Công nghệ sinh học một số loài tảo kinh tế

TRƯƠNG VĂN LUNG C Õ N G NGHỆ SINH H Ọ C MỌT S Ố LOÀI TẢ O KINH TẾ PGS TS Trương Văn Lung CÔNG NGHỆ SINH HỌC MỘT SỐ LOÀI TẢO KINH TẾ NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT HÀ NỘI, 2004 LỜI NÓI ĐÂU Thực đề tài nghiên cứu khoa học sông, nhiều năm qua đă thu kết nghiên cứu điếu tra thực nghiệm nuôi trồng m ột s ố lồi tảo Trong chun khảo này, chúng tơi giới thiệu sỏ lồi tảo tiêu biếu có giá trị kinh t ế giá trị sử dụng công nghiệp, góp phần với nhà khoa học nghiên cứu úp dụng cơng nghệ ni trồng chê biến lồi tảo ó khu vực miến Trung Việt Nam Cuốn sách củng giới thiệu với cán nghiên cứu khoa học, cán giảng dạy sinh học, học viên cao học sinh viên trường Đại học liên quan tiếp cận sô vân để vể tảo Cuốn sách chuyên khảo viết vàv năm 1996 Hội đồng Đào tạo Trường Đại học Khoa học H u ế xét duyệt in đ ế in lưu hành nội Từ kết nghiên cứu tảo năm gần đây, viết lại bô sung thêm nhiều dẫn liệu ao với năm 1996 Tuy nhiên, tài liệư tham khảo chưa thật dổi dào, sách khòng tránh khỏi thiêu sót R â t mong góp ý chân thành đong nghiệp bạn đọc Sách xưẩt với tài trự Hội đồng Khoa học Tự nhiên C húng xin, chân thành cảm ơn Hội đông Khoa học Tự nhiên, ngành Khoa học S ự sống, Bộ Khoa học - Công nghệ, đả giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho việc xuất bần sách Huế, tháng 03 năm 2003 Tác giả NỘI DUNG ■ MỜ ĐẨU Sơ lược lịch sử phát triển Mục liêu việc nghiên cứu vá san xuất tảo CHLORELLA, SCENEDESMUS VÀ DUNALIELLA 1.1 Những nghiên cứu sơ tảo Chlorella, Scenedesmus vá Dunaliella 1.2 Nghiên cứu q trình sinh lý sinh hóa Chlorelta, Scenedesmus Dunaliella 1.3 Các mõi trường dinh dưỡng để nuôi tảo Chlorella Scenedesmus SP1RUL1NA 15 2.1 Hình thái phân loai tảo Spiruiina 16 2.2 Đặc tính sinh lý Spirulina lti 2.3 Đặc tính sinh hóa tảo spiruỉina 18 13 2.4.Trồng tảo Spirulína ỏ quy mơ rộng 21 2.5 Mơi trường dinh dưỡng ni íảq spỉrulina 24 VI KHUẤN l a m ANABAENA A20LLAE CỘNG SINH VỚI BÈO DÂU 25 3.1 Một số đặc điểm thực vật học Bèo Dâu 25 3.2 Sinh trưởng phát triển Bèo Dâu 26 3.3 Đặc điểm sinh lý Bèo Dâu 3.4 Sự cố định N Sèo Dâu vài việc nảng cao sản lượng cày trồng 27 28 3.5 Thành phần hóa học Bèo Dâu khả sử dụng chân nuõi 29 3.6 Hệ cộng sinh "Bèo Dâu - Tảo Lam" (Azolla - Anabaena) 30 3.7 Nuôi trống Bèo Dâu 32 TẢO SILIC 33 4.1 Sờ lược nghiên cứu 4.2 Đăc tinh sinh lý, sinh hóa tảo Silic 33 33 4.3 Quy trình ni trồng lả o Silic 34 RONG M (SARGASSUM) 38 5.1 Một số đặc điểm thực vật học Rong Mơ 38 5.2 Đặc diểm sinh lý, sinh hóa Rong Mơ 5.3 Đặc diểm sinh trưởng thành phần sinh hóa số lồi Rong Mơ Thừa Thiên - Huế 5.3.1 Khả sinh trưởng Sargassum polycystum 5.3.2 Sinh khối trung bình Rong Mơ ỏ vùng sóng mạnh sóng yếu 40 43 43 46 i 5.3.3 Hàm lượng chất khô, hàm íượng acid aiginic độ nhớt alginate chiết rút từ Sargassum polycystum vùng khác 5.3.4 Thành phần hóa học ba lồi rong Sargassum polycystum, Sargassum oligocystum Sargassum swartzii Thừa Thiên-Huế 5.4 Một sổ phương pháp chiết xuất sodium alginate nước giới