Przyspieszona komercjalizacja produktów z alg o potencjalnych zastosowaniach w przemyśle farmaceutycznym i żywieniowym
Istnieje stale rozwijający się rynek kwasów tłuszczowych omega-3, które są wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi (PUFA). Najbardziej poszukiwane są kwasy DHA i EPA, które są obecne w dużych ilościach oleju rybnego. Jednak pozyskiwanie kwasów PUFA z ryby nie jest zrównoważone, a stężenie kwasów DHA i EPA w oleju rybnym różni się znacznie w zależności od lokalizacji, pory roku i dostępności fitoplanktonu. Ponadto dostępne ilości są niewystarczające z powodu przeławiania i zagrożeń dla środowiska, przez co rosnące zapotrzebowanie na kwasy PUFA nie może zostać zaspokojone poprzez wykorzystanie oleju rybnego bez ryzyka wyrządzenia poważnych szkód, a nawet unicestwienia populacji organizmów morskich. Mikroalgi mogą wypełnić tę lukę i pomóc w ratowaniu populacji ryb, a co za tym idzie – środowiska morskiego. W rezultacie zostały uznane za potencjalne źródło kwasu EPA i/lub DHA. Co niezwykłe, mikroalgi są jedyną formą życia, która może łatwo wytwarzać kwasy PUFA poprzez bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej. W ramach finansowanego ze środków UE projektu PUFACHAIN „opracowano zrównoważoną alternatywę opartą na mikroalgach”, mówi koordynator projektu, prof. dr Thomas Friedl. „Jesteśmy przekonani, że korzyści zdrowotne kwasów PUFA dla konsumentów są warte wysiłku włożonego w produkcję kwasów PUFA na bazie alg”. Ponieważ kwasy PUFA są cennymi składnikami do zastosowań farmaceutycznych i spożywczych, „można je wykorzystać do ekonomicznej produkcji mikroalg na skalę przemysłową”, dodaje. Łańcuch wartości na potrzeby rozwoju przemysłowego produktów z alg Partnerzy projektu ustanowili łańcuch wartości od mikroalg do kwasów PUFA. Wykorzystując mikroalgi, opracowali kompletną mapę procedur: od produkcji surowca i zbioru po ekstrakcję i oczyszczanie oleju. Ogólnie celem było dalsze rozwijanie zrównoważonego źródła oczyszczonych kwasów DHA i EPA jako składników wysokowartościowych produktów do zastosowań w przemyśle żywieniowym i farmaceutycznym. Aby stworzyć zintegrowany łańcuch wartości, naukowcy rozpoczęli od zbadania i wyboru odpowiednich szczepów alg. Następnie scharakteryzowali zidentyfikowane szczepy. Zastosowali płaskie panele i cylindryczne fotobioreaktory do opracowania najbardziej odpowiednich strategii uprawy zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i na skalę przemysłową. Przeprowadzili też ocenę łańcucha wartości w zakresie zrównoważonego rozwoju środowiskowego i społeczno-ekonomicznego w celu ustalenia, które produkty mogłyby potencjalnie trafić na rynek. Ocena pomogła zidentyfikować i zoptymalizować czynniki wpływające na środowisko, koszty, zapotrzebowanie na energię i wymagania materiałowe niektórych procesów uprawy i ekstrakcji alg. Zwiększanie skali procesu ekstrakcji kwasów PUFA Członkowie zespołu znaleźli zrównoważony i łatwy sposób pozyskiwania cennych kwasów tłuszczowych z biomasy alg przy minimalnym zużyciu energii. Zbadali skuteczność różnych metod przygotowywania biomasy w celu rozkładu struktur komórek alg i udostępnienia uwolnionego oleju rozpuszczalnikowi ekstrakcyjnemu. Oceniono dwa procesy ekstrakcji na potrzeby wytwarzania wysokiej jakości olejów po niższych kosztach. Pierwsza ekstrakcja płynu w stanie nadkrytycznym służy do wytwarzania specjalistycznych substancji chemicznych dla przemysłu kosmetycznego i żywieniowego. Wymaga zastosowania CO2 do zbierania kwasów tłuszczowych, ale przed ekstrakcją konieczne jest wysuszenie biomasy. Druga metoda wykorzystuje propan do ekstrakcji kwasów tłuszczowych z biomasy mokrych alg. Poprzez zastosowanie etapów oczyszczania zespół otrzymał zatężone kwasy tłuszczowe z surowego oleju z alg o wysokim stopniu czystości. Do chwili obecnej opracowano cztery produkty przeznaczone na rynek karmy dla zwierząt domowych oraz dla przemysłu nutraceutycznego i kosmeceutycznego. Trwają prace nad kolejnymi czterema. „Po raz pierwszy przemysł farmaceutyczny i spożywczy będzie miał nowe źródło surowca z mikroalg na potrzeby wytwarzania wysokowartościowych produktów”, podsumowuje prof. dr Friedl.
Słowa kluczowe
PUFACHAIN, mikroalgi, kwasy tłuszczowe omega-3, kwas dokozaheksaenowy, kwas eikozapentaenowy
