Mikroalga

Mikroalga edo mikrofitak alga mikroskopiko ikusezinak dira begi hutsez. Ur geza eta sistema itsastarretan aurkitu ohi diren fitoplanktona eta perifitona dira, ur-zutabean eta sedimentuan bizi direnak.  Espezie zelulabakarrak dira, banaka ala kateak edo taldeak osatuz aurkitzen direnak. Espeziearen arabera, haien tamaina mikrometro (μm) gutxi batzuetatik ehunka mikrometrotara joan daiteke. Goi-landareek ez bezala, mikroalgek ez dute sustrai, zurtoin ezta hostorik ere.  

Mikroalgak fotosintesia egiteko gai direnez garrantzitsuak dira Lurreko bizitzarako; atmosferako oxigenoaren erdia sortzen dute gutxi gorabehera, eta berotegi-efektuko gasa den karbono dioxidoa erabiltzen dute modu autotrofikoan hazteko. Fotosintesi itsastarrean mikroalgak dira nagusi, eta, zianobakterioekin batera, fitoplanktona osatzen dute. Mikroalgak, bakterioekin batera, elikadura-sarearen oinarria osatzen dute eta haien gainetik dauden maila trofikoei energia ematen diete. Mikroalgen biomasa, maiz, a klorofilaren kontzentrazioaren bidez neurtzen da, eta produkzio potentzialaren indize erabilgarria eman dezake.  

Mikroalgen biodibertsitatea izugarria da eta ia ustiatu gabeko baliabidea dira. Genero askotan 200.000 eta 800.000 espezie bitarte daudela zenbatetsi da, eta horietatik 50.000 espezie inguru deskribatu izan dira.  Algen biomasatik datozen 15.000 konposatu kimiko berri baino gehiago zehaztu izan dira. Adibide batzuk karotenoideak, antioxidatzaileak, gantz-azidoak, entzimak, polimeroak, peptidoak, toxinak eta esterolak dira. Metabolito baliotsu horiek emateaz gain, mikroalgak bioerregaietarako lehengai potentzialtzat hartzen dira, eta bioerremediazioan etorkizun handiko mikroorganismotzat hartzen da. Mikroalgen salbuespen bat klorofilarik ez duen eta, beraz, koloregabea den Prototheca da. Alga horiek parasitismora aldatzen dira, eta, hala, proteotekosia eragiten dute gizakietan eta animalietan.

Lurraren ezaugarri klimatologikoengatik ez dira mikroalgak leku guztietan landatzen. Espainia hegoaldean, Kanarietan, AEBetako hegoaldean, Mexikon eta Israelen daude mikroalgen industria gunea nagusiak, hau da, eguzki ordu gehien dagoen lekuetan. Herbehereetan eta Alemanian ere badaude proiektuak. Tartean, I+G Flexipho proiektua dago eta bertan Estudios e Ingenieria Aplicada XXI S.A. eta Gaiker-Ik4 daude. Euskal Herrian, aldiz, askotan hodeitsu egoten da, eta, horregatik, mikroalgek ezin dute beren egitekoa behar bezala egin. Horregatik, Gaiker-Ik4 fotobioerreaktore malgu bat eraikitzen ari da, uretako landare mikroskopikoak argi gutxiko eremuetan hazteko eta industria eremuetako gas isuriak xurgatu ahal izateko. Mikroalgen bigarren funtzioa, hau da, bioosagaiarena ere ikertzen ari dira, izan ere, mikroalgak haztean eta beren funtzioa betetzean, landareak uretatik bereiziko lirateke, beren osagaiak atera ahal izateko; ikerketaren lehen faseetan atera dituzten ondorioak aplikatu ahal izango dira.

 Ezaugarriak 

 Organismo mikroskopikoak dira.
 Zelulabakarrak dira eta fotosintesia landareak baino eraginkorrago egiteko gai dira.
 Mikroorganismo autotrofoak dira.
 Atmosferaren CO2a finkatzeko gaitasuna dute.
 Bere bizi-zikloa ordutan osatzen da.
 Erreserbako sustantziak izan ditzakete.
 Kate trofiko askoren lehen maila.
 Espezie kosmopolitak dira.

 Sailkapena 
 Bacillariophyta phylum (18.349 espezie)
 Charophyta phylum (5390 espezie)
 Chlorophyta phylum (7786 espezie)
 Chlorophyceae klasea (3811 espezie)
 Ulvophyceae klasea (2715 espezie)
 Cryptista phylum (243 espezie)
 Cyanobacteria phylum (5425 espezie)
 Euglenozoa phylum (1926 espezie)
 Euglenophyceae klasea (999 espezie)
 Glaucophyta phylum (26 espezie)
 Haptophyta dibisioa (1529 espezie)
 Miozoa phylum (3830 espezie)
 Dinoflagellata superklasea (3812 espezie)
 Ochrophyta phylum (4625 espezie)
 Chrysophyceae klasea (1262 espezie)
 Dictyochophyceae klasea (216 espezie)
 Eustigmatophyceae klasea (222 espezie)
 Xanthophyceae klasea (622 espezie)
 Picophyta phylum (1 espezie)
 Rhodelphydophyta phylum (2 espezie)
 Rhodophyta phylum (7592 espezie)
 Bangiophyceae klasea (189 espezie)
 Porphyridiophyceae klasea (10 espezie)

 Erabilerak 

 Elikadura 
Makroalgak nutrizioan aspalditik erabiliak izan arren, mikroalgak haztearen kontzeptua, elikagaiak edo elikagai-gehigarriak ekoizteko nahiko ideia berria da, 1960ko hamarkadan ezagutarazi baitzen.

