جداول 1 ، برخی از فرآورده‌های استخراج شده از موجودات دریایی را كه در مقیاس تجاری تولید می‌شوند، نشان می‌دهد:

 

جدول1 برخی فرآورده های زیستی دریایی که به صورت تجاری تولید شده اند
فرآورده ها فرآورده اختصاصی منبع موارد مصرف کشورهای تولید کننده
پلیساکارید جلبکی آکارها، آلژینات ها جلبک های قرمز مواذ آرایشی و بهداشتی، ضد ویروس و انعقاد آمریکا، دانمارک،فرانسه
گلیکوز کندروویتین سولفات ماهی مواد آرایشی، ضد انعقاد،جایگزین بافت فرانسه
چیتوزان گلوکزآمین سخت پوستان،حلزون،قارچ مواد آرایشی و دارویی،کلوئیدها
کلاژن مواد آرایشی، بافت مصنوعی
لیپیدها DHA،EPA جلبک ذره بینی،گیاه دریایی، ماهی ضد بیماری های قلبی و تومور،نمو نوزادان نارس



 

 

1-2- مواد مركب، پلیمرهای زیستی و آنزیم‌های صنعتی

اغلب این مواد از جلبك‌ها و باكتری‌های دریایی استخراج می‌شوند كه به تفكیك مورد بررسی قرار می‌گیرند:


1-2-1- جلبك‌ها

بیش از دو هزار سال است كه از جلبك‌های دریایی، هم به‌عنوان غذای جانبی بشر و هم در پزشكی، استفاده می‌شود. این جلبك‌ها كه در اعماق دریاها (تا عمق 250 متری) رشد می‌كنند، به 12 گروه و 30 كلاس مختلف طبقه‌بندی می‌شوند.

جلبك‌ها از رنگدانه‌های فتوسنتزی مختلفی استفاده می‌كنند كه بر این اساس، به سه گروه قهوه‌ای، سبز و قرمز تقسیم می‌شوند. البته جلبك‌های سبز- آبی نیز وجود دارند كه در حال حاضر تحت عنوان باكتری‌های سبز- آبی شناخته می‌شوند و در واقع مرز بین جلبك و باكتری به شمار می‌روند. تنوع بیولوژیكی موجود در جلبك‌ها، امكان تولید طیف وسیعی از فرآورد‌ه‌های بیولوژیك را فراهم می‌آورد كه برخی از آنها در حال حاضر در مقیاس وسیع تولید می‌شوند. به‌عنوان مثال، پلی‌ساكاریدهای حاصل از جلبك‌های قرمز (كاراجینن‌ها و آگارها) و جلبك‌های قهوه‌ای (الجین‌ها)، در حال حاضر به‌عنوان عوامل ژلی‌كننده و قوام‌دهنده در صنایع غذایی، در تهیه لوازم آرایشی و حتی مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثال‌های زیر مواردی از كاربرد جلبك‌‌ها را نشان می‌دهد.


الف) استفاده از جلبك‌های دریایی به‌عنوان غذای جایگزین در آبزی‌پروری برای تغذیة توتیای دریایی، آبالون (نوعی صدف دریایی) و ماهی: این جلبك‌ها حاوی كمی پروتئین، تمامی اسید آمینه ضروری، ویتامین‌ها، مواد معدنی، اسیدهای چرب غیراشباع با چند پیوند دوگانه (PUFAs) مانند آراشیدونیك اسید(AA)، ایكوساپنتئنویك اسید (EPA) و دوكوسوهگزائینویك اسید(DHA) هستند و به‌عنوان غذای مكمل در رژیم غذایی در آبزی‌پروری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ب) مصارف انسانی: به‌دلیل غنی‌بودن جلبك‌ها از مواد معدنی و ویتامین‌ها، این موجودات قرن‌ها به‌عنوان غذایی سالم در رژیم غذایی انسان و یا برای مصارف دارویی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برای مثال، در دهة گذشته مشخص شد كه تركیباتی همچون لامینارین (Laminarin) و فوكوایدان‌ها (Fucoidan) می‌توانند به‌عنوان داروی ضد تومور، محافظ بدن در برابر تشعشعات خطرناك، كاهش سطح كلسترول خون، كمك به بهبود زخم‌ها، ضد حساسیت، تعدیل‌كننده سیستم ایمنی، افزایش مقاومت در برابر باكتری‌ها و ویروس‌ها و عفونت‌‌های پارازیتی (مثلاً جلوگیری از عفونت‌های پس از جراحی) و جلوگیری از عفونت‌های فرصت‌طلب در افراد مبتلا به ایدز عمل نمایند. همچنین، متابولیت‌های ثانویه استخراج شده از جلبك‌ها (مانند تركیبات هالوژنه)، مواد امیدبخشی جهت مبارزه با باكتری‌ها و ویروس‌ها هستند.

