Tìm hiêu về tảo chlorella, cách nuôi trông và thu nhận chúng

Bài Thuyết trình về Chlorella I Nguồn gốc và lịch sử phát triển II Phân loại, đặc điểm và các yếu tố ảnh hưởng III Nuôi trồng, thu hoạch IV Ứng dụng I.a. Nguồn gốc: Chlorella là một chi của tảo xanh đơn bào, thuộc về ngành Chlorophyta. Chlorella có dạng hình cầu, đường kính khoảng 2-10 μm và không có tiên mao ( lông roi ).Chlorella có màu xanh lá cây nhờ sắc tố quang hợp chlorophyll a và b trong lục lạp.Thông qua quang hợp nó phát triển nhanh chóng chỉ cần lượng khí carbon dioxide, nước, ánh sáng mặt trời, và một lượng nhỏ các khoáng chất để tái sản xuất. Tên Chlorella được lấy từ tiếng Hy Lạp "chloros" có nghĩa là màu xanh lá cây và phần hậu tố lấy từ tiếng Latin "ella" có nghĩa là nhỏ bé. b. Lịch sử phát triển của ngành công nghiệp sản xuất chế phẩm từ chlorella: Từ cuối những năm 1940 tới 1950, sau thế chiến 2, an ninh lương thực thế giới là vấn đề vô cùng cấp bách, lúc này nạn đói lan tràn khắp nơi trên thế giới. Năm 1946 tổ chức lương thực liên hợp quốc viết tắt là FAO ( food and agricultare organization ) đưa ra dự báo tới năm 1960 thế giới sẽ cần lượng lương thực tăng 25 -> 35% so với năm 1939 ( do sự gia tăng dân số ). Theo thống kê của tổ chức lương thực mỹ tính toán tới năm 1975 mỹ cần 800.000 km2 đất canh tác nông nghiệm nhưng vào thời điểm hiện tại (1946) mỹ mới chỉ có 180.000 km2 đất canh tác, trong thời kì thương mại hóa, công nghiệp phát triển khiến cho lượng đất canh tác càng ngày càng giảm đi. Lúc này diện tích đất canh tác là một vấn đề nan giải, và chlorella được xem như một giải pháp đầy tiềm năng và hứa hẹn cung cấp một lượng protein dồi dào với chi phí sản xuất tương đối thấp. Ngay sau đó hàng loạt dự án, của các tổ chức, viện nghiên cứu (Viện Carnegie, Rockefeller Foundation, NIH, UC Berkeley...), các trường đại học ( Đại học Stanford...), và các nhà khoa học ... ra đời. Thử nghiệm đầu tiên được ghi nhận tại viện nghiên cứu Stanford cho thấy chlorella khi được nuôi trồng trong môi trường thuậ lợi ( nắng ấm ) trong một năm có thể cung cấp 10.000 tấn protein chỉ với trang trại có diện tích 4km2 . chlorella khi phơi khô chứa khoảng 45 -> 50% protein, 15->20% chất béo, 20% cacbonhydrat, 5% chất xơ và 10% chất khoán và vitamin. Nó cung cấp lượng protein lớn hơn bất kì loài thực vật nào khác trên cùng 1 diện tích nuôi trồng. Sau những thành công nhất định của các viện nghiên cứu, một số cuốn sách và tạp chí nhắc đến chlorella như một thực phẩm chiến lược trong tương lai gần, khi mà diện tích đất canh tác ngày càng giảm do quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày càng phát triển và lan rộng trên toàn thế giới. Thật vậy, ngày nay ở một số nước phát triển như: Mỹ, Nhật, Đức, Úc .... có rất nhiều viện nghiên cứu và trang trại nuôi trồng vi tảo chlorella. Hằng năm cung cấp cho toàn thế giới một lượng protein cực lớn, nó có thể thay thế phần nào lượng thịt tươi sống hằng ngày được sử dụng trên thế giới, qua các chế phẩm như thực phẩm chức năng chế tạo từ chlorella. II, Phân loại, đặc điểm và các yếu tố ảnh hưởng A. Phân loại: Chlorella minutissima Chlorella pyrenoidosa Chlorella variabilis Chlorella vulgaris B. Đặc điểm: a. Cấu tạo: + chlorella là cơ thể đơn bào nhưng có khả năng tự hấp thụ dinh dưỡng và tổng hợp nên các chất cần thiết cho cơ thể tương tự như 1 cơ thể đa bào. + Chlorella có dạng hình cầu không có tiên mao + Kích thước lớn, đường kính khoảng 2- 10 μm + Mỗi tế bào có cấu trúc gồm nhân thật,tế bào chất, hạt tinh bột, lục lạp và ti thể với vách tế bào chủ yếu là cellulose. : -Nhân thật: Là trung tâm của các qúa trình sinh hóa. nhân của chlorella khoảng 1-3µm. cấu trúc gồm có màng nhân, dịch nhân và hạch nhân và mạng lưới chất nhiễm sắc -Lục lạp: Có dạng hình chén, chứa các sắc tố chlorophyll, thực hiện quá trình quang hợp. lục lạp phân bố ở giữa hay sát vá

