تنوع زیستی ریزجلبک ها، ظرفیتی بالقوه در فناوری های زیستی و محیطی

فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 41، تابستان 96

تنوع زیستی ریزجلبک ها، ظرفیتی بالقوه در فناوری های زیستی و محیطی

مریم آخوندیان[1]^*

m.akhoundian@umz.ac.ir

سید دانیال میرحسن نیا ^[2]

چکیده

ریزجلبــک ها گروهی بسیار متنوع از گیـاهان آبزی هستند که امروزه طیف کاربردی گستـرده ای در علم فنــــآوری زیستی یافته اند. این فتوسنتزکنندگان میکروسکوپی، علی رغم نقش مؤثری که در تولید اکسیژن در روی کره زمین ایفا می کنند، به دلیل پراکنش و فراوانی بالایی که دارند تقریبا در تمام آب های روی زمین یافت می شوند. ارزش بالای تغذیه ای و نیز پتانسیل این گیاهان میکروسکوپی در تولید ترکیبات فعـال زیستـی با کاربردهای متنوع دارویی و غـذایی، هم چنین کاربری به عنوان مواد اولیــه خام جهت استخراج سوخت های زیستیِ سازگار با محیط زیست (بیودیزل) و نیز کاربردی که در پایش و پالایندگی آلاینده های محیطی مانند فلزات سنگین، سموم و علف کش ها دارند؛ این گیاهانِ کوچک مقیاس را، در کانون توجه محققین بی شماری در سراسر دنیا قرار داده است. اگرچه پژوهش های فراوانی در سراسر دنیا بر پتانسیل های زیست فنـآورانه ی ریز جلبک ها متمرکز می باشد؛ امـا به نظر می رسد در کشـور ما با وجود دسترسی به منابع آبی و تنوع زیستی بالای ریزجلبک ها به سبب شریط آب و هوایی، تاکنون ظرفیت های بالقوه ی  این منابع با ارزش، مورد توجـه کافی قرار نگرفته است. لذا، این گفتــار مروری است بر ظرفــیت های بالقوه ریزجلبــک ها برای استـفاده در فنــآوری های زیستی نوین که می تواند توجه محققین و علاقمندان به زیست فناوری دریایی را به منظور انجام تحقیقات در این زمینه جلب نماید.

کلمات کلیدی: ریزجلبک، زیست فنآوری، ترکیبات فعال زیستی، محیط زیست، ظرفیت های بالقوه.

مقدمه

جلبک­ها برخلاف گیاهان عالی فاقد ساختارهایی مانند ریشه، ساقه و برگ می­باشند و بر اساس رده­بندی­های نوین با توجه به اصول خویشاوندی مولکولی، علی رغم شباهت­های فراوانی که در دارا بودن کلـروفیل و توانایی فتوسنتز با گیاهان دارند؛ در سلسله دیگری تحت عنوان آغازیان طبقه­بندی می­شوند. جلبک­ها از لحاظ ساختار سلولی یوکاریوت بوده و از نظر تنوع در اندازه، دامنه­ی گسترده ای از ابعاد پیکوپلانکتونی (µ2-2/0) تا گونه­هایی با اندازه­های بیش از 10 متر (جنگل­های کلپ) را در­بر­می­گیرند. بر اساس تخمین­ها حدود 10 میلیون گونه جلبک تا امروز شناسایی شده است که بیش­تر آن­ها در گروه ریز جلبک­ها با ابعاد میکروسکوپی قرار دارند(1). سیانوباکتری­ها نیز گروهی از جانداران پروکاریوت شبیه به باکتری­ها هستند، که پیش از این در گروه جلبک­های سبز – آبی طبقه­بندی می­شدند، اما امـروزه در سلـسه مونــرا و گـروه آرکئوباکتری­ها طبقه­بندی می­شوند. سیانوباکتری­ها علی رغم شباهت­های زیادی که از نظر اندازه و ساختار درونی سلول با باکتری­ها دارند، به واسطه دارا بودن کلروفیل و توانایی انجام فتوسنتز به راحتی از سـایر باکتری­ها متمایز می­گردند. سـیانــو باکتـــری­ها در برخــی منـابع، به عنــــوان نخســتین فتوسنتـز کننـدگان در روی کره زمین معرفـــی می­شوند، که با آزاد کردن اکسیژن از طریق فتوسنتز، امکان شکل­گیری حیات را بر روی این سیاره فراهم نمودند. در این گفتار از اصطلاح عمومی "ریز­جلبک" برای اشاره به هر دوگروه جلبک­های میکروسکوپی و سیانوباکتری­ها استفاده خواهد شد.

صرف نظر از تنوع در اندازه و ساختار سلولی، ریزجلبک­ها تنوع چشم­گیری در نوع رنگدانـه­های فتوسنتـزی از خود نشــان می­دهند که در واقع نوعی سازگاری با میزان نور در محیط محسوب می­گردد. بر اساس نوع رنگدانه­های موجود در جلبک­ها، آن ها را به گروه های سبــز، قرمـز، قهوه ای و طلایی تقســیم می_­کنند که هر گـروه نماینـدگان متعـددی در گـروه

ریز جلبک­ها دارند. ترکیبات فعال زیستی (Bioacive compounds) معمولا به متابولیت های ثانویه ای اطلاق می­شود که توسط ارگانیسم­ها، عموماَ با اهداف خاصی مانند سازگاری با شرایط محیطی، یا مقابلـه با استرس­هایی هم­چون محدودیت منابع غذایی یا تغییـر شرایـط محیطی ساخته می شود و هیچ تأثیــری در هیچ­ یک از مراحــل تمایز ارگانیســم ندارد (2). بسـیاری از این ترکیبات، در گونه­های خاصی از جانداران عملکردهای متنوعی چون ممانعت از خورده شدن (Antifeedant) توسط شکارچیان، جاذب­های جنسی، مواد آنتی بیوتیکی و غیره دارند (2, 3).

برخی از ریزجلبک­ها توانایی سنتز انواعی از ترکیبات فعال زیستـی را دارند که تولید آن­ها به روش سنتـز شیـمیایی بسیار دشوار است. تحقیقات نشان می­دهد که ریزجلبک­ها، قادر به تولید طیف گسترده­ای از مواد فعـال زیستی با اثرات ضد میکروبــی(4)، ضد ویروســی (5)، ضد قــارچ (6)، ضــــد حساسیت (7)، ضد انعـقاد (8)، ضد سـرطـان (9) و ضد آنتی اکسیدانی (10) می­باشند. آن­ها انواع متابولیت­های فعال شیمیایی را در درون سلول خود به عنوان نوعی مکانیسمِ دفاعی در برابر عوامل سخت محیطی و چراکنندگان خود تولید می کنند (11). از سوی دیگر، ریز جلبک هایی مانند Spirulina sp. و Chlorella sp. از سالیان بسیار دور مصارف غذایی داشته و امروزه نیز به عنوان مکمل­های غذایی طبیعی، در جهت تأمین ترکیبات فعال مورد نیاز انسـان­ها و هم چنین، تغــــذیه و پرورش دام های اهــــلی و آبزیـــان به کـار می­رود. عـــــلاوه بر این، مطالعـاتی در زمیـنـه­ ظرفیت پالایندگی ریزجلبک­ها در محیط­های دریایی بر روی فلزات سنگین و سموم کشاورزی انجام شده است، که نتایج امیدوار کننده­ای را منتشر نموده­اند (12-14). در دهه اخیر، ریزجلبـک­ها به عنوان تولیـدکنندگان بالقــوه ترکیبــآات آنتی بیوتیکی معرفی شده­اند. ترکیبات به دست آمده از آن ها بســیار متنــوع بوده و در برگیرنده طـیف گستــرده ای از مواد شیمیایی از جمله آلکالوئیدها، ایندول، ماکرولیدها، پپتیدها، فنل ها،‌ اسیدهای چرب و هیدروکربن های هالوژن­دار می­باشد (15). با این مقدمه می­توان گفت، ریزجلبـک نامی عمـومی برای گروه بسیار مهم و متنوعی از گیاهـان میکروسـکوپی است که در سال­های اخیر با هدف بهره­برداری­های زیست فنآورانه و تولید ترکیبات فعال زیستی و محصولات ارزشمند و پرکاربرد در صنایع غذایی و داروئی و نیز در بحـث پایش و پالایش محیط زیست، به شدت مورد توجـه پژوهشــگران قرار گرفته­است. به نظر می رسد، ریز جلبک ها و سیانوباکتری ها قادر به تولید طیف گسترده و متنوعــی از ترکیبـات فعــال زیستی می باشند که تاکنون به طور کامل استخراج نشده­اند. ایران، به عنوان موهبتی الهی، از منابع غنی ریزجلبکی در دریای خزر و خلیج فارس برخوردار است که توجهـی در خور اهمــیت آن، به ظرفیت های این ریز جلبک­ها داده نشده است. هدف از این مقاله، ارایه مروری بر کاربردهای متعدد زیست فنـــآورانه ی ریز جلبک­ها و نیز بررسی مطالعات صورت گرفته در ایران و سایر کشورها در این زمینه است تا مشوقی برای پژوهش­گران جهت پژوهش در زمینه استفاده از این ظرفیت­ها باشد.

تاریخچه استفاده از ریز جلبک ها

بومیان مکزیک و آفریقا از زمان­های باستان جلبک Spirulina sp. را به عنوان غذا استفاده می­کردند (16). امروزه هنوز هم این جلبک درمکزیک از دریاچه Texcoco  و در چاد از دریاچه­ی Kossorom جمع­آوری شـده و برای پخــت نوعی شیرینی و کیک محلی مورد استفاده قرار می­گیرد. Spirulina sp.  ســــهم بزرگــی در اقتصــاد چــاد دارد، به­طوری که ارزش تجارت محلی آن، بیش از صد هزار دلار تخمین زده شده اســت (17). در حال حاضـر، اســپیرولیـنا به عنوان مکمـل غذایی در کشورهایی مانند تایلند، چین، ایالات متحــــــده و هند، کاربـــرد گسـتـرده ای داشـته و زیست تـــوده­ی این جلبک در استـخرهای روباز به منـظور تولیـــد تجــاری کشت می­شود. برآوردها نشان می­دهند که تولید سالانه جهانی این ریزجلبک در محدودة 3000 تا 4000 تن می باشد (18). ریزجلبک دیگری که از 2000 سـال قـبل به عنوان منبع غذایی باارزش و سالم توسط چینی­ها مورد استفاده قرار می­گیرد، نوستوک (Nostoc sp.) است که متعلق به گروه سیانوباکتری هاست (1, 19). این ریزجلبک با وجود محتوای بالای پروتئین و رنگدانه، چربی بسیار کمی دارد. Nostoc flagelliforme که در چین به نام “fa cai” شناخته می­شود، از مواد غذایی اصلی مردم به شمار رفته و دارای ارزش اقتـصادی بالایی است. N. flagelliforme مقادیر زیادی رنگدانه اکی ننون (Echinenone) و میکسوزانتوفیل (Myxoxanthophyll)، همچنین آلوفیکوسیانین (Allophycocyanin)، فیکوسیانین (Phycocyanin) و کلروفیـــل دارد (1). به عـلاوه، حاوی 19 اسید آمینه است که 8 اسید آمینه از این تعداد، از اسید آمینه­های ضروری برای انسان بوده و 8/35 تا 38 درصـد از اسید آمینه­های کل را تشکیل می­دهند (19). عـلاوه بر این، این جلبک در طب سنتی چین از 400 سال پیش در درمان بیماری های اسهال، فشار خون و هپاتیـت استفاده می­شود. گونه­ ی دیگر Nostoc sphaeroides ، با نام محلـــی “Ge-Xian-Mi” شناخته می­شود که از مزارع برنج در مناطق خاصی از چین جمع­آوری شده و مصارف غذایی دارد (16). Chlorella sp. ریزجلبک دیگری است که کشت آن در سطح تجاری و انبوه انجام می­پذیرد و به عنوان یک ماده غذایی سالم، به شکل پودر یا قرص مورد استفاده قرار می­گیرد. این ریزجلبـک، اولین بار به منظــور کشت آزمایشــی انبـوه، در بوستون آمریکا مورد آزمایش قرار گرفت و بعدها کشت آن در اسراییل، ژاپن و چک اسلواکی دنبال شد (20). نخستین پروژه تولید تجاری Chlorella sp. در ژاپن در سال 1961 و توسـط شـرکت Nihon Chlorella انجــام شــد. به دنبال این تولــید، کارخـانه های تولیـد این ریـزجلبـــک در کشورهایی مانند تایوان، مالزی و اندونزی هم تاسیس شدند. تا سال 1980 تقریبــاً 46 مرکــز پرورش بــزرگ ریزجلبک، در آسیا ایجاد شدند که تولید کننده بیش از 1000 کیلوگـرم در ماه، بیومـاس ریزجلبــک Chlorella sp. بودنــد (21). در تایوان بیش از 70 کمپانی تولید کننده Chlorella sp. وجود دارد و فروش سالانه آن ها به فراتر از 68 میلیون دلار می­رسد (1). در ایران نیز به تازگی متخصصان "شرکت دانش­پژوهان سبز قشم" موفق به تولید نمونه اولیه جلبک Spirulina Platensis در این مرکز شدند که منبع غنی بتاکاروتن و ویتامین‎های ب ۱، ب ۲، ب ۶ و ب ۱۲ و تمـام اسید آمینه‎های ضروری و حاوی مواد معدنی مهمی همانند آهن، کلسیم، فسفر، پتاسیم، منیزیم و نیز منبع غنی از اسیدهای چرب ضروری به ویژه اسید گامالینولئیک (GLA) است. استفاده از ریزجلبک­ها به عنوان دارو قدمتی حتی بیش تر از تحقیقات سیستماتیک بر روی این گیاهان میکروسکوپی دارد (22). اولین گزارش از ترشحات سمی سیانوباکتری ها در سال 1917 توسط "هاردر" هنگامی که مشغول مطالعه بر روی Nostoc punctiforme  بود ارائه گردید و پس از آن مشاهداتی از تأثیر مهاری مواد ترشحی توسط ریزجلبــک ها، بر رشد عوامل بیماری زا و باکتری­ها منتشر گردید (23). پرات و همکارانش (1944) نخستین بار  مخلوطی از اسیدهای چرب (chlorellin) را به عنوان ترکیبات فعال زیستی از Chlorella استخــراج نمودند، که فعـالیت باکتــری­ های گرم مثبت و گرم منفی را در آزمایشگاه مهـار می نمود (23). در دهه 1950 غربالگری سیستماتیک ریزجلبک ها به منظور استخراج ترکیبات آنتی بیوتیک آغاز شد (24). اگرچه در طول دهه های پس از آن بیش تر مطالعات در زمینه استخراج ترکیبات فعال زیستی با خواص دارویی، بر روی ماکروجلبک­ها متمرکز بود؛ زیرا دسترسی به آن ها آسان تر به نظر می­رسید؛ با این وجود، مطالعات در زمینه فعالیت­های ضد میکروبی و ترکیبات ضد باکتریایی ریز جلبک ها نیز به تدریج از دهه 1950 تا 1970 شکل گرفت که اغلب بر کاربرد این ترکیبات در محیط زیست تمرکز داشت (25-31). به عنوان مثال، "سی بورث" (1959) یک گونـه ریز جلبــک sp. Phaeocystis در قطب جنوب شناسایی نمود، که قادر به انتشار موادی است که باعث کاهش رشد باکتری اشرشیا کلی می­شود و همچنین فلور دستگاه گوارش پنگوئن­های که از آن ریز جلبک مصرف می کنند را بهبود می­بخشد و یک سال بعد توانست این ماده شیمیایی فرار (یک اسید اکریلیک) را که مسوول فعالیت­های ضد باکتریایی این ریزجلبک است، شناسایی نماید  (32). در طــول دهه 1960 و 1970 مقاومــت باکتریــایی بـه آنتــی بیوتیک­های موجود، به یک مساله مهم تبدیل شد، به دنبال آن فوریت جستجو برای ترکیبات و متابولیت­های جدید در دستور کار تحقیقات کاربردی قرار گرفت (33). "داف" و همکارانش (1966) در زمره  نخستین کسانی بودند که نیاز به بررسی ترکیبات آنتی بیوتیک مشتق از ریز جلبک ها را، برای اهداف درمانی مطرح کردند. آن ها تأثیر عصاره های آلیِ طیف گسترده ای از ریز جلبک های دریایی را، در شرایط آزمایشگاهی بر روی باکتری های دریایی و خشکی مورد ارزیابی قرار دادند. اگر­چه آن­ها اثر انتخابی عصــاره های جلبکـی را بر باکتری ها مشاهده کردند، اما هم زمان، متوجه نوعی مقاومت باکتریایی به عصاره خام جلبکی نیز شدند (28). در سال 1967، "بروس" و همکارانش گزارش جداسازی دو مشتق کلروفیل a از ریز جلبک Isochrysis galbana را دادند و پیشنهاد کردند که این دو مشتق کلروفیل a، به طور فعال مسوول اثر آنتی­بیوتیکی عصاره های جلبکی مذکور می باشند (29). هم چنین، در سال 1979، مالینگولید (Malyngolide) که یک ترکیب آنتی بیوتیکی است از سیانوباکتریوم Lyngbya majuscula  استخراج شد و آزمایشات تکمیلی نشان داد که این ترکیب اثرات یکسانی در مهار رشدMycobacterium  وStreptococcus  دارد (34). در دهه 1980، نخستین ترکیبات ضد میکروبی برای مصارف دارویی از ریز­جلبک­ها استخراج شده و غربالگری این میکروارگانیسم­های ­فتوسنتزکننده، برای دست یابی به آنتی بیوتیک­ها رایج تر گردید (35-41). لذا، گرچه غربالگری سیستماتیک ریزجلبک­ها برای تولید مواد فعال زیستی در دهه 1950 آغاز شد؛ اما در دهه­های اخیر، ریز جلبک­ها تبدیل به کانون پژوهش­های گسترده محققین، با هدف پیدا­کردن مواد جدیدی که ممکن است به تولید ترکیبات داروئی جدید منجر شود، تبدیل شده­اند.

