Спирулина как биологический объект¶

Спирулина — обобщающее название для нескольких видов цианобактерий (синезелёных водорослей) рода Arthrospira, прежде относимых к роду Spirulina. Это фотосинтезирующие микроорганизмы, обитающие преимущественно в щелочных солёных водоёмах тропических и субтропических зон. Наибольшее практическое значение имеют виды Arthrospira platensis и Arthrospira maxima, которые культивируются в промышленных масштабах как источник пищевого белка, витаминов и биологически активных соединений.

¶Систематика и биология

Долгое время спирулину классифицировали как представителя рода Spirulina семейства Oscillatoriaceae. В 1980-х годах на основании морфологических и генетических исследований культивируемые формы были выделены в род Arthrospira семейства Phormidiaceae. В научной литературе название «спирулина» сохранилось как традиционное и коммерческое обозначение.

Клетки спирулины образуют нити (трихомы), которые под микроскопом выглядят как спирально закрученные цилиндры длиной около 0,5 мм. Диаметр нити составляет 5–10 мкм. Спиралевидная форма, отражённая в названии, обусловлена строением клеточной стенки и способностью нити растягиваться и сжиматься.

Как цианобактерии, эти организмы осуществляют оксигенный фотосинтез, используя свет как источник энергии и выделяя кислород. Размножаются преимущественно вегетативно — путём фрагментации нитей (гормогониев). Спирулина относится к прокариотам: у неё нет оформленного ядра и хлоропластов, а фотосинтетические пигменты (хлорофилл a, фикоцианин, каротиноиды) расположены в тилакоидах цитоплазмы.

¶Среда обитания и культивирование

Естественные популяции спирулины встречаются в щелочных озёрах с pH 8–11, например в озере Чад (Центральная Африка) и в мексиканском озере Тескоко. Высокая щёлочность и минерализация ограничивают конкуренцию с другими микроорганизмами, что облегчает массовое размножение.

Промышленное культивирование ведётся в открытых водоёмах-биореакторах (прудах с мешалками) или в закрытых фотобиореакторах. Основные производители расположены в Китае, США, Индии, Японии и Таиланде. Урожайность зависит от освещённости, температуры (оптимум 30–35 °C), обеспеченности питательными веществами — азотом, фосфором, микроэлементами. Собранную биомассу высушивают и выпускают в виде порошка, таблеток, капсул или добавляют в пищевые продукты.

¶Пищевая ценность

Сухая биомасса спирулины содержит 55–70 % белка — больше, чем в сое, мясе или яйцах. Белок включает все незаменимые аминокислоты, что делает его полноценным по составу. Помимо белка, в состав входят:

• Углеводы — 15–25 %, преимущественно в виде гликогена и сложных полисахаридов;
• Липиды — 4–7 %, значительную долю составляют полиненасыщенные жирные кислоты, включая гамма-линоленовую кислоту;
• Витамины — B1, B2, B3, B6, B9, B12 (в форме, усвоение которой человеком ограничено), а также витамин E и провитамин A (бета-каротин);
• Минералы — железо, кальций, магний, калий, цинк, селен;
• Пигменты — фикоцианин, хлорофилл, каротиноиды.

Калорийность сухой спирулины оценивается примерно в 290 ккал на 100 г.

¶Применение

Спирулина используется как пищевая добавка, компонент специализированного питания (в том числе для спортсменов и в программах коррекции массы тела), корм для аквакультуры и животноводства, сырьё для получения фикоцианина — природного синего красителя для пищевой и косметической промышленности.

В традиционном питании народов, живущих у озера Чад, высушенная спирулина (известная как «дихе») веками употреблялась в пищу. Ацтеки собирали аналогичный продукт («текуитлатль») в озере Тескоко.

¶Исследования и вопросы безопасности

Спирулина изучается как источник антиоксидантов, иммуномодулирующих и противовоспалительных соединений. Отдельные клинические исследования рассматривают её влияние на липидный профиль крови и уровень гемоглобина, однако убедительных доказательств лечебного действия при конкретных заболеваниях недостаточно, и она не является лекарственным средством.

Ключевой риск связан с качеством продукции. При выращивании в загрязнённой воде спирулина способна накапливать тяжёлые металлы (свинец, ртуть, кадмий) и подвергаться контаминации другими цианобактериями, продуцирующими микроцистины — токсины, поражающие печень. Поэтому продукт подлежит лабораторному контролю, а его приём при аутоиммунных заболеваниях, фенилкетонурии и в период беременности требует консультации врача.

¶Правовой статус

В России спирулина не относится к запрещённым веществам, но как пищевая добавка регулируется санитарными нормами: обязательны декларация соответствия и контроль по микробиологическим и токсикологическим показателям. В ряде стран продажа спирулины разрешена как пищевой продукт, но запрещена как лекарство без соответствующей регистрации.