اهمیت جلبک ها در صنایع مختلف
اهمیت جلبک ها در صنایع مختلف
آشنائی با اهمیت جلبک ها:
جلبک‌ها گروهی از موجودات هستند که همانند گیاهان از نور خورشید، آب و دی اکسید کربن، مواد مختلفی را می‌سازند و در اصطلاح علمی به آنها فتوتروف می‌گویند. این موجودات برخلاف گیاهان ساختارهای بافتی و تمایز یافته پیشرفته نداشته و از انواع تک سلولی با اندازه چند میکرومتر تا انواع پرسلولی تا اندازه بیش از ۵۰ متر متغیرند. در سطح خاک‌های مرطوب نیز تعداد بسیار زیادی جلبک یافت می‌شود. بخش‌های هوایی درختان و همچنین سنگ‌ها و صخره‌ها محل‌های دیگری هستند که جلبک‌ها می‌توانند بر روی آنها رشد کنند. بعضی از جلبک‌ها می‌توانند در محیط‌های غیر معمولی، مثل دریاچه‌های نمک، چشمه‌های آب گرم و یخچال‌های طبیعی و حتی در درون بدن و بافت‌های موجودات زنده زیست کنند. جلبک ها به دو صورت میکروجلبک ها و ماکروجلبک ها هستند. ریزجلبک‌ها، نخستین گیاهان عالی تولید کننده اکسیژن هستند. علاوه بر این جلبک‌ها مهم‌ترین مصرف‌کنندگان دی‌اکسید کربن و نیز نخستین سطح از زنجیره غذایی اکوسیستم‌های آبی را تشکیل می‌دهند. از ریزجلبک‌ها می‌توان برای تولید گسترده‌ای از متابولیت‌ها مانند پروتئین، چربی، کربوهیدرات، کارتنوئیدها و یا ویتامین‌ها برای سلامت، تغذیه و مواد افزودنی، مواد آرایشی و برای تولید انرژی استفاده کرد. از این نوع از جلبک‌ها همچنین به‌منظور افزایش ارزش غذایی مواد غذایی و خوراک دام با توجه به ترکیب شیمیایی آنها استفاده می‌کنند. همچنین آنها نقش بسیار مهمی در پرورش آبزیان دارند و می‌توان آنها را در لوازم آرایشی و بهداشتی استفاده کرد. ماکرو جلبک‌ها جلبک‌های دریایی درشت مولکول ازجمله منابع زنده و تجدید پذیر دریاها و اقیانوس‌ها هستند. جلبک‌های دریایی برای انسان‌ها و حیوانات به‌عنوان غذا و منابع ارزشمندی از مواد طبیعی هستند. جلبک‌ها از دیرباز در کشورهای باستانی حواشی اقیانوس‌ها مانند ژاپن، چین، کره و دیگر کشورها به‌عنوان غذای اصلی موجود در رژیم غذایی استفاده شده است و امروزه انسان‌ها از محصولات حاصل از ماکروجلبک‌ها در زندگی روزمره خود به طرق مختلف استفاده می‌کنند. مثلاً انواع پلی ساکاریدهای استخراجی از جلبک‌ها در خمیر دندان، صابون، شامپو، مواد آرایشی، مواد غذایی و دارویی استفاده می‌شود. ماکروجلبک‌ها یا جلبک‌های دریایی به سه گروه جلبک‌های قهوه‌ای، قرمز و سبز طبقه‌بندی می‌شوند. تخمین زده می‌شود که بیش از ۳۰۰ هزار سویه جلبک در جهان وجود دارد اما از این تعداد سویه‌های کمی جداسازی و شناسایی شده است و میزان سویه‌های شناسایی شده به بیش از ۱۰ هزار سویه نمی‌رسد. جلبک‌ها به دلیل ساختاری ساده و قابلیت استفاده از منابع مختلف جهت رشد و تکثیر اهمیت به‌سزایی یافته‌اند. این موجودات می‌توانند مواد مختلف شامل متابولیت‌های اولیه و متابولیت‌های ثانویه را به میزان زیاد تولید و در خود ذخیره نمایند. میزان ذخایر این مواد در جلبک‌ها به‌طور شگفت انگیزی زیاد است. برای مثال یک جلبک می‌تواند گاهی تا بیش از ۹۰ درصد حجم سلولی خود را از روغن و چربی پر نماید این در حالی است که میزان روغن در دانه‌های روغنی بسیار کمتر از این مقدار است.
