اهمیت و کاربرد جلبک ها در زندگی بشر(دانستنی های معلم - علوم تجربی پنجم دبستان )
شناسایی دریاها موجب شده است که فرآورده های بسیاری برای انسان حاصل شود، یکی از این فرآورده ها جلبک ها هستند که به زندگی روزانه بشر فواید بسیاری می رسانند. بررسی تکنولوژی و جنبههای اقتصادی تولید جلبکها نشان میدهد که از آنها در جنبههای مختلف تولید مواد میتوان استفاده کرد . از جمله کاربرد جلبکها درصنایع غذایی، تغذیه، تولید دارو، رنگ دانه، مواد شیمیایی و سوخت میباشد (Sano T et al, 1988) .
1- اهمیت جلبک ها به عنوان تولید کننده در اکوسیستم های آبی
جلبکها موجودات فتواتوتروف هستند و تولید کنندگان اصلی مواد آلی در محیطهای آبی می باشند. در اکوسیستمهای آبی جلبکها و فیتو پلانکتونها بخش مهمی از زنجیره غذایی موجودات آبزی و ماهیها را تشکیل می دهند و لذا بخش عمده ای ا زتولیدات آبزیان مستقیماً وابسته به وجود آنها است همچنین جلبکها به واسطه عمل فتوسنتز و متصاعد نمودن اکسیژن، محیط اطراف خود را اکسیژنه نموده و برای حیات آبزیان مساعد می نمایند جلبک هایی نظیر Chlorella نیز به هوادهی آب در گرفتن دی اکسید کربن کمک کرده که در نتیجه سبب ذخیره سازی اکسیژن و انجام پروسه فتوسنتز می گردد و این پدیده برای ماهیان بسیار با ارزش و سودمند خواهد بود ( Tanaka K et al,1997)
2- اهمیت جلبک ها به عنوان غذای انسان
در بخشهای مختلف دنیا بیش از صد گونه از جلبکها و عمدتاً جلبکهای قهوه ای و قرمز و تعدادی از جلبکهای سبز مورد استفاده غذایی قرار می گیرند. جلبکها به علت سرشار بودن از مواد معدنی،ویتامینها،هیدراتهای کربن، و پروتئین ها که د ردرون سلولها و یا در دیواره سلولها وجود دارند،مورد استفاده غذایی انسانها قرار می گیرند. در ذیل به برخی از آنها که مورد استفاده غذایی دارند به طور اختصار اشاره می شود:
الف) از جلبکهای قهوه ای بیشتر: Laminaria, Pelvetia, Sargassun, DAURVILLEA, Alaria. بر طبق گفته پرسکات جلبکهای قهوه ای از نظر ارزش غذایی حاوی 15/6 درصد پروتئین (شامل 15 نوع اسید آمینه )،56/1 درصد چربی و 04/57 درصد هیدرات کربن می باشند. همچنین آنها دارای انواع مواد معدنی همراه با کاروتن، ویتامین و فلاوین می باشند.
ب)از جلبکهای قرمز: Palmaria , Rhodymenia, Chonfrus, Gigartina, Porphyra
(پ) بین جلبکهای سبز (کلروفیسه): Codium, Chlorella, Monostroma, Ulva.
(ت) بین جلبکهای سبز متمایل به آبی گونه Nostoc commune به نام «Yuyucho» در چین جاوا و بعضی کشورهای دیگر مورد استفاده غذایی قرار می گیرد.Barsanti.L, 2006)
3-کاربرد جلبک ها در تهیه آگار(Agar)
آگار پلی ساکاریدی ژله مانند است که از برخی جلبک های قرمز بدست می آید و در تمام آزمایشگاه های میکروب به عنوان ماده زمینه بکار می رود. از دیگر استفاده های این ترکیب می توان به استفاده از آن در :
1- ساخت پروتز دندان
2- صنایع غذایی و شیرینی سازی(مثل تولید کنسروهای ضد یبوست)
3- چرم سازی و صنایع نساجی
4- کاغذ سازی
5- صنایع داروئی که از آگار به عنوان ملین و ترکیب ضد التهاب روده و روکش قرص استفاده می شود.
