دانلود مقاله استفاده از جلبکها در صنعت آبزی‌ پروری در 26 صفحه قابل ویرایش

مقدمه :

آبزی‌پروری در قرن بیست و یکم نقش مهمی در تأمین غذای جهانی دارد. در سال‌های اخیر، کاهش منابع شیلاتی در دریا باعث پیشرفت سریع آبزی‌پروری در سراسر جهان شده است. پیش‌بینی می‌شود که در آینده آبزی‌پروری به اصلی‌ترین صنعت ارائه کننده آبزیان تبدیل شود . با در نظر گرفتن رشد روزافزون جمعیت و افزایش تقاضای مواد غذایی، به ویژه منابع غذایی دارای پروتئین بالا، جهان با افزایش 110 درصدی تقاضای پروتئین با کیفیت بالا مواجه خواهد شد و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 تقاضا برای ماهی‌های پرورشی تا 37 درصد افزایش یابد.در حال حاضر، 57 درصد از پروتئین جهانی از منابع گیاهی و 43 درصد باقی‌مانده از منابع حیوانی (گوشت قرمز، مرغ، غذاهای دریایی، تخم‌مرغ و سایر محصولات)تأمین می‌شود.

جلبک چیست؟

جلبک‌ها ساده‌ترین موجودات واجد کلروفیل هستند ، جلبک‌ها گیاه نیستند بلکه از سلسله آغازیان می‌باشند. آنها نزدیک یا داخل آب زندگی می‌کنند و ریشه حقیقی ندارند. علم جلبک‌شناسی را فیکولوژی می‌نامند که از واژه یونانی فیکوز به معنی علف هرز دریایی آمده است. شناسایی جلبک‌ها به‌صورت علمی ظاهراً از اواسط قرن هجدهم شروع شده است.جلبک‌ها 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 50 متر متغیرند. جلبک‌ها فاقد بافت‌های حقیقی همچون ریشه، برگ و ساقه هستند و آنچه در علف‌های دریایی دیده می‌شود در حقیقت شبه برگ، شبه ریشه و شبه ساقه است که ازنظر ساختار بافتی اندام‌های حقیقی به‌حساب نمی‌آیند.سه تفاوت عمده بین جلبک‌ها و گیاهان عالی وجود دارد: اولاً جلبک‌ها فاقد ریشه، ساقه و برگ‌ هستند، ثانیاً در اطراف اندام‌ها یا ساختارهای زایشی جلبک‌ها یاخته‌های محافظ وجود ندارد، ثالثاً جنین در جلبک‌ها دیده نمی‌شود. جلبک‌ها در طبیعت در محیط‌های گوناگون یافت می‌شوند اما آب، محیطی است که بیشترین جلبک‌ها را در خود جای داده است.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 طبیعیو حتی در درون بدن و بافت‌های موجودات زنده زیست کنند. تخمین زده می‌شود که بیش از 300 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 10 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 90 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.

سایر مزیت‌های دیگرجلبک :

1. نیاز به منابع آب شیرین ندارند.
2. نیاز به خاک حاصل خیر برای کشت ندارند.
3. می‌توان به‌صورت افقی آن‌ها را کشت کرد و نیاز به زمین‌های مسطح وسیع ندارند.
4. دوره کشت آن‌ها نهایتاً 14 روز است و نیاز به انتظار طولانی ندارند.
5. 
   برای محصول نیاز به میوه دهی نداشته و سریع محصول مورد نظر را عرضه می‌نمایند.

انواع جلبک:

جاندارانی که تحت نام کلی جلبک طبقه‌بندی می‌شوند در حقیقت گروه وسیع و متنوعی از موجودات زنده عموماً فتوسنتز کننده را تشکیل و ازنظر شکل، فیزیولوژی و زیستگاه طبیعی تفاوت‌های چشمگیری با یکدیگر دارند.

1-ریزجلبک‌ها:

ریزجلبک‌ها موجودات تک سلولی میکروسکوپی هستند که می‌توانند از طریق فتوسنتز، انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی تبدیل کنند. آن‌ها حاوی ترکیبات زیستی متعددی هستند که برای استفاده تجاری مورد توجه قرار گرفته اند. اندازه ریز جلبک‌ها از حد چند میکرون فراتر نمی‌رود، (در حالی که طول برخی از جلبک‌های ماکروسکوپی به بیش از 66 متر می‌رسد) و از سوی دیگر، به دلیل تنوع تکاملی که طی میلیون‌ها سال حاصل شده است جلبک‌ها قادرند در زیستگاه‌های بسیار متنوع ازلحاظ دما و شدت نور تابشی رشد کنند.ریزجلبک‌ها، نخستین گیاهان عالی تولید کننده اکسیژن فرآیندی که منجر به پیدایش اتمسفر می‌شود هستند. علاوه بر این جلبک‌ها مهم‌ترین مصرف‌کنندگان دی‌اکسید کربن و نیز نخستین سطح از زنجیره غذایی اکوسیستم‌های آبیرا 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 .

2-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

اهمیت اقتصادی و کاربرد جلبک‌ها در زندگی بشر:

شناسایی دریاها موجب شده است که فرآورده‌های بسیاری برای انسان حاصل شود، یکی از این فرآورده‌ها جلبک‌ها هستند که به زندگی روزانه بشر فواید بسیاری می‌رسانند. بررسی تکنولوژی و جنبه‌های اقتصادی تولید جلبک‌ها نشان می‌دهد که از آن‌ها در جنبه‌های مختلف تولید مواد می‌توان استفاده کرد.

1-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. استفاده از جلبک‌ها برای تغذیه انسان سابقه‌ی طولانی دارد و به سال‌های قبل از میلاد می‌رسد. طی قحطی بزرگی که در اواسط قرن نوزدهم در انگلستان بر اثر آلودگی قارچی سیب‌زمینی رخ داد، یک نوع جلبک قرمز دریایی جایگزین مهمی برای محصولات سیب‌زمینی شد. امروزه نیز در بسیاری از کشورهای آسیایی و اروپایی، به‌ویژه در کشورهایی که دارای سواحل طولانی با دریاهای آزاد
هستند، به شکل‌های مختلفی از جلبک‌ها به‌منظور تغذیه استفاده می‌شود.

2-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.به‌عنوان مثال جلبک سبز اسپیرولینامی‌تواند برای عفونت‌های قارچی پوستی مفید باشد. بر همین اساس پژوهش‌های متعددی بر روی خواص ضد میکروبی جلبک‌ها انجام گرفته است. یکی از مواردی که امروزه توجهات را به خود جلب کرده و اهمیت بسیار زیادی دارد، مبارزه با سرطاناست. از کاربردهای جدید و مدرن این گیاهان در بیماری توموری است که ترکیبات ضد سرطانی از این گیاهان استخراج شده و برای مقابله با بیماری‌های توموری از آن‌ها استفاده می‌شود.برای مثال سرطان پستان یکی از شایع‌ترین سرطان‌های بدخیم زنان در کل دنیا بوده و شیوع ابتلا به آن در اکثر کشورهای جهان ازجمله ایران رو به افزایش است. ازاین‌رو پژوهش‌های بسیاری بر اثرات ضد سرطانی ارگانیسم‌های دریایی به‌خصوص جلبک‌ها انجام گرفته و نتایجی حاصل شده است. در پژوهشی مشاهده شد که ترکیبات موجود در عصاره هیدروالکلی جلبک قرمز Laurencia pacifica قادر به مهار تکثیر سلول‌های سرطانی معده، پستان، کولون، تخمدان، ریه، پانکراس، پروستاتو پوستاست؛ پس می‌توان نتیجه گرفت که ترکیبات متنوعی در این جلبک وجود دارد که سبب مهار طیف وسیعی از سرطان‌ها می‌شوندمطالعاتی به‌منظور بررسی اثر ضد توموری عصاره جلبک قهوه‌ای Sargassum glaucescens بر رشد و تکثیر برخی رده‌های سلولی سرطانی انجام شد که نشان داد عصاره این جلبک دارای اثرات ضد سرطانی قابل‌توجهی بود. همچنین در مطالعه اثر ضد سرطانی عصاره اتانولی جلبک سبز Dunaliella salina بر روی میزان مرگ‌ و میر رده سلولی سرطان پوست مشخص شد که عصاره اتانولی این جلبک بر روی یک
رده سلولی اثر کشندگی داشته و این اثر با افزایش غلظت عصاره افزایش می‌یابد.

3-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 ایمنیبدن می‌شوند. وجود اسیدهای چربی همچون امگا 3وامگا 6در جلبک‌ها، آن‌ها را به منابع ارزشمند غذایی تبدیل کرده است که میزان تولید انرژی در مصرف‌کننده را بالا می‌برد، همچنین جلبک‌ها دارای مقادیر زیادی از انواع ویتامین‌ها، مواد معدنی، کارتنوئیدها و عناصر کمیاب هستند.بعنوان نمونه جلبک قهوه‌ای یک نوع گیاه دریایی است که می‌توان آن را به‌صورت خام مصرف کرد، اما این گیاه اغلب به‌صورت خشک، دانه‌های ریز، یا پودر شده وجود دارد. این گیاه به شکل مایع نیز موجود است که می‌توان آن را به آب آشامیدنی اضافه کرد. می‌توان از جلبک قهوه‌ای دانه‌ای یا پودر شده به‌عنوان چاشنی و طعم‌دهنده و نیز به‌جای نمک استفاده کرد و منبعی سرشار از ویتامین‌ها، به‌خصوص ویتامین‌های B و نیز بسیاری از مواد معدنی مفید است. محققان اظهار کرده‌اند که این گیاه برای بافت مغزی، غشاهایی که مغز را احاطه کرده‌اند، پرده‌های مننژ، اعصاب حسی و نخاع و همچنین ناخن‌ها و رگ‌ها بسیار سودمند است. به دلیل وجود ید در جلبک قهوه‌ای، از آن برای درمان اختلال‌های غده تیروئید استفاده می‌کنند. این گیاه برای درمان بیماری‌های دیگری نظیر ریزش مو، چاقی و انواع زخم‌ها مفید است. جلبک قهوه‌ای در مقابل اثرات ناشی از اشعه، از بدن محافظت می‌نماید.