NTTU NCKH 04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập Tự do Hạnh phúc Đơn vị chủ trì Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ GIẢNG VIÊN 2020 2021 Tên đề tài NGHI.
NTTU-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2020-2021 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐÈN LED ĐẺ NI CẤY CĨ ĐỊNH CHỦNG VI TẢO NANNOCHLOROPSIS OCULATA TRÊN HỆ THỐNG TWIN-LAYER POROUS SUBSTRATE PHOTOBIOREACTOR THEO PHƯƠNG NGHIÊNG SỐ hợp đồng: 2020.01.153/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: T11S Trần Thị Bích Huy Đơn vị cơng tác: Khoa Cơng nghệ Sinh học Thời gian thực hiện: 08/2020 - 02/2021 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIỂT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH TÓM TẤT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu MỞ ĐẦU CHƯƠNG TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan vi tảo N oculata 1.1.1 Đặc điểm hình thái cấu tạo 1.1.2 Giá trị dinh duõng vi tảo 1.1.3 Các sắc tố quang họp tảo N oculata CHƯƠNG : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cúư .16 2.1 Nội dung nghiên cứu 16 2.1.1 Bố trí thí nghiệm 16 2.2 Vật liệu dụng cụ nghiên cứu .17 2.2.1 Nguyên liệu 17 2.2.2 Dụng cụ thiết bị hóa chất sử dụng nghiên cứu 17 2.3 Phương pháp nghiên cứu 17 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 3.1 Ket nghiên cứu ảnh hưởng cường độ sáng khác phát triển vi tảo N ocuỉcita hệ thống Twin-layer porous substrate photobioreactor 22 3.2 Ket nghiên cứu ảnh hưởng chu kỳ chiếu sáng dài (chu kỳ 24 giờ) khác phát triển vi tảo N oculata hệ thống quang sinh học hai lóp màng 24 3.3 Ket nghiên cứu ảnh hưởng chu kỳ chiếu sáng (chu kỳ 12 giờ) khác phát triển vi tảo N oculata hệ thống quang sinh học hai lóp màng 25 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 28 4.1 Kết luận 28 4.2 Kiến nghị 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 PHỤ LỤC 31 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT PUFA Axít béo khơng no EPA Eicosapentaenoic PSI Quang hệ thống I PSII Quang hệ thống II Chia Chlorophyll a Chlb Chlorophyll b Hv Planck’s Equation ATP Adenosine Triphosphate NADPH2 Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate LED Light Emitting Diode PBR Photobioreactor PE Poly etylen DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH CHƯƠNGI Hình 1.1 N.oculata kính hiển vi (Hibberd, 1981) Hình 1.2 Phổ hấp thụ sắc tố quang hợp Hình 1.3 Các hệ thống ni hở nuôi vi tảo N ocuỉata(Hofmann, 1990) Hình 1.4 Các hệ thống ni kín ni vi tảo (Eriksen, 2008) 10 Hình 1.5 Bản vẽ hệ thống Twin-layer porous substrate photobioreactor theo phương nghiêng 11 CHƯƠNG III Hình 3.1 Ảnh hưởng cường độ sáng khác chu kì 12S: 12T phát triển vi tảo N oculata .23 Hình 3.2 Tảo N oculata ni cấy hệ thống TL-PSBR 23 Hình 3.3 Ảnh hưởng chu kỳ sáng khác phát