جلبک هایی را که برای تهیه آکار از آنها استفاده می شود ؛ همگی به شاخه جلبک های قرمز (Rhodophycea) تعلق دارند. از این شاخه می توان به جنس های زیر اشاره کرد:
,Chondrus, Hypnea Gracillaria, Ahnfelltia, Campylaephora, Phyllophora, Gelidim, pterocladia, Eucheuma, Gigartina
ارزش افزوده این محصول جلبک ها در امریکا در سال به بیش از 132 میلیون دلار می رسد. از کشورهای مطرح در زمینه تولید آگار می¬توان به ژاپن ،مراکش، پرتغال، اسپانیا، استرالیا، نیوزلند، فرانسه، کره، آفریقای جنوبی، اندونزی، شیلی، هند وکشورهای اسکاندیناوی اشاره کرد
4- کاربرد جلبک ها در تهیه کاراگینان(Carageenin)
کاراژنین یک کمپلکس هیدرات کربن و اسید سولفوریک است که در دیواره سلولی جلبک قرمز از قبیلEucheuma, Ahnfeltia, Gigartina وعمدتا در Chondrus crispus یافت می شود.
این ماده در تهیه خمیر دندان،مواد آرایشی،رنگها، در پروسه نهایی منسوجات چرم نما، منسوجات ،درصنایع تخمیر و دارویی کاربرد دارد. پزشکان از کاراژنین به عنوان داروی انعقاد خون استفاده می نمایند. همچنین در تصفیه چغندرقند ،مشروبات الکلی و نوشابه های غیر الکلی مورد استفاده قرار می گیرد. گاهی جلبک Gigartina به جای کندرو س کریسپوس جهت استحصال کاراژنین مصرف می شود. همچنین این ماده به عنوان عصاره و شیره لعاب دار یا چسب دار در صنعت از آن استفاده می شود و در صنایع مواد غذایی ، داروسازی، نساجی، چرم سازی، آب جو سازی به مصرف می رسد. این ماده به عنوان پایدار کننده در امولسیون و نیز در داروسازی برای درمان سرفه مصارف زیادی دارد.
استفاده از آن به عنوان اجزاء ترکیبی خمیر دندان، بو زدا ، آرایه مو و پوست و رنگ نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است ( Noda K et al,1996) .
تولید جهانی این ترکیب در سال به حدود 28000 تن می رسد که ارزشی معادل 240 میلیوندلار رابه همراه دارد. از کشور های مطرح در زمینه تولید آگار می توان به ژاین ، پرتغال، اسپانیا، فرانسه، آفریقای جنوبی، اندونزی، شیلی، هند اشاره کرد.
5- کاربرد جلبک ها در تهیه آلژینات ها
مشتقات آلژینات و همچنین اسید آلژینینک از دیواره سلولی برخی از جلبکهای قهوه ای استخراج می شود. جلبکهای قهوه¬ای مختلفی در بخشهای مختلف دنیا برای این کار مورد استفاده قرار می گیرند که مهمترین جنسهای آنها عبارتند از : Eclonia, Lossonia, Fucus, Cystoseria, Eisenia, Laminaria, Macrocystis, Durvillea, Ascophyllumو...
آلژین هیدرات کربنی است با فرمول (C6H8O6)n که از دیواره سلولی منشا می گیرد. اسید آلژنیک در غشای مشترک و دیواره های اولیه برخی ازاعضای جلبکهای قهوه ای (Phaeophyceae) وجود دارد. آلژینات ها در صنایع لاستیک سازی، رنگ سازی،و همچنین در تهیه پارچه و لباسهای ضد آتش و ظروف پلاستیکی کاربرد دارند. مشتقات اسید آلژنیک همچنین در تهیه سوپ،خامه و سس و دیگر مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. .Barsanti.L, 2006))
6- اهمیت جلبک ها به عنوان غذای جانوران (با تاکید برآبزیان)
جلبک ها به عنوان یک منبع غذایی برای ماهیان، دوزیستان، پستانداران و دیگر جانوران از اهمیت ویژه ای برخوردارند. وابستگی انسان به ماهی و سایر جانوران آبزی برای تکمیل خوراک خود واقعیتی است که بر کسی پوشیده نیست. بنابراین جلبک ها به طور غیر مستقیم ارزش بسیار ارزنده ای برای انسان ها دارند (Sano T et al,1987&1988 ).
