Nghiên cứu chế tạo oligoalginate bằng kỹ thuật bức xạ ứng dụng trong nuôi trồng thủy canh.pdf

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH 0O0 BÁO CÁO TƠNG KẾT ĐỀ TÀI CHƯƠNG TRÌNH SINH VIÊN NCKH NĂM 2017 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHÉ TẠO OLIGOALGINATE BẰNG KỲ THUẬT BỨC XẠ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY CANH Mã số đề tài: 2017.02.37 Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN HÒNG THUỶ TIÊN Mã số sinh viên: 1511538176 Giảng viên hướng dẫn: ThS TRÀN LỆ TRÚC HÀ Nông Nghiệp Công Nghệ Cao Và Công Nghệ Sinh Học Khoa: Các thành viên tham gia: STT Họ tên MSSV Lớp Nguyền Hoàng Tâm 1511535940 15DSH1A Nguyền Ho Yen Ngọc 1511541642 15DSH1A Nguyễn Thị Ngọc Quyên 1511537814 15DSH1A TP Hồ Chỉ Minh, thảng 03 năm 2018 MỤC LỤC PHỤ LỤC 1: DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT PHỤ LỤC 2: DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU, sơ ĐỒ, HÌNH ẢNH CHƯƠNG TÓNG QUAN CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu Thời gian địa điêm thực Vật liệu Phương pháp tiến hành thí nghiệm CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ SẢN PHÁM ĐẠT ĐƯỢC Cắt mạch Alginate kỳ thuật chiếu xạ 10 Khảo sát hiệu ứng cùa Alginate chiếu xạ lên trồng thủy canh tình 11 Khảo sát hiệu ứng Alginate chiếu xạ lên trồng thuỷ canh hồi lưu 16 CHƯƠNG KẾT LUẬN 24 Kết luận 24 Đe nghị 24 TÀI LIỆU • THAM KHẢO 25 PHỤ LỤC .27 I PHỤ LỤC 1: DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIÉT TẮT Mw: Molecular weight LSD: The Least Significant Difference DC: Đối chứng TB: Trung bình SVĐC: So với đối chứng PHỤ LỤC 2: DANH MỤC CÁC BẢNG BIÊU, sơ ĐỊ, HÌNH ẢNH Bảng 3.1 Sự suy giảm trọng lượng phân tử Alginate theo liều xạ Bảng 3.2 Hiệu ứng cùa Oligoalginate lên sinh khối cải bẹ xanh Bảng 3.3 Hiệu ứng cùa Oligoalginate lên chiều cao chiều dài rề cải bẹ xanh Bảng 3.4 Hiệu ứng Oligoalginate lên sinh khối cải Bảng 3.5 Hiệu ứng Oligoalginate lên chiều cao chiều dài rễ cải Bảng 3.6 Hiệu ứng Oligoalginate lên sinh khối xà lách mờ Bảng 3.7 Hiệu ứng Oligoalginate lên chiều cao chiều dài rề xà lách mỡ Bảng 3.8 Bảng 3.8 Các tiêu theo dõi loại rau bo sung Oligoalginate Hình 3.1 Ảnh hưởng lieu xạ trọng lượng phân tử Alginate Hình 3.2 Cây cải bẹ xanh Hình 3.3 Hiệu ứng Oligoalginate lên sinh trưởng phát triển cải bẹ xanh Hình 3.4 Cây cải Hình 3.5 Hiệu ứng Oligoalginate lên sinh trưởng phát triển cải Hình 3.6 Hiệu ứng Oligoalginate lên sinh trưởng phát triển xà lách mỡ Hình 3.7 Cây xà lách mỡ Hình 3.8 Cây cải bẹ trắng Hình 3.9 Cây cải bẹ xanh Hình 3.10 Cây xà lách mỡ Hình 3.11 Cây xà lách chẻ CHƯƠNG TÔNG QUAN Rau nguồn thực phấm quen thuộc không thiếu bữa ăn nguời Việt Nam chúng chứa nhiều thành phần dinh dường quý giá như: vitamin, protein, khoáng chất quan trọng Bên cạnh rau cù cịn thực phẩm cung cấp chất xơ giúp người có the dễ dàng