§ 9.3 Культивирование одноклеточных зелёных водорослей
Содержание
Чем можно кормить космонавтов в течение полёта продолжительностью в три года?
Выращивание одноклеточных зелёных водорослей. Разрабатываются технологии искусственного разведения одноклеточных водорослей, которые могут давать огромные объёмы годной для литания и переработки биомассы.
Наибольший интерес для культивирования (разведения) представляют одноклеточные зелёные водоросли хлорелла, хламидомонада (рис. 9.3) и сценедесмус.
Хлореллу обычно выращивают в бассейнах глубиной 10—15 см до достижения концентрации водорослей, равной 1—2 г биомассы в 1 л воды. Искусственно изменяя условия содержания: температуру, освещённость, солевой и газовый состав и др., можно получать водорослевую массу с различным содержанием органических и минеральных веществ.
Хлорелла при идеальных условиях за одни сутки может увеличиваться в объёме в 10 тысяч раз. Несмотря на то что хлорелла является пресноводной водорослью, экспериментально доказано, что её с большим успехом можно выращивать и в солёной морской воде.
Морские растения являются прекрасным объектом культивирования благодаря способности усваивать углекислоту, минеральные соли из воды и синтезировать органические соединения. Росту водорослей способствуют соли азота, фосфора, калия и соединения, содержащие микроэлементы.
Сбор и обработка одноклеточных водорослей требуют больших затрат труда. Водоросли подвергают сгущению (концентрированию: предварительному и окончательному) и сушке.
На первом этапе водоросли сгущают посредством специальных устройств, например центрифуг. Затем водоросли пропускают через фильтры из синтетических материалов и выпаривают воду на солнце. В результате получается масса, содержащая 8—10 % сухого вещества.
Оболочки клеток хлореллы без соответствующей обработки устойчивы к действию желудочного сока, что мешает перевариванию водорослей в желудках сельскохозяйственных животных и человека. Сухую клеточную массу водорослей размалывают на шаровых мельницах и обрабатывают перекисью водорода. Сырые водоросли продавливают через перфорированные диски.
Использование продукции из одноклеточных зелёных водорослей. Белковые продукты, производимые из одноклеточных зелёных водорослей, могут использоваться как для литания людей, так и в качестве прибавки к кормам сельскохозяйственных животных. Введение в рацион животных суспензии из хлореллы позволяет повышать ежесуточные привесы на 15-20 %. Белок из одноклеточных водорослей используют в качестве заменителя рыбной и соевой муки в животноводстве.
Одноклеточные водоросли применяют в сельском хозяйстве в качестве удобрений. Биомасса обогащает почву фосфором, калием, йодом и другими микроэлементами, пополняет её бактериальную, в том числе азотфиксирующую, микрофлору. В почве водоросли разлагаются быстрее, чем навозные удобрения, и не засоряют её семенами сорняков, личинками вредных насекомых и спорами фитопатогенных грибов.
Хлорелла используется в космосе как источник кислорода, а также для биологической очистки сточных вод. Её культивируют в промышленных сточных водах для того, чтобы активизировать процессы самоочищения.
Спирулина имеет уникальный биохимический состав, поэтому её используют в питании космонавтов.
Проверьте себя:
1. Какие условия необходимо создавать для культивиро вания одноклеточных зелёных водорослей?
2. Как собирают и обрабатывают од ноклеточные зелёные водоросли?
3*. В каких ещё биотехнологиях используют одноклеточные водоросли?
* Подумайте, какую водоросль целесообразно выращивать как источник пищи при полёте на Марс, который может продлиться три года.