الف) در ایالات متحده آمریکا و ژاپن و در بسیاری از نواحی دیگر جلبکهایی نظیر: Fucus, Ascophyllum, Sargassum, Laminaria به عنوان غذای حیوانات مصرف می شوند.
ب) مرغهایی که به غذایشان آسکوفیلوم و فوکوس افزوده می شود تخم مرغهایی را تولید می کنند که غنی از ید می باشند.
پ) در مواقعی که جلبکهای دریایی به غذای دامها افزوده می شوند آنها شیرهای پرچربی تولید می نمایند؛
ج) غذاهای تجاری و وارداتی که خاص دامها و به خصوص گوسفند ساخته می شوند غالباًحاوی لامیناریا،آسکوفیلوم و فوکوس می باشند؛
ح) کلپ عظیم الجثه قهوه ای (Macrocystis) در غذای دامهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. به علت این که غنی از ویتامین A و E می باشد(هرمزدیار، کیانمهر.1381)
استفاده از ریزجلبک ها در آبزی پروری
میکرو الگ ها را در تغذیه لارو آبزیان پرورشی از قبیل برخی ماهیان، عمده نرمتنان و سخت پوستان پرورشی و نیز در پرورش زئوپلانکتونهای پرورشی مورد استفاده در آبزی پروری ( غذای زنده مثل دافنی، روتیفر و..)بکار می برند..
کاربر ریزجلبکها در پرورش دو کفهای هاپ
برای پرورش دوکفهایها معمولاً از چند گونه ریزجلبک به طور ترکیبی(MIX) استفاده میشود تا اینکه تمام نیازهای جانور تامین گردد. عمدتاً شامل Iso chrysis galbara (خانوادهی T. Iso) و farlova lutheri و Chaetoceros calcitrans میباشد. البته گونه های دیگری نیز در این زمینه کاربرد دارد. در پرورش دوکفهایها Abalone از دیاتومههای بینک مثل Nitzschia.وNavicula استفاده میشود. Barsanti.L, 2006))
کاربرد جلبک ها در تغذیه سخت پوستان
در پرورش میگو از دیاتومه های Chaetoceros spp , Skeletonema spp استفاده می شود. در پرورش روتیفر نیز از گونه های Isochrysis sp, P.lutheri,T.suecia , Nannochloropsis spp استفاده می شود.گونه های دیگری که ارزش غذایی برای تغذیه لارو سخت پوستان دارند شامل :C.calcitrans, Cmuelleri, P.lutheri T. suecica, S.costatum, Thalassiosira pseudonama
7- اهمیت جلبک به عنوان منبع املاح
به علت غنی بودن جلبکها از املاح و عناصری نظی: ید، پتاس و غیره به صورتهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند.
الف) در صنایع صابون سازی و شیشه سازی کلپ های دریایی به عنوان منبع سود (Soda) مورد استفاده زیادی دارند؛
ب) همچنین از کلپ ها پتاسیم وید استخراج می شود. دراین میان اعضای راسته Laminariales از جلبکهای قهوه ای بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند؛
پ) از برخی از جلبکهای قرمز نظیر Rhodymenia, Polysiphonia که ممکن است 3تا 6 درصد وزن آنها را پتاسیم و ید تشکیل دهد استخراج می شود؛
ت) در مراحل پیچیده تر می توان آمونیاک و ذغال از کلپ ها تهیه نمود؛
ث) بسیاری از جلبکهای دریایی از لحاظ اهن، مس،منگنز،بر و غیره غنی می باشند(هرمزدیار، کیانمهر.1381)
8- اهمیت جلبک به عنوان کود بیولوژیک
جلبکهای دریایی به علت داشتن فسفر ،پتاسیم، و برخی از عناصر کم مقدار در بسیاری از مناطق ساحلی به عنوان کود بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرند . آنها را می توان با دیگر مواد آلی مخلوط نمود یا آنها را به تنهایی و پس از پوسیده شدن و کمپوست مورد استفاده قرار داد.