Bài Thuyết trình về Chlorella

I Nguồn gốc và lịch sử phát triển

II Phân loại, đặc điểm và các yếu tố ảnh hưởng

III Nuôi trồng, thu hoạch

IV Ứng dụng

I.a Nguồn gốc: Chlorella là một chi của tảo xanh đơn bào, thuộc về ngành

Chlorophyta Chlorella có dạng hình cầu, đường kính khoảng 2-10 μm và không có tiên mao ( lông roi ).Chlorella có màu xanh lá cây nhờ sắc tố quang hợp

chlorophyll a và b trong lục lạp.Thông qua quang hợp nó phát triển nhanh chóng chỉ cần lượng khí carbon dioxide, nước, ánh sáng mặt trời, và một lượng nhỏ các khoáng chất để tái sản xuất Tên Chlorella được lấy từ tiếng Hy Lạp "chloros" có nghĩa là màu xanh lá cây và phần hậu tố lấy từ tiếng Latin "ella" có nghĩa là nhỏ

bé

b Lịch sử phát triển của ngành công nghiệp sản xuất chế phẩm từ chlorella:

Từ cuối những năm 1940 tới 1950, sau thế chiến 2, an ninh lương thực thế giới là vấn đề vô cùng cấp bách, lúc này nạn đói lan tràn khắp nơi trên thế giới Năm 1946

tổ chức lương thực liên hợp quốc viết tắt là FAO ( food and agricultare

organization ) đưa ra dự báo tới năm 1960 thế giới sẽ cần lượng lương thực tăng 25 -> 35% so với năm 1939 ( do sự gia tăng dân số ) Theo thống kê của tổ chức

lương thực mỹ tính toán tới năm 1975 mỹ cần 800.000 km 2 đất canh tác nông

nghiệm nhưng vào thời điểm hiện tại (1946) mỹ mới chỉ có 180.000 km 2 đất canh tác, trong thời kì thương mại hóa, công nghiệp phát triển khiến cho lượng đất canh tác càng ngày càng giảm đi Lúc này diện tích đất canh tác là một vấn đề nan giải,

và chlorella được xem như một giải pháp đầy tiềm năng và hứa hẹn cung cấp một

lượng protein dồi dào với chi phí sản xuất tương đối thấp Ngay sau đó hàng loạt

dự án, của các tổ chức, viện nghiên cứu (Viện Carnegie,Rockefeller Foundation, NIH, UC Berkeley ), các trường đại học ( Đại học Stanford ), và các nhà khoa

học ra đời Thử nghiệm đầu tiên được ghi nhận tại viện nghiên cứu Stanford

cho thấy chlorella khi được nuôi trồng trong môi trường thuậ lợi ( nắng ấm ) trong

một năm có thể cung cấp 10.000 tấn protein chỉ với trang trại có diện tích 4km 2

chlorella khi phơi khô chứa khoảng 45 -> 50% protein, 15->20% chất béo, 20%

cacbonhydrat, 5% chất xơ và 10% chất khoán và vitamin Nó cung cấp lượng protein lớn hơn bất kì loài thực vật nào khác trên cùng 1 diện tích nuôi trồng Sau những thành công nhất định của các viện nghiên cứu, một số cuốn sách và tạp chí nhắc đến chlorella như một thực phẩm chiến lược trong tương lai gần, khi mà diện tích đất canh tác ngày càng giảm do quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày càng phát triển và lan rộng trên toàn thế giới Thật vậy, ngày nay ở một số nước phát triển như: Mỹ, Nhật, Đức, Úc có rất nhiều viện nghiên cứu và trang trại nuôi trồng vi tảo chlorella Hằng năm cung cấp cho toàn thế giới một lượng protein cực lớn, nó có thể thay thế phần nào lượng thịt tươi sống hằng ngày được sử dụng trên thế giới, qua các chế phẩm như thực phẩm chức năng chế tạo từ chlorella

II, Phân loại, đặc điểm và các yếu tố ảnh hưởng

A Phân loại:

Chlorella minutissima

Chlorella pyrenoidosa

Chlorella variabilis

Chlorella vulgaris

B Đặc điểm:

a Cấu tạo:

+ chlorella là cơ thể đơn bào nhưng có khả năng tự hấp thụ dinh dưỡng và tổng hợp nên các chất cần thiết cho cơ thể tương tự như 1 cơ thể đa bào

