Nannochloropsisje rod sićušnih zelenih mikroalgi koje su posljednjih godina izazvale značajan interes za različite primjene u različitim industrijama. Kao bogat izvor esencijalnih hranjivih tvari, visokovrijednih pigmenata i lipida koji se mogu pretvoriti u biogorivo, Nannochloropsis obećava kao održivi resurs koji bi mogao pružiti rješenja za izazove u akvakulturi, proizvodnji bioenergije, sanaciji okoliša i još mnogo toga. Ovaj članak daje pregled trenutne i potencijalne upotrebe Nannochloropsis-a na temelju uvida iz vodećih istraživanja na tom području. Pokrivat će karakteristike Nannochloropsisa kao i primjene u akvakulturi i hrani za ribe, biogorivima i bioenergiji, bioremedijaciji i pročišćavanju otpadnih voda. U članku se također govori o statusu istraživanja i razvoja u tijeku s ciljem potpunog iskorištavanja svestranog potencijala ove mikroalge.
Razumijevanje Nannochloropsis
Nannochloropsisodnosi se na rod sićušnih, jednostaničnih mikroalgi promjera od 0.5 do 2 mikrometra. Kod otprilike šest vrsta, Nannochloropsis pod mikroskopom izgleda jednolično zeleno zbog prisutnosti klorofila i sekundarnih karotenoidnih pigmenata unutar njegove stanice. U usporedbi s drugim popularnim mikroalgama, vjeruje se da Nannochloropsis ima veću stopu rasta i može postići visoku gustoću stanica kada se uzgaja. Ima sposobnost napredovanja u izazovnim uvjetima uključujući okruženja s otpadnom vodom. Ove elastične karakteristike, u kombinaciji s biokemijskim sastavom bogatim proteinima, hranjivim tvarima i lipidima, čine Nannochloropsis prikladnim za različite komercijalne i ekološke primjene.
Akvakultura i hrana za ribe
Visoka hranjiva vrijednost i brze stope rasta Nannochloropsisa pridonose velikom interesu za njegovu upotrebu u akvakulturi i hrani za ribe. Istraživanja pokazuju da bi Nannochloropsis mogao osigurati esencijalne masne kiseline, vitamine, minerale i druge hranjive tvari koje potiču rast kao učinkovitu dopunu prehrani u uzgoju riba peraja i školjkaša. Konkretno, lipidi i pigmenti u Nannochloropsisu mogu poboljšati razvoj ličinki, stope rasta i šanse za preživljavanje ekonomski vrijednih vrsta riba i račića. Ova mikroalga također pokazuje potencijal da zamijeni izvore hrane za ribe ulovljene u divljini, podupirući ekološki održivi pomak prema formuliranoj hrani za akvakulturu. Kontrolirane studije otkrivaju riblje ulje dobiveno izNannochloropsismože zadovoljiti ovu potražnju uz isporuku ekvivalentne ili poboljšane prehrane u odnosu na konvencionalnu hranu. Daljnja istraživanja i uzgoj Nannochloropsisa u velikim razmjerima prilagođen prehrambenim zahtjevima specifičnim za vrstu mogli bi pružiti obnovljiv, pouzdan izvor za podršku rastu u odgovornoj akvakulturi.
Biogorivo i bioenergija
Visok sadržaj ulja i produktivnost Nannochloropsisa motivirali su istraživanja pretvaranja njegovih lipida u održiva transportna biogoriva poput biodizela ili zrakoplovnog goriva. Studije procjenjuju da se više od 46% težine biomase Nannochloropsis-a može sastojati od lipida ili triglicerida koji se mogu ekstrahirati i koji po kemijskom sastavu nalikuju konvencionalnom dizelu. Štoviše, za razliku od kopnenih uljarica, masovna kultura Nannochloropsisa obećava veći prinos proizvodnje biogoriva po hektaru uzgoja. Sposobnost ove mikroalge da raste u neobradivom zemljištu ili u oceanskim okruženjima s malo dodatnih hranjivih tvari dodatno povećava njene prednosti održivosti u odnosu na alternative poput kukuruza ili soje. Nedavne procjene životnog ciklusa proizvodnje biogoriva temeljenog na Nannochloropsisu potvrđuju povoljne pokazatelje za energetski povrat ulaganja, kao i smanjene emisije stakleničkih plinova u usporedbi s fosilnim gorivima. Dok su još u nastajanju, pilot studije pokazuju komercijalno obećanje cjenovno konkurentnog, ugljično neutralnog biodizela dobivenog iz Nannochloropsis. Stalna poboljšanja za optimiziranje sustava uzgoja, berbe i obrade uskoro bi mogla učiniti skalabilnu proizvodnju biogoriva od mikroalgi stvarnošću.
Osim toga, Nannochloropsis obećava kao održiva sirovina za proizvodnju bioplina. Anaerobna digestija potrošene biomase Nannochloropsis dobivene nakon ekstrakcije lipida za biodizel može proizvesti metan za grijanje, proizvodnju električne energije ili gorivo za vozila. Uzgoj nanokloropsisa stoga bi mogao omogućiti integrirani pristup proizvodnji bioenergije s dvostrukim transportom i koproizvodima bioplina. Ovaj potencijal za kružno gospodarstvo dodatno doprinosi jedinstvenom obećanjuNannochloropsisu bioenergetskom krajoliku.
Bioremedijacija i pročišćavanje otpadnih voda
Istraživanja također sugeriraju da bi Nannochloropsis mogao pomoći u izazovnom radu sanacije okoliša i pročišćavanja otpadnih voda zbog svoje sposobnosti da napreduje u nepovoljnim uvjetima dok apsorbira višak hranjivih tvari iz svoje okoline. Na primjer, visoke koncentracije dušika i fosfora u vodenim tijelima izazivaju cvjetanje algi koje ozbiljno utječu na ekosustave. Studije otkrivaju da Nannochloropsis može učinkovito apsorbirati takve hranjive tvari kada se izravno uzgaja u potocima otpadnih voda ili zagađenim jezerima i obalnim vodama. Primjena Nannochloropsisa s kasnijom berbom stoga obećava čišćenje okoliša uz nakupljanje biomase za korištenje. Dodatno, Nannochloropsis pokazuje potencijal za uklanjanje teških metala, apsorbiranje ugljičnog dioksida i pomoć u biorazgradnji zagađivača organskog otpada iz industrijskih otpadnih voda. Iako mala ispitivanja obećavaju, testiranje u stvarnom svijetu u različitim okruženjima dodatno će potvrditi širinu mogućnosti korištenja Nannochloropsisa za rješavanje problema zagađenja.
Znanstveno istraživanje i razvoj
Laboratorijska istraživanja koja su u tijeku nastavljaju otkrivati nove dimenzije potencijalne primjene Nannochloropsisa koja obuhvaća dodatke prehrani, visokovrijedne kemikalije, vektore cjepiva, proizvodnju vodika, pa čak i izvanzemaljsku poljoprivredu. Međutim, prevođenje ovog obećanja u potpunu stvarnost zahtijeva sustavne napore za rješavanje trenutnih prepreka oko nedosljedne produktivnosti biomase, žetve, obrade i procesa ekstrakcije. Državni, akademski i pilot-programi privatnog sektora napreduju u tu svrhu putem istraživanja i razvoja optimizacije soja, kao i projektiranja učinkovitih, modularnih fotobioreaktora, posuda za uzgoj i prateće opreme prilagođene zaNannochloropsis. Paralelno, istraživanje genomskog dizajna i bioinženjeringa prilagođenih sojeva Nannochloropsis koji maksimiziraju željena nutritivna i bioaktivna svojstva obećavaju daljnje proširenje korisnosti. Sve u svemu, predano znanstveno istraživanje i strateško ulaganje ključni su za uzdizanje Nannochloropsisa iz akademske literature u različite motore održive industrije.
Zaključak
Ukratko, Nannochloropsis je sve istaknutija mikroalga koja pokazuje svestranost u različitim primjenama u akvakulturi, bioenergiji, bioremedijaciji i prehrani. Istraživanje i razvoj koji je u tijeku potaknut strateškim javnim i privatnim inicijativama nastavlja poboljšati tehnologiju proizvodnje i prerade velikih razmjera prilagođenu industrijskoj upotrebi Nannochloropsisa. Održiva inovacija za maksimiziranje produktivnosti uz optimizaciju učinkovitosti ekstrakcije obećava da će Nannochloropsis postati dio globalne tranzicije prema kružnim, održivim ekonomijama koje pokreću obnovljivi biološki resursi. Kontinuirano istraživanje, praćenje utjecaja na okoliš i društvo, kao i međuindustrijska razmjena znanja o najboljim praksama bit će ključni za osiguravanje odgovornih inovacija, kao i povjerenja javnosti oko novih proizvoda izvedenih iz Nannochloropsisa koji ulaze na globalna tržišta u narednom desetljeću.
Dobrodošli da nam pošaljete e-poštu ako ste zainteresiraniNannochloropsis prahNaSales@Kintaibio.Com.
Reference
Amaro, HM, Guedes, AC i Malcata, FX (2011.). Napredak i perspektive u korištenju mikroalgi za proizvodnju biodizela. Appl Energy 88: 3402-3410.
Caporgno, MP i Mathys, A. (2018). Trendovi ugradnje mikroalgi u inovativne prehrambene proizvode s potencijalnim zdravstvenim prednostima. Granice u prehrani 5: 58.
Garcia, G., de Jesús Paniagua-Michel, J. i Olmos-Soto, J. (2020.). Put do masovne proizvodnje Nannochloropsis gaditana: od akademske zajednice do komercijalne stvarnosti. Bioinženjering 7(1): 28.
Gouveia, L. i Oliveira, AC (2009). Mikroalge kao sirovina za proizvodnju biogoriva. Journal of industrial microbiology & biotechnology 36(2): 269-274.
Lum, KK, Kim, J. i Lei, XG (2013). Dvostruki potencijal mikroalgi kao održive sirovine za biogorivo i stočne hrane. Journal of animal science and biotechnology 4(1): 1-8.
Schwenk, J., Kotopoulou, A., Schommartz, A. i Wadenpohl, C. (2021). Biomasa Nannochloropsis oceanica kao nova hrana u skladu s Uredbom (EU) 2015/2283. EFSA Journal 19(11): 6907.
Sirajunnisa, AR i Surendhiran, D. (2016). Alge – suštinski i pozitivan izvor proizvodnje bioetanola: Sveobuhvatan pregled. Recenzije obnovljive i održive energije 66: 248-267.
van der Spiegel, M., Noordam, MY i van der Fels-Klerx, HJ (2013.). Sigurnost novih izvora proteina (insekti, mikroalge, morske trave, vodna trava i uljana repica) i zakonodavni aspekti za njihovu primjenu u proizvodnji hrane i stočne hrane. Opsežni pregledi znanosti o hrani i sigurnosti hrane 12(6): 662-678.
Yao, CH, Ai, JN, Cao, XP i Xue, S. (2015.). Manipulacija salinitetom kao učinkovita metoda za pojačanu proizvodnju škroba u morskoj mikroalgi Tetraselmis subcordiformis. Tehnologija bioresursa 198: 523-529.
Zhu, L. (2015). Biorafinerija kao obećavajući pristup promicanju industrije mikroalgi: inovativni okvir. Recenzije obnovljive i održive energije 41: 1376-1384.
