Furcellaria — род красных водорослей . Это монотипный род, единственный вид — Furcellaria lumbricalis , имеющий коммерческое значение как сырье для производства каррагинана . В основном его собирают в водах Дании и Канады .
Он растет на подводных камнях на глубине около 12 метров (40 футов), но может также расти большими плавающими коврами, которые легче собирать.
F. lumbricalis также является важной водорослью, формирующей среду обитания, образуя подводные «пояса», часто прямо под поясами пузырчатого фукуса . Эти пояса обеспечивают нерестилища для многих видов рыб, и по этой причине некоторые правительства устанавливают правила сбора этой водоросли.
Furcellaria lumbricalis — распространенный вид красных макроводорослей . [1] [2] [3] Вид имеет два различных экотипа — прикрепленные и свободно лежащие (дрейфующие) формы таллома (ранее также известные как Furcellaria fastigiata f. aegagropila). Прикрепленная форма F. lumbricalis — широко распространенный сублиторальный вид по обе стороны Северной Атлантики. [4] [5] Прикрепленная форма обычно растет как эпилит на устойчивых твердых субстратах, таких как каменистое дно, валунные поля и скалы. Это многолетняя макроводоросль с продолжительностью жизни до 10 лет, которая выдерживает соленость до 3,6 psu. Хотя сообщается, что вид растет на глубине до 30 м, основное распространение происходит на глубине 8−12 м. F. lumbricalis образует монотипные густые луга в центральной и северной части Балтийского моря, где большинство других многолетних красных водорослей не способны выдерживать низкую соленость. [6]
За последние полвека сообщества свободно лежащих F. lumbricalis в Каттегате , Дания и лагуне Пуцк, Польша, исчезли из-за чрезмерного вылова или эвтрофикации. В других местах вид слишком редко распространен, что делает его непригодным для промышленной практики. Дрейфующие формы F. lumbricalis и Coccotylus truncatus образуют свободно лежащие водорослевые слои в заливе Кассари, которые являются наиболее многочисленным сообществом в Балтийском море. Из-за своего уникального местоположения и относительно высокой биомассы он использовался для производства фурцелларана с середины 1960-х годов и является примером устойчивого использования биоресурсов. [5] [7]
Плотность слоя (средняя глубина 7,5 м) сильно различается из года в год (таблица 1), колеблясь от 100 000 до 200 000 тонн по сырому весу. Изменение может быть результатом метеорологических факторов, таких как более суровые зимы или более жаркое лето, штормы и т. п. [5]
Он обычно встречается у берегов Восточной Канады, Британских островов и является единственным широко распространенным видом красных водорослей в Балтийском море . [8] Также встречается на севере России, в Исландии, на Фарерских островах и в Норвегии, а также во Франции. [9]
Ключевые количественные характеристики сообщества Furcellaria-Coccotylus в заливе Кассари, отслеживаемые Эстонским морским институтом . [10]
Из-за полисахаридов в клеточных стенках F. lumbricalis группируется с другими коммерчески важными каррагинофитами (красными водорослями, которые производят каррагинаны ). [5] [7] Из F. lumbricalis можно извлечь полисахарид , называемый фурцелларан (гибридный β/κ-каррагинан). Фурцелларан представляет собой нестехиометрически недосульфатированный κ-каррагинан, где каждый 3-й или 4-й 3-связанный-β- галактозный мономер имеет сульфатную эфирную группу в 4-м положении углерода. Для сравнения, идеальная молекула κ-каррагинана будет иметь сульфатную эфирную группу в 4-м положении углерода в каждом 3-связанном-β-галактозном мономере. Физические свойства фурцелларана (прочность геля, температуры гелеобразования и плавления) аналогичны κ-каррагинану. [11] Каррагинаны, обнаруженные в определенных видах морских водорослей и местах, не везде одинаковы, образцы, собранные в разных местах, могут иметь разную степень сульфатирования. [5] [7] Исследования показывают, что общий выход экстракции составляет до 31% (сухой вес). [5] Однако отмечается, что в неприкрепленном состоянии выход полисахаридов ниже, и некоторые считают, что это является результатом того, что более узкие нити таллома уступают место меньшему количеству присутствующего галактана . [5]
Кроме того, фикобилипротеины могут быть извлечены из F. lumbricalis , из которого выход R- фикоэритрина составляет ~0,1% от сухого веса. [12]
Для образования прочного геля в водном растворе должны присутствовать катионы . Это процесс, который зависит от природы полисахарида, концентрации полимера, температуры и ионов. Ионы K + , Rb + и Cs + производят прочные гели κ-каррагинана и фурцелларана, тогда как ионы Ca 2+ способствуют гелеобразованию ι-каррагинана (извлеченного из клеточных стенок C. truncatus ). Начальный переход из спирали в спираль наблюдался как основное изменение в процессе гелеобразования, за которым следует агрегация этих спиралей с образованием геля. Эти виды гелей являются термообратимыми, что означает, что они гелеобразуют при понижении температуры и тают при нагревании геля. [5] Пищевая промышленность зависит от этого натурального компонента и используется для придания текстуры в качестве добавки к определенным продуктам питания: конфетам, мороженому и пудингам. Когда каррагинаны используются в качестве пищевых добавок в ЕС, их называют E407 (E407a — это обработанные водоросли Eucheuma , из которых вымывается большинство примесей, но остается большая часть целлюлозы). Кроме того, его можно найти в фармацевтической и косметической промышленности, где его включают в такие вещи, как пены и растворимые таблетки. Фурцелларан также можно использовать вместо κ-каррагинана в качестве осветлителя пивного сусла . [13] [8] [14]
Polyides rotunda похож, но его можно отличить по дисковидному креплению. [15]