Việt Nam (Trương Vãn Lung, 1999) 5.4.1.Phương pháp chiết xuất Pháp 5.4.2 Phương pháp chiết xuất cửa Mỹ 5.4.3 Phương pháp chiết xuất Trung Quốc 5.4.4 Phương pháp chiết xuất Việt Nam 5.4.5 Quy trình chiết xuất alginate từ Rong Mơ Bình Trị Thiên (Sargassum meclur Setchell) 5.5 Cơng dụng alginate 5.5.1 Trong công nghiệp 5.5.2 Trong thực phẩm 5.5.3 Trong mỹ phẩm 54 68 68 68 68 5.5.4 Trong y dược 5.5.5 Trong nơng nghiệp 69 69 CÁC LỒI AGAROPHYTE 71 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Sự phân bô loài agarophyte thể giới Việt Nam Đặc điểm sinh lý sinh hóa lồi agarophyte Tách protoplast phân chia tế bào từ Gracilaria Nuôi trống agarophyte {chủ yếu Gracilaria), Cịng dụng lồi agarophyte Chế biến loài agarophyte 46 48 52 52 53 53 54 71 76 93 95 105 107 RONG SỤN (KAPPAPHYCUS ALVAREZII DOLY) 117 7.1 Vùng phàn bố 117 7.2 Đặc điểm sinh lý sinh hóa Rong Sụn 7.2.1.Nhu cầu dinh dưỡng Rong Sụn 7.2.2 Khả phái triển Rong Sụn điểu kiện độ mặn thấp 7.2.3 Hàm lượng chất lượng cùa kapp - carrageenan Rong Sụn 7.3 Thời vụ trồng Rong Sụn khu vực miền Trung Việt Nam 7.3.1 Trồng Rong Sụn dàn bè ỏ vùng biển hỏ, độ sâu lớn {> 3m), vùng vịnh, ven bờ, đảo 7.3.2 Trồng Rong Sụn ao đìa 7.3.3 Tréng Rong Sụn ỏ bãi ngang vùng triều ven biển vũng vịnh, đầm phả kín, nửa kín có độ sâu thấp 117 117 118 118 119 T R I Ể N V Ọ N G C Ủ A C Ô N G N G H Ệ S IN H H Ọ C T Ả O 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 MỘT SỐ CƠNG TRÌNH NGHIÊN c ứ u CÁC LOÀI TẢO CỦA TÁC GIẢ 128 11 119 120 121 MỞ ĐẦU Công nghệ sinh học then chốt cun nưỏc phát triến mà vốn nưổc bị khác biệt so với cár nưốc có cơng nghiệp phát Lricn Thời gi,Tỉ) qua mật số nước dang phát triển (tã vươn lên đạt trình (lộ khoa học cơng nghệ cao, có nến tảng cơng nghiệp vững thị trưịng đủ rộng đo đám báo làm chủ số mũi nhọn â m g nghệ sinh học hướng chúng vào việc: phục vụ nhu cẩu Tuy nhiổn cịn sơ" nưốc phái trìen bị thiếu nguồn vốn để khai thác công nghệ, thiếu hạ tầng sở cho nghiên cứu cd bản, ứng dụng thiêu người có trình độ cần thiết cho cơng nghệ sinh học Vì nưđc phái kết hợp hài hoà h ữ n g tiến nủa khoa học cơng nghệ sinh học V('íi lình trạng tlìiếu vốn lao động du thừa hí (]Uvêt cơng nghệ học, q trình cơntf nghệ sinh học truvổn thống (Síirison A., 1984; Bhalla A., -James D Stevens V., 1984; rlohnston A., Sasson A., Sasson A., 1986: Albert and Wood, 1988 ) Khơng tlio có chiên lược chúng nhằm sử dụng ứng dụng công nghệ sinh học cho tấ t nước cách có 'hiệu q Thí dụ, nước có ngân sách lớn dành cho khoa học, đông đảo cho cấc nhà khoa học kỹ th u ậ t viên không thê sử dụng chung chiến lược vđi nưổc châu Phi nhỏ vùng Sahíu-a - Sudan Mặc dù nước nghèo nhấl phát triển inặt rông nghệ khoa học thu số lợi ích tiến cóng nghệ sinh học tham gia vào “Cách mạng công nghệ sinh học” nhò mạng lưđi hợp tác quốc tê khu vực Sự tham gia không n h t thiết, phái bao trùm lĩnh vực nghiên cứu cd mà trưđc hết nhằm vào việc thích ứng bí cơng nghệ địa phương khoa học, khả nghiên cứu nưổc, vào việc giả vấn để cấp thiết địa phương