Выращивание морских водорослей

редактировать
Человек стоит на мелководье и собирает выросшие на веревке водоросли. Фермер, выращивающий водоросли в Нуса Лембонган (Индонезия) собирает съедобные водоросли, выросшие на веревке.

Выращивание морских водорослей или водорослей - это практика выращивания и сбора водорослей. В своей простейшей форме он состоит из управления партиями, найденными естественным образом. В своей наиболее продвинутой форме он заключается в полном контроле жизненного цикла водорослей.

Основные виды пищевых продуктов, выращиваемые в аквакультуре в Японии, Китае и Корее, включают Gelidium, Porphyra и Laminaria <125.>. Выращивание морских водорослей часто развивалось как альтернатива для улучшения экономических условий и снижения нагрузки на рыбный промысел и чрезмерной эксплуатации рыболовства. Морские водоросли собирают во всем мире как источник пищи, а также как экспортный товар для производства продуктов агар и каррагинан.

Производство выращиваемых водных растений в мире, Объем производства, в котором преобладают водоросли, вырос с 13,5 млн тонн в 1995 году до чуть более 30 млн тонн в 2016 году. По состоянию на 2014 год водоросли составляли 27% всей морской аквакультуры. Выращивание морских водорослей - это культура с отрицательным выбросом углерода, с высоким потенциалом смягчения последствий изменения климата. В специальном докладе МГЭИК об океане и криосфере в условиях изменяющегося климата рекомендуется «дальнейшее исследовательское внимание» в качестве тактики смягчения последствий.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Методы
  • 3 Экологические и воздействие на окружающую среду
  • 4 Социально-экономические аспекты
    • 4.1 Танзания
  • 5 Использование
    • 5.1 Химические вещества
      • 5.1.1 Каррагинан
      • 5.1.2 Агар
    • 5.2 Продукты питания
    • 5.3 Топливо
  • 6 См. Также
  • 7 Источники
  • 8 Источники
История

Выращивание гим (умывальник) в Корее описано в книгах с 15-го века. века, например, и.

Выращивание морских водорослей началось в Японии еще в 1670 году в Токийском заливе. Осенью каждого года фермеры бросали бамбуковые ветви в мелкую мутную воду, где собирались споры водорослей. Через несколько недель эти рукава переместят в устье реки . Питательные вещества из реки помогут водорослям расти.

В 1940-х годах японцы усовершенствовали этот метод, разместив сети из синтетического материала, привязанные к бамбуковым шестам. Это фактически удвоило производство. Более дешевый вариант этого метода называется хиби - простые веревки, натянутые между бамбуковыми шестами. В начале 1970-х годов был признанный спрос на водоросли и продукты из морских водорослей, превышавший предложение, и их выращивание считалось лучшим средством увеличения производства.

Практика выращивания морских водорослей давно распространилась за пределы Японии. В 1997 году было подсчитано, что 40 000 человек на Филиппинах зарабатывали на жизнь выращиванием морских водорослей. Выращивание также широко распространено во всей Юго-Восточной Азии, Канаде, Великобритании, Испании и США.

В 2000-х выращиванию морских водорослей уделялось все больше внимания из-за его потенциала смягчения как климатических изменений, так и климата. изменение и другие экологические проблемы, такие как сельскохозяйственные стоки. Выращивание морских водорослей можно смешивать с другими аквакультурами, такими как моллюски, для улучшения состояния водоемов, например, в методах, разработанных американской некоммерческой организацией GreenWave. В специальном докладе МГЭИК об океане и криосфере в условиях изменяющегося климата рекомендуется «дальнейшее исследовательское внимание» в качестве тактики смягчения последствий.

Методы

Самые ранние руководства по выращиванию морских водорослей в Филиппины рекомендовали выращивать водоросли ламинарии и рифовые отмели на глубине около одного метра во время отлива. Они также рекомендовали срезать морскую траву и удалять морских ежей перед строительством фермы. Затем саженцы привязывают к леске из мононити и нанизывают между кольями мангрового дерева, вбитыми в субстрат. Этот метод выращивания на дне до сих пор остается одним из основных.

Существуют новые методы ярусного выращивания, которые можно использовать на более глубокой воде примерно на 7 метров. Они используют плавающие культивационные линии, закрепленные на дне, и являются основными методами, используемыми в деревнях Северного Сулавеси, Индонезии. Ярусный ярус выращивает разновидности родов Saccharina, Undaria, Eucheuma, Kappaphycus и Gracilaria <309.>Выращивание водорослей в Азии - относительно низкотехнологичный бизнес с высокой потребностью в рабочей силе. В разных странах было много попыток внедрить высокие технологии для выращивания отдельных растений в резервуарах на суше, чтобы сократить трудозатраты, но они еще не достигли коммерческой жизнеспособности.

