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Arthrospira platensis ( Inglês )

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Arthrospira platensis is a filamentous, gram-negative cyanobacterium. This bacterium is non-nitrogen-fixing photoautotroph.[1] It has been isolated in Chenghai Lake, China, soda lakes of East Africa, and subtropical, alkaline lakes.[2][3][4]

Morphology

Arthrospira platensis is filamentous, motile bacterium. Motility has been described as a vigorous gliding without a visible flagella.[1]

Metabolism

As a photoautotroph the major carbon source is carbon dioxide and water is a source of electrons to perform CO2 reduction.

Genetics

Arthrospira platensis has a single circular chromosome containing 6.8 Mb and 6,631 genes.[1] The G+C content has been determined to be 44.3%.[1]

Growth conditions

Arthrospira platensis has been found in environments with high concentrations of carbonate and bicarbonate. It can also be found in high salt concentrations because of its alkali and salt tolerance. The temperature optimum for this organism is around 35 °C.[2] Based on environmental conditions, culture medium often has a pH between 9-10, inorganic salts, and a high bicarbonate concentration.[2]

Uses

There are various present and past uses of A. platensis as food or food supplement, which is better known as 'Spirulina' in this context. Spirulina is sold as a health supplement in the form of powder or tablets due to its high levels of essential and unsaturated fatty acids, vitamins, dietary minerals, and antioxidants.[5] After the Chernobyl disaster, Spirulina was given to victims due to its antioxidant properties to avoid adverse effects of reactive oxygen species.[6] Proteins extracted from A. platensis can be used in food as thickening agents[7] or stabilizers of emulsions[8] or foams.[9] The light-harvesting complex of A. platensis, phycocyanin, can be extracted as a blue pigment powder and used as blue colorant in food.[10] As A. platensis cells contain hydrogenases and can produce hydrogen, they are a candidate for the production of renewable energy.[11]

References

  1. ^ a b c d Fujisawa T, Narikawa R, Okamoto S, Ehira S, Yoshimura H, Suzuki I, et al. (April 2010). "Genomic structure of an economically important cyanobacterium, Arthrospira (Spirulina) platensis NIES-39". DNA Research. 17 (2): 85–103. doi:10.1093/dnares/dsq004. PMC 2853384. PMID 20203057.
  2. ^ a b c Masojídek J, Torzillo G (2008). "Mass Cultivation of Freshwater Microalgae". Encyclopedia of Ecology. Elsevier. pp. 2226–2235. doi:10.1016/b978-008045405-4.00830-2. ISBN 9780080454054.
  3. ^ Xu T, Qin S, Hu Y, Song Z, Ying J, Li P, et al. (August 2016). "Whole genomic DNA sequencing and comparative genomic analysis of Arthrospira platensis: high genome plasticity and genetic diversity". DNA Research. 23 (4): 325–38. doi:10.1093/dnares/dsw023. PMC 4991836. PMID 27330141.
  4. ^ Kebede E, Ahlgren G (October 1996). "Optimum growth conditions and light utilization efficiency of Spirulina platensis (= Arthrospira fusiformis) (Cyanophyta) from Lake Chitu, Ethiopia". Hydrobiologia. 332 (2): 99–109. doi:10.1007/bf00016689. S2CID 32546529.
  5. ^ Capelli, Bob; Cysewski, Gerald R. (April 2010). "Potential health benefits of spirulina microalgae*: A review of the existing literature". Nutrafoods. 9 (2): 19–26. doi:10.1007/BF03223332. S2CID 40624847.
  6. ^ Small, Ernest (December 2011). "37. Spirulina – food for the universe". Biodiversity. 12 (4): 255–265. doi:10.1080/14888386.2011.642735. S2CID 120504029.
  7. ^ Grossmann, Lutz; Hinrichs, Jörg; Weiss, Jochen (24 September 2020). "Cultivation and downstream processing of microalgae and cyanobacteria to generate protein-based technofunctional food ingredients". Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 60 (17): 2961–2989. doi:10.1080/10408398.2019.1672137. PMID 31595777. S2CID 203985553.
  8. ^ Böcker, Lukas; Bertsch, Pascal; Wenner, David; Teixeira, Stephanie; Bergfreund, Jotam; Eder, Severin; Fischer, Peter; Mathys, Alexander (February 2021). "Effect of Arthrospira platensis microalgae protein purification on emulsification mechanism and efficiency". Journal of Colloid and Interface Science. 584: 344–353. Bibcode:2021JCIS..584..344B. doi:10.1016/j.jcis.2020.09.067. PMID 33070074. S2CID 224782082.
  9. ^ Buchmann, Leandro; Bertsch, Pascal; Böcker, Lukas; Krähenmann, Ursina; Fischer, Peter; Mathys, Alexander (December 2019). "Adsorption kinetics and foaming properties of soluble microalgae fractions at the air/water interface". Food Hydrocolloids. 97: 105182. doi:10.1016/j.foodhyd.2019.105182. S2CID 197138756.
  10. ^ Martelli, Giulia; Folli, Claudia; Visai, Livia; Daglia, Maria; Ferrari, Davide (January 2014). "Thermal stability improvement of blue colorant C-Phycocyanin from Spirulina platensis for food industry applications". Process Biochemistry. 49 (1): 154–159. doi:10.1016/j.procbio.2013.10.008.
  11. ^ Dutta, Debajyoti; De, Debojyoti; Chaudhuri, Surabhi; Bhattacharya, Sanjoy K (December 2005). "Hydrogen production by Cyanobacteria". Microbial Cell Factories. 4 (1): 36. doi:10.1186/1475-2859-4-36. PMC 1343573. PMID 16371161.
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Arthrospira platensis: Brief Summary ( Inglês )