اهمیت اقتصادی و کاربرد جلبک‌ها در زندگی بشر
اهمیت جلبک‌ها به‌عنوان غذای انسان
جلبک‌ها به علت سرشار بودن از مواد معدنی، ویتامین‌ها، هیدرات‌های کربن و پروتئین‌ها که در درون سلول‌ها و یا در دیواره سلول‌ها وجود دارند، مورد استفاده غذایی انسان‌ها قرار می‌گیرند.
کاربرد جلبک‌ها در تهیه داروها
جلبک‌ها به دلیل دارا بودن ترکیبات ویژه پلی ساکاریدی و نیز ترکیبات دارویی خاص، دارای کاربردهای وسیعی هستند. خواص دارویی که برای جلبک‌ها عنوان کرده‌اند بسیار است ازجمله به‌عنوان مسهل در یبوست‌های دستگاه گوارش، به‌عنوان التیام دهنده زخم‌های دستگاه گوارش و به‌عنوان داروهای ضد انگلی دستگاه گوارش و همچنین در کاهش فشارخون، کاهش چربی خون، کاهش وزن زیاد و نیز جلوگیری از بیماری‌های تصلب شرایین از جلبک‌ها استفاده می‌شود. حتی در برخی از منابع به قدرت مقابله این گیاهان در مقابل ویروس HIV نیز اشاره شده است. همچنین مقابله با ویروس تب‌خال نیز با کاربرد جلبک‌ها امکان‌پذیر است.
کاربرد جلبک‌ها در مکمل‌های غذایی
جلبک‌ها دارای پروتئین‌های کاملی با زنجیره آمینواسیدی هستند (برخلاف گیاهان) که در پردازش‌های متابولیکی جلبک‌ها مانند تولید انرژی و آنزیم به وجود می‌آید. جلبک‌ها دارای مقادیر قابل توجه‌ای از کربوهیدرات‌های ساده و پیچیده هستند که برای بدن انسان به‌عنوان منبعی غنی کاربرد دارند. به‌طور مشخص کمپلکس‌های کربوهیدرات‌های سولفاته باعث تقویت سیستم ایمنی بدن می‌شوند. وجود اسیدهای چربی همچون امگا ۳ و امگا ۶ در جلبک‌ها، آنها را به منابع ارزشمند غذایی تبدیل کرده است که میزان تولید انرژی در مصرف‌کننده را بالا می‌برد،
کاربرد جلبک‌ها به‌عنوان سوخت‌های زیستی
امروزه یافتن منابع انرژی تجدید پذیر برای جایگزینی با سوخت‌های فسیلی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. آلودگی محیط زیست، انتشار گازهای گلخانه‌ای، تغییرات آب و هوا و نوسانات قیمت نفت خام ازجمله معایب سوخت‌های فسیلی است. در این وضعیت بیشتر توجهات به سمت منابع انرژی تجدید پذیر می‌رود، چرا که برای حفظ و پایداری محیط زیست استفاده از سوخت‌های تجدید پذیر و زیست محیطی لازم است.امروزه جلبک‌ها در حال تبدیل به منابع اصلی تولید سوخت‌های زیستی در جهان هستند. ماکروجلبک‌ها، گیاهان دریایی که به‌سرعت در حال رشد هستند و نیازی به زمین‌های قابل کشت، کود و آب شیرین ندارند. همچنین انواع مختلف اکوسیستم، مانند صخره‌های مرجانی، جنگل‌ها و سواحل صخره‌ای به‌طور مؤثر میزبان جلبک‌های دریایی هستند. این خصوصیات و ویژگی‌ها باعث شده است که آنها منبع تغذیه‌ای بسیار مناسبی برای تولید بیواتانول باشند
اهمیت جلبک‌ها در اکوسیستم آبی
جلبک‌ها به‌عنوان یک منبع غذایی برای ماهیان، پستانداران و دیگر جانوران از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. از ریزجلبک‌هایی مانند کلرولا و تتراسلمیس، ایزوکرایسیس و پاولوا برای پروش آبزیان استفاده می‌شود. بسیاری از شرکت‌های آبزی پرور از کلرولا و اسپیرولینا استفاده می‌کنند. بعضی از ریزجلبک‌ها به‌عنوان منبعی از رنگ‌دانه‌های طبیعی برای میگو و ماهی قزل آلا و ماهی‌های زینتی استفاده می‌شوند. از ریزجلبک‌ها به‌طور مستقیم و غیر مستقیم در محیط کشت لارو برای تغذیه لاروها نیز استفاده می‌شود.
