Водоросли хлорелла: полезные свойства, применение

Что такое хлорелла

Это одна из самых древних известных форм жизни на Земле. Ее возраст насчитывает более 2 миллиардов лет, и считается, что она существовала еще до появления наземных растений. В 1889 году микробиолог Мартинус Виллем Бейеринк впервые наблюдал и описал микроскопические зеленые водоросли, которые он назвал хлореллой. Он обнаружил ее, исследуя образцы воды зеленого цвета, собранные из канавы недалеко от города Харлем в Нидерландах.

Источник: jgeb.springeropen.com

Существует несколько различных видов и штаммов хлореллы. Наиболее часто употребляемые и изучаемые виды:

1. Chlorella vulgaris: это наиболее широко признанный и изученный вид. Используется в диетических добавках и тщательно изучен на предмет ее питательного состава и потенциальной пользы для здоровья.
2. Chlorella pyrenoidosa: Она известна высоким содержанием белка и может обладать теми же полезными свойствами, что и Chlorella vulgaris.
3. Chlorella sorokiniana: этот вид хлореллы известен своей способностью быстро расти и переносить высокие температуры. Она часто используется в биотехнологиях и производстве биотоплива, но также может применяться в качестве пищевой добавки.
4. Chlorella ellipsoidea: характеризуется клетками эллиптической формы. Он был изучен на предмет потенциальных антиоксидантных и противовоспалительных свойств.
5. Chlorella minutissima: имеет меньший размер по сравнению с другими и изучался на предмет потенциального терапевтического применения, включая антиоксидантные и иммуномодулирующие эффекты.

Хлорелла богата основными питательными веществами, такими как витамины, минералы, аминокислоты и антиоксиданты. Она также является источником хлорофилла, который придает ей зеленый цвет.

Среда обитания водоросли

Хлорелла — это вид пресноводных водорослей, который обычно встречается в различных водных средах. Ее можно найти как в естественных, так и в искусственных водоемах, в озерах, прудах, реках и водохранилищах. Хлорелла процветает в пресноводной среде с обилием солнечного света, поскольку ей необходим свет для фотосинтеза.

Для ее роста благоприятны богатые питательными веществами воды, особенно содержащие соединения азота и фосфора. Водоросль может переносить широкий диапазон водных условий, включая как щелочные, так и кислые уровни pH. Хлорелла также может адаптироваться к различным температурным диапазонам, хотя обычно она процветает в более теплых водах.

Помимо природных водоемов, ее можно выращивать в контролируемых условиях в коммерческих целях. Это позволяет добиться оптимального роста и контролировать содержание питательных веществ и качество водорослей.

Строение

Источник: znanija.com

Хлорелла обладает ярко выраженной клеточной структурой. Здесь представлено более подробное описание структуры хлореллы:

1. Клеточная стенка: Клетки окружены жесткой и сложной клеточной стенкой. Клеточная стенка состоит из нескольких слоев, включая внешний слой гликопротеинов, средний слой целлюлозы и внутренний слой пектина. Клеточная стенка обеспечивает структурную поддержку и защиту клетки.
2. Форма клеток: обычно имеют сферическую или эллипсоидную форму, хотя у разных видов и штаммов возможны вариации. Клетки маленькие и микроскопические, их диаметр составляет от 2 до 10 микрометров.
3. Хлоропласты: содержат многочисленные хлоропласты, которые отвечают за фотосинтез. Это мембранно-связанные органеллы, содержащие пигменты хлорофилла, которые придают хлорелле характерный зеленый цвет. Эти пигменты поглощают световую энергию для синтеза сахаров и других органических соединений.
4. Ядро: обладают четко выраженным ядром, которое является управляющим центром клетки. Ядро содержит генетический материал в виде ДНК, который несет в себе инструкции для роста, размножения и других клеточных процессов.
5. Пиреноид: представляет собой небольшую, богатую белком структуру внутри хлоропласта. Пиреноид участвует в фиксации углекислого газа в процессе фотосинтеза, способствуя преобразованию углекислого газа в органические соединения.
6. Цитоплазма: содержит различные органеллы, включая митохондрии для производства энергии, аппарат Гольджи для модификации и секреции белков и эндоплазматический ретикулум для синтеза белков и липидов.
7. Жгутики: некоторые виды хлореллы могут обладать одним или двумя жгутиками, которые представляют собой хлыстоподобные придатки, выступающие из клетки. Эти жгутики обеспечивают подвижность, позволяя клеткам хлореллы перемещаться в водной среде.