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Arthrospira platensis is a filamentous, gram-negative cyanobacterium. This bacterium is non-nitrogen-fixing photoautotroph. It has been isolated in Chenghai Lake, China, soda lakes of East Africa, and subtropical, alkaline lakes.

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Arthrospira platensis ( Espanhol; Castelhano )

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Arthrospira platensis es una cianobacteria filamentosa gramnegativa.[1]​ Esta bacteria es fotoautótrofo sin fijación de nitrógeno.

Se ha aislado en el lago Chenghai, China, en los lagos de soda del este de África y en los lagos subtropicales y alcalinos.[2]

Referencias

  1. T. Fujisawa; R. Narikawa; Okamoto; S. Ehira; H. Yoshimura; I. Suzuki; T. Masuda; M. Mochimaru; S. Takaichi; K. Awai; M. Sekine; H. Horikawa; I. Yashiro; S. Omata; H. Takarada; Y. Katano; H. Kosugi; S. Tanikawa; K. Ohmori; N.Sato; M. Ikeuchi; N. Fujita; M. Ohmori (Abril de 2010). «Genomic structure of an economically important cyanobacterium, Arthrospira (Spirulina) platensis NIES-39». DNA Research 17 (2): 85-103. PMC 2853384. PMID 20203057. doi:10.1093/dnares/dsq004.
  2. J. Masojídek; G. Torzillo (2008). «Mass Cultivation of Freshwater Microalgae». Encyclopedia of Ecology. Elsevier. pp. 2226-2235. ISBN 9780080454054. doi:10.1016/b978-008045405-4.00830-2.
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Arthrospira platensis: Brief Summary ( Espanhol; Castelhano )

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Arthrospira platensis es una cianobacteria filamentosa gramnegativa.​ Esta bacteria es fotoautótrofo sin fijación de nitrógeno.

Se ha aislado en el lago Chenghai, China, en los lagos de soda del este de África y en los lagos subtropicales y alcalinos.​

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Arthrospira platensis ( Francês )

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Arthrospira platensis est une espèce de cyanobactéries (anciennement appelées algues bleues) de la famille des Phormidiaceae ou des Microcoleaceae, selon les classifications, et du genre Arthrospira. C'est l'espèce principale qui se cache derrière le nom commun spiruline, avec l'espèce Arthrospira maxima.

L'organisme entier est utilisé comme aliment traditionnel par l'ethnie des Kanembou du pourtour du lac Tchad, comme ingrédient alimentaire nouveau (il ne s'agit cependant pas à strictement parler d'un aliment nouveau au sens de la réglementation sur les novel foods européen du terme, puisque sa consommation en Union européenne remonte à avant 2007) et comme alimentation animale depuis les années 1970, ainsi que comme complément alimentaire. Différents extraits à usage industriel en sont tirés, en particulier la phycocyanine, qui est largement utilisée comme colorant alimentaire bleu dans l'agroalimentaire, comme traceur biologique en recherche médicale, comme molécule d'intérêt dans le domaine des biotechnologies et de la médecine, mais également des fractions polysaccharide utilisées principalement dans le domaine médical.

