» » Фурцеллярия

Фурцеллярия


Фурцеллярия

На фото — фурцеллярия, Furcellaria lumbricalis (первоначально Furcellaria fastigiata), красная водоросль, в изобилии встречающаяся в холодных водах Северной Атлантики от Баренцева моря до Бискайского залива. Эта водоросль впервые была описана в 1813 году в работе знаменитого французского альголога и зоолога Жана Венсана Феликса Ламуру (Jean Vincent Felix Lamouroux) «Essai sur les genres de la famille des Thalassiophytes non articulees».

Фурцеллярия — единственная из красных водорослей, обитающих в Балтийском море, которую используют в промышленных масштабах. В слабо-соленых водах эстонской части Балтийского моря, около островов Кассари и Хийумаа, содержатся большие запасы водоросли в прикрепленном и неприкрепленном состоянии. Если прикрепляемая к валунам и каменным днищам форма водоросли растет по всему бассейну моря, то не прикрепленная фурцеллярия — это уникальное и самое большое в Европе (и, вероятно, в мире) естественное сообщество таких дрейфующих водорослей. Благодаря круговым течениям, преобладающим среди череды многочисленных островков, окружающих Кассари, водоросль свободно плавает на площади 200 км2, и ее биомасса доходит до нескольких сотен тысяч тонн.

В отличие от прикрепляемой формы, она размножается вегетативно: слоевище толщиной 2–3 мм дихотомически разветвляется 6–11 раз и вырастает до 30 см в длину на глубине 3–12 м. Форма плавучего ковра из водорослей меняется, за ней постоянно следят эстонские исследователи, которые рекомендуют районы сбора и согласовывают двухлетние квоты по добыче, которая продолжается уже более полувека. Ежегодно в Эстонии добывают около тысячи тонн фурцеллярии. Дрейфующую фурцеллярию раньше добывали в Дании и Польше, но из-за чрезмерного коммерческого использования, а также потепления и загрязнения воды запасы водоросли практически истощились.

Чем же так привлекательна эта красная водоросль? Дело в том, что она является источником полисахарида фурцелларана, а также различных витаминов, минералов и ценных нетоксичных пигментов, которые применяют в пищевой промышленности, косметологии и фармакологии.


Фурцеллярия

Микроструктура водоросли Furcellaria lumbricalis, снимок сделан сканирующим электронным микроскопом. Изображение с сайта https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0141813097000469-gr2a.jpgars.els-cdn.com


Полисахариды, которые составляют основную массу углеводов водорослей, выполняют в них роль структурного материала и служат питательными веществами. Около ста лет назад из нескольких видов красных водорослей начали добывать в промышленных масштабах гелеобразующие вещества — гидроколлоиды, одними из первых были высококачественные смеси сульфатированных галактанов из Furcellaria lumbricalis. Выделяемый из водоросли фурцелларан относится к полисахаридам типа каррагинана, которые не имеют аналогов среди других растительных полисахаридов. Способность фурцелларана повышать вязкость и желирование водных растворов обусловило его широкое использование в пищевой, легкой промышленности и в сельском хозяйстве, а биологическая активность и физико-химические свойства — в медицинской и фармацевтической промышленности. У фурцелларана, который внесен в список пищевых добавок (Е-407), термически обратимая структура, его используют в мясных изделиях, при выпечке, для изготовления мармелада и зефира, джемов и десертов на основе молока и воды, а также для осветления пива. Мороженому, например, он придает мягкость и предотвращает образование кристаллов льда. В Эстонии фурцелларан уже более полувека производят на фабрике «Эст-Агар» в поселке Кярла (Karla) на острове Сааремаа. Его отправляют на экспорт, а также используют на местной кондитерской фабрике «Калев».


Фурцеллярия

Фурцеллярия

Пигменты фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоцианин. Фото © Ольга Баклицкая


Клеточные стенки красных водорослей помимо сульфатированных галактанов содержат целлюлозу, гликопротеины, липиды и различные пигменты — хлорофилл, каротиноиды (с лютеином в высокой концентрации), а также фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоцианин. Последние три участвуют в фотосинтезе в качестве вспомогательных пигментов, доставляя поглощенную энергию света к молекулам хлорофилла, что позволяет водорослям расти на большой глубине в условиях постоянного недостатка света (см. картинку дня Волшебные пузырьки фукуса). Сочетание пигментов определяет окраску водорослей — от ярко-красной до голубовато-синей и желтой. Фикоэритрин — белок красного цвета, хорошо поглощает излучение в сине-зеленой области (с максимумами поглощения 498–568 нанометров), фикоцианин — сине-голубой белок — поглощает в желтом диапазоне (585–630 нм), аллофикоцианин — синий белок с поглощением в красном диапазоне (585–650 нм). Все пигменты обладают флуоресценцией с максимумами 575–578, 635–647 и 660 нм соответственно.

Фикоэритрин и фикоцианин — безвредные натуральные красители, которые используют в пищевой и косметической промышленности. Согласно последним исследованиям, пигменты проявляют различную биологическую активность: обладают противоопухолевыми, противовирусными, антиоксидантными и гипотензивными свойствами. Интенсивная флуоресценция и яркая окраска позволяют использовать пигменты как индикаторы наличия цианобактерий, для маркировки антител в иммунофлуоресценции, проточной цитометрии и других медико-биологических исследованиях.

Фурцеллярию используют не только для извлечения фурцелларана и пигментов. Отходы — отличное удобрение и сырье для производства биотоплива, а побочный продукт производства — целлюлозу без лигнина — можно использовать для изготовления псевдопластичной наноцеллюлозы (см. Nanocellulose).

Источники:
1) Rando Tuvikene, Kalle Truus, Marju Robal, Olga Volobujeva, Enn Mellikov, Tonis Pehk, Andres Kollist, Tiiu Kailas, Merike Vaher. The extraction, structure, and gelling properties of hybrid galactan from the red alga Furcellaria lumbricalis (Baltic Sea, Estonia) // Journal of Applied Phycology. 2010. V. 22. Issue 1. P. 51–63.
2) Rando Tuvikene, Marju Robal. Proteinic pigments from the red alga Furcellaria lumbricalis: Content and isolation possibilities // Project report TP/9314. 2015. Tallinn University (на эстонском языке).

Фото с сайта biopix.com.

Ольга Баклицкая

25 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
«Заливы Каролины»Почему одни нации богатые, а другие — бедные?Люди могут отращивать хрящи, как саламандрыПочему мы стареем? Новая теория ученыхРоссийский аппарат к Луне стартует не раньше 2026 годаОхотник за сокровищами нашел редчайший доисторический кладЧто происходит с океанами Земли?NASA получило новые снимки Большого красного пятна Юпитера