21. Yüzyılın Mavi-Yeşil Besini Spirulina 21. Yüzyılın Mavi-Yeşil Besini Spirulina

Transkript

1 21. Yüzyılın Mavi-Yeşil Besini Spirulina 21. Yüzyılın Mavi-Yeşil Besini Spirulina Meltem CONK DALAY E.Ü. Mühendislik Fak. Biyomühendislik Bölümü Spirulina, son yıllarda adını duyurmuş bir siyanobakteri. Siyanobakteriler, her ne kadar sekans analizleri sonrası aldığı bu yeni adıyla bir bakteriymiş gibi isimlendirilse de aslında pek çok kaynakta mavi-yeşil algler olarak geçen ve kültür koşulları bakımından da algler ile kardeş olan bir canlı grubudur. Fotosentetik özellikteki bu canlılar, çok geniş bir yayılıma sahip ve extrem koşullarda yaşamlarını sürdürebilien dirençli organizmaları içerir. Spirulina da bu grubun bir üyesidir ve alkali göllerde yayılım gösterir. Her ne kadar 21. yüzyılın besini olarak tanıtılsa da tarihçesi çok eskilere dayanan bu canlının Aztek ler tarafından Texcoco gölünden toplanarak tüketildiği bilinmektedir (Şekil 1). Şekil 1: Texcoco gölünden, tecuitlatl adını verdikleri Spirulina yı toplayan Aztekler (FOX,1993). Ayrıca Afrikada Çad gölü çevresinde yaşayan Kanembu kabilesi üyeleri de Dihe adını verdikleri Spirulina yı gölden toplayıp kurutarak tüketmektedir (Şekil 2). Şekil 2: Chad gölünden, dihe adını verdikleri Spirulina yı toplayan Kanembu lar (FOX,1993). page 1 / 9

2 Spirulina nın Genel Özellikleri: Spirulina, yüksek karbonat ve bikarbonat seviyeleri ve yüksek ph ile karakterize edilen tropikal ve subtropikal su kütlelerinde yoğun populasyon oluşturan planktonik bir cyanobakteridir. S. platensis aşırı çoğalmaların görüldüğü Çad Gölü, yarıçöl konumundaki Sudan-Sahel bölgesinin ve Rift vadisinin alkali tuzlu gölleri, bu tür üzerine ilk çalışmaların yapıldığı bölgelerdir (Iltis,1976; Tomaselli, 1997). S. platensis ard arda dizilmiş hücrelerden oluşan silindirik trikomun heliks biçiminde dizilişi ile tanınan filamentli bir cyanobakteridir. Tek düzlemde ikili bölünmeye uğrayan vejetatif hücrelerden oluşan heterosit taşımayan hücreleri ayıran çeperler ışık mikroskobu altında kolayca görülebilir (Şekil 3). Filamentler dallanma göstermez ve suyun hareketine bağlı olarak dönme hareketi yaparlar. İnce bir kılıfla çevrili trikomlar hücreleri ayıran çeperlerde az belirgin geçitlere sahiptir ve trikomların üzerinde belirgin tepe kısımları (apeksler) ayırt edilir. Uç (apikal) hücreleri genişçe yuvarlaklaşabilir. Trikomların genişliği 6-10 µm arasında değişir (Tomaselli, 1997). Şekil 3. Spirulina filamentlerinin Mikroskoptan Görünüşü (Hendrikson, R., 2011). Çevresel faktörler özellikle sıcaklık, ph, tuzluluk heliks şeklindeki yapının geometrisini etkileyebilir (Jeeji Bai and Seshadri, 1980). Bu geometrinin en etkili değişimi helis şeklnden spiral şekle olan geri dönüşümlü geçiştir. Bu durum ilk defa Van Eykelenburg ve Fuchs, 1980 tarafından filamentlerin sıvı ortamdan katı ortama alınmasıyla gözlenmiştir (Van Eykelenburg, 1980 ; Tomaselli, 1997). Trikomun helis şekli, kültür boyunca sabit ve sürekli bir özellik olarak kabul edilse de, helkisin