الف) جنسهایی نظیر Chara, Lithothamnion, Lithophyllum در مزارعی که با فقدان کلسیم روبه رو هستند به کار می روند؛
ب) فوکوس (جلبکهای قهوه ای ) در مزارع ایرلند به عنوان یک کود مورد استفاده قرار می گیرد؛
از میان جلبک ها نوع سبز مایل به آبی آن ها از اهمیت بیشتری برخوردارند. زیرا آنها قادر به تثبیت نیتروژن اتمسفر به بدنه خود می باشند. Barsanti.L, 2006))
9- کاربرد جلبک ها در تهیه داروها
جلبک ها به دلیل دارا بودن ترکیبات ویژه پلی ساکاریدی و نیز ترکیبات دارویی خاص ، دارای کاربرد های وسیعی خواه به صورت مصرف مستقیم دارویی و خواه به صورت مصرف ترکیبات آنها در طی پروسه های داروسازی مورد استفاده قرار می گیرد.
خواص دارویی که برای جلبک ها عنوان کرده اند بسیار می باشد از جمله به عنوان مسهل در یبوست های دستگاه گوارش، به عنوان التیام دهنده زخم های دستگاه گوارش و به عنوان داروهای ضد انگلی دستگاه گوارش و همچنین در کاهش فشار خون، کاهش چربی خون، کاهش وزن زیاد و نیز جلوگیری از بیماری های تصلب شرائین از جلبک ها استفاده می شود.
از کاربرد های جدید و مدرن این گیاهان در بیماری توموری است که ترکیبات ضد سرطانی از این گیاهان استخراج شده و برای مقابله با بیماری های توموری از آن ها استفاده می شود. حتی در برخی از منابع به قدرت مقابله این گیاهان در مقابل ویروس HIV نیز اشاره شده است ( Tanaka K et al,1997) . همچنین مقابله با ویروس تبخال نیز با کاربرد جلبک ها امکان پذیر می باشد.
بسیاری از علف های دریایی محتوی درصد زیادی ید می باشد که در تهیه انواع بیماری های گواتر کاربرد دارد. برخی از جلبک ها منبع آنتی بیوتیک ها محسوب می شوند و مانع از رشد دیگر باکتری ها می گردد، به عنوان مثال می توان از آنتی بیوتیک Chlorellin نام برد که در جلبک Chlorella یافت می شود ( (Tanaka K et al,1986مواد آنتی بیوتیکی که بر ضد باکتریهای گرم مثبت و منفی مفید واقع می باشند به وسیله گونه Ascophyllum nodosum گزارش شده است. همچنین گونه های Laminaria digitata , Rhodomela larix و برخی از گونه های Polysiphonia , Pelvetia اثرات مشابهی دارند. از نوعی دیاتوم به نام Nitzschia palea یک آنتی بیوتیک موثر علیه باکتریها تولید شده است. گفته می شود این آنتی بیوتیک نسبت به باکتری Escherichia coli بسیار موثر می باشد.
10- کاربرد جلبک ها در تصفیه فاضلاب
فاضلاب ها میکروارگانیزمهای فاسد و پوسیده را در خود پناه داده و پرورش می دهد. استفاده از جلبک های سبز و کوچک اندام نظیر: Euglena ، Chlamydomonas ، Chlorellaدر مسیر کانال خروجی مخازن بزرگ و کم عمق فاضلابی (اکسیداسیون فاضلابی) سریع ترین و کم هزینه ترین روشی است که به طور موثر می تواند مواد فاسد و خطرناک را به کود های با ارزش و بدون بو تبدیل کند (همانند کاتالیزور عمل می کند ). (هرمزدیار، کیانمهر.1381)
رشد این جلبک ها به عنوان گیاه تصفیه کننده در کانال های فاضلاب ها نیزحائز اهمیت است. این جلبک ها برای انجام فعالیت های متابولیسم خود نیترات ها و فسفات ها را مصرف کرده و با انجام پروسه فتوسنتز، اکسیژن آزاد می کنند و اکسیژن آزاد شده به باکتری های هوازی کمک می کند تا در تجزیه مواد خام فاضلاب ها فعال باشند
فاضلاب هایی که عمدتا از ضایعات صنعتی و شهر نشینی ایجاد شده باشند دارای بسیاری از ترکیات آلی و معدنی هستند که در آنها حل شده وبه حالت معلق در آمده است. تصفیه چنین فاضلاب هایی غالبا یک امر اکسیژناسیون تلقی می شود. لذا پدیده اکسیژنه نمودن به وسیله جلبکها بسیار متداول است برخی از جلبکها نظیر
Scenedesmus, Euglena, Chlorella, Chlamydomonas و... در این پدیده بسیار موثر واقع می شوند . اکسیژنه نمودن فاضلاب ها به خصوص در توده های کوچک نظیر استخرها ضرورت دارد تا بوی بد از آنها بر طرف گردد. به این ترتیب جلبکها نقش مهمی را در تصفیه فاضلابها به عهده دارند که گاه به صورت طبیعی این پدیده انجام می شود.
