Жасыл балдырларда қанықпаған май қышқылдар көлемі жоғарылау
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Жұмақанова Лаура Бауыржанқызы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Көк жасыл балдырлардан алынған фракциялардың биологиялық белсенділігін анықтау
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Алматы, 2019ж.
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы: 30-беттен, 31-әдебиеттен, 4-суреттен тұрады. Бітіру жұмысы Физиология институтының Лактация физиологиясының зертханасында және ҚазҰУ-дың биология факультетінің биотехнология, биохимия және өсімдіктер физиологиясы кафедрасында өткізілді.
Өзектілігі: Соңғы кездегі зерттеулердің нәтижесінде көп таралған аурулардың көбі адам ағзасындағы антиоксиданттардың тапшылығына байланысты . Иммунитетті қоздырып антиоксидант ретінде қызмет ететін заттарды іздеу өте маңызды мәселе.
Негізгі сөздер: көк жасыл балдырлар, антиоксидант, иммунитет, қоршаған ортаның ластануы, кадмий, эритроцит, мембрана
Алдына қойылған мақсаты: Nostoc linckia+Anabaena flos-aquae көк-жасыл балдырларының аралас өсіруінен алынған фикоцининнің клетка мембранасының төзімділігін арттыру үшін әсерін анықтау.
Зерттеу барысында: Жүргізілген зерттеу тәжірибелерімде алдымен көк-жасыл балдырлардың аралас културасынан гелфильтрация әдісімен клеткалардан фикоцианинді бөліп алып, қанның клеткаларын фикоцианин+кадмий жүйесімен бірге өңдеп олардың төзімділігін анықтадық.
Қолданылған әдістер: Сефадекс G-75 колонкаларындағы гельфильтрациясы, эритроциттерді бөліп алу әдісі, эритроциттердің осмос төзімділігін анықтау әдісі, эритроциттердің асқын-тотықтық гемолизін анықтау әдісі.
МАЗМҰНЫ
бет
Қысқартылған терминдер ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .
4
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5
1Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7
1.1.Балдырларға жалпы сипаттама ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
1.2. Балдырларда жинақталатын пайдалы заттар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ...
9
1.3. Фикобилиндер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
16
2.Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
20
2.1.Зерттеу материалдары мен әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
20
2.2. Нәтижелер және талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
22
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
27
Пайдаланылган әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... .
28
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН ТЕРМИНДЕР
АМИ- ауыр металлдардың иондары
АО- антиоксидант
ФЦ- фикоцианин
ЛАТ-липидтердің асқын тотығуы
КІРІСПЕ
Адам өмірінің тіршілік әрекетінде балдырлар кейінгі кезде аса маңызды орынға ие болып отыр. Балдырлардың, көбінесе микробалдырлардың, адам өміріндегі маңызы зор. Олар қосымша белоктің, майдың, көмірсулардың, витаминдердің, активті заттың, дәрі-дәрмектің көзі. Бұған қоса стероидтардың, пигменттердің, ферменттердің, гормонды табиғаты бар заттардың және тағы басқа физиологиялық активті қосылыстардың, кобальт, никель, молибден, алтын және тағы басқа бағалы элементтердің концентраторлары ретінде продуцент микробалдырлары бағаланады. Микробалдырлар биостимулятор ретінде, қоректік орталардағы тағамдық өнімдердің алмастырғыштары (ет, сүт, т.б.), сонымен қатар әр түрлі органикалық заттардың биосинтезін басқаруын жүзеге асыру деген сияқты жағдайларда биотехнологиялық өндірістерде қолданылады. Оның үстіне олардың мөлшерінің кішкентай болуымен бірге, тіршілік мерзімінің қысқалығы, тез өсуі, күй талғамайтын қасиеттері, оларды өсіруге аса көп жағдайды қажет етпейтіндігі бағаланады.
Осыған орай соңғы кезде фотосинтезді атқаратын балдырлардан экономикалық бағалы заттарды алуын зерттейтін биотехнологияның бір саласы - фотобиотехнология дамыған. Ол организмдегі жарықтың әсерінен өтетін процестерді қадағалап, оның негізінде өнімдерді алуға жауапты. Микробалдырлар өнімдерін фармацевтикалық, тағамдық, парфюмериялық өндірістерде қолданады. Балдырлардан жазылмайтын жараларды, қатерлі ісіктерді емдейтін, қан ауыстыратын препараттарды жасайды.
Соңғы кездегі зерттеулердің нәтижесінде көп таралған аурулардың көбі адам ағзасындағы антиоксиданттардың тапшылығына байланысты деген пікір туындады. Оттек ағза клеткаларына өте қажетті элемент болғанымен әртүрлі биохимиялық факторлардың әсерінен тұрақсызданып органикалық бөлшектердің екінші реттік тотығу процесстерін қоздырады. Нәтижесінде клеткалар зақымданады да әртүрлі зиянды процестерге ұшырайды: клеткалық мембраналарының қызметтік бұзылуына әкелетін липидтердің асқын тотығуына, ағзадағы синтезделетін физиологиялық активті заттардың бұзылуына әкеледі. Бос-радикалды тотығу процесстерінің активтенуі патология механизмдерінің ең бастысы деп санауға болады. Дәл осылар күрделі аурулардың негізіне жатады. Олардың ішінде тамырлардың зақымдануы, ісіктердің пайда болуы, диабет, қартаю процестерінің күшеюі жүреді. Антиоксиданттар дегеніміз ағзаны оттек бос радикалдарының артық мөлшерінен сақтайтын заттар.
Адам ағзасында өзіне тән радикалдарға қарсы бағытталған клеткалық қорғау механизмдері болғанымен олардың қызметтері көп жағдайларда жеткіліксіз болып шығады. Қазіргі кезде антиоксиданттардың бірталай түрлері белгілі және олардың көбі медицинада дәрі-дәрмек ретінде және биологиялық активті қоспа ретінде қолданылып жатыр. Оларға супероксиддисмутаза, витамин Е, аллопуринол, флавоноидтар, карнозин, 4-метилурацил, дибунол, тролокс, спирулина деген көк-жасыл балдырдың спирттік экстракттары, цирумин, т.б. жатады.
Өкінішке орай аталмыш препараттардың негізгі кемшілігі бос радикалды заттардың тек қана шектеулі спектрінен қорғау болып табылады. Сондықтан бос радикалды реакцияларды тежеудің амалдарының бірі ағзадағы эндогенді антиоксиданттарының синтезін активтендіріп нәтижесінде ағзаның иммундық қорғанышын күшейту. Иммунитетті қоздыратын заттарының қатарына фикоцианиндер жатады деген мағұлмат соңғы кездерде пайда болған. Бірақ олардың клеткаға әсері жөнінде хабарлар жеткіліксіз.
Бұл жұмыстың мақсаты - Nostoc linckia+Anabaena flos-aquae көк-жасыл балдырларының аралас өсіруінен алынған фикоцининнің клетка мембранасының төзімділігін арттыру үшін әсерін анықтау.
Осы мақсатқа жету үшін алға қойылған міндеттер:
- көк-жасыл балдырлардың жеке және арлас өсірулердегі фикоцианиннің жинақталу мөлшерін анықтап, оны бөліп алу
- фикоцианиннің қан клеткаларына әсерлі мөлшерін анықтау
- фикоцианиннің эритроцитті зақымдайтын факторларға (кадмийге) қарсы төзімділігіне әсерін анықтау
- эритроциттердің тұрақтылығына фикоциониннің әсері
1.ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1.Балдырларға жалпы сипаттама
Балдырлар - жер шарындағы ең көп тараған төменгі сатыдағы өсімдіктердің тобы. Басым көпшілігі біркелкі сулы ортада тіршілік етеді. Соған орай жоғары сатыдағы өсімдіктермен салыстырғанда анағұрлым қарапайым келеді,яғни бір клеткалы,клеткаланбаған,қауымды жане көп клеткалы түрлері бар. Морфологиялық жағынан олардың құрылысы жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ,тамырға жіктелмеген,олардын орнында тек талломдары ғана болады. Дегенмен, күрделі құрылысты балдырлардың денесі жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ пластикасы және тамыр сияқты ризоидтардан тұрады. Бұл тек сыртқы ұқсастық қана,өйткені,денесі негізінен біртекті клеткалардан құралған олардың мөлшері микронның мыңнан бір бөлігінен 60 метрге дейін жететін микроскопияның болуына байланысты өсімдіктің онотомиялық құрылысыда әр түрлі болады. Балдырлар өздерінің алуан түрлілігіне қарамастан басқа төменгі сатыдағы өсімдіктерден ерекшелігі-фотосинтез құбылысына қабілеттілігінде немесе ондағы хлорофилдің болуында, яғни автотрофты қоректенуінде болады1.
Жер шарындағы оттегіні қалыптастырушы өсімдіктердің бірі болған көк-жасыл балдырларды көп жағдайда уланобактериялар деп те атайды,яғни олар жоғарыда айтып өткеніміздей жарық энергиясын пайдалану арқылы,олар оксигенді фотосинтезді жүзеге асырады дедік,ондағы СО2 газы мен судан органикалық оттегі босап шығады. Цианобактериялар құрамында хлорофилл және суда ерігіш фикобилиндік пигменттер - көгілдір фикоцианиндер және қызыл-фикоэритриндер болады.Бұл ферменттер фикобилинсомаларда орналасады1.
Цианобактериялардың көбі-облигатты фототрофтылар, олар органикалық субстрат есебінен қараңғыда өмір сүре алмайды. Цианобактериялардың арасында азотфиксацияга бейім топтары бар 2.
Жалпы азотфиксацияда азот малекуласын пайдаланады,ол атмосферада өте көп мөлшерді алады. Ал, эукариоттар керісінше азотфиксацияға қабілетсіз активтілігінен кейін азотты органикалық молекулалар түзіледі. Басқа цианобактерияларда азотфиксация маманданған клеткаларда - гетероцисталарда өтеді. Гетероцисталар бөліктің қосымша қабатын түзеді,онда оттегіні түзүші фотосинтез процесі өтпейді, бірақ азотфиксация активті өтеді. Байланысқан азоттың түзетін қосылыстары көрші вегетативті клеткаларға микоплазмодесмалар арқылы беріледі, ол олардан органикалық субстарт түзеді. Азот фиксациясына өте қажет Гетероцистолардың жалғыз қасиеті - осы азот фиксациялауға ие болуына байланысты3.
Көк жасыл балдырлардың молекулалық азотфиксация процесіне әртүрлі физикалық факторлар әсер етеді: температура, орта реакциясы және жарық 1.
Азотфиксация үшін оптимальды температурасы мекен ететін жердің температурасымен байланысты, яғни салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін (40°С- ге дейін) - термофильділерде және шеткі (25-35°С-ге дейін)-мезофилділерде болады. Температурасын тым жоғарылату немесе тым төмендету балдырлардың азотфиксациясына кері әсер етеді. Сутек иондары концентрациясының да шекарасы кең, мысалы, Nostoc үшін оптимум сілтілі зонада рН =6,0-9,0 3.
Оттегіге байланысты айтсақ, ол азотфиксацияға қажет элемент және де стимулдейтінінен бүрын тежейді, ол Апаbaenа cylindriса мысалында, одан препарат жасалынып көрсетілді. Керісінше, анаэробты жағдайда активтілігі жоғарылайды 4.
Ғылыми зерттеулерді өткізгенде балдырлар метаболиттерінің арасында түрлі пайдалы заттар анықталынды. Практика жүзінде балдырларды әр түрлі мақсаттарға қолдану қазіргі кезде орнын табуда. Мысалы, табиғи органикалық қосылысының биосинтез бағытында соның ішінде энергияны пайдалану үшін балдырларды қолданады. Балдырларды кейбір тәжірибелерде пайдалану коэффицентінің төмен болуы және азот, фосфор элементтерінің қоректік ортаға күштірек себілуі, ал өсімдік шаруашылығында негізінен қолдану су қоймаларды және табиғи жолмен өсетін балдырларға биогенді заттарды қолдана отырып, сонымен қатар оларды суды тазартуға қабілеттілігі туады. Балдырлар суда еріген лас компоненттерді, яғни нитраттарды,фосфорларды, инсектицидтерді, гербицидтерді беткі- белсенді заттарды, радодуклеотиидтерді жэне инсектицидтерді,гербицидтерді және тағы басқа да химиялық қосылыстарды тазартуға қабілетті, яғни, бүл заттарды химиялық - физикалық әдістермен тазартуға мүмкін еместігін, бір жағынан рентабильді еместігін көрсетеді 5.
Микробалдырларды микробиологиялық өндірісте қолданады.
Микробалдырлар фармацевтикалық, тағамдық, парфюмериялық өндірістерде майлар, бояғыштар, физиологиялық активті қосылыстармен басқа заттарды шығаруда үлкен роль атқарады. Балдырлардан жазылмайтын жараларды, қатерлі ісіктерді емдейтін, қан ауыстыратын препараттарды жасайды6.
Балдырлар витаминдерге (тиамин, рибофлавин, фолий, никотин, аскорбин қышқылы), микроэлементтерге, адамның қалыпты тағамдануына қажетті барлық амин қышқылдарымен, ақуыздарға бай. Микроскопиялық теңіз және тұщы суларда өсетін балдырлар азықтық және жемдік өнімдері ретінде 13-ші ғасырдан бері қолданылады. Мал шаруашылығында ақуыз, витамин және физиологиялық активті заттардың көзі ретінде балдырлардың қолданылуы, малдың әр түрлі ауруларға төзімділігін арттырып, олардың тағамдық өнім ретінде көлемін және сапасын жоғарылатады. Микробалдырлардың балық шаруашылығында балықтар мен басқа гидробионттардың рационына ақуыз, витаминдердің қоспасы ретінде . маңызы зор 7.
