БІОТЕХНОЛОГІЯ - В. Г. Герасименко - 2006

Частина ІІ. Спеціальні біотехнології

Розділ 24. БІОТЕХНОЛОГІЯ ОТРИМАННЯ БІОМАСИ ОДНОКЛІТИННОЇ ВОДОРОСТІ СПІРУЛІНИ

24.3. ХІМІЧНИЙ СКЛАД І ПОЖИВНА ЦІННІСТЬ БІОМАСИ СПІРУЛІНИ

Біомаса спіруліни у середньому містить 17-18 % сухої речовини.

До складу біомаси спіруліни входять усі групи поживних речовин - білки, вуглеводи, жироподібні речовини та мінеральні сполуки.

Хімічний склад біомаси може істотно змінюватися залежно від умов культивування (склад живильного середовища, освітлення, температура, рН середовища). Шляхом зміни складу середовища, температурного режиму та режиму освітлення можна отримати біомасу спіруліни з різним співвідношенням білків, вуглеводів, жиру. Коливання концентрації білка може становити від 9 до 70 %, безазотистих екстрактивних речовин - від 6 до 38 % та жироподібних речовин - від 4 до 85,6 %.

Наприклад, біомаса спіруліни, вирощена в природних умовах у прісних ставках та водоймищах (Індія), містить 50-55 % протеїну з вмістом 44-45 % білка, а в лужних озерах (Мексика, Східна Африка) - вміст білка сягає 65 %.

Особливе значення має кількість азоту в живильному середовищі. Було випробувано 80 спеціальних середовищ для культивування спіруліни (Piorreck M. and al., 1984). Встановлено, що у водоростей зі зростанням рівня азотного живлення спостерігалося збільшення інтенсивності нарощування біомаси та підвищення вмісту в ній протеїну (з 8 до 54 %).

В умовах достатнього забезпечення світлом, теплом і добре збалансованим за елементами живлення середовищем спірулі- на синтезує органічну речовину з високим вмістом протеїну - до 90 %, з яких на білок припадає 60-70 % (табл. 24.2).

Білки спіруліни займають проміжне положення між білками тваринного та рослинного походження, що пояснюється низькою концентрацією лізину в протеїні спіруліни (табл. 24.3).

Суха речовина біомаси спіруліни має високий вміст вітамінів (табл. 24.4), чим і пояснюється її біологічний вплив на організм як молодих, так і плідних тварин. Особливо слід відзначити наявність у спіруліни таких вітамінів, як токоферол, ергостерин, інозитол і кобаламін, роль яких дуже важлива у процесах відтворення. Окрім цього, більшість з названих вітамінів не виробляються в Україні і мають ввозитися з-за кордону.

Таблиця 24.2.

Хімічний склад біомаси спіруліни, % на суху речовину

(за Кир’яченко С.П., 1994)

Таблиця 24.3.

Амінокислотний склад протеїну спіруліни порівнянно з протеїнами інших мікроорганізмів

(за Кир’яченко С.П., 1997)

Таблиця 24.4.

Вміст вітамінів у сухій речовині спіруліни та хлорели, мг/кг

(за Кир’яченко С.П., 1994)

Таблиця 24.5.

Жирокислотний склад «сирого» жиру спіруліни

(за Кир’яченко С.П., 1997)

Вміст сирого жиру та його жирокислотний склад у біомасі спіруліни залежать від багатьох факторів, і в першу чергу - від кількості азоту в живильному середовищі. При низькому рівні азоту в середовищі водорості синтезують більше ліпідів, ніж білка. До складу ліпідів спіруліни входять такі ненасичені жирні кислоти, як лінолева і ліноленова, на частку яких може припадати понад 50 % від загальної суми жирних кислот (табл. 24.5). Відомо, що вони за біологічною роллю належать до незамінних, тобто в організмі людини та тварини вони не синтезуються з попередників.

До складу сухої речовини спіруліни входять усі біогенні макро- та мікроелементи і вміст їх залежить від наявності цих елементів у живильному середовищі. При культивуванні спіруліни у морській воді або в солоних озерах в біомасі міститься йод. При штучному вирощуванні спіруліни, збільшуючи вміст йоду у стандартних живильних середовищах, можна досягти значного підвищення кількості мікроелементу в біомасі.

Присутність у середовищі для культивування селеніту натрію сприяє збагаченню спіруліни (S.platensis) селеном у зв’язаній з органічними сполуками формі - з білками, пептидами і поліпептидами (Зарецька Є.С. та ін., 2003). Саме такі форми порівняно з неорганічними солями мають найбільшу біодоступність і ступінь утримання в організмі. Суттєвим є також значно менша токсичність органічних форм селену порівняно з селеніт- і селенат-аніонами. Автори дійшли висновку, що спіруліна є перспективним об’єктом для біотехнологічного одержання нових харчових форм селену. Встановлено, що нестача селену є фактором ризику розвитку онкологічних захворювань, а також призводить до підвищення вірулентності хвороботворних вірусів.

Лабільність мінерального складу спіруліни дає можливість одержувати біомасу з необхідною концентрацією біогенних елементів.

За даними Кир’яченко С.П. (1994, 1997), біомаса спіруліни має наступний мінеральний склад (табл. 24.6).

Таблиця 24.6.

Вміст макро- та мікроелементів у сухій біомасі спіруліни