derecesi açısından aynı türün farklı suşları arasında, hatta aynı suş içinde farklılıklar olabilir. Doğadaki monospesifik populasyonlarda bile trikom geometrisi arasında farklar gözlenebilir. Spirulina nın Besleyici ve Farmasötik Özelliği: Spirulina insan gıdası, hayvan yemi, bitki gübrelemesinde kullanılmasını besin kimyasal kompozisyonu desteklemektedir ve günümüzde yaygın olarak kullanımına başlanmıştır. Kuru ağırlığında %60-70 oranında protein içermektedir. Bu oran birçok protein kaynağındaki orandan çok daha yüksektir. Spirulina, günlük besinlerimizde bulunmayan birçok elementi içermektedir ve besin değeri oldukça yüksektir. Sebze ve meyve ile yeterli beslenemeyen insanlara, tablet ve ya toz şeklinde tüketime sunulmaktadır. Bununla birlikte sporla uğraşan kişilere enerji vermesi için kullanılmaktadır. Ayrıca hamile ve süt veren anneler, gelişme çağındaki çocuklar, yaşlılar, selüloit ve cilt bozuklukları, kanser ve AIDS hastaları gibi iyi beslenmesi gereken kişiler ayrıca düşük kalorili olması açısından zayıflama diyeti olarak kullanılmaktadır (FOX; 1983, IWATA;1990). page 2 / 9

3 İçerdiği β-karoten zengin bir A vitamini kaynağıdır. Demir içerdiği için kansızlık tedavisinde de kullanılır. Vücudun bağışıklık sistemini arttırır. Kolay sindirilebilir olması nedeni ile mide ameliyatlarından sonra ilk besin olarak verilmesi, komplikasyonları önlemektedir. Deride oluşan yara ve yanıkların tedavisinde kullanılır (FOX; 1983). Tablo 1. Spirulina platensis in 1 kg ağırlığındaki vitamin içeriği (FOX; 1983). Vitamin Karoten (provitamin A) Siyanokobalamin (B12) d-ca pantotenat Folik asit İnositol Niasin (B3) Pridoksin (B6) Tiamin (B1) Tokoferol (E) İçerik (mg/kg) , Spirulina bilinen protein kaynakları içinde en yüksek protein içerendir. Sığır etinde %65-70, yumurtada %12,8 oranında olan proteinin Spirulina da %65 70 oranında bulunması bu algin önemini ortaya koymaktadır. Aminoasit kompozisyonunun FAO standardı ve yumurta proteini ile karşılaştırılması, tablo1'de görülmektedir. Spirulina nın en bilinen protein kaynağı olan yumurta ve FAO standartları ile karşılaştırılması ise tablo 2 de verilmektedir. Tablo 2: Spirulina nın Diğer Protein Kaynakları ile Karşılaştırılması (FOX,1983). Protein Kaynağı Spirulina Sığır Eti Tavuk Sardalya Alabalık Yoğurt Yumurta Soya Su(%) 5 56,5 61, ,6 86, Protein (%) , ,6 19,2 4,8 12,8 36,7 Tablo 2: Spirulina algindeki aminoasitlerin FAO standartları ve yumurta ile karşılaştırılması. Değerler 100gr protein için gr olarak verilmiştir (Cirik-Altındağ;1989). Aminoasitler Spirulina FAO Standardı Yumurta İzoleusin Leusin Lisin Methionin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin Arginin Histidin 6,4 10,4 4,4 2,2 5,4 5,4 1,5 7,5 7,8 1,8 4,0 7,0 5,5 5,5 6,0 4,0 1,0 5,0-5,8 9,0 6,7 3,0 5,3 5,3 1,8 7,2 6,4 2,6 Spirulina besin değeri yüksek bir gıda olarak; 22 aminoasitten 19 tanesini içermektedir. page 3 / 9