Улкен бір айта кететін жайт, балдырларды иммобилизденген ферменттердің көзі ретінде, амин қышқылдарын алу үшін ет-сүт өндірсінде қолданады 6.
Халық медицинасында көк жасыл балдырлардың емдік қасиеті ертеден бері белгілі болған, зақымданған, уақыты өткен жарақаттарды және басқа ауру түрлерін балдырлармен емдеудің тәсілдері көп. Евпатория қаласына жақын жердегі Мойнан өзенінің өзгеше қасиетін балдырлардың қайнар көзі ретінде қарастыруға болады. Сондай-ақ, Сивашқа таяу жерлерде және шағын тұщы бұлағы бар мекендерде жергілікті тұрғындардың халықтық медицинасында балдырлардың маңыздылығы әлі күнге дейін сақталып келеді. Башкирия, Сібір және Камчатка жарты аралдарында бұндай белгілерді байқауға болады. Натуралистер, әсіресе аңшылар жабайы аңдарды бұндай аймақтарда көбірек кездестіргенін айтады, мәселен, аюларды. Бірақ, ғылыми медицина бұндай су қоймаларының емдік қасиеттерін рапаның (қою тұзды ерітінді) немесе минералды сулардың әсерінен түсінген 8.
Француз ғалымы Лефеврдің зерттеу жұмыстары ғалымдар арасында микроорганизмдердің дамуы мен емдік ерекшеліктеріне үлкен қызығушылық туғызды. Ол көк-жасыл балдырлардың, Рhоrmidium-ның, тірішілігін зерттеу арқылы өзгеше затгы анықтады. Автор жұмысының нәтижесінен күтпеген тұжырым жасауға тура келеді. Бұл заттар антибиотикалық жағынан қабілетсіз және бактериялардың өсуіне кедергі жасайтын болып шықты3.
Бірақ, шын мәнісінде бактериялардың өсуіне олардың әсер етуі бір-біріне ұқсамайтын, әр түрлі екені белгілі болды. Олардың әсері арқылы организм клеткаларының өсуі байқалады. Автор бұл тәжірибені лабораториялық жағдайда ғана зерттеп қойған жоқ. клиникада жазылмайтын жара немесе тыртық сияқты ауруларға зерттеу жасады 9.
Белгілі бір классикалық тәсілдер қолданылса да бұндай аурулардың шектелмейтіні анық. Ол жарақаттанған тоғыз ауруды балдырлармен емдеді. Емдеп қана қоймай, кейбір жағдайларда бұл жараларға клеткалардың жаңадан тіршілік ету процесін тоқтату үшін азотқышқылдық күміспен өндеуді туғызды. Париж госпиталінде жеті ауруға жүргізілген емдеу тәжірибесі сәтті аяқталды. Терең жаралары бар (фистулалары), көп уақыт бойы кобальттерапия арқылы сәтсіз емделген 40 ауруға балдырлардың әсері оң болды. Бұндай зерттеу тәжірибесі жазылмайтын инфекциялы аурулары бар жануарларға да жасалды (мысық, ит). Аталған жаралар асқынған, өлім қауіпі бар болса да жүргізілген тәжірибелер нәтижелі болды. Бұл балдырлардың химиялық табиғаты әлі толық белгілі емес. Бірақ, болашақта альготерапияда адаммен жануарды емдеуде балдырлардың маңызы өте зор екендігін көрсетеді 10.
1.2. Балдырларда жинақталатын пайдалы заттар
Балдырлардың пластидтерінде болатын пигменттерді үш топқа бөлуге болады: хлорофиллдер, каротиноидтар және фикобилиндер 10.
Балдырлар клеткаларының хлоропластарында белгілі бір түс беретін көптеген пигменттер жиынтығы болады. Пластидтерде болатын пигмент түстерінің ұқсастығы оның химиялық құрамының бірдей екендігін дәлелдейді. Пластидтердің түсі көпшілік жағдайда пигменттердің мөлшеріне байланысты, жасыл хлоропластың да әр уқытта хлорофилмен бүркелген каротиннің қызыл-сары (С40Н56), ксантофилдің сары (С40Н56О2), пигменттері болады 11.
Хлорофилдер мен каротиноидтар барлық фототрофты өсімдіктерде кездеседі. Қазіргі таңда хлорофилдің 10 - нан астам, каротиноидтардың 30 - ға жуық формалары белгілі. Хлорофилдің негізгі қызметі жарық қуатын бойына сіңіріп, химиялық реакцияның жүзеге асуына ыңғайлап, молекулаларға беріп отырады. Жарық хлорофил молекуласына түсіп, оны қоздырады. Ядроны айналып жүрген электрондар жарық қуатын бойына сіңіріп, ядродан алыс орбитаға ауысады да, тотығады. Содан соң басқа заттың электроны арқылы алғашқы орбитаға қайта оралып, бұрынғы қалпына келеді және бойына сіңірген қуатын беріп кетеді. Хлорофилдің энергияны бойына сіңіру құпиясы осыған байланысты. Сөйтіп, бұнда тотығу және тотықсыздану процесі жүреді. Балдыр хлорофилі 3%-дан 7 %-ға дейін күн сәулесінің энергиясын бойына сіңіреді екен, ал жер бетіндегі жоғары сатыдағы өсімдіктердің хлорофилі тек 1%-дай ғана күн энергиясын бойына сіңіреді12.
Көк - жасыл балдырлар жер бетінде тіршілік ететін жоғары сатыдағы өсімдіктерге қарағанда анағұрлым тез өсіп, аз уақыттың ішінде көп мөлшерде биомасса береді. Мәселен, Sріrulinа көк - жасыл балдырын өсіру арқылы оның әрбір гектарынан 128 тонна белокты зат алуға болады. Оның құрамында 60 - 68 % - ға дейін протеин және А, В, С витаминдері болады 13. Сондықтан дәрі - дәрмек жасауда аса маңызды ламинария (теңіз капустасында) 70 % - ға дейін көмірсулар, А, С, Д, Е, К витаминдер, 15 % белок, 0,9 % май болады. Балдырлардың құрамында көп мөлшерде В1, В2, В3, В12 витаминдері болады, В1 витамині жүрек қантамыры мен жүйке жүйесіне және зат алмасу процесінің дұрыс жүруіне қажет. В6 витамині қан ауруына және артеросклерозда қолданылады. В12 витамині жер бетіндегі өсімдіктерде кездеспейді, ол тек балдырда ғана жеткілікті мөлшерде кездеседі. Ол қан айналу процесіне және қатерлі ісіктер ауруларын болдырмауына қажет 11.
Көбінесе балдырлардан алынатын затардың маңызы зор болып келеді. Әсіресе, стеролдардың, витаминдердің, пигментердің, ферменттердің және басқа да физиологиялық активті қосылыстардың бағалы элементтерінің концентраторлары ретінде продуцент балдырлары бағаланады. Биостимуляторлар ретінде, қоректік орталардағы тағамдық өнімдердің алмастырғыштары (ет, сүт, т.б.) болып табылады 13.
Сонымен, балдырларда жинақталатын экзометаболиттер жөнінде нақтылай қарастырсақ, құрамында азоты бар заттар болады 14.
Құрамында азоты бар заттар. Ақуыз - барлық балдырлар түрлерінің клеткаларының маңызды құрылым бөлігі болып табылады. Днепр су қоймаларындағы судың гүлденуін туғызатын балдырларда ақуыз көлемінің құрғақ массасына санағанда 23%-дан 87%-ға дейін болды. Соның ішінде жасыл балдырда 4-тен 60%-ға дейін, диатомдыларда 47%-ға дейін, ал теңіз балдырдың түрлерінде тұщы судың балдырларына қарағанда 2,5 есе жоғары. Ақуыздың құрамдық бөлігі бұл организмнің физиологиялық және тіршілік ету жағдайына тәуелді екенін көрсетеді 13,14. Негізінен ақуыз қоректік ортада азот жетіспегенде және ескі орталарда мөлшері төмендейді. Ғалымдардың болжауынша орталардың ескіргеннен кейін ақуыздың мөлшерінің төмендеуі тіршілік ету процестерінің лезде тоқтауына және ақуыздың түзілу мен ыдырау арасындағы қатынастарының ыдырау жаққа жылжытатын гидролитикалық процестерге байланысты. Зерттеулер нәтижесінде байқалды: анаэробты жағдайда ақуыздың ыдырауы аэробтыға қарағанда жылдамдығы төмен. Егер анаэробты жағдайда 76 тәулік ішінде хлорелла ақуызының дәрежесі 47% болса, аэробты жағдайда ол бүл дәрежеге (49%) 20 тәулікте жетті 12.
Балдырлардың қай түрге жататынына тәуелсіз аминқышқылдар құрамы негізінен ұқсас. Микроцистис ақуызының құрамындағы байланысқан аминқышқылдар арасында үлкен көлемде гистидин, аспарагин және глутамин қышқылы, α-аланин, валин, фенилаланин, лейцин. Дақылды ортаның ескіру деңгейіне қарай байланысқан аминқышқылдардың сандық қатынасы өзгеріп тұрады. Сонда цистин, лизин, аспарагин және глутамин қышқылы, серин концентрациясы жоғары. Ал басқа амин қышқылының құрамы керісінше төмендейді. Анабена ақуыз құрамында үлкен көлемде гистидин, аспарагин қышқылы, глицин, α-аланин, лейцин болады. Дақылды ортаның ескіру деңгейіне байланысты гистидин, аспарагин қышқылы, α-аланин, тирозин, ауыстырылмайтын амин қышқылдар көлемі төмендейді. Егер теңіз балдырларында глутамин және аспарагин қышқылының көлемі, ал түщы су балдырларда аланин және аргинин қышқыл көлемі жоғарылау 15. Балдырлар клеткасының қоршаған ортаға ақуызды экскрециялауды қарастырған кезде улы пептидтерді айтып кетпеуге болмайды. Мысалы: көкжасыл балдырдың бөліп шығаратын циклопептид суды уландырады. Бұл улы зат суда және спиртте ериді, молекулярлы массассы төмен, соған қосса қиын гидролизденеді. Альготоксиндердің табиғаты қазіргі күнге аз зерттелген, сонда да ғалымдардың көбісі бұл заттың негізінде табиғаты пептидті зат деп атайды. Бірақ та балдырлар токсиндері ретінде басқа кластарға жататын химиялық қосылыстар да болуы мүмкін. Балдырларда альготоксиндердің жиналу қарқындылығы дамудың қай кезеңінде жүретіндігіне ғалымдарда бірегей көзқарас жоқ 8. Кейбір ғалымдардың ойынша көбею кезінде сыртқа шығатын токсикалық метаболиттердің көлемі максимальды болады. Мысалы судың гүлденуін туғызатын Місrоcystis aeruginosa көбею кезінде улылығы жоғарылайды. Басқа ғалымдардың ойынша көк жасыл балдырлар даму кезінде ғана емес, ескіру және өлу кезінде де улы болып келеді. Үшінші топ ғалымдардың ойынша балдырлардың улылығы өлу мен ыдырау кезінде жоғары. Осыған байланысты кейбір ғалымдар тірі балдырда улылық қасиет жоқ, ал клеткаға қолайсыз жағдайлар әсер еткенде мысалы: мұздату және еріту, ультрадыбыспен әсер ету, қыздыру және кептіру кезінде балдырлар улылық қасиетін көрсетеді деп белгілейді 4,5. Сол уақытта Ю.А.Кирпенко және басқалары өз жұмыстарында балдырлардың улылығы төмендейді немесе 37°С қыздырғанда немесе автоклавтау, ионалмасу смоладан өткізгеннен кейін толығымен жойылады. Бүл зерттеулер нәтижесінде бір жағдайларда токсикалық жоғары деңгейге дейін жетеді, ал басқаларда әлсіз байқалады, үшіншілерде мүлдем болмайтындығы байқалды. Ал табиғи жагдайларда тұщы және тұзды сулардың араласуында балдырлардың клеткалары арқылы токсикалық агенттері айрықша қарқынды бөлінуі жүреді. А.Д.Семеновтың айтуынша суда ақуыз тәріздес заттардың көлемінің көбеюі фитопланктонның қарқынды дамуы және келесі ретті өліу кезінде байқалады. Оның максимальды деңгейі балдырлардың жоғары биомасса қабатында байқалды. Осы уақытта ақуыз тәріздес заттардың көлемі бос амин қышқылдар көлемінен жоғары 7,9.
Майда еритін және балдырлардың басқа биологиялық активті қосылыстары. Бүл қосылыстар гидрофобты, яғни суда ерімей тек органикалық қосыластарда: эфир, бензин, бензол, хлороформда еритін қосылыстар тобы. Бүндай еріткіштер мен қосылыстардың ерекшелігі гидрофобты радикалдар мен топтардың жоғары концентрациясының болуымен сипатталады. Бүған тірі ағзадағы заттарға қарағанда химиялық құрамы, құрылымы және атқаратын қызметіне қарай ерекшелінетін заттар жатады. Кейде оларды шикі майлардеп атайды. Липид және липид тәріздес заттарға май, фосфатид, эфирлі майлар, стероидтар, балауыз, майда еритін пигменттер мен витминдер жатады. Балдырлар клеткаларында жалпылама липидтердің құрамы әртүрлі: құрғақ массасына санағанда көк жасыл балдырда 2-18%, сары жасыл балдырларда 5-10%, кейбір жасыл балдырда 37,3%, диатомдыларда 35%. Балдырлар клеткасындағы липид қүрамы ақуыз бен көмірсуға қарағанда аз болғанымен мұны дақылдаудың шарттарын өзгертуге болады. Мысалы: қоректік ортада 0,001 М азот болғанда және 2 ай ішінде жарық түсіру кезінде хлорелла клеткаларында липидтін құрамы 80% дейін көтерілді. 4 апталық Ankistrodesmus braunii балдырында қүрғак массаға санағанда липид мөлшері 18,6%, ал 7 апталықта 33,7%. алдырлардың дақылды орталарында белгілі көлемде липид міндетті түрде болатыны тәжірибелер нәтижесінде көрсетілді 16.
Май, май қышқылы. Химиялық қүрылымы жағынан май үш атомды спирт глицерин және жоғары молекулалы май қышқылының эфирлерінен тұрады. Майдың құрамына кіретін барлық май қышқылдар 2 топқа бөлінеді: 1-ші топқа қаныққан май қышқылдар - қос байланыстары жоқ май қышқылдар. 2-ші топқа қанықпаған май қышқылдар - қос байланыстары бар 10.
Балдырлар майларына көбінесе қанықпаған май қышқылдары тән. Nostoс linскіа 384 штамм, Sphaeronoctoc coeruleum 501 штамм, Anabaena variabilis балдырларында барлық май қышқылдарға шаққанда линол және линолен май қышқылдар көлемі 20-28%. Сол уақытта Anabaena variabilis 550 және 359 штамм, Cylindrospermum sp. 520 штамм және тағы басқада көрсетілген компоненттер құрамы 11-19%. Кейбір балдырларда қанықпаған май қышқылдар құрамы жалпы мөлшердің 60% алады. Эвгленді балдырларда май қышқылдары негізінен қанықпаған, пента- соған қоса гексаенді қышқылдар көлемі айқын көрінеді. Циклді және тармақталған тізбекті қышқылдар табылмаған. Жасыл балдырларда қанықпаған май қышқылдар көлемі жоғарылау. Хлорелланың синхронды дақылында май қышқылының 80% қанықпаған, бірақ та пальмитин қышқылының көлемі жоғарылау. Клетка бөлінуі кезінде май қышқылдардың жалпы көлемі азайады, бірақ барлық стадияларында олеин қышқылы табылды. Сол уақытта да азот жетіспегенде хлорелла клеткалары май қышқылдардың синтезін, негізінен олеиң қышқылының синтезі жоғарылайды. Ортақ майлардың және олардың бөлек компоненттерінің болуы тек балдырлардың түрлік ерекшеліктеріне байланысты ғана емес, сонымен қатар абиотикалық факторларға: қоректік ортаның құрамына, температура, жарықгану жиілігіне байланысты. Айрықша өзгерістер көктем, жаз және күз уақытында байқалды 17. Қазіргі уақытта эксперимент жүзінде дамып келе жатқан фитопланктоны бар су қоймаларда міндетті түрде биогенді табиғаты бар майлар болатындығы дәлелденді. А.Д.Семенов және оның қызметкерлері түщы суларда фитопланктонның дамуымен байланысты күрделі эфирлердің динамикасын зерттеді. Сонда күрделі эфир концентрациясының динамикасы маңызды периодты тербелулермен жүретіндігі дәлелденді. Оның минимальды көрсеткіші 20-25 мкг-эквл, ерекше жагдайларда максимальды 100 мкг-эквл. Күрделі эфирлер концентрациясының периодты жогарылауы фитопланктонның қаптап дамуы кезінде (шілде, тамыз) байқалды. Сонда ол плаанктонның дамуының кешкі периодына сай келеді. Авторлардың айтуынша фитопланктонның қаптап дамуы кезінде суға күрделі эфирлердің микрофит клеткаларының интенсивті лизисі мен автолизі нәтижесінде жүзеге асады. Соған қоса күрделі эфирлердің концентрациясының жоғарылауы фитопланктон биомассасының динамикасы мен ондағы түрдің құрамына байланысты 13,17.
Күрделі эфирлер мөлшерінің үш вегетациялық период ішінде көбеюі жасыл және көк жасыл балдырлардың интенсивті дамуы және одан кейінгі өлу кезінде байқалды. Сол уақытта балдырлар биомассасына шаққанда күрделі эфирлердің қатынасы ең жоғары мөлшері жасыл (3-58%) және ең төмеңгі мөлшері (0-9%) диатомды, талшықты және көк жасыл балдырларда болды. Мұндай айырмашылықты зерттеушілер жасыл балдырлардың липидтері, соған қоса эфирлерді жинақтауға қабілеттілігінен деп түсіндірді. М.М.Телитченко әртүрлі су қоймаларды зерттей отырып, қанықпаған май қышқылдардың алуан түрлері гүлденген су қоймаларда, жер асты су мен өзендер болады деп айтты. Липид көлемінің айрықша алуан түрлілігі тамыз айында байқалды 11. Бұл уақытта триглицерид, май қышқылы және оның эфирі, стерин және витамин кездеседі. Октябрьде май қышқылдардың эфирі, қарапайым қышқылдардың триглицеридтері және стериндер кездеседі. Гүлдену тежеле бастағанда суда қаныққан май қышқылдар мөлшері төмендейді. Тек жер асты суларында қанықпаған май қышқылдардың мөлшері мен алуан түрлілігі бірқалыпты больп өзгермейді. Хромотографиялық талдау нәтижесінде гүлденген су құймаларда капринді, лауринді, миристинді, пентадеканды, пальмитинді, стеаринді, олеинді, линоленді, архинді, эрук қышқылдардың бар екендігі анықталды. Өзендерде бұл қосылыстармен қатар каприл, ундекан және тридикан қышқылдары табылды 18.
Көмірсу. Энергия көзі ретінде болатын табиғатта кең кездесетін қосылыс. Химиялық өзгерістерге қиын ұшырайды. Себебі онда көміртек пен сутек арасындагы байланыс өте күшті. Бірақта сұйық немесе газ түрінде көмірсу оттегінің және биологиялық реагент әсеріне түсе алмағанымен табиғатта оның топтасып жиналуы байқалмады. Судың қатты ағысы кезінде балдырлардың шырышты қабаты, ал сонымен көмірсулар жуылып кетеді. Тірі ағзалардың және балдырлардағы көмірсудың физиологиялық рөлі аз зерттелген. Құрамына көмірсулар кіретін балауыз клеткалары суланудан, кебуден және микроорганизмдерден қорғайды (кейбір көмірсулар антисептикалық қасиетке ие) деген болжам бар. Балауыздардың күрамды бөліктері - жоғары молекулалы алифатты спирттер, кетондар және көмірсулар - белгілі май қышқылдардан түзіледі деген болжамды мойындасақ, онда көмірсулар балдырлар метаболизімінде маңызды рөл атқарады деп айтуға болады. Балдырлардан гетероолеинді эфир фракциясы көмегімен көмірсутекті комплексті экстракциялағанда көк жасыл балдырлар биомассасынан ашық жасыл түсті қоймалжын майлы сұйықтық алынды 19.
Оның көлемі интенсивті дамуы кезінде күрғақ массасына шаққанда 11,5% болды. Бұл комплекс құрамында көмірсу, органикалық қышқыл, альдегид, кетон, эфир, спирт, фенол болады. Әрине ең көбісі көмірсу. Жасыл балдырда додеканнан октанға дейінгі көмірсулар идентификацияланды. Ал көк жасыл балдырда көмірсулар қарапайым алкандар түрінде, хлорококкаларда тармақталған түрде көмірсулардың сапалық және көлемдік құрамы балдырларда температураға, сусыздануға және жасына байланысты. Мысалы: балдырлар биомассасында парафиндер дақылдың жасына байланысты. Логарифм фазасының басында алкандар көп мөлшерде болады, ал дақыл ескіргенде жоғары молекулалы көмірсулар концентрациясы жоғарылайды. Дақылдың экспоненциальды фазасының басында ұшқыш төмен молекулалы метаболиттер көп мөлшерде түзіледі 15.
Әртүрлі балдырларда көмірсулар комплексінің кұрамы әр түрлі, бірақ та ортақ қасиеттері бар: барлық балдырларда көбінесе жоғары көлемде гексадекан, гептадекан, октадекан, гептан және октан кездеседі. Соған қоса кейбір экстракттарда салыстырмалы жоғары концентрацияда өте жоғары молекулалы көмірсулар - нонадекан, пентокозан, метилтрикозан болды. Клетка массасында кездесетін көмірсулар дақылды ортада көп кездеседі. Scenedesmus acuminatus балдырында 52 көмірсу түрі кездеседі. Соның кейбір түрі, әсіресе жоғары молекулалар клеткаға қарағанда дақылды ортада көп кездеседі. Мысалы, клетка сыртылық гексадекан 4,2%, октадекан 4,32%, эйкозан 3,64%, трикозан 5,06%, тетракjзан 5,68%, нонакjзан 14,41%, ал клетка ішілік гексадекан 3,75%, октадекан 3,17%, эйкозан 2,27%, трикозан 4,33%, тетракjзан 0,96%, нонакjзан 1,23% болды 19.
Карбонилді қосылыстар. Зерттелген балдырлардың табиғи популяцияларында альдегид және кетондар табылды. Олар жалпы экстракттың 30% алды. Ол ащы миндальдың иісі бар, ашық сары түсті майлы сүйықтық. Үзақ уақыт сақтаған сайын түсі сарғая түседі. Газ сүйықтық хроматография және масс-спектрометрия арқылы талдағанда оның құрамында пентанон, октанон, метилгептанон, геранилацетон, циклоцитраль, гептанол, фурфурол, диацетонды спирт, бензаальдегид табылды. Оның көбісі клетка сыртында бөліну өнімдерінде, табиғи су қоймаларда және дақылды ортада идентификацияланған. Кейбір карбонильді қосылыстар клетка массасына қарағанда, дақылды ортада көбірек кездесті. Бүл олардың кейбір клеткалық қүрылымдар: каротин, хлорофилл, стероид жэне тағы басқаның айналып, өзгеру өнімі екендігінің дәлелі. Егер ол шынымен де солай болса, онда балдырда терпендердің болуы тотығу процестеріне әсер ететін экологиялық және биологиялық факторлардың қатарына тәуелді 14,15. Бұл процесстер клетка ішілікке қарағанда клетка сыртылық өзгерістерге тән. В-циклоцитраль сияқты циклді қосылыстардың түзілуі әртүрлі алифатты альдегидтер және кетондардың конденсация жолымен жүруі мумкін. Осы жолмен ионон цитраль және ацетоннан түзіледі. Бүл реакция сілтілі
агенттердің қатысында жүреді. Мүның нэтижесінде бірінші этаптарда псевдоионон түзіледі. Кейін қышқыл агенттердің әсерімен ол изомерленеді. Иононның жоғары концентрациясы балдыр клетка массасының ыдырау кезінде байқалады. Бүл процестің бөлек периодтарында су иононға тән иіске ие болды. Яғни бүл қосылыстар суға балдырдан В-каротині ыдырағанда түседі дегеннің жанама дәлелі. Геранилацетон жоғары биологиялық активтілікке ие болғандықтан, белгілі түрде қызықтырады. Бүл қосылыс Cyanidium caldarium дақылды ортасында табылды. Ол терпендердің тотығуының аралық өнімі болуы мүмкін. Балдырларда карбонильді заттар тобы аз зерртелді. Балдырлардың суға бөлетін альдегидтер белгілі органикалық қышқылға дейін ыдырайтындығы белгілі. Ал олардың сапалық және сандық құрамы сыртқы орта факторларының комплексіне тәуелді: судың оттекке қанығу және химиялық режимі, оның температурасы, балдырдың және бактерияның физологиялық қалпы 18.
Балдырларда жинақталатын пайдалы заттарға, мысал ретінде Spirulina platensis алып қарастырайық. Спирулина басқа микроорганизімдердің өсуін ұстап тұратын сілтілі сулы көлдерде өседі. Ол су беті тығыз болып жарық өткізбейтіндей жағдайға жеткенге дейін өте тез өсе береді. Сосын егін жайды жинап алып, кептіреді, кептіргенде судан басқа еш қандай қалдық шығарылмайды 19.
Қазіргі уақытта спирулинаны әлемнің 60-тан астам елі өндіріп, тұтынады. 1992 жылы оның жылдық өндірісі Мексикада 330 т құрғақ салмағына есептегенде, АҚШ 180 т, Тайланд 100 т, Тайвань 330 т, Индия 10 т құрайды. Оны климаттық және экологиялық жағдайына қарай өсіреді. Ашық су қоймаларда, көбінесе жасанды ортада өсіреді. Қысқы жылы кешендерде өсіру өте тиімді. Жылы кешендер болмаса, орнатылған фотореакторларды қолданады 20.
Әлемнің көптеген лабораторияларында оның химиялық құрамы мен биологиялық әсерін жете зерттеді [16]. Фикоцианин мөлшері 0.80-1% . Спиpyлинa улы емес, спирулинадағы белок мөлшері басқа қоректік заттарға қарағанда әлде қайда (60-70%) жоғары. Жұмыртқа белогында 47%, сиыр етінде 18-21%, соя ұнтағында 37%, спирулина белогында барлық қалыпты өмір сүруге қажет амин қышқылдары болады 17.
