Выращивание микроводорослей тесно связано с производством двустворчатых моллюсков и в значительной степени зависит от качества воды, используемой для их производства. Для избегания попадания загрязнений, паразитов, поедающих микроводоросли (веслоногих моллюсков), вредных для двустворчатых моллюсков бактерий и вирусов, в культуру микроводорослей и, следовательно, в аквакультуру моллюсков, культуральную воду необходимо обрабатывать. Целью проведенного исследования явилось изучение ультрафильтрации – мембранного процесса, предназначенного для удаления частиц размером более 0,02 мкм, и получения воды для выращивания микроводорослей в полупромышленном и промышленном масштабе. Исследование является частью проекта с целью изучения потенциала интеграции мембранных процессов для очистки воды и сточных вод в инкубаториях и садках моллюсков.

Исследование основывалось на двух видах микроводорослей, Tisochrysis и Tetraselmis, обычно используемых для кормления устриц. Их культивировали в ультрафильтрованной воде (предварительная фильтрация и ультрафильтрация) и контрольной морской воде для сравнения. Контрольную морскую воду обрабатывали в несколько этапов: предварительная фильтрация, три фильтрации и две ультрафиолетовые дезинфекции. Культивирование проводили в реальных условиях инкубатория, в полунепрерывном режиме (300-литровые резервуары) с использованием ультрафильтрованной воды и оценки преимуществ настоящего процесса по сравнению с классической обработкой контрольной воды. В течение нескольких месяцев регистрировали ежедневные измерения физико-химических параметров воды, состояние культуры микроводорослей и концентрацию клеток совместно с микроскопическими наблюдениями.

У культуры Tisochrysis выявлена более высокая концентрация в ультрафильтрованной воде (от 6 до 30 % больше, чем у культуры в контрольной морской воде).

Культура Tetraselmis имела одинаковую концентрацию при двух видах обработки, но при ультрафильтрации не выявлено травоядных (нежелательных микроорганизмов, поедающих водоросли). Копеподы наблюдались в контрольной культуре Tetraselmis, но не обнаружены в культуре с ультрафильтрованной водой.

Далее эксперимент проведен в промышленных масштабах с Tisochrysis, выращенной в ультрафильтрованной морской воде и контрольной воде из скважины, на предприятии France Naissain /Vendee Naissain, являющейся мировым лидером по производству устриц (Crassostrea gigas). Культуры водорослей выращивали в разных объемах, от 250 мл до 30 л. Результаты подтвердили вывод о преимуществах ультрафильтрации: ультрафильтрованная морская вода обеспечивает большую подвижность (микроскопическое наблюдение за культурами) и меньшую степень загрязнения. Кроме того, наблюдалась более короткая экспоненциальная фаза роста (25%), что ограничивало время ежедневной пересадки в стеклянную посуду.

Ультрафильтрация оказалась эффективным процессом получения очищенной воды для производства микроводорослей, что положительно сказывается на защите, качестве культур и эффективности производства. С точки зрения здоровья и биобезопасности, эффективность защиты ультрафильтрации приводит к получению культур микроводорослей без паразитов и, следовательно, к производству двустворчатых моллюсков, свободных от загрязнений и безопасных для потребления. Удаление загрязняющих веществ также подтверждено исследованием значимых патогенов устриц, острейшего вируса герпеса-1 (OsHV-1) и Vibrio spp., в частности Vibrio aestuarianus. Ультрафильтрация позволила удалить данные бактерии и вирусы в пределах обнаружения в случае Vibrio (20 колониеобразующих единиц на мл) и в концентрациях, слишком низких для воздействия на устриц (личинки и спаты) в производственных условиях в случае OsHV-1. Что касается экономической выгоды, то предотвращение загрязнения культур микроводорослей и систем разведения устриц приводит к сокращению медицинских процедур и производственных потерь. Развитие данного процесса на фермах принесет пользу окружающей среде за счет сокращения использования ветеринарных препаратов. Кроме того, процесс доказал эффективность удаления бактерий и взвешенных твердых частиц из реальных сточных вод систем разведения устриц для повторного использования и для удаления гамет устриц для защиты морского биоразнообразия от неэндемичных видов, которые могут быть получены или сохранены в инкубаториях или садках.

Ультрафильтрация – это инновационный процесс, который обеспечивает безопасное и эффективное производство аквакультуры благодаря защите микроводорослей, устриц и потребителей. Исследование было сосредоточено на интеграции ультрафильтрации в инкубаториях/садках моллюсков с успешным расширением масштабов; процесс обработки подтвержден для других целей, включая удаление патогенов и получение воды, качество которой адаптировано к различным стадиям производства: от оплодотворения устриц Crassostrea gigas до стадии размножения и очистки/повторного использования сточных вод.

В настоящее время существует потенциал для применения такой обработки и к другим видам продукции аквакультуры (например, другим двустворчатым моллюскам и рыбам), которых кормят как в морской, так и в пресной воде. Ультрафильтрованная вода не содержит патогенных агентов и паразитов, а постоянное качество имеет важное значение для обеспечения безопасности пищевых продуктов. Ультрафильтрация доказала свою способность интеграции в устойчивые условия аквакультуры путем достижения целей по качеству воды на различных ключевых этапах производства, включая выращивание микроводорослей, для повышения биозащиты. Ожидается, что применение и использование технологии ультрафильтрации в других областях аквакультуры для очистки воды и получения воды, пригодной для культивируемых видов, будет способствовать устойчивому развитию аквакультуры в целом.

——

Culture of Microalgae with Ultrafiltered Seawater: From a Feasibility Study to an Industrial Development. FAO Aquaculture News, December 2021 — No. 64