4 Aminoasitlerden 9 tanesi insan sağlığı için çok önemlidir. Aminoasit kompozisyonu tabloda verilmiştir (FOX; 1983). Tablo 2. Spirulina nın Amino asit Kompozisyonu FOX(1993). Aminoasit Esansiyel İzoleusin Leusin Lisin Methionin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin Arginin Histidin Esansiyel Olmayan Alanin Aspartik asit Serin Glutamik asit Glisin Hidroksilin Prolin Triosin S. platensis S. maxima FAO Standardı Yumurta Dünyadaki Üretim Durumu Dünyada nüfusun artması ile protein gereksiniminin de artması insanlığı sucul kaynaklardan daha fazla yararlanmaya yöneltmiştir. Hayvansal su ürünlerinin yanında bitkisel su ürünlerini de değerlendirilmeye başlanması dünyada her geçen gün artmaktadır. Ticari olarak Spirulina üreten ilk çiftlik, 1982 yılında Amerika da Kalifornia eyaletinde kurulmuştur. Bu gün, dünya üzerinde hektarlarca alanda Spirulina yetiştiren işletmeler bu ürünü değişik şekillerde işleyerek pazara sunmaktadır.dünya üzerinde en yoğun üretime sahip ülke toplam metrekare üretim alanı yılda 450 ton kuru ağırlık üretimi ile Amerika Birleşik Devletleridir. Bu ülkeyle birlikte Tayland, Japonya, Tayvan, Hindistan ve Meksika da yoğun üretim yapılmaktadır. Spirulina nın yoğun olarak kültürü, sığ havuzlarda yapılmaktadır. Sığ havuzlar kullanılarak ışık ve sıcaklık daha etkili bir biçimde kullanılabilmektedir. Kültürün gelişmesi için en kritik safha yaz aylarıdır. Açık havadaki havuzlarda, hektarlarca alanda Spirulina yetiştiren işletmeler bu ürünü değişik şekillerde pazara sunarlar. Bu işleme şekillerinden en pahalı ve maliyeti en yüksek olanı sprey kurutma ve tabletleridir. Spirulina nın fiyatları markaya, ürünün kalitesine ve satıldığı yere göre değişmektedir. Yapılan çalışmalar, Spirulina nın insan sağlığı üzerindeki etkilerini deneylerle kanıtlamaktadır. Spirulina da yüksek oranda bulunan linoleik asit, Prostoglandin (PGE1) sentezini stümüle eder. Bu hormon da kandaki kolesterolü etkiler (Fox 1993). Yapılan çalışmalar, Spirulina nın T lenfosit hücrelerinin fonksiyonlarını arttırdığını ve bu yolla vücudun savunma mekanizmasını kuvvetlendirdiğini göstermiştir. Ayrıca Spirulina nın kanser ve AIDS tedavilerinde de etkili olduğu, antitümör özellik taşıdığı, mide ve deri kanserlerinde hastalığın seyrini yavaşlatıcı hatta tedavi edici olduğu da deneylerle kanıtlanmıştır (Manoj,G. Et.al., 1992). Bu konudaki çalışmalar sürmektedir. Diğer alglerin hücre membranlarında selüloz bir çeper bulunmasına rağmen Spirulina nın mukoprotein içermesi, kolay sindirilmesini sağlamaktadır. Bu özelliğinden dolayı mide ameliyatlarından sonra ilk besin olarak verilmesi halinde komplikasyonların önlenmesinde faydalı olduğu bildirilmiştir. page 4 / 9