Спирулинада 10-20% -ға дейін қант болады, оны минималды инсулин мөлшерімен игеруге болады. Спирулинада өте аз холестерин 32,5мг100 г биомассасында болады. Ал жұмыртқадағы сондай белоктың мөлшерімен салыстырғанда онда холестерол 300 мг. Сондықтан спирулинаны ылғи тұтыну организмдегі холестерин мөлшерін төмендетуге әкеледі. Онда 8%-ға дейін май болады 14.
Спирулина макро және микро элементтерге бай. Ол организімдегі алмасу процесінің қалыпты жүруі үшін қажет. Онда маңызды витаминдер бар: А, В1, В2, В3, В6, В12, РР, биотин, фолий қышқылы, инозитол, пантотенат, С және Е витаминдері 18,19.
Спирулинаның құрамында болатын белок, көмірсу, майлар, микро жэне макро элементтер, витаминдер фикоцианиндер, бета - каротин, гаммалинол қышқылы және басқа биологиялық компоненттері адам организміне күшті оң әсер етеді ,яғни организмнің қорғаныш күшін арттырады 20.
Көптеген биологиялық активті компоненттің болуы мен күрделі биологиялық құрамының арасында спирулина керемет адаптоген болып табылады. Қан ұю мүшелерінің қызметін қалыптастыруға, инфекционды аурулардың қоздырғышына қарсы антидененің синтездік, қанның фагоцитарлық реакциясын, бөлу жүйелері жұмысының қабілетін арттырады. Осының барлығы адамның жұмысқа қабілеттілігін және орғанизімнің жалпы жағдайын жақсартуда маңызы зор 16.
Басқа климаттан аймаққа келген адамдар үшін адаптоген болып табылады. Вирусты ауруларды төмендетеді. Анемия белгісінің алдын алады. Қан тамыр, жүрек жүйесінің функциональды белсенділігін қалыптастырады 8.
Спирулинаны Чернобыль аймағының барлық түрғындары, әсіресе балалар, қажет етеді. Спирулина сияқты құрамында өте маңызды компоненті бар препарат жоқ 20.
Спирулинаның пайдалы қасиеттері
Спирулина (Spirulina) тұқымының микробалдырлары ғасырлар бойы тағамға олардың қоректік қасиеттері мен денсаулыққа болжамды пайдасы арқасында қолданылады. Бүгінгі күні салауатты өмір салтын ұстанатын адамдар да спирулиннің балдырларын өз диетасына белсенді түрде қосып, оны суперөнім деп атай бастады.
Спирулина (Spirulina) текті микробалдырлар ғасырлар бойы тағамға өз атының арқасында осы бір клеткалы балдырлар микроскоппен қарауға болатын бүктелген спиральдың арқасында алынды. Микробалдырлардың үш түрін - Spirulina platensis,Spirulina maxima және Spirulina fusiformis зерттеуге ерекше көңіл бөлінген. Дәл осы түрлер жоғары тағамдық құндылықпен, сондай-ақ әлеуетті емдік қасиеттермен сипатталады.
Спирулиннің цианобактериялары көк-жасыл балдырлар деп аталады. Олар фотосинтез арқылы күн сәулесінен энергия шығаруға қабілетті. Алайда, бұл микроорганизмдердің танымалдығы NASA-ның оларды ғарышта өсіру ұсынысының арқасында пайда болды. Осылайша, спирулина бір таблетка мен ұнтақ түрінде: бір ас қасық балдыры спирулина (7 г) құрамында 20 ккал және 1,7 г көмірсулар, 1 г май, омега-6 және омега-3 майлы қышқылдары шамамен 1,5:1 қатынасында, сондай-ақ: ақуыз-4 г; В1 витамині - ұсынылған тәуліктік норманың 11% (РСН); В2 витамині - 15% РСН; В3 витамині - 4% РСН; мыс - 21% РСН; темір - 11% РСН. Сонымен қатар, спирулина ұнтағының көрсетілген мөлшері магний, калий және марганец, сондай-ақ ағзаға қажетті элементтердің аз мөлшері бар. Спирулиндегі ақуыз сапасы жақсы және жұмыртқа сапасымен бағаланады. Онда ағзаға қажетті амин қышқылдары бар.
Балдырлар спирулина пайдалы және емдік қасиеттерге ие. Кейбір ғалымдар спирулина пайдасын растайтын ғылыми деректердің жеткіліксіздігі туралы мәлімдейді. Алайда, кейбір зерттеулер көрсеткендей, спирулина: күшті антиоксидант жасушалардың ДНҚ тотығу зақымдануы ісік пен басқа да аурулардың триггерлері болып табылатын созылмалы қабынуды тудырады. Спирулиннің құрамында көптеген антиоксиданттар бар, бұл қабынуға қарсы тұрады, олардың негізгісі фикоцианин, син-жасыл түсті спирулинді бояйды. 2 типті қант диабетімен ауыратын 25 науқастың қатысуымен жүргізілген зерттеу күніне 2 г спирулиндер ЕМЖ мен триглицерид деңгейін төмендететінін, сондай-ақ ЕМЖ деңгейін жоғарылататынын көрсетті. ЛПНП-ны қышқылданудан қорғайды липидтердің асқын тотығуы жүрек-қан тамырлары ауруларының дамуына ықпал етеді, алайда, спирулиндегі антиоксиданттар осы процесті бәсеңдетуге қабілетті.
Кейбір деректер бойынша обырдың дамуын болдырмайды, әсіресе, ауыз қуысы обырына қатысты сіріңкеге қарсы қасиеттер туралы куәландырады. 1 жыл бойы күніне 1 г спирулиндер 87 адамның 45% ауыз қуысының зақымдануынан құтылуға мүмкіндік берді. Күніне 4,5 г спирулина қан қысымын төмендетеді қан қысымын төмендетуге мүмкіндік берді, бұл, ең алдымен, қан тамырларын босаңсыту және кеңейту үшін қажетті азот оксидінің ұлғайтылған өндірілуіне байланысты. Аллергиялық ринит кезінде көмектеседі 127 еріктілердің қатысуымен зерттеу күніне 2 г балдырлар спирулиннің аллергиялық ринит симптомдарын жеңілдетуге мүмкіндік береді: түшу, мұрын және қышу. Анемия кезінде анемияның әртүрлі түрлері бар, олардың ең көп таралған қан эритроциттеріндегі гемоглобин мөлшерінің төмендеуімен сипатталады. 40 адамның қатысуымен жүргізілген зерттеу көрсеткендей, спирулина қоспалары эритроциттердегі гемоглобин мөлшерін көбейтеді және иммундық қорғауды нығайтуға көмектеседі. Бұлшықеттердің төзімділігі мен күшін арттырады жиі бұлшықет шаршағандығының себебі жаттығу кезінде тотығу зақымдануы болып табылады, ол Спирулин балдырларында антиоксиданттарды азайтуға көмектеседі. Негізінен, спирулина балдырлары қауіпсіз деп саналады, алайда кейбір сақтық шаралары бар. Жоғарыда сипатталған өте жан-жақты нәтижелерге қарамастан, зерттеулер бірлі-жарым және спирулиннің әлеуетті пайдалы қасиеттерінің жеткілікті дәлелі бола алмайды. Негізінен, спирулина балдырлары қауіпсіз деп саналады, алайда кейбір сақтық шаралары бар. Осылайша, спирулинмен әуестенуді аутоиммундық аурулар (шашыраңқы склероз, Волчанка, ревматоидты артрит және т.б.) жағдайында ұсынбайды. Сондай-ақ, бұл балдырлар иммунодепрессанттардың, сондай-ақ қан түсіретін және стероидты емес қабынуға қарсы препараттардың әсерін әлсіретуі мүмкін. Сондай-ақ, спиролин балдырларын қабылдаудан бас тарту жүкті және бала емізетін әйелдерге осы адамдар тобы үшін қауіпсіздік туралы деректердің болмауына байланысты ұсынылады.
Балдырлар - жер шарындағы ең көп тараған төменгі сатыдағы өсімдіктердің тобы. Басым көпшілігі біркелкі сулы ортада тіршілік етеді. Соған орай жоғары сатыдағы өсімдіктермен салыстырғанда анағұрлым қарапайым келеді,яғни бір клеткалы,клеткаланбаған,қауымды жане көп клеткалы түрлері бар. Морфологиялық жағынан олардың құрылысы жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ,тамырға жіктелмеген,олардын орнында тек талломдары ғана болады. Дегенмен, күрделі құрылысты балдырлардың денесі жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ пластикасы және тамыр сияқты ризоидтардан тұрады. Бұл тек сыртқы ұқсастық қана,өйткені,денесі негізінен біртекті клеткалардан құралған олардың мөлшері микронның мыңнан бір бөлігінен 60 метрге дейін жететін микроскопияның болуына байланысты өсімдіктің онотомиялық құрылысыда әр түрлі болады. Балдырлар өздерінің алуан түрлілігіне қарамастан басқа төменгі сатыдағы өсімдіктерден ерекшелігі-фотосинтез құбылысына қабілеттілігінде немесе ондағы хлорофилдің болуында, яғни автотрофты қоректенуінде болады1.
Жер шарындағы оттегіні қалыптастырушы өсімдіктердің бірі болған көк-жасыл балдырларды көп жағдайда уланобактериялар деп те атайды,яғни олар жоғарыда айтып өткеніміздей жарық энергиясын пайдалану арқылы,олар оксигенді фотосинтезді жүзеге асырады дедік,ондағы СО2 газы мен судан органикалық оттегі босап шығады. Цианобактериялар құрамында хлорофилл және суда ерігіш фикобилиндік пигменттер - көгілдір фикоцианиндер және қызыл-фикоэритриндер болады.Бұл ферменттер фикобилинсомаларда орналасады1.
Цианобактериялардың көбі-облигатты фототрофтылар, олар органикалық субстрат есебінен қараңғыда өмір сүре алмайды. Цианобактериялардың арасында азотфиксацияга бейім топтары бар 2.
Жалпы азотфиксацияда азот малекуласын пайдаланады,ол атмосферада өте көп мөлшерді алады. Ал, эукариоттар керісінше азотфиксацияға қабілетсіз активтілігінен кейін азотты органикалық молекулалар түзіледі. Басқа цианобактерияларда азотфиксация маманданған клеткаларда - гетероцисталарда өтеді. Гетероцисталар бөліктің қосымша қабатын түзеді,онда оттегіні түзүші фотосинтез процесі өтпейді, бірақ азотфиксация активті өтеді. Байланысқан азоттың түзетін қосылыстары көрші вегетативті клеткаларға микоплазмодесмалар арқылы беріледі, ол олардан органикалық субстарт түзеді. Азот фиксациясына өте қажет Гетероцистолардың жалғыз қасиеті - осы азот фиксациялауға ие болуына байланысты3.
Көк жасыл балдырлардың молекулалық азотфиксация процесіне әртүрлі физикалық факторлар әсер етеді: температура, орта реакциясы және жарық 1.
Азотфиксация үшін оптимальды температурасы мекен ететін жердің температурасымен байланысты, яғни салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін (40°С- ге дейін) - термофильділерде және шеткі (25-35°С-ге дейін)-мезофилділерде болады. Температурасын тым жоғарылату немесе тым төмендету балдырлардың азотфиксациясына кері әсер етеді. Сутек иондары концентрациясының да шекарасы кең, мысалы, Nostoc үшін оптимум сілтілі зонада рН =6,0-9,0 3.
Оттегіге байланысты айтсақ, ол азотфиксацияға қажет элемент және де стимулдейтінінен бүрын тежейді, ол Апаbaenа cylindriса мысалында, одан препарат жасалынып көрсетілді. Керісінше, анаэробты жағдайда активтілігі жоғарылайды 4.
Ғылыми зерттеулерді өткізгенде балдырлар метаболиттерінің арасында түрлі пайдалы заттар анықталынды. Практика жүзінде балдырларды әр түрлі мақсаттарға қолдану қазіргі кезде орнын табуда. Мысалы, табиғи органикалық қосылысының биосинтез бағытында соның ішінде энергияны пайдалану үшін балдырларды қолданады. Балдырларды кейбір тәжірибелерде пайдалану коэффицентінің төмен болуы және азот, фосфор элементтерінің қоректік ортаға күштірек себілуі, ал өсімдік шаруашылығында негізінен қолдану су қоймаларды және табиғи жолмен өсетін балдырларға биогенді заттарды қолдана отырып, сонымен қатар оларды суды тазартуға қабілеттілігі туады. Балдырлар суда еріген лас компоненттерді, яғни нитраттарды,фосфорларды, инсектицидтерді, гербицидтерді беткі- белсенді заттарды, радодуклеотиидтерді жэне инсектицидтерді,гербицидтерді және тағы басқа да химиялық қосылыстарды тазартуға қабілетті, яғни, бүл заттарды химиялық - физикалық әдістермен тазартуға мүмкін еместігін, бір жағынан рентабильді еместігін көрсетеді 5.
Микробалдырларды микробиологиялық өндірісте қолданады.