triển vi tảo N ocuỉata (ở cường độ sáng 100 pmol photon m’2s-1) 24 Hình 3.4 Ảnh hưởng chu kỳ chiếu sáng ngắn (chu kỳ 12 giờ) khác phát triển vi tảo N oculata cường độ sáng 358 pmol photon.nư.s'1 25 Hình 3.5 Hình phổ ánh sáng đèn phổ ánh hấp thu chlorophyll .27 TÓM TẮT KÉT QUẢ NGHIÊN cứu STT Công việc thực Kết quà đạt Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng cường độ sáng khác phát triển vi tảo N oculata hệ thống TPSP Nội dung 2\ Nghiên cứu ảnh hưởng chu kỳ chiếu sáng dài (chu kỳ 24 giờ) khác phát triển vi tảo N oculata hệ thống TPSP Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng chu kỳ chiếu sáng (chu kỳ 12 giờ) khác phát triến vi tảo N oculata hệ thống TPSP Viết báo cáo Số liệu phần sinh khối khô phần tram lipid tảo N oculata hệ thống TPSP Sản phẩm đạt Sản phẩm đăng ký STT 100g bột tảo N.oculata Báo cáo tổng kết Bài báo khoa học Số liệu phần sinh khối khô phần tram lipid tảo N oculata hệ thống TPSP Số liệu phần sinh khối khô phần trăm lipid tảo N ocuỉata hệ thống TPSP Bài báo cáo tổng kết 100g bột tảo N.oculata Báo cáo tổng kết Bài báo khoa học Thòi gian đăng ký: từ 08/2020 - 02/2021 Thòi gian nộp báo cáo: ngày MỞ ĐẦU Chủng vi tảo Nannochlocropsis nhận quan tâm nghiên cứu ngày nhiều nhờ khả tổng họp không lipid trung tính sản xuất diesel sinh học mà cịn EPA thực phấm chức Trong đó, Nannochloropsis oculata (N oculatci) loài vi tảo biển nghiên cứu nhiều tiềm đặc tính lý hóa, xác định tính khả thi việc sản xuất nhiên liệu sinh học N oculata từ lâu đuợc coi loài tảo quan trọng ngành nuôi trồng thủy sản biển đặc biệt nhờ có nhiều giá trị dinh dưỡng bao gồm axit eicosapentaenoic (EPA), hàm lượng lipid cao, số sắc tố tự nhiên Tuy nhiên, có nhiều hạn chế thách thức sản xuất quy mô lớn N oculata giai đoạn đầu (giai đoạn phịng thí nghiệm) yêu cầu kỹ thuật nuôi cấy cụ thể thường liên quan đến chi phí sản xuất cao Gần đây, mơ hình ni cấy tế bào tảo bất động áp dụng để đơn giản hóa quy trình sản xuất khắc phục nhược điểm mơ hình ni cấy dịch treo tảo Mơ hình có ưu điểm tiết kiệm nước lượng hon, đồng thời việc thu hoạch dễ dàng, tốn Twin-layer porous substrate photobioreactor hệ thống nuôi cấy tảo bất động phát minh giáo sư Melkonian Tại Việt Nam, việc nuôi cấy vi tảo N oculata chủ yếu nuôi huyền phù tế bào vi tảo bình tam giác bình ni, hệ thống ni quy mơ nhỏ Mơ hình ni cay Twin-layer porous substrate photobioreactor chuyển giao nghiên cửu Giáo sư Melkonian đề xuất áp dụng mơ hình theo phương nghiêng để phù hợp với điều kiện Việt Nam mở rộng quy mơ sản xuất Khi ni tảo hệ thống Twin-layer, hai lóp màng sử dụng với mục đích: (1) Lóp nguồn, lớp màng thứ nhằm để giữ phân phối nước khắp lóp màng; (2) Lớp chất nền, lóp màng thứ hai lóp màng cho phép nước thấm lên từ lóp màng thứ cố định tảo cho phép tảo phát triển Việc sử dụng vật