5 Spirulina nın içeriğinde bulunan ß karoten, antikansorejen etkisinin yanı sıra doğal bir A vitamini kaynağıdır. 2 gr Spirulina, günlük A vitamini ihtiyacını karşılar ayrıca yüksek dozda alındığında sentetik A vitaminleri gibi toksik değildir. İçeriğinde yüksek oranda bulunan demir sayesinde kansızlık tedavisinde kullanılmaktadır. Yüksek tansiyona, damar setliğine, kalp ve şeker hastalıklarına iyi gelir. Besleyici özelliğe sahip düşük kalorili bir gıda olması sebebiyle Spirulina, zayıflama dietleri için ideal bir besindir. Yapılan denemeler sonucunda zayıflatıcı etkisinde olduğu belirtilmiştir (Seshadri ve ark. 1992). Bunlara ek olarak bazı zehirlenmelere iyi geldiği ve radyasyon düzeyini düşürücü etkisi olduğu saptanmıştır. Çernobil kazası sonucu yüksek radyasyon almış çocuklar üzerinde yapılan bir deneyde Spirulina nın radyasyonu düşürücü etkisi kanıtlanmıştır (Fox 1993) Spirulina, tek başına bir ilaç olmamakla birlikte doğal bir tedavi aracıdır. İnsan sağlığı üzerine olan etkileri, bilim adamlarının hala üzerinde çalıştığı ve olumlu sonuçlar aldığı bir konudur. Özellikle Fransa da yapılan alg üretiminin bir kısmı, kozmetik sanayide yan ürün sağlamaktadır. Ayrıca Spirulina nın yanıklar üzerindeki tedavi edici etkisi de deneysel olarak kanıtlanmıştır (Becker ve Venkateraman 1981). Spirulina, içeriğinde bulundurduğu mavi, kırmızı ve yeşil pigmentler ayrıştırılarak veya doğal yeşil renginden faydalanarak gıda boyası olarak kullanılmaktadır. Hem besleyici hem de hiç bir zararlı etkisi olmayan doğal bir boyadır. Bu özelliği ile kozmetik alanında da kullanılmaktadır.ayrıca keratin oluşumunu giderici, cildi besleyici ve yumuşatıcı özelliği hücreleri yenileyerek elastiklik kazandırması nedeni ile krem, sabun, mask, şampuan gibi kozmetik ürünlerde kullanılmaktadır. İnsan sağlığına olan faydaları nedeni ile ilaç yapımında direkt veya içeriğinden ekstrakte edilen ß karoten, ksantofil, Y linoleik asit gibi maddelerin kullanımı yoluyla indirekt olarak kullanılmaktadır. Algler, besin olarak suda bulunan nitrat, fosfat, amonyum gibi tuzları bünyelerine alarak organik hale dönüştürürler. Bu işlem sonucu çıkan algler ise ilaç ve kozmetik sanayide kullanılmaktadır. Aynı işlem, akuakültür işletmelerinin atık suyunun alg kültüründe kullanılması şeklinde de yapılmaktadır. Elde edilen algin balık yemlerine katılması veya larvalara verilmesi ile de sistem,kendi içinde bir döngü oluşturmaktadır. Yemlerde alg, rasyona eklenen bir yan ürün şeklinde son yıllarda önem kazanmış bir protein ve renklendirici kaynağıdır. %5 Spirulina ile beslenmiş tavukların yumurtalarında istenen düzeyde doğal bir renklenme sağlanmıştır. %10 Spirulina katkılı grubun yumurta renkleri çok koyu olduğu için uygun görülmemiştir. Ayrıca Spirulina katkılı yem ile beslenen gruplarda ölüm oranı %4 iken diğer grupta %10 olarak saptanmıştır (Becker ve Venkateraman;1981). Büyük baş hayvanlarda ise süt verimini arttırıcı özelliğe sahiptir. Aynı özelliği ile insanlarda da kullanılmaktadır.fareler üzerinde yapılan bir denemede protein kaynağı olarak kullanılan Spirulina nın mısır gluteni ile kullanıldığı grupta verimin %50 oranında arttığı görülmüştür. Spirulina; Balık yemlerinde renklendirici özelliğini yanı sıra et kalitesini arttırıcı ve hastalıklara karşı direnç kazandırıcı özellikleri ile tercih edilmektedir. Spirulina kültür balıklarına doğal besin zincirinde bulunan fakat ticari yemlerle sağlanamayan esansiyel nutrientleri