کاربرد در صنایع غذایی

یکی از چالش­های قرن 21 تأمین غذا با کیفیت مناسب برای انسان­هاست؛ به گونه­ای که این تولید، کم ترین خطر را برای محیط زیســت داشته باشد. از طرفی، رژیم غذایی پرکــالری در کنار سبک زندگی مدرن انسان ها، منجر به ایجاد چالش­های مربوط به سلامتی مانند چاقی، بیماری های قلبی، دیابت و غیره گشته است. لذا، امروزه صنـایع غذایی با تمــرکز بر ارتقـای سلامت مصرف کنندگان، سعی در غنی سازی رژیم­غذایی با افزودن ویتامین ها و مکمل های غذایی دارد. بالا بودن ارزش غذایی و دسترسی نسبتاَ آسان به برخی از ریزجلبک ها سبب گردیده تا از زمان های بسیار دور، این گروه از موجودات در سبـد غــذایی انسان ها و حیوانـات قرار داشــته باشـند. ریز جلبک ها منابع طبیعی سرشاری از کربوهیدرات، پروتئین، فیبــر و آنزیم بوده و مقادیر قابل توجـــهی از ویتامین های گروه ب، ث و آ و نیز املاح معدنی چون ید، پتاسیم، آهن، منیزیم و کلسیم دارند. از سوی دیگر، بسیار کم کالری بوده و می توانند به عنوان مکمل های غذایی در رژیم های غذایی مختلف مورد استفاده قرار گیرند (42). امروزه، روغن های سرشار از اسیدهای چرب غیراشباع و آنتی اکسیدان های موجود در رنگدانه های فتوسنتزی ریزجلبک ها (کاروتنوئیدها)، کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع غذایی دریائی یافته است. در میان ریزجلبک ها، گونه های Chlorella vulgaris، Haematococcus pluvialis، Dunaliella salina و Spirulina maxima در حال حاضر به طور گسترده ای در جهان برای تولید مکمل های غذایی برای انسان ها و به عنوان مواد افزودنی مغذی به غذای دام ها استفاده می شوند. ریز­جلبک­های مذکور، به دلیل محتوای پروتئینی و ارزش غذایی بالایی که دارند و نیز به سبب اینکه پرورش آن ها به طور مصنوعی بسیار ساده است، شناخته شده ترین گونه ها محسوب می گردند (43, 44).   Spirulina maximaمنبعی سرشار از پروتئین‌ها (45)، اسیدهای چرب غیراشباع (46)، رنگدانه‌ها (47, 48)، ویتامین‌ها و فنول‌ها (45, 49) است، که به عنوان یکی از مغذی ترین مکمل های غذایی، شهرتی جهانی یافته است. ریزجلبک Chlorella sp. در گروه جلبک های سبز که در آب شیرین رشد می‌کند، در تایوان، ژاپن، مالزی و فیلیپین کشت شده و مصرف خوراکی دارد. این جلبک هم چنین، به دلیل محتــوای پروتئینــی بسیار بالایی که دارد (53 تا 65%)، در سفرهای فضایی به عنوان یک منبع غذایی برای فضانوردان استفاده می‌شود (50).  در سال های اخیر، تولید "پروتئین های جلبکی بافت دار" که به اختصار TAP(Texturized Vegetable Protein) نامیده می شود، کاربرد جلبک ها در صنایع غذایی را رونق بخشیده است. TAP با نام های تجاری مختلف، به عنوان جایگزین مناسبی برای گوشت در رژیم های غذایی مطرح است. برای تولید این نوع پروتئین ها، از فنآوری های خاصی برای استخراج پروتئین های جلبکی استفاده می شود، که محصول به دست آمده دارای ماده­ی زمینه ای اسفنجی شکل و فیبردار است و از نظر ساختار بسیار شبیه به گوشت می باشد (51) .

از Chlorella vulgaris ترکیبات نگهدارنده طبیعی استخراج می شود، که به عنوان مواد نگهدارنده میوه و سبزیجات به کار می‌روند[52]. Dunaliella salina که امــروزه با روش های نوین و در مقیاس بسیار زیاد در دنیا به عنوان منبعی از بتا-کاروتن و گلیـسرول پرورش داده می‌شود نیـــز، از ریزجلبک های مطرح در صنایع غذایی است. از بتاکاروتن برای تولید رنگ های خوراکی و مکمل های ویتامین ث استفاده می‌شود. هم چنین برای افـزایش رنگ گوشت ماهی و زرده ی- تخم­ مرغ و رنگ زرد مارگارین و نیز به عنــوان افزودنی به غذای دام ها برای افزایش سلامتی و باروری مورد استفاده قرار می گیرد (42). بتـاکاروتن طبیعی به دلیل خواص فیزیکی ویژه­ای که دارد، دارای مزایایی نسبت به بتاکاروتن مصنوعی است، به ویژه اینکه بتاکاروتن طبیعی محلول در چربی است و عامــل مؤثری بر ضد سرطان و بیماری های قلبــی به شمار می رود. اخیراً مؤسسه ملی سرطان اعلام کرده است که بتاکاروتن دارای خواص ضدسرطانی است. بدین ترتیب، یافته‌های جدید منجر به افزایش تقاضا برای بتاکاروتن طبیعی جهت استفاده در صنایع غذایی شده است. اگرچه محدودیت­هایی نیز در کاربرد بتا کاروتن طبیعی در صنایع غذایی وجود دارد، زیرا رنگ‌های حاصل از این ترکیب طبیعی، در برابر نور پایــدار نبوده و با طبـخ غذا بی‌رنگ می‌شوند. اما علی رغــم این محدودیت­ها، تقاضای بازار برای رنگ های غذایی طبیعی حاصل از ریزجلبک­ها بسیار افزایش یافته است (42). امروزه، ریزجلبک‌ها را به عنوان مکمل‌های غذایی یا رنگ‌های طبیعی غذا، به غذاهایی مانند پاستا و اسنک یا نوشیدنی‌ها می‌افزایند (43).

ریزجلبک ها نه تنها در تغذیه انسان ها نقش مهمی دارند، بلکه منابع غذایی بسیار مناسبی برای صنایع آبزی پروری و تغذیه آبزیان پرورشی می باشند. از ریزجلبک ها می توان به عنوان غذای زنده در تغذیه ی صدف ها (اویسترها، کلم ها و ماسل ها) و نیز توتیا و خیار دریایی استفاده نمود. هم چنین برای پرورش لارو ماهی ها و نیز افزایش زیست توده ی زئوپلانکتون ها در مراکز پرورش ماهی به کار می روند (52).

استفاده از ریزجلبـک­ها به عنوان یک منبع غذایی برای پرورش آبزیان، این مزیـت را دارد کــه می توانــد بــدون تأثیــرپذیـــــری از تغییرات اقلیمی و آلودگی محیط زیست، در مخزن های بسته به صورت کاملا بهداشتی کشت شده و بدون ریسک وجود آلودگی، در صنایع آبزی پروری مورد استفاده قرار گیـــرد. برای مثال، در  یک مرکز پرورش دوکفه­ای ها  در هوکایدو، از Chaetoceros calcitruns برای تغذیه صدف ها استفاده می شود. بدین ترتیب امکان پرورش ایمن و پایدار صدف‌ها، بدون نگرانی از عواملـی که سبب کاهش حجـــم تولید آنها می­گردد، مانند کاهش منابعِ غذاییِ در دسترس به دلیل شرایطِ بد آب‌ و هوایی و یا شیوع بیماری های ویروسی در صــدف‌ها به دلیل استفـــاده از منابع غذایی آلــوده، در این مرکز فراهـم است (53).

 ریزجلبک­هایی که امروزه بیشترین کاربرد را در صنایع آبزی‌پروری دارند عبارتند از جنس های Chlorella، Tetraselmis، Isochrysis، Pavlova، Phaeodactylum،Chaetoceros ، Nannochloropsis، Skeletonema و Thalassiosira.  از انواع ریزجلبـک‌های مورد استفاده برای تغــذیه لاروها نیز می توان به جنس های Chaetoceros، Thalassiosira، Tetraselmis، Isochrysis و Nannochloropsis. اشاره نمود که به طور مستقیم یا غیر مستقیم خوراک لاروهای­پرورشی می‌شوند (21).

روش های غیر مستقیم استفاده از ریزجلبک‌ها شامل استفاده از آن ها برای پرورش زئوپلانکتون­هایی چون آرتمیا، روتیفر، و دافنــی است که به نوبــه خــود به عنوان منابع غذایی برای لارو ماهی­ها استفاده می شوند. چندین شرکت تولیدکننده خوراک‌های آبزی‌پروری در دنیـــا، از Chlorella و Spirulina و یا ترکیب آن دو برای تولید­محصولات استفاده می کنند. از ریزجلبک‌هایی مانند Dunaliella salina، Haematococcus pluvialis و Spirulina sp.  نیز به عنـــوان منابع طبیعی رنگدانـــه‌ها، در مراکز پرورش میگو، ماهی آزاد و ماهیان زینتی به منظور ایجاد رنگ در آنها استفاده می‌شود. طی چهار دهه ی اخیر، چند صد گونه ریزجلبک به عنوان غذای آبزیان مورد مطالعه قرار گرفته است، درحالی که امروزه تنها کمتر از بیـست گونه در آبزی‌پروری مورد استفاده قرار می‌گیرند. عـــلاوه بر این، ایده ی استفــاده از ریزجلـبک‌ها به عنوان منبع تغذیه برای دام ­های اهلی نیز مطرح است. امروزه، از ذرت و دانه‌های دیگر برای خوراک‌ دام­ها به منظور تولید گوشت استفاده می‌شود و به طور میانگین به ازای تولید هر کیلوگرم گوشت گوساله، 11 کیلوگرم دانه به مصرف تغذیه دام می رسد. در قرن حاضر، که نگرانی‌های مربوط به کمبود غذا ناشی از افزایش جمعیت وجود دارد، این سؤال مطرح است که استفاده از دانه های غذایی، برای تولید گوشت دام ها تا چه حد مقرون به صرفه است. از طرفی ریزجلبک‌ها حاوی مقادیر مناسبی هیدرات های کربن، پروتئـین، چربی و مواد معــدنی بوده و می­توانند به عنوان منبع تغذیه ای برای پرورش دام های اهلی، به منظور تولید گوشت از آنها، مورد استفاده قرار گیرند (53).

در حوزه پرورش حیوانات اهلی، ریزجلبک Spirulina  و تاحدی  Chlorellaبرای تغذیه بسیاری از حیوانات مانند گربه، سگ، ماهی آکواریومی، پرنده‌های تزیینی، اسب، ماکیان و گاو به کار می‌روند (21).

امروزه اهمیت اسیدهای چربِ غیراشبـــاع بلند زنجــیره (اسیدهای چــرب امگا) ماننــد اسید ایکوزاپنتانوئیک (EPA or also icosapentaenoic acid )، اسید دوکوزاهگزانوئیک (DHA) و اسید آراشیدونیک، در تغذیه انسان بر کسی پوشیده نیست. این ترکیبات به وفور در روغن ماهی یافت می شوند. در حالی که ماهی قادر به سنتز این ترکیباتِ باارزش نیست، بلکه منشاء آن ها ریزجلبک‌هایی است که توسط ماهی خورده می‌شوند (50). از آنجا که در سال های اخیر صید جهانی ماهیان کاهش یافته است، لذا محققین به فکر ایجاد روش­های کشت صنعتی برای تولید ریزجلبک­ها و استخراج این اسیدهای چرب با ارزش از آن ها افتاده اند.

هم چنین، استفــاده از ژن‌های ریزجلبــک برای تولیــد اســید دوکوزاهگزانوئیک و اسید آراشیدونیک در گیاهانِ تراریخته نظیر سویا، دانه کتان، تــوتــــون و تنباکو گزارش شده است و تولید اسید دوکوزاهگزانوئیک در سویا و خردلِ (Brassica juncea) تراریخته، با افزودن ژن‌های ریزجلبکی که برای تولید این دو اسید چرب لازمند به مجموعه­ی ژن­های این گیاهان، اثبات شده است (54).

