Glony, czyli zielone jedzenie przyszłości

Jednym z największych współczesnych wyzwań cywilizacyjnych jest zapewnienie bezpieczeństwa żywieniowego ciągle wzrastającej populacji ludzkiej. Obecne sposoby pozyskiwania żywności, obejmujące przede wszystkim ekspansywne rolnictwo oraz komercyjne hodowle zwierząt, w dużym stopniu przyczyniają się do degradacji naturalnych zasobów środowiska. Należy zatem poszukiwać alternatywnych źródeł wartościowej żywności, której wytwarzanie nie będzie wpływać destrukcyjnie na środowisko naturalne.

W ostatnich latach glony zyskują coraz większą popularność w kulinariach – zarówno makroglony (makroalgi), widoczne gołym okiem, jak i mikroglony (mikroalgi), które można dostrzec jedynie pod mikroskopem. Choć wykorzystanie ich w celach żywieniowych ma wielowiekową tradycję, tak naprawdę dopiero w ostatnich dekadach organizmy te zyskały powszechne uznanie, a wartość globalnego rynku obejmującego produkty pochodzenia glonowego systematycznie rośnie. Związane jest to z coraz większą popularnością potraw pochodzących z kuchni azjatyckiej (np. sushi), w której glony stanowią nieodzowny element, a także wzrastającą świadomością potrzeby zdrowego odżywiania się i stosowania w kulinariach produktów naturalnych i mało przetworzonych.

Niskie wymagania to łatwość uprawy

Glony do prawidłowego rozwoju potrzebują znacznie mniej wymagających warunków niż klasyczne rośliny uprawne. Tak naprawdę większości gatunków wystarcza odpowiednie natężenie światła oraz zbilansowane stężenie makro i mikroskładników w pożywce. Kultywacje glonów nie wymagają specjalistycznych zabiegów, które standardowo prowadzone są na polach uprawnych, tym samym ograniczona jest konieczność stosowania specjalistycznych urządzeń rolniczych. Bioreaktory, które stanowią podstawowe urządzenia kultywacyjne w komercyjnych kultywacjach glonów, mogą być rozkładane w miejscach, w których klasyczne pola uprawne nie mogłyby się znajdować.

W ostatnich latach wzrasta np. popularność umiejscawiania bioreaktorów lub kadzi z glonami na dachach budynków. Kultywacje glonowe w porównaniu do roślin uprawnych zużywają także znacznie mniej wody, a podczas ich wzrostu nie są wymagane chemiczne środki ochronne, tak jak ma to miejsce w klasycznych uprawach ziemnych.

Glony – czym adekwatnie są?

Glony to sztuczny termin, który obejmuje wiele organizmów, należących do różnych rang taksonomicznych. Wszystkie organizmy klasycznie zaliczane do glonów należą do królestwa eukariota, a więc posiadają w swoich komórkach jądro. Większość z nich przeprowadza fotosyntezę, ale występują także gatunki będące miksotrofami – mogące przy braku światła odżywiać się autotroficznie. Niektóre gatunki całkowicie pozbawione są barwników fotosyntetycznych i autotrofia jest jedynym sposobem pozyskiwania przez nie związków organicznych.

Glony, choć pierwotnie były organizmami wodnymi, współcześnie należy klasyfikować jako organizmy kosmopolityczne, zasiedlające różnorodne środowiska. Można spotkać je zarówno w wodach słodkich, jak i słonych – oceanach, morzach, wielkich jeziorach oraz małych kałużach. Zasiedlają rwące rzeki oraz niewielkie strumyki. Występują także w innych siedliskach – na korze drzew, ścianach budynków, tworzą również bioskorupy na glebach czy skałach. Część gatunków przystosowała się do życia w ekstremalnych środowiskach, np. gorących źródłach, skrajnie zasolonych zbiornikach wodnych, regionach arktycznych oraz na obszarach pustynnych.

W powszechnej opinii glony kojarzone są z wyrzucanymi przez morskie fale na brzeg zielonymi wodorostami. Jest to skojarzenie jak najbardziej prawidłowe, bowiem wodorosty to popularny termin określający makroglony. Należy jednak pamiętać, iż do glonów zaliczamy także wiele mikroskopijnych gatunków, których kształty, kolory oraz przystosowania do prowadzonego trybu życia mogą naprawdę zadziwiać. Część badaczy do mikroglonów zalicza także cyjanobakterie (sinice), choć organizmy te znacznie różnią się od standardowych przedstawicieli eukariotycznych. Cyjanobakterie nie posiadają jądra komórkowego – należą do królestwa prokariota. Z glonami przede wszystkim łączy je wodne środowisko życia, a także zdolność do przeprowadzania fotosyntezy. Pod względem biologii komórki oraz fizjologii pomiędzy cyjanobakteriami a eukariotycznymi mikroglonami występuje jednak szereg znaczących różnic.

Wykorzystanie makroglonów w celach żywieniowych

Makroglony w celach żywieniowych były wykorzystywane od starożytności. adekwatnie można założyć, iż ludność wraz z zasiedlaniem nadmorskich terenów, zarówno z konieczności wynikającej z problemów z klasycznymi uprawami na wybrzeżach, jak i z powodu walorów smakowych wodorostów, od samego początku wykorzystywała te organizmy do przyrządzania potraw.

Pierwsze archeologiczne dowody na używanie wodorostów do przyrządzania potraw oraz jako składników leków pochodzą z Chile i datowane są na 14 tys. lat. W Chinach w roku 500 p.n.e. przyrządzano posiłki z wykorzystaniem makroalg, a w Grecji w czasach Hipokratesa spopielone wodorosty służyły do tworzenia leczniczych mikstur. Makroglony spożywane były także w Europie: na Wyspach Brytyjskich oraz przez ludność wyspiarską Skandynawii, Hiszpanii, Portugalii i Francji. Wodorosty konsumowano w formie dodatku do potraw, jako sałatki, po wysuszeniu lub w postaci wypiekanych form przypominających chipsy. W niektórych krajach, jak np. w Irlandii, wodorosty umożliwiły przetrwanie okresów głodu.

Obecnie makroglony spożywa się na całym świecie, ale najpopularniejsze są w Azji. Wodorosty stanowią podstawę kuchni japońskiej i koreańskiej, są także ważnym elementem kulinarnym m.in.w Chinach, Malezji czy Wietnamie. Potrawy zawierające makroglony w kuchni azjatyckiej to przede wszystkim rolki sushi, ale także zupy czy sałatki, dania z ryżem albo makaronem. Po sproszkowaniu część gatunków stosowana jest jako przyprawy.

Wykazano, iż komórki makroglonów zawierają pełnowartościowe białko, pożądane węglowodany i lipidy (np. kwasy omega-3). W Europie utrzymywana jest tradycja spożywania glonów – najczęściej w krajach nadmorskich, choć w ostatnich latach potrawy z ich dodatkiem stają się coraz popularniejsze również w miejscach, gdzie nie ma takiego zwyczaju, m.in. w Polsce. Największe komercyjne kultywacje glonów prowadzone są w Chinach, Indiach i Malezji. W wyznaczonych miejscach akwenu rozciąga się specjalne liny, na których możliwy jest wzrost wodorostów oraz ich rozmnażanie. Metoda ta jest bezpieczniejsza dla środowiska naturalnego niż bezpośrednie pobieranie organizmów z ich naturalnych siedlisk. Szacuje się, iż globalne wykorzystanie wodorostów w przemyśle żywieniowym będzie nieprzerwanie wzrastać.

Wykorzystanie mikroglonów w celach żywieniowych

Źródeł dokumentujących historyczne wykorzystywanie mikroglonów w celach żywieniowych jest zdecydowanie mniej niż tych mówiących o makroglonach. Pierwsze wzmianki dotyczące kulinarnego używania mikroglonów dotyczą cyjanobakterii z rodzaju Nostoc sp. oraz Arthrospira sp. i pochodzą z I wieku z Chin.

Potrawy przyrządzane z cyjanobakterii były znane także Aztekom, ludom Mongolii oraz Afrykańczykom. Także współcześnie spożywa się potrawy z dodatkiem cyjanobakterii – głównie w Chinach i Afryce. Plechy Nostoc sp. są konsumowane po wysuszeniu, przypominają wówczas włosy – stąd w wolnym tłumaczeniu z języka chińskiego rodzaj ten można określić warzywem włosowym.

Ludność zamieszkująca okolice afrykańskiego Jeziora Kossorom (Czad) zbiera żyjące w nim cyjanobakterie, a następnie suszy je na słońcu w uprzednio przygotowanych zagłębieniach ziemnych. Tworzą się wówczas zdatne do spożycia struktury przypominające placki. Najczęściej wykorzystywane są tam cyjanobakterie należące do rodzaju Arthrospira. Gatunki te stosuje się do tworzenia suplementów diety, znanych pod handlową nazwą spirulina.

W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie eukariotycznymi mikroglonami, które stanowią potencjalne źródło cennych związków, mogących znaleźć zastosowanie m.in. w przemyśle żywieniowym. Praktyka ta znajduje swoje odniesienie w przeszłości – zielenice z rodzaju Chlorella zostały choćby wysłane w kosmos, gdzie testowano ich przydatność w diecie Śpiochronautów. Szacuje się, iż w najbliższej przyszłości mikroglony, podobnie jak makroglony będą silniej eksploatowane, m.in. jako potencjalne źródło pokarmu człowieka.

Michał Adamski – doktor nauk biologicznych, adiunkt w Instytucie Botaniki im. W. Szafera Polskiej Akademii Nauk. Lider zespołu zajmującego się związkami syntetyzowanymi przez cyjanobakterie i glony. Współautor kilkudziesięciu publikacji naukowych. w tej chwili realizuje grant badawczy w ramach programu Nauka dla Społeczeństwa II pt.: Czy glony mogą stanowić cenny komponent diety człowieka? (NdS-II/SP/0234/2024/01).

W artykule korzystałem m.in. z:

Adamski M., Flakus A., Kaminski A., Piątek J., Solarska M., Żmudzki P. (2024). The first report of the production of anatoxin-a by Bolivian terrestrial cyanobacteria. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 93, 177923. https://doi.org/10.5586/asbp/177923

Araújo, R., Peteiro, C. (2021). Algae as food and food supplements in Europe. Technical report by the Joint Research Centre (JRC), the European Commission’s science and knowledge service. https://doi.org/10.2760/049515

Ferreira de Oliveira, A.P. & Bragotto, A. (2022). Microalgae-based products: Food and public health. Future Foods, 100157.https://doi.org/10.1016/j.fufo.2022.100157

Kim, J. K., Yarish, C., Hwang, E. K., Park, M., Kim, Y. (2017). Seaweed aquaculture : cultivation technologies, challenges and its ecosystem services. Algae, 32(1), 1–13. https://doi.org/10.4490/algae.2017.32.3.3