3. Практическое использование водорослей.

Из водорослей получают многие полезные продукты, например альгиновую кислоту, агар и каррагенан.

Альгиновая кислота и ее производные (альгинаты) - это полисахариды, которые экстрагируют из срединной пластинки и клеточных стенок таких бурых водорослей, как Laminaria и др. Водоросли добывают в большом количестве в прибрежных мелких водах. Очищенные альгинаты не токсичны и легко образуют гели. Их широко применяют в качестве отвердителей и желеобразующих веществ для получения промышленных товаров (в косметике - для изготовления кремов для рук; в качестве эмульгаторов - для приготовления мороженого; в качестве желеобразующих веществ в кондитерской промышленности; при изготовлении лаков, красок, лекарств; для получения глазурированной керамической посуды).

Агар - полисахарид, получаемый из красных водорослей. Он образует такие же гели, как и альгинаты. Он является очень удобной средой для выращивания бактерий и грибов. С этой целью готовят разбавленный раствор агара, затем добавляют в него различные питательные вещества, стерилизуют и дают застыть, получая желеобразную массу. Кроме того, агар используют для тех же самых целей, что и альгинаты.

Каррагенан (карраген) - это еще один полисахарид клеточной стенки, который получают, главным образом, из красных водорослей, по своей химической структуре он очень похож на агар и применяется для тех же самых целей.

Диатомит (кизельгур). После гибели диатомовых водорослей на дне морей и озер накапливаются отложения, состоящие из клеточных стенок этих водорослей. Образующаяся таким образом "диатомовая земля" содержит до 90% кремния. После соответствующей очистки эту "землю" моно использовать как превосходный фильтрующий материал (например, при получении сахара или для осветления пива), как наполнитель при изготовлении красок или бумаги и как изоляционный материал, способный противостоять резким перепадам температуры.

Водоросли можно использовать как пищевые продукты. Например, некоторые красные водоросли, считающиеся деликатесом, и большую бурую водоросль ламинария обычно едят в сыром виде или же готовят из них разные блюда. В Южном Уэльсе водоросль Porphyra кладут в одно из традиционных блюд, для приготовления которого отваривают водоросли, смешивают с овсянкой и потом все это тушат в масле. В поисках новых источников пищи много внимания было уделено промышленному культивированию водоросли. Однако для получения новых пищевых продуктов годятся очень немногие водоросли. Из сине-зеленых водорослей многообещающей считается Spirulina.

Полисахариды водорослей находят применение и в медицине. Некоторые полисахариды перспективны в качестве антикоагулянтов крови, способны ингибировать развитие некоторых видов рака. Из зеленой водоросли Ulva lactuca выделили гетерополисахарид с антивирусной активностью. В Японии красную водоросль Digenia simplex широко используют в качестве антигельминтного средства. В США некоторые водоросли продают как источник витаминов и мягкое слабительное средство.

Морские водоросли богаты вторичными метаболитами, с которыми медицина связывает большие надежды. Обнаружены антигрибковая, антимитотическая, цитотоксическая, антивирусная и антибактериальная активность этих веществ. Например, из красных водорослей Porieria hornemanii был выделен монотерпен, содержащий бром и хлор, который проявляет высокую активность против раковых клеток, поражающих мозг, почки и толстый кишечник. Этот препарат под названием "холомон" проходит клинические испытания в США.

Помимо того, что водоросли являются богатейшим сырьем для получения БАВ, они сейчас рассматриваются как перспективный пищевой ресурс. Более ста видов водорослей издревле употребляются в пищу в странах Европы, Америки и особенно на Востоке. Из них готовят салаты, приправы, варенья, конфеты, желе, добавки к тесту и т. д.

В последнее время большой популярностью пользуется Spirulina, богатая высококачественным белком, содержащим 9 незаменимых аминокислот, а также ценными липидами, углеводами, поли--оксибутиратом.

В Японии очень любят красные "морские салаты" из водорослей аллария, порфира, родимения, хондрус и ундария. Культивирование названных красных водорослей занимает около 60 га акваторий.

Биомассу водорослей используют и как витаминно-белковую подкормку животным и как удобрение. Они обогащают почву макро- и микроэлементами, азотфиксаторами, не засоряют почву семенами сорняков, личинками вредных насекомых, спорами фитопатогенных грибов.

В связи с таким широким использованием водорослей возникает проблема получения их биомассы круглогодично и независимо от географических условий, т. е. получение клеточных культур водорослей.

В настоящее время в Японии разработаны методики получения каллусной ткани водорослей с целью наработки агара и в качестве белковой биомассы.

Клетки каллусной ткани, являющиеся недифференцированными, под влиянием различных регуляторов (гормонов и пр.) можно превратить в дифференцированные, из которых формируется соматический зародыш, а затем целое растение. Каллусная ткань выращивается на твердой среде, что достаточно дорого. Экономически выгоднее выращивать клетки в жидкой среде. Такие клеточные культуры называют суспензионными. Однако методы получения суспензионных культур недостаточно разработаны. Работы по получению каллусных и в перспективе суспензионных культур агароносных водорослей начаты в МГУ с 1982г Гусевым и сотрудниками. Большие сложности связаны со стерилизацией растущих клеток, которые как правило заражены гидроидными полипами и морскими грибами.

Сейчас ведутся работы по получению целого растения из кусочков таллома водоросли. Как выяснилось, для успешного роста такого организма необходимо наличие определенных бактерий и грибов, снабжающих водоросль какими-то экзометаболитами, необходимыми для нормальной жизнедеятельности морского растения в условиях in vitro.

Таким образом, получение клеточных культур водорослей – каллусных, суспензионных, выращивание целого растения на питательных средах из кусочков таллома, а также вегетативный рост на питательных средах оформилось сейчас в интенсивно развивающееся напавление современной биотехнологии.