liệu cho hai lóp màng quan trọng liên quan đến việc điều phối nước dinh dưỡng cho tảo phát triển Đối với lóp nguồn, vật liệu sử dụng nhiều nghiên cứu hiệu việc giữ điều phối nước sợi thủy tinh khơng dệt Vật liệu cho lớp chất loại vật liệu quan trọng, địi hỏi vật liệu cần có khả thấm nuớc, cố định tảo cần phải có độ bền cao Sự tăng trưởng tích lũy lipid N oculata chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố nguồn carbon, ánh sáng, nhiệt độ, pH Trong đó, ánh sáng yếu tố ảnh hưởng mạnh đến N oculata, mà cường độ ánh sáng chu kỳ sáng yếu tố quan trọng định khả phát triển vi tảo Nhưng Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu cường độ chu kì ánh sáng có ảnh hưởng phát triển vi tảo Nannochloropsis oculata Chính vậy, định thực đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng đèn LED trắng lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata nuôi cấy hệ thống Twin-layer porous substrate photobioreactor” CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan vi tảo N oculata Vào năm 1955, chủng vi tảo N Oculata mô tả lần đầu bang hình ảnh hình thái quan sát kính hiển vi Droop Ong Droop đặt chúng vào chi Nannochloropsis, thuộc lóp tảo lục Chlorophyceae Sau đó, Antia cộng dựa nghiên cứu vi cấu trúc tế bào lại nhận thấy chúng tương thích với lớp Eustigmatophyceae nhiều lớp Chlorophyceae Năm 1981, Hibberd chuyển lồi sang chi Nannochloropsỉs (thuộc lóp Eustigmatophyceae) vị trí phân loại tồn đến Các hệ thống phân loại Nannochloropsis oculata xếp sau: Giói: Chromista Ngành: Heterokontophyta Lóp: Eustigmatophyceae Bộ: Eustigmatales Họ: Monodopsidaceae Chi: Nannochloropsỉs Lồi: Nannochloropsis oculata 1.1.1 Đặc điếm hình thái cấu tạo Tảo N Oculata có kích thước nhỏ, tế bào có dạng hình cầu hình trứng, đường kính dao động khoảng 2-4 pm Đây tảo đơn bào khơng có khả di động Hình Năm 1986, Murayama kính hiển vi điện tử cho thê săc tơ hình trứng Thê să liền với màng nhân Trong the song song, khơng có đai nối sắc tố sắc tố quang họp tìm thấy tảo N ocuỉata chlorophyl a, không thấy sắc tố quang họp chlorophyl b c Đây coi đặc trưng sinh hoá chủ yếu để phân loại tảo Nannochloropsis nói riêng ngành Eustỉgmataphyta nói chung Các carotenoid bao gồm carotene 11%, violaxathin 51%, vaucherixathin 26% carotenoid khác chiếm 12% Hình thức sinh sản vi tảo N oculata có hai hình thức sinh sản sinh sản sinh dưỡng cách phân đôi sinh sản tự bào tử 1.1.2 Giá trị dinh dưỡng vi tảo N oculata lại bật nhóm tảo giàu hàm lượng chất béo (chiếm 18-30% trọng lượng khô), lượng đáng kể vitamin, sắc tố carotenoid khoáng chất Ca, Mg, K, Zn, Fe N oculata chứa nhiều loại axít béo đa nối đơi khơng bão hịa (PUFA) Đáng lưu ý axít béo thuộc nhóm eicosapentaenoic - EPA (20:5n-3, EPA), với hàm lượng chiếm đến 24,5 - 40 % tổng axít béo EPA chất chứng minh có vai