Цивилизация
Биологи изучили состав жирных кислот в микроводорослях, включая редкие виды, и показали, что эти организмы богаты омега-3 и омега-6. Высокая продуктивность и питательная ценность делают их перспективными для производства биотоплива, продуктов питания и пищевых добавок, считают ученые. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Reviews in Environmental Science and Biotechnology.
Полиненасыщенные жирные кислоты играют важнейшую роль в организме человека, участвуя в обменных процессах. Они разделяются на группы по химической структуре, и наиболее ценными среди них считаются омега-3. Относящиеся к этому семейству кислоты, такие как эйкозапентаеновая и докозагексаеновая, активно используются для лечения многих заболеваний, включая атеросклероз и псориаз, а также необходимы для развития мозга и сетчатки у новорожденных детей. Одним из основных их источников является рыба, чей жир обогащается омега-3 через пищевую цепочку, когда животные питаются зоопланктоном, который получает жирные кислоты из микроводорослей, или самими микроводорослями.
Исследователи из Института физиологии растений имени К. А. Тимирязева РАН (Москва) собрали данные о том, какие жирные кислоты содержатся в микроводорослях и цианобактериях, включая редкие и необычные виды, и изучили общее разнообразие жирных кислот в биомассе микроводорослей. Анализ более 200 научных работ показал, что в микроводорослях присутствуют как мононенасыщенные, так и полиненасыщенные кислоты, причем последних – большинство.
Кроме основных жирных кислот, которые накапливаются в наибольшем количестве видов микроводорослей, биологи также выделили и специфические, характерные для определенных организмов. Ученые продемонстрировали, что их можно считать хемотаксономическими маркерами — то есть использовать химический состав в качестве еще одного признака при разграничении видов, особенно в тех случаях, когда изучение морфологии не дает однозначных результатов.
«Мы показали, что микроводоросли, которые наиболее богаты полезными омега-3 и омега-6 жирными кислотами, принадлежат к конкретным родам зеленых, диатомовых и эустигматовых водорослей. На основании наших результатов мы предлагаем использовать жирные кислоты как промышленный ресурс для получения коммерческих продуктов. Биотехнологическая ценность микроводорослей обусловлена быстротой роста, питательной ценностью, способностью синтезировать и накапливать большое количество полиненасыщенных жирных кислот. Кроме того, изменяя условия культивирования, мы можем усиливать синтез нужных нам соединений», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Евгений Мальцев, кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Института физиологии растений имени К. А. Тимирязева РАН.
Некоторые микроводоросли могут содержать в биомассе до 71 процента белка, а другие — до 75 процентов жиров, что превышает многие показатели среди высших растений (например, соевые бобы содержат 15-25 процентов жиров и 30-50 процентов белка). Важно и то, что их можно промышленно выращивать в реакторах или открытых резервуарах, которые могут быть размещены на территориях, не пригодных для сельскохозяйственных культур. Кроме этого, микроводоросли за год с одного гектара могут дать до 14 000 литров масла, тогда как подсолнечник — всего лишь 1070 литров.
Анализ, проведенный учеными из ИФР РАН, позволит создавать из разных групп микроводорослей наборы биотехнологически ценных штаммов, которые будут иметь необходимый состав жирных кислот.
«Сейчас мы активно анализируем перспективность для промышленности ранее не изученных штаммов. Внедрение в производство «продуктивных» видов, в том числе и из нашей Коллекции культур, поможет увеличить эффективность использования биоресурсов. Мы сможем получать больше коммерчески ценных жирных кислот, не увеличивая объем биомассы водорослей. Это позволит улучшить качество коммерческих продуктов и снизить стоимость их производства», — заключил Евгений Мальцев.