Было много дискуссий о том, как морские водоросли можно культивировать в открытом океане как средство восстановления истребленных популяций рыб и способствовать связыванию углерода. Примечательно, что Тим Флэннери подчеркнул, как выращивание морских водорослей в открытом океане, чему способствует искусственный апвеллинг и субстрат, может способствовать связыванию углерода, если водоросли погружаются на глубину менее одного километра. Аналогичным образом, НПО Climate Foundation и ряд экспертов по пермакультуре заявили, что морская марикультура экосистем морских водорослей может осуществляться способами, которые воплощают основные принципы пермакультуры, тем самым составляя морскую пермакультуру. Концепция предусматривает использование искусственного апвеллинга и плавающих подводных платформ в качестве субстрата для имитации естественных экосистем морских водорослей, которые обеспечивают среду обитания и основу трофической пирамиды для морских обитателей. Следуя принципам пермакультуры, можно устойчиво вылавливать водоросли и рыбу, улавливая при этом атмосферный углерод. По состоянию на 2020 год ряд успешных испытаний был проведен на Гавайях, Филиппинах, в Пуэрто-Рико и Тасмании. Идея привлекла значительное внимание общественности, в частности, в качестве ключевого решения, описанного в документальном фильме Деймона Гамо 2040 и в книге Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предложенный для обращения вспять глобального потепления под редакцией Пол Хокен.

Воздействие на окружающую среду и окружающую среду

Выращивание морских водорослей может привести к ряду экологических проблем. Иногда фермеры, выращивающие водоросли, вырубают мангровые деревья, чтобы использовать их в качестве кольев для своих веревок. Это, однако, отрицательно сказывается на сельском хозяйстве, поскольку снижает качество воды и биоразнообразие мангровых зарослей из-за истощения. Иногда фермеры могут убирать угорь со своих сельскохозяйственных угодий. Это, однако, также не рекомендуется, поскольку это отрицательно сказывается на качестве воды.

Выращивание морских водорослей помогает сохранить коралловые рифы за счет увеличения разнообразия мест, где водоросли и водоросли были интродуцированы, а также обеспечивает дополнительную нишу для местных видов. рыб и беспозвоночных. Сельское хозяйство может принести пользу за счет увеличения производства травоядных рыб и моллюсков в этом районе. Pollnac et al 1997b ошибка harvnb: нет цели: CITEREFPollnacet_al1997b (help ) сообщил об увеличении популяции сигинид после начала экстенсивного выращивания eucheuma морских водорослей в деревнях в Северном Сулавеси, Индонезия.

Культура морских водорослей также может использоваться для захвата, поглощения и, в конечном итоге, включения избыточных питательных веществ в живую ткань. «Биоэкстракция питательных веществ» является предпочтительным термином для биоремедиации с участием культивируемых растений и животных. Биоэкстракция питательных веществ (также называемая биологическим сбором) - это практика выращивания и сбора моллюсков и морских водорослей для удаления азота и других питательных веществ из природных водоемов. (См. Основную статью Загрязнение питательными веществами.)

Было уделено значительное внимание тому, как крупномасштабное выращивание морских водорослей в открытом океане может действовать как форма связывания углерода для смягчения последствий изменения климата. Ряд академических исследований продемонстрировал, что прибрежные леса из морских водорослей представляют собой источник голубого углерода, поскольку детрит из морских водорослей переносится волновыми течениями в среднюю и глубоководную части океана, тем самым улавливая углерод. Более того, ничто на земле не связывает углерод быстрее, чем macrocystis pyrifera (также известная как гигантская водоросль), которая может вырастать до 60 м в длину и со скоростью 50 см в день в идеальных условиях. Поэтому было высказано предположение, что крупномасштабное выращивание морских водорослей может оказать значительное влияние на изменение климата. Согласно одному исследованию, покрытие 9% мирового океана лесами ламинарии «могло бы производить достаточно биометана, чтобы восполнить все сегодняшние потребности в энергии из ископаемого топлива, при одновременном удалении 53 миллиардов тонн CO2 в год из атмосферы, восстанавливая доиндустриальные уровни»..

Сбор водорослей в Нордкапе (Канада)
Социально-экономические аспекты

Только в Японии годовой объем производства нори составляет 2 миллиарда долларов США. и является одной из самых ценных сельскохозяйственных культур в мире, производимых аквакультурой. Высокий спрос на производство морских водорослей открывает широкие возможности и работу для местного сообщества. Исследование, проведенное на Филиппинах, показало, что участки площадью около одного гектара могут иметь чистый доход от eucheuma сельского хозяйства, который в 5–6 раз превышает минимальную среднюю заработную плату сельскохозяйственного рабочего. В том же исследовании они также отметили увеличение экспорта морских водорослей с 675 метрических тонн (МТ) в 1967 году до 13 191 метрических тонн в 1980 году, который удвоился до 28 000 тонн к 1988 году.

Танзания

Морские водоросли. Сельское хозяйство имело широкие социально-экономические последствия в Танзании, стало очень важным источником ресурсов для женщин и третьим по величине источником иностранной валюты в стране. 90% фермеров - женщины, и большая их часть используется в индустрии ухода за кожей и косметикой..

Использование

Выращенные морские водоросли используются в ряде различных продуктов промышленного производства, непосредственно в качестве продуктов питания и в качестве исходного сырья для таких вещей, как биотопливо.

Химические вещества

Многие морские водоросли используются для производства производных химикатов, которые можно использовать для различных промышленных, фармацевтических или пищевых продуктов. Двумя основными производными продуктами являются каррагинан и агар. Однако существует широкий спектр биоактивных ингредиентов, которые можно использовать в различных отраслях промышленности, таких как фармацевтическая промышленность, промышленная пищевая промышленность и косметическая промышленность <308.>Каррагинан

Каррагинан или каррагинины (, от ирландского carraigín, «маленькая скала») представляют собой семейство линейных сульфатированных полисахаридов, которые экстрагируются из красных съедобных морских водорослей. Они широко используются в пищевой промышленности из-за их желирующих, загущающих и стабилизирующих свойств. Их основное применение - молочные и мясные продукты из-за их сильного связывания с пищевыми белками. Существует три основных разновидности каррагинана, которые различаются по степени сульфатирования. Каппа-каррагинан имеет одну сульфатную группу на дисахарид, йота-каррагинан - две, а лямбда-каррагинан - три.

Желатиновые экстракты морских водорослей Chondrus crispus (ирландский мох) использовались в качестве пищевых добавок примерно с пятнадцатого века. Каррагинан является вегетарианской и веганской альтернативой желатину в некоторых приложениях или может использоваться для замены желатина в кондитерских изделиях. Нет клинических доказательств того, что каррагинан является небезопасным пищевым ингредиентом, главным образом потому, что его судьба после переваривания недостаточно определена.

Агар

mhi peopleizuyoukan Кулинарное применение: Мизу Ёкан - популярный Японская красная фасоль желе из агара пластина кровяного агара A кровяной агар пластина, используемая для культивирования бактерий и диагностики инфекции огонори, самые распространенные красные водоросли, используемые для приготовления агара

Агар (или ), или агар-агар, представляет собой желеобразное вещество, получаемое из красных водорослей.

Агар представляет собой смесь двух компонентов: линейного полисахарида агарозы и гетерогенной смеси более мелких молекул, называемой агаропектином. Он образует поддерживающую структуру в клеточных стенках некоторых видов водорослей и выделяется при кипячении. Эти водоросли известны как агарофиты и относятся к типу Rhodophyta (красные водоросли).

Агар использовался в качестве ингредиента в десертах по всей Азии, а также в качестве твердого субстрата для содержания питательной среды для микробиологической работы. Агар может использоваться как слабительное, подавляющее аппетит средство, вегетарианский заменитель желатина, загуститель для супов, фруктовые консервы, мороженое и другие десерты в качестве осветлителя в пивоварении, а также для проклейки бумаги и тканей.

Желирующий агент в агаре представляет собой неразветвленный полисахарид, полученный из клеточных стенок некоторых видов красных водорослей, в первую очередь из тенгуса (Gelidiaceae ) и огонори (Gracilaria ). В коммерческих целях его получают в основном из огонори. С химической точки зрения агар - это полимер, состоящий из субъединиц сахара галактозы.

Пищевой

Блюдо с маринованными пряными водорослями

Съедобные водоросли или морские овощи, водоросли, которые можно есть и использовать при приготовлении пищи. Обычно они содержат большое количество волокна. Они могут принадлежать к одной из нескольких групп многоклеточных водорослей : красных водорослей, зеленых водорослей и коричневых водорослей.

Морские водоросли также собирают или культивируют для экстракции полисахаридов, таких как альгинат, агар и каррагинан, гелеобразные вещества, вместе известные как гидроколлоиды или фикоколлоиды. Гидроколлоиды приобрели коммерческое значение, особенно в производстве пищевых продуктов в качестве пищевых добавок. В пищевой промышленности используются желирующие, водоудерживающие, эмульгирующие и другие физические свойства этих гидроколлоидов.