از موارد كاربرد مواد استخراج شده از جلبك‌ها می‌توان به عصاره‌های برگرفته از برخی جلبك‌های قرمز اشاره كرد كه در درمان عوارض ناشی از جایگزینی استخوان و كاهش cellulite (تشكیل غده چربی در زیر پوست كه از رشد تعداد زیادی سلول چربی بوجود می‌آید و به شكل یك پنیر مشبك است و باعث جدا شدن پوست از لایه‌های زیرین می‌شود) به‌كار می‌روند.

همچنین محققان ژاپنی، روش‌های خاصی را برای تغییر یك جلبك دریایی به‌منظور تولید مقادیر بیشتر آنزیم سوپراكسید دیسموتاز ابداع كرده‌اند. این آنزیم كاربرد زیادی در پزشكی، تولید مواد آرایشی و غذایی دارد.

ج) مصارف صنعتی: هالوپرواكسیدازها از تركیبات مهمی هستند كه از جلبك‌های دریایی به دست می‌آیند و واكنش‌ هالوژنه‌شدن متابولیت‌ها را كاتالیز می‌كنند. از آنجایی‌كه هالوژنه شدن، فرآیند مهمی در صنایع شیمیایی محسوب می‌شود، این تركیبات، فرآورده‌های با ارزشی به شمار می‌آیند.

سایر مصارف بیوتكنولوژیك جلبك‌های دریایی عبارتند از: صنایع غذایی، پزشكی و بهداشت، داروسازی، بهداشت دندان، سیستم‌های درك، سنسورهای زیستی، بیوانرژی و پاكسازی زیستی.

 

1-2-2- باكتری‌ها

علاوه بر جلبك‌ها، باكتری‌های دریایی نیز منبع با ارزشی برای تولید مواد شیمیایی و آنزیم‌های مختلف محسوب می‌شوند. از جمله فرآورده‌های حاصل از این باكتری‌ها، آنزیم‌های صنعتی هستند. آنزیم‌هایی كه از این باكتری‌ها، به دست می‌آیند، به دلیل دارا بودن خصوصیات ویژه بسیار مهم و با ارزش هستند. به‌عنوان مثال، برخی از این آنزیم‌ها در برابر غلظت بالای نمك مقاوم هستند و می‌توانند در فرآیندهای صنعتی خاصی مورد استفاده قرار گیرند. پروتئازهای خاصی از این باكتری‌ها استحصال می‌شوند كه در شوینده‌ها و پاك‌كننده‌های صنعتی و غیره كاربرد دارند. از جمله باكتری‌های تولیدكننده این پروتئازهای خارج‌سلولی، می‌توان به گونه‌های جنس Vibrio اشاره كرد؛ به‌عنوان نمونه، ویبریو آلژینولیتیكوس (Vibrio alginolyticus) شش پروتئاز تولید می‌كند كه یكی از آن‌ها با نام اگزوپروتئاز سرین‌آلكالین نسبت به شوینده‌ها مقاوم است. همچنین این باكتری‌ دریایی، آنزیم كلاژناز نیز تولید می‌كند كه مصارف صنعتی و تجاری مختلفی دارد كه از آن جمله می‌توان به جداسازی سلول‌ها از یكدیگر، در مطالعات كشت بافت اشاره كرد. گروه دیگری از میكروارگانیزم‌های دریایی خاص كه از آنها در جهت تولید آنزیم‌های خاص استفاده شده است، آركئو‌باكتری‌های هایپرترموفیلیك (باكتری‌های باستانی) هستند. این باكتری‌ها می‌توانند در درجه حرارت‌های بیش از 100 درجه سانتیگراد رشد كنند، بنابراین باید دارای سیستم‌های آنزیمی خاصی باشند كه در این درجه حرارت بالا، فعال باقی بمانند. محیط‌ زندگی این باكتری‌ها، چشمه‌های آب گرم، دستگاه گوارش حیوانات، لوله‌های هیدروترمال، محیط‌های شور مانند دریاچه‌های نمك و غیره است. برخی از فرآورده‌های آنزیمی استخراج شده از باكتری‌های مقاوم به درجه حرارت كه در حال حاضر نیز به‌صورت تجاری درآمده‌اند، عبارتند از: پلیمرهای مقاوم به گرما، لیگازها و آندونوكلئازهای برشی.

اولین محصول آنزیمی حاصل از آركئو‌باكتری‌ها، DNA پلیمراز مقاوم به حرارت بود كه از باكتری‌ Thermus aquaticus و از چشمه‌های آب گرم پارك ملی Yellow Stone در آمریكا استخراج شد. این آنزیم، نقشی اصلی را در واكنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) بازی می‌كند. این DNA پلیمراز، در سال 1989 از سوی مجله ساینس (Science) به‌عنوان مولكول سال، انتخاب گردید.