Nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng nano đến sự sinh trưởng và khả năng tích lũy astananthin của tảo haematococcus pluvialis

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KIỀU QUỐC TOÀN NGHI N CỨU NH HƯỞNG CỦ KHO NG N NO Đ N S SINH TRƯỞNG VÀ KH N NG T CH ST NTHIN CỦ T O HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS UẬN V N THẠC SĨ SINH HỌC TH C NGHIỆM Đà Nẵng - Năm 2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KIỀU QUỐC TOÀN NGHI N CỨU NH HƯỞNG CỦ KHO NG N NO Đ N S SINH TRƯỞNG VÀ KH N NG T CH ST NTHIN CỦ T O HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 UẬN V N THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS Vũ Thị Bích Hậu Đà Nẵng - Năm 2023 v MỤC ỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii TRANG THÔNG TIN iii MỤC LỤC iii DANH MỤC C C CH VI T T T vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC H NH V , Đ TH x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực ti n Bố cục đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Astaxanthin 1.1.1 Đặc điểm chung 1.1.2 Nguồn Astaxanthin 1.1.3 Vai trò Astaxanthin 1.1.4 ng dụng Astaxanthin 11 1.1.5 Sản xuất astaxanthin từ nấm men Phaffia rhodozyma Haematococcus pluvialis 13 1.1.6 Một số sản ph m từ Astaxanthin 14 1.2 Giới thiệu chung vi tảo 16 1.2.1 Vị trí phân loại 16 1.2.2 Đặc điểm hình thái đặc điểm sinh học 17 1.3 Tình hình nghiên cứu 19 1.3.1 Nghiên cứu giới 19 1.3.2 Nghiên cứu Việt Nam 20 1.4 Những nghiên cứu ảnh hưởng đến tảo 21 1.4.1 Một số mơ hình nuôi trồng H pluvialis giới 21 vi 1.4.2 Ảnh hưởng nguyên tố ngoại sinh lên sinh trưởng tích lũy lipid vi tảo 24 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PH P NGHIÊN CỨU 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.2 Nội dung nghiên cứu 29 2.3 Phạm vi phương pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Phương pháp định mật độ tế bào 29 2.3.2 Phương pháp xác định hàm lượng nhóm sắc tố quang hợp q trình ni 29 2.3.3 Phương pháp xử lí số liệu 30 2.4 Bố trí thí nghiệm 30 2.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố khoáng nano đến đặc điểm sinh học vi tảo Haematococcus pluvialis 30 2.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tổng hợp yếu tố khoáng nano đến đặc điểm sinh học vi tảo Haematococcus pluvialis 31 CHƯƠNG 3: K T QU VÀ BÀN LUẬN 35 3.1 Ảnh hưởng khoáng nano 35 3.1.1 Ảnh hưởng nano Canxi đến tốc độ sinh trưởng hàm lượng astaxanthin 35 3.1.2 Ảnh hưởng nano Đồng đến tốc độ sinh trưởng hàm lượng astaxanthin 40 3.1.3 Ảnh hưởng nano Sắt đến tốc độ sinh trưởng hàm lượng astaxanthin 45 3.1.4 Ảnh hưởng nano Magie đến tốc độ sinh trưởng hàm lượng astaxanthin 50 3.1.5 Ảnh hưởng nano Mangan đến tốc độ sinh trưởng hàm lượng astaxanthin 55 3.1.6 Ảnh hưởng nano K m đến tốc độ sinh trưởng hàm lượng astaxanthin 59 3.2 Tối ưu hóa nồng độ nano kim loại đến tốc độ sinh trưởng hàm lượng astaxanthin vi tảo H pluvialis 63 K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ 65 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KH O vii D NH MỤC C C CH VI T TẮT