tiêu hóa Chính việc bổ sung rau củ cho the điều vô cần thiết đe đảm bảo sức khỏe cho người tất hoạt động Tuy nhiên thực te cho thấy đà sử dụng nhiều loại rau củ có nguồn gốc khơng rõ ràng, mầm móng gây bệnh ung thư người dùng Lý giải cho vấn đề tình trạng hộ sản xuất quan tâm đến suất sản lượng rau mà chưa quan tâm mức đến chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm nên tình trạng sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật không lúc, cách thường xuyên xảy như: bón q nhiều phân đạm vơ cơ, bón phân muộn, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật danh mục loại rau ăn không bảo đảm thời gian cách ly gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người tiêu dùng Biểu trước mắt có the rối loạn tiêu hố, tiêu chảy, buồn nôn, ảnh hưởng đến tim mạch, não, gây ngộ độc thực phẩm, lâu dài chất độc hại ngấm dần vào the nguy phát sinh nhiều bệnh nghèo ung thư, ung thư ruột kết, Ngồi gây nguy hiểm đến tính mạng người dùng Vì việc áp dụng thuỷ canh sản xuất rau an toàn xu nay, có nhiều ưu điểm: Giảm chi phí cơng lao động khơng phải làm số khâu như: làm đất, làm cỏ, vun xới tưới Trồng nhiều vụ, trái vụ điều khiển yếu tố môi trường Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh, trừ cỏ dại Năng suất cao từ 25% đến 50% Điều chỉnh hàm lượng dinh dưỡng nên rau có độ tinh đồng an toàn cao người sử dụng Dễ trùng cần rữa bang formaldehyt lỗng nước lã Người già yếu trẻ em có the tham gia trồng chăm sóc Khơng tích luỳ chất độc, không gây ô nhiễm môi trường Alginate loại polymer sinh học biển phong phú giới loại polymer sinh học nhiều thứ hai giới sau Cellulose Nguồn Alginate chủ yếu tìm thấy thành tế bào gian bào rong nâu biển (thuộc họ Rhaeophyceae), tảo bẹ Macrocystis pyrifera, Nodosum Ascophyllum loại Lamminaria nhiều rong nâu dạng muối Alginate Trong rong Nâu (Sagassum) có chứa hợp chất quan trọng Alginic Alginic polysaccharide có tính axit, loại axit khó hịa tan Từ Alginic sè thơng qua phản ứng với kiềm tạo nên số họp chất từ Alginic Sau tạo muối sè làm thay đổi tính tan hịa tan hợp chất tự nhiên có nhiều cơng dụng Alginate Natri muối Alginic với Natri, cho Alginic tương tác với kiềm hóa trị I NaOH, Na2CƠ3 NaaHPO4, Na?SO3, Alginate Canxi muối Alginic với Ca++ cho Alginic tương tác với CaCỈ2, CaCO3, Ca(OH)2, Alginate amonium muối Alginic với NH4+ cho Alginic tương tác với NH4OH kiềm amonium khác Năm 1881, Stanford người phát Alginic axit - axit hữu có tảo nâu, có trọng lượng phân tử từ 32.000-200.000 Năm 1975, Booth viết lịch sử công nghiệp Alginate dựa theo kết nghiên cứu Stanford Temley tiến hành tách chiết Alginate thô Orkey vào năm 1923 từ cơng nghệ sản xuất Alginate dùng cho đồ hộp rau đời Sau cơng ty đặt tên Kelp Products Corp đến năm 1929 tái thành lập có tên công ty Kelco (Kelco Company) Tại Anh, Alginate sản xuất mạnh mẽ sớm vào năm 1934 1939 Còn Na Uy, Alginate sản xuất sau chiến tranh giới thứ II Đen năm 1981 sản xuất Alginate lan sang nhiều nước giới, có 17 nhà máy nước khác sản xuất Alginate (Na Uy, Pháp, Nhật, Mỳ, Canada, Tây Ban Nha, Chilê, Liên Xô cũ Ấn Độ) Hai công ty sản xuất Alginate lớn giới Kelco Company Mỹ Công ty công nghiệp sản xuất Alginate ƯK, với sản lượng 70% mức sản lượng giới Tiếp theo đen công ty ProTan A/S cùa Na Uy, công ty Nhật, Pháp Sản xuất Alginate Trung Quốc tăng năm gần đây, sản lượng trung bình khoảng 7.000 - 8.000 năm Các sản phấm Alginate sử dụng rộng rãi nhiều nghành công nghiệp như: ngành dệt 50%, thực phẩm 30%, giấy 6%, que hàn 5%, y dược phẩm 5%, công nghệ sinh học lĩnh vực khác 4% Alginate phụ gia thiếu kỳ thuật in màu vải Trong cơng nghiệp thực phẩm thường địi hởi loại Alginate phải có khả tạo gel tạo nhũ cao, ví dụ đe che biến Surimi giả trứng cá Caviar người ta thường phải sử dụng loại Alginate có tỷ lệ M/G < 1,0 Neu Alginate ứng dụng rộng rài ngành công nghệ thực phẩm, cơng nghệ dược phẩm mĩ phàm Oligoalginate lại ứng dụng rộng rãi hon nhiều, đặc biệt lĩnh vực nông nghiệp, y học công nghệ sinh học Năm 1992, Akiyamo ctv thơng báo Oligoalginate có tính chất q thúc tăng trưởng vi khuẩn Bifidobactiria loại vi khuẩn diện đường ruột cần cho trinh tiêu hóa người động vật Oligo q trình tác giả cho thấy rang Alginate có khối lượng phân tử khoảng 49 - 400 bổ sung vào môi trường nuôi cấy hàng loạt vi khuan Bifidobacteria (B aldolescentis, B bifidum, B beeve B longcỉon) hiệu ứng thúc đẩy tăng trưởng chúng so với trước khơng đáng kể, Oligoalginate có khối lượng phân tử trung bình khoảng 2000 Da chế tạo từ Alginate nói Bằng phương pháp thủy phân enzyme Alginatelyase với nồng độ từ 0.04 - 0.4 % lại có hiệu ứng cao nhiều Mặt khác nhiều cơng trình nghiên cứu tác dụng Oligoalginate cho thấy Oligoalginate cịn có tác dụng tín hiệu hóa học để kích thích q trình sinh tống họp Phytoalexin Ngồi ni cấy mơ Oligoalginate có hiệu ứng thúc sinh trưởng làm tăng sinh khối, gia tăng tốc độ phân bào số loại tảo, thúc đẩy trình nảy mầm hạt giống phát triển rề, thân, số loài Như Oligoalginate hiệu ứng tăng trưởng tốt nhiều loại thực vật mà cịn có khả tạo cho có khả kháng lại xâm nhiễm số vi sinh vật gây bệnh Điều đáng ý oligoalginate có tính an tồn cao người, gia súc, gia cầm môi trường Do đó, việc chế tạo chế phẩm nơng dược có nguồn gốc từ tự nhiên thiết thực cho nhu cầu sản xuất rau quả, nông phẩm phát triển môi trường bền vững nước ta giới Gần Viện NCHN Trung tâm NC&TT CNBX Tp.HCM nghiên cửu thành công sản phẩm Oligo cắt mạch có nguồn gốc tự nhiên phục vụ cho nơng nghiệp Tuy chưa có nghiên cứu nhắm hướng vào mục đích ni trồng thủy canh Từ thông tin nêu trên, mạnh dạn thực đề tài “Nghiên cứu chế tạo Oligoalginate kỹ thuật xạ ứng dụng nuôi trồng thủy canh” Nhằm góp phần hồn chỉnh quy trình trồng rau an toàn phương pháp thủy canh cách hiệu ứng dụng hoạt chất hữu có nguồn gốc tự nhiên CHƯƠNG NƠI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu Thời gian địa điểm thực Đe tài thực Tại Phòng thí nghiệm Nano Trung Tâm Cơng Nghệ Sinh Học Tp HCM Khoa Nông nghiệp công nghệ cao Công nghệ sinh học, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Các thí nghiệm hệ thống thủy canh thực Cơng ty cổ phần Sài gịn Thủy canh (71C đường 28, khu phố 4, phường Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh) Thời gian thực hiện: từ tháng 07 năm 2017 đến tháng 01 năm 2018 Vật liệu 2.1 Rong nâu Rong Nâu (Sagassum) thu nhận từ khu vực Nha Trang, Khánh Hoà 2.2 Giống Các loại rau cải rau xà lách Công ty Trang Nông cung cấp, bao gồm: Cải bẹ xanh (Brassica juncea Var rugosa) Cải bẹ trăng (Brassica rapa chinensis) Cải (Brassica integrifolia) Xà lách mờ (Butterhead Lettuce) Xà lách chẻ (OakleafLettuce) 2.3 Giá thể Giá thể dùng thí nghiệm xơ dừa có nguồn gốc từ Ben Tre qua xử lý 2.4 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 2.4.1 Dụng cụ thiết bị • Thùng xốp có kích thước 50cm X 40cm xlOcm • Máy đo pH EC • Máy sục khí • Nhớt kế Ubelohde us - 1617 • Cân điện tử OHAUS (độ xác 0,0000 Ig) • Tù sẩy 60 - 250°C • Nguồn xạ gamma ST-SV Co-60/B trung tâm Vinagamma Tp HCM • Một số dụng cụ phịng thí nghiệm khác 2.4.2 Hóa chất • Na2CO3 • Acid HC1 dư • NaCl Phương pháp tiến hành thí nghiệm 3.1 Cắt mạch Alginate tạo Oligoalginate bang phương pháp chiếu xạ Phương pháp: Chiếu xạ dung dịch Alginate 7% liều xạ 25, 50, 75, 100, 150 kGy Cách tiến hành: • Chuẩn bị 500ml dung dịch Alginate 7% Các bước chuẩn bị tiến hành sau: cân 3,5 Alginate cho vào bình định mức 500ml có sằn 300ml nước cất Khuấy nhẹ ngâm trương qua đêm sau định mức đủ 500ml nước cất • Các mầu cho vào túi polyethylene với thể tích 100ml với liều xạ 25, 50, 75, 100, 150 kGy nguồn xạ Gamma ST-SV Co-60/B trung tâm Vinagamma Tp Hồ Chí Minh • Xác định trọng lượng phân tử Oligoalginate chiếu xạ Trọng lượng phân tử (Mw) cùa Oligoalginate xác định phương pháp đo độ nhớt sử dụng nhớt kế Ưbelohde Trọng lượng phân tử Oligoalginate tính theo phương trình Mark - Houwink (K.L Nge, et al 2006): [Ự] = KMW“(1) ... nghiệp Tuy chưa có nghiên cứu nhắm hướng vào mục đích ni trồng thủy canh Từ thông tin nêu trên, mạnh dạn thực đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo Oligoalginate kỹ thuật xạ ứng dụng nuôi trồng thủy canh” Nhằm... liều xạ 150 kGy Các chế phẩm Alginate cắt mạch xạ nói khảo sát hiệu ứng rau thủy canh nhằm tìm chế phẩm Alginate có trọng lượng phân tử phù hợp Khảo sát hiệu ứng cùa Alginate chiếu xạ lên trồng thủy. .. khoảng 2000 Da chế tạo từ Alginate nói Bằng phương pháp thủy phân enzyme Alginatelyase với nồng độ từ 0.04 - 0.4 % lại có hiệu ứng cao nhiều Mặt khác nhiều cơng trình nghiên cứu tác dụng Oligoalginate