trị quan trọng việc tăng cường sức đề kháng phòng tránh bệnh cho người động vật EPA giúp chống suy nhược thể, ngăn chặn tình trạng máu nhiễm mỡ, chống bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch, làm giảm viêm Cuongdosang 95% Confidence Interval std Error Mean Lower Bound Upper Bound 60 ■ 156a 005 146 167 100 ,170a 002 165 174 120 ,149a 005 139 159 140 ,146a 005 136 157 358 157a 003 152 162 a Based on modified population marginal mean Chukysang * Cuongdosang Dependent Variable: Phantramlipid Chukysang Cuongdosang std Error Mean 95% Confidence Interval Lower Bound 12S:12T 6S:6T 7S:5T 8S:4T 9S:3T 14S:10T Upper Bound 60 156 005 146 167 100 150 005 140 161 120 149 005 139 159 140 146 005 136 157 358 a 60 a 100 a 120 a 140 a 358 158 005 148 169 005 142 163 005 145 166 005 151 171 005 143 164 60 a 100 a 120 a 140 a 358 153 60 a 100 a 120 a 140 a 358 155 60 a 100 a 120 a 140 a 358 161 60 100 a 154 16S:8T 120 a 140 a 358 a 60 a Chukysang * Cuongdosang Dependent Variable: Phantramlipid Chukysang Cuongdosang 95% Confidence Interval std Error Mean Lower Bound 16S:8T 165 100 Upper Bound 005 154 175 005 173 194 005 186 207 120 140 358 a 60 20S:4T 100 • 184a 120 a 140 a 358 a 60 100 • 196a 120 a 140 a 358 a a This level combination of factors is not observed, thus the corresponding population marginal mean is not estimable Post Hoc Tests Chukysang Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (I) Chukysang (J) Chukysang Mean std Error Sig Difference (l-J) 95% Confidence Interval Lower Bound Tukey HSD 12S:12T 6S:6T -.0078 00565 892 -.0271 7S-5T -.0024 00565 1.000 -.0216 8S:4T -.0047 00565 995 -.0239 9S:3T -.0105 00565 648 -.0297 14S:10T -.0032 00565 1.000 -.0224 6S:6T 16S:8T -.0141 00565 283 -.0333 20S:4T -.0333* 00565 000 -.0525 -.0458* 00565 000 -.0651 12S:12T 0078 00565 892 -.0114 7S:5T 0054 00715 997 -.0189 8S:4T 0031 00715 1.000 -.0212 9S:3T -.0026 00715 1.000 -.0270 14S:10T 0046 00715 999 -.0197 16S:8T -.0063 00715 992 -.0306 20S:4T -.0254* 00715 036 -.0497 -.0380* 00715 001 -.0623 0024 00565 1.000 -.0168 6S:6T -.0054 00715 997 -.0297 8S:4T -.0023 00715 1.000 -.0266 9S:3T -.0081 00715 964 -.0324 14S:10T -.0008 00715 1.000 -.0251 16S:8T -.0117 00715 779 -.0360 20S:4T -.0308* 00715 006 -.0552 -.0434* 00715 000 -.0677 0047 00565 995 -.0145 6S:6T -.0031 00715 1.000 -.0274 7S:5T 0023 00715 1.000 -.0220 9S:3T -.0058 00715 995 -.0301 14S:10T 0015 00715 1.000 -.0228 16S:8T -.0094 00715 917 -.0337 12S-.12T 7S:5T 12S:12T 8S:4T Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (I) Chukysang (J) Chukysang 95% Confidence Interval Upper Bound 12S:12T Tukey HSD 6S:6T 6S:6T 0114 7S:5T 0168 8S:4T 0145 9S:3T 0087 14S:10T 0160 16S:8T 0051 20S:4T -.0140* -.0266* 12S:12T 0271 7S:5T 0297 7S:5T 8S:4T 8S:4T 0274 9S:3T 0217 14S:10T 0289 16S:8T 0180 