Giá trị cơng nghệ sinh học chỗ, cõng cụ có thê áp dụng chu nhiều ngành kinh tế sản xuất lương Lhực, chăn nuôi thú y, cịng nghiệp dược cơng nghiệp hố học, chuyển hố sinh khối th àn h lượng, xử lí phế liệu phụ liệu cơng nơng nghiệp, phịng nhơng nhicm vệ sinh mơi trưịng (Bull A T et Al 1982, Goma G Monsan p 1983, Zimmerman B.K 1984 Yanchinski s 1985, Dasìịva E.J.et :il 1987 Harking A J 1987, , Albert and VVooci, 1988; Smith and Wood, 1991 ) CÔ11R nghệ sinh học ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nũng lâm, ngư nghiệp, sản xuất, chế biến thực phẩm, chăn nuôi thú y, y tế, sức khoẻ rộng đồng, sản xuất dược chất, sản xuất lượng, chuyển hố hố chất Cơng nghệ sinh học tảo lĩnh vực nhỏ cát công nghệ sinh học rộng lớn Cùng với công nghệ lên mon môi trường xôp, sản x u ấ t protein dơn brio công nghệ sinh học úio góp pliần nghiên cứu ứng dụng cùa vào lĩnh vực ni trồng, chế biến thực phẩm dinh dưỡng nhằm cung CÒNG NGHỆ SINH HỌC MỘT s ố LOAI TAO KINH TẾ c;')p r h o n g ười g i a t?úc, Ria c m CÍ)C d ộ n g VỘI nhri k h n c v c;i p h n b ó n cho trồng Ngồi chúng cịn cung cáp nguồn sinh khói trang việc rì lơ biến sàn pbâm khár Chính vi lợi ích đỏ mà ó Việt Nam cịn ró nhiều cd S(i nghiên cửu vít ứng dụng lồi úio Chloreỉla, Scpneđnsmus spirulina các, lồi Táo Lam có' cìịnh N, líio Silic Cẫã c lồi táo Agavoplivtc.ếo loiìi có chửa keo polymor v.v (Bczl)orodev A M cs ỉ 99'1) S IvíỢc lịc h s p h t t r iể n Sau sử dụng díc.h huyền phù lồi Tảo lạic (lon bào Clilorclỉa Lrcjng ihụr nghiệm với mục đích nghiên cứu C|u;\ng ÌKip (Entrrson RẾ, l.p phần bíío vệ sức khỏe cộng đổng, đấu tranh chông bệnh trồng vật nuôi Tảo tham gia vào việc khui thác khống sản đất ìicn hìcn, dặc biệt lồi vi táo Các loni Tao Lam ró khã năng'CƠ' dịnh N khàng khí đóng vai trị quan trọng việc làm thav đối độ phì cho (tất, một, rách tự nhuMi, nhái ỏ ruộng lúa, lãm lăng sán lượng trồng Tan chiếin khoang 1/3 sinh khơi thực vật trái đất Nhiều lồi tào cỉang dược nuôi trổng đại trà ỏ nhiểti nước trèn ih ố giới như: Ohlorolla (N hật Ban, B ulgane), Scenedesmus obliquus (Tiệ]) Kliắc, Hulgarie, Ân Độ) Chlorelliì, Scnneđcsm us, Micractiniura (Hức), S p in d in a platcnsis (Pháp Mexico Israel, Việt Nam , Thailand, N hật Bíin, Ân Độ) D unaỉicỉla salỉna (Auslralia) Các íồi agarophyU: t:át loiìi chửa {;;in’iiíỊiĩf*nan (N hật Ban Philippin, Indonesia, An Độ, Đài Loan, Trung Quôc Thái [^ n , Việt Nam, Singapore, Srilanka, Myanmar, Pakistan, iVIaroc, M adagascar, Italia, IJhájj, Canada, Mỹ, Chilê Argentina, Pérou Brazil) Trữ lượng tảo khô thê giới đạt tới hàng chạc ngàn tấn/níim Vì trịn thê giới có nhiểu '*ề án lổn tiến hành Síln xuất, tảo Các m(()c châu / Ểu ứng dụng dầu tiên thành cơng mơ hình bc Shollik sán xuất loài tảo Chlorella, Sccnedesm us, SpiruHna dã nuôi trồng dại trà 20 năm Tốc độ phát irien hoàn thiện quy trình ni trồng tảo nhanh tiền dổ lù kết nghiên cứu ứng dụng riinh khỏi lảo Irang thực tiễn Bên cạnh việc nuôi trồng, việc diều l)-;i cd Lán n*Ịuồn lựi tự nhiên dề thu ho c h loài U;