NTTS Nuôi trồng thủy sản OD Optical Density (Mật độ quang học) MĐTB Mật độ tế bào BBM Bold’s Basal Medium H pluvialis Haematococcus pluvialis SKK Sinh khối khô viii D NH MỤC B NG Số hiệu Tên b ng Trang B ng 1.1: Nguồn cung cấp astaxanthin khác B ng 1.2 Nguồn cung cấp astaxanthin tự nhiên B ng 2.1: Thành phần môi trường BBM 28 B ng 2.2: Các nghiệm thức thí nghiệm 31 B ng 2.3 Các nghiệm thức thí nghiệm tối ưu hóa 32 B ng 3.1 Mật độ tế bào tốc độ sinh trưởng vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Canxi khác (*: Nồng độ ion Canxi môi trường chu n) 36 B ng 3.2: Hàm lượng suất vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Canxi khác (*: Nồng độ ion Canxi môi trường chu n) 38 B ng 3.3: Mật độ tế bào tốc độ sinh trưởng vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Đồng khác (*: Nồng độ ion Đồng môi trường chu n) 41 B ng 3.4: Hàm lượng suất vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Đồng khác (*: Nồng độ ion Đồng môi trường chu n) 44 B ng 3.5: Mật độ tế bào tốc độ sinh trưởng vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Sắt khác 46 B ng 3.6: Hàm lượng suất vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Sắt khác (*: Nồng độ ion Sắt môi trường chu n) 48 B ng 3.7: Mật độ tế bào tốc độ sinh trưởng vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Magie khác (*: Nồng độ ion Magie môi trường chu n) 51 B ng 3.8: Hàm lượng suất vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Magie khác (*: Nồng độ ion Magie môi trường chu n) 54 B ng 3.9: Mật độ tế bào tốc độ sinh trưởng vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Mn khác (*: Nồng độ ion Mn môi trường chu n) 56 B ng 3.10: Hàm lượng suất vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano Mangan khác (*: Nồng độ ion Mangan môi trường chu n) 58 B ng 3.11: Mật độ tế bào tốc độ sinh trưởng vi tảo Haematococcus pluvialis nồng độ nano K m khác (*: Nồng độ ion K m môi trường chu n) 60 [128] Wu, H., Yin, J.J., Wamer, W.G., Zeng, M and Lo, Y.M., 2014 Reactive oxygen [129] [130] [131] [132] [133] [134] species-related activities of nano-iron metal and nano-iron oxides Journal of Food and Drug Analysis, 22(1), pp.86-94 Yamada, S., Tanaka, Y., Sameshima, M and Lto, Y (1990) Pigmentation of prawn (Penaeus japonicus) with carotenoids I Effect of dietary astaxanthin, beta-carotene and canthaxanthin on pigmentation Aquaculture 87, 323-330 Yu, X., Chen, L., Zhang, W., 2015 Chemicals to enhance microalgal growth and accumulation of high-value bioproducts Front Microbiol 6, 56 Zhang, S.; Liu, P.H.; Wang, Y.; Luo, N.; Zhang, L.; Yang, X Effects of concentrations of iron, calcium and magnesium on the growth and lipid accumulation of microalgal strain Desmodesmus sp WC08 Guangdong Agric Sci 2014, 41, 126–130 Zhao, Y., Wang, H.P., Han, B., Yu, X 2019a Coupling of abiotic stresses and phytohormones for the production of lipids and high-value by-products by microalgae: A review Bioresour Technol 274, 549-556 Zhila N O., Kalacheva G s., & Volova, T G (2011) Effect of salinity on biochemical