از طرفی، استــفاده مستقیم غذایی از ریز جلبک‌هایی که تولیدکننده‌های اولیـه ی این اسیدهای چرب غیراشباع بلند زنجیره هستند، نیز می تواند کارآمدترین روش، برای افزودن این مواد غذاییِ با ارزش به رژیم غذایی باشد. بسیاری از کشورهای جهان از جلبک­‌های دریایی به عنوان کودهای کشاورزی استفاده می‌کنند. امروزه از جلبک قهوه‌ای برای استخراج ریزمغذی‌ها و درشت مغذی‌ها ،برای کودهای گیاهی خاص و مکمل‌های غذایی حیوانات استفاده می‌شود. جلبک قهوه‌ای خشک حاوی تقریباً 50% ماده معدنی است. برای مثال Ascophyllum nodosum دارای 55 عنصر ریزمغذی کمیاب است (55). در سال های اخیر، استخراج ترکیبات فعال زیستی از ریزجلبک ها با اهداف تغذیه ای به شدت مورد توجه محققین قرار گرفته است. لیست برخی از ترکیبات فعال زیستی جلبکی در جدول 1 خلاصه شده است (42).

جدول 1- برخی از ترکیبات فعال زیستی استخراج شده از ریزجلبک ها (1, 56)

کاربرد درحوزه سلامت و صنایع دارویی

ریز جلبک ها قادر به سنتز ترکیبات فعال زیستی متنوعی هستند که در بین این ترکیبات، موادی با خواص درمانی منحصر به فرد دیده می شود. بررسی ها نشان داده است که، میکروارگانیسم های دریایی دارای پتانسیل بالایی در تولید ترکیبات دارویی طبیعی هستند (57). برای مثال، ماده فعال ضد میکروبی موجود درعصاره به دست آمده از ریزجلبکChaetocerosmuelleri  ترکیبی از اسیدهای چرب است؛ درحالی که ترکیبات ضد میکروبی شناسایی شده در عصاره های به دست آمده از Dunaliella salina نه تنها شامل چند نوع اسید چرب، بلکه ترکیباتی مانند  آلفا و بتا یونون، بتا نئوفیتادین، سیکلوسیترال و فیتول نیز می باشد (58). سویه های مختلفی از سیانوباکتری ها، قادر به تولید متابولیت های درون سلولی و برون سلولی با فعالیت های متفاوتی مانند خواص ضد باکتریایی، ضد قارچی و ضد ویروسی می باشند. تحقیــقات متعــددی، خاصیت ضدسـرطانـی، تقویت سیستم ایمنی، سـم‌زدایی، ضـــد دیابت، ضد التهاب، ضد فشار خون و خواص گوارشی ریزجلبک‌های Chlorella و Spirulina را اثبات نموده است (59). استفاده از ریزجلبک ها به عنوان منابع تولید آنتی بیوتیک ها مزایــــای بسیاری دارد. از جمله این که آن ها دارای تنوع و پراکنش بسیار زیادی هستند (21, 24)، قـــادر به رشــد در مخــــازن زیســـتی در مقیاس انبوه و با استفاده از محیط های کشت ارزان قیمت بوده (23, 24) و قابلیت نگهداری به روش انجماد را نیز دارند (60).

اثرات  ضد باکتریایی

امروزه مسالـــه­ی افـزایش مقاومت باکتـــری ها نسبت به آنتی بیوتیک های موجود، باعث تشویق محققین به استفاده از منابـــع جدید آنتی بیوتیکی و تمرکز بر استخراج ترکیبات فعال زیستـــی از منابـــع جایگزین گردیــده است. یکی از این منابـــع جایگزین، ترکیبــات بالقـــوه موجود در ریزجلبک های یوکاریوت و سیانوباکتری های دارای کلروفیل a می باشد، که پتانسیل بالایی در تولید متابولیت های ثانویــــه با خواص آنتی بیوتیکی و وزن مولکولی کمتر از 3000 دالتون دارند (61). متابولیت های به دست آمده از ریزجلبک های یوکاریوتی بسیار متنــوع بوده و در برگیرنده طیف گسترده ای از ترکیبات شیمیایی از جمله آلکالوئیدها، ایندول، ماکرولیدها، پپتیدها، استوجنین ها، ترپن ها، فنل ها، ایزوپرنوئیدها، پلی­کتیدها ، پپتیدهای غیر ریبوزومی ، اسیدهای چرب اشباع نشده و هیدروکربن های هالوژنه فرار می باشد (15, 62)[14] که تعدادی از این ترکیبات، توانایی مهار رشد میکروارگانیسم های بیماریزا  را دارند (61) و فعالیت ضد باکتریایی علیه عوامل بیماریزای انسانی دارند (63, 64). بسیاری از این ترکیبات را می توان به آسانی و با ایجاد شرایط محیطی خاص برای این میکروارگانیسم­ها، تولید نمود (65).

امروزه در مناطق مختلف دنیا، عصاره های قطبی و غیرقطبی مستخرج از سیانو باکتری ها، برای ارزیابی فعالیت­های ضد باکتریایی مبتنی بر سنجش آزمایشگاهی سلول ها، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بسیاری از مطالعات برروی ارزیابی اثرات آنتی بیوتیکی عصاره های جلبکی، نشان داده که گونه های جمع آوری شده از زیستگاه های مختلف (به عنوان مثال خاک، دریا و آب شیرین) حاوی منابع غنی از مواد مهارکننده­ی رشد باکتری های گــرم مثبت و گــرم منفی هستند (39, 66-73). با این حال، اطلاعات کافی در مورد این ترکیبات در دست نیست. تخریب دیواره سلولی باکتری های گرم مثبت و گرم­منفی (شامل استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین یا MRSA)، تحت تأثیر مقادیر بسیار جزئی عصاره ریزجلبــک Phaeodactylumtricornutum را، به ترکیب اسید ایکوزاپنتانوئیک که توسط این دیاتومه سنتز می شود نسبت داده­اند (74). این ترکیب، نوعی اسید چرب امگا 3 است که عمدتا در ترکیبات دیواره سلولی ریزجلبکهای مناطق قطبی یافت شده و از آنجایی که برای زئوپلانکتون های چراکننده از این ریزجلبک­ها سمی می­باشد، نوعی مکانیسم دفاعی برای این ریزجلبــک­ها محســوب می­گردد (75). همچــــنین، این اسیدچرب به عنوان پیش ماده ی سنتز ترکیبات آلدئیدی به کار می­رود، که این ترکیبات، بر روی زئوپلانکتون های چراکننده (کوپه پودا) از این ریزجلبک ها، اثرات زیان آوری دارند و لذا، نقش بازدارنده ای بر روی چرای آنها ایفا می نماید (76). اسید هگزادکاترینوئیک موجود در عصاره P. Tricornutum نیز فعالیت ضد باکتریایی علیه باکتری بیماریزای گرم مثبتStaphylococcusaureusنشان داده است. در تحقیق دیگری، مقادیر زیادی از اسید پالمیتولئیک و سایر اسیدهای چرب فعال زیستی در مورفوتیپ دوکی شکل P. tricornutum شناسایی گردید که حتی در غلظت ناچیز (میکرومول) فعالیت ضدباکتریایی بر روی باکتری های گرم­مثبت داشــــته و بلافاصــله پس از مجاورت با باکــتری ها، اثر کشنده خود نشـــــان می دهد (77). عصاره ی سلولی گونه های مختلف ریزجلبک های یوکاریوتی، اثرات مهارکننده ای بر روی هر دونوع باکتری های گرم مثبت و گرم منفی و نیز بر روی Mycobacterium tuberculosis نشان داده است (78-82). ریزجلبــکP. tricornutum  می تواند حتـــی در مقادیر بسیار جزئی (در حد میکرومول)، سبب تخریب دیواره سلولی در هر دوگروه باکتری های گرم مثبت و گرم منفی (حتی MRSA) گردد و به نظر می رسد که این عمل تخریبی، مربوط به وجــود اسید ایکــوزاپنتانوئیــک در عصــــاره ی این ریزجلبک می گردد (74, 76). عصــاره ی مــایع اتانولی به دست آمده از ریزجلبک Haematococcus pluvialis (در مرحله ی قرمز)، اثر آنتی باکتریال بر روی باکتری گرم­منفی E. coli و باکتری گرم مثبت S. aureus نشان می دهد که این اثر مربوط به وجود اسیدهای چرب کوتاه زنجیره به نام اسید بوتانوئیک و اسید متیل لاکتیک می باشد (83). ترکیبات به دست آمده از عصاره ی خالص سازی شده ی ریزجلبک Scenedesmuscostatum، اثرات ضدباکتریایی در مزارع پرورش ماهی نشان داده است و این اثرات به وجود اسیدهای چرب بلند زنجــیره (بیشتر از 10 کربنــه) در ساختمــــان این ترکیبات، که سبب القاء لیز در پروتوپلاست سلول های باکتریایی می­گردند، نسبت داده شده است. اثرات ضدباکتریایی اسیـدهای چرب  و توانایی این ترکــیبات در ایجاد اختــلال در رشد و بقاء باکتری ها، اندک زمانی است که اثبات گردیده است (84)، با این وجود، مطالعات اخیر در رابطه با ساختار و عمــلکرد این ترکیبــات نشـان می دهــــد که این توانایـی به هر دو عامـل طول زنجـــیره و درجه اشبـاع شدگی اسیدهای چرب بستگی دارد (85).

در میان اکسی لیپین های مستخرج از ریزجلبــک ها، اثرات ضد باکتریایی آلدئیدهای اشباع نشده بسیار شایان توجه است. این ترکیبات بوسیله گونه های مختلف دیاتوم ها مانند Skeletonemacostatum و Thalassiosira rotula ساخته می شوند. یکی از این ترکیبات دکادینال است که احتمالا از مشتقات اسید آراشیدونیک اشباع نشده (C20:4 n-3) بوده و فعالیت ضدباکتریایی بسیار قوی بر روی انواع مهمی از باکتری های بیماری زای انسانی از جمله MRSA و Haemophilusinfluenza (به ترتیب با حداقل غلظت بازدارنده (MIC) برابر 8/7 و 9/1 میکرگرم بر میلی لیتر) نشان می دهد. هم چنین ، اثر مهاری این ترکیب بر روی رشد و بقای باکتری های E. coli و Pseudomonas aeruginosa و نیز Staphylococcus aureus و Staphylococcus epidermidis اثبات گردیده است. این ترکیب همچنین، سبب اختلال در رشد طیف متنوعی از  باکتری های دریایی گرم منفی مانند Aeromonas hydrophila، Listonella anguillarum، Alteromonas haloplankti، phosphoreum Photobacterium وimmobilis  Psychrobacter و گرم مثبت مانند Planococcus citreus و Micrococcus luteus      می گردد (77). این یافته ها می تواند پتانسیل ریزجلبک ها را برای تولید ترکیبـــات ضد باکتریایی و تهــیه بسـیاری از آنتـی بیوتیک های جدید نشان دهــد. از سوی دیگر، برخــی از مطالعات، نوعی اثر مهاری اختصاصی عصاره ریزجلبـــکی را بر روی باکتری های گرم مثبت مقاوم، از جمله  MRSA ­نشان داده است (86, 87). این یافتـه های جالب توجـه، با توجـــه به نیاز فوری به تولید آنتی بیوتیک­های موثر در برابر ارگانیسم­های گرم مثبتِ مقاوم مانند استافیلوکوک مقاوم به متی سیلین، پنوموکک مقاوم به پنی سیلین و اریتـرومایسین و  نیز انتروکوکِ مقـــاوم در برابــر وانکــومایســین می باشد (88). با این حال، تعداد مطالعـات متمرکز بر جداسازی و شناسایی این متابولیت های آنتی­باکتریایی هنوز هم بسیار کم است و علاقه محققان بیشتر به سایر میکروارگانیسمها، از جمله اکتینومیست هایی که در حال حاضر برای تولید آنتی بیوتیک شناخته شده تر هستند، معطوف می باشد. پژوهش­های متعددی در سرتاسر دنیا در دهه های اخیر با هدف استخراج ترکیبات آنتی بیوتیکی و ارزیابی اثرات آن ها بر باکتری ها صورت پذیرفته است که مواردی از آن ها در جدول 2 خلاصه شده است.

جدول2-برخی ترکیبات آنتی باکتریایی استخراج شده از ریزجلبک ها

سوال باقی مانده این است که تحت چه شرایطی این ترکیباتِ فعال زیستی تولید می شوند و یا سنتز آن ها افزایش می یابد؟ کدام گونـه های باکتریایی نسبت به این ترکیبات فعال حساس­ترند و این ترکیبات، چگونه و با چه مکانیسمی بر روی باکتری ها عمل مهاری اعمال می کنند (100). به نظر می رسد تولید متابولیت های ثانویه در گونه ها و حتی سویه های مختلف ریز جلبــک ها متفاوت است (101) و احتمالا به شرایط محیطی نیز وابسته است. از آنجا که تولید مـواد فعــــال زیستی تحت عنوان متابولیت های ثانویه، در ریزجلبک ها، به منظور کمک به زنده ماندن آن ها در شرایط نامطلــوب محیطـی رخ می دهد (101)؛ بنـــابراین ، تغیـیر در درجه حرارت، نور، اسیدیته و شـوری محیط کشت و نیــز در دسترس بودن مواد غذایی، به طور مؤثری بر سنتز مواد فعـال زیستی در ریز جلبک ها اثر می گذارد (102-105). بنابراین، ارزیابی دقیق از مراحل و شرایط رشد هر سویه، هنگام مطالعه تولیداتِ ضد باکتریایی آن ضروری است. "الوطنی" و همکارانش (2012) فعالیت ضد باکتریایی عصاره ریز جلبکهایی که در خاک های صحرایی قادر به زیستن در درجه حرارت های بسیار بالا می باشـند را مـورد ارزیـابی قـرار دادند. نتــایج ایــن مطالعات نشان داد که، عصاره ی سویه های انتخاب شده از سیانو باکتری های مذکور، مانع رشد باکتری ها، به ویژه  باکتــری گرم منفــی Shigella sonnei  می گردد (106). از آنجا که آنتــی بیوتیــک ها معمولا بر روی باکتـری های گرم منفی - به دلیل دارابودن دیواره سلولی با ساختار پیچیده چند لایه ای- کم تر اثرگــذار هستند (107)؛ لــذا، نتــایج این تحقیق می تواند نویدی از تولید نسل جدید آنتی­بیوتیک­های مؤثر بر باکتری های گرم منفی باشد. نتایج مشابهی نیز در تحقیق به عمل آمده بر روی عصاره ی سلولی سیانوباکتری­های جمع آوری شده از چشـمه های آب گرم در ایران، در مهــار رشـد باکتـری ها،  به خصــوص باکتـری های گـرم مثبــت بـه دسـت آمده است (108). "دبرو" و "وارد" (1979) دریافتند که، فعالیت های ضد باکتریایی در برخی از ریز­جلبک­های آب شیرین، با زمان برداشت آنها رابطه مستقیم دارد (109). "کوپــر" و همـکارانش (1983) هنــگام مطالــعـه بــر روی دیاتوم ها، نتایج مشابهی را به دست آوردند و مشاهده کردند که مرحله ی رشدی سلول دیاتــوم در زمان برداشـت، به عنوان یک عــامل تاثــیرگذار هنگــام ارزیابی فعالیـت ضــد باکتریایی عصاره این ریزجلبک مطرح بوده و فعالیت های آنتی باکتریایی شدیدتر، در فــازهای ثابت چرخـه ی حیـات این ریزجلبک مشاهده می گردد (110). در این زمینه، اثر محدودکنندگی مواد غذایی و اثرکنترلی نور و دما نیز بر روی غلظت خارج سلولی نارکاروتنوئید که یک ترکیب ضد باکتریایی تولید شده توسط دینوفلاژله های دریایی گونه­ی Prorocentrum cordatum می باشد نیز، به اثبات رسیده است (111). "کستمون" و همکارانش (1994) نیز متوجه شدند که تغییــرات در غلظــت CO₂ و شــدت نور محیــط، از عوامل تأثیرگذار در تحریک Scytonema sp. برای تولید ترکیبات ضد باکتریایی است (112). تحقیقات دیگر، تاثیــر در­دسترس بودن مواد غذایی را، بر روی فعالیت ضد میکروبی عصاره ی گونه های(C-525) Dunaliella primolecta و (HS-101) Chlorococcum sp.  بر MRSA نشان دادند (86). عصاره سلــول های ریزجلبـک D. Primolecta کشت داده شده در محیط های کشت با غلظـت های مختـلف از سولفات منیزیم و کلرید کلسیم، افزایش فعالیت آنتی­بیوتیکی را نشان داد. علاوه بر این، pH نیز یک عامل کلیدی برای کنترل فعالیت ضد میکروبی Synechococcus leopoliensis   بـــر روی Staphylococcus aureus می باشد. اگرچه این ریزجلبک در محدوده گسترده ای از pH رشد می نماید (10-5)، اما تولید ترکیبات ضد باکتریایی تنها در 9-7pH= صورت می پذیرد (113). به نظر می رسد مسیرهای تولید متابولیت­های ثانویه، به طور مستقیم در ارتباط با مسیر تولید متابولیت­های اولیه در ریزجلبک ها باشد (114، 115). مکانیسم دقیق اثر مهاری اسیدهای چرب بر روی باکتری­ها تاکنون ناشناخته مانده است. ممکن است ایـن اثــر بر بخش های مختلفی از سلول اعمال گردد، اگرچه بیش ترین احتمـال بر ایـن اســت که، اندامــک هدف در این مورد، غشای سلولی باشد؛ زیرا آسیب غشایی، سبب نشت سلولی و کاهش جذب عناصرغذایی توسط سلول و نیز توقف تنفس­سلــــولی می گردد (15). از ســوی دیگـــر، "دســبــویز" در آزمایشات خود، احتمال وقوع یک فـرایند پراکسیداتیــو را در اثر آسیب غشایی مطرح نموده است (79).

 اگرچه بسیاری از مطالعات انجام شده به روش های استاندارد بوده است، اما این احتمال نیز قویا وجود دارد که غلظتی که قادر به مهار یا  از بین بردن باکتری در محیـط آزمـایشــگاه می شود، نتایج کاملا مشابهی در داخل بدن نداشته باشد؛ لذا برای تولید دارو در مقیاس صنعتی، باید حداقلِ غلظت بازدارندگی (MIC) ترکیبات استخراج شده در بدن انسان، توسط مؤسسات استاندارد بالینی و آزمایشگاهی مورد تأیید قرار­گیرد. اگرچه هنوز نیاز به تحقیقات بیشتر در زمینه ی میزان سمیت، دسترسی زیستی و اثرات این متابولیت های جدید در درون بدن وجود دارد؛ زیرا این احتمال وجود دارد که، ترکیبات آنتی باکتریایی مستخرج از ریزجلبک ها، به دلایلی هم­چون، بروز مســمومیـت در درون بدن و یا عـدم فعالیــت در محیط داخلی بدن، نتوانند کاربرد داروئی مناسبی در جهت حذف باکتری­ها داشته باشند (24). 

اثرات ضد ویروسی

ویروس­ها عوامل بیماری­زایی هستند که به دلیل نیازهای حیاتی بسیار ساده و راه های انتقال گسـترده ای که دارند، معمولا سبب بروز بیماری­هایی با شیوع ناگهانی و همه گیری بسیار بالا در جوامع حیاتی می گردند. با توجه به ظهور و گسترش تعدادی از بیماری های عفونی ناشی از ویروس­ها مثل آنفولانزا، هپاتیت و ... و نیز عدم وجود راه های پیشگیرانه جهت مـبارزه با این عوامل بیماری زا، همواره رعب و وحشــتی نسبــت به این موجودات میکروسکوپی در جوامع انسانی وجود داشته است. لذا محقـقین در پی یافتن ترکیباتی هستند که بتوانــند از نفوذ ویروس ها به درون سلول ها جلوگیری کرده و یا مانع تکثیر آن ها در سلول های میزبان گردند. اگر چه تاکنون چندین داروی ضد ویروسی به طور اختصاصی برای ویروس ها تولــید شده است، اما وقــوع مداوم جهــش­هایی که منــجر به مقاومت ویروس در برابر دارو می گردد، در این زمینه مشکلاتی را ایجاد نموده است. لذا همواره نیاز به ترکیبات فعال ضد ویروسی جدید وجود دارد. در سال های اخیر کشف موادی با خاصیت ضد ویروسی که از ترکیبات فعال زیستی مشتق گردیده اند، امیدهای زیادی را برای مقابله با ویروس ها ایجاد نموده است. در این میان ریز جلبک ها به عنوان تولیدکنندگان بالقوه ترکیبات ضد ویروسی مورد توجه خاصی قرار گرفته­اند (24).

فعالیت ویروس ها به طور کلی به سه مرحله تقسیم می شود و مقابله ضد ویروسی می تواند در هریک از این سه مرحله صورت پذیرد: مرحله اول یا فاز آلودگی، که مرحله ی تهاجم به سلول میـزبان و اتصـال به آن اسـت؛ مرحله دوم یا فاز بیـماری، که در طی آن ویـروس، سـلول میــزبان را مجــبور به سنتـز نسخه های متعدد از ویروس می نماید و مرحله سوم، یا فاز بلوغ و انتشار که سبب پارگی سلول میزبان و انتشار ذرات جدید ویروس می گردد. به عنوان مثال، ترکیب ضد ویروس آسیکلوویر، فعالیت ضد ویروسی خود را علیه ویروس هرپس سیمپلکس (HSV)، در مرحله دوم یا فاز بیماری ویروس اعمال می نماید، اما ترکیب ضد ویروس هرپس سیمپلکس موجود در عصاره ریزجلبک sp. Dunaliella، فعالیت ویروس را در همان مرحله اول یا فاز آلودگی متوقف می نماید (116، 117). تحقیقات نشان داده است که پلی ساکاریدهای سولفاته به دست آمده از ریز جلبک های دریایی، قادر به ایجاد اختلال در مرحله اول برخی از ویروس ها می باشند و در این مرحله با ویروس ها بر سر اتصال به گیرنده های سطح سلولِ میزبان رقابت می کنند و در نتیجه جایگاه های اتصال ویروس ها را کاهش داده و مانع از اتصال آن ها به سلول­های میزبان می­گردند. نتایج استفاده از این مشتقاتِ ریزجلبکی در مقابله با ویروس ها، به دلیل گســتردگی طیـف اثر آن ها در رقابت با ویروس­های مختلف )به عنوان مثالHSV  و (HIV-1 بسیار امیدبخش بوده است (118). ظاهراَ، اثر مهاری این ترکیبات، ناشی از تعامل با بار مثبت موجود در سطح ویروس و یا در سطح سلول است (15). پلی­ساکاریدهای سولفاته ضد ویروس، تاکنون از گونه های مختلفی از ریز جلبک های قرمز استخراج شده اند و عمدتا شامل زیلوز، گلوکز و گالاکتوز می باشند که در برابر تغییرات شدید pH و دما نیز بسیار مقاومند(119).

یکی از تحقیقات اخیر نشان داده است که، پروتئین‌های جلبکی می‌توانند از ورود ویروس ایدز (HIV) به درون سلول ها جلوگیری کنند. واکسن HIV تولید شده از نژاد اصلاح شده ای از جلبک‌ها، می‌تواند همراه با تکنیک های دفاعی دیواره سلولی، موجب عایق بندی سلول نسبت به محیط گردد و به این وسیله از ورود ویروس به درون سلول جلوگیری نماید. هم چنین پلی­ساکاریدهای سولفاته مستخرج از ریزجلبک ها، با مهار انتخابی آنزیم ترانس کریپتاز معکوس (Reverse transcriptase)، مانع تولید ذرات ویروسی جدید در مرحله دوم آلودگی ویروسی می گردند (120).

از دیگراثرات ضد ویروسی مهم شناخته شده برای پلی ساکارید­های سولفاته مستخرج از ریزجلبک ها، اثر بر روی دو گونه رابدوویروس پوشش دار است که عامل ایجاد سپتی سمی خونی ویروسی (VHSV: Viral Hemorrhagic Septicemia Virus) در آزاد ماهیان و تب خوکی آفریقایی ویروسی (ASFV: African swine fever virus) بــــــــوده و از این نظر اهمیت اقتصادی قابل توجه ای دارند (جدول 3).
عصاره ریز جلبک های دریایی در هچری آزاد ماهیان می تواند نقش پیشگیرانه­ای نسبت به آلودگی ماهیان به این دو ویروس ایفا نماید و این احتمال وجود دارد که علاوه بر آن، بر روی سایر ویروس­ها و حتی ویروس­های بیماری­زا در پستانداران نیز مؤثر باشد. لذا، به نظـر می رسـد استفاده از این ترکیبات فعال زیستی، گزینه بسیار مناسبی به خصوص در تولید مواد ضد ویروسی باشد، زیرا به دلیل عملکرد پلیوتروپی آن­ها، احتمال اینکه وقوع جهش در ویروس­ها سبب بروز مقاومت نسبت به این ترکیبات گردد، بسیار کم است.

جدول3- برخی ترکیبات ضد ویروسی استخراج شده از ریزجلبک ها

استفاده از تکنیک­های NMR و MS برای تجزیه و تحلیل ساختار ترکیبات ضد ویروسی سنتز شده توسط D. primolecta  نشـان داد،  ترکیبات فعال خاصی که توسط این ریزجلبک سنتز می­گردد، دارای ساختار ویژه­ای هستند که مشابه آن در طبیعت وجود ندارد (123)، از جمله موادی شبیه به فئوفوربید که در ساختمان آن پروتون موقعیت 21 با یک گروه هیدروکسیل جایگزین شده است. این احتمال وجود دارد که، این ترکیب منحصــر به فرد، علت کلــیدی فعالیت ضد ویروسی بی­نظیر مشاهده شده در این ریزجلبک باشد. ترکیب هومو پلی ساکاریدی گالاکتوز با اسید اورونیک , w/w) ٪0/3( و گروه­های سولفات (,w/w ٪3/10) که از ریزجلبک Gyrodinium impudicum ســــویه KG03 به دست آمد (122)، فعــالیت ضد ویروســی قابــل توجــهی در شرایط آزمایشگاهی  μg/mL)9/26 (EC50=در برابر ویروس عامل آنسفالومیوکاردیت خوکی نشان داد. آلودگــی حـاد به این ویروس منجر به مرگ ناگهانی بچه خوک­ها و همچنین بروز نقص در فرآیـندهای تولـــیدمثلی ســایر حیوانات بالغ می­گردد (15). با وجود کشف عملکردهای ضد ویروسی موفق این ترکیباتِ فعال زیستی، اما هنوز مسیر های متابولیکی که منجر به ساخت این پلی سـاکاریدهای سولــفاته در ریزجلبــک ها می گردد، به وضوح شناخته نشده است. ردیابی مسیر سنتز این پلی­ساکاریدها در Porphyridium sp. با کمک مواد رادیواکتیو نشان داد، بیوسنتز زنجیره کربن و سولفاتــیون برای ساخت این پلی ساکاریدها در دستگاه گلژی رخ می­دهد و این یافته­ها، در دیگر ریزجلبک های قرمز نیز تایید شده است (127). "کیدان" و همکارانش با استفاده از کربن C 14  و مشاهده فراساختاری ترکیب برفیلدین- آ که یک مهار کننده فرآیندهای غشایی دستگاه گلژی است، دریافتند که این ترکیب سبب کاهش اَشـکال محـلول پلی ساکاریدها می­گردد و این امر منجر به عدم اتصال پلی ساکاریدها به دیواره سلولی و مهار فعالیت­های ویروس می­شود (128).

اثرات  ضد قارچی

مقاوم شدن قارچ های بیماری زا در برابر  ترکیبات دارویی نسبت به باکتری ها کمتر مورد بررســی قرار گرفته است؛ زیرا تا چندین سال قبل، هنوز قارچ ها به عنوان عوامل بیماری زای مهـمی شناخته نشده بودند (129, 130). به عــنوان مـثال آمار مرگ و میر سالیانه ناشی از کاندیدیازیس – نوعی بیماری
قارچی - بین سالهای 1950 تا 1970 ثابت باقی مانده بود؛ اما بعد از آن به دلیل استفاده ی مکرر و بی رویه ی پزشـــــکان از داروهایی مانند آنتــی بیوتـیک ها و ظهور بیماری های مزمن ویروسی مانند ایدز که سبب سرکوب سیستم ایمنی بدن می گردد و نیز استفاده از ابزارهای ثابت داخل وریدی، به شدت افزایش یافت (131). این افزایش سبب گردید که محققین به جستجوی ترکیبات جدید و کم خطر برای مقابله با عوامل بیماری زای قارچی بپردازند و در این میان، سـهم ترکیبات فعال زیستی مستخرج از ریزجلبک ها نیز قابل توجه بوده است (جدول4). مطالعات انجام شده بر روی اثرات ضــدقارچی عصاره های سه سویه ی ریزجلبکی جداشده از منابع مختلف آب شیرین در ترکیه  بر روی سه گونه قارچ مخمر (S. Cerevisiae, C. albicans,Candidatropicalis) نشان داد که. Oscillatoria sp و Chlorococcus sp. بهترین اثرات ضدقارچی را در محیط داشته­اند (132).

جدول4- برخی ترکیبات ضدقارچی استخراج شده از ریزجلبکها

آزمایش عصاره اتانولی H.pluvialis بر روی قارچC. albicans وA. niger نشان داد که، این عصاره بر  مهار رشد C. albicans مؤثر بوده اما تأثیری روی A. niger نداشته است (83).

 اسید­بوتانوئیک و متیل­لاکتات، ترکیبات اصلی مسوول این فعالیت ضدقارچی معرفی گردیدند (139,140). درمطالعه دیگری، فعالیت ضدقارچی دو گونه ریزجلبک C. pyrenoidosa و S. quadricauda از گروه جلبک­های سبز بر روی 8 گونه قارچ A. niger، A. flavus، P. herquei، F. moniliforme، Helminthosporium sp.، A. brassicae، S. cerevisiae و C. albicans مورد آزمـایش قـرار گرفته و تقریبا در مورد مهار رشد تمام گونه­ها نتـایج امیدوارکننده ای به دست آمد (137).

 نتــایج این تحقیق کامــلا مشابه با نتــایج مــطالعات انجــام شـده در سال 2006 بود که اثر شدید ضد قارچی عصاره­های ریزجلبکی را بر روی P. aeruginosa، C. tropicalis و S. cerevisiae تأیید نمود (39).

 همچنین عصاره متانولی و هگزانی چندین ریزجلبک توسط "قاسمی" و همکارانش در سال 2007 بر روی سویه­های مختلفی از قارچ ها (C. kefyr، C. albicans، A. niger و A. fumigatus) مورد آزمایش قرارگرفت و Chlorella vulgaris، Chlamydomonas reinhardtii، .Oocystis sp و S.obliquus اثرات مهارکنندگی شدیدی بر روی رشد C. kefyr، A. niger و A. fumigatus­نشان دادند، اما تأثیر آن ها بر C. albicans ناچیز بود. هم چنین تنها عصاره­های متانولی، اثرات ضدقارچی نشان دادند و عصاره حلال­های دیگر بی اثر بودند (133).

اثرات ضد انگلی

"تریپانوزومیاز" نام انواعی از بیماری­های انگلی رایج در مهـــــره‌داران است که توسط گروهـی از آغازیان انگلــی به نام" تریپانوزوما " ایجاد می‌شود. امروزه بیماری "تریپونوزومیاز" یکی از مهم­ترین بیماری­های انگلی در جهان است و فـعالیت­های زیادی در جـهت پیشگـیری و درمــان این بیماری انجام شده است. عوارض جانبی نامطلوب و اثربخشی پایین داروهای ضد تریــپانوزومای موجود، سبب گشته است که ضرورت یافتن داروهای جدید از ترکیبات فعال زیستی برای مهار این بیماری مورد توجه محققان قرار گیرد. اگرچه تحقیقات ناچیزی درباره فعالیت ضدانگلی ریزجلبک ها انجام شده است، اما نتایج امیدوارکننده­ای به­دست آمده است. تحقیقات اخیر، اثر کنترلی عصاره های ریزجلبکی بر روی رشد Trypanosoma brucei rhodesiense، Trypanosoma cruzi و Leishmania donovani را تأیید نموده است (122). بررسی تأثیر عصاره های آبی و آلی جلبک های قرمز، قهوه­ای و سبز، در شرایط آزمایشگاهی، بر روی Trypanosoma cruzi  نشان داد که عصاره­های آلی جلبک­های Dictyota caribea ، Lobophora variegata، Turbinaria turbinata Linnaeus و Laurencia microcladia Kützing اثرات کنترلی امیدوارکننده ای بر روی T. cruzi trypomastigotes  دارند (125).

 جلبک قرمز جنس Chondria  قــادر به تولــید انــواعــی از مواد فعال زیستی شامل پلی سولفیدهای حلقوی، ترپنوئیدها، اسیدهای آمینه و آمین می­باشد. اسید دومـوئیک (DA) مشتق شده ازعصاره Chondria armata، اثرات کشنده ای برلاروهای انگلی نشان داده است (141).

همچنین، عصاره­ی جلبک ها به منظور بررسی فعالیت های ضدپلاسمادیومی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است (142). مهار رشد گونه­های انگلی  P. falciparum (Erythrocytic stages) ،L. donovani (Axenic amastigotes) وT. cruzi (Trypomastigotes) تحت تأثیر عصاره اتانولی و اتیل استاتی(EtOAc)   ریزجلبک های متعلق به گروه جلبک های سبز، ناجورتاژکان (Heterokontophyta) و جلبک های قرمز گزارش شده است. تاکنون چهار ترکیب ضد انگل مالاریا شامل اسید سارگاکوئینوئیک، اسید سارگاهیدروکوئینوئیک، سارگاکوئینال و فوکوزانتین از جلبک دریایی Sargassum heterophyllum استخراج شده اند. ترکیبات فوکوزانتین و سارگاکوئینال فعالیت ضدپلاسمودیومی قابل توجهی بر روی یک سویه Plasmodium falciparum حساس به کلروکین نیز از خود نشان داده اند (143).

در مطالعه ای عصاره ی اتیل استاتی جلبک Sargassum swartzii  و Chondria dasyphylla به منظور مطالعه اثر کشنده ی آن­ها بر روی لارو ناقل مالاریا Anopheles stephensi مورد آزمایش قرار گرفته و نرخ مرگ و مـیر A. stephensi  تحــت تأثـــیر  این دو عصاره، به ترتیب 95% و 96% گزارش گردید (144). هم­چنین عصاره آلی به دست آمده از جلبک قرمز دریایی Plocamium cornutum فعالیت ضدپلاسمودیومی نشان داده است و جالب توجــــه اســت که، ترکیبــات دارای 7-دی کلرومتــیل، اثرات ضــد پلاســـمودیومی شـــــدیدتری بر روی سویه حساس به کلروکین انگلPlasmodium falciparum نشان داده­اند (145).

فعالیت های آنتی اکسیدانی و ضد سرطانی

وقــوع فرایندهای اکسیداتیو در سلول ها سبب ایجاد و پیشرفت سرطان می گردد. آنتی اکسیدان ها ترکیباتی هستندکه از تشکیل رادیکال‌های آزاد در سلول ها جلوگیری می‌کنند، لذا نقش مهمی در پیشگیری از انواع سرطان دارند. این ترکیبات هم چنین قادر به کاهش ضایعات پیش بدخیم و مانع گسترش سرطانی آن ها می باشند. چندین گونه جلبک تاکنون شناسایی شده است که قادر به کاهش آسیب­های اکسیداتیو، از طریق مهار رادیکال­های آزاد و کاهش اکسیژن فعال می باشند و بدین صورت مانع تشکیل سلول های سرطانی می گردند (146).

عـــلاوه بر این، آنتــی اکسیدان­ها، ترکیبات کلیدی برای مبارزه با بیماری های مخـتلف (مانند انواع سرطان، التهاب مزمن ، تصلب شرایین و اختلالات قلبی و عروقی) و نیز به تعویق انداختن فرآیند پیری سلولی محسوب می گردند (147). مطالعات اولیه نشان داده اند که برخی از آنتی­اکسیدان­ها، به ویژه بتاکاروتن، قادرند در پیشگیری از برخی انواع سرطان مانند لکوپلاکیای دهانی مؤثر بوده و احتمالا یک پیش ماده برای مهار سرطان دهان محسوب گردند (148).

فلوروتانن­ها، پلی فنل­های موجود در جلبک­های قهوه­ای دریایی هستند که به عنوان آنتی­اکسیدان­های بالقوه شناخته می­شوند. این ترکیبات که از پلیمریزاسیون واحدهای مونومر فلوروگلوسینول (1و3و5- تری هیدروکسی بنزن) تشــکیل شده­اند، در مســیر سنتز اسـتات-مالونات در جلبک تشکیل می­شوند. در سال های اخیر، پلی­ساکاریدهای سولفاته نـیز پس از استخراج از جلبک های دریایی، به منظور تعیین اثرات ضد رادیکالی در شرایط آزمایشگاهی و طبیعی مورد آزمایش قرار گرفته­اند. با این حال دانشمندان بیوشیمی، تکنیک های مختلفی برای استخراج ترکیبات فعال زیستی از زیست توده­ی جـلبـــکی را مــطرح کرده (149) و در حــال یافــتن مناسب­ترین آن­ها می­باشند. تحقیقات بر روی ترکیبات مشتق از موجودات دریایی به عنوان عوامل درمانی هنوز در مرحله­ی ابتدایی خود است و این شاید به دلیل این است که جمع­آوری جانداران دریایی سخت می­باشد. تلاش­های قابل توجهی، توسط شرکت­های دارویی و مؤسسات دانشگاهی، به منظور جداسازی و شناسایی مشتقات دریایی و محصولات طبیعی جدید به ویژه از گونه­های جانوری انجام شده است. اما هنوز پتانسیل های بالقـــوه­ی بخش اعظمــی از موجودات دریایی در این زمینه مورد مطالعه قرار نگرفته است (150).

کاربرد در صنایع بهداشتی و آرایشی

ریزجلبک‌ها قادر به تولید ترکیبات فعال­زیستی نظیر آنتی‌بیوتیک‌ها، آلژیسیدها و سموم هستند که این مواد همگی کاربردهایی در صنایع بهداشتی-آرایشی دارند. (151).

از جلبک‌ها به وفور در محصولات آرایشی، به عنوان عوامل ضخــیم‌کنـنـده یا حجم دهنده، ترکــیبات آّب­رســـان و آنتی­اکسیدان‌ها استفاده می‌شود. از آنجایی­که جلبک‌ها سرشار از ویتامین‌ها و مواد معدنی هستند، پوست را نرم و مرطوب کرده و در­حالی که پوست را جوانسازی و سم‌زدایی می­کنند، مواد معدنی لازم برای آن را نیز تأمین می‌نمایند، بسیاری از گونه‌های ریزجلبکی مانند Chlorella و (Spirulina) Arthrospira در تولید کرم‌های آرایشی و محصولات مراقبت از پوست (مثلاً کرم ضد چروک، نرم‌کننده‌ها و ضدخارش و التهاب، لایه‌بردارها و ترمیم‌کننده‌های پوست) استفاده می‌شوند (21, 152).

از ریزجلبک‌ها در  تولید محصولات مراقبت از مو و ضد آفـــتاب به طــور گســترده­ای اسـتفاده می‌شود. گونه‌های جلبکی که امروزه به صورت متداول در صنایع بهداشتی- آرایشی مورد استفاده قرار می­گیرند عبارتند از Chondruscrispus، Mastocarpus stellatus، Ascophyllum nodosum، Alaria esculenta، که در میان آن ها گونه های ریزجلبکی هم چون Spirulina platensis، Nannochloropsis oculata، Chlorella vulgaris و Dunaliella salina. نیز وجود دارد که از اهمیت بالایی برخوردارند. از آن­جا­که، ریزجلبک­ها طیف گسترده­ای از میکروارگانیسم­های حاوی کلروفیلa  از نژادهای مختلف، با ویژگی های متنوع بیوشیمیایی هستند که در محیط‌های آبی و تحت تابش مقادیر بالایی از اشعه ماوراء بنفش قرار دارند، لذا، دور از انتظار نیست که متابولیـت‌های آلی مانند اســپروپولنین، سایتـونـمین و اسید آمینه‌های شبه میکوسپورین تولید می‌کنـند، تا از آن‌ها در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش نور خورشید حفاظت کند و این در­حالی است که طیف مرئی نور خورشید که لازمه فتوسنتز است، قادر به عبور از این ترکیبات محافظ می باشد. این ترکیبات مناسب­ترین مواد اولیـه برای ساخت کرم­های ضد آفتاب می­باشد (جدول 5).

در مطالعات انجام­شده، به ترکیب آستازانتین که توسط ریزجلبک نارنجی رنگی به نام Haematococcuslacustris تولید می­شود اشاره شده است که دارای اثرات
آنتی­اکسیدانی بسیار قوی بوده و از بدن انسان در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش و  اکسـیداسیون چربی در خـون محافظت می نماید. اخـیرا از این ترکیب برای به تعــویق انداخـتن فرایند پیری سلول­ها، کاهش فشار چشم، آرامش عضلات خسته و جلوگیری از تصلب شرایین استفاده می­شود و تاکنون چندین شرکت ژاپنی عملیات کشت انـبوه این ریزجلبــک را به منظور استخراج صنعتی آستازانتین آغاز نموده­اند(53).

تحقیقات متعددی در مورد ترکیبات فعال موجود در عصاره­ی جلبک‌ها به منظور استفاده در کرم ها و لوازم بهداشتی-آرایشی تاکنون انجام شده و درحال انجام است (153).

انــواع شــناخته شده­ی جلبک مانند خزه ایرلندی Chondrus crispus که با نام خزه کاراگینان نیز شناخته می شود، حاوی پروتئین، ویتامین آ، شکر، نشاسته، ویتامین ب1، آهن، سدیم، فســفر، مـنیزیوم، مـس و کلسـیم اســت، که کاربـردهــایی در صــنایع بهداشتی و آرایشی دارند و علاوه بر آن در سنتز ضد انعــقادها، آنتـی بیوتیک‌ها، عوامل ضد فشار خون و کاهنده کلسترول خون، حشره‌کش‌ها و عوامل ضد تومور نیز استفاده می شوند(154).

برخی جلبـک­ها پوست را تحریک‌ می­کنند، برای مثال فیکوسیانین موجود در جلبک‌های سبز-آبی آلرژی‌زا است و آزمایش‌ها نشان می‌دهند که موجب التهابات پوستی می‌گردد(50). ترکیب کالرپین موجود در جلبک‌های سبز و قرمز، التهاب را کنترل می‌کند، در حالی­که، پلی‌ساکاریدهای سولفاته موجود در برخی جلبک ها، سبب تشدید ورم و التهاب می­گردند. البته فوکودان‌ها و پلی‌ساکاریدهای سولفاته جلبک‌های قهوه‌ای نیز خاصیت ضدالتهابی دارند. (155).

جدول 5- برخی ترکیبات با اثرات حفاظتی در برابر اشعه آفتاب استخراج شده از ریزجلبک ها (42)

کاربرد درحوزه انرژی

امروزه با افزایش جمعیت و محدودیت سوخت‌های فسیلی، بشر نیاز به منابع سوختی جدید دارد. فیتوپلانکتون ها دارای پتانسیل بالایی در تولید روغن های سوختنی هستند که در مقایسه با سوخت های فسیلی، دی اکسید کربن کم‌تری تولید می کنند (156). از سوی دیگر، پرورش ریزجلبک ها به منظور تولید سوخت زیستی، خود سبب تولید اکسیژن می‌گردد. لذا، امروزه استفاده از سوخت های زیستی به عنوان بهترین جایگزین برای انرژی های فسیلی مطرح است. بیودیزل یا سوخت زیستی، مخلوطی از استر آلکیل اسید چرب است، که این لیپید حاوی 98%-90% تری گلیسیرید، دی گلیسیرید و منو گلیسسرید می باشد (157). در ریز جلبک‌های شناخته شده­ای مانندClorella ، Dunaliella، Isochrysis، Nannochloris، Nitzchia ،   Phaeodactylum، Porphyridium، Schizochytrium، Tetraselmis بین 20 تا 50 درصد روغن وجود دارد. البته میزان مواد غذایی و فاکتورهای محیطی روی ترکیب اسیدهای چرب تولید شده در این ریزجلبک ها مؤثر است (158). در فرآیند تولید بیودیزل از ریزجلبک ها، بعد از فرآیند مایع سازی، محتویات سلولی به فازهای آب، روغن، گاز و باقیمانده نهایی تقسیم شده و از روغن آنها طی فرآیند کراکینگ، بیودیزل استخراج می گردد (159). همچنین، می توان از طریق تولید گاز متان با استفاده از واکنش های زیستی یا دمایی[4] که منجر به شکستن کربن ارگانیک موجود در زی توده ریز جلبک ها می گردد، سوخت تهیه نمود. علاوه بر این، می توان با فرایند تخمیر به اتانول دست یافت که از اصلی ترین سوخت های زیستی به حساب می آید. این فرآیند موثرترین روش برای تبدیل کربوهیدرات ها به یک ماده سوختی است. در ابتدا، ویسکوزیته بالای روغن ها که سبب کاهش قابلیت سوختی آنها می گردد، از محدودیت های اساسی در فرآیند استخراج روغن های طبیعی از ریز جلبک ها به شمار می رفت. لذا، در سال 1980، اِعمال تغییرات شیمیایی بر روی روغن های طبیعی استخراجی از ریز جلبک ها ، مشکل ویسکوزیته بالای آنها را حل نمود. در این روش، با کمک واکنش تری گلیسرول به عنوان ماده اصلی روغن­های طبیعی با یک الکل ساده، ترکیب شیمیایی استر الکلی بدست می­آید که قابلیت سوختن آن همچون نفت است، به این فرآیند "ترنس استری فیکاسیون"[5] گفته می شود (160). در ایران در زمینه سوخت­های زیستی مطالعاتی در سطح آزمایشگاهی صورت گرفته اما هنوز به عرصه تولید نرسیده است (161-164) اگرچه به تازگی شرکت بیودیزل، قصد راه اندازی خط تولید سوخت های زیستی در جزیزه قشم را دارد.

کاربرد در حوزه محیط زیست

امروزه یکی از کلیدی ترین مسائل در حفظ محیط زیست، یافتن راه هایی برای حذف انواع مختلف آلاینده ها از محیط می باشد. در میان این آلاینده ها می توان به جیوه، فلزات سنگین، آلاینده های نفتی و یون های نیترات و فسفات اشاره نمود، که از طریق فاضلاب های شهری و صنعتی و زه­آب های کشاورزی وارد منابع آب های سطحی و زیر زمینی می شوند و سبب برهم خوردن تعادل چرخه های مواد در اکوسیستم های آبی شده و اثرات نامطلوبی بر اکوسیستم دارد.

ریزجلبک ها دارای پتانسیل بالایی برای تصفیه پساب ها هستند (165). از سوی دیگر، حذف عناصر مغذی موجود در پساب ها مانند نیترات و فسفات توسط ریزجلبک ها، می‌تواند به علت وجود مزایایی چون تولید زیست توده ارزشمند، عدم تولید آلودگی، بازچرخ مواد مغذی، فناوری ساده، کارآیی بالا و هزینه پایین بسیار مورد توجه قرار گیرد (165, 166). تاکنون عملکرد مطلوب جنس های Clorella، Scenedesmus، Spirulina و برخی سیانوباکتریها برای حذف فسفر و نیتروژن از محیط های آبی به اثبات رسیده است. این گونه ها برای رشد خود از فسفات و نیترات استفاده می‌کنند و سبب کاهش آن در محیط می‌ گردند (167-169). فلزات سنگین نیز از دیگر آلاینده های مهم صنعتی هستند که توسط فاضلاب صنایع و کارخانه‌ها وارد اکوسسیتم های آبی شده و سبب برهم زدن تعادل محیط و اختلال در رشد آبزیان می گردد. متاسفانه فلزات سنگین تخریب ناپذیر هستند و تمایل به تجمع در بدن موجودات زنده دارند (170). با توجه به خطراتی که انتشار فلزات سنگین به صورت بالقوه برای جانوران ایجاد می کنند، تصفیه و فیلتراسیون فاضلاب های صنعتی از این فلزات غیرقابل چشم پوشی است. در میان سیستم های طبیعی، ریز جلبک‌ها به عنوان فیلتر های زیستی قادرند از طریق جذب سطحی و با برقراری پیوند پپتیدی با فلزات سنگین، آن ها را به صورت ترکیبات آلی فلزی در واکوئل های خود نگهداری کرده و از این طریق باعث کاهش فلزات سنگین در محیط گردند(171). گزارشاتی از کارآیی جنس های Spirulina و Chlorella در حذف عناصر سنگین از محیط تاکنون منتشر گردیده است (172, 173). سموم و آفت کش های کشاورزی نیز یکی از مــعضلات محیط زیست خصوصا اکوسیستم های آبی می باشد که حذف آن به صورت فیزیکی گران و ناکارامد است. تحقیقات نشان داده است که استفاده از ریز جلبک های Scenedesmus و Chlamydomonas در حذف آفت کش ها به صرفه و کارآمد می­باشد (174). هــیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای (PAH) از آلاینده هایی هستند که در مراحل اولیه تولید نفت به وجود می‌آیند و با پایداری دراکوسیستم های آبی، اثرات سمی بر آبزیان اعمال می نمایند. دیاتومه های  Nitzschiasp. و Skeletonemacostatum با تجزیه زیستی یکی از دوهیدروکربن چند حلقه ای آروماتیک،  باعث تغییر شکل PAH  ها  و کاهش اثر سمی این آلاینده ها میگردند (175). هیدروکربن های موجود در نفت خام نیز توسط جنس Rhodococcus  با  روش­ های تجزیه زیستی به اِن-آلکان های طبیعی تبدیل می‌شود که این تبدیل، سمیت آنها را کاهش می دهد(176).

تشکر و قدردانی

بدینوسیله از همکاری صمیمانه خانم نسیم زارعی در تهیه بخش هایی از متن حاضر قدردانی می نماییم.

منابع

1- Chu W-L., 2012. Biotechnological applications of microalgae. IeJSME,vol. 6(1),pp.24-37.

2-  Zähner H., Drautz H., Weber W., 1982. Novel approaches to metabolite screening. Bioactive Microbial Products: Search and Discovery, vol. 70.

3-  Cannell RJ., 1998. How to approach the isolation of a natural product.  Natural Products Isolation: Springer, pp. 1-51.

4- Bouhlal R., Haslin C., Chermann J-C., Colliec-Jouault S., Sinquin C., Simon G., et al., 2011. Antiviral activities of sulfated polysaccharides isolated from Sphaerococcus coronopifolius (Rhodophytha, Gigartinales) and Boergeseniella thuyoides (Rhodophyta, Ceramiales). Marine drugs, vol. 9(7), pp.1187-1209.

5- Kim S-K., Karadeniz F., 2011. Anti-HIV activity of extracts and compounds from marine algae. Advances in food and nutrition research, vol. 64, pp.255-265.

6- De Felício R., de Albuquerque S., Young MCM., Yokoya NS., Debonsi HM., 2010. Trypanocidal, leishmanicidal and antifungal potential from marine red alga Bostrychia tenella J. Agardh (Rhodomelaceae, Ceramiales). Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, vol. 52(5), pp.763-769.

7- Na H-J., Moon P-D., Lee H-J., Kim H-R., Chae H-J., Shin T., et al., 2005. Regulatory effect of atopic allergic reaction by Carpopeltis affinis. Journal of ethnopharmacology, vol. 101(1), pp.43-48.

8- hi D., Li J., Guo S., Han L., 2008. Antithrombotic effect of bromophenol, the alga-derived thrombin inhibitor. Journal of Biotechnology, vol. 136, pp.579-585.

9- Kim S-K., Thomas NV., Li X., 2011. Anticancer compounds from marine macroalgae and their application as medicinal foods. Advances in food and nutrition research, vol. 64, pp.213-224.

10- Devi GK., Manivannan K., Thirumaran G., Rajathi FAA., Anantharaman P., 2011. In vitro antioxidant activities of selected seaweeds from Southeast coast of India. Asian Pacific journal of tropical medicine, vol. 4(3), pp.205-211.

11-Bhadury P., Wright PC., 2004. Exploitation of marine algae: biogenic compounds for potential antifouling applications. Planta, vol. 219(4),pp.561-578.

12- Tam NF., Chong A., Wong Y., 2002. Removal of tributyltin (TBT) by live and dead microalgal cells. Marine pollution bulletin, vol. 45(1), pp.362-371.

13- Travieso L., Canizares R., Borja R., Benitez F., Dominguez A., Dupeyrón y R., et al., 1999. Heavy metal removal by microalgae. Bulletin of environmental contamination and toxicology, vol. 62(2), pp.144-151.

14- Demirbas A., 2011. Biodiesel from oilgae, biofixation of carbon dioxide by microalgae: a solution to pollution problems. Applied Energy, vol. 88(10),pp.3541-3547.

15- Amaro HM., Guedes AC., Malcata FX., 2011. Antimicrobial activities of microalgae: an invited review. Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances, vol. 3, pp.1272-1284.

16- Barsanti L., Gualtieri P., 2014. Algae: anatomy, biochemistry, and biotechnology: CRC press.

17- Abdulqader G., Barsanti L., Tredici MR., 2000. Harvest of Arthrospira platensis from Lake Kossorom (Chad) and its household usage among the Kanembu. Journal of applied phycology, vol. 12(3-5), pp.493-498.

18-Belay A., 2008. Spirulina (Arthrospira): production and quality assurance. Spirulina in human nutrition and health, pp. 1-25.

19-Han D BY., Hu Z, 2004. Industrial production of microalgal cell-mass and secondary products – species of high potential. Nostoc. In: Richmond, Abdulqader G, editors. Handbook of microalgal culture: biotechnology and applied phycology: Oxford: Blackwell Science, p. 304-311.

20-Iwamoto H., 2004. 11 Industrial   Production of Microalgal Cell-mass and Secondary Products–Major Industrial Species. Handbook of microalgal culture: biotechnology and applied phycology, p. 255.

21- Spolaore P., Joannis-Cassan C., Duran E., Isambert A., 2006. Commercial applications of microalgae. Journal of bioscience and bioengineering,vol. 101(2),pp.87-96.

22- Hoppe HA., 1979. Marine algae and their products and constituents in pharmacy. Marine algae in pharmaceutical science, editors, Heinz A Hoppe., Tore Levring., Yukio Tanaka.

23- Senhorinho GN., Ross GM., Scott JA., 2015. Cyanobacteria and eukaryotic microalgae as potential sources of antibiotics.

24- Borowitzka MA., 1995. Microalgae as sources of pharmaceuticals and other biologically active compounds. Journal of Applied Phycology,vol. 7(1),pp.3-15.

25-Sieburth JM., 1959. Antibacterial Activity of Antarctic Marine Phytoplankton1. Limnology and Oceanography, vol. 4(4), pp.419-424.

26-Burkholder R., Burkholder L., Almodovar L., 1960. Antibiotic activity of some marine algae of Puerto Rico. Botanica Marina, vol. 2(1-2), pp.149-156.

27-Jørgensen EG., Nielsen ES., 1961. Effect of filtrates from cultures of unicellular algae on the growth of Staphylococcus aureus. Physiologia Plantarum, vol. 14(4), pp.896-908.

28- Duff D., Bruce D., Antia N., 1966. The antibacterial activity of marine planktonic algae. Canadian Journal of Microbiology, vol. 12(5), pp.877-884.

29- Bruce D., Duff D., Antia N., 1967. The identification of two antibacterial products of the marine planktonic alga Isochrysis galbana. Journal of general microbiology,vol. 48(2),pp.293-298.

30- Ramamurthy V., 1970. Antibacterial of the marine blue-green alga Trichodesmium erythraeum in the gastro-intestinal contents of the sea gull Laurus brunicephalus. Marine Biology,vol. 6(1),pp.74-76.

31- Berland BR., Bonin DJ., Cornu AL., Maestrini SY., Marino JP., 1972. the antibacterial substances of the marine alga stichochrysis immobilis (chrysophyta) 12. Journal of Phycology,vol. 8(4),pp.383-392.

32- Sieburth JM., 1960. Acrylic acid, an" antibiotic" principle in Phaeocystis blooms in Antarctic waters. Science,vol. 132(3428),pp.676-677.

33-Fernandes P., 2006. Antibacterial discovery and development—the failure of success?. Nature biotechnology,vol. 24(12),pp.1497-1503.

34-Cardellina JH., Moore RE., Arnold EV., Clardy J., 1979. Structure and absolute configuration of malyngolide, an antibiotic from the marine blue-green alga Lyngbya majuscula Gomont. The Journal of Organic Chemistry,vol. 44(23),pp.4039-4042.

35- Bloor S., England R., 1989. Antibiotic production by the cyanobacterium Nostoc muscorum. Journal of Applied Phycology,vol. 1(4),pp.367-372.

36- Jaki B., Orjala J., Bürgi H-R., Sticher O., 1999. Biological screening of cyanobacteria for antimicrobial and molluscicidal activity, brine shrimp lethality, and cytotoxicity. Pharmaceutical biology,vol. 37(2),pp.138-143.

37- Ghasemi Y., Yazdi MT., Shokravi S., Soltani N., Zarrini G., 2003. Antifungal and antibacterial activity of paddy-fields cyanobacteria from the north of Iran. Journal of Sciences Islamic Republic of Iran, vol. 14(3),pp.203-210.

38-Soltani N., Khavari-Nejad R., Tabatabaei Yazdi M., Shokravi S., Fernandez-Valiente E., 2005. Screening of soil cyanobacteria for antifungal and antibacterial activity. Pharmaceutical biology,vol. 43(5),pp.455-459.

39-Volk R-B., Furkert FH., 2006. Antialgal, antibacterial and antifungal activity of two metabolites produced and excreted by cyanobacteria during growth. Microbiological Research,vol. 161(2),pp.180-186.

40- Parisi AS., Younes S., Colla L., 2010. Avaliação da atividade antibacteriana da microalga Spirulina platensis. Revista de Ciências Farmacêuticas Básica e Aplicada, vol. 30(3),pp. 297-301.

41- Kumar V., Bhatnagar A., Srivastava J., 2011. Antibacterial activity of crude extracts of Spirulina platensis and its structural elucidation of bioactive compound. Journal of Medicinal Plants Research,vol. 5(32),pp.7043-7048.

42-Priyadarshani I., Rath B., 2012. Commercial and industrial applications of micro algae–A review. J algal biomass utln, vol. 3(4),pp.89-100.

43- Becker W., 2004. 18 Microalgae in Human and Animal Nutrition. Handbook of microalgal culture: biotechnology and applied phycology, pp. 312.

44- Pulz O., Gross W., 2004. Valuable  products from biotechnology of microalgae. Applied microbiology and biotechnology,vol. 65(6),pp.635-648.

45- Colla LM., Reinehr CO., Reichert C., Costa JAV., 2007. Production of biomass and nutraceutical compounds by Spirulina platensis under different temperature and nitrogen regimes. Bioresource technology,vol. 98(7),pp.1489-1493.

46- Sajilata M., Singhal R., Kamat M., 2008. Fractionation of lipids and purification of γ-linolenic acid (GLA) from Spirulinaplatensis. Food Chemistry,vol. 109(3),pp.580-586.

47- De Oliveira Rangel-Yagui C., Danesi EDG., de Carvalho JCM., Sato S., 2004. Chlorophyll production from Spirulina platensis: cultivation with urea addition by fed-batch process. Bioresource technology, vol. 92(2),pp.133-141.

48-Madhyastha H., Vatsala T., 2007. Pigment production in Spirulina fussiformis in different photophysical conditions. Biomolecular engineering ,vol. 24(3)pp.301-305.

49-Ogbonda KH., Aminigo RE., Abu GO., 2007. Influence of temperature and pH on biomass production and protein biosynthesis in a putative Spirulina sp. Bioresource Technology,vol. 98(11),pp. 2207-2211.

50-Kharkwal H., Joshi D., Panthari P., Pant MK., Kharkwal AC., 2012. Algae as future drugs. Asian J Pharm Clin Res,vol. 5,pp.1-4.

51-MišurCoVá L., KráčMar S., Klejdus B., Vacek J., 2010. Nitrogen content, dietary fiber, and digestibility in algal food products. Czech J Food Sci,vol. 28,pp.27-35.

52-Chen Y-C., 2003. Immobilized Isochrysis galbana (Haptophyta) for long-term storage and applications for feed and water quality control in clam (Meretrix lusoria) cultures. Journal of applied phycology,vol. 15(5),pp.439-444.

53-Sumi Y., 2009. Microalgae pioneering the future-application and utilization. Life Science Research Unit, quarterly review,vol. 34.

54-Robert SS., Singh SP., Zhou X-R., Petrie JR., Blackburn SI., Mansour PM., et al., 2005. Metabolic engineering of Arabidopsis to produce nutritionally important DHA in seed oil. Functional Plant Biology,vol. 32(6),pp. 473-479.

55-Thirumaran G., Arumugam M., Arumugam R., Anantharaman P., 2009. Effect of seaweed liquid fertilizer on growth and pigment concentration of Abelmoschus esculentus (I) medikus. American-Eurasian Journal of Agronomy,vol. 2(2),pp.57-66.

56- Li Y., Horsman M., Wu N., Lan CQ., Dubois‐Calero N., 2008. Biofuels from microalgae. Biotechnology progress, vol. 24(4),pp.815-820.

57-Isnansetyo A., Kamei Y., 2009. Bioactive substances produced by marine isolates of Pseudomonas. Journal of industrial microbiology & biotechnology,vol. 36(10),pp.1239-1248.

58-Herrero M., Ibáñez E., Cifuentes A., Reglero G., Santoyo S., 2006. Dunaliella salina microalga pressurized liquid extracts as potential antimicrobials. Journal of Food Protection,vol. 69(10),pp. 2471-2477.

59- Lordan S., Ross RP., Stanton C., 2011. Marine bioactives as functional food ingredients: potential to reduce the incidence of chronic diseases. Marine drugs,vol. 9(6),pp.1056-1100.

60-Borowitzka MA., 2013. High-value products from microalgae—their development and commercialisation. Journal of applied phycology,vol. 25(3),pp.743-756.

61- Hernández-Carlos B., Gamboa-Angulo MM., 2011. Metabolites from freshwater aquatic microalgae and fungi as potential natural pesticides. Phytochemistry Reviews, vol. 10(2),pp.261-286.

62- Sasso S., Pohnert G., Lohr M., Mittag M., Hertweck C., 2012. Microalgae in the postgenomic era: a blooming reservoir for new natural products. FEMS microbiology reviews, vol. 36(4),pp. 761-785.

63-Stein JR., Borden CA., 1984. Causative and beneficial algae in human disease conditions: a review. Phycologia,vol. 23(4),pp. 485-501.

64-Metting B., Pyne JW., 1986. Biologically active compounds from microalgae. Enzyme and Microbial Technology,vol. 8(7),pp.386-394.

65- Andersen RA., 2013. The microalgal cell. Handbook of Microalgal Culture: Applied Phycology and Biotechnology, Second Edition, pp. 1-20.

66-Madhumathi V., Deepa P., Jeyachandran S., Manoharan C., Vijayakumar S., 2011. Antimicrobial activity of cyanobacteria isolated from freshwater lake. Int J Microbiol Res,vol. 2(3),pp. 213-216.

67- Prakash JW., Marimuthu J., Jeeva S., 2011. Antimicrobial activity of certain fresh water microalgae from Thamirabarani River, Tamil Nadu, South India. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine,vol. 1(2),pp. 170-173.

68- Abdo S., Hetta M., Samhan F., El Din R., Ali G., 2012. Phytochemical and antibacterial study of five freshwater algal species. Asian journal of plant sciences,vol. 11(3),pp.109.

69- Kumar M., Tripathi M., Srivastava A., Nath G., Asthana R., 2012. A comparative study of antibacterial activity of brackish and fresh water cyanobacterial strains. Asian Journal of Experimental Biological Sciences, vol. 3(3),pp. 548-552.

70-Thummajitsakul S., Silprasit K., Sittipraneed S., 2012. Antibacterial activity of crude extracts of cyanobacteria Phormidium and Microcoleus species. African Journal of Microbiology Research,vol. 6(10),pp. 2574-2579.

71-Yadav S., Sinha RP., Tyagi MB., 2012. Antimicrobial activity of some cyanobacteria. Int J Pharm Pharm Sci,vol. 4,pp. 631-635.

72-Abazari M., Zarrini G., Rasooli I., 2013. Antimicrobial potentials of Leptolyngbya sp. and its synergistic effects with antibiotics. Jundishapur Journal of Microbiology, vol. 6(5),pp. 6536.

73- Mudimu O., Rybalka N., Bauersachs T., Born J., Friedl T., Schulz R., 2014. Biotechnological screening of microalgal and cyanobacterial strains for biogas production and antibacterial and antifungal effects. Metabolites,vol. 4(2),pp. 373-393.

74- Ward OP., Singh A., 2005. Omega-3/6 fatty acids: Alternative sources of production. Process Biochemistry,vol. 40(12),pp. 3627-3652.

75- Jüttner F., 2001. Liberation of  5, 8, 11, 14, 17‐Eicosapentaenoic acid and other polyunsaturatedfatty acids from lipids as a grazer defense reaction in epilithic diatom biofilms. Journal of Phycology,vol. 37(5),pp.744-755.

76- D'Ippolito G., Tucci S., Cutignano A., Romano G., Cimino G., Miralto A., et al., 2004. The role of complex lipids in the synthesis of bioactive aldehydes of the marine diatom Skeletonema costatum. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids,vol. 1686(1),pp.100-107.

77- Smith VJ., Desbois AP., Dyrynda EA., 2010. Conventional and unconventional antimicrobials from fish, marine invertebrates and micro-algae. Marine drugs,vol. 8(4),pp. 1213-1262.

78-Prakash S., Bhimba V., 2006. Pharmaceutical development of novel microalgal compounds for mdr Mycobacterium tuberculosis. Natural Product Radiance,vol. 4,pp. 264-269.

79- Desbois AP., Mearns-Spragg A., Smith VJ., 2009. A fatty acid from the diatom Phaeodactylum tricornutum is antibacterial against diverse bacteria including multi-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Marine Biotechnology,vol. 11(1),pp.45-52.

80- Arun N., Gupta S., Singh D., 2012. Antimicrobial and antioxidant property of commonly found microalgae Spirulina platensis, Nostoc muscorum and Chlorella pyrenoidosa against some pathogenic bacteria and fungi. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, vol.3(12),pp. 4866.

81- Bai VDM., Krishnakumar S., 2013. Evaluation of antimicrobial metabolites from marine microalgae Tetraselmis suecica using gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) analysis. Int J Pharm Pharm Sci,vol. 5(3),pp.17-23.

82- Danyal A., Mubeen U., Malik KA., 2013. Investigating two native algal species to determine antibiotic susceptibility against some pathogens. Curr Res J Bio l Sci,vol. 5,pp. 70-74.

83-Santoyo S., Rodríguez-Meizoso I., Cifuentes A., Jaime L., Reina GG-B., Señorans F., et al., 2009. Green processes based on the extraction with pressurized fluids to obtain potent antimicrobials from Haematococcus pluvialis microalgae. LWT-Food Science and Technology,vol. 42(7),pp.1213-1218.

84- Mendiola JA., Torres CF., Toré A., Martín-Álvarez PJ., Santoyo S., Arredondo BO., et al., 2007. Use of supercritical CO2 to obtain extracts with antimicrobial activity from Chaetoceros muelleri microalga. A correlation with their lipidic content. European Food Research and Technology, vol. 224(4),pp. 505-510.

85- Benkendorff K., Davis AR., Rogers CN., Bremner JB., 2005. Free fatty acids and sterols in the benthic spawn of aquatic molluscs, and their associated antimicrobial properties. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology,vol. 316(1),pp. 29-44.

86- Ohta S., Shiomi Y., Kawashima A., Aozasa O., Nakao T., Nagate T., et al., 1995. Antibiotic effect of linolenic acid fromChlorococcum strain HS-101 andDunaliella primolecta on methicillin-resistantStaphylococcus aureus. Journal of applied phycology,vol. 7(2),pp.121-127.

87- Ohta S., Chang T., Kawashima A., Nagate T., Murase M., Nakanishi H., et al., 1994. Anti methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) activity by linolenic acid isolated from the marine microalga Chlorococcum HS-101. Bulletin of environmental contamination and toxicology, vol. 52(5),pp. 673-680.

88-Aksoy D., Unal S., 2008. New antimicrobial agents for the treatment of Gram‐positive bacterial infections. Clinical Microbiology and Infection,vol. 14(5),pp. 411-420.

89- Ohta S., Chang T., Ikegami N., Kondo M., Miyata H., 1993. Antibiotic substance produced by a newly isolated marine microalga, Chlorococcum HS-101. Bulletin of environmental contamination and toxicology, vol. 50(2),pp. 171-178.

90- Berry JP., Gantar M., Gawley RE., Wang M., Rein KS., 2004. Pharmacology and toxicology of pahayokolide A, a bioactive metabolite from a freshwater species of Lyngbya isolated from the Florida Everglades. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, vol. 139(4),pp.231-238.

91- Findlay JA., Patil AD., 1984. Antibacterial constituents of the diatom Navicula delognei. Journal of natural products,vol. 47(5),pp. 815-818.

92- Falch BS., Koenig GM., Wright AD., Sticher O., Ruegger H., Bernardinelli G., 1993. Ambigol A and B: new biologically active polychlorinated aromatic compounds from the terrestrial blue-green alga Fischerella ambigua. The Journal of Organic Chemistry, vol. 58(24),pp. 6570-6575.

93- Ishida K., Matsuda H., Murakami M., Yamaguchi K., 1997. Kawaguchipeptin B, an antibacterial cyclic undecapeptide from the cyanobacterium Microcystis aeruginosa. Journal of natural products,vol. 60(7),pp.724-726.

94- Jaki B., Heilmann J., Sticher O., 2000. New Antibacterial Metabolites from the Cyanobacterium Nostoc c ommune (EAWAG 122b). Journal of natural products, vol. 63(9),pp.1283-1285.

95- Ploutno A., Carmeli S., Nostocyclyne A., 2000. a novel antimicrobial cyclophane from the cyanobacterium Nostoc sp. Journal of natural products,vol. 63(11),pp. 1524-1526.

96- Asthana RK., Tripathi MK., Srivastava A., Singh AP., Singh SP., Nath G., et al., 2009. Isolation and identification of a new antibacterial entity from the Antarctic cyanobacterium Nostoc CCC 537. Journal of applied phycology,vol. 21(1),pp. 81-88.

97- Mundt S., Kreitlow S., Jansen R., 2003. Fatty acids with antibacterial activity from the cyanobacterium Oscillatoria redekei HUB 051. Journal of Applied Phycology,vol. 15(2-3),pp. 263-267.

98-Raveh A., Carmeli S., 2007. Antimicrobial ambiguines from the cyanobacterium Fischerella sp. collected in Israel. Journal of natural products,vol. 70(2),pp.196-201.

99- Danyal A., Mubeen U., Malik KA., 2013. Investigating two native algal species to determine antibiotic susceptibility against some pathogens. Current Research Journal of Biological Sciences,vol. 5,pp. 70-74.

100- Kokou F., Makridis P., Kentouri M., Divanach P., 2012. Antibacterial activity in microalgae cultures. Aquaculture Research, vol. 43(10),pp. 1520-1527.

101- Leflaive J., Ten‐Hage L., 2007. Algal and cyanobacterial secondary metabolites in freshwaters: a comparison of allelopathic compounds and toxins. Freshwater Biology, vol. 52(2),pp. 199-214.

102- Sang M., Wang M., Liu J., Zhang C., Li A., 2012. Effects of temperature, salinity, light intensity, and pH on the eicosapentaenoic acid production of Pinguiococcus pyrenoidosus. Journal of Ocean University of China,vol. 11(2),pp.181-186.

103- Breuer G., Lamers PP., Martens DE., Draaisma RB., Wijffels RH., 2013. Effect of light intensity, pH, and temperature on triacylglycerol (TAG) accumulation induced by nitrogen starvation in Scenedesmus obliquus. Bioresource technology,vol. 143,pp. 1-9.

104- Juneja A., Ceballos RM., Murthy GS., 2013. Effects of environmental factors and nutrient availability on the biochemical composition of algae for biofuels production: a review. Energies,vol. 6(9),pp. 4607-4638.

105- Skjånes K., Rebours C., Lindblad P., 2013. Potential for green microalgae to produce hydrogen, pharmaceuticals and other high value products in a combined process. Critical reviews in biotechnology,vol. 33(2),pp. 172-215.

106- Al-Wathnani H., Ara I., Tahmaz R., Al-Dayel T., Bakir M., 2012. Bioactivity of natural compounds isolated from cyanobacteria and green algae against human pathogenic bacteria and yeast. J Medicinal Pt Res,vol. 6(18),pp. 3425-3433.

107-Ördög V., Stirk W., Lenobel R., Bancířová M., Strnad M., Van Staden J., et al., 2004. Screening microalgae for some potentially useful agricultural and pharmaceutical secondary metabolites. Journal of Applied Phycology,vol. 16(4),pp. 309-314.

108- Heidari F., Riahi H., Yousefzadi M., Asadi M., 2012. Antimicrobial activity of cyanobacteria isolated from hot spring of geno. Middle-East Journal of Scientific Research,vol. 12(3),pp. 336-339.

109-Debro L., Ward H., 1979. Antibacterial activity of freshwater green algae. Planta medica.

110-Cooper S., Battat A., Marsot P., Sylvestre M., 1983. Production of antibacterial activities by two Bacillariophyceae grown in dialysis culture. Canadian Journal of Microbiology, vol. 29(3),pp. 338-341.

111-Trick CG., Andersen RJ., Harrison PJ., 1984. Environmental factors influencing the production of an antibacterial metabolite from a marine dinoflagellate, Prorocentrum minimum. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences,vol. 41(3),pp. 423-432.

112- Chetsumon A., Maeda I., Umeda F., Yagi K., Miura Y., Mizoguchi T., 1994. Antibiotic production by the immobilized cyanobacterium, Scytonema sp. TISTR 8208, in a seaweed-type photobioreactor. Journal of applied phycology,vol. 6(5),pp. 539-543.

113- Noaman NH., Fattah A., Khaleafa M., Zaky SH., 2004. Factors affecting antimicrobial activity of Synechococcus leopoliensis. Microbiological Research, vol. 159(4),pp. 395-402.

114- Malik V., 1980. Microbial secondary metabolism. Trends in Biochemical Sciences, vol. 5(3),pp. 68-72.

115- Burja AM., Banaigs B., Abou-Mansour E., Burgess JG., Wright PC., 2001. Marine cyanobacteria—a prolific source of natural products. Tetrahedron,vol. 57(46),pp. 9347-9377.

116- Elion GB., Furman PA., Fyfe JA., De Miranda P., Beauchamp L., Schaeffer HJ., 1977. Selectivity of action of an antiherpetic agent, 9-(2-hydroxyethoxymethyl) guanine. Proceedings of the National Academy of Sciences,vol. 74(12),pp. 5716-5720.

117- Schaeffer HJ., Beauchamp L., de Miranda P., Elion GB., Bauer D., Collins P., 1978. 9-(2-hydroxyethoxymethyl) guanine activity against viruses of the herpes group. Nature, vol. 272(5654),pp. 583-585.

118- Damonte EB., Pujol CA., Coto CE., 2004. Prospects for the therapy and prevention of dengue virus infections. Advances in virus research,vol. 63,pp. 239-285.

119- Geresh S., Arad S., 1991. The extracellular polysaccharides of the red microalgae: chemistry and rheology. Bioresource technology,vol. 38(2),pp. 195-201.

120- Moelling K., Schulze T., Diringer H., 1989. Inhibition of human immunodeficiency virus type 1 RNase H by sulfated polyanions. Journal of virology,vol. 63(12),pp. 5489-5491.

121- Lee J-B., Hayashi K., Hirata M., Kuroda E., Suzuki E., Kubo Y., et al., 2006. Antiviral sulfated polysaccharide from Navicula directa, a diatom collected from deep-sea water in Toyama Bay. Biological and Pharmaceutical Bulletin,vol. 29(10),pp. 2135-2139.

122- Yim JH., Kim SJ., Ahn SH., Lee CK., Rhie KT., Lee HK., 2004. Antiviral effects of sulfated exopolysaccharide from the marine microalga Gyrodinium impudicum strain KG03. Marine biotechnology,vol. 6(1),pp. 17-25.

123- Ohta S., Ono F., Shiomi Y., Nakao T., Aozasa O., Nagate T., et al., 1998. Anti-herpes simplex virus substances produced by the marine green alga, Dunaliella primolecta. Journal of applied phycology,vol. 10(4),pp. 349-356.

124- Fáb egas J., Garcıa D., Fernandez-Alonso M., Rocha AI., Gomez-Puertas P., Escribano JM., et al., 1999. In vitro inhibition of the replication of haemorrhagic septicaemia virus (VHSV) and African swine fever virus (ASFV) by extracts from marine microalgae. Antiviral research,vol. 44(1),pp.67-73.

125- Hasui M., Matsuda M., Okutani K., Shigeta S., 1995. In vitro antiviral activities of sulfated polysaccharides from a marine microalga (Cochlodinium polykrikoides) against human immunodeficiency virus and other enveloped viruses. International journal of biological macromolecules,vol. 17(5),pp. 293-297.

126-Santoyo S., Jaime L., Plaza M., Herrero M., Rodriguez-Meizoso I., Ibañez E., et al., 2012. Antiviral compounds obtained from microalgae commonly used as carotenoid sources. Journal of applied phycology, vol. 24(4),pp. 731-741.

127-Evans L., Callow ME., Percival E., Fareed V., 1974. Studies on the synthesis and composition of extracellular mucilage in the unicellular red alga Rhodella. Journal of cell science,vol. 16(1),pp. 1-21.

128-Keidan M., Friedlander M., Arad SM., 2009. Effect of Brefeldin A on cell-wall polysaccharide production in the red microalga Porphyridium sp.(Rhodophyta) through its effect on the Golgi apparatus. Journal of applied phycology,vol. 21(6),pp. 707-717.

129-Anaissie E., Bodey G., 1989. Nosocomial fungal infections. Old problems and new challenges. Infectious disease clinics of North America,vol. 3(4),pp. 867-882.

130-Wey SB., Mori M., Pfaller MA., Woolson RF., Wenzel RP., 1988. Hospital-acquired candidemia: the attributable mortality and excess length of stay. Archives of Internal Medicine,vol. 148(12),pp. 2642-2645.

131-Ghannoum MA., Rice LB., 1999. Antifungal agents: mode of action, mechanisms of resistance, and correlation of these mechanisms with bacterial resistance. Clinical microbiology reviews,vol. 12(4),pp. 501-517.

132- Katircioglu H., Beyatli Y., Aslim B., Yüksekdag Z., Atici T., 2006. Screening for antimicrobial agent production of some microalgae in freshwater. Internet J Microbiol,vol. 2(2),pp.1-9.

133-Ghasemi Y., Moradian A., Mohagheghzadeh A., Shokravi S., Morowvat MH., 2007. Antifungal and antibacterial activity of the microalgae collected from paddy fields of Iran: characterization of antimicrobial activity of Chroococcus dispersus.

134-Washida K., Koyama T., Yamada K., Kita M., Uemura D., 2006. Karatungiols A and B, two novel antimicrobial polyol compounds, from the symbiotic marine dinoflagellate Amphidinium sp. Tetrahedron letters,vol. 47(15),pp. 2521-2525.

135-Abe M., Inoue D., Matsunaga K., Ohizumi Y., Ueda H., Asano T., et al., 2002. Goniodomin A, an antifungal polyether macrolide, exhibits antiangiogenic activities via inhibition of actin reorganization in endothelial cells. Journal of cellular physiology,vol. 190(1),pp. 109-116.

136- Nagai H., Mikami Y., Yazawa K., Gonoi T., Yasumoto T., 1993. Biological activities of novel polyether antifungals, gambieric acids A and B from a marine dinoflagellate Gambierdiscus toxicus. The Journal of antibiotics,vol. 46(3),pp. 520-522.

137-Abedin RM., Taha HM., 2008. Antibacterial and antifungal activity of Cyanobacteria and green microalgae. Evaluation of medium components by ivaric-Burman design for antimicrobial activity of Spirulina platensis. Global hournal of Biotechnology and Biochemistry.

138- Najdenski HM., Gigova LG., Iliev II., Pilarski PS., Lukavský J., Tsvetkova IV., et al., 2013. Antibacterial and antifungal activities of selected microalgae and cyanobacteria. International Journal of Food Science & Technology,vol. 48(7),pp. 1533-1540.

139-Smulders F., Barendsen P., Van Logtestijn J., Mossel D., Van Der Marel G., 1986. Review: Lactic acid: Considerations in favour of its acceptance as a meat decontamininant. International Journal of Food Science & Technology,vol. 21(4),pp. 419-436.

140- Cherrington C., Hinton M., Mead G., Chopra I., 1991. Organic acids: chemistry, antibacterial activity and practical applications. Advances in Microbial Physiology,vol. 32,pp. 87-108.

141-Afolayan AF., Bolton JJ., Lategan CA., Smith PJ., Beukes DR., 2008. Fucoxanthin, tetraprenylated toluquinone and toluhydroquinone metabolites from Sargassum heterophyllum inhibit the in vitro growth of the malaria parasite Plasmodium falciparum. Zeitschrift für Naturforschung C, vol. 63(11-12),pp. 848-852.

142-Vonthron-Sénécheau C., Kaiser M., Devambez I., Vastel A., Mussio I., Rusig A-M., 2011. Antiprotozoal activities of organic extracts from French marine seaweeds. Marine drugs,vol. 9(6),pp. 922-933.

143-Govenkar MB., Wahidulla S., Constituents of Chondria armata. Phytochemistry,vol. 54(8),pp. 979-981.

144-Khanavi M., Toulabi PB., Abai MR., Sadati N., Hadjiakhoondi F., Hadjiakhoondi A., et al., 2011. Larvicidal activity of marine algae, Sargassum swartzii and Chondria dasyphylla against malaria vector Anopheles stephensi.

145-Afolayan AF., Mann MG., Lategan CA., Smith PJ., Bolton JJ., Beukes DR., 2009. Antiplasmodial halogenated monoterpenes from the marine red alga Plocamium cornutum. Phytochemistry,vol. 70(5),pp. 597-600.

146- Richardson JS., 1993. Free radicals in the genesis of Alzheimer's diseasea. Annals of the New York Academy of Sciences,vol. 695(1),pp. 73-76.

147-Kohen R., Nyska A., 2002. Invited review: Oxidation of biological systems: oxidative stress phenomena, antioxidants, redox reactions, and methods for their quantification. Toxicologic pathology, vol. 30(6),pp. 620-650.

148-Sithranga Boopathy N., Kathiresan K., 2011. Anticancer drugs from marine flora: an overview. Journal of oncology.

149- Athukorala Y., Kim K-N., Jeon Y-J., 2006. Antiproliferative and antioxidant properties of an enzymatic hydrolysate from brown alga, Ecklonia cava. Food and Chemical Toxicology,vol. 44(7),pp. 1065-1074.

150-Pooja S., 2014. Algae used as medicine and food-a short review. J Pharm Sci Res, vol. 6(3335), pp. 20.

151- Metting Jr F., 1996. Biodiversity and application of microalgae. Journal of industrial microbiology,vol. 17(5-6),pp. 477-489.

152-STOLZ P., OBERMAYER B., 2005. Manufacturing microalgae for skin care. Cosmetics and toiletries,vol. 120(3),pp. 99-106.

153-Olaizola M., 2003. Commercial development of microalgal biotechnology: from the test tube to the marketplace. Biomolecular engineering,vol. 20(4),pp. 459-466.

154- Jensen A., 1993. editor Present and future needs for algae and algal products. Fourteenth International Seaweed Symposium. Springer.

155- Rasala BA., Muto M., Lee PA., Jager M., Cardoso RM., Behnke CA., et al., 2010. Production of therapeutic proteins in algae, analysis of expression of seven human proteins in the chloroplast of Chlamydomonas reinhardtii. Plant biotechnology journal, vol. 8(6),pp. 719-733.

156- Sivakumar G., Xu J., Thompson RW., Yang Y., Randol-Smith P., Weathers PJ., 2012. Integrated green algal technology for bioremediation and biofuel. Bioresource technology, 107:1-9.

157- Bozbas K., 2008. Biodiesel as an alternative motor fuel: Production and policies in the European Union. Renewable and Sustainable Energy Reviews,vol. 12(2),pp. 542-552.

158- Weissman J., 1984. Screening for lipid yielding microalgae: Activities for 1983.

159- Markley KS., 1960. Fatty acids: their chemistry, properties, production and uses: Interscience.

160- Sheehan J., Dunahay T., Benemann J., Roessler P., 1998. A look back at the US Department of Energy's aquatic species program: biodiesel from algae: National Renewable Energy Laboratory Golden.

161- Tabatabaei M., Tohidfar M., Jouzani GS., Safarnejad M., Pazouki M., 2011. Biodiesel production from genetically engineered microalgae: future of bioenergy in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15(4),pp. 1918-1927.

162- Ardebili MS., Ghobadian B., Najafi G., Chegeni A., 2011. Biodiesel production potential from edible oil seeds in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15(6),pp. 3041-3044.

163- Moazami N., Ashori A., Ranjbar R., Tangestani M., Eghtesadi R., Nejad AS., 2012. Large-scale biodiesel production using microalgae biomass of Nannochloropsis. Biomass and bioenergy,vol. 39,pp. 449-453.

164- Avami A., 2012. A model for biodiesel supply chain: A case study in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews,vol. 16(6),pp. 4196-4203.

165- Hoffmann JP., 1998. Wastewater treatment with suspended and nonsuspended algae. Journal of Phycology,vol. 34(5),pp. 757-763.

166- Lau P., Tam N., Wong Y., 1995. Effect of algal density on nutrient removal from primary settled wastewater. Environmental Pollution, vol. 89(1),pp. 59-66.

167- González LE., Cañizares RO., Baena S., 1997. Efficiency of ammonia and phosphorus removal from a Colombian agroindustrial wastewater by the microalgae Chlorella vulgaris and Scenedesmus dimorphus. Bioresource Technology,vol. 60(3),pp. 259-262.

168- Lee K., Lee C-G., 2001. Effect of light/dark cycles on wastewater treatments by microalgae. Biotechnology and Bioprocess Engineering,vol. 6(3),pp. 194-199.

169- Jimenez-Perez M., Sanchez-Castillo P., Romera O., Fernandez-Moreno D., Pérez-Martınez C., 2004. Growth and nutrient removal in free and immobilized planktonic green algae isolated from pig manure. Enzyme and Microbial Technology, vol. 34(5),pp. 392-398.

170- Inthorn D., Sidtitoon N., Silapanuntakul S., Incharoensakdi A., 2002. Sorption of mercury, cadmium and lead by microalgae. Science Asia,vol. 28,pp. 253-261.

171- Yılmaz AB., Işık O., Sayın S., 2005. Bioaccumulation and Toxicity of Different Copper Concentrations in Tetraselmis chuii. Su Ürünleri Dergisi,vol. 22(3).

172- Mehta S., Gaur J., 2005. Use of algae for removing heavy metal ions from wastewater: progress and prospects. Critical reviews in biotechnology,vol. 25(3),pp. 113-152.

173- Chojnacka K., Chojnacki A., Górecka H., 2004. Trace element removal by Spirulina sp. from copper smelter and refinery effluents. Hydrometallurgy,vol. 73(1),pp. 147-153.

174- Jin ZP., Luo K., Zhang S., Zheng Q., Yang H., 2012. Bioaccumulation and catabolism of prometryne in green algae. Chemosphere,vol. 87(3),pp. 278-284.

175- Hong Y-W., Yuan D-X., Lin Q-M., Yang T-L., 2008. Accumulation and biodegradation of phenanthrene and fluoranthene by the algae enriched from a mangrove aquatic ecosystem. Marine Pollution Bulletin,vol. 56(8),pp. 1400-1405.

176- Jiménez N., Viñas M., Bayona JM., Albaiges J., Solanas AM., 2007. The Prestige oil spill: bacterial community dynamics during a field biostimulation assay. Applied Microbiology and Biotechnology,vol. 77(4),pp. 935-945.