20S:4T -.0011* -.0137* 12S:12T 0216 6S:6T 0189 8S:4T 0220 9S:3T 0163 14S:10T 0235 16S:8T 0126 20S:4T -.0065* -.0191* 12S:12T 0239 6S:6T 0212 7S:5T 0266 9S:3T 0185 14S:10T 0258 16S:8T 0149 Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (I) Chukysang (J) Chukysang Mean std Error Sig Difference (l-J) 95% Confidence Interval Lower Bound Tukey HSD 8S:4T 9S:3T 20S:4T -.0286 00715 013 -.0529 -.0411 00715 000 -.0655 12S:12T 0105 00565 648 -.0087 6S:6T 0026 00715 1.000 -.0217 7S:5T 0081 00715 964 -.0163 8S:4T 0058 00715 995 -.0185 14S:10T 0073* 00715 981 -.0171 16S:8T -.0036* 00715 1.000 -.0279 20S:4T -.0228 00715 079 -.0471 -.0354 00715 001 -.0597 0032 00565 1.000 -.0160 6S:6T -.0046 00715 999 -.0289 7S-5T 0008 00715 1.000 -.0235 12S:12T 14S:10T 16S:8T 20S:4T 8S:4T -.0015 00715 1.000 -.0258 9S:3T -.0073* 00715 981 -.0316 16S:8T -.0109* 00715 835 -.0352 20S:4T -.0300 00715 008 -.0544 -.0426 00715 000 -.0669 12S:12T 0141 00565 283 -.0051 6S:6T 0063 00715 992 -.0180 7S:5T 0117 00715 779 -.0126 8S:4T 0094 00715 917 -.0149 9S:3T 0036* 00715 1.000 -.0207 14S:10T 0109* 00715 835 -.0134 20S:4T -.0192 00715 207 -.0435 -.0317 00715 005 -.0561 12S:12T 0333 00565 000 0140 6S:6T 0254 00715 036 0011 7S-5T 0308 00715 006 0065 8S:4T 0286 00715 013 0043 Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (I) Chukysang (J) Chukysang 95% Confidence Interval Upper Bound Tukey HSD 8S:4T 9S:3T 20S:4T -.0043 -.0168 12S:12T 0297 6S:6T 0270 7S:5T 0324 8S:4T 0301 14S:10T 0316* 16S:8T 0207* 20S:4T 0015 14S:10T -.0110 12S:12T 0224 6S:6T 0197 7S:5T 0251 8S:4T 0228 9S:3T 0171* 16S:8T 0134* 20S:4T -.0057 -.0183 16S:8T 12S:12T 0333 6S:6T 0306 7S:5T 0360 8S:4T 0337 9S:3T 0279* 14S:10T 0352* 20S:4T 0051 -.0074 20S:4T 12S:12T 0525 6S:6T 0497 7S:5T 0552 8S:4T 0529 Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (I) Chukysang Mean (J) Chukysang std Error Sig 95% Confidence Difference (l-J) Interval Lower Bound Tukey HSD 20S:4T 9S:3T 0228 00715 079 -.0015 14S:10T 0300 00715 008 0057 16S:8T 0192 00715 207 -.0051 -.0126 00715 707 -.0369 12S:12T 0458 00565 000 0266 6S:6T 0380 00715 001 0137 7S:5T 0434* 00715 000 0191 8S:4T 0411* 00715 000 0168 9S:3T 0354 00715 001 0110 14S:10T 0426 00715 000 0183 16S:8T 0317 00715 005 0074 20S:4T 0126 00715 707 -.0117 9 Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (I) Chukysang (J) Chukysang 95% Confidence Interval Upper Bound Tukey HSD 20S:4T 9S:3T 0471 14S:10T 0544 16S:8T 0435 0117 12S:12T 0651 6S:6T 0623 7S:5T 0677* 8S:4T 0655* 9S:3T 0597 14S:10T 0669 16S:8T 0561 20S:4T 0369 Based on observed means The error term is Mean Square(Error) = 7.674E-005 * The mean difference is significant at the 05 level Homogeneous Subsets Phantramlipid Chukysang N Subset 12S:12T 12 1505 7S:5T 1529 14S:10T 1537 8S:4T 1552 6S:6T 1583 9S:3T 1610 1610 