأمین نیازهای آن ضروری است. درک صحیح از رشد گیاه، شناخت نیازهای گیاه و مدیریت در مصرف آن‌ها رمز موفقیت در تولید است. افزایش رشد جمعیت و نیاز به غذا باعث افزایش سطح زیر کشت و افزایش تولید در واحد سطح شده است. در این راستا بشر به دستاوردهای خوبی دست یافته است. یکی از این دستاوردها، جلبک‌ها هستند که در بخش‌های مختلف زندگی امروز بشر مثل صنایع غذایی، تغذیه دام، کشاورزی، داروسازی رنگ‌سازی، تولید مواد شیمیایی و سوخت نقش بسیار مهمی دارند.[22]

استفاده از جلبک برای رشد گیاهان
استفاده از جلبک برای رشد گیاهان

استفاده از جلبک‌ها به‌عنوان کود

استفاده از جلبک‌ها به‌عنوان کود به قرن نوزده باز می‌گردد که برای اولین بار به‌وسیله ساحل‌نشینان مورد استفاده قرار گرفت. اهمیت جلبک‌های دریایی به علت دارا بودن عناصر مغذی از قبیل ازت، فسفر، پتاسیم و برخی از عناصر مورد نیاز گیاهان و همچنین به دلیل وجود میزان بالای فیبر در آن است که در بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی خاک، از قبیل افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی و بهبود ظرفیت نگهداری آب، تعدیل pH و غیره نقش مهمی دارد.

جلبک‌ها به خاطر دارا بودن میزان بالای فیبر از یک‌ طرف نقش مهمی در نرم کردن بافت خاک و حفظ رطوبت دارند و از طرف دیگر به‌علت دارا بودن مواد معدنی و عناصر کمیاب توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. مطالعات مختلف علمی ثابت کرده است که کارایی این محصولات به‌طور گسترده‌ای در علوم و صنعت باغبانی مورد استقبال قرار گرفته است، به‌طوری‌که بعد از استفاده از این فرآورده‌ها، افزایش محصول، افزایش جذب مواد غذایی خاک، افزایش مقاومت به آفات خاص، افزایش جوانه‌زنی بذر و مقاومت در مقابل یخ‌زدگی را در پی داشته است.

جلبک‌های دریایی به علت داشتن فسفر، پتاسیم و برخی از عناصر در بسیاری از مناطق ساحلی به‌عنوان کود بیولوژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از این جلبک‌ها را با مواد آلی دیگر مخلوط می‌کنند و برای حاصل‌خیزی خاک به کار می‌برند و تعدادی دیگر را مستقیماً به زمین کشاورزی اضافه می‌نمایند و اجازه می‌دهند به‌مرور زمان پوسیده و مواد آن‌ها جذب خاک شود. برخی از موارد استفاده از جلبک‌ها به‌عنوان کود در موارد زیر آورده شده است.[23]

در مزارع آزمایشی نشان داده شده است که افزودن جلبک‌های سبز آبی تثبیت کننده ازت هوا به مزارع برنج تا ۳۰ درصد محصول برنج را افزایش می‌دهند. این جلبک‌های سبز آبی دارای یاخته‌های ویژه‌ای برای تثبیت ازت هستند که هتروسیست نام دارند. هتروسیست‌ها عمل تبدیل ازت مولکولی هوا به نیتروژن آمونیاکی را انجام می‌دهند. مزارع برنج به‌طور طبیعی محیط مناسبی برای رشد انواع جلبک‌های سبز آبی هستند. امروزه این جلبک‌ها را به‌صورت انبوه کشت می‌دهند و از آن کود تهیه می‌کنند که اصطلاحاً به این نوع کودها، کود زیستی می‌گویند.

