Prawdziwa cena naszych zdrowych nawyków
Od dawna słyszymy doniesienia o pozytywnym oddziaływaniu kwasów tłuszczowych omega-3 oraz przeciwutleniaczy – te pierwsze wspomagają nasze organizmy w zwalczaniu depresji i stanów lękowych, zapobiegają występowaniu chorób układu krążenia oraz zaburzeń funkcji poznawczych, chronią nas przed chorobami autoimmunologicznymi, astmą, zespołem metabolicznym, a według niektórych dostępnych informacji nawet przed chorobami nowotworowymi. Przeciwutleniacze z kolei chronią nasze ciała przed uszkodzeniami spowodowanymi przez wolne rodniki, wspomagają prawidłową pracę naszych serc, obniżają ryzyko infekcji i pomagają w zapobieganiu chorobom nowotworowym. Z tego powodu tak bardzo interesująca wydaje się perspektywa zbudowania jednej platformy produkcyjnej dostarczającej obu tych substancji w zrównoważony sposób przy zapewnieniu minimalnych kosztów ich wytwarzania. Właśnie taki cel postawili przed sobą uczestnicy finansowanego ze środków ERBN projektu ASTAOMEGA (Implementation of a sustainable and competitive system to simultaneously produce astaxanthin and omega-3 fatty acids in microalgae for aquaculture and human nutrition). „Najważniejszą innowacją wdrożoną w ramach projektu ASTAOMEGA jest wykorzystanie jednego z gatunków alg morskich (Nannochloropsis gaditana), gromadzącego duże ilości kwasu eikozapentaenowego (EPA), który należy do kwasów tłuszczowych omega-3, w celu wytwarzania przeciwutleniacza – astaksantyny”, wyjaśnia Matteo Ballottari, profesor i ekspert w dziedzinie fizjologii roślin Uniwersytetu w Weronie. Tego rodzaju połączone wytwarzanie stanowi wyjątek w przyrodzie, a dodatkowo rozwiązuje problemy występujące od wielu lat w przypadku obecnie wykorzystywanych metod oddzielnej produkcji obu substancji. Przyjrzyjmy się astaksantynie, która stanowi obecnie jeden z najbardziej pożądanych, a jednocześnie niezwykle kosztownych przeciwutleniaczy. Cząsteczki tej substancji wytwarzają różne gatunki mikroalg, które mogą być uprawiane w sztucznych hodowlach przemysłowych, co przekłada się na cenę gotowego produktu – kilogram może kosztować nawet przeszło 2 000 euro. Istnieje co prawda syntetyczny odpowiednik tej substancji, który jest o połowę tańszy, ale nie jest pozbawiony wad. Jednym z głównych problemów stanowi fakt, że jest on wytwarzany z materiałów petrochemicznych, co rodzi pewne wątpliwości związane z toksycznością oraz obawy o możliwości zrównoważonego rozwoju. Z kolei na przeszkodzie rozwoju rynku kwasów omega-3 stoją stosowane metody produkcyjne. Pomimo faktu, że kwasy tłuszczowe omega-3 występują głównie w mikroalgach, producenci skupiają się na pozyskiwaniu olejów z ryb i kryla ze względu na niższe koszty takiego rozwiązania, co powoduje jednak, że sektor ten prawdopodobnie nie będzie w stanie zaspokoić rosnącego popytu. Jak wyjaśnia Ballottari: „To tylko jeden z czynników, do którego należy dodać również przełowienie, zmniejszanie się stad ryb, a także skażenia metalami ciężkimi. W historii były podejmowane próby wykorzystywania mikroalg do produkcji kwasów omega-3, jednak tego rodzaju rozwiązania okazywały się zwyczajnie zbyt kosztowne. Warto także pamiętać o tym, że wiele proponowanych rozwiązań biotechnologicznych, które miały na celu zwiększanie akumulacji lipidów i kwasów tłuszczowych w mikroalgach, powodowały zwiększenie ilości triacylogliceroli oraz spadek zawartości kwasów tłuszczowych omega-3”. Projekt ASTAOMEGA doprowadził do opracowania rozwiązania wszystkich tych problemów dzięki ekonomicznie zrównoważonemu procesowi pozwalającemu na wytwarzanie naturalnej astaksantyny. Proces opiera się na osiągnięciach projektu SOLENALGAE, w ramach którego naukowcy badali mechanizmy molekularne, na których opiera się fotosynteza mikroalg. W wyniku trwających pięć lat badań naukowych uczonym udało się skutecznie poprawić sprawność tego procesu. Badacze skupieni wokół projektu ASTAOMEGA poszli o krok dalej, badając strategie, które miały na celu zwiększenie szybkości wytwarzania mikroalg. Zespół skupił się przede wszystkim na badaniu mechanizmów fotoochronnych oraz ich wpływu na ograniczanie lub zwiększanie wydajności upraw mikroalg, następnie wyselekcjonował jeden ze szczepów Nannochloropsis gaditana, charakteryzujący się wysoką wydajnością produkcji biomasy i wykorzystał go w celu produkcji zarówno astaksantyny, jak i EPA. „W ramach przeprowadzonych badań byliśmy w stanie sprawdzić wydajność produkcji przy różnych skalach. Zaczęliśmy od produkcji na niewielką skalę w laboratoryjnych fotobioreaktorach o pojemności 100 mililitrów, a następnie zwiększyliśmy skalę do 60-litrowych zbiorników przemysłowych. Obecnie planujemy dalsze zwiększenie skali produkcji do 300 lub 1 000 litrów”, dodaje Ballottari. Zespół jest przekonany, że dzięki wykorzystaniu zapotrzebowania rynku na astaksantynę opracowana metoda pozwoli na pokrycie wyższych kosztów produkcji EPA. „Do chwili zakończenia projektu w lutym 2020 roku zakończymy wszystkie procedury mające na celu zapewnienie ochrony naszej własności intelektualnej i przygotujemy biznesplan. W międzyczasie zamierzamy zajmować się dalszym badaniem nowych rozwiązań ukierunkowanych na zwiększanie produkcji i dbanie o zrównoważony rozwój”, podsumowuje Ballottari.
Słowa kluczowe
ASTAOMEGA, omega-3, przeciwutleniacze, kwas tłuszczowy, zdrowie, algi