kazandırır. Ayrıca balıkların renklenme için ihtiyaç duyduğu karotinoidi (yemlere %5 oranında katılması halinde 50000ppm üzerinde bir değerde) sağlar. Türkiye Koşullarında Spirulina Üretimi: Türkiye, güneşli ve sıcak iklimsel özellikleri ile Spirulina üretimi için uygun koşulları bulunduran geniş alanlara sahip bir ülkedir yılında bu noktadan yola çıkılarak başlatılan bir Üniversitesanayi işbirliği projesi Türkiye de ilk Spirulina üretiminin yapılması ve ürünün ticari bir preperat şeklinde ticarileştirilmesini hedeflemekteydi. Proje 2000 yılında hedefine ulaşarak tamamlandı ve ilk yerli Spirulina pazara sunuldu. Halk tarafından ilgi gören bu ürün kısa zamanda pek çok kişi tarafından aranan bir hale geldi. Projede kapsamında üretimde izlenen işlemlerin akış şeması Şekil 4 de görülmektedir. page 5 / 9

6 Şekil 4: Spirulina üretiminin akış şeması. page 6 / 9

7 Sekil 5: Spirulina Projesi basında da çok ses getiren bir proje oldu. Türkiye Koşullarına Uygun Spirulina Üetim Teknolojisinin Geliştirilmesi isimli 99.Bil.006 EBİLTEM projesi ayrıca; 2000 yılı Ege Üniversitesi Bilim-Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (EBİLTEM) Proje yarışmasında Mühendislik Dalında 3. lük ödülüne ve 17 Nisan 2008 de Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı (TTGV) tarafından verilen Dr. Akın Çakmakçı en başarılı sanayileşmiş tez projeleri ödüllerine layık bulunmuştur. page 7 / 9

8 Spirulina ya hayatını adamış bir kişi olan, değerli hocam, Dr. Ripley FOX un anısına. KAYNAKLAR: - AYDIN; A., Sporlu Bitkiler Sistematiği I (Algler) İst. Üniv. Yayınları, Sayı: 3593, Fen Fak. No: 215, İst. Üniv. Fen Fak., Basımevi, İstanbul. - BECKER; E. W., VENKATERAMAN; L., V., Biotechnology and Exploitation of Algae- The Indian Approach- Edited by R.D. FOX, All Indian Coordinated Project on Algae Dep. Of Science and Tech., India. - BECKER; E. W., Microalgae - Biotechnology and Microbiology. Cambridge University Press, Cambridge - England. - BOROWITZKA ve BOROWITZKA 1992, Microalgal Biotechnology. Cambridge University Press., Cambridge. - BULIK; C. G., How the Spirulina, Blue Green Alga, Preserves the Cell from Degeneration and Extends Youth and Human Life Span, Algae of Life, Bulletin de L'Institut Océanographique, No: 12, Monaco. - CİRİK - ALTINDAĞ; S., Zengin Bir Bitkisel Gıda Spirulina, Bilim ve Teknik, Nisan, COHEN; Z., VONSHAK; A., Fatty Acid Composition of Spirulina and Spirulina - Like Cyanobacteria in Relation on Their Chemotaxonomy, Phytochemistry, Vol: 30, No.1 pp , Pergamon Press, Great Britain. - CONK DALAY; M., İzole Edilmiş Spirulina sp. nin Kültür Ortamlarında Yetiştirilmesi ve Besin Kalitesi Değişimleri Üzerine Bir Araştırma. E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Su Ürünleri Yetiştiriciliği Anabilimdalı, Doktora Tezi, İZMİR. - DESIKACHARY, T. V., Taxonomic Studies in Spirulina, C.V. and N. Jeeji Bai (Eds.) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras India. - DROUET; F., Revision of the Classification of the Oscillatoriacea, Spirulina, Fig. 1 7, France. - FAUCHER; O., COUPAL; B., LEDUY; A., Utilization of Seawater - Urea as a Culture Medium for Spirulina maxima, National Research Council of Canada / Conseil of Canada. - FOX, R. D., Algoculture, The Microalgae Spirulina (Cyanophyceae), A study of the Conditions Necessary for Their Growth, These de Doctorat, France. - FOX, R. D., La Spiruline: Technique Pratique Et Promesse. Edisud, Aix-en-Provence,1999. France. - GRANT; W. D., TINDALL; B. J., The Alkaline Saline Environment, Microbes in Extreme Environments R. A. Herbert, G. A. CODD Eds. - GÜNER; H., AYSEL; V., Tohumsuz Bitkiler Sistematiği, Ege Üniv. Fen Fak. Kitaplar Serisi, No: 108, Bornova-İzmir. - HENDRIKSON, R., Special Report: Spirulina Part 1 Origins and Biology. Rediscovery of a 3.5 billion year old immortal life form. AlgaeIndustryMagazine.com - HOFF; F.H., SNELL; T.W., Plankton Culture Manual. Florida Aqua Farms, Inc.,Florida-U.S.A. - MANOJ; G. et al., Antioxidant Properties of Spirulina ( Spirulina platensis), C.V. and N. Jeeji Bai (Eds) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras - India. - MISHIMA; T., et al Inhibition of Tumor Invasion and Metastasis by Calcium Spirulan (Ca SP), a Novel Sulfated Polysaccharide Derived from a Blue Green alga, Spirulina platensis. Clinical & Experimental Metastasis, Vol. 16, No. 6, pp Kluwer Academic Publishers. page 8 / 9

9 - NICHOLS; B.W., WOOD; J. B., The Occurence and Biosynthesis of gamma-linolenic Acid in a Blue green Alga, Spirulina platensis. LIPIDS, Vol.3 No.1 pp SESHADRI; C. V. et al., Applications of Spirulina, C.V. and N. Jeeji Bai (Eds.) Spirulina, ETTA Nat. Symp. MCRC, Madras-India. - SUBRAMANIAN, KAUSHIK, VENKATERAMAN, Cyanobacterial Biotechnology. Science Publishers Inc., U.S.A. - TOMASELLI, L. Et al., Recent Research on Spirulina in Italy, Hydrobiologia 151/152:79-82, Twelfth International Seaweed Symposium Dr. W. Junk Publishers, Dordrecht- Printed in the Netherlands. - TORZILLO et al., Effect of Temperature on Yield and Night Biomass Loss in Spirulina platensis Grown Outdoors in Tubular Photobioreactors, Journal of Applied Phycology 3: , Kluwer Academic Publishers, Printed in Belgium. - TREDICI; M.R., PAPUZZO; T., TOMASELLI; L., Outdoor Mass Culture Spirulina maxima in Sea Water, Applied Microbiology and Biotechnology, 24: 47-50, Springer Verlang. - TUTEL; B., ÇIRPICI; A., Sporlu Bitkiler Sistematiği, İstanbul Üniv. Yayınları, Sayı: 3748, Fen Fak. No:226, İstanbul Üniv. Fen Fak. Basımevi, İstanbul. - VONSHAK; A. et al., Production of Spirulina Biomass: Effects of Environmental Factors and Population Density, Biomass /82/ , Applied Science Publishers Ltd., England. - VONSHAK; A., Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell Biology and Biotechnology. Pp Taylor & Francis Publishers. - WATERBURY; J. B., The Prokaryotes, Second Edition, Atlandbook on the Biology of Bacteria, Ecophysiology, Isolation, Identification, Applications. Vol II, Springer Verlag. page 9 / 9 Powered by TCPDF (