Эти структурные особенности способствуют уникальной биологии и функциональности хлореллы как одноклеточного организма.

Размножение

Известна своей исключительно быстрой скоростью роста. В оптимальных условиях она может удвоить свою биомассу всего за несколько часов. Хлорелла в основном размножается бесполым путем посредством деления клеток, хотя в определенных условиях может происходить и половое размножение:

Бесполое размножение

Бинарное деление является наиболее распространенным методом размножения у хлореллы. Оно включает в себя деление одной клетки на две дочерние. Процесс состоит из следующих этапов:

1. Фаза роста: клетки проходят период роста, в ходе которого они увеличиваются в размерах и повышают метаболическую активность.
2. Деление ядра: ядро кподвергается делению, реплицируя генетический материал.
3. Деление клетки: клеточная стенка сжимается, что приводит к разделению цитоплазмы и образованию двух дочерних. Каждая дочерняя клетка получает копию генетического материала, обеспечивая генетическую преемственность.

Половое размножение

В определенных условиях хлорелла может осуществлять половое размножение посредством процесса, называемого конъюгацией. Этот процесс включает в себя обмен генетическим материалом между двумя совместимыми клетками хлореллы и обычно происходит при неблагоприятных условиях роста. Этапы конъюгации следующие:

1. Формирование гамет: под воздействием определенных факторов окружающей среды клетки развивают специализированные структуры, называемые гаметангиями. Эти гаметангии производят гаметы, которые являются гаплоидными репродуктивными клетками.
2. Образование конъюгационной трубки: гаметангии двух совместимых клеток сближаются, и между ними образуется конъюгационная трубка. Эта трубка позволяет переносить генетический материал между клетками.
3. Генетический обмен: из одной клетки передается в другую через конъюгационную трубку, что приводит к слиянию генетического материала и генетической рекомбинации.
4. Образование зиготы: слившиеся клетки образуют зиготу, которая представляет собой диплоидную клетку, содержащую комбинацию генетического материала обеих родительских клеток.
5. Развитие зиготы: зигота подвергается дальнейшему развитию и в конечном итоге делится, давая начало новым клеткам с уникальными генетическими характеристиками.

Хотя бесполое размножение является преобладающим методом размножения у этих водорослей, половое размножение путем конъюгации обеспечивает генетическое разнообразие и возможность адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды.

Тип питания

Хлорелла — это микроскопическая пресноводная водоросль, которая питается с помощью фотосинтеза, подобно растениям. Она использует энергию солнечного света для преобразования углекислого газа и минеральных солей в органические вещества.

В естественной среде она находится в водных экосистемах, таких как озера, пруды и речки, где она может получать доступ к достаточному количеству света и питательных веществ. Использует свет, в частности, синий и красный спектр, для фотосинтеза.

Обычно для культивирования хлореллы используют углекислый газ, азотные и фосфорные соединения, минеральные соли и воду. Эти компоненты обеспечивают необходимые элементы для фотосинтеза и роста хлореллы.

В целом, хлорелла является автотрофным организмом, что означает, что она способна самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических компонентов, благодаря фотосинтезу.

Полезные свойства

Хлорелла обладает рядом полезных свойств, которые способствовали ее популярности как диетической добавки и потенциальному применению в различных отраслях промышленности. Ниже приведены более подробные описания некоторых из ее полезных свойств:

1. Питательная ценность: считается высокопитательным источником пищи. Она богата основными питательными веществами, такими как витамины (включая витамины A, C, E и витамины группы B), минералы (такие как железо, магний и цинк), белки и аминокислоты. Также содержит антиоксиданты, хлорофилл и пищевые волокна. Эти питательные компоненты делают хлореллу ценной диетической добавкой и способствуют общему здоровью и благополучию.
2. Детоксикация: была изучена на предмет ее потенциальных детоксикационных свойств. Она может способствовать выведению из организма тяжелых металлов — ртути и свинца. Клеточная стенка хлореллы имеет уникальную структуру, которая может связываться с токсинами, способствуя их выведению. Также считается, что она повышает активность некоторых ферментов, способствующих детоксикации организма.
3. Поддержка иммунной системы: содержит соединения, которые могут поддерживать функцию иммунной системы. Было обнаружено, что она повышает активность естественных клеток-киллеров, макрофагов и других иммунных клеток. Усиливая иммунную функцию, хлорелла может помочь организму защититься от инфекций и улучшить общий иммунный ответ.
4. Антиоксидантная активность: содержит различные антиоксиданты, включая хлорофилл, каротиноиды и витамины. Эти антиоксиданты помогают нейтрализовать вредные свободные радикалы в организме, уменьшая окислительный стресс и потенциальное повреждение клеток и тканей. Антиоксидантная активность хлореллы может способствовать ее потенциальному антивозрастному и защитному действию.
5. Здоровье пищеварительной системы: хлорелла является источником пищевых волокон, которые могут поддерживать здоровье пищеварения. Клетчатка способствует регулярной работе кишечника, помогает поддерживать здоровье кишечника и способствует росту полезных кишечных бактерий. Содержание клетчатки в хлорелле может способствовать улучшению пищеварения и общего состояния желудочно-кишечного тракта.
6. Потенциальное противовоспалительное действие: была изучена на предмет ее потенциальных противовоспалительных свойств. Определенные соединения, содержащиеся в хлорелле, такие как хлорофилл и полисахариды, продемонстрировали противовоспалительный эффект в лабораторных исследованиях. Эти свойства могут иметь значение для лечения заболеваний, связанных с воспалением.
7. Устойчивое развитие и экологические преимущества: водоросль привлекла к себе внимание благодаря своим потенциальным экологическим преимуществам. Ее можно выращивать, используя минимальные земельные и водные ресурсы по сравнению с традиционным растениеводством. Кроме того, способность хлореллы поглощать углекислый газ и выделять кислород в процессе фотосинтеза делает ее потенциальным кандидатом для связывания углерода и сокращения выбросов парниковых газов.

Хлорелла продемонстрировала многообещающие свойства, но для полного понимания ее действия и применения необходимы дальнейшие исследования. Как и в случае с любой диетической добавкой или натуральным продуктом, рекомендуется проконсультироваться с медицинским работником, прежде чем включать хлореллу в свой рацион, особенно если у вас есть заболевания или вы принимаете лекарства.

Когда следует избегать или соблюдать осторожность при употреблении хлореллы:

1. Аллергия.
2. Чувствительность к йоду или гипертиреоз: хлорелла в естественном виде содержит йод, который необходим для работы щитовидной железы. Однако людям с чувствительностью к йоду или гипертиреозом (гиперактивной щитовидной железой), возможно, следует проявлять осторожность при употреблении хлореллы или любых других продуктов, богатых йодом. Чрезмерное потребление йода может усугубить их состояние.
3. Аутоиммунные заболевания: иммуностимулирующие свойства хлореллы могут не подойти людям с аутоиммунными заболеваниями, так как они могут стимулировать иммунную систему и ухудшить симптомы аутоиммунных заболеваний.
4. Вместе с иммуносупрессивными препаратами.
5. Беременность или кормление грудью.

Где используется

Благодаря своим полезным свойствам хлорелла находит применение в различных отраслях промышленности:

1. Диетические добавки в виде капсул, таблеток, порошков или жидких экстрактов. Добавки часто рекламируются в связи с их потенциальными преимуществами для здоровья, такими как поддержка иммунитета, детоксикация и общее благополучие.
2. Пищевая промышленность и производство напитков: в качестве натурального ингредиента. Ее можно добавлять в различные пищевые продукты, включая энергетические батончики, закуски, смузи и оздоровительные напитки. Хлорелла придает пищевым продуктам питательную ценность и яркий зеленый цвет. Она также может использоваться как натуральный пищевой краситель или как источник растительного белка в веганских и вегетарианских продуктах.
3. Косметика и уход за кожей: антиоксидантный и богатый питательными веществами состав. Она часто встречается в масках для лица, кремах, сыворотках и других составах по уходу за кожей. Считается, что хлорелла увлажняет, питает и имеет потенциальный антивозрастной эффект для кожи. Она также используется в средствах по уходу за волосами, поскольку может быть полезной для здоровья волос.
4. Биотехнологии и биотопливо: благодаря своему быстрому росту и высокому содержанию липидов. У нее есть способность утилизировать углекислый газ и удалять загрязняющие вещества из воды.
5. Аквакультура и корм для животных: высокое содержание белка делают ее ценным ингредиентом кормов для рыбы, креветок и птицы. Хлорелла может способствовать росту и здоровью сельскохозяйственных животных и повышать питательную ценность их рациона.
6. Экологическое применение: способность хлореллы удалять тяжелые металлы и загрязняющие вещества из воды. Кроме того, фотосинтетическая активность и поглощение углекислого газа делают ее инструментом для сокращения выбросов парниковых газов и улучшения качества воздуха.

Хлорелла изучалась как потенциальный источник пищи для длительных космических полетов из-за высокой питательной ценности, быстрого роста и способности использовать свет в качестве источника энергии.