Микроводоросли – будущее суперпродуктов?
Микроводоросли — это микроскопические водные организмы, которые привлекли внимание как потенциальный источник пищи. Они очень питательны и содержат богатый источник незаменимых жирных кислот, витаминов и минералов.
Ученые подчеркнули экологические и питательные преимущества водных растений, а также технические и финансовые трудности расширения производства.
Водоросли это то, что нужно есть на ужин
Это обращение к известному рекламному слогану американской мясной промышленности может показаться забавным, это не шутка, что существующая сельскохозяйственная система вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов и экологическую деградацию. Эти проблемы, в свою очередь, представляют серьезную угрозу продовольственной безопасности для миллиардов людей во всем мире из-за неблагоприятных последствий изменения климата и разрушения экосистем.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) считают, что водоросли могут стать суперпродуктом нового типа благодаря высокому содержанию белка и питательных веществ.
Они представили свои аргументы в недавно опубликованной статье в журнале Frontiers in Nutrition, в которой содержится обзор современных научных знаний о микроводорослях — общем термине для тысяч крошечных видов водорослей и других фотосинтезирующих организмов, таких как цианобактерии, обитающих в водной среде.
Более эффективный источник пищи
В обзоре освещаются современные технологии коммерческой разработки и выращивания микроводорослей, а также научные и экономические проблемы, связанные с масштабированием производства. Хотя водоросли давно изучаются как источник биотоплива благодаря высокому содержанию липидов или жиров, они также вызывают интерес у исследователей из-за их потенциала быть более эффективным источником пищи.
- «Многие из нас знали о пищевом потенциале водорослей в течение многих лет и работали над их использованием в качестве источника пищи, но теперь, с изменением климата, вырубкой лесов и населением в восемь миллиардов человек, почти все понимают, что мир просто должен стать более эффективным в производстве белка», — сказал соавтор доктор Стивен Мэйфилд, профессор биологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско и директор Калифорнийского центра биотехнологии водорослей.
Например, исследование 2014 года, цитируемое Мэйфилдом и его командой в текущей статье, показало, что водоросли могут ежегодно производить в 167 раз больше полезной биомассы, чем кукуруза, при использовании того же количества земли. Другие модели предсказывают, что существующие штаммы водорослей потенциально могут заменить 25% европейского потребления белка и 50% общего потребления растительного масла при выращивании на доступных землях, которые в настоящее время не используются для традиционных культур.
- «Самое большое преимущество — это производство белка на акр», — отметил Мэйфилд.
- «Водоросли просто затмевают текущий золотой стандарт сои как минимум в 10 раз, может быть, в 20 раз больше производства на акр».
Кроме того, некоторые виды водорослей можно выращивать в солоноватой или соленой воде и, по крайней мере, в одном случае, в сточных водах молочного производства, то есть пресную воду можно зарезервировать для других нужд. С точки зрения питания многие виды водорослей богаты витаминами, минералами и особенно макроэлементами, необходимыми для рациона человека, такими как аминокислоты и омега-3 жирные кислоты.
Создание лучшего штамма водорослей для человека
Проблемы все еще остаются, начиная с поиска или разработки штаммов водорослей, которые отвечают всем требованиям: высокие урожаи биомассы, высокое содержание белка, полный профиль питания и наиболее эффективные условия выращивания с точки зрения землепользования, потребности в воде и питательных веществах.
В документе авторы UCSD описывают различные научные инструменты, доступные для получения наиболее желательных признаков для коммерчески жизнеспособного продукта из водорослей. Например, в одном ранее опубликованном эксперименте описывалось усиление астаксантина, пигмента-антиоксиданта, который, как было показано, имеет различные преимущества для здоровья с помощью целенаправленных генетических мутаций. Другой мутагенный эксперимент смог увеличить как выход биомассы, так и содержание белка для другого штамма водорослей, особенно при выращивании в простом недорогом соке сладкого сорго.