پروسه فتوسنتز توسط جلبک ها سبب وفور اکسیژن می شود و اکسیژن تولید شده به مصرف میکروارگانیزم ها می رسد که میکروارگانیزم ها مسئولیت تجزیه نمودن بقایای مواد آلی را در فاضلاب ها به عهده دارند( Noda K et al,1996).
عوامل زیست محیطی موثر در زیست جلبک ها و رشد و تغذیه آنها ما را آگاه می کند که بدانیم جلبک ها از بسیاری جنبه های فیزیولوژیکی مشابه گیاهان آلی هستند، اما عواملی نطیر تنوع، شکل، جنبش و تحرک، چرخه زندگی و ...... سبب شده است که مسائل فیزیولوژیک جلبک ها دقیقاً مشابه با سایر گروه های گیاهی نباشند.
11-دیگر کاربردهای جلبک (با تاکید بر دیاتوم ها)
-ترکیبات مهم دیگر
از ترکیبات مهم که از میکرو آلگها میتوان جداسازی و استفاده کرد می توان به استرولها ، رنگدانها، مینرالها و ترکیبات دیگر اشاره کرد. به طور مثال از جلبک Duniella spبرای جداسازی کارتنوئیدها استفاده شده است
دیاتومیت (Diatomite)
دیاتومیت در حقیقت به مواد تشکیل دهنده از دیاتوم ها اطلاق می شود. اهمیت اقتصادی دیاتوم ها و دیاتومیت به وسیله پرسکات (1969) به تفسیر توضیح داده شده است. برخی از این کاربردها به شرح زیر است .
الف) دیاتوم های غذای اصلی بسیاری از آبزیان از جمله ماهیها و نهنگ ها ار تشکیل می دهند؛
ب) روغن جگر ماهی در اصل از سلولهای دیاتوم تامین می شود و در نتیجه گذر از زنجیره غذایی به دست انسان رسیده و مورداستفاده قرار می گیرد.
پ) خاک دیاتومه در بسیاری از موارد کاربرد دارد، در فیلتر هیا صنعتی،در صنایع تخمیر و تصفیه قند به صورت فیلتر ،در تولید آنتی بیوتیکهای ،در تولید آجرهای سبک وزن برای نگاهداری دمای ثابت کارگاهها ،برای تولید پودرهای پولیش قابل استفاده برای اتومبیل ،برای تولید صنعتی پارچ و لیوان چینی، و برای تولید پودرهای تمیز کننده و بهداشتی؛
ج) به علت وجود حدود11 درصد روغن در مقیاس حجم در سلولهای دیاتوم برخی از محققان عقیده دارند که منابع اصلی روغن در دنیا متعلق به دیاتوم ها می باشد. دیاتومها به علت این که تولید کنندگان روغن هستند غذای بسیاری از موجودات تولید کننده روغن را تامین می نمایند. Barsanti.L, 2006))
برای پژوهش های بیولوژیکی
برخی از جلبکها ،مانند کلرلا، سندسموس (Scenedesmus) و آناسیس تیس (Anacystis) در بسیاری از تحقیقات فیزیولوژیکی ،به خصوص در پژوهشهای مربوط به فتوسنتز کاربرد وسیعی در تمام کشورها دارند. (هرمزدیار، کیانمهر.1381)
