Tehnike ekstrakcije, hemijska karakteristika i metode primene biostimulatora

Sprovedene su brojne studije o tehnikama dobijanja ekstrakta algi. Tehnike ekstrakcije zahtevaju, kao prvi korak, uklanjanje ćelijskog zida radi oslobađanja bioaktivnih jedinjenja. To se može postići mehaničkim / fizičkim sredstvima (npr. Autokalviranjem, homogenizacijom, mikrotalasima, pulsnom tehnologijom električnog polja, sonikacijom, tečnim azotom) ili hemijskim sredstvima (npr., Natrijum hidroksidom, hlorovodoničnom ili sumpornom kiselinom, osmotskim šokom, azotnom kiselinom) ili pak enzimskim sredstvima (npr. celulaza, proteaza).

Mehaničke / fizičke metode obrade zahtevaju mnogo energije, dok enzimske metode dobijaju na popularnosti u industriji, mada enzimi za liziranje ćelija predstavljaju dodatni trošak. Značajne prednosti enzimskih metoda obrade u odnosu na hemijske pripisuju se uglavnom nežnom poremećaju ćelijskog zida, koji ne uključuje hemijsku i / ili fizičku obradu. Stoga se očekuje da će rezultirajući ekstrakti algi zadržati više nivoe bioaktivnih jedinjenja.

Izbor metode ekstrakcije koji se koristi za dobijanje biološki aktivnih jedinjenja uglavnom je diktiran vrstom sirovine i ciljnim molekulima. Konvencionalne tehnike uključuju upotrebu organskih rastvarača. Glavni nedostaci tradicionalnih tehnika ekstrakcije rastvaračima su velike količine korišćenih rastvarača, nedostatak velike propusnosti i dužina postupka. Usvojene su nove metode ekstrakcije, poput ekstrakcije mikrotalasima, ekstrakcije pod pritiskom, ekstrakcije nadkritične tečnosti i ekstrakcije potpomognute ultrazvukom, koje omogućavaju isporuku ekstrakta u okruženju bez rastvarača što je sigurnije za biljke i ljude.

Količina i kvalitet bioaktivnih metabolita u ekstraktima algi mnogo zavise od tehnike ekstrakcije i korišćenim vrstama algi. Sadržaj primarnih metabolita, ugljenih hidrata i lipida u mikroalgama je veoma visok. Ugljenihidrati su obično jedna od glavnih komponenti ekstrakta algi. Pored prisustva velikog broja aminokiselina (Glutamic acid, Serine,Glycine, Threonine, Histidine, Alanine, Tyrosine, Arginine,Valine, Isoleucine,Phenyl Alanine, Leucine, Lysine, Tryptophane, Proline, Methionine...) prisustvo nekih aminokiselina kao što su triptofan i arginin značajno će povećati rast i prinos gajenih kultura, jer su ove dve aminokiseline metabolički prekursori ključnih fitohormona.

Triptofan je najvažniji za biljni metabolizam jer služi kao gradivni blok proteinima, prekursorima biljnih hormona poput auksina i salicilne kiseline, kao i za aromatična sekundarna jedinjenja sa višestrukim biološkim funkcijama. Pored triptofana, arginin služi kao prekursor poliamina, koji učestvuju u mnogim važnim biološkim procesima, kao što su embriogeneza, organogeneza (naročito pokretanje i razvoj cveća, zametanje ploda, zrenje i starenje lišća), kao i u zaštiti od osmotskog stresa.

Da bi se ekstrakt algi isporučio agronomskim i hortikulturnim kulturama, usvojeni su brojni načini primene, zavisno od algi i proizvoda. Načini primene uključuju: dopune tla formulacijama algi korišćenjem odgovarajućih nosača, dodatak zemlje sa suvom biomasom alge, folijarno prskanje, presvlaka supstrata / tla sa kulturom algi…itd. Dosadašnja praksa je pokazala da je folijarno prskanje-metoda nanošenja na listove, najefikasnija, pogotovu ako se primenjuje u uslovima visoke relativne vlage i kada su stome listova najviše otovorene, čime u velikoj meri doprinosi i sam ekstrakt algi prilikom prvog kontakta sa lisnom masom. Maksimalna otvorenost stoma u prvih nekoliko sati znatno povećava propustljivost, unos i usvajanje proizvoda bez nepotrebnih gubitaka.