16S:8T 1646 1646 20S:4T Tukey HSDabc Duncana'b'c 1837 1963 521 Sig 12S:12T 1837 058 12 1505 7S:5T 1529 14S:10T 1537 8S:4T 1552 6S:6T 1583 9S:3T 1610 16S:8T 1646 20S:4T 1837 1963 660 .083 Sig .079 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Based on observed means The error term is Mean Square(Error) = 7.674E-005 a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.273 b The group sizes are unequal The harmonic mean of the group sizes is used Type I error levels are not guaranteed c Alpha = 05 Cuongdosang Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (1) Cuongdosang (J) Cuongdosang Mean std Error Sig Difference (l-J) 60 100 Tukey HSD 120 140 358 100 -.0134 00554 143 120 0073 00715 846 140 0101 00715 627 358 -.0005 00565 1.000 60 0134 00554 143 120 0207* 00554 008 140 0235* 00554 002 358 0129* 00339 007 60 -.0073 00715 846 100 -.0207* 00554 008 140 0028 00715 994 358 -.0078 00565 647 60 -.0101 00715 627 100 -.0235* 00554 002 120 -.0028 00715 994 358 -.0106 00565 355 60 0005 00565 1.000 100 -.0129* 00339 007 120 0078 00565 647 140 0106 00565 355 Multiple Comparisons Dependent Variable: Phantramlipid (1) Cuongdosang 60 100 Tukey HSD 120 140 358 95% Confidence Interval (J) Cuongdosang Upper Bound Lower Bound 100 -.0297 0029 120 -.0138 0283 140 -.0110 0312 358 -.0172 0161 60 -.0029 0297 120 0044* 0370 140 0072* 0398 358 0029* 0229 60 -.0283 0138 100 -.0370* -.0044 140 -.0182 0239 358 -.0245 0089 60 -.0312 0110 100 -.0398* -.0072 120 -.0239 0182 358 -.0273 0060 60 -.0161 0172 100 -.0229* -.0029 120 -.0089 0245 140 -.0060 0273 Based on observed means The error term is Mean Square(Error) = 7.674E-005 * The mean difference is significant at the 05 level Homogeneous Subsets Phantramlipid Cuongdosang N Subset Tukey HSDa bc 140 1462 120 1490 60 1563 1563 358 12 1568 1568 100 15 1697 403 Sig 140 1462 120 1490 60 1563 358 12 1568 100 15 193 Duncanabc Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed Based on observed means The error term is Mean Square(Error) = 7.674E-005 a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.348 b The group sizes are unequal The harmonic mean of the group sizes is used Type I error levels are not guaranteed c Alpha = 05 .1697 114 1.000 PHỤ LỤC 3: MINH CHỨNG ĐI KÈM SẢN PHẨM DẠNG (hình ảnh sản phẩm đạt ) Hình ảnh sinh khối tảo N oculata 100g SẢN PHẨM DẠNG 2: (quy trình, sơ đồ, bảng vẽ, sở liệu ) SẢN PHẨM DẠNG 3: (toàn văn báo, sách chuyên khảo ) SẢN PHẦM ĐÀO TẠO: gồm hồ sơ sau - Quyết định huớng dẫn sinh viên (hoặc giấy xác nhận Ban chủ nhiệm Khoa) - Biên họp hội đồng luận văn sinh viên (có thể tên sinh viên, giảng viên huớng dẫn, tên đề tài, kết quả) 1- Danh mục báo, báo cáo khoa học tác giả liên quan đến đề tài (đính kèm báo, báo cáo) ĐÁNH GIÁ Sự ẢNH HƯỞNG CỦA ĐÈN LED ĐÉN sự TĂNG TRƯỞNG CỦA CHỦNG