composition of the alga Botryococcus braunii Kutz IPPAS H-252 Journal of Applied Phycology, 23(1), 47-52 Zhu, Y., Zhang, Z., Xu, X., Cheng, J., Chen, S., Tian, J., Yang, W and Crocker, M., 2021 Simultaneous promotion of photosynthesis and astaxanthin accumulation during two stages of Haematococcus pluvialis with ammonium ferric citrate Science of the Total Environment, 750, p.141689 DAI HOC DA NANG TRUONG f)~1 HQC Slf PH~M s6)4 -'YQD-DHSP Cb~ mec CHU TJCH HQI DONG "0 CONG HoA XA HOI CHiT NGHiA VI:E:T NAM D~I HQC DA NANG TRUONG D~I HQC SU PH~M DQc I~p - TI}'do - Hanh phuc CAD HOI vA TRA LOl Kern thea Bien ban h9P Hoi d6ng cham luan van thac si Cua h9C vien Ki~u Quoc Toan • e, p; cJi.~t) ~ tdurtt~ j, ) Jfb ~(~ cku zjI · () ;:{c !'~l'./k{ ~ r}d.c ·ffki.-Jt; .~ :.~ J) · ,f: ,_ -Ii ~, lL;iLfh t.J!i{f /:((.t:Th .!h~ oIJ." ~ th:"! ~ w··l~!j_··-If····;············;········;:·;_ ~~ )t}wn; c1wiih -& A ~ -J.~ ~ ~ l"t' ~I) A J(M.7}-J ~At-t5~ ••••• f) JR.rt lPW -J."I.l .••.• cfJ r· J.~ r- ~O ,_ &(#J! /l!' ~ y~'1J~'i LJ.·trlfl lj I Lj,.H,fe; 11'0 P v.J t.&t.c; ~ ~ d.~(/l'J ~!\IA -'il! ~/ {qj, ~ ~( fIJt~lj'.? ,~ \Pid~ ,- CONG HoA xX HOI CHV NGHiA VI~T NAM DQc lip - T\I' - H~nh phuc BIEN BAN KIEM PHIEU CVA HOI DONG CHAM LU~N VAN TH~C st Cho hoc vien: Ki~u Quoc Toan V~ d~ tai: Nghien ciru anh huang cua khoang nano d~n sir sinh tnrong va kha nang tich lfiy astaxanthin cua tao Hematococcus pluvialis Bao v~ tai: Tnrong Dai hoc Sir pharn - Dai hoc Da Nang Thai gian:.9~ gia [f 1fthang 01nam h2.J Tham gia kiem phieu gom: Chit tich TS.Vo Chau Tuftn TS Pham Thj My no a6ng Uy vien Thu kf; K~t qua kiem phieu: - sf>phieu phat fa: ,f - sf>phieu thu v~: .L- - T6ng sf>di~m: - Di~m trung binh: : _ $l.p &g os Nang, THU' KY HOI DONG ngizy df thang -1 ndm fu2J CONG HOA xA HOI CHU NGHiA VI¥T NAM DQc I~p - TV - Hanh phuc -000 VAN TH~C st BANNH~N xET LU~ (Dung cho phan bi~n) d.l , I 1"11 B " » () f) T en e tal uan van: 1•• :~.':l:1.~;v CIAM-'.Qxlf:v ~ A A - lYlQ,~ D / _~q:c.,,~cv Jc~.~.'Y.~.~Q >~£i._ tl{ a;;iz,,- Xa¥\ -tf'l.-l.-i'V" A~ ~·Y.Lb ~( :;.fJ~c m#iA·~.1;' K l£) "' ~Oc Ii\ ,,/ Tva ten h9C vien: ~ Chuyen nganh: H9 , A • A A , • ILl" v- J /) -1 ~, them w1-oCDCCt is p fll- V"l ev!t 's, ~A~'O.i:i~ rl p_ n-f') s.v.{J ã '.U/.\.l.Ơ :.,(.I.C4 .• ••.••• ••• .••• • Don vi cong tac: ::K~\).w Thf.ot ~ 1"~.df.l4 j { Ct Ca -fr(o .Q!e.& /.l'~.A:t.t1h {jI,l~t~ - Ma nganh: r-,- , h ,vc'-c 'Ie N gUOI n C;lO xet c.h~ ?,~ • •• W.I +.-.1 J ()", 'DL / M'h MJv.l •• WU· ••••• - dt-:-IJ 1JD.ããtằ.1 v;-.c P.ô~ I ã -.' - " (Ky va ghi ro ho ten) " CONG HOA xA H(H cnu NGHiA VI_¢T NAM DQc l~p - Tl}.'do - Hanh phuc -000 BAN NHAN xET LuAN VAN THAC st (Dung cho vien hvi dang la phiin bifn) Ten d~ tai luan van: Nghien ciru arm huang cua khoang nano d€n S\1'sinh tnrong va kha nang tich lily astaxanthin cua tao Haematococcuspluvialis Chuyen nganh: Sinh hoc thirc nghiern Mil nganh: 8420114 HQ va ten hoc vien: Kieu Quoc Toan Nguoi nhan xet: Nguyen Dire Huy Dan vi cong tac: Vien Cong nghe sinh hoc, Dai hoc Hu€ NOI DUNG ~ xET II Tinh cip thi~t cua