Taxinomie

Synonymes :

  • Synonymes homotypiques :
    • Oscillatoria platensis (Gomont) Bourrelly, 1970 – obsolète
    • Limnospira platensis (Gomont) Nowicka-Krawczyk, Mühlsteinová & Hauer, 2019 – incertain
  • Synonymes hétérotypiques :
    • Spirulina jenneri var. platensis, Nordstedt, 1884 – obsolète
    • Spirulina platensis (Gomont) Geitler 1925 – obsolète

Références taxinomiques

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Arthrospira platensis: Brief Summary ( Francês )

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Arthrospira platensis est une espèce de cyanobactéries (anciennement appelées algues bleues) de la famille des Phormidiaceae ou des Microcoleaceae, selon les classifications, et du genre Arthrospira. C'est l'espèce principale qui se cache derrière le nom commun spiruline, avec l'espèce Arthrospira maxima.

L'organisme entier est utilisé comme aliment traditionnel par l'ethnie des Kanembou du pourtour du lac Tchad, comme ingrédient alimentaire nouveau (il ne s'agit cependant pas à strictement parler d'un aliment nouveau au sens de la réglementation sur les novel foods européen du terme, puisque sa consommation en Union européenne remonte à avant 2007) et comme alimentation animale depuis les années 1970, ainsi que comme complément alimentaire. Différents extraits à usage industriel en sont tirés, en particulier la phycocyanine, qui est largement utilisée comme colorant alimentaire bleu dans l'agroalimentaire, comme traceur biologique en recherche médicale, comme molécule d'intérêt dans le domaine des biotechnologies et de la médecine, mais également des fractions polysaccharide utilisées principalement dans le domaine médical.

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Arthrospira platensis ( Italiano )

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La Spirulina (Arthrospira platensis (Nordstedt) Gomont, in passato indicata come Spirulina platensis) è un batterio filamentoso Gram-negativo appartenente alla classe Cyanobacteria (cianobatteri). Il batterio è fotoautotrofo, non azotofissatore.[1]

Vive in laghi di acqua salata, calda e con pH alcalino (es. lago di Texcoco, lago Ciad) delle regioni tropicali e subtropicali.[2][3][4]

La Spirulina oggi viene coltivata in bacini artificiali in Cina, in India, negli Stati Uniti in coltivazioni estensive, ma anche in Cile, in Italia, in Francia, a Cuba ed in Australia in coltivazioni più piccole e di qualità. Altra peculiarità della Spirulina è l'alto contenuto di proteine, che va dal 55% al 65%[5].

La spirulina è considerata dall'Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA) come ingrediente alimentare[6] e può essere inserita come integratore alimentare[7] in prodotti alimentari o usata in purezza per l'utilizzo in cucina o in cosmetica. È disponibile in compresse, in micro-spaghettini e in polvere.

Etimologia ed ecologia

Gli Arthrospira sono dei cianobatteri filamentosi, caratterizzati da tricomi cilindrici multicellulari a forma di spirale.

Si trovano in natura in laghi tropicali e subtropicali con pH elevato e alte concentrazioni di carbonato e bicarbonato, in Africa, Asia e Sud America. L'alga spirulina si coltiva in vasche aperte (open ponds) o in particolari macchinari chiamati fotobioreattori, con acqua dolce opportunamente agitata artificialmente per garantire l'ossigenazione e la distribuzione dei nutrienti. I maggiori produttori commerciali di spirulina sono negli Stati Uniti, Thailandia, India, Taiwan, Cina, Bangladesh, Pakistan, Birmania, Grecia, Italia e Cile.

Uso storico

L'alga spirulina era una primaria fonte di cibo per gli Aztechi e per le altre popolazioni dell'America Centrale fino al XVI secolo; il raccolto dal lago di Texcoco e la successiva vendita sotto forma di torta è stata descritta da uno dei soldati di Cortès.[8][9] Gli Aztechi la chiamavano tecuitlatl.[10]

L'alga spirulina fu rinvenuta in abbondanza nel lago Texcoco dai ricercatori francesi negli anni Sessanta, ma non ci sono testimonianze del suo uso quotidiano da parte degli Aztechi dopo il XVI secolo, probabilmente a causa del prosciugamento dei laghi circostanti per lo sviluppo agricolo ed urbano.[10] Il primo impianto di produzione di spirulina su larga scala, gestito da Sosa Texcoco, è stato stabilito lì nei primi anni Settanta.

L'alga spirulina tradizionalmente è stata raccolta anche in Ciad, dove si preleva da piccoli laghi e stagni. Viene seccata in torte chiamate “dihé”, che vengono utilizzate per fare brodi per i pasti e anche vendute nei mercati.[11]

Possibili rischi e benefici per la salute

Problemi di sicurezza relativi alla qualità

L'alga spirulina è un cianobatterio, alcune altre specie di cianobatteri sono note per produrre tossine come microcistine, BMAA ed altro.

Le microcistine e le altre sostanze tossiche non sono prodotte dalla spirulina, ma possono essere presenti per contaminazione. Alcuni integratori di spirulina sono stati trovati contaminati di microcistine, anche se talvolta a livelli inferiori a quelli considerati di rischio.

Le microcistine possono causare disturbi gastrointestinali e a lungo termine cancro al fegato. Per questo le possibilità di esposizione anche minima all'inquinamento da microcistine o altre tossine, sono fonte di preoccupazione.

La contaminazione da metalli pesanti ha sollevato preoccupazioni in Cina. Lotti di integratori alimentari a base di spirulina prodotti in Cina sono stati trovati contaminati da metalli pesanti, quali piombo, arsenico e mercurio.

La tendenza a livello mondiale è di considerare i prodotti a base di spirulina come integratori alimentari e non come farmaco. Questo approccio, considerato il fatto che il cianobatterio è in estensione come coltivazione artificiale (in vasca), rende necessario un attento controllo sulle condizioni del substrato e dei suoi possibili inquinanti.

Problemi di sicurezza per gruppi specifici

A causa della presenza molto alta di vitamina K i pazienti che seguono trattamenti anticoagulanti dovrebbero consultare il medico e regolare di conseguenza l'assunzione di spirulina.

Proprio come tutti gli alimenti ricchi di proteine, la spirulina contiene l'aminoacido essenziale fenilalanina (2,6-4,1 g/100 g) che dovrebbe essere evitato da persone con fenilchetonuria, una rara malattia genetica che impedisce al corpo di metabolizzare la fenilalanina.

La ricerca in vitro

Il componente attivo primario della spirulina è la ficocianobilina, che costituisce circa l'1% di spirulina in peso. Questo composto inibisce l'ossidasi NADPH. L'alga spirulina è stata studiata in vitro contro l'HIV come agente chelante e come agente radioprotettivo.

Gli studi sugli animali hanno valutato la spirulina nella prevenzione di danni indotti: al cuore in caso di chemioterapia, nel declino della memoria correlato all'età, nel diabete mellito, nella sclerosi laterale amiotrofica, come antiallergenico (febbre da fieno).

La ricerca sull'essere umano

Per quanto riguarda gli esseri umani sono stati intrapresi piccoli studi su bambini malnutriti, come trattamento per l'aspetto estetico e l'avvelenamento da arsenico, per la febbre da fieno e la rinite allergica, nell'artrite, nell'Iperlipoproteinemia e nell'ipertensione e come mezzo per migliorare la tolleranza allo sforzo.

Attualmente questi studi sono ancora considerati preliminari. Secondo il National Institutes of Health ci sono ancora troppo poche prove scientifiche per raccomandare un supplemento di spirulina per qualsiasi condizione umana e sono necessarie altre ricerche per chiarirne i benefici.

Nello spazio

Tra la fine degli anni Ottanta e l'inizio degli anni Novanta sia la NASA (CELSS) che l'Agenzia Spaziale Europea (MELISSA) ha proposto la spirulina come uno degli alimenti primari da coltivare durante le missioni spaziali di lunga durata.

Note

  1. ^ Fujisawa T, Narikawa R, Okamoto S, Ehira S, Yoshimura H, Suzuki I, Masuda T, Mochimaru M, Takaichi S, Awai K, Sekine M, Horikawa H, Yashiro I, Omata S, Takarada H, Katano Y, Kosugi H, Tanikawa S, Ohmori K, Sato N, Ikeuchi M, Fujita N, Ohmori M, Genomic structure of an economically important cyanobacterium, Arthrospira (Spirulina) platensis NIES-39, in DNA Research, vol. 17, n. 2, aprile 2010, pp. 85–103, DOI:10.1093/dnares/dsq004, PMC 2853384, PMID 20203057.
  2. ^ Masojídek J, Torzillo G, Mass Cultivation of Freshwater Microalgae, in Encyclopedia of Ecology, Elsevier, 2008, pp. 2226–2235, DOI:10.1016/b978-008045405-4.00830-2, ISBN 9780080454054.
  3. ^ Xu T, Qin S, Hu Y, Song Z, Ying J, Li P, Dong W, Zhao F, Yang H, Bao Q, Whole genomic DNA sequencing and comparative genomic analysis of Arthrospira platensis: high genome plasticity and genetic diversity, in DNA Research, vol. 23, n. 4, agosto 2016, pp. 325–38, DOI:10.1093/dnares/dsw023, PMC 4991836, PMID 27330141.
  4. ^ Kebede E, Ahlgren G, Optimum growth conditions and light utilization efficiency of Spirulina platensis (= Arthrospira fusiformis) (Cyanophyta) from Lake Chitu, Ethiopia, in Hydrobiologia, vol. 332, n. 2, ottobre 1996, pp. 99–109, DOI:10.1007/bf00016689.
  5. ^ Frank, Kurtis, Patel, Kamal e Lopez, Gregory, Spirulina Research Analysis, in Examine.com, 29 aprile 2017. URL consultato il 14 ottobre 2017.
  6. ^ EU Novel food catalogue (v.1.1), su ec.europa.eu. URL consultato il 6 luglio 2020.
  7. ^ Integratori di Spirulina: Benefici, Proprietà, Approfondimento, su integratori.club.
  8. ^ Diaz Del Castillo, B. The Discovery and Conquest of Mexico, 1517–1521. London: Routledge, 1928, p. 300.
  9. ^ Ken Osborne e Charles N. Kahn, World History: Societies of the Past, Winnipeg, Portage & Main Press, 2005, ISBN 978-1-55379-045-7.
  10. ^ a b M. Ahsan B. Habib, Mashuda Parvin, Tim C. Huntington e Mohammad R. Hasan, A Review on Culture, Production and Use of Spirulina as Food dor Humans and Feeds for Domestic Animals and Fish (PDF), su ftp.fao.org, Food and Agriculture Organization of The United Nations, 2008. URL consultato il 20 novembre 2011.
  11. ^ G. Abdulqader, L. Barsanti e M. Tredici, Harvest of Arthrospira platensis from Lake Kossorom (Chad) and its household usage among the Kanembu, in Journal of Applied Phycology, vol. 12, n. 3/5, 2000, pp. 493–498, DOI:10.1023/A:1008177925799.

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La Spirulina (Arthrospira platensis (Nordstedt) Gomont, in passato indicata come Spirulina platensis) è un batterio filamentoso Gram-negativo appartenente alla classe Cyanobacteria (cianobatteri). Il batterio è fotoautotrofo, non azotofissatore.

Vive in laghi di acqua salata, calda e con pH alcalino (es. lago di Texcoco, lago Ciad) delle regioni tropicali e subtropicali.

La Spirulina oggi viene coltivata in bacini artificiali in Cina, in India, negli Stati Uniti in coltivazioni estensive, ma anche in Cile, in Italia, in Francia, a Cuba ed in Australia in coltivazioni più piccole e di qualità. Altra peculiarità della Spirulina è l'alto contenuto di proteine, che va dal 55% al 65%.

La spirulina è considerata dall'Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA) come ingrediente alimentare e può essere inserita come integratore alimentare in prodotti alimentari o usata in purezza per l'utilizzo in cucina o in cosmetica. È disponibile in compresse, in micro-spaghettini e in polvere.

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