VI TẢO NANNOCHLOROPSIS OCULATA TRÊN HỆ THỐNG TWIN-LAYER POROUS SUBSTRATE PHOTOBIOREACTOR THEO PHƯƠNG NGHIÊNG Tran Thị Bích Huy1’*, Ong Bỉnh Nguyên1, Lê Tấn Lộc2, Nguyễn Thành Công1, Ngô Vĩnh Tường3, Trần Hồng Dũng1 'Khoa Cơng nghệ Sinh học, Trường ĐH Nguyễn Tất Thành 2Viện Kỹ thuật Công nghệ cao NTT, Trường ĐH Nguyễn Tất Thành 3Khoa sinh học - Công nghệ sinh học, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐH Quốc gia TP HCM Tác giả liên hệ: *ttbhuy@ntt■ edu■ Tóm tắt: N.oculata bật nhóm tảo giàu lipid (chiếm 18-30% khối lượng khơ), có hàm lượng eicosapentaenoic acid chiếm 24,5-40 % tổng axít béo, chủng tảo có giá trị kinh tế Nghiên cứu với mục đích xác định ảnh hưởng nguồn sáng đèn LED đến sinh trưởng vi tảo N ocuỉata, chủng tào nuôi cấy cố định hệ thống Twin-Layer Porous Substrate Photobioreactor (TL-PSBR) theo phương nghiêng Ket quả, sinh khối khô tảo N oculata cao điều kiện 60 pmol photon.m' 2.s'1 chu kỳ sáng 12:12 (sáng:tối) (0,2557 ±0,0181 g.L’1) Khi cường độ tăng dần chu kỳ 12:12 sinh khối vi tảo thu giảm dần theo thứ tự 100 pmol photon m’2.s_| (0,7202±0,0207 g.L"1), 120 pmol photon.nư.s'1 (0,5937±0,0112 g.L"1) 140 pmol photon.nư.s'1 (0,5081±0,0144 g.L'1) Ở cường độ ánh sáng 358 pmol photon.m-2.s_| với chu kỳ chiếu sáng 9:3 cho kết sinh khối khô đạt 0,7344 ±0,0280 g.L'1, sinh khối khơ chu kỳ cịn lại là: 0,3476±0,0122 g.L’1 (8:4), 0,2710 ±0,0115 g.L'1 (7:5), 0,2599 ±0,0111 g.L'1 (6:6) Từ khoá: Vi tảo N Oculata, hệ thống Twin-Layer Porous Substrate Photobioreactor (TL-PSBR), đèn LED Giói thiệu N.oculata bật nhóm tảo giàu lipid (chiếm 18-30% khối lượng khô), lượng đáng kể vitamin, sac to carotenoid khoáng chất Ca, Mg, K, Zn, Fe (X N Ma et al., 2016) Thành phần chất béo N.oculata có chứa nhiều polyunsaturated fatty acids (PUFA), đặc biệt eicosapentaenoic acid (EPA) chiếm 24,540 % tong axít béo (Chua, 2017; Hoffmann, 2010) EPA chat đuợc chứng minh có vai trò quan trọng việc tăng cuờng sức đề kháng phòng tránh bệnh cho nguời động vật EPA cịn giúp chống suy nhuợc thể, ngăn chặn tình trạng máu nhiễm mỡ, chống bệnh tim mạch, xơ vữa động mạch, làm giảm viêm nhiễm, giảm chứng khối huyết (Martins, 2013; Tur, 2012) Hiện nay, EPA thành phần quan trọng nhiều loại thực phẩm chức thuốc hồ trợ phát triển trí não trẻ em chống bệnh suy giảm trí nhớ người già (Devassy, 2016; Safafar , 2016; Vesco, 2018) Đặc biệt, theo số nghiên cứu, EPA giúp kháng ung quan tâm yếu tố hồ trợ phòng ngừa điều trị ung thư (Babcock, 2000; Dewey, 2007) Hơn nữa, với hàm lượng vitamin E (a-tocopherol) cao nhiều so với loài tảo khác (như: Euglena gracilis, Dunalỉella salina Tetraselmỉs suecica), tảo Nannochloropsỉs đề xuất sử dụng làm thực phẩm dinh dưỡng bổ sung cho người loại thực phẩm có lợi cho sức khỏe (Kent, 2015) Việc nuôi cấy vi tảo N oculata kiểu bất động biofilm cho thấy nhiều ưu điểm, khắc phục nhiều nhược điểm kiểu nuôi huyền phũ (Bemer, 2014; Mantzorou, 2019; Naumann, 2013) Gần đây, hệ thống Twin-layer porous substrate photobioreactor (TL-PSBR) phương ngang phương thẳng đứng sử dụng để nuôi cấy thành cơng nhiều lồi vi tảo, Haematococcus pluvialỉs, N oculata, đạt suất sinh khối cao (Do, 2021; Naumann, 2013) Trong nghiên cứu này, sử dụng đèn LED trắng thay cho ánh sáng tự nhiên để khảo sát ảnh hưởng đến sinh trưởng tảo N oculata TL-PSBR phương ngang Các chu kì sáng/tối khác đèn natri cao áp áp dụng để tối ưu hóa cho sinh trưởng vi tảo N oculata Vật liệu phương pháp 2.1 Vật liệu Chủng N oculata cung cấp Viện Kỹ thuật Công nghệ Cao trường Đại học Nguyễn Tất Thành, chủng tảo nuôi cấy giữ giống môi trường f/2, pH điều chỉnh - 7.5, độ mặn 15%0, nhiệt độ từ 25 - 28 °C cường độ ánh sáng vào khoảng 100 pmol photon.mAs'1 2.2 Bố trí thỉ nghiệm Ỏ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến khả tăng trưởng N oculata cố định hệ thống TL-PSBR Các thông số cho thí nghiệm bao gồm: 12 trịn có đường kính 7,5cm; mật độ giống bao đầu cho mồi 0,03g sinh khối khô; nhiệt độ nuôi cấy 25 ± 3°c Thí nghiệm thực vịng ngày, lượng mơi trường sử dụng lít chu kỳ chiếu sáng 12 sáng 12 tối Nguồn chiếu sáng thí nghiệm cung cấp đèn LED trắng, cường độ khảo sát 60; 100; 120 140 pmol photon.m’Cs'1 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng quang chu kì, chúng tơi thực chu kỳ sáng ngắn (chu kì 12 giờ) chu kì ánh sáng dài (chu kì 24 giờ) Điều kiện thí nghiệm giữ tương tự thí nghiệm cường độ sáng Đối với thí nghiệm ảnh hương chu kỳ sáng dài, giữ cường độ chiếu sáng giữ mức 100 pmol photon.m'Cs’1 Chu kỳ chiếu sáng ngắn thực cường độ ánh sáng 358 pmol photon.m-2.s_| Sinh khối tảo khô tính theo cơng thức: B = Wt - Wf, B: lưọng sinh khối khơ (g), Wt: tổng khối lượng giấy lọc sinh khối, Wf: khối lượng giấy lọc Các thí nghiệm lặp lại lần, số liệu thí nghiệm xử lý thống kê phần mem excel 2019 Hình Phổ ánh sáng đèn LED trắng dùng thí nghiệm Ket thảo luận 3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến phát triển tảo N oculata cố định hệ thống TL-PSBR ... Melkonian đề xuất phương án nuôi cố định hệ thống màng đôi theo phương nghiêng để phù họp với điều kiện Vi? ??t Nam mở rộng quy mô sản xuất Hệ thống Twin- layer porous substrate photobioreactor nghiêng thiết... 1:1) Một nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng loại ánh sáng lên phát triển vi tảo Chaetoceros calcitrans khác cho kết tương tự 1.3 Các hệ thống nuôi cấy vi tảo 1.3.1 Nuôi cấy vi tảo N ocutata hệ thống. .. ảnh hưởng đèn LED trắng lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata nuôi cấy hệ thống Twin- layer porous substrate photobioreactor? ?? CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan vi tảo N oculata Vào