d~ tai: Hematococcuspluvialis hi tao lucdang dan bao song moi tnrong mroc ngot phan b5 rong khap th€ gioi, Nhtrng nam gfuI day, H pluvialis duoc quan tam nghien CUuva irng dung nhi~u vi d~c tinh sinh tang hQ'Pnhieu heat chat sinh hoc c6 gia tri cao nhu carotenoid, protein, acid Mo D~c biet H pluvialis san xuftt nhieu astaxanthin, mot hQ'P chat c6 hoat tinh chong oxi h6a dt rnanh Do d6, hien H pluvialis duQ'c su d\l1lg thuang m~i d€ san xuftt astaxanthin nhu la hqp chftt c6 ngu6n g5c t\l' nhien 8\1'sinh truang cua H pluvialis va kha nang sinh tang hQ'P astaxanthin chiu arm huang bai nhi~u y@ut5 khae n6ng dO CO2, khoang da luqng, vi luqng, vitamin, va di~u ki~n nuoi c§.y Do d6, nhAm tang hi~u suftt tang truang sinh kh5i cilng nhu ham luqng astaxanthin thi t5i uu cae di~u ki~n nuoi efty va moi truang c6 tinh cftp thi€t va Ung d\mg cao E>~ tai huang d€n nang cao hi~u qua nuoi cfty H pluvialis thong qua daub gia arm huang cua mot s5 khoang vi luqng bao g6m s~t, mangan, kern, canxi, magie, d6ng III CO'sO-khoa hQc va thl}.'cti~n: sa khoa Nghien CUuduQ'c th\1'chi~n d\1'atren S\1'k€ thira cua cac nghien CUutru6c d6, cO' h9C va th\1'Cti~n r5 rang, dap Ung duQ'c yeu du cua lu~ van th~c sy IIII Phuong phap nghien c.ru: D~ till su d\l1lg l1hi~u nh6m phuO'ng phap khac bao g6m l1uoi cfty vi tao, xac dinh m~t t€ bao g~g bu6ng d€m, tach chi€t va dinh luqng s~c t6 quang hqp, astaxanthin, t5i uu · hoa thuc nghiem da y~u t6 qua dap ling b~ mat, xu Iy thong ke Cac phirong phap su dung thuong quy, duoc ap dung rong rai IVI K~t qua nghien cuu: Cac k~t qua nghien ciru th~ hien 24 hinh anh va 14 bang, cac s6 lieu mo ta ro rang thS hien diroc n9i dung nghien ciru, phil hop voi muc tieu d~ VI Hinh tlnrc lu~n van: N9i dung chinh cua Iuan van diroc trinh bay 63 trang, hanh van mach lac, d~ hieu, tham khao nhieu nghien ciru lien quan Hinh anh minh hoa s~c net, true quan Tuy nhien, hoc vien dn chu y cac diem sau: - Ki~m tra lai thong tin cac nghien CUlldiroc trich din tranh tai lieu tham khao khong su dung phan n9i dung nhung vin diroc liet ke - Cac nghien CUlltham khao ph§.n Ian tru6c nhUng nam 2000 vi v~y c~n c~p nh~t cac nghien cUu mm han nam tra l~i day - B6 sung thong tin v~ hoa ch§.t su d\lng, nano" a day nghla Ia gi? - B6 sung thong tin moi truemg nuoi dy BBM - Phuang phap su d\l1lgdn b6 sung tai li~u tham khao d~y duo - Phuang phap t6i Uti hoa thl,Ic nghi~m su d\l1lg ph§.n m~m thi~t k~ tl,I d9ng hay tl,I thi~t f ? ke - K~t qua nghien CUuchu y tranh I~p l~i s6 Ii~u (chi chQn hinh ho~c bang d~ bi~u di~n s6 li~u) - Moi truemg chuful la gi, Sl,Ikhac bi~t gifra moi truang chufin va khong chuful nhu th~ nao? Cac k~t qua tren moi truemg khong chufin co y nghla v~ m~t khoa hQc khong? - Vi~t l~i k~t lu~ thee timg n9i dung nghien cUu VII Danh gia chung: (Ghi ro aJ nghi a6ng y hay kh6ng a6ng y cho h()c vien bao v? lu{m van truac H(>ia6ng cham lu~n van Thf;lCsf) D6ng y cho hQc vien bao v~ lu~ van tru6c H9i d6ng ch§.m lu~ van Th~c S1 Da nfu1g, A5" thing 01 nam 2023 NGU01~xET (Ky va ghi ro h() ten) Nguy~n Duc Huy