Мэйфилд сказал, что наиболее вероятные подходы к коммерческому развитию водорослей высшего качества будут включать сочетание традиционной селекции с молекулярной инженерией.
- «Так развиваются современные сельскохозяйственные культуры, так будут развиваться водоросли», — сказал он. «Они оба растения — одно наземное и одно водное».
Питание и урожайность — не единственные соображения. Для конверсии некоторых потребителей может потребоваться некоторая корректировка цвета, вкуса и уменьшение характерного рыбного запаха.
Другие эксперименты уже продемонстрировали способность изменять эти органолептические характеристики при одновременном повышении содержания белка в новых штаммах водорослей.
Необходимость кормить растущее население
Действительно, самая большая проблема для коммерческого развития, добавил Мэйфилд, не обязательно научная, техническая или эстетическая. Это возможность масштабировать производство по всему миру.
- «Вы просто не можете знать обо всех проблемах выхода на мировой уровень, пока не узнаете, — сказал он, — но мир сделал это [с] смартфонами, компьютерами, фотогальваническими панелями и электромобилями — у всего этого были проблемы и мы преодолели их, чтобы вывести эти «новые» технологии на мировой уровень, поэтому мы знаем, что можем сделать это с водорослями».
Мэйфилд сказал, что потребность в альтернативных продовольственных системах никогда не была столь острой, поскольку человеческое население увеличивается, подталкивая ресурсы и системы к пределу.
- «Единственный способ избежать действительно безрадостного будущего — это начать переход сейчас к гораздо более устойчивому будущему, и водоросли в качестве пищи — это один из тех переходов, которые нам необходимо совершить», — сказал он.
Метки: Питание
Исследователи обнаружили, что рак желудка образует электрические связи с близлежащими чувствительными нервами, создавая злокачественные цепи, которые способствуют росту и распространению рака. Рак желудка формирует электрические цепи с нервами, подпитывая свой рост, и этот процесс можно остановить с помощью препаратов от мигрени. Это первый задокументированный случай электрической связи между нервами и раком за пределами мозга, что…
Шведское исследование с участием почти 9000 человек изучает связь между кишечными бактериями и здоровьем сердца и показывает, что некоторые бактерии полости рта, в частности из рода Streptococcus, могут способствовать развитию атеросклеротических бляшек в мелких артериях сердца. Исследование проанализировало данные кишечных бактерий и визуализации сердца у 8973 человек в возрасте от 50 до 65 лет из…
Лаборатория Тушля стала пионером нового класса противовирусных препаратов, нацеленных на вирусные метилтрансферазы, ферменты, необходимые для РНК-вирусов, таких как SARS-CoV-2, Эбола, лихорадка денге. Этот инновационный подход предлагает высокоселективное лечение с минимальными побочными эффектами и потенциалом для комбинирования с существующими методами лечения для предотвращения лекарственной устойчивости. Ученые разработали противовирусные препараты, нацеленные на вирусные метилтрансферазы, предлагая новую стратегию…
Исследователи определили, что G-квадруплексы способствуют вредоносной агрегации белков при нейродегенеративных заболеваниях. Блокирование G4 с помощью 5-ALA остановило симптомы, похожие на симптомы болезни Паркинсона, у мышей, что указывает на многообещающий путь раннего вмешательства в заболевание. Новаторский механизм образования вредных белковых агрегатов Исследователи из Университета Кумамото открыли новаторский механизм образования вредных белковых агрегатов, которые способствуют развитию нейродегенеративных…
Новое исследование показывает, что использование анализа ДНК для скрининга новорожденных может обнаружить гораздо более серьезные, но излечимые заболевания, чем традиционные методы. Исследование, названное GUARDIAN, является одним из первых крупномасштабных проектов по использованию секвенирования генома для новорожденных, и первые результаты показывают, что этот подход может значительно улучшить медицинское обслуживание детей. Первые результаты исследования скрининга новорожденных показывают,…