کاربرد جلبک‌ها برای تصفیه آب و فاضلاب
جلبک‌ها ظرفیت بالایی برای حذف محدوده وسیعی از آلاینده‌ها از انواع فاضلاب‌ها دارند. به همین دلیل استفاده از آنها در کاهش میزان آلاینده‌ها از فاضلاب‌ها کاربرد زیادی دارد. فاضلاب‌های شهری حاوی مقادیر زیادی مواد آلی و معدنی است، ولی اکسیژن آن بسیار کم است. یکی از روشهای آسان که در ایستگاه‌های تصفیه آب برای تصفیه این نوع فاضلاب‌ها به کار می‌رود، ایجاد حوضچه‌های سیمانی کم‌عمق و با وسعت زیاد است. رشد جلبک‌ها در این حوضچه‌ها و فرایند فتوسنتز توسط آنها باعث افزایش اکسیژن می‌شود. در اثر افزایش اکسیژن، تعداد میکروارگانیسم هوازی در آب زیاد شده و اکسیژن تولید شده به مصرف آنها می‌رسد و میکروارگانیسم‌ها مسئولیت تجزیه نمودن بقایای مواد آلی را در فاضلاب‌ها به عهده دارند. رشد جلبک‌ها به‌عنوان گیاه تصفیه کننده در کانال‌های فاضلاب‌ها نیز حائز اهمیت است. این جلبک‌ها برای انجام فعالیت‌های متابولیسم خود نیترات‌ها و فسفات‌ها را مصرف کرده و با انجام پروسه فتوسنتز، اکسیژن آزاد می‌کنند و اکسیژن آزاد شده به باکتری‌های هوازی کمک می‌کند تا در تجزیه مواد خام فاضلاب‌ها فعال باشند.
استفاده از جلبک‌ها در کشاورزی
به‌منظور موفقیت در تولید محصولات کشاورزی، انتخاب مواد گیاهی مناسب و تأمین نیازهای آن ضروری است.
استفاده از جلبک‌های دریایی در دامداری‌ها
جلبک‌ها می‌توانند مکمل غذایی مفیدی برای دام، طیور و آبزیان به شمار روند. در آزمایش‌های به عمل آمده مشخص شده است که استفاده از جلبک‌ها به‌عنوان علوفه برای دام باعث افزایش ۱۰ درصدی شیر دام شده است و حتی کره و چربی شیر را افزایش داده است بدون اینکه طعم و مزه شیر را تغییر داده باشد. در جلبک‌های دریایی ویتامین‌ها و مواد معدنی فراوانی یافت می‌شود، به همین خاطر استفاده از جلبک‌های دریایی در صنعت مرغ داری، اثرات چشم‌گیری داشته است. در آزمایش‌های نشان داده شده است که مرغ‌هایی که با جلبک‌های دریایی تغذیه می‌شوند بیشتر تخم‌گذاری می‌کنند و تخم‌های حاصل شده، ید و کاروتن بیشتری را دارا هستند.
نقش جلبک ها در صنعت و تصفیه خانه ها
مشکلاتی که گیاهان آبزی و جلبک ها در تصفیه خانه ها به وجود می آورند نتیجه رشد بیش از حد چند گیاه در مواقع معینی از سال است. بعضی از انواع گیاهان آبزی (جلبک ها- گیاهان آبزی ریشه دار) ایجاد بو و مزه خاصی در آب می نمایند. هم چنین آنها می توانند در فرآیندهای تصفیه ایجاد اختلال نمایند.
الف) مشکلات ناشی از جلبک ها
جلبک ها و سایر ارگانیسم های ذره بینی در تمام آبهای سطحی یافت می شوند. جلبک های آبی سبز، سبز، دیاتومه و فلاژله های رنگی از نظر منابع آب قابل توجه هستند. جلبک ها سه نوع مزه (شیرین، تلخ و ترش) در آب ایجاد می کنند. مشکلات ناشی از جلبک ها را می توان به شرح ذیل مورد بررسی قرار داد:
٭ گرفتگی صافی ها
٭ ایجاد قشر لزج ژلاتینی
٭ ایجاد رنگ
٭ خورندگی
٭ ایجاد سمیت
٭ تداخل با سایر فرآیندهای تصفیه
ب) کنترل جلبک ها
بعضی از روشهای کنترلی جهت کنترل جلبک های موجود در آب های سطحی عبارتند از:
الف) سولفات مس: کارایی جلبک ها در از بین بردن جلبک ها متفاوت است و به نوع جلبک و قدرت انحلال آن در آب بستگی دارد. بهترین راندمان جهت کنترل جلبک pH آن در حدود 8-9 باشد.
ب) پودر ذغال فعال: پودر را بر سطح آب می پاشند تا پوشش سیاه رنگ ایجاد شده، مانع نفوذ نور خورشید به داخل آب شود. پودر ذغال فعال را ممکن است به طور دستی یا با یک تغذیه کنندۀ شیمیایی به آب اضافه کنند.