Mikroalgak elikaduran ezinbestekoak diren hainbat konposatuen iturri naturalak dira, hala nola, bitaminak (α- β- eta γ-tokoferola, azido askorbikoa eta erriboflabina), proteinak, gantz azido asetu zein asegabeak, polisakaridoak, azido nukleikoak, klorofilak edo karotenoideak bezalako pigmentuak, entzimak eta zuntza. Hala ere, elikadura segurtasunari buruzko araudi zorrotzengatik, merkatuaren eskari faltagatik eta faktore komertzialengatik mikroalga espezie gutxi batzuk erabiltzen dira elikaduran.

Nutrizio arloan, mikroalgak ohiko janariaren balio nutrizionala handitzen duten osagarri moduan erabiltzen dira. Askotan, zuzenean irentsi daitezkeen kapsula eta likido moduan, edo pasta, gozoki, txikle eta edarietan gehigarri zein koloratzaile natural gisa agertzen dira. Gainera, mikroalgen biomasaren gehikuntzak janariaren testura eta zaporea biziki hobetzen ditu.

Sektore honetan gehien erabiltzen diren mikroalgak  Chorella vulgaris eta Dunalliella salina bezalako mikroalga berdeak edo Arthrospira, Spirulina,  Nostoc eta Aphanizomenon generoko zianobakterioak dira. Izan ere, Chorella vulgaris eta Spirulina pacifica giza elikaduran gehien erabiltzen diren mikroalgak dira, duten balio nutrizional altuagatik eta kultibatzeko errazak direlako. 

 Mikroalgen osagai erabilgarriak 

 Proteinak eta aminoazidoak 
Proteinen erabilera nahiko interesgarria da, mikroalgetan aminoazido ez-esentzial eta esentzialen kantitatea oso altua delako. Gehien erabiltzen direnen artean, Chlorella vulgaris eta Spirulina spp. agertzen dira, zeinen pisu lehorraren %60-%70 proteinak diren. Baina, Chlorella generoko mikroalga batzuek pareta gogorra izateak proteinen erauzketa oztopatzeaz gain hauen digestioa zailtzen du.

 Bitaminak eta mineralak 
Mikroalgen biomasak bitamina esentzialen (A, B2, E, adibidez) zein mineralen (Na, K, Fe, adibidez) kantitate altuak ditu. Mikroalga berde eta gorrietan esaterako, kobalamina oso ugaria da. Gainera, mikroalgak funtzio antioxidatzailea duten bitaminen iturri egokiak dira. Azken hauen adibide arrunta α-tokoferola izango da.

 Karbohidratoak 
Mikroalgek pisu lehorraren %50-a karbohidratoz osatuta eduki dezakete. Merkataritzan gehien erabiltzen den mikroalga Porphyridium cruentum da, sulfatatutako galaktano exopolisakaridoa duena, karragenanoaren ordezkoa izan daitekeena, elikagaiak loditu, emultsionatu eta kontserbatzeko.

 Gantz azidoak 
Gizakiak ezin dituzte 18 karbono baino gehiagoko gantz azidoak sintetizatu eta beraz, dietaren bidez hartu behar dituzte. Normalean, gantz azido asegabe hauek, azido eikosapentoikoa eta azido dokosahexaenoikoa, arrainetatik eskuratzen diren arren, mikroalgetatik eratorritako gantzak kontaminazio kimiko gutxiago dute. Gainera, kontuan hartu behar da arrainak gantz azidoetan aberatsak direla, konposatu hauetan aberatsak diren mikroalgetaz elikatzen direlako.

 Pigmentuak 
Mikroalgen pigmentuek (fikobiliproteinak, β-karotenoa, astaxantina, eta klorofila ) propietate antioxidatzaileak, bitaminen aitzindari funtzioa, neurobabesle eta sistema immunologikoaren indartzaile funtzioa dituztenez, koloranteak zein farmakoak egiteko eta akuikulturan erabiltzen dira.  Hala ere, gaur egun gehigarri dietetiko bezala duten funtzioa modan jarri da.

Esaterako,  Rhodellophyceae klaseko mikroalgak, fikozianinak eta fikoeritrinak dituzte. Pigmentu fotosintetiko osagarriak dira eta fikobiliproteinak bezala ezagunak dira. Konposatu hidrodisolbagarri, konplexu eta proteikoak dira, eta kolore gorri edo urdinak dituztenak. Horregatik, koloratzaile moduan erabili ohi dira janari, kosmetiko eta farmazia industrian. Porphyridium eta Rhodella mikroalga gorrietatik eskuratutako fikobiliproteinak, adibidez, immunologia klinikoan edo ikerkuntzan erabiltzen dira, propietate fluoreszenteak dituztelako eta oso sentikorrak direlako.

Spirulina mikroalgatik, Lina blue izeneko janari koloratzaile urdina  lortzen da, txikle, izotz-aluza, gozoki, edari, wasabi eta esnekietan erabiltzen dena.

Bestalde, Dunaliella salina-tik eratorritako β-karotenoa, merkatuan gehien erabiltzen den kolorante naturala da, izan ere, gazta eta  gurina bezalako produktuei gehitzen zaie. Gainera, bestelako algen  β-karoteno kontzentrazioa %0,1-2 den bitartean, Dunaliella salinan, argi intentsitate eta gazitasun handiko baldintzetan bizi dena, kontzentrazioa %14koa da. Horrek, pigmentuaren iturri egokiena bihurtzen ditu.

Azkenik, Haematococcus pluvialis-etik eratorritako astaxantina kolorante bezala erabiltzen da maiz β-karotenoarekin alderatuta, honen antioxidatzaile aktibitatea hamar aldiz handiagoa delako.

Izan ere, astaxantina algetatik lor daitekeen beste karoteno mota bat da, arrain-hazkuntzan eta elikadura-osagarri edo antioxidatzaile moduan erbiltzen dena.

 Ganaduarentzako elikagaiak 
Mikroalgak elikagai iturri gisa erabiltzeak hainbat abantaila suposatzen ditu ganaduarentzat, hala nola, erantzun immunea indartzea. Gauzak horrela, maskoten, txerrien zein oiloen bazkan mikroalgetatik eratorritako konposatuak ager daitezke.

Chlorella pyrenoidosa eta Spirulina platensis Bovinae familiako animaliak elikatzeko erabili ohi dira, hauen errumena hobetzen baitute. Bestalde, Desmodemus sp. oiloen dietan gehitu egiten da maiz, pisua hobetzeaz gain, gibel eta arrautzen osagai antioxidatzaileen kopurua emendatzea eragiten baitu.

 Industria farmazeutikoa
Mikroalgak  β-karotenoidearen, astaxantinaren,  gantz-azido poliasegabeetan (PUFA), fikozianinan eta beste konposatu kimikoen iturri dira, hori dela eta, industria farmazeutikoan erabiltzen dira.  Hala nola, minbiziaren aurka, antioxidatzaile bezala eta hanturaren aurkako jardueretan. Bestetik, gaixotasunen prebentziorako zein tratamendurako erabili daitezke. 

Mikroalgak molekula bioaktibo naturalen iturri gisa garrantzitsuak dira, konposatu bioaktiboak prozesu biologikoen bidez sintetizatzeko gai direlako, bestela metodo kimikoak erabili beharko ziren hauen lorpenerako.

Mikroalgak, algizida, antibiotikoak, toxinak, landareen hazkuntzaren erregulatzaileak eta konposatu farmazeutikoak sortzeko gai dira. Gauzak horrela, mikroalga desberdinek kimikoki desberdinak diren antibiotikoak (alkoholak, polisakaridoak, gantz azidoak, etab.) produzitzeko gai dira. Askotan, mikroalgetatik eskuratutako α-tokoferola antioxidatzaile lipofiliko bezala erabiltzen da, DNA, amino azidoak eta gantz azido poliaseganeak estres oxidatibotik babesten baititu. Horretaz gain, aipatu beharra dago, antioxidatzaile sintetikoak ez bezala, mikroalgetatik ateratako α-tokoferola ez dela toxikoa eta elikagaien osagarri gisa erabili daitekeela.

Bestetik, konposatu hepatotoxikoak eta neurotoxikoak sintetizatzeko gaitasuna dute eta Ochromonas sp., Prymnesium parvum eta alga urdin-berde askok industria farmazeutikoan erabilienak diren toxinak sortzeko gai dira. Hala ere, erabilera hedatua kaltegarria izan daiteke, bereziki zianobakterioak eta dinoflagelatuak erabiltzen direnean, toxina potenteak sortzen dituztelako, mikrozistina esaterako; gibel eta giltzurrunetan eragin kaltegarriak izaten dituztenak.

Hari beretik, minbiziaren aurkako eta GIB-aren aurkako propietateak, baita propietate antibiriko, antimikrobialak dituzte.  Alga sulfolipidoak in vitro GIB-aren aurkako propietateak dituzte eta Nostoc ellipsosporum alga urdin-berdea, esaterako, zianobirin proteina sortzen du, GIB-a desaktibatu ditzakeena ostalari zelulak kaltetu gabe.

Asko erabiltzen diren konposatuak azido eikosapentoikoa eta azido dokosahexaenoikoa dira,  giza metabolismoan funtzio garrantzitsua betetzen dutenak, kolesterolaren eta lipoproteinen dentsitatea gutxituz. Azido dokosahexanoikoa (DHA), Crypthecodinium cohnii dinoflagelatuatik lortzen da. Helduetan, garunaren funtzionamendu egokirako beharrezkoak dira eta nerbio-sistema zein ikusmen-gaitasunak garatzeko bizitzako lehen 6 hilabeteetan. Hortaz gain, badituzte omega-3 gantz-azidoak dieta osasungarri baten parte direnak, eta bihotzeko gaixotasunak izateko arriskua txikitzen dutenak. Phaeodactylum tricornutum ur gaziko diatomeoa, aldiz, azido eikosapentanoikoa (EPA) metatzen du, hiperlipidemia batzuen tratamendurako erabiltzen dena. 

Era berean, mikroalgek gaixotasun kardiobaskularrak sendatzeko erabiltzen diren esterolak sortzen dituzte. Spirulina sp., astaxantina moduko konposatu antioxidatzaileak sintetizatzeaz gain, klionasterola sintetizatzen du; zelula baskularren gaixotasunak prebenitzen laguntzen duena. Bestetik, elikagai iturri bezala erabiltzean immunitate sistema hobetzen du eta traktu gastrointestinalean dauden azido laktiko bakterio kopurua handitzen du, gorputzeko hormonak hobetzera ematen duena.

Aplikazio guzti hauetaz gain, mikroalgak immunitate erantzuna, fertilitatea eta azala hobetzen dute, besteak beste.  Dunaliella salina mikroalgatik eratorritako β-karotenoaren A probitamina aktibitateari esker, funtzio antioxidatzailea bereganatzen du eta UV izpiek larruazalean eragindako kalteetatik babesteko propietateak ditu.

 Agente antimikrobianoak 
Mikroalga estraktua edota  zelulaz kanpoko produktuak aktibitate antimikrobianoak dituzte, eta antifungikoak, bakterioen aurkakoak, antiprotozoikoak eta antialgalikoak diren konposatu kimikoak sortzen dituzte. Konposatu antimikrobiano hauek, antibiotiko berrien sintesirako ez ezik, nekazaritzan ere erabil daitezke.

 Antibirikoak 
Mikroalgek antibiriko bezala duten ahalmena ez dago guztiz ikertuta, hala ere, esperimentu batzuk eraman dira aurrera. Cyanobacteria arnas birus sintzitiala, HSB-2  eta GIB-1 infekzioak inhibitzeko ahalmena du. Gainera, zianobakterioak zianobirin-N konposatua sintetizatzen du, GIB-aren aurkako agente biruzida dena, gp20 glikoproteina eta CD4 arteko interakzioak blokeatzen dituelako.