مزیت کودهای زیستی نسبت به کودهای حیوانی یا شیمیایی این است که این کودها به دلیل داشتن فعالیت‌های حیاتی و زنده بودن، از بین نمی‌روند و دائم در حال تکثیر و افزایش هستند و عوارض جانبی کودهای شیمیایی یا حیوانی را نیز ندارند. از برخی از جلبک‌ها مثل کارا برای جبران کمبود کلسیم در مزارع استفاده می‌شود.

در انگلستان از جلبک‌ها به‌عنوان کود برای محصولاتی چون سیب‌ زمینی، کلم و سبزی‌ها استفاده می‌شود. همچنین گزارش شده است که دادن کود جلبکی به مزارع سیب ‌زمینی باعث می‌شود قدرت مقابله این گیاه در مقابل بیماری قارچی افزایش‌یافته و نسبت به بیماری‌های ویروسی چون پیچ‌خوردگی برگ مقاومت پیدا کنند. در مورد گوجه‌ فرنگی دادن کود جلبکی سبب افزایش دوره میوه دهی گوجه‌ فرنگی شده است و زمین را از وجود شته‌ها عاری می‌سازد.[24]

یکی دیگر از مزیت‌های مصرف کودهای جلبکی کاهش بیماری‌های ناشی از کمبود عناصر معدنی است که با مصرف کودهای جلبکی این بیماری‌ها قابل رفع بوده و برای نمونه می‌توان به کمبود عناصر منگنز، بور و باریم اشاره کرد. از خواص مفید کاربرد جلبک‌ها علاوه بر دارا بودن ازت و عناصر معدنی بالا، دارا بودن هورمون‌های تنظیم کننده رشد در این گیاهان است که برای نمونه می‌توان به افزایش مقاومت نسبت به سرما و آفات اشاره کرد.

وجود ترکیبات هورمونی چون اکسین، جیبرلین، فنیل استیک اسید و سیتوکینین در جلبک‌های قهوه‌ای به اثبات رسیده است. هورمون سیتوکنین در جلبک‌ها سبب تأثیرگذاری در افزایش میزان تولید سیب‌ زمینی می‌شود. محتوای پروتئین علف‌های موجود در مراتع نیز با مصرف کودهای جلبکی تا ۷/۰ درصد افزایش می‌یابد. در مورد مرکبات مانند لیمو، با دادن کود جلبکی زمان باقی ماندن میوه را بر روی درخت افزایش داده و سبب رسیدگی کامل میوه می‌شود. همچنین وزن خوشه‌های موز با کاربرد کودهای جلبکی حدود ۵/۱۴ تا ۷/۱۷ درصد افزایش پیدا کرد و در مورد محصولاتی چون سیب‌ زمینی، ذرت، فلفل، گوجه‌ فرنگی، آناناس و پرتقال نیز تأثیر قابل توجه‌ای در میزان محصول گذاشته است.[24]

مزیت و ویژگی دیگر کودهای جلبکی این است که این کودها عاری از بذر علف‌های هرز و قارچ‌ها هستند و دارای پتاس زیادی هستند. در مورد گیاه سویا افزایش کود جلبکی باعث افزایش مقدار پروتئین محصول می‌شود. در مورد محصول گوجه ‌فرنگی نیز آزمایش‌هایی توسط Crouch و Vanstaden در سال ۱۹۹۷ صورت گرفته است که مشخص شده میزان گل‌دهی و میزان محصول گوجه ‌فرنگی افزایش یافته و زمان رسیدن میوه نیز کاهش یافته است. میزان محصول شلغم نیز در خاک‌های ماسه‌ای با افزودن کود جلبکی در سال‌های اول و دوم افزایش قابل توجه‌ای نشان می‌دهد. در مورد محصولات باغی چون سیب، خیار و گل‌های زینتی نیز سبب کاهش میزان کرم خوردگی می‌شود. افزایش مقاومت سرمایی و عمر پوسته میوه‌جاتی مانند گوجه ‌فرنگی، کرفس، مرکبات و هلو نیز از دیگر ویژگی‌های و ارزش‌های کاربردی کودهای جلبکی است.

در مجموع افزایش کودهای جلبکی به خاک‌های ماسه‌ای و گچی به میزان زیاد، کیفیت و حاصل‌خیزی خاک را افزایش می‌دهند. در ایرلند از فوکوس (جلبک قهوه‌ای) به‌طور مستقیم به‌عنوان کود استفاده می‌شود. افزودن مستقیم برخی از جلبک‌ها به زمین کشاورزی به‌عنوان کود، نه‌تنها باعث افزایش محصول می‌شود، بلکه گیاه را از هجوم حشرات و بیماری‌ها نیز حفظ می‌کند.

برخی اثرات کاربرد عصاره جلبک دریایی در گیاهان

  • افزایش تحمل گیاهان به استرس

همانطوری که در بالا اشاره شد محصولاتی که از عصاره جلبک دریایی به دست می‌آیند باعث افزایش تحمل گیاهان به استرس و تنش‌های ناشی از عوامل محیطی (خشکی، شوری و افزایش دما) و فیزیولوژیکی می‌شوند. اثرات ضد استرسی مواد ارگانیک که از جلبک‌های دریایی مشتق می‌شوند به فعالیت سیتوکنین مربوط می‌باشند. سیتوکنین با تشکیل زانتین، آدنین و پورین، رادیکال‌های آزاد را که منجر به استرس می‌شوند، به طور مستقیم مهار می‌کند.

یکی از واکنش‌های معمول در سلول‌های گیاهی که در نتیجه افزایش تجمع مولکول‌های آلی در سیتوپلاسم روی می‌دهد تنظیم فشار اسمزی است که به‌منظور موازنه تعدیل فشار اسمزی انجام می‌گیرد. گلایسین بتائین و مانیتول و برخی دیگر از قندها از موادی می‌باشند که باعث ایجاد تعادل اسمزی سلول‌های گیاهی می‌شوند. استفاده از عصاره جلبک دریایی به علت حضور گلایسین، بتائین در سلول باعث کاهش اثرات سوء تنش‌های محیطی می‌شود و همچنین باعث افزایش تحمل گیاهان نسبت به سرما می‌شود. به‌علاوه موجب بقای گیاهان در زمان یخ‌زدگی و رشد مجدد در تمام گیاهان می‌شود.

مانیتول و بتائین هر دو باعث حفظ تعادل اسمزی سلول‌های گیاهی می‌شوند. این مواد همچنین باعث حفظ ساختار ظاهری سلول می‌شوند. این امر باعث می‌شود تا از دست دادن آب سلول به‌کندی صورت گیرد و در نهایت گیاه در برابر تنش‌های ناشی از خشکی و کم آبی تحمل بیشتری داشته باشد. نتایج بررسی‌های آزمایشگاهی نشان میدهد که گلایسین بتائین سبب محافظت از غشای سلول‌های ریشه در مقابل اثرات مخرب ناشی از تنش گرما می‌شود.[25]

  • تقویت سیستم دفاعی گیاهی

پلی‌ساکاریدهای سولفاته و الیگوساکاریدهای با وزن مولکولی کم در جلبک‌های دریایی دارای انواع فعالیت‌های بیولوژیکی هستند. برخی از گزارشات در مورد افزایش خواص ضد قارچی و آنتی اکسیدانی با استفاده از جلبک دریایی را نشان می‌دهند که به دلیل حضور طیف گسترده‌ای ترکیبات فعال بیولوژیکی از قبیل استرول‌ها، فنول‌ها و اسیدهای چرب است. مطالعات در طول چند سال گذشته نشان می‌دهد که پلی ساکاریدهای سولفاته در جلبک های دریایی قابلیت آنتی اکسیدانی قابل ملاحظه دارند.[25]

  • تأثیر بر میزان رشد ریشه

کاهش رشد ریشه در اثر کاهش دما باعث کم شدن ظرفیت جذب آب و مواد معدنی توسط ریشه و به دنبال آن ظهور اثرات ثانویه ناشی از کمبود مواد غذایی و اختلال در رشد گیاه می‌شود. در دمای پایین، انتقال مواد داخل گیاه، شکل و مقدار انتقال مواد دچار تغییر می‌شود و درنتیجه رشد ریشه و درنهایت میزان رشد گیاه کاهش می‌یابد. همچنین سرما باعث کاهش سنتز آدنوزین تری فسفات و بسیاری از ترکیبات دیگر از قبیل هورمون‌ها، اسیدهای آمینه و برخی از ویتامین‌ها در ریشه شده و سرعت انتقال این مواد به ساقه را کاهش می‌دهد. بتائین، مانیتول و غیره از تنش دمایی جلوگیری می‌کنند و اختلال در رشد ریشه و کاهش رشد گیاه را کاهش می‌دهند.[26]

  • افزایش میزان فتوسنتز کلروفیل و سبزینگی گیاهان

فتوسنتز یکی از فرآیندهای حساس به دما است. نخستین مکان دریافت تنش سرما مرحله‌ فتوسیستم 2 است که باعث کاهش عملکرد فتوسیستم 2 و توقف فعالیت فتوسنتز بر اثر سرما می‌شود. تنش سرما همچنین سبب اختلال در تولید کلروفیل و بروز آسیب در واکنش‌های کلروپلاست‌ها می‌شود. با کاهش بیشتر دما، کل فرآیند کلروفیل‌سازی متوقف می‌شود و رنگ برگ‌ها به زردی می‌گراید که نشان‌دهنده‌ی کمبود کلروفیل است.

مطالعات مختلف نشان داده که استفاده از عصاره جلبک دریایی به دست آمده A.nodosum در گیاهان تحت تیمار باعث افزایش میزان کلروفیل برگ می‌شود که به دلیل وجود آمینوبوتیرات، گلایسین بتائین و بتائین در عصاره استخراج شده است. همچنین محلول‌پاشی عصاره جلبک دریایی موجب تحریک فتوسنتز شده و منجر به تولید بهتر قند و نشاسته‌ها می‌شود. در برخی از مطالعات مشاهده شده است که بهبود فتوسنتز توسط گلایسین بتائین در گیاهان تحت تنش سرما، به افزایش کارایی فتوسیستم 2 مربوط می‌شود. گلایسین بتائین همانند یک محافظ اسمزی در کلروپلاست‌های گیاه تحت تنش عمل می‌کند.[27]

استفاده از جلبک‌ها در تهیه آگار

آگار عصاره خشک جلبک‌های قرمز از نوع GELIDIUM است که از نظر شیمیایی، استر سولفوریک گالاکتان است. این ماده به‌صورت پلی ساکاریدی ژله مانند است در تمام آزمایشگاه های میکروب به عنوان ماده زمینه به کار می رود. از دیگر استفاده های این ترکیب می توان به استفاده از آن در:

1- ساخت پروتز دندان
2- صنایع غذایی و شیرینی سازی 
3- چرم سازی و صنایع نساجی
4- کاغذ سازی
۵- صنایع داروبی که از آگار به عنوان ملین و ترکیب ضد التهاب روده و روکش قرص استفاده می شود.[28]

استفاده از جلبک‌های دریایی در دامداری‌ها

جلبک‌ها می‌توانند مکمل غذایی مفیدی برای دام، طیور و آبزیان به شمار روند. در آزمایش‌های به عمل آمده مشخص شده است که استفاده از جلبک‌ها به‌عنوان علوفه برای دام باعث افزایش ۱۰ درصدی شیر دام شده است و حتی کره و چربی شیر را افزایش داده است بدون اینکه طعم و مزه شیر را تغییر داده باشد. در جلبک‌های دریایی ویتامین‌ها و مواد معدنی فراوانی یافت می‌شود، به همین خاطر استفاده از جلبک‌های دریایی در صنعت مرغ‌ داری، اثرات چشم‌گیری داشته است. در آزمایش‌های نشان داده شده است که مرغ‌هایی که با جلبک‌های دریایی تغذیه می‌شوند بیشتر تخم‌گذاری می‌کنند و تخم‌های حاصل شده، ید و کاروتن بیشتری را دارا هستند.

استفاده از آرد جلبک در غذای دام و آبزیان، اولین بار در سال ۱۹۶۰ در کشور نروژ بوده است که از جلبک‌های قهوه‌ای خشک و آسیاب شده تهیه شده بود. در برخی از کشورهای آسیایی مثل ژاپن، چین و برخی از کشورهای اروپایی مثل فرانسه، فنلاند، اسکاتلند و نیوزلند، از جلبک‌های دریایی به‌ویژه جلبک‌های قهوه‌ای برای خوراک حیوانات اهلی استفاده می‌کنند. در اسکاتلند، جلبک‌های قهوه‌ای سارگاسوم، فوکوس و لارمینا بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فنلاند از لامیناریا و آلاریا استفاده می‌شود. از ماکروسیس تیس نیز برای تغذیه دام‌های اهلی استفاده می‌شود، زیرا سرشار از ویتامین A و E است.[29]

خلاصه آنچه در مقاله جلبک خواندیم

امروزه بهره‌برداری از جلبک‌ها در ابعاد صنعتی، کشاورزی، دارویی و غذایی ابعاد بسیار گسترده‌ای یافته و تکنولوژی مدرن برای تولید و بهره‌برداری از جلبک‌ها در کشورهای صنعتی و پیشرفته جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. جلبک‌ها گیاهان متنوع و پراهمیتی هستند و به دلیل کاربردهای متنوعی که دارند توجهات زیادی را به سمت خود جلب کرده‌اند. با توجه به پتانسیل جلبک‌ها در تولید سوخت‌های زیستی و تجدید پذیر بنابراین به سبب وجود بحران انرژی در جهان و محدودیت سوخت‌های فسیلی، تولید سوخت زیستی از جلبک‌ها می‌تواند تحول عظیمی در صنایع بیوتکنولوژی ایجاد کند. این گیاهان ارزشمند در زمینه‌های پزشکی و داروسازی و صنایع غذایی نیز کاربردهای فراوانی دارند. با توجه به وجود منابع بزرگی از جلبک در کشور ایران می‌توان در زمینه‌های مختلف از این گیاه استفاده‌های بهینه و سودمندی کرد.[30]

منابع مقاله جلبک

1- ویکی پدیا
2- کیان مهر، ه. 1384، بیولوژی جلبک‌ها، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.
3- دانشنامه رشد
4- بانک جلبک های ایران
5- فرامرزی م. ع.، ح. فروتن فر، م. شکیبایی، 1389 . بیوتکنولوژی ریزجلبکها. انتشارات دانشگاه علوم پزشکی ایران، 276 صفحه

6- Ross, a.b., jones, j.m., kubacki, m.l. And bridgeman, t., 2008. Classification of macroalgae as fuel and its thermochemical behaviour. Bioresource technology, 99(14), pp.6494-6504 

7- سایت سیویلیکا
8- امین زاده، ش. 1376. جدیدترین کاربردهای دارویی و سنتی جلبک‌های دریایی. اولین سمینار گیاهان دارویی
9- جنگی، م، قدرتی آزادی، ح و عیدی، س. 2018. بررسی اثرات جلبک سبز اسپیرولینا بر روی عفونت‌های قارچی پوستی. نخستین همایش ملی نانو بیوتکنولوژی

10- Zaleta D.A, Holland L.P, Munoz- ochoa M and Mccluskey A. Cytotoxic compounds from Laurencia pacifica. Organic and Medicinal Chemistry Letters. 2014; 4(1): 4–8
11- Gheibi, Shahsanam, et al. “Evaluation the antiproliferative effects of Laurencia caspica extract at the Caspian Sea coast on the erythroleukemia K562 cell line.” Journal of Marine Medicine1 (2019): 39-45
12- Taheri, Ali, et al. “Cytotoxic effect of the extract of seaweed Sargassum glaucescens against breast (MCF-7) and colorectal (HT-29) cancer cell lines.” KAUMS Journal (FEYZ)3 (2018): 292-301.
13- Sheu, M.J. Huang, G.J. Wu, C.H. Chen, J.S. Chang, H.Y. Chang, S.J. and Chung, J.G. 2008. Ethanol extract of Dunaliella salina induces cell cycle arrest and apoptosis in A549 Human non-small cell lung cancer. In vivo, 22(3): 369-378.
14- “BROWN ALGAE: Uses, Side Effects, Interactions and Warnings -WebMD”.www.webmd.com. Retrieved 2018-01-20.
15- «Biological activities and potential health benefits of fucoxanthin derived from marine brown algae». US National Library of Medicine
16- Sajilata, M.G. Singhal, R.S. and Kamat, M.Y. 2008. Fractionaion of lipids and purification of a Linolenicacid(GLA) from Spirulina platensis. Food chem. 168(8): 226-226.
17- Panahi, Hamed Kazemi Shariat, et al. “Shifting fuel feedstock from oil wells to sea: Iran outlook and potential for biofuel production from brown macroalgae (ochrophyta; phaeophyceae).” Renewable and Sustainable Energy Reviews 112 (2019): 626-642.

18- عبادی، خ و شادی، ا. 2018. قابلیت تولید سوخت‌های زیستی از ریز جلبک‌های دریایی. فصلنامه علوم و فناوری 85

19- Hossain, AS. Salleh, A. Boyce, AN. Chowdhury, P. Naqiuddin, M. “Biodiesel fuel production from algae as renewable energy”, American journal of biochemistry and biotechnology,Vol. 4, pp.250-254, 2008
20- Han, Pei, et al. “A review on the use of microalgae for sustainable aquaculture.” Applied Sciences 9.11 (2019): 2377

21- سایت سیویلیکا
22- طباطبایی، س. ج. 1392. اصول تغذیه معدنی گیاهان. انتشارات دانشگاه تبریز. تبریز. ایران.

23- Duan, Delin, et al. “Preface: Bioactive substances of various seaweeds and their applications and utilization.” Journal of Oceanology and Limnology3 (2019): 779-782.
24- Mahapatra, D. M., et al. “Phosphorus Capture, Immobilization and Channeling Through Algae for a Sustainable Agriculture.” Soil Fertility Management for Sustainable Development. Springer, Singapore, 2019. 1-11.
25- Zodape ST. Seaweeds as a Fertilizer. Journal of scientific & industrial research; 60: 378-382, 2001.
26- Mohan VR, Venkataraman K. Effect of seaweed extract algifert on seed germination and seedling growth in black gram and green gram, Seaweed Res Utiliz; 16: 53-55, 1993.
27- Demirbas A, Demirbas F. Algae Energy. 2010, Springer. Turkey
28- Zhang, Yu, et al. “Preparation and characterization of agar, agarose, and agaropectin from the red alga Ahnfeltia plicata.” Journal of Oceanology and Limnology (2019): 1-10.
29- EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP), et al. “Efficacy of a preparation of algae interspaced bentonite as a feed additive for all animal species.” EFSA Journal2 (2019): e05604.
30- Spolaore P, Joannis-Cassan C, Duran E, Isambert A.2006. Commercial applications of microalgae. Journal of Bioscience and Bioengineering 101: 87-96.

برچسب‌ها:
این مقاله برای شما مفید بود؟
خیر 41 این مقاله برای 102 نفر مفید بوده است.
بازدید: 27419

یک دیدگاه

  1. با سلام و احترام، مطالب بسیار مفید بود. استفاده کردم. متشکرم

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن