Chlorella (Chlorella sp.): composition, cultivation technologies and food safety

• Olga V. Bagryantseva
• Vladimir K. Mazo
• Alla A. Kochetkova
• Sergey A. Khotimchenko
• Nikita A. Petrov

Abstract

Currently, production of food components, including proteins, fats, carbohydrates, vitamins, minerals and other bioactive compounds, from microalgae, including the use of the unicellular algae chlorella (Chlorella sp.) are increasing.

The purpose of the article was to analyze the composition and biological properties of food ingredients obtained from chlorella, as well as to assess the effect of various biotechnological methods of producing this microalga on the safety of food manufactured using it.

Material and methods. The article presents the analysis of data from preclinical and clinical studies and reviews published over the past 10 years in peer-reviewed journals included in the international databases PubMed, Google Scholar, Web of Science and Semantic Scholar, reports of international organizations, regulatory and legislative documents of countries which substantiating the use of bioactive components of chlorella in the production of food, as well as data on the possible risks of using food from chlorella biomass obtained using various biotechnological methods.

Results. Available information on the list of nutrients and bioactive compounds contained in chlorella biomass indicates the potential for its use in the food industry, including the production of fortified and specialized food. In the process of growing chlorella, various biotechnological methods are currently used (cultivation in open water bodies, in fermenters and photobioreactors, as well as the use of mutant and genetically modified strains). Each of these methods is characterized by certain advantages and risks to consumer health, which requires additional risk assessments in relation to previously unregulated indicators of quality and safety of food obtained from chlorella biomass, as well as an assessment of the possible safe use of mutant and genetically modified (GM) strains of these microorganisms.

Conclusion. Data on the risks of possible contamination of Chlorella sp. biomass which have been obtained using various biotechnological methods with substances of biological origin, as well as the use of mutant and GM-strains previously not used in the food industry, indicate the need for additional risk assessments and management regulation in the field of public health risks associated with the use of food made from chlorella.

Keywords: food; chlorella; microalgae; nutrients; bioactive compounds; food safety; biotechnology; mutant and genetically modified strains

Хлорелла (Chlorellasp.) - одноклеточная зеленая микроводоросль, поглощающая в процессе фотосинтеза углекислый газ и выделяющая кислород, является планктонным организмом поверхностных вод пресноводных водоемов. Эта микроводоросль, как и другой перспективный пищевой источник - цианобактерия Артроспира, существует на Земле более 2 млрд лет, с докембрийского периода [1]. Принадлежность к древнейшим обитателям биосферы нашей планеты, приспособляемость к неблагоприятным факторам среды обитания определили широкое распространение хлореллы в природе, особенности ее структурной клеточной организации, химического состава, метаболизма и размножения. Считается, что эти микроводоросли представляют собой группу морфологически схожих видов, принадлежащих к различным филумам, а не к одному роду. К роду Chlorellasp. отнесено 14 видов, включая C. vulgaris и C. sorokiniana. Большинство штаммов, ранее идентифицированных как C. pyrenoidosa, были отнесены к другим видам микроводорослей, хотя это название еще встречается в литературе. Впервые один из видов хлореллы был обнаружен в 1890 г. и получил латинское название Chlorella vulgaris M. Beijerinck, по имени открывшего ее датского микробиолога [2]. По классификации вид C. vulgaris M. Beijerinck относится к царству Plantae, отделу Chlorophyta, классу Trebouxiophyceae, порядку Chlorellales, семейству Chlorellaceae, роду Chlorella. В отечественных и зарубежных обзорах достаточно подробно обсуждены морфологические характеристики клеток хлореллы, систематизация ее видов [1, 2].

Цель данного краткого обзора - анализ результатов экспериментальных исследований, связанных с тестированием биологической активности хлореллы in vivo и с проблемой пищевой безопасности биомассы микроводоросли при различных технологиях ее культивирования.

Материал и методы

В статье представлен анализ данных о биологических свойствах, пищевых ингредиентах, получаемых из хлореллы, и их безопасности для здоровья потребителя, опубликованных в рецензируемых журналах, включенных в международные базы данных PubMed, Google Scholar, Web of Science и Semantic Scholar, отчетах международных организаций, опубликованных с 2012 по 2025 г., нормативных и законодательных документах Евразийской экономической комиссии, Комиссии Кодекс Алиментариус, Европейского союза, США, Канады и других стран, регулирующих требования к биотехнологическим производствам, а также использование биологически активных веществ (БАВ) в пищевой промышленности.

В процессе подготовки статьи проводили сбор и анализ данных доклинических и клинических исследований, обзоров, опубликованных в последние 10 лет.

В обзоре используется термин "хлорелла" (Chlorellasp.) при ссылках на исследования, в которых не указан конкретный вид микроводоросли.

Состав и биологические свойства

Состав и содержание биологически активных соединений варьирует у разных видов хлореллы, а также в значительной степени зависит от среды ее обитания и/или условий культивирования [3]. C. vulgaris характеризуются очень высоким содержанием белка (51-58% в пересчете на массу сухих веществ), более низким - жиров (14- 22% в пересчете на массу сухих веществ) и углеводов (12- 17% в пересчете на массу сухих веществ) [4]. Причем 36-65% от общего количества жира составляют полиненасыщенные жирные кислоты. Содержание пищевых волокон у различных видов хлореллы в пересчете на массу сухих веществ составляет 1,6-6%, а минеральных веществ - 6,3-27,3% [2]. Данные о содержании в биомассе хлореллы витаминов и БАВ с вторичным красящим эффектом по материалам публикаций [2, 5, 6] приведены, соответственно, в табл. 1 и 2 (без детализации конкретных видов микроводоросли).

Все эти вещества, за исключением феофитинов и виолоксантина, разрешены для использования в составе специализированных пищевых продуктов, в том числе биологически активных добавок (БАД) к пище, в качестве антиоксидантов. Для них установлены адекватные и верхние допустимые уровни потребления в составе такой продукции. Кроме того, ряд этих веществ используется в пищевой промышленности в качестве пищевых добавок - красителей [каротины из водорослей (Е160a (iv)), лютеин (Е161b), хлорофиллы и хлорофиллины (Е140), медные комплексы хлорофиллов и хлорофиллинов (Е141)].

¹ Единые санитарно­эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарно­эпидемиологическому надзору (контролю). Раздел "Требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов".

² Технический регламент Таможенного союза "Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств" (ТР ТС 029/2012).

Результаты клинических исследований по оценке благоприятного влияния приема C. vulgaris на обмен липидов и холестерина свидетельствуют о снижении общего уровня холестерина, липопротеидов низкой плотности у пациентов с дислипидемией, жесткости артерий у людей среднего и пожилого возраста [3, 7]. У пациентов, страдающих неалкогольной жировой болезнью печени, прием в течение 8 нед 1,2 г/сут биомассы C. vulgaris оказывал противовоспалительное действие, способствовал снижению массы тела, уровня глюкозы в крови натощак и повышению концентрации инсулина в сыворотке крови [8].

Антиоксидантные эффекты C. vulgaris и C. sorokiniana показаны в экспериментальных исследованиях invivo [9-11] и invitro [12, 13]. Потребление биомассы C. vulgaris (100 мг/кг массы тела, 40 сут) мышами на фоне окислительного стресса, вызванного введением никотина, приводило к нормализации активности ферментов антиоксидантной защиты (супероксиддисмутаза и каталаза), содержания внутриклеточных антиоксидантов (восстановленный глутатион), уровня маркеров окислительного стресса (малоновый диальдегид, карбонильные производные белков) в мозге и снижению смертности животных [14]. Антиоксидантное действие полисахаридов, экстрагированных из биомассы хлореллы, было установлено при культивировании нематод Caenorhabditiselegans [15-17] и стрессорном воздействии на мух Drosophilamelanogaster [18].

Значительный интерес в плане последующего возможного использования в составе специализированной пищевой продукции представляют результаты исследований, направленных на оптимизацию методов получения пептидов, проявляющих выраженную антиоксидантную активность, при помощи протеолиза из биомассы хлореллы. Пептид VECYGPNRPQF, полученный протеолизом пепсином белков C. vulgaris, обладал выраженной антиоксидантной активностью, инактивируя свободные радикалы кислорода, включая гидроксильный, супероксидный и пероксильный радикалы, DPPH и ABTS-радикалы, защищая от повреждений ДНК. Выделенный пептид устойчив к действию пищеварительных ферментов и не проявлял цитотоксичности в опытах in vitro [19].

Антиоксидантные и противоспалительные эффекты пептида VECYGPNRPQF из хлореллы при его подкожном введении были протестированы и подтверждены в экспериментах in vivo на крысах линии Вистар с ожогами [20]. Другой антиоксидантный пептид Leu-Asn-Gly-Asp-Val-Trp был получен протеолитическим расщеплением белков С. ellipsoideа с последующей гель-фильтрацией и делением с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии на фракции. В опытах invitro очищенный пептид способствовал снижению скорости свободнорадикального повреждения у клеток линии Vero (Monkeykidneycellline) [21].

Антиоксидантная активность пептидных фракций ферментолизатов белков C. vulgaris убедительно подтверждена результатами существенно более позднего исследования [22], в котором были протестированы и охарактеризованы гидролизаты, полученные протеолизом белков этой микроводоросли алкалазой, нейтразой, протамексом и флаворзимом. Гидролизаты, полученные с использованием фермента флаворзим (комплекса эндо- и экзопротеаз, полученного из гриба Aspergillus oryzae), обладали выраженной антиоксидантной активностью в условиях in vitro и in vivo: ингибировали действие супероксидных и гидроксильных радикалов, активировали каталазу и супероксиддисмутазу, достоверно продлевали продолжительность жизни Caenorhabditis elegans, повышая их устойчивость к окислительному стрессу, вызванному метиловым фиолетовым.

Таким образом, к настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал, свидетельствующий о высокой пищевой и биологической ценности биомассы хлореллы, широком спектре БАВ в ее составе. Результаты сравнительно немногочисленных клинических исследований гипогликемических, гиполипидемических, гипотензивных и антиоксидантных свойств пищевой продукции из биомассы этих водорослей подтверждают результаты экспериментальных исследований, проводимых в условиях invitro и invivo, и дают основания считать хлореллу перспективным объектом биотехнологической переработки для последующего использования в производстве пищевой продукции, в том числе специализированных пищевых продуктов различного целевого назначения.

Способы культивирования и пищевая безопасность хлореллы

В настоящее время мировой объем производства биомассы хлореллы, используемой как в кормах сельскохозяйственных животных, так и в питании человека, приближается к 20 000 кг/год. Технология выращивания микроводорослей в открытых водоемах с максимальным диаметром 50 м впервые была разработана и использована в Японии в 1960-х гг. [23, 24]. Основной проблемой открытых водоемов являются загрязнители химической природы [25]. В процессе контроля продукции, производимой в открытых водоемах, следует уделять особое внимание ее возможному загрязнению наиболее опасными контаминантами - стойкими органическими загрязнителями, в том числе запрещенными для применения пестицидами и полихлорированными бифенилами, а также токсичными соединениями, а именно тяжелыми металлами (свинцом, кадмием, ртутью) и мышьяком, так как в результате хозяйственной деятельности человека они могут поступать в воду и далее накапливаться в клетках водорослей [26].

В этой связи в соответствии с установленными требованиями³ в пищевой продукции из микроводорослей, в случае обоснованного предположения об их возможном наличии в сырье, к которому относятся и водоросли, определяются диоксины. Перечень разрешенных для использования при выращивании хлореллы пестицидов и регламентов их безопасного использования приведен в Единых требованиях Таможенного союза⁴. Водоросли, выращиваемые в прудах, не должны содержать антибиотики тетрациклиновой группы⁵. Для БАД к пище на основе водорослей установлены регламенты безопасного содержания токсичных элементов (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть), пестицидов [гексахлоран (α-, β-, γ-изомеров), 4,4-дихлордифенилтрихлорметилметана и его метаболитов, гептахлора, алдрина, диоксинов], микробиологические показатели безопасности [мезофильные аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы (КМАФАнМ), КОЕ/г, колиформные микроорганизмы (БГКП), E. coli, S. aureus, патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, дрожжи и плесени]³.

³ Технический регламент Таможенного союза "О безопасности пищевой продукции" (ТР ТС 021/2011).

⁴ Единые санитарно­эпидемиологические и гигиенические требования к продукции (товарам), подлежащей санитарно­эпидемиологическому надзору (контролю). Раздел 15 "Требования к пестицидам и агрохимикатам".

⁵ Технический регламент Таможенного союза "О безопасности пищевой продукции" (ТР ТС 021/2011).

В соответствии с современными данными, микроводоросли рода Chlorella sp. при выращивании в благоприятных условиях, по мнению некоторых авторов, не способны к продукции токсинов. Вместе с тем отмечена их способность вызывать аллергические реакции в составе аэрозолей. Условия и последствия для здоровья воздействия аэрозолей хлореллы в настоящее время изучены не в достаточной степени [27]. Отмечено также, что при неблагоприятных условиях C. vulgaris способна к продукции цианотоксина - цилиндроспермопсина [28].

Некоторые виды Chlorella sp. обитают в морской воде. При этом риски здоровью человека могут представлять арсеносахара, которые являются основной формой мышьяка в морских водорослях (от 20 до 100 мг As/кг в пересчете на сухую массу) и составляют более 80% всех видов соединений мышьяка. Имеющиеся немногочисленные данные по исследованию арсеносахаров показали наличие у них свойств цитотоксичности в отношении ряда культур животных клеток. Это объясняется химической лабильностью этих соединений и возможностью метаболизироваться в организме человека до неорганических форм мышьяка, характеризующихся высокой степенью токсичности и канцерогенностью [29-32].

Загрязнителями химической природы в прудах для выращивания хлореллы могут являться и микропластики [33, 34]. Следовательно, использование открытых водоемов для выращивания хлореллы не позволяет достаточно надежно решить проблему безопасности биомассы пищевой продукции, получаемой ее переработкой, для питания населения.

Загрязнения соединениями антропогенной природы можно в значительной степени избежать при выращивании хлореллы в закрытых производственных системах: фотобиореакторах и ферментерах при оптимальных температурных режимах, освещении, аэрации микроводорослей, что обеспечивает эффективность производства биомассы и снижение в получаемой продукции примесей химического (стойкие органические загрязнители, токсичные элементы, пестициды и другие загрязнители антропогенного происхождения), растительного (водоросли других видов, фикотоксины, цианотоксины), микробного, вирусного и животного происхождения (зоопланктон, паразиты), т.е. минимизирует возможные риски здоровью потребителя. Тем не менее при использовании закрытых систем для производства биомассы хлореллы существует определенная техническая проблема, связанная с накоплением высокой концентрации O₂ в культивируемой биомассе, что мешает росту водорослей, их очистке, повышает риски развития процессов гниения [25, 36].

Основные различия между ферментерами и фотобиореакторами заключаются в используемых источниках энергии, способе подачи кислорода и уровнях стерильности, что может привести к различиям степени загрязненности биомассы токсичными продуктами метаболизма входящих в их состав соединений (например, цианотоксинами) [31, 34].

Оптимальной для массового производства микроводорослей является система, в которой растет только выращиваемый штамм микроводорослей. Вместе с тем в процессе выращивания хлореллы как в открытых, так и в закрытых системах существует большая вероятность загрязнения биомассы зоопланктоном, микроорганизмами, вирусами и другими видами микроводорослей (табл. 3) [25].

В соответствии с законодательством Российской Федерации и Евразийского экономического союза в водорослях и травах морских сырых, замороженных и сухих, используемых в качестве пищевых ингредиентов, нормируются количество КМАФАнМ и масса образца, в котором не допускается рост БГКП^{3, 6}.

Принимая во внимание данные табл. 3, считаем необходимым проведение дополнительных оценок рисков здоровью человека в отношении этих видов загрязнителей Chlorellasp. Проведение таких оценок позволит разработать мероприятия по управлению этими рисками, а именно технологии производства биомассы хлореллы, исключающие ее возможное загрязнение этими примесями, методы выявления контаминантов и максимально допустимые уровни их содержания в составе пищевой продукции из Chlorellasp.

⁶ Технический регламент Евразийского экономического союза "О безопасности рыбы и рыбной продукции" (ТР ЕАЭС 040/2016).

Влияние температурных режимов на морфологию и жизнеспособность клеток культуры микроводоросли Chlorella vulgaris Beijer, произрастающей в искусственной среде, исследовано в работе [35]. Показано, что оптимальные параметры для интенсивного роста микроводоросли - это температурные значения в пределах +27-29 °C, при которых достигаются наивысшие значения скорости роста клеток и их жизнеспособности. Современные наукоемкие технологические подходы позволяют не только интенсифицировать процесс роста биомассы хлореллы, но и целенаправленно влиять на ее химический состав, содержание в ней тех или иных биологически активных соединений [25]. Соответственно, внимание исследователей привлекает проблема возможного получения и использования мутантных и генетически модифицированных (ГМ) штаммов хлореллы как перспективных биотехнологических объектов для получения широкого спектра биологически активных соединений [36-38]. Успешное внедрение методов генетических технологий с целью повышения эффективности технологий производства биомассы хлореллы и БАВ невозможно без знания метаболических процессов в клетках хлореллы и наличия результатов секвенирования ее генома. Некоторые базы данных, такие как KEGG (https://www.genome.jp/kegg/pathway.html), Reactome (https://reactome.org) и Metacyc (https://metacyc.org), содержат информацию о метаболических путях в клетках микроводорослей и могут быть использованы для прогнозирования свойств мутантных и ГМ-штаммов [39]. В этом отношении низкая эффективность трансформации генома Chlorellasp. является основной проблемой для биотехнологов. Кроме того, при проведении исследований мутантные и ГМ-штаммы хлореллы сохраняли приданные им свойства в течение относительно короткого времени. Например, отличительные признаки трансгенных линий пресноводных видов хлореллы наследовались только в течение нескольких поколений из-за того, что последовательности генома донорских организмов не были надежно интегрированы в геном водоросли.

Впервые об успешном применении редактирования генов Chlorellasp. на основе технологии CRISPR стало известно в 2020 г. [39]. В этом исследовании плазмидный вектор, несущий ген Cas9 и специфическую гРНК гена десатуразы омега-3 жирных кислот (FAD3), был трансформирован в C. vulgaris FSP-E. В результате полученная генетической модификацией микроводоросль приобрела способность к продукции большего количества липидов (на 46 масс. % по сравнению с диким штаммом). С использованием плазмиды, продуцирующей эндонуклеазу Cas9 (CRISPR-ассоциированный белок) и целевые специфичные rРНК и рибонуклеопротеиновый комплекс, был получен продуцирующий белок мутантный штамм C. vulgaris UTEX395, включающий нокаутные гены нитратредуктазы (NR) и аденинфосфорибозилтрансферазы (APT) [38]. Для Chlorella sp., выращиваемой в морской воде, до недавнего времени также не были разработаны методы трансформации генома. X. Gu и соавт. в 2023 г. [39] впервые получили стабильные штаммы Chlorella MEM25, способные к росту в морской воде. Данный штамм может использовать уксусную кислоту в качестве источника углерода.

Микроводоросли относятся к домену эукариотических микроорганизмов [41, 42]. В настоящее время законодательными и нормативными актами РФ и Евразийского экономического союза не установлены регламенты безопасного применения штаммов-продуцентов и пищевой продукции биотехнологического производства, получаемой на их основе, а также максимально допустимых уровней содержания в составе такой продукции водорослей других видов, цианотоксинов, загрязнителей микробного, вирусного и животного происхождения (зоопланктон, паразиты). В настоящее время на площадке Евразийской экономической комиссии подготовлены и находятся на стадии согласования сторон методические рекомендации "Руководство по проведению санитарно-эпидемиологической и гигиенической оценки (экспертизы) биологически активных добавок к пище". Приложением 2 данного руководства установлены дополнительные требования безопасности БАД к пище, в состав которых входят компоненты, полученные с использованием микробного синтеза. Проект руководства включает условие обязательной оценки композиционной эквивалентности пищевой продукции нового вида, получаемой традиционным способом и при помощи мутантных и ГМ-штаммов микроводорослей; проведения анализа на наличие в геноме таких штаммов детерминант патогенности, токсигенности, антибиотикоустойчивости, трансмиссивных элементов; проведения испытаний на содержание в составе готовой пищевой продукции примесей биотехнологического происхождения; экспертизу результатов исследований влияния такой пищевой продукции на метаболизм и микробиом экспериментальных животных, способность вызывать аллергические реакции и др.

Заключение

В соответствии с имеющимися данными одноклеточная микроводоросль хлорелла (Chlorellasp.) может использоваться в качестве источника макро- и микронутриентов (белков, углеводов, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, минеральных веществ и других БАВ), а также пищевых добавок - красителей. Показано, что биомасса хлореллы и выделяемые из нее пептиды оказывают целый ряд благоприятных эффектов на организм. Таким образом, анализ имеющихся данных о пищевой и биологической ценности биомассы хлореллы подтверждает перспективность ее применения в пищевой промышленности, в том числе в производстве обогащенных и специализированных пищевых продуктов, и свидетельствует о необходимости увеличения объемов производства биомассы хлореллы и пищевых компонентов, производимых на их основе. С этой целью в настоящее время применяются различные биотехнологические методы, такие как культивирование в открытых водоемах, в ферментерах и фотобиореакторах.

Тем не менее существует возможность загрязнения получаемой из биомассы хлореллы пищевой продукции не нормируемыми в настоящее время в этой продукции загрязнителями (виды микроводорослей, не имеющих традиций использования в питании населения, цианотоксины, зоопланктон, микроорганизмы: Bacillusfusiformis, Enterobactercloacae, Gibberellamoniliforme, Bowmanelladenitrificans, Bacillusthuringiensis ITRI-G1, Microbacteriumparaoxydans и продуцируемые ими токсины, вирусы). Кроме того, имеются сообщения, свидетельствующие о возможности использования в пищевой индустрии мутантных и ГМ-штаммов хлореллы. Это обстоятельство свидетельствует о необходимости проведения оценок рисков здоровью человека в отношении этих загрязнителей и штаммов хлореллы нового вида, а также разработку и утверждение дополнительных регламентов качества и безопасности пищевой продукции, изготавливаемой с использованием различных биотехнологических методов.

References

1. Safi C., Zebib B., Merah O., Pontalier P.Y., Vaca-Garcia C. Morphology, composition, production, processing and applications of Chlorella vulgaris: a review. Renew Sustain Energy Rev. 2014; 35: 265–78. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.007
2. Abreu A.P., Martins R., Nunes J. Emerging applications of Chlorella sp. and Spirulina (Arthrospira) sp. Bioengineering (Basel). 2023; 10 (8): 955. DOI: https://doi.org/10.3390/bioengineering10080955
3. Mimouni V., Ulmann L., Pasquet V., Mathieu M., Picot L., Bougaran G., et al. The potential of microalgae for the production of bioactive molecules of pharmaceutical interest. Curr Pharm Biotechnol. 2012; 13 (15): 2733–50. DOI: https://doi.org/10.2174/138920112804724828
4. Kaur M., Bhatia S., Gupta U., Decker E., Tak Y., Bali M., et al. Microalgal bioactive metabolites as promising implements in nutraceuticals and pharmaceuticals: inspiring therapy for health benefits. Phytochem Rev. 2023; 22: 903–33. DOI: https://doi.org/10.1007/s11101-022-09848-7
5. Lorenzo K., Santocildes G., Torrella J.R., Magalhães J., Pagès T., Viscor G., et al. Bioactivity of macronutrients from Chlorella in physical exercise. Nutrients. 2023; 15 (9): 2168. DOI: https://doi.org/10.3390/nu15092168
6. Ramos-Romero S., Torrella J.R., Pagès T., Viscor G., Torres J.L. Edible microalgae and their bioactive compounds in the prevention and treatment of metabolic alterations. Nutrients. 2021; 13 (2): 563. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13020563
7. Bito T., Okumura E., Fujishima M., Watanabe F. Potential of Chlorella as a dietary supplement to promote human health. Nutrients. 2020; 12: 2524–46. DOI: https://doi.org/10.3390/nu12092524
8. Ebrahimi-Mameghani M., Sadeghi Z., Abbasalizad Farhangi M., Vaghef-Mehrabany E., Aliashrafi S. Glucose homeostasis, insulin resistance and inflammatory biomarkers in patients with non-alcoholic fatty liver disease: beneficial effects of supplementation with microalgae Chlorella vulgaris: a double-blind placebo-controlled randomized clinical trial. Clin Nutr. 2017; 36 (4): 1001–6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clnu.2016.07.004
9. El-Gendy H.F., Khalifa H.K., Omran A., Korany R.M.S., Selim S., Hussein E., et al. Unveiling the potential of Silymarin, Spirulina platensis, and Chlorella vulgaris towards cardiotoxicity via modulating antioxidant activity, inflammation, and apoptosis in rats. Life (Basel). 2024; 14 (10): 1289. DOI: https://doi.org/10.3390/life14101289
10. Yu H., Ge X., Huang D., Xue C., Ren M., Liang H. Dietary supplementation of Chlorella vulgaris effectively enhanced the intestinal antioxidant capacity and immune status of Micropterus salmoides. Antioxidants (Basel). 2023; 12 (8): 1565. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox12081565
11. Napolitano G., Fasciolo G., Salbitani G., Venditti P. Chlorella sorokiniana dietary supplementation increases antioxidant capacities and reduces ROS release in mitochondria of hyperthyroid rat liver. Antioxidants (Basel). 2020; 9 (9): 883. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox9090883
12. Dadwar A., Sibi G. In vitro antioxidant and anti-diabetic potential of green microalgae, Chlorella vulgaris. Adv Biol Res. 2019; 13 (2): 76–88. DOI: https://doi.org/10.5829/idosi.abr.2019.76.88
13. Zielinski D., Fraczyk J., Debowski M., Zielinski M., Kaminski Z.J., Kregiel D., et al. Biological activity of hydrophilic extract of Chlorella vulgaris grown on post-fermentation leachate from a biogas plant supplied with stillage and maize silage. Molecules. 2020; 25 (8): 1790. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules25081790
14. Mohamed A.A., Bohy K.M.E., Moustafa G.G., Mohammed H.H., Metwally M.M.M., Mohammed H.E.D., et al. Sustained functioning impairments and oxidative stress with neurobehavioral dysfunction associated with oral nicotine exposure in the brain of a murine model of Ehrlich ascites carcinoma: modifying the antioxidant role of Chlorella vulgaris. Biology (Basel). 2022; 11 (2): 279. DOI: https://doi.org/10.3390/biology11020279
15. Mousavian Z., Safavi M., Azizmohseni F., Hadizadeh M., Mirdamadi S. Characterization, antioxidant and anticoagulant properties of exopolysaccharide from marine microalgae. AMB Express. 2022; 12 (1): 27. DOI: https://doi.org/10.1186/s13568-022-01365-2
16. Feng S.T., You C.T., Pan Z.K., Gao W.Y., Wang D.D., Hu L.L. The anti-aging effects of Chlorella polysaccharide extract in Caenorhabditis elegans. Nat Prod Res. 2024; 2024: 1–6. DOI: https://doi.org/10.1080/14786419.2024.2371562
17. Wan X., Li X., Liu D., Gao X., Chen Y., Chen Z., et al. Physicochemical characterization and antioxidant effects of green microalga Chlorella pyrenoidosa polysaccharide by regulation of microRNAs and gut microbiota in Caenorhabditis elegans. Int J Biol Macromol. 2021; 168: 152–62. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.12.010
18. Chang Y., Zheng F., Chen M., Liu C., Zheng L. Chlorella pyrenoidosa polysaccharides supplementation increases Drosophila melanogaster longevity at high temperature. Int J Biol Macromol. 2024; 276 (Pt 1): 133844. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.133844
19. Sheih I.C., Wu T.K., Fang T.J. Antioxidant properties of a new antioxidative peptide from algae protein waste hydrolysate in different oxidation systems. Bioresour Technol. 2009; 100 (13): 3419–3425. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.02.014
20. Cherng J.Y., Liu C.C., Shen C.R., Lin H.H., Shih M.F. Beneficial effects of Chlorella-11 peptide on blocking LPS-induced macrophage activation and alleviating thermal injury-induced inflammation in rats. Int J Immunopathol Pharmacol. 2010; 23 (3): 811–20. DOI: https://doi.org/10.1177/039463201002300316
21. Ko S.C., Kim D., Jeon Y.J. Protective effect of a novel antioxidative peptide purified from a marine Chlorella ellipsoidea protein against free radical-induced oxidative stress. Food Chem Toxicol. 2012; 50 (7): 2294–302. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fct.2012.04.022
22. Zhang Y., Jiang W., Hao X., Tan J., Wang W., Yu M., et al. Preparation of the enzymatic hydrolysates from Chlorella vulgaris protein and assessment of their antioxidant potential using Caenorhabditis elegans. Mol Biotechnol. 2021; 63 (11): 1040–8. DOI: https://doi.org/10.1007/s12033-021-00361-4
23. Markou G., Wang L., Ye J., Unc A. Using agro-industrial wastes for the cultivation of microalgae and duckweeds: contamination risks and biomass safety concerns. Biotechnol Adv. 2018; 36 (4): 1238–54. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2018.04.003
24. Eladel H., Abomohra A.E., Battah M., Mohmmed S., Radwan A., Abdelrahim H. Evaluation of Chlorella sorokiniana isolated from local municipal wastewater for dual application in nutrient removal and biodiesel production. Bioprocess Biosyst Eng. 2019; 42 (3): 425–33. DOI: https://doi.org/10.1007/s00449-018-2046-5
25. Qin S., Wang K., Gao F., Ge B., Cui H., Li W. Biotechnologies for bulk production of microalgal biomass: from mass cultivation to dried biomass acquisition. Biotechnol Biofuels Bioprod. 2023; 16 (1): 131. DOI: https://doi.org/10.1186/s13068-023-02382-4
26. Khotimchenko S.A., Bagryantseva O.V. Chapter 2.2. Seaweed contaminants: potential public health risks. Edited by V.A. Tutelyan, T.S. Zaporozhets. Functional Food Products Based on Polysaccharides from Seaweeds. Vladivostok: Dal’nauka, 2020: 368 p. ISBN: 978-5-8044-1699-8. (in Russian)
27. Gӓrtner G., Stoyneva-Gӓrtner M., Uzunov B. Algal toxic compounds and their aeroterrestrial, airborne and other extremophilic producers with attention to soil and plant contamination: a review. Toxins (Basel). 2021; 13 (5): 322. DOI: https://doi.org/10.3390/toxins13050322
28. Metcalf J.S., Codd G.A. Co-occurrence of cyanobacteria and cyanotoxins with other environmental health hazards: impacts and implications. Toxins (Basel). 2020; 12 (10): 629. DOI: https://doi.org/10.3390/toxins12100629
29. Luvonga C., Rimmer C.A., Yu L.L., Lee S.B. Organoarsenicals in seafood: occurrence, dietary exposure, toxicity, and risk assessment considerations – a review. J Agric Food Chem. 2020; 68 (4): 943–60. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b07532
30. Leffers L., Wehe C.A., Hüwel S., Bartel M., Ebert F., Taleshi M.S., et al. In vitro intestinal bioavailability of arsenosugar metabolites and presystemic metabolism of thio-dimethylarsinic acid in Caco-2 cells. Metallomics. 2013; 5 (8): 1031–42. DOI: https://doi.org/10.1039/c3mt00039g
31. Glabonjat R.A., Blum J.S., Miller L.G., Webb S.M., Stolz J.F., Francesconi K.A., et al. Arsenolipids in cultured Picocystis strain ML and their occurrence in biota and sediment from Mono Lake, California. Life (Basel). 2020; 10 (6): 93. DOI: https://doi.org/10.3390/life10060093
32. Bagryantseva O.V., Khotimchenko S.A. Toxicity of inorganic and organic forms of arsenic. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2021; 90 (6): 6–17. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-6-6-17 (in Russian)
33. Ziani K., Ioniță-Mîndrican C.B., Mititelu M., Neacșu S.M., Negrei C., Moroșan E., et al. Microplastics: a real global threat for environment and food safety: a state of the art review. Nutrients. 2023; 15 (3): 617. DOI: https://doi.org/10.3390/nu15030617
34. Stapleton M.J., Hai F.I. Microplastics as an emerging contaminant of concern to our environment: a brief overview of the sources and implications. Bioengineered. 2023; 14 (1): 2244754. DOI: https://doi.org/10.1080/21655979.2023.2244754
35. Zaytsev V.V., Petryakov V.V., Zaytseva L.M., Makhimova Zh.N. The influence of nutrient medium on morphological features and cell viability of microalgae Chlorella vulgaris Beijer. Samarskiy nauchniy vestnik [Samara Scientific Bulletin]. 2022; 11 (2): 52–6. DOI: https://doi.org/10.55355/snv2022112107 (in Russian)
36. Schüler L., Greque de Morais E., Trovão M., Machado A., Carvalho B., Carneiro M., et al. Isolation and characterization of novel Chlorella vulgaris Mutants with low chlorophyll and improved protein contents for food applications. Front Bioeng Biotechnol. 2020; 8: 469. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00469
37. Kumar G., Shekh A., Jakhu S., Sharma Y., Kapoor R., Sharma T.R. Bioengineering of microalgae: recent advances, perspectives, and regulatory challenges for industrial application. Front Bioeng Biotechnol. 2020; 8: 914. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2020.00914
38. Je S., Yamaoka Y. Biotechnological approaches for biomass and lipid production using microalgae Chlorella and its future perspectives. J Microbiol Biotechnol. 2022; 32 (11): 1357–72. DOI: https://doi.org/10.4014/jmb.2209.09012
39. Dhokane D., Shaikh A., Yadav A., Giri N., Bandyopadhyay A., Dasgupta S., et al. CRISPR-based bioengineering in microalgae for production of industrially important biomolecules. Front Bioeng Biotechnol. 2023; 11: 1267826. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1267826
40. Gu X., Deng Y., Wang A., Gan Q., Xin Y., Paithoonrangsarid K. et al. Engineering a marine microalga Chlorella sp. as the cell factory. Biotechnol Biofuels Bioprod. 2023; 16 (1): 133. DOI: https://doi.org/10.1186/s13068-023-02384-2
41. EFSA Panel on Biological Hazards (BIOHAZ); Koutsoumanis K., Allende A., Alvarez-Ordonez A., Bolton D., Bover-Cid S., et al. Update of the list of qualified presumption of safety (QPS) recommended microorganisms intentionally added to food or feed as notified to EFSA. EFSA J. 2023; 21 (1): 7747. DOI: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2023.7747
42. EFSA Scientific Committee; More S., Bampidis V., Benford D., Bragard C., Halldorsson T., et al. Evaluation of existing guidelines for their adequacy for the food and feed risk assessment of microorganisms obtained through synthetic biology. EFSA J. 2022; 20 (8): e07479. DOI: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2022.7479

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.