Spirulina platensis kaltzio espiral polisakarido sulfatatua sintetizatzen du, aktibitate antibirikoa duena. Horrela, estalkidun birusen sarrera zelulan inhibitzen dute. Honen antzera, alga gorriek, Porphyrium esaterako, polisakarido sulfatatuak sintetizatzen ditu, HSB-1, HSB-2 eta Varicella zoster birusen adsortzioa inhibitzen dutenak.

 Minbiziaren aurka 
Mikroalgen konposatu bioaktiboak minbiziaren aurka jarduteko ahalmena dute. Ikerketa batzuetan ondorioztatu da ingurune desberdinetatik isolaturiko Cyanobacteria propietate antineoplastikoak dituztela, hau da, neoplasmen sorrera inhibitzen dute, apoptosia induzitzen duten konposatuak sintetizatuz.
+1.Taula. Mikroalga espezie nagusien konposatu bioaktiboen propietateak.MikroalgakKonposatu bioaktiboa(k)PropietateakHaematococcus pluvialis; Chlorella zofingiensis;  Chlorococcum spp.AstaxantinaAntoxiidatzailea, minbizi aurka, antidiabetiko, hanturaren aurka, gastro-, hepato-, neuro-, kardiobaskular, begi eta larruazal-babesaChlorella spp.β-KarotenoaAntioxidatzaileβ-1,3-GlukanoaImmunoestimulatzaile eta immunoerregulatzaile, odoleko lipidoen erreduktoreaChlorella vulgarisAzido oleiko, plamitiko eta linoleikoakDieta osasungarri baterako mantenugai garrantzitsuakE bitamina (α tokoferola)Antioxidatzaileaβ-KarotenoaAstaxantinaMinbiziaren, hanturaren eta UV argiaren aurkako babesDunaliella salinaβ-KarotenoaKoloragarri naturala; antioxiadatzaileaE bitamina (α tokoferola)Antioxidatzailea, DNA, proteinen amino azidoak eta PUFAk kalte oxidatibotik babesteko gaitasunaC bitamina (azido askorbikoa)Antioxidatzaile, immunitate-sistema indartuAzido oleiko, plamitiko eta linoleikoakDieta osasungarri baterako mantenugai garrantzitsuakPorphyrium spp.Zuntz dietetikoakFisiologia gastrointestinalaren eta metabolika lipikoaren onura; potentzial hipokoestrolemikoaIsochrysis galbanaC bitamina (azido askorbikoa)AntioxidatzaileSpirulina platensisB12 bitamina (kobalamina)Zahartzeari, anemiari eta neke kronikoari aurrea hartzeakoSpirulina maximaβ-Karotenoa eta astaxantinaAntioxidatzaile, minbizi aurkaSpirulina spp.γ- Azido linoleikoakErantzun immunologiko, inflamatorio eta kardiobaskularren modulazioan parte hartzen duten prostaglandinen, leukotrienoen eta tronboien aitzindariak; trastorno inflamatorio, immunologiko eta kardiobaskularrak erregulatzeaProteinakZelula endotelial baskularren plasminogeno-aktibatzailearen ekoizpena handitzea.Esterolak (klionasterol)

 Kosmetika 
Mikroalga estraktuak aurpegi eta azala zaintzeko produktuetan erabiltzen dira gehien. Horrez gain, ilea zaintzeko produktuetan eta eguzki-babesa emateko produktuetan erabiltzen dira, honen adibide Arthrospira eta Chlorella generoak dira. Kosmetikan mikroalgen osagaiak antioxidatzaile eta lodigarri gisa erabiltzen dira. Esate baterako, Arthrospira-tik proteinetan aberatsa den estraktu bat ateratzen da, antizahartze produktu gisa erabiltzen dena. Chlorella vulgaris, azalean kolagenoaren sintesia estimulatzen du, hortaz,  azalaren ehunaren berriztapena ematen da eta zimurren agerpena murrizten da.

Gehien erabiltzen diren espezieen artean, Alaria esculenta, Spirulina platensi, Dunaliella salina eta Nannochloropsis oculata aurkitzen dira.

 Karbono dioxidoaren finkapena 
Mikroalgak fotosintetikoki oso eraginkorrak dira (goi-mailako landareak baino eraginkorragoak), eta beraz, atmosferako CO2 edukia arintzeko oso aproposak izan daitezke. Hiru modu desberdinetara haz daitezke: autotrofia, heterotrofia eta mixotrofia. Metabolismo mixotrofikoa bi etapetan bana daiteke: lehenengo etapa heterotrofikoa da, hau da, karbono organikoaren edukia handia denean gertatzen da; bigarren etapa autotrofikoa da eta fotosintesiaren bidezko CO2-aren finkapena du ezaugarri (eskuarki, karbono organikoaren edukia txikia denean gertatzen da). Hazkuntza mixotrofikoak CO2 finkatzeko metodorik onena suposatzen du, izan ere, hazkuntza autotrofikoaren eragozpen handiena gainditzen du, hots, argi-iturri baten etengabeko beharra, eta gainera, bide batez, biomasaren ekoizpen handiagoa lortzen da.

Mikroalga jakinek CO2 ezabatzeko duten potentziala ebaluatzeko beharrezkoa da finkapenaren eraginkortasuna eta/edo finkatze-tasa estimatzea. Estimazio horiek zuzenean ala zeharka egin daitezke. Estimazio zuzena fotobioerreaktore batean sartutako mikroalgek CO2 ezabatzeko duten eraginkortasuna neurtuz egin daiteke. Hori kalkulatzeko, CO2-aren sarrerako eta irteerako kontzentrazioen arteko aldea hartzen da kontuan, ekuazio honetan adierazten den moduan:

Jarraian mikroalga batzuek xurgatutako karbono dioxido kantitatearen azterketa baten emaitzak aurkezten dira. Taula honetatik ondoriozta dezakegu Chlorella sp. dela karbono dioxidoaren finkapen eraginkorrena gauzatzen duena.
+2.Taula. Esperimentuaren emaitza nagusien konparazioa.Mikroalga motaBiomasa Poduktibitatea, mg/LdCO2 edukia, mg/LdTenperatura, ºCHarrapatutako CO2, mg/LdNannochloris sp.3501525658Nannochloropsis sp.3001525564Chlorella sp.95050351790Chlorella sp.70020401316Chlorella sp.3865025725Chlorella sp.10001525940Chlorella sp.5005025940Chlorogleopsis sp.4055020,45Chlorococcum littorale44502282
CO2 finkatzeko beste metodo batzuk ere badaude, CCS (ingelesezko “Carbon Capture and Storage”-tik) metodoak bezala ezagutzen direnak. Hurrengo taulan CCS metodoen eta mikroalgen bidezko CO2 finkapenaren arteko konparazioa agertzen da, bakoitzaren abantailak eta mugak adieraziz.
+3.Taula. CCS metodoen eta mikroalgen bidezko CO2 finkapenaren arteko konparazioa.Teknologia MekanismoaAbantailakMugakCCS metodoakAbsortzioaCO2 harrapatzen/disolbatzen da disolbatzaile kimikoak erabiliz● Disolbatzeko ahalmen handia● Disolbatzailearen galera handia lurruntzearen ondorioz
● Disolbatzailearen endekapena errekuntza-gasen beste osagai batzuekin erreakzionatzean

●Ekipamenduaren korrosioaAdsortzioaCO2 harrapatzen da adsorbente solido bat erabiliz● Harrapatzeko eraginkortasun handia● Errekuntza-gasak aurretratamendua behar du, hezetasun handia eta kutsatzaileak dituelakoMintz teknologiaCO2 korronte nagusitik bereizten da iragazkortasun selektiboa duen mintz polimeriko batetik pasatuz● Bereizketa-eraginkortasun handia
● Instalazioak eskakizun gutxi● Mintza oso garestiaBanaketa kriogenikoaCO2 bereizi egiten da gas-nahasketa baten hozte eta kondentsazio kontsekutiboak eginez● Harrapatzeko eraginkortasun handia● Energia handia eskatzen du errekuntza-gasak hoztu behar direlakoMetodo biologikoakMikroalgetan oinarritutako CO2-aren finkapenaCO2 harrapatzea mikroalgak baldintza autotrofikoak dituenean● Eraginkorra CO2 kontzentrazio tarte zabalean
● Bioerregaiak eta bestelako produktuak lortzeko aukera● Biomasaren ekoizpena garestia
● Laboreak errekuntza-gasen osagai batzuekiko eta kutsadurarekiko sentikorrak 

 Bioenergia 
Mikroalgetan oinarritutako prozesuak garatzeko interes nagusietako bat mikroorganismo horiek beren zeluletan lipidoak sortzeko eta metatzeko duten gaitasuna da. Mikroalga jatorriko olioa triazilglizerolean oinarritzen da, gantz-azido aseak eta asegabeak dituena, eta gorputz lipidiko zitosolikoetan eta/edo plastidikoetan metatzen dena. Ingurumeneko baldintzak manipulatuz mikroalgek lipido gehiago metatzea eragin daiteke, horietatik lortzen den energiaren ekoizpena handitzeko. Biodiesela, biohidrogenoa, bioetanola eta, berrikiago, konposatu organiko lurrunkorrak lortzea da mikroalgetatik abiatuta gaur egun dagoen energia-ustiapenaren helburu nagusia. Bioerregai horiek merkatura zabaltzeko oztoporik handiena mikroalgak kultibatzeak kostu handia suposatzen duela da.
Bioerregaia lortzeko mikroalgen andui egokienak honako hauek dira: Botryococcus braunii, Nannochloropsis sp., Chlorella vulgaris, Chlorella protothecoides, Chlorella emersonii, Spirulina platensis, Spirulina maxima, Dunaliella tertiolecta, Phaeodactylum tricornutum, Scenedesmus obliquus, Chlorococcum sp., Crypthecodinium cohnii, Chlamydomonas reinhardtii, Schizochytrium sp., Dunaliella salina eta Microcystis aeruginosa.

 Biofertilizazioa 
Mikroalgetatik abiatuta ekoitzitako bioongarri eta bioestimulatzaileak hainbat modutan eragin dezakete laboreen hazkuntza eta garapenean. Lurzoruari mikroalgen biomasa lehorra gehitzeak lurzoruaren ezaugarri eta propietateak hobetu ditzake, lurzoruaren jarduera entzimatiko eta mikrobiologikoa areagotu dezake, eta askatze abiadura moteleko mantenugaien iturri organiko gisa jokatu. Gainera, mikroalgek beste ezaugarri bioestimulatzaile batzuk izan ditzakete, hala nola exopolisakaridoen eta aminoazidoen askapena, eta landarearen jarduera entzimatikoa handitzea.

Bioongarri modura erabili daitezkeen mikroalga batzuk hurrengoak dira: Chlorella vulgaris , Spirulina platensis , Nostoc , Anabaena , Scenedesmus , Asterarcys quadricellulare .

 Bioongarriak 
Bioongarrien erabilera landareen garapenean laguntzen duten material organikoa eta mantenugaiak lurzorura gehitzean datza, normalean biomasa moduan.

Mikroalgen bioongarriak onurak ekartzen dizkie labore desberdinei, eta landareen ezaugarri morfologikoak hobetzen ditu, hala nola hosto kopurua, zurtoin eta sustraien luzera eta pisua, eta landarean mantenugai kantitate handiagoa egotea, nitrogenoa eta fosforoa esaterako. Horretaz gain, mikroalgen biomasak lurzoruaren mikrobioen aniztasuna eta lurzoruaren jarduera entzimatikoa areagotzen ditu ere, eta horrek lurzoruaren eta laboreen garapena hobetzen du.

 Bioestimulatzaileak 
Bioestimulatzaileak mikroalgen estraktuetatik abiatuta lortzen dira, eta laboreen hazkuntzan eta garapenean laguntzen duten mikroalgen konposatuak dituzte. Hauek hainbat eragin izan ditzakete: mantenugaien xurgapenean laguntzea, laboreen eraginkortasuna handitzea, mantenugaien galera prebenitzea, egoera fisiologikoa hobetzea, eta faktore abiotikoei aurre egitea. Mikroalgen estraktuak teknika desberdinen bidezko zelulen lisiari esker lortzen dira, konposatu bioaktiboak eta bioestimulatzaileak askatuz, hala nola proteinak, aminoazidoak, hormonak eta konposatu antimikrobianoak. Ondoren, likido-egoeran lurzoruan edo aerosol moduan hostoetan aplikatzen dira.

 Espezie erabilienak 

Dunaliella salina mikroalgaren irudia

|173x173px

 Dunaliella salina 
Dunaliella salina, mikroalga berde unizelularra, β-karotenoaren ekoizle bikaina da. Muturreko baldintza espezifiko batzuekiko esposizioa izatean; argi intentsitate altua, gazitasun maila altua, muturreko tenperaturak edo/eta mantenugaien gabezia besteak beste,  D. salina β-karotenoide kantitate handia ekoizten du, laranja-koloreko zelulak sortuz. Karotenoidea antioxidatzaile eta koloratzaile giza, kosmetikan eta janari industrian eta farmazia industrian erabiltzen da, kontzentrazio txikiagotan sintetizatzen dituen beste karotenoekin (hots, α-karotenoa, luteina eta likopenoa) batera lipidoen peroxidazioa eta entzimen desaktibazioa eragozten dutelako . Bestetik, espezie honek lipido, glizerol, proteina eta karbohidrato ugari ditu.

 Arthrospira generoa 
Arthrospira generoaren barruan gehien erabiltzen diren espezieak Arthrospira platensis eta Arthrospira maxima dira. Hauek, arrainentzako elikagai, kolorante, bitamina-gehigarri, farmako eta  nutrazeutiko bezala erabili ohi dira. Espirulinari dietetikaren munduan ematen dion garrantzia, proteina-eduki handia da, pisu lehorraren %60-a izan ohi dena. Proteina hauen artean, fikozianina, alofikozianina eta fikoeritrina aurki daitezke, aurretik aipatutako aplikazioez gain, ehungintzan ere erabili daitezkeenak. 

Karotenoei dagokienez, β-karotenoa izango da, beste alga askotan bezala, antioxidatzaile giza erabiliko dena. 

Horretaz gain, aipagarria da, espirulinak propietate antibiralak, antifungikoak eta antibakterianoak izateaz aparte, antigorputz espezifikoak sor ditzakeela, depresioa eta arreta-defizita tratatzeko. Gainera, beste iturri natural batzuekin alderatuta, B12 bitamina kontzentrazio altua dute eta hortaz, anemia melanoblastikoa ekidin dezakete.

 Chlorella generoa 
Chlorella, alga berde unizelularra, proteinen gehigarriak sortzeko baliagarria izan daiteke, baldintza egokietan proteinetan aberatsa baita. Proteina hauek oso baliagarriak dira gizakientzat ezinbestekoak diren aminoazido esentzial guztiak dituztelako .

Are gehiago, genero honetako mikroalgak karetenoideetan, bitaminetan (landareetatik eratorritako produktuetan absente dauden D eta B12 bitamina) eta beste bioaktiboetan aberatsak dira. 

Chlorella hainbat abantaila izango ditu medikuntza arloan, hemoglobina maila areagotzea eragiten duelako eta era berean, odoleko azukre zein kolesterol kontzentrazioa txikitzea eragiten duelako. Gainera, gosete aldi baten ondoren edo etionina intoxikazio baten aurrean, giltzurrunak babesten dituen konposatuak ditu eta hesteetako bakterioen hazkundea ere handitzen du. Hori dela eta, interesgarria izan daiteke Chorella generoko mikroalgetaz baliatzea munduko gosetearen aurka egiterako orduan. 

 Mikroalgen konposatu onuragarriak 

 Fitohormonak 
Mikroalgen bioestimulatzaileek fitohormonak izan ditzakete, edo fitohormonekin erlazionaturiko mekanismo baten bidez jardun. Fitohormona garrantzitsuenak giberelinak, auxinak eta zitokinak dira. Giberelinek hazien germinazioan eta zurtoinaren luzapenean parte hartzen dute, auxinak sustraien formazioan garrantzitsuak dira eta elongazioa bultzatzen dute, eta zitokinek zelula-zatiketa, kimuen garapena eta hostoen garapena kontrolatzen dute. Mikroalgek sortutako fitohormona hauek landareei igaro ahal zaizkie, algen zelulak edo haien estraktuen bidez, eta horrek eragina du landareen ezaugarri morfologikoetan, baita landarearen klorofila eta proteina kopuruan.

Mikroalgen bioestimulatzaileek poliaminak ere izan ditzakete. Poliaminek fitohormonen antzera jokatzen dute, eta landareen hazkuntza hainbat modutan sustatzen dute, hala nola proteinen sintesia eta jarduera entzimatikoen modulazioaren bidez.

Mikroalgetan agertzen diren gantz-azidoek landare-hazkuntza sustatzeko hainbat jardueratan parte hartzen dute. Konposatu horiek oxidatu egin daitezke eta fitohormonen aitzindariak izan daitezke, adibidez, azido jasmonikoa, landareen defentsan jarduten duena.

 Exopolisakaridoak 
Mikroalgak exopolisakaridoen iturri izan daitezke, eta bioestimulatzaile begetal gisa jardun dezakete, ekoizpena hobetuz eta eragin abiotikoei aurre eginez, hala nola gatzak eragindako estresa.

Polisakaridoek landareen hostoetako jarduera entzimatikoa areagotu dezakete, nitrato erreduktasa eta NAD-glutamato deshidrogenasarena esaterako. Fitosterolen eta alkanoen kopurua ere handitu dezakete; fitosterolek zelulen zatiketan, zelulen elongazioan, zelulosaren biosintesian eta pareta zelularraren eraketan parte hartzen dute, eta alkanoek landareen kutikularen osagai garrantzitsuak dira. Horretaz gain, zenbait bakterio eta onddoen aurkako inhibizioa eragin dezakete.

 Proteinak eta aminoazidoak 
Landareek proteinak jaso ditzakete mikroalgetatik, eta horrek prozesu metabolikoetan energia aurreztea ahalbidetzen die. Modu honetan landareak ez ditu aminoazido horiek sintetizatu behar, eta jasotzen duen gainerako nitrogenoa beste konposatu batzuk sintetizatzeko erabili dezake. Aminoazidoek aktiboki parte hartzen dute landareen klorofila-maila handitzen, eta horrek landare-hazkundea bultzatzen du. Gainera, aminoazidoek poliaminen biosintesian parte hartzen dute; landare-hazkundea sustatzen duen beste konposatu batzuk. Aminoazidoetatik abiatuta fenilamina bezalako konposatu fenolikoak sintetiza daitezke, landareen defentsa-ahalmena handitzen dutenak.

 Araztegiko uren garbiketa 
Ura ezinbesteko baliabidea da gizakiarentzat, ez bakarrik bere kontsumorako, baita mota guztietako prozesu industrialetarako eta ondasunen ekoizpenerako ere. Gure jarduerak bere egoera naturala aldatu eta kutsatu egiten du, eta horrek kalte larriak eragiten ditu ibai eta itsasoetan, eta nekazaritza bezalako jardueretarako erabiltzea eragozten du. Horregatik, funtsezkoa da ura behar bezala tratatzea, berrerabiltzeko eta ingurumenera itzultzeko.  Hondakin-uren tratamendua prozesu fisiko, kimiko eta biologiko batzuetan datza. Prozesu horiek uraren kutsatzaileak ezabatzen dituzte, gizakiak ura erabili dezan. Hori horrela, hiriguneetatik edo industrietatik datozen hondakin uren arazketa araztegi batean egiten dira.

 Prozesu Biologikoak 
Ura arazteko prozesurik garrantzitsuena da, baina baita prozesu konplexua ere. Hau, substantzia organiko biodegradagarriez elikatzen diren bakterio eta mikroorganismo jakin batzuk erabiltzean datza, jarduera biologikoko urak garbi ditzaten. Prozesu biologikoen adibidea: zohikaztegiak eta  urmaelak dira. 

 Mikroalgak: araztegi eraginkorrak eta iraunkorrak 
Klima aldaketaren garaian, hondakin urak birsortzea oso garrantzitsua da garapen iraunkorrerako. Egoera horren aurrean, mikroalgak baliabide hidrikoen kudeaketa integraturako gakoetako bat bilakatu dira.  Energia gutxiago kontsumitzen duten hondakin-urak arazteko eta, aldi berean, prozesuaren jasangarritasuna handitzeko aukera ematen dute. Hau da, energia gutxiago kontsumitzen dute fotosintesia egiten dutelako eta, beraz, eguzki-argia erabiltzen dute.

Bestalde, mikroalgek karbono dioxidoa kontsumitzen dute interes biologikoa duten konposatuak sortzeko eta metatzeko. Izan ere, gas honek klima aldaketaren eragile nagusietako bat da. 

Hondakin-uraren mantenugaiak eta kutsatzaileak ohiko prozesuetan baztertzen diren bitartean, mikroalgek berreskuratzeko gaitasuna dute.  Mikroorganismo horiek karbonoa, nitrogenoa eta hondakin-uren fosforoa berreskuratzen dituzte, ugaltzeko eta banako gehiago ekoizteko, hau da, biomasa.  Ekoitzitako biomasa ongarri ekologiko eta jasangarri gisa edo animalia-pentsuetarako osagai gisa erabil dezakegu.

Mikroalgetan oinarritutako bioestimulatzaileak iraunkortasunaren bermatzen dute.  Beraz, ekoizpenean karbono dioxidoa kontsumitzen dute, eta ongarri fosilen eta uraren kontsumo txikiagoarekin kalitatezko frutak eta barazkiak lortzen dituzte. 

Mikroalgen bioteknologia uraren arazketa masiboari aplikatzeko oraingoz ezin da hondakin-uraren emari handirik planteatu, arazoak sortuz. Hau, fotosintesia egiteko gaitasunaren ondorioa da.  Algek eguzki-argia behar dute, eta oso koloreztatuta daudenez, oso opakuak direnez, elkarren artean itzal egiten dute.  Hori dela eta, araztu beharreko ura ohiko urak baino sakonagoak ez diren tankeetara isuri behar da, eta, beraz, azalera handitzea beharrezkoa da, arazketa-emari handiak lortzeko.

Mikroalgak nitrogenoa, fosforoa, CO2 -a, argia eta zenbait mikroelikagai behar dituzte haien hazkuntza emateko. Beraz, hauek, nitrogenoa eta fosforo ez-organikoa deuseztatzeko gai direnez, bioerremediazo-tresna gisa erabil daitezke hondakin-urak tratatzeko, modu honetan, jarduera ekonomikotzat eta etorkizun oparokotzat jotzen dira.

Mikroalgen bidezko hondakin-uren arazketak onurak ekar ditzake, hala nola fotosintesi mikroalgalaren ondorioz disolbatutako oxigenoa handitzea, bakterio patogenoen populazioa murriztea eta metal astunak eta konposatu organiko toxiko batzuk ezabatzea.

Urak arazteko sistemak ohikoak edo naturalak izan daitezke. Sistema konbentzionalak hiriko hondakin-uren arazketan gehien erabiltzen direnak dira, batez ere biztanlegune handietan, eta azalera txikia behar dutelako abantaila dute. Hala ere, desabantaila nagusia materia organikoa degradatzeko energia asko kontsumitu behar dela da, hondakin-urak tratatzeko landare konbentzionaletan oinarritzen diren prozesu aerobioen bidez. Aitizitik, ikusi da mikroalgen bidezko hondakin-uren bioerremediazia, ohiko sistemek baino askoz energia gutxiago kontsumitzen duela. Gainera, mikroalgen bidez sortutako biomasa aberatsa da energetikoki, eta, ondorioz, bioerregaiak, bioongarriak, biopolimeroak, bioplastikoak edo elikagai naturalen koloratzaileak ekoizteko prozesatu daiteke.

Hondakin-urak tratatzeko prozesuetan gehien erabiltzen diren mikroalgak Chlorella eta Scenedesmus generoak dira, baina Botryococcus anduiak ere probatu dira.
Urak mikroalgen bidez arazteko orduan, kontuan izan behar da normalena mikroalgen eta bakterioen arteko harreman sinbiotiko bat ezartzea dela: mikroalgek CO2  kontsumitzen dute, eta baita bakterioek materia organikoaren degradazio aerobikoaren bidez sortutako konposatu mineralak. Honen ekoizkina oxigeno fotosintetikoa da, beharrezkoa dena bakterioek degradazioa gauzatzeko.

 Materia organikoa ezabatzeko gaitasuna 
Materia organikoa ezabatzea funtsezkoa da uren tratamenduan; izan ere, honen kopuru gehiegi izateak uretan disolbatutako oxigenoa desagerraraz dezake, eta baldintza anaerobioak sor ditzake, espezieak garatzeko hilgarriak izan daitezkeenak. Mikroalgek materia organikoa ezabatzeko gaitasuna dute, karbono-iturri gisa erabiltzen dutelako eta karga kutsatzailea gutxitzen dutelako.

 Mantenugaiak ezabatzeko gaitasuna 
Hauek nagusik N-NH4, N-NO2 , eta N-NO3 eran agertzen dira nitrogenoaren kasuan eta P-PO4 eran fosforoaren kasuan. Konposatu horiek uretatik ezabatzen ez badira, interferentzia sor dezakete ondorengo desinfekzio-prozesuetan, eta toxikotasuna eragin dezakete arrainentzat eta uretako beste organismo batzuentzat. Mikroalgek gaitasun handia dute mantenugaien asimilazioa burutzeko eta nitrogenoa eta fosforoa ezabatzeko.

Genero erabilienak eta ezagunenak hondakin-uren arazketan Scenedesmus, Spirulina, Monoraphidium eta Chlorella dira.

 CO2-a ezabatzeko gaitasuna 
Mikroalgek CO2 karbono-iturri gisa hartzen dute hazteko. Honen ondorioz, berotegi-efektuari aurre egiteari laguntzen dute, CO2  emisioak arintzen dituzte eta airearen kalitatea hobetzen paper garrantzitsua burutzen dute.

 Metal astunak ezabatzeko gaitasuna 
Mikroalgek metal astunak forma kaltegabe bihurtzeko mekanismoak dituzte, ioiak zelulari lotutako materialetara eta zelula hormaren osagaietara adsortzioaren bidez edo inguruko metalekin lotzen diren konposatu organikoen jariatzearen bidez. Mikroalgak metatzeko gai diren metalik ohikoenak hauek dira:  Co, Ca, Mg, Cu, Zn, Cr, Pb eta Se. 

 Hondakin uretatik patogenoak ezabatzeko gaitasuna 
Patogenoek eragindako kutsadura etxeko isurketekin lotuta dago. Arazketa tratamenduek mikroorganismo horiek ezabatu behar dituzte, hainbat prozesu konbentzionalen bidez, hala nola, ozonoa eta erradiazio ultramoreak aplikatuz. Mikroalgak haztea ohiko tratamendu horien alternatiba da. Izan ere, mikroalgen hazkuntza errazten duten ingurumen faktoreak Escherichia coli, Salmonella, Legionella, Shigella, Yersinia, Leptospira, Vibrio edo Klebsiella mikroorganismo patogenoen biziraupenerako kaltegarriak direla ikusi da. Jarduera fotosintetikoaren ondorioz ingurunean gertatzen den pH-aren gorakadarekin bakarrik, bakterio fekalen kopurua nabarmen murrizten da. 

 Sortzen ari diren kutsatzaileak ezabatzeko gaitasuna 
Mikroalgak konposatu horiek biodegradatzeko aukera dira, deskonposaketa erreakzioen bidez, hidrolisiak eta oxidazioak konposatuaren toxikotasuna murrizten dute. Biodegradazio hori, zelularen barruan edo kanpoan gerta daiteke, iraitzitako konposatuen eraginez. Horretarako, Chlamydomonas, Scenedesmus edota Chlorella generoak oso eraginkorrak dira.

 Erreferentziak 

 Ikus gainera 
 Chlamydomonas acidophila

 Kanpo estekak 

Kategoria:Algak
Kategoria:Ekologia urtarra
Kategoria:Ozeanografia biologikoa
Kategoria:Botanika
Kategoria:Biologia
Kategoria:Planktologia