Микробалдырлар фармацевтикалық, тағамдық, парфюмериялық өндірістерде майлар, бояғыштар, физиологиялық активті қосылыстармен басқа ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Жұмақанова Лаура Бауыржанқызы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: Көк жасыл балдырлардан алынған фракциялардың биологиялық белсенділігін анықтау
5В070100 - Биотехнология мамандығы
Алматы, 2019ж.
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы: 30-беттен, 31-әдебиеттен, 4-суреттен тұрады. Бітіру жұмысы Физиология институтының Лактация физиологиясының зертханасында және ҚазҰУ-дың биология факультетінің биотехнология, биохимия және өсімдіктер физиологиясы кафедрасында өткізілді.
Өзектілігі: Соңғы кездегі зерттеулердің нәтижесінде көп таралған аурулардың көбі адам ағзасындағы антиоксиданттардың тапшылығына байланысты . Иммунитетті қоздырып антиоксидант ретінде қызмет ететін заттарды іздеу өте маңызды мәселе.
Негізгі сөздер: көк жасыл балдырлар, антиоксидант, иммунитет, қоршаған ортаның ластануы, кадмий, эритроцит, мембрана
Алдына қойылған мақсаты: Nostoc linckia+Anabaena flos-aquae көк-жасыл балдырларының аралас өсіруінен алынған фикоцининнің клетка мембранасының төзімділігін арттыру үшін әсерін анықтау.
Зерттеу барысында: Жүргізілген зерттеу тәжірибелерімде алдымен көк-жасыл балдырлардың аралас културасынан гелфильтрация әдісімен клеткалардан фикоцианинді бөліп алып, қанның клеткаларын фикоцианин+кадмий жүйесімен бірге өңдеп олардың төзімділігін анықтадық.
Қолданылған әдістер: Сефадекс G-75 колонкаларындағы гельфильтрациясы, эритроциттерді бөліп алу әдісі, эритроциттердің осмос төзімділігін анықтау әдісі, эритроциттердің асқын-тотықтық гемолизін анықтау әдісі.
МАЗМҰНЫ
бет
Қысқартылған терминдер ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .
4
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5
1Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7
1.1.Балдырларға жалпы сипаттама ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
1.2. Балдырларда жинақталатын пайдалы заттар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ...
9
1.3. Фикобилиндер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
16
2.Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
20
2.1.Зерттеу материалдары мен әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
20
2.2. Нәтижелер және талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
22
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
27
Пайдаланылган әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... .
28
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН ТЕРМИНДЕР
АМИ- ауыр металлдардың иондары
АО- антиоксидант
ФЦ- фикоцианин
ЛАТ-липидтердің асқын тотығуы
КІРІСПЕ
Адам өмірінің тіршілік әрекетінде балдырлар кейінгі кезде аса маңызды орынға ие болып отыр. Балдырлардың, көбінесе микробалдырлардың, адам өміріндегі маңызы зор. Олар қосымша белоктің, майдың, көмірсулардың, витаминдердің, активті заттың, дәрі-дәрмектің көзі. Бұған қоса стероидтардың, пигменттердің, ферменттердің, гормонды табиғаты бар заттардың және тағы басқа физиологиялық активті қосылыстардың, кобальт, никель, молибден, алтын және тағы басқа бағалы элементтердің концентраторлары ретінде продуцент микробалдырлары бағаланады. Микробалдырлар биостимулятор ретінде, қоректік орталардағы тағамдық өнімдердің алмастырғыштары (ет, сүт, т.б.), сонымен қатар әр түрлі органикалық заттардың биосинтезін басқаруын жүзеге асыру деген сияқты жағдайларда биотехнологиялық өндірістерде қолданылады. Оның үстіне олардың мөлшерінің кішкентай болуымен бірге, тіршілік мерзімінің қысқалығы, тез өсуі, күй талғамайтын қасиеттері, оларды өсіруге аса көп жағдайды қажет етпейтіндігі бағаланады.
Осыған орай соңғы кезде фотосинтезді атқаратын балдырлардан экономикалық бағалы заттарды алуын зерттейтін биотехнологияның бір саласы - фотобиотехнология дамыған. Ол организмдегі жарықтың әсерінен өтетін процестерді қадағалап, оның негізінде өнімдерді алуға жауапты. Микробалдырлар өнімдерін фармацевтикалық, тағамдық, парфюмериялық өндірістерде қолданады. Балдырлардан жазылмайтын жараларды, қатерлі ісіктерді емдейтін, қан ауыстыратын препараттарды жасайды.
Соңғы кездегі зерттеулердің нәтижесінде көп таралған аурулардың көбі адам ағзасындағы антиоксиданттардың тапшылығына байланысты деген пікір туындады. Оттек ағза клеткаларына өте қажетті элемент болғанымен әртүрлі биохимиялық факторлардың әсерінен тұрақсызданып органикалық бөлшектердің екінші реттік тотығу процесстерін қоздырады. Нәтижесінде клеткалар зақымданады да әртүрлі зиянды процестерге ұшырайды: клеткалық мембраналарының қызметтік бұзылуына әкелетін липидтердің асқын тотығуына, ағзадағы синтезделетін физиологиялық активті заттардың бұзылуына әкеледі. Бос-радикалды тотығу процесстерінің активтенуі патология механизмдерінің ең бастысы деп санауға болады. Дәл осылар күрделі аурулардың негізіне жатады. Олардың ішінде тамырлардың зақымдануы, ісіктердің пайда болуы, диабет, қартаю процестерінің күшеюі жүреді. Антиоксиданттар дегеніміз ағзаны оттек бос радикалдарының артық мөлшерінен сақтайтын заттар.
Адам ағзасында өзіне тән радикалдарға қарсы бағытталған клеткалық қорғау механизмдері болғанымен олардың қызметтері көп жағдайларда жеткіліксіз болып шығады. Қазіргі кезде антиоксиданттардың бірталай түрлері белгілі және олардың көбі медицинада дәрі-дәрмек ретінде және биологиялық активті қоспа ретінде қолданылып жатыр. Оларға супероксиддисмутаза, витамин Е, аллопуринол, флавоноидтар, карнозин, 4-метилурацил, дибунол, тролокс, спирулина деген көк-жасыл балдырдың спирттік экстракттары, цирумин, т.б. жатады.
Өкінішке орай аталмыш препараттардың негізгі кемшілігі бос радикалды заттардың тек қана шектеулі спектрінен қорғау болып табылады. Сондықтан бос радикалды реакцияларды тежеудің амалдарының бірі ағзадағы эндогенді антиоксиданттарының синтезін активтендіріп нәтижесінде ағзаның иммундық қорғанышын күшейту. Иммунитетті қоздыратын заттарының қатарына фикоцианиндер жатады деген мағұлмат соңғы кездерде пайда болған. Бірақ олардың клеткаға әсері жөнінде хабарлар жеткіліксіз.
Бұл жұмыстың мақсаты - Nostoc linckia+Anabaena flos-aquae көк-жасыл балдырларының аралас өсіруінен алынған фикоцининнің клетка мембранасының төзімділігін арттыру үшін әсерін анықтау.
Осы мақсатқа жету үшін алға қойылған міндеттер:
- көк-жасыл балдырлардың жеке және арлас өсірулердегі фикоцианиннің жинақталу мөлшерін анықтап, оны бөліп алу
- фикоцианиннің қан клеткаларына әсерлі мөлшерін анықтау
- фикоцианиннің эритроцитті зақымдайтын факторларға (кадмийге) қарсы төзімділігіне әсерін анықтау
- эритроциттердің тұрақтылығына фикоциониннің әсері
1.ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1.Балдырларға жалпы сипаттама
Балдырлар - жер шарындағы ең көп тараған төменгі сатыдағы өсімдіктердің тобы. Басым көпшілігі біркелкі сулы ортада тіршілік етеді. Соған орай жоғары сатыдағы өсімдіктермен салыстырғанда анағұрлым қарапайым келеді,яғни бір клеткалы,клеткаланбаған,қауымды жане көп клеткалы түрлері бар. Морфологиялық жағынан олардың құрылысы жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ,тамырға жіктелмеген,олардын орнында тек талломдары ғана болады. Дегенмен, күрделі құрылысты балдырлардың денесі жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ пластикасы және тамыр сияқты ризоидтардан тұрады. Бұл тек сыртқы ұқсастық қана,өйткені,денесі негізінен біртекті клеткалардан құралған олардың мөлшері микронның мыңнан бір бөлігінен 60 метрге дейін жететін микроскопияның болуына байланысты өсімдіктің онотомиялық құрылысыда әр түрлі болады. Балдырлар өздерінің алуан түрлілігіне қарамастан басқа төменгі сатыдағы өсімдіктерден ерекшелігі-фотосинтез құбылысына қабілеттілігінде немесе ондағы хлорофилдің болуында, яғни автотрофты қоректенуінде болады1.
Жер шарындағы оттегіні қалыптастырушы өсімдіктердің бірі болған көк-жасыл балдырларды көп жағдайда уланобактериялар деп те атайды,яғни олар жоғарыда айтып өткеніміздей жарық энергиясын пайдалану арқылы,олар оксигенді фотосинтезді жүзеге асырады дедік,ондағы СО2 газы мен судан органикалық оттегі босап шығады. Цианобактериялар құрамында хлорофилл және суда ерігіш фикобилиндік пигменттер - көгілдір фикоцианиндер және қызыл-фикоэритриндер болады.Бұл ферменттер фикобилинсомаларда орналасады1.
Цианобактериялардың көбі-облигатты фототрофтылар, олар органикалық субстрат есебінен қараңғыда өмір сүре алмайды. Цианобактериялардың арасында азотфиксацияга бейім топтары бар 2.
Жалпы азотфиксацияда азот малекуласын пайдаланады,ол атмосферада өте көп мөлшерді алады. Ал, эукариоттар керісінше азотфиксацияға қабілетсіз активтілігінен кейін азотты органикалық молекулалар түзіледі. Басқа цианобактерияларда азотфиксация маманданған клеткаларда - гетероцисталарда өтеді. Гетероцисталар бөліктің қосымша қабатын түзеді,онда оттегіні түзүші фотосинтез процесі өтпейді, бірақ азотфиксация активті өтеді. Байланысқан азоттың түзетін қосылыстары көрші вегетативті клеткаларға микоплазмодесмалар арқылы беріледі, ол олардан органикалық субстарт түзеді. Азот фиксациясына өте қажет Гетероцистолардың жалғыз қасиеті - осы азот фиксациялауға ие болуына байланысты3.
Көк жасыл балдырлардың молекулалық азотфиксация процесіне әртүрлі физикалық факторлар әсер етеді: температура, орта реакциясы және жарық 1.
Азотфиксация үшін оптимальды температурасы мекен ететін жердің температурасымен байланысты, яғни салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін (40°С- ге дейін) - термофильділерде және шеткі (25-35°С-ге дейін)-мезофилділерде болады. Температурасын тым жоғарылату немесе тым төмендету балдырлардың азотфиксациясына кері әсер етеді. Сутек иондары концентрациясының да шекарасы кең, мысалы, Nostoc үшін оптимум сілтілі зонада рН =6,0-9,0 3.
Оттегіге байланысты айтсақ, ол азотфиксацияға қажет элемент және де стимулдейтінінен бүрын тежейді, ол Апаbaenа cylindriса мысалында, одан препарат жасалынып көрсетілді. Керісінше, анаэробты жағдайда активтілігі жоғарылайды 4.
Ғылыми зерттеулерді өткізгенде балдырлар метаболиттерінің арасында түрлі пайдалы заттар анықталынды. Практика жүзінде балдырларды әр түрлі мақсаттарға қолдану қазіргі кезде орнын табуда. Мысалы, табиғи органикалық қосылысының биосинтез бағытында соның ішінде энергияны пайдалану үшін балдырларды қолданады. Балдырларды кейбір тәжірибелерде пайдалану коэффицентінің төмен болуы және азот, фосфор элементтерінің қоректік ортаға күштірек себілуі, ал өсімдік шаруашылығында негізінен қолдану су қоймаларды және табиғи жолмен өсетін балдырларға биогенді заттарды қолдана отырып, сонымен қатар оларды суды тазартуға қабілеттілігі туады. Балдырлар суда еріген лас компоненттерді, яғни нитраттарды,фосфорларды, инсектицидтерді, гербицидтерді беткі- белсенді заттарды, радодуклеотиидтерді жэне инсектицидтерді,гербицидтерді және тағы басқа да химиялық қосылыстарды тазартуға қабілетті, яғни, бүл заттарды химиялық - физикалық әдістермен тазартуға мүмкін еместігін, бір жағынан рентабильді еместігін көрсетеді 5.
Микробалдырларды микробиологиялық өндірісте қолданады.
Микробалдырлар фармацевтикалық, тағамдық, парфюмериялық өндірістерде майлар, бояғыштар, физиологиялық активті қосылыстармен басқа заттарды шығаруда үлкен роль атқарады. Балдырлардан жазылмайтын жараларды, қатерлі ісіктерді емдейтін, қан ауыстыратын препараттарды жасайды6.
Балдырлар витаминдерге (тиамин, рибофлавин, фолий, никотин, аскорбин қышқылы), микроэлементтерге, адамның қалыпты тағамдануына қажетті барлық амин қышқылдарымен, ақуыздарға бай. Микроскопиялық теңіз және тұщы суларда өсетін балдырлар азықтық және жемдік өнімдері ретінде 13-ші ғасырдан бері қолданылады. Мал шаруашылығында ақуыз, витамин және физиологиялық активті заттардың көзі ретінде балдырлардың қолданылуы, малдың әр түрлі ауруларға төзімділігін арттырып, олардың тағамдық өнім ретінде көлемін және сапасын жоғарылатады. Микробалдырлардың балық шаруашылығында балықтар мен басқа гидробионттардың рационына ақуыз, витаминдердің қоспасы ретінде . маңызы зор 7.
Улкен бір айта кететін жайт, балдырларды иммобилизденген ферменттердің көзі ретінде, амин қышқылдарын алу үшін ет-сүт өндірсінде қолданады 6.
Халық медицинасында көк жасыл балдырлардың емдік қасиеті ертеден бері белгілі болған, зақымданған, уақыты өткен жарақаттарды және басқа ауру түрлерін балдырлармен емдеудің тәсілдері көп. Евпатория қаласына жақын жердегі Мойнан өзенінің өзгеше қасиетін балдырлардың қайнар көзі ретінде қарастыруға болады. Сондай-ақ, Сивашқа таяу жерлерде және шағын тұщы бұлағы бар мекендерде жергілікті тұрғындардың халықтық медицинасында балдырлардың маңыздылығы әлі күнге дейін сақталып келеді. Башкирия, Сібір және Камчатка жарты аралдарында бұндай белгілерді байқауға болады. Натуралистер, әсіресе аңшылар жабайы аңдарды бұндай аймақтарда көбірек кездестіргенін айтады, мәселен, аюларды. Бірақ, ғылыми медицина бұндай су қоймаларының емдік қасиеттерін рапаның (қою тұзды ерітінді) немесе минералды сулардың әсерінен түсінген 8.
Француз ғалымы Лефеврдің зерттеу жұмыстары ғалымдар арасында микроорганизмдердің дамуы мен емдік ерекшеліктеріне үлкен қызығушылық туғызды. Ол көк-жасыл балдырлардың, Рhоrmidium-ның, тірішілігін зерттеу арқылы өзгеше затгы анықтады. Автор жұмысының нәтижесінен күтпеген тұжырым жасауға тура келеді. Бұл заттар антибиотикалық жағынан қабілетсіз және бактериялардың өсуіне кедергі жасайтын болып шықты3.
Бірақ, шын мәнісінде бактериялардың өсуіне олардың әсер етуі бір-біріне ұқсамайтын, әр түрлі екені белгілі болды. Олардың әсері арқылы организм клеткаларының өсуі байқалады. Автор бұл тәжірибені лабораториялық жағдайда ғана зерттеп қойған жоқ. клиникада жазылмайтын жара немесе тыртық сияқты ауруларға зерттеу жасады 9.
Белгілі бір классикалық тәсілдер қолданылса да бұндай аурулардың шектелмейтіні анық. Ол жарақаттанған тоғыз ауруды балдырлармен емдеді. Емдеп қана қоймай, кейбір жағдайларда бұл жараларға клеткалардың жаңадан тіршілік ету процесін тоқтату үшін азотқышқылдық күміспен өндеуді туғызды. Париж госпиталінде жеті ауруға жүргізілген емдеу тәжірибесі сәтті аяқталды. Терең жаралары бар (фистулалары), көп уақыт бойы кобальттерапия арқылы сәтсіз емделген 40 ауруға балдырлардың әсері оң болды. Бұндай зерттеу тәжірибесі жазылмайтын инфекциялы аурулары бар жануарларға да жасалды (мысық, ит). Аталған жаралар асқынған, өлім қауіпі бар болса да жүргізілген тәжірибелер нәтижелі болды. Бұл балдырлардың химиялық табиғаты әлі толық белгілі емес. Бірақ, болашақта альготерапияда адаммен жануарды емдеуде балдырлардың маңызы өте зор екендігін көрсетеді 10.
1.2. Балдырларда жинақталатын пайдалы заттар
Балдырлардың пластидтерінде болатын пигменттерді үш топқа бөлуге болады: хлорофиллдер, каротиноидтар және фикобилиндер 10.
Балдырлар клеткаларының хлоропластарында белгілі бір түс беретін көптеген пигменттер жиынтығы болады. Пластидтерде болатын пигмент түстерінің ұқсастығы оның химиялық құрамының бірдей екендігін дәлелдейді. Пластидтердің түсі көпшілік жағдайда пигменттердің мөлшеріне байланысты, жасыл хлоропластың да әр уқытта хлорофилмен бүркелген каротиннің қызыл-сары (С40Н56), ксантофилдің сары (С40Н56О2), пигменттері болады 11.
Хлорофилдер мен каротиноидтар барлық фототрофты өсімдіктерде кездеседі. Қазіргі таңда хлорофилдің 10 - нан астам, каротиноидтардың 30 - ға жуық формалары белгілі. Хлорофилдің негізгі қызметі жарық қуатын бойына сіңіріп, химиялық реакцияның жүзеге асуына ыңғайлап, молекулаларға беріп отырады. Жарық хлорофил молекуласына түсіп, оны қоздырады. Ядроны айналып жүрген электрондар жарық қуатын бойына сіңіріп, ядродан алыс орбитаға ауысады да, тотығады. Содан соң басқа заттың электроны арқылы алғашқы орбитаға қайта оралып, бұрынғы қалпына келеді және бойына сіңірген қуатын беріп кетеді. Хлорофилдің энергияны бойына сіңіру құпиясы осыған байланысты. Сөйтіп, бұнда тотығу және тотықсыздану процесі жүреді. Балдыр хлорофилі 3%-дан 7 %-ға дейін күн сәулесінің энергиясын бойына сіңіреді екен, ал жер бетіндегі жоғары сатыдағы өсімдіктердің хлорофилі тек 1%-дай ғана күн энергиясын бойына сіңіреді12.
Көк - жасыл балдырлар жер бетінде тіршілік ететін жоғары сатыдағы өсімдіктерге қарағанда анағұрлым тез өсіп, аз уақыттың ішінде көп мөлшерде биомасса береді. Мәселен, Sріrulinа көк - жасыл балдырын өсіру арқылы оның әрбір гектарынан 128 тонна белокты зат алуға болады. Оның құрамында 60 - 68 % - ға дейін протеин және А, В, С витаминдері болады 13. Сондықтан дәрі - дәрмек жасауда аса маңызды ламинария (теңіз капустасында) 70 % - ға дейін көмірсулар, А, С, Д, Е, К витаминдер, 15 % белок, 0,9 % май болады. Балдырлардың құрамында көп мөлшерде В1, В2, В3, В12 витаминдері болады, В1 витамині жүрек қантамыры мен жүйке жүйесіне және зат алмасу процесінің дұрыс жүруіне қажет. В6 витамині қан ауруына және артеросклерозда қолданылады. В12 витамині жер бетіндегі өсімдіктерде кездеспейді, ол тек балдырда ғана жеткілікті мөлшерде кездеседі. Ол қан айналу процесіне және қатерлі ісіктер ауруларын болдырмауына қажет 11.
Көбінесе балдырлардан алынатын затардың маңызы зор болып келеді. Әсіресе, стеролдардың, витаминдердің, пигментердің, ферменттердің және басқа да физиологиялық активті қосылыстардың бағалы элементтерінің концентраторлары ретінде продуцент балдырлары бағаланады. Биостимуляторлар ретінде, қоректік орталардағы тағамдық өнімдердің алмастырғыштары (ет, сүт, т.б.) болып табылады 13.
Сонымен, балдырларда жинақталатын экзометаболиттер жөнінде нақтылай қарастырсақ, құрамында азоты бар заттар болады 14.
Құрамында азоты бар заттар. Ақуыз - барлық балдырлар түрлерінің клеткаларының маңызды құрылым бөлігі болып табылады. Днепр су қоймаларындағы судың гүлденуін туғызатын балдырларда ақуыз көлемінің құрғақ массасына санағанда 23%-дан 87%-ға дейін болды. Соның ішінде жасыл балдырда 4-тен 60%-ға дейін, диатомдыларда 47%-ға дейін, ал теңіз балдырдың түрлерінде тұщы судың балдырларына қарағанда 2,5 есе жоғары. Ақуыздың құрамдық бөлігі бұл организмнің физиологиялық және тіршілік ету жағдайына тәуелді екенін көрсетеді 13,14. Негізінен ақуыз қоректік ортада азот жетіспегенде және ескі орталарда мөлшері төмендейді. Ғалымдардың болжауынша орталардың ескіргеннен кейін ақуыздың мөлшерінің төмендеуі тіршілік ету процестерінің лезде тоқтауына және ақуыздың түзілу мен ыдырау арасындағы қатынастарының ыдырау жаққа жылжытатын гидролитикалық процестерге байланысты. Зерттеулер нәтижесінде байқалды: анаэробты жағдайда ақуыздың ыдырауы аэробтыға қарағанда жылдамдығы төмен. Егер анаэробты жағдайда 76 тәулік ішінде хлорелла ақуызының дәрежесі 47% болса, аэробты жағдайда ол бүл дәрежеге (49%) 20 тәулікте жетті 12.
Балдырлардың қай түрге жататынына тәуелсіз аминқышқылдар құрамы негізінен ұқсас. Микроцистис ақуызының құрамындағы байланысқан аминқышқылдар арасында үлкен көлемде гистидин, аспарагин және глутамин қышқылы, α-аланин, валин, фенилаланин, лейцин. Дақылды ортаның ескіру деңгейіне қарай байланысқан аминқышқылдардың сандық қатынасы өзгеріп тұрады. Сонда цистин, лизин, аспарагин және глутамин қышқылы, серин концентрациясы жоғары. Ал басқа амин қышқылының құрамы керісінше төмендейді. Анабена ақуыз құрамында үлкен көлемде гистидин, аспарагин қышқылы, глицин, α-аланин, лейцин болады. Дақылды ортаның ескіру деңгейіне байланысты гистидин, аспарагин қышқылы, α-аланин, тирозин, ауыстырылмайтын амин қышқылдар көлемі төмендейді. Егер теңіз балдырларында глутамин және аспарагин қышқылының көлемі, ал түщы су балдырларда аланин және аргинин қышқыл көлемі жоғарылау 15. Балдырлар клеткасының қоршаған ортаға ақуызды экскрециялауды қарастырған кезде улы пептидтерді айтып кетпеуге болмайды. Мысалы: көкжасыл балдырдың бөліп шығаратын циклопептид суды уландырады. Бұл улы зат суда және спиртте ериді, молекулярлы массассы төмен, соған қосса қиын гидролизденеді. Альготоксиндердің табиғаты қазіргі күнге аз зерттелген, сонда да ғалымдардың көбісі бұл заттың негізінде табиғаты пептидті зат деп атайды. Бірақ та балдырлар токсиндері ретінде басқа кластарға жататын химиялық қосылыстар да болуы мүмкін. Балдырларда альготоксиндердің жиналу қарқындылығы дамудың қай кезеңінде жүретіндігіне ғалымдарда бірегей көзқарас жоқ 8. Кейбір ғалымдардың ойынша көбею кезінде сыртқа шығатын токсикалық метаболиттердің көлемі максимальды болады. Мысалы судың гүлденуін туғызатын Місrоcystis aeruginosa көбею кезінде улылығы жоғарылайды. Басқа ғалымдардың ойынша көк жасыл балдырлар даму кезінде ғана емес, ескіру және өлу кезінде де улы болып келеді. Үшінші топ ғалымдардың ойынша балдырлардың улылығы өлу мен ыдырау кезінде жоғары. Осыған байланысты кейбір ғалымдар тірі балдырда улылық қасиет жоқ, ал клеткаға қолайсыз жағдайлар әсер еткенде мысалы: мұздату және еріту, ультрадыбыспен әсер ету, қыздыру және кептіру кезінде балдырлар улылық қасиетін көрсетеді деп белгілейді 4,5. Сол уақытта Ю.А.Кирпенко және басқалары өз жұмыстарында балдырлардың улылығы төмендейді немесе 37°С қыздырғанда немесе автоклавтау, ионалмасу смоладан өткізгеннен кейін толығымен жойылады. Бүл зерттеулер нәтижесінде бір жағдайларда токсикалық жоғары деңгейге дейін жетеді, ал басқаларда әлсіз байқалады, үшіншілерде мүлдем болмайтындығы байқалды. Ал табиғи жагдайларда тұщы және тұзды сулардың араласуында балдырлардың клеткалары арқылы токсикалық агенттері айрықша қарқынды бөлінуі жүреді. А.Д.Семеновтың айтуынша суда ақуыз тәріздес заттардың көлемінің көбеюі фитопланктонның қарқынды дамуы және келесі ретті өліу кезінде байқалады. Оның максимальды деңгейі балдырлардың жоғары биомасса қабатында байқалды. Осы уақытта ақуыз тәріздес заттардың көлемі бос амин қышқылдар көлемінен жоғары 7,9.
Майда еритін және балдырлардың басқа биологиялық активті қосылыстары. Бүл қосылыстар гидрофобты, яғни суда ерімей тек органикалық қосыластарда: эфир, бензин, бензол, хлороформда еритін қосылыстар тобы. Бүндай еріткіштер мен қосылыстардың ерекшелігі гидрофобты радикалдар мен топтардың жоғары концентрациясының болуымен сипатталады. Бүған тірі ағзадағы заттарға қарағанда химиялық құрамы, құрылымы және атқаратын қызметіне қарай ерекшелінетін заттар жатады. Кейде оларды шикі майлардеп атайды. Липид және липид тәріздес заттарға май, фосфатид, эфирлі майлар, стероидтар, балауыз, майда еритін пигменттер мен витминдер жатады. Балдырлар клеткаларында жалпылама липидтердің құрамы әртүрлі: құрғақ массасына санағанда көк жасыл балдырда 2-18%, сары жасыл балдырларда 5-10%, кейбір жасыл балдырда 37,3%, диатомдыларда 35%. Балдырлар клеткасындағы липид қүрамы ақуыз бен көмірсуға қарағанда аз болғанымен мұны дақылдаудың шарттарын өзгертуге болады. Мысалы: қоректік ортада 0,001 М азот болғанда және 2 ай ішінде жарық түсіру кезінде хлорелла клеткаларында липидтін құрамы 80% дейін көтерілді. 4 апталық Ankistrodesmus braunii балдырында қүрғак массаға санағанда липид мөлшері 18,6%, ал 7 апталықта 33,7%. алдырлардың дақылды орталарында белгілі көлемде липид міндетті түрде болатыны тәжірибелер нәтижесінде көрсетілді 16.
Май, май қышқылы. Химиялық қүрылымы жағынан май үш атомды спирт глицерин және жоғары молекулалы май қышқылының эфирлерінен тұрады. Майдың құрамына кіретін барлық май қышқылдар 2 топқа бөлінеді: 1-ші топқа қаныққан май қышқылдар - қос байланыстары жоқ май қышқылдар. 2-ші топқа қанықпаған май қышқылдар - қос байланыстары бар 10.
Балдырлар майларына көбінесе қанықпаған май қышқылдары тән. Nostoс linскіа 384 штамм, Sphaeronoctoc coeruleum 501 штамм, Anabaena variabilis балдырларында барлық май қышқылдарға шаққанда линол және линолен май қышқылдар көлемі 20-28%. Сол уақытта Anabaena variabilis 550 және 359 штамм, Cylindrospermum sp. 520 штамм және тағы басқада көрсетілген компоненттер құрамы 11-19%. Кейбір балдырларда қанықпаған май қышқылдар құрамы жалпы мөлшердің 60% алады. Эвгленді балдырларда май қышқылдары негізінен қанықпаған, пента- соған қоса гексаенді қышқылдар көлемі айқын көрінеді. Циклді және тармақталған тізбекті қышқылдар табылмаған. Жасыл балдырларда қанықпаған май қышқылдар көлемі жоғарылау. Хлорелланың синхронды дақылында май қышқылының 80% қанықпаған, бірақ та пальмитин қышқылының көлемі жоғарылау. Клетка бөлінуі кезінде май қышқылдардың жалпы көлемі азайады, бірақ барлық стадияларында олеин қышқылы табылды. Сол уақытта да азот жетіспегенде хлорелла клеткалары май қышқылдардың синтезін, негізінен олеиң қышқылының синтезі жоғарылайды. Ортақ майлардың және олардың бөлек компоненттерінің болуы тек балдырлардың түрлік ерекшеліктеріне байланысты ғана емес, сонымен қатар абиотикалық факторларға: қоректік ортаның құрамына, температура, жарықгану жиілігіне байланысты. Айрықша өзгерістер көктем, жаз және күз уақытында байқалды 17. Қазіргі уақытта эксперимент жүзінде дамып келе жатқан фитопланктоны бар су қоймаларда міндетті түрде биогенді табиғаты бар майлар болатындығы дәлелденді. А.Д.Семенов және оның қызметкерлері түщы суларда фитопланктонның дамуымен байланысты күрделі эфирлердің динамикасын зерттеді. Сонда күрделі эфир концентрациясының динамикасы маңызды периодты тербелулермен жүретіндігі дәлелденді. Оның минимальды көрсеткіші 20-25 мкг-эквл, ерекше жагдайларда максимальды 100 мкг-эквл. Күрделі эфирлер концентрациясының периодты жогарылауы фитопланктонның қаптап дамуы кезінде (шілде, тамыз) байқалды. Сонда ол плаанктонның дамуының кешкі периодына сай келеді. Авторлардың айтуынша фитопланктонның қаптап дамуы кезінде суға күрделі эфирлердің микрофит клеткаларының интенсивті лизисі мен автолизі нәтижесінде жүзеге асады. Соған қоса күрделі эфирлердің концентрациясының жоғарылауы фитопланктон биомассасының динамикасы мен ондағы түрдің құрамына байланысты 13,17.
Күрделі эфирлер мөлшерінің үш вегетациялық период ішінде көбеюі жасыл және көк жасыл балдырлардың интенсивті дамуы және одан кейінгі өлу кезінде байқалды. Сол уақытта балдырлар биомассасына шаққанда күрделі эфирлердің қатынасы ең жоғары мөлшері жасыл (3-58%) және ең төмеңгі мөлшері (0-9%) диатомды, талшықты және көк жасыл балдырларда болды. Мұндай айырмашылықты зерттеушілер жасыл балдырлардың липидтері, соған қоса эфирлерді жинақтауға қабілеттілігінен деп түсіндірді. М.М.Телитченко әртүрлі су қоймаларды зерттей отырып, қанықпаған май қышқылдардың алуан түрлері гүлденген су қоймаларда, жер асты су мен өзендер болады деп айтты. Липид көлемінің айрықша алуан түрлілігі тамыз айында байқалды 11. Бұл уақытта триглицерид, май қышқылы және оның эфирі, стерин және витамин кездеседі. Октябрьде май қышқылдардың эфирі, қарапайым қышқылдардың триглицеридтері және стериндер кездеседі. Гүлдену тежеле бастағанда суда қаныққан май қышқылдар мөлшері төмендейді. Тек жер асты суларында қанықпаған май қышқылдардың мөлшері мен алуан түрлілігі бірқалыпты больп өзгермейді. Хромотографиялық талдау нәтижесінде гүлденген су құймаларда капринді, лауринді, миристинді, пентадеканды, пальмитинді, стеаринді, олеинді, линоленді, архинді, эрук қышқылдардың бар екендігі анықталды. Өзендерде бұл қосылыстармен қатар каприл, ундекан және тридикан қышқылдары табылды 18.
Көмірсу. Энергия көзі ретінде болатын табиғатта кең кездесетін қосылыс. Химиялық өзгерістерге қиын ұшырайды. Себебі онда көміртек пен сутек арасындагы байланыс өте күшті. Бірақта сұйық немесе газ түрінде көмірсу оттегінің және биологиялық реагент әсеріне түсе алмағанымен табиғатта оның топтасып жиналуы байқалмады. Судың қатты ағысы кезінде балдырлардың шырышты қабаты, ал сонымен көмірсулар жуылып кетеді. Тірі ағзалардың және балдырлардағы көмірсудың физиологиялық рөлі аз зерттелген. Құрамына көмірсулар кіретін балауыз клеткалары суланудан, кебуден және микроорганизмдерден қорғайды (кейбір көмірсулар антисептикалық қасиетке ие) деген болжам бар. Балауыздардың күрамды бөліктері - жоғары молекулалы алифатты спирттер, кетондар және көмірсулар - белгілі май қышқылдардан түзіледі деген болжамды мойындасақ, онда көмірсулар балдырлар метаболизімінде маңызды рөл атқарады деп айтуға болады. Балдырлардан гетероолеинді эфир фракциясы көмегімен көмірсутекті комплексті экстракциялағанда көк жасыл балдырлар биомассасынан ашық жасыл түсті қоймалжын майлы сұйықтық алынды 19.
Оның көлемі интенсивті дамуы кезінде күрғақ массасына шаққанда 11,5% болды. Бұл комплекс құрамында көмірсу, органикалық қышқыл, альдегид, кетон, эфир, спирт, фенол болады. Әрине ең көбісі көмірсу. Жасыл балдырда додеканнан октанға дейінгі көмірсулар идентификацияланды. Ал көк жасыл балдырда көмірсулар қарапайым алкандар түрінде, хлорококкаларда тармақталған түрде көмірсулардың сапалық және көлемдік құрамы балдырларда температураға, сусыздануға және жасына байланысты. Мысалы: балдырлар биомассасында парафиндер дақылдың жасына байланысты. Логарифм фазасының басында алкандар көп мөлшерде болады, ал дақыл ескіргенде жоғары молекулалы көмірсулар концентрациясы жоғарылайды. Дақылдың экспоненциальды фазасының басында ұшқыш төмен молекулалы метаболиттер көп мөлшерде түзіледі 15.
Әртүрлі балдырларда көмірсулар комплексінің кұрамы әр түрлі, бірақ та ортақ қасиеттері бар: барлық балдырларда көбінесе жоғары көлемде гексадекан, гептадекан, октадекан, гептан және октан кездеседі. Соған қоса кейбір экстракттарда салыстырмалы жоғары концентрацияда өте жоғары молекулалы көмірсулар - нонадекан, пентокозан, метилтрикозан болды. Клетка массасында кездесетін көмірсулар дақылды ортада көп кездеседі. Scenedesmus acuminatus балдырында 52 көмірсу түрі кездеседі. Соның кейбір түрі, әсіресе жоғары молекулалар клеткаға қарағанда дақылды ортада көп кездеседі. Мысалы, клетка сыртылық гексадекан 4,2%, октадекан 4,32%, эйкозан 3,64%, трикозан 5,06%, тетракjзан 5,68%, нонакjзан 14,41%, ал клетка ішілік гексадекан 3,75%, октадекан 3,17%, эйкозан 2,27%, трикозан 4,33%, тетракjзан 0,96%, нонакjзан 1,23% болды 19.
Карбонилді қосылыстар. Зерттелген балдырлардың табиғи популяцияларында альдегид және кетондар табылды. Олар жалпы экстракттың 30% алды. Ол ащы миндальдың иісі бар, ашық сары түсті майлы сүйықтық. Үзақ уақыт сақтаған сайын түсі сарғая түседі. Газ сүйықтық хроматография және масс-спектрометрия арқылы талдағанда оның құрамында пентанон, октанон, метилгептанон, геранилацетон, циклоцитраль, гептанол, фурфурол, диацетонды спирт, бензаальдегид табылды. Оның көбісі клетка сыртында бөліну өнімдерінде, табиғи су қоймаларда және дақылды ортада идентификацияланған. Кейбір карбонильді қосылыстар клетка массасына қарағанда, дақылды ортада көбірек кездесті. Бүл олардың кейбір клеткалық қүрылымдар: каротин, хлорофилл, стероид жэне тағы басқаның айналып, өзгеру өнімі екендігінің дәлелі. Егер ол шынымен де солай болса, онда балдырда терпендердің болуы тотығу процестеріне әсер ететін экологиялық және биологиялық факторлардың қатарына тәуелді 14,15. Бұл процесстер клетка ішілікке қарағанда клетка сыртылық өзгерістерге тән. В-циклоцитраль сияқты циклді қосылыстардың түзілуі әртүрлі алифатты альдегидтер және кетондардың конденсация жолымен жүруі мумкін. Осы жолмен ионон цитраль және ацетоннан түзіледі. Бүл реакция сілтілі
агенттердің қатысында жүреді. Мүның нэтижесінде бірінші этаптарда псевдоионон түзіледі. Кейін қышқыл агенттердің әсерімен ол изомерленеді. Иононның жоғары концентрациясы балдыр клетка массасының ыдырау кезінде байқалады. Бүл процестің бөлек периодтарында су иононға тән иіске ие болды. Яғни бүл қосылыстар суға балдырдан В-каротині ыдырағанда түседі дегеннің жанама дәлелі. Геранилацетон жоғары биологиялық активтілікке ие болғандықтан, белгілі түрде қызықтырады. Бүл қосылыс Cyanidium caldarium дақылды ортасында табылды. Ол терпендердің тотығуының аралық өнімі болуы мүмкін. Балдырларда карбонильді заттар тобы аз зерртелді. Балдырлардың суға бөлетін альдегидтер белгілі органикалық қышқылға дейін ыдырайтындығы белгілі. Ал олардың сапалық және сандық құрамы сыртқы орта факторларының комплексіне тәуелді: судың оттекке қанығу және химиялық режимі, оның температурасы, балдырдың және бактерияның физологиялық қалпы 18.
Балдырларда жинақталатын пайдалы заттарға, мысал ретінде Spirulina platensis алып қарастырайық. Спирулина басқа микроорганизімдердің өсуін ұстап тұратын сілтілі сулы көлдерде өседі. Ол су беті тығыз болып жарық өткізбейтіндей жағдайға жеткенге дейін өте тез өсе береді. Сосын егін жайды жинап алып, кептіреді, кептіргенде судан басқа еш қандай қалдық шығарылмайды 19.
Қазіргі уақытта спирулинаны әлемнің 60-тан астам елі өндіріп, тұтынады. 1992 жылы оның жылдық өндірісі Мексикада 330 т құрғақ салмағына есептегенде, АҚШ 180 т, Тайланд 100 т, Тайвань 330 т, Индия 10 т құрайды. Оны климаттық және экологиялық жағдайына қарай өсіреді. Ашық су қоймаларда, көбінесе жасанды ортада өсіреді. Қысқы жылы кешендерде өсіру өте тиімді. Жылы кешендер болмаса, орнатылған фотореакторларды қолданады 20.
Әлемнің көптеген лабораторияларында оның химиялық құрамы мен биологиялық әсерін жете зерттеді [16]. Фикоцианин мөлшері 0.80-1% . Спиpyлинa улы емес, спирулинадағы белок мөлшері басқа қоректік заттарға қарағанда әлде қайда (60-70%) жоғары. Жұмыртқа белогында 47%, сиыр етінде 18-21%, соя ұнтағында 37%, спирулина белогында барлық қалыпты өмір сүруге қажет амин қышқылдары болады 17.
Спирулинада 10-20% -ға дейін қант болады, оны минималды инсулин мөлшерімен игеруге болады. Спирулинада өте аз холестерин 32,5мг100 г биомассасында болады. Ал жұмыртқадағы сондай белоктың мөлшерімен салыстырғанда онда холестерол 300 мг. Сондықтан спирулинаны ылғи тұтыну организмдегі холестерин мөлшерін төмендетуге әкеледі. Онда 8%-ға дейін май болады 14.
Спирулина макро және микро элементтерге бай. Ол организімдегі алмасу процесінің қалыпты жүруі үшін қажет. Онда маңызды витаминдер бар: А, В1, В2, В3, В6, В12, РР, биотин, фолий қышқылы, инозитол, пантотенат, С және Е витаминдері 18,19.
Спирулинаның құрамында болатын белок, көмірсу, майлар, микро жэне макро элементтер, витаминдер фикоцианиндер, бета - каротин, гаммалинол қышқылы және басқа биологиялық компоненттері адам организміне күшті оң әсер етеді ,яғни организмнің қорғаныш күшін арттырады 20.
Көптеген биологиялық активті компоненттің болуы мен күрделі биологиялық құрамының арасында спирулина керемет адаптоген болып табылады. Қан ұю мүшелерінің қызметін қалыптастыруға, инфекционды аурулардың қоздырғышына қарсы антидененің синтездік, қанның фагоцитарлық реакциясын, бөлу жүйелері жұмысының қабілетін арттырады. Осының барлығы адамның жұмысқа қабілеттілігін және орғанизімнің жалпы жағдайын жақсартуда маңызы зор 16.
Басқа климаттан аймаққа келген адамдар үшін адаптоген болып табылады. Вирусты ауруларды төмендетеді. Анемия белгісінің алдын алады. Қан тамыр, жүрек жүйесінің функциональды белсенділігін қалыптастырады 8.
Спирулинаны Чернобыль аймағының барлық түрғындары, әсіресе балалар, қажет етеді. Спирулина сияқты құрамында өте маңызды компоненті бар препарат жоқ 20.
Спирулинаның пайдалы қасиеттері
Спирулина (Spirulina) тұқымының микробалдырлары ғасырлар бойы тағамға олардың қоректік қасиеттері мен денсаулыққа болжамды пайдасы арқасында қолданылады. Бүгінгі күні салауатты өмір салтын ұстанатын адамдар да спирулиннің балдырларын өз диетасына белсенді түрде қосып, оны суперөнім деп атай бастады.
Спирулина (Spirulina) текті микробалдырлар ғасырлар бойы тағамға өз атының арқасында осы бір клеткалы балдырлар микроскоппен қарауға болатын бүктелген спиральдың арқасында алынды. Микробалдырлардың үш түрін - Spirulina platensis,Spirulina maxima және Spirulina fusiformis зерттеуге ерекше көңіл бөлінген. Дәл осы түрлер жоғары тағамдық құндылықпен, сондай-ақ әлеуетті емдік қасиеттермен сипатталады.
Спирулиннің цианобактериялары көк-жасыл балдырлар деп аталады. Олар фотосинтез арқылы күн сәулесінен энергия шығаруға қабілетті. Алайда, бұл микроорганизмдердің танымалдығы NASA-ның оларды ғарышта өсіру ұсынысының арқасында пайда болды. Осылайша, спирулина бір таблетка мен ұнтақ түрінде: бір ас қасық балдыры спирулина (7 г) құрамында 20 ккал және 1,7 г көмірсулар, 1 г май, омега-6 және омега-3 майлы қышқылдары шамамен 1,5:1 қатынасында, сондай-ақ: ақуыз-4 г; В1 витамині - ұсынылған тәуліктік норманың 11% (РСН); В2 витамині - 15% РСН; В3 витамині - 4% РСН; мыс - 21% РСН; темір - 11% РСН. Сонымен қатар, спирулина ұнтағының көрсетілген мөлшері магний, калий және марганец, сондай-ақ ағзаға қажетті элементтердің аз мөлшері бар. Спирулиндегі ақуыз сапасы жақсы және жұмыртқа сапасымен бағаланады. Онда ағзаға қажетті амин қышқылдары бар.
Балдырлар спирулина пайдалы және емдік қасиеттерге ие. Кейбір ғалымдар спирулина пайдасын растайтын ғылыми деректердің жеткіліксіздігі туралы мәлімдейді. Алайда, кейбір зерттеулер көрсеткендей, спирулина: күшті антиоксидант жасушалардың ДНҚ тотығу зақымдануы ісік пен басқа да аурулардың триггерлері болып табылатын созылмалы қабынуды тудырады. Спирулиннің құрамында көптеген антиоксиданттар бар, бұл қабынуға қарсы тұрады, олардың негізгісі фикоцианин, син-жасыл түсті спирулинді бояйды. 2 типті қант диабетімен ауыратын 25 науқастың қатысуымен жүргізілген зерттеу күніне 2 г спирулиндер ЕМЖ мен триглицерид деңгейін төмендететінін, сондай-ақ ЕМЖ деңгейін жоғарылататынын көрсетті. ЛПНП-ны қышқылданудан қорғайды липидтердің асқын тотығуы жүрек-қан тамырлары ауруларының дамуына ықпал етеді, алайда, спирулиндегі антиоксиданттар осы процесті бәсеңдетуге қабілетті.
Кейбір деректер бойынша обырдың дамуын болдырмайды, әсіресе, ауыз қуысы обырына қатысты сіріңкеге қарсы қасиеттер туралы куәландырады. 1 жыл бойы күніне 1 г спирулиндер 87 адамның 45% ауыз қуысының зақымдануынан құтылуға мүмкіндік берді. Күніне 4,5 г спирулина қан қысымын төмендетеді қан қысымын төмендетуге мүмкіндік берді, бұл, ең алдымен, қан тамырларын босаңсыту және кеңейту үшін қажетті азот оксидінің ұлғайтылған өндірілуіне байланысты. Аллергиялық ринит кезінде көмектеседі 127 еріктілердің қатысуымен зерттеу күніне 2 г балдырлар спирулиннің аллергиялық ринит симптомдарын жеңілдетуге мүмкіндік береді: түшу, мұрын және қышу. Анемия кезінде анемияның әртүрлі түрлері бар, олардың ең көп таралған қан эритроциттеріндегі гемоглобин мөлшерінің төмендеуімен сипатталады. 40 адамның қатысуымен жүргізілген зерттеу көрсеткендей, спирулина қоспалары эритроциттердегі гемоглобин мөлшерін көбейтеді және иммундық қорғауды нығайтуға көмектеседі. Бұлшықеттердің төзімділігі мен күшін арттырады жиі бұлшықет шаршағандығының себебі жаттығу кезінде тотығу зақымдануы болып табылады, ол Спирулин балдырларында антиоксиданттарды азайтуға көмектеседі. Негізінен, спирулина балдырлары қауіпсіз деп саналады, алайда кейбір сақтық шаралары бар. Жоғарыда сипатталған өте жан-жақты нәтижелерге қарамастан, зерттеулер бірлі-жарым және спирулиннің әлеуетті пайдалы қасиеттерінің жеткілікті дәлелі бола алмайды. Негізінен, спирулина балдырлары қауіпсіз деп саналады, алайда кейбір сақтық шаралары бар. Осылайша, спирулинмен әуестенуді аутоиммундық аурулар (шашыраңқы склероз, Волчанка, ревматоидты артрит және т.б.) жағдайында ұсынбайды. Сондай-ақ, бұл балдырлар иммунодепрессанттардың, сондай-ақ қан түсіретін және стероидты емес қабынуға қарсы препараттардың әсерін әлсіретуі мүмкін. Сондай-ақ, спиролин балдырларын қабылдаудан бас тарту жүкті және бала емізетін әйелдерге осы адамдар тобы үшін қауіпсіздік туралы деректердің болмауына байланысты ұсынылады.
Балдырлар - жер шарындағы ең көп тараған төменгі сатыдағы өсімдіктердің тобы. Басым көпшілігі біркелкі сулы ортада тіршілік етеді. Соған орай жоғары сатыдағы өсімдіктермен салыстырғанда анағұрлым қарапайым келеді,яғни бір клеткалы,клеткаланбаған,қауымды жане көп клеткалы түрлері бар. Морфологиялық жағынан олардың құрылысы жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ,тамырға жіктелмеген,олардын орнында тек талломдары ғана болады. Дегенмен, күрделі құрылысты балдырлардың денесі жоғары сатыдағы өсімдіктер сияқты сабақ,жапырақ пластикасы және тамыр сияқты ризоидтардан тұрады. Бұл тек сыртқы ұқсастық қана,өйткені,денесі негізінен біртекті клеткалардан құралған олардың мөлшері микронның мыңнан бір бөлігінен 60 метрге дейін жететін микроскопияның болуына байланысты өсімдіктің онотомиялық құрылысыда әр түрлі болады. Балдырлар өздерінің алуан түрлілігіне қарамастан басқа төменгі сатыдағы өсімдіктерден ерекшелігі-фотосинтез құбылысына қабілеттілігінде немесе ондағы хлорофилдің болуында, яғни автотрофты қоректенуінде болады1.
Жер шарындағы оттегіні қалыптастырушы өсімдіктердің бірі болған көк-жасыл балдырларды көп жағдайда уланобактериялар деп те атайды,яғни олар жоғарыда айтып өткеніміздей жарық энергиясын пайдалану арқылы,олар оксигенді фотосинтезді жүзеге асырады дедік,ондағы СО2 газы мен судан органикалық оттегі босап шығады. Цианобактериялар құрамында хлорофилл және суда ерігіш фикобилиндік пигменттер - көгілдір фикоцианиндер және қызыл-фикоэритриндер болады.Бұл ферменттер фикобилинсомаларда орналасады1.
Цианобактериялардың көбі-облигатты фототрофтылар, олар органикалық субстрат есебінен қараңғыда өмір сүре алмайды. Цианобактериялардың арасында азотфиксацияга бейім топтары бар 2.
Жалпы азотфиксацияда азот малекуласын пайдаланады,ол атмосферада өте көп мөлшерді алады. Ал, эукариоттар керісінше азотфиксацияға қабілетсіз активтілігінен кейін азотты органикалық молекулалар түзіледі. Басқа цианобактерияларда азотфиксация маманданған клеткаларда - гетероцисталарда өтеді. Гетероцисталар бөліктің қосымша қабатын түзеді,онда оттегіні түзүші фотосинтез процесі өтпейді, бірақ азотфиксация активті өтеді. Байланысқан азоттың түзетін қосылыстары көрші вегетативті клеткаларға микоплазмодесмалар арқылы беріледі, ол олардан органикалық субстарт түзеді. Азот фиксациясына өте қажет Гетероцистолардың жалғыз қасиеті - осы азот фиксациялауға ие болуына байланысты3.
Көк жасыл балдырлардың молекулалық азотфиксация процесіне әртүрлі физикалық факторлар әсер етеді: температура, орта реакциясы және жарық 1.
Азотфиксация үшін оптимальды температурасы мекен ететін жердің температурасымен байланысты, яғни салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін (40°С- ге дейін) - термофильділерде және шеткі (25-35°С-ге дейін)-мезофилділерде болады. Температурасын тым жоғарылату немесе тым төмендету балдырлардың азотфиксациясына кері әсер етеді. Сутек иондары концентрациясының да шекарасы кең, мысалы, Nostoc үшін оптимум сілтілі зонада рН =6,0-9,0 3.
Оттегіге байланысты айтсақ, ол азотфиксацияға қажет элемент және де стимулдейтінінен бүрын тежейді, ол Апаbaenа cylindriса мысалында, одан препарат жасалынып көрсетілді. Керісінше, анаэробты жағдайда активтілігі жоғарылайды 4.
Ғылыми зерттеулерді өткізгенде балдырлар метаболиттерінің арасында түрлі пайдалы заттар анықталынды. Практика жүзінде балдырларды әр түрлі мақсаттарға қолдану қазіргі кезде орнын табуда. Мысалы, табиғи органикалық қосылысының биосинтез бағытында соның ішінде энергияны пайдалану үшін балдырларды қолданады. Балдырларды кейбір тәжірибелерде пайдалану коэффицентінің төмен болуы және азот, фосфор элементтерінің қоректік ортаға күштірек себілуі, ал өсімдік шаруашылығында негізінен қолдану су қоймаларды және табиғи жолмен өсетін балдырларға биогенді заттарды қолдана отырып, сонымен қатар оларды суды тазартуға қабілеттілігі туады. Балдырлар суда еріген лас компоненттерді, яғни нитраттарды,фосфорларды, инсектицидтерді, гербицидтерді беткі- белсенді заттарды, радодуклеотиидтерді жэне инсектицидтерді,гербицидтерді және тағы басқа да химиялық қосылыстарды тазартуға қабілетті, яғни, бүл заттарды химиялық - физикалық әдістермен тазартуға мүмкін еместігін, бір жағынан рентабильді еместігін көрсетеді 5.
Микробалдырларды микробиологиялық өндірісте қолданады.
Микробалдырлар фармацевтикалық, тағамдық, парфюмериялық өндірістерде майлар, бояғыштар, физиологиялық активті қосылыстармен басқа ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz