Биотехнология микроводорослей

Каковы перспективы использования микроводорослей для получения биотоплива? Как устроен процесс их производства? И какое применение находят микроводоросли в пищевой и медицинской промышленности? Об этом рассказывает доктор биологических наук Дмитрий Лось.

Спектр применения микроводорослей достаточно широк. Во-первых, это нужды медицины. Из микроводорослей получается масса интересных соединений, которые используются в диагностике. Микроводоросли можно применять для синтеза стабильных изотопов, которые применяются в диагностике. Например, можно давать водорослям дейтерированную воду, то есть не H2O, а D2O. После адаптации все соединения в этих водорослях будут мечены дейтерием. Можно продувать микроводоросли смесью, содержащей изотоп CO2 или азота. Тогда мы получим соединения, которые будут мечены стабильными изотопами азота, CO2 и углерода и которые будут пригодны для молекулярной диагностики в медицине. Кроме того, это продуценты антиоксидантов, различные пигменты, такие как бета-каротин, астаксантины и другие пигменты, которые вы вряд ли найдете где-нибудь еще в таком количестве.

Существуют производства микроводорослей открытые, на солнечном свете, и закрытые, которые используют закрытые фотобиореакторы и искусственное освещение. И в том, и в другом случае есть свои плюсы и минусы. Если вам надо получать какие-то определенные вещества для медицины, имеет смысл внести больше затрат, выращивать микроводоросли в асептических биореакторах с искусственным освещением. Вы потратите больше энергии, но зато вы быстрее можете провести этот цикл. Если необходимо просто получение биомассы, есть смысл, наверное, использовать большие площади (открытые водоемы) и солнечный свет. Но тогда вы должны иметь в виду все, что связано с открытыми пространствами: полеты птиц, насекомых — это все попадет в биомассу.

Современное биотопливо представляет собой либо спирты, либо углеводороды. То, что мы используем сейчас, — уголь, нефть, газ, торф — это и есть биотопливо, поскольку эти продукты являются результатом выдержки растений, в основном в течение сотен миллионов лет. Для того чтобы получить биотопливо сейчас, мы должны потратить некоторое количество энергии. Насколько я знаю, современное состояние биотехнологии и биотоплива из микроводорослей таково, что на одну единицу энергии, которую мы получаем, надо затратить 5–6 единиц энергии, которую мы уже имели. То есть это процесс на данный момент нерентабельный. Но технологии развиваются. В 2014 году были опубликованы статьи американских групп, которые способны предложить биобензин по цене 25 американских центов за литр.