Большинство съедобных водорослей - это морские водоросли, тогда как большинство пресноводных водорослей токсичны. Некоторые морские водоросли содержат кислоты, которые раздражают пищеварительный канал, а некоторые другие могут иметь слабительное и балансирующее электролиты действие. Большинство морских макроводорослей в нормальных количествах нетоксичны, но представители рода Lyngbya потенциально смертельны. Обычно отравление вызывается употреблением в пищу рыбы, которая питалась Lyngbya, или другой рыбой, которая питалась этим. Это называется отравлением сигуатурой. Обработка Lyngbya majuscula также может вызвать дерматит из морских водорослей. Некоторые виды Desmarestia очень кислые, с вакуолями серной кислоты, которые могут вызвать серьезные желудочно-кишечные проблемы.

Блюдо часто подается в западных китайских ресторанах, поскольку «Хрустящие водоросли» - это не морские водоросли, а высушенная и обжаренная капуста.

Топливо

Коническая колба с «зеленым» реактивным топливом, сделанным из водорослей

Топливо из водорослей, биотопливо из водорослей или водорослевое масло - альтернатива жидким ископаемым видам топлива, в которых водоросли используются в качестве источника богатых энергией масел. Кроме того, топливо из водорослей является альтернативой широко известным источникам биотоплива, таким как кукуруза и сахарный тростник. При изготовлении из морских водорослей (макроводорослей) он может быть известен как топливо из морских водорослей или масло из морских водорослей.

Несколько компаний и правительственных агентств финансируют усилия по сокращению капитальных и эксплуатационных затрат и обеспечению коммерческой рентабельности производства топлива из водорослей. Подобно ископаемому топливу, топливо из водорослей выделяет CO. 2 при сжигании, но в отличие от ископаемого топлива, топливо из водорослей и другое биотопливо выделяет только CO. 2, недавно удаленный из атмосферы в результате фотосинтеза по мере роста водорослей или растений. Энергетический кризис и мировой продовольственный кризис вызвали интерес к альгакультуре (выращивание водорослей) для производства биодизеля и другого биотоплива с использованием неподходящих земель для сельского хозяйства. Среди привлекательных характеристик водорослевого топлива можно выделить то, что его можно выращивать с минимальным воздействием на ресурсы пресной воды, можно производить с использованием солевого раствора и сточных вод, иметь высокую температуру вспышки, и биоразлагаемы и относительно безвредны для окружающей среды в случае разлива. Из-за высоких капитальных и эксплуатационных затрат водоросли стоят больше на единицу массы, чем другие биотопливные культуры второго поколения, но, как утверждается, они дают от 10 до 100 раз больше топлива на единицу площади. По оценке Министерства энергетики США, если бы топливо из водорослей заменило все нефтяное топливо в Соединенных Штатах, для этого потребовалось бы 15 000 квадратных миль (39 000 км), что составляет всего 0,42% от карты США, или около половина земельного участка штата Мэн. Это меньше ⁄ 7 площади кукурузы, собранной в США в 2000 году.

Глава Организации по биомассе водорослей заявил в 2010 году, что топливо из водорослей может достигать цены паритет с нефтью в 2018 году в случае предоставления добычи. Однако в 2013 году Exxon Mobil председатель и генеральный директор Рекс Тиллерсон сказал, что после принятия обязательства потратить до 600 миллионов долларов в течение 10 лет на развитие совместного предприятия с J. Synthetic Genomics Крейга Вентера в 2009 году компания Exxon отступила после четырех лет (и 100 миллионов долларов), когда поняла, что топливо из водорослей «вероятно дальше», чем на 25 лет от коммерческой жизнеспособности. В 2017 году Synthetic Genomics и ExxonMobil сообщили о прорыве в совместных исследованиях передовых видов биотоплива. Прорыв состоял в том, что им удалось удвоить содержание липидов (с 20% в естественной форме до 40-55%) в генетически модифицированном штамме Nannochloropsis gaditana. С другой стороны, Solazyme, Sapphire Energy и Algenol, среди прочих, начали коммерческую продажу водорослевого биотоплива в 2012, 2013 и 2015 годах соответственно. К 2017 году большая часть усилий была оставлена ​​или перенесена на другие приложения, осталось лишь несколько.

.

См. Также
Ссылки
Источники

Определение логотипа бесплатных культурных работ notext.svg Эта статья включает текст из бесплатного контента. Лицензировано в соответствии с CC BY-SA 3.0 IGO Лицензионное заявление / разрешение на Wikimedia Commons. Текст взят из Вкратце, Состояние мирового рыболовства и аквакультуры, 2018, ФАО, ФАО. Чтобы узнать, как добавить текст открытой лицензии в статьи Википедии, см. . Для получения информации о повторном использовании текста из Википедии см. условия использования.

Последняя правка сделана 2021-06-07 07:44:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте