Carbohydrate Polymers: Культурная ламинария теперь может быть не хуже дикороса

Норвегия экспортирует продукцию, полученную из ламинарии путассу, Laminoria hyperborea, и ламинарии узловатой, Ascophyllum nodosu, на сумму более 1 млрд норвежских крон в год.

В основном из ламинарии добывают альгинат, который используется в более чем 600 различных продуктах, таких как краска, мягкое мороженое, соусы, бинты, подгузники, лекарства от кислотного рефлюкса и материал для инкапсуляции клеток и лекарств. Однако рынок еще далек от насыщения.

Альгинат становится дефицитным товаром на мировом рынке. Если бы мы могли выращивать больше ламинарии, которая давала бы альгинат достаточно хорошего качества, здесь открывались бы большие возможности, — говорит Финн Аахманн, профессор Норвежского университета науки и технологии (NTNU), возглавляющий Норвежскую платформу по биоразнообразию морских водорослей.

Сегодня дикую ламинарию собирают в больших лесах ламинарии, которые естественным образом растут вдоль норвежского побережья, но существуют ограничения на количество, которое может быть собрано. Нам нужны новые ресурсы, если мы хотим расширить норвежский рынок ламинарии. Культивируемая ламинария — хорошая альтернатива.

Индустрия ламинарии расширяется

Ламинария растет так медленно, что ее выращивание просто нецелесообразно. За последнее десятилетие выращивание более быстрорастущих видов ламинарии превратилось в процветающую индустрию.

В этом году на канатах в море было выращено от 600 до 700 тонн сахарной и крылатой ламинарии, — говорит Катарина Нёклинг-Эйде, кандидат наук из Норвежской платформы биоразнообразия морских водорослей.

Однако альгинат бывает разных видов, и культивированные сахарная и крылатая ламинарии не производят альгинат такого же высокого качества, как дикая клубневая ламинария». В настоящее время культивированная ламинария настолько дорога, что используется только для производства продуктов питания.

Это досадно, потому что производство можно значительно увеличить за счет разработки новых высококачественных продуктов из культивируемой ламинарии. Альгинат может стать одним из таких продуктов, — говорит Нёклинг-Эйде.

К счастью, новые открытия могут помочь нам извлечь лучший альгинат из культивируемой ламинарии». Это исследование было проведено под эгидой Норвежской платформы биопереработки морских водорослей и промышленных биотехнологий (SFI-IB), норвежского центра инноваций, основанных на исследованиях.

Культивируемые виды могут быть не хуже

Мы разработали новый метод эффективной переработки альгинатов из культивируемой ламинарии, — говорит Аахманн.

В решении участвуют ферменты, называемые эпимеразами. Ферменты способствуют химическим реакциям между различными веществами, при этом сами ферменты не расходуются.

Эти эпимеразы превращают маннуроновую кислоту в гулуроновую в альгинатной цепочке, так что альгинаты становятся более похожими на альгинаты ламинарии путассу, чем были изначально, что делает их более пригодными для промышленного использования, — говорит профессор.

Исследователи впервые выделили эти ферменты из бактерии, производящей альгинаты, в Тронхейме более 50 лет назад, так что это исследование уходит корнями в далекое прошлое. Тем не менее, только сейчас индустрия морских водорослей приняла это решение.

Требовалось дополнительное время и ресурсы — до сих пор

За последние 30 лет несколько исследований показали, что мы можем использовать эти эпимеразы для улучшения альгинатов из морских водорослей и ламинарии, но промышленность ламинарии еще не начала их использовать, — говорит Аахманн.

Модернизация альгинатов после их извлечения и очистки из биомассы ламинарии требует дополнительного времени и ресурсов. Поэтому у промышленности не было особого соблазна использовать этот метод.

Однако что, если бы вы могли добавлять эти ферменты одновременно с извлечением альгината из ламинарии, и вам не пришлось бы тратить на это дополнительное время и деньги?

Именно это и удалось сделать исследователям из SINTEF и Норвежского университета науки и технологий (NTNU). Они провели исследование в совместной лаборатории ламинарии в Тронхейме.

Улучшение альгината во время экстракции

Мы показали, что в процессе экстракции альгината можно эпимеризировать альгинаты из сахарной ламинарии, крылатой ламинарии и пластинчатой фракции, которая представляет собой листовидную часть на вершине стебля, — говорит Нёклинг-Эйде.

Другими словами, альгинат очищается одновременно с извлечением из ламинарии. Это экономит время и является экономически эффективным.

В ходе крупномасштабных испытаний нам удалось получить альгинат из культивированной сахарной ламинарии, который был так же хорош, как и тот, что обычно получают из дикорастущей клубневой ламинарии, — говорит Нёклинг-Эйде.

Исследователи также считают, что можно добиться аналогичных результатов с культивированной крылатой ламинарией.

Хорошие новости для фермеров, выращивающих ламинарию

Результаты этого исследования обнадеживают. В будущем норвежский альгинат можно будет получать и из культивируемой ламинарии, — говорит Аахманн.

Фермеры, выращивающие ламинарию, также зависят от сложившихся рынков сбыта ламинарии, поскольку им нужно кому-то продавать всю свою ламинарию. Это поможет фермерам, выращивающим ламинарию, еще больше увеличить производство.

Альгинатный рынок — это устоявшийся рынок, который может помочь обеспечить средства к существованию фермеров, выращивающих ламинарию, в будущем. В этом смысле это беспроигрышная ситуация, — заключает Нёклинг-Эйде.

Источник фото: https://www.inaturalist.org/observations/60538237

02.01.2024