+ Chlorella có dạng hình cầu không có tiên mao

+ Kích thước lớn, đường kính khoảng 2- 10 μm

+ Mỗi tế bào có cấu trúc gồm nhân thật,tế bào chất, hạt tinh bột, lục lạp và ti thể với vách tế bào chủ yếu là cellulose :

-Nhân thật: Là trung tâm của các qúa trình sinh hóa nhân của chlorella khoảng 1-3µm cấu trúc gồm có màng nhân, dịch nhân và hạch nhân và mạng lưới chất nhiễm sắc

-Lục lạp: Có dạng hình chén, chứa các sắc tố chlorophyll, thực hiện quá trình quang hợp lục lạp phân bố ở giữa hay sát vách tế bào và là cơ quan duy nhất chứa hạt tinh bột của Chlorella

-Tế bào chất: là thành phần chính trong tế bào chlorella đó là những chất nhầy trong suốt, dạng hạt, không màu chứa đầy bên trong thành tế bào tế bào chất có tính thấm ( có khả năng hấp thụ các chất khác nhau từ môi trường xung quanh qua màng tế bào) tế bào chất có đặc điểm dễ cảm ứng điều kiện môi trường xung quanh ảnh hưởng đến tính chất sống của chúng

-Thành tế bào: màng tế bào chỉ dayf100 A0, trên bao vỏ có các lỗ thành TB chiếm khoảng 13-15% trọng lượng khô của tế bào

b Sinh sản: chlorella sinh sản theo hình thức sinh sản vô tính và tốc độ sinh sản

nhanh

c Sinh dưỡng:

+ Ở điều kiện môi trường sống tối ưu: nhiều ánh sáng, môi trường axit yếu và không khí sạch hàm lượng chlorophyll tổng hợp được là 28,9g/kg, cao hơn bất kì loài thực vật nào trên trái đất Hàm lượng protein cũng có thể đạt trên 50% khối lượng

+ Hiệu quả quang hợp là 8%

+ Không bị virut tấn công

d Môi trường sống: Chlorella sống ở cả vùng nước ngọt và nước mặn Chúng

phân bố ở hầu hết các châu lục ( trừ bắc cực và nam cực )

C Các yếu tố ảnh hưởng

1 Ánh sáng: Chất lượng quang phổ và chu kì quang có ảnh hưởng quyết định đến

sinh trưởng của tảo Chlorella đạt được hiệu quả sinh tổng hợp cao nhất khi chiếu ánh sáng liên tục và ít bị chi phối bởi chu kì sáng tối

2 Nồng độ muối: Độ muối giảm sẽ hạn chế quá trình quang hợp, hô hấp và giảm

tốc độ sinh trưởng của tế bào chlorella Chlorella phát triển ở độ muối khoảng 25‰

3 Nhiệt độ: Chlorella phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 25-28 độ C Ở nhiệt độ cao

hoặc thấp hơn chúng phát triển chậm lại Nếu nhiệt độ lớn hơn 50 độ C hoặc thấp hơn 5 độ C thì ngừng sinh trưởng hoàn toàn, các tế bào bị phá hủy và không thể sống lại khi chuyển vào môi trường thuận lợi

4 PH: Mức PH thuận lợi cho sự phát triển chủa chlorella phát triển là 6-6,5, ở PH

này nguồn các bon vô cơ được đồng hóa nhiều nhất PH quá cao hoặc quá thấp làm giảm độ thẩm thấu của màng tế bào, làm rối loạn quá trình trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường Ở PH 8,5-9,5 tảo vẩn có khả năng phát triển nhưng rất chậm, PH 10-12 ức chết sự phát triển của tảo

III Nuôi trồng, thu hoạch

A Quy trình công nghệ nuôi trồng và thu hoạch chlorella.

B Các mô hình nuôi tròng chlorella

( nuôi trồng trong hệ thống hở và hệ thống kín)

1 Nuôi trong hệ thống hở

a Ao hồ tự nhiên : Sử dụng các ao hồ tự nhiên làm ao nuôi trồng, không sử dụng hệ thống khuấy

- Ưu điểm: Có thể nuôi trồng liên tục, chi phí bỏ ra thấp do không cần đầu tư xây dựng hệ thống hồ nuôi và hệ thống khuấy

- Nhược điểm: Năng suất thấp và không đảm bảo vệ sinh

b Hệ thống bể tròn : Nuôi trồng chlorella trong các bể tròn có hệ thống khuấy nước

- Ưu điểm: năng suất cao

- Nhược điểm: Chi phí xây dựng cao, tiêu tốn năng lượng do sử dụng máy khuấy

c Hệ thống ao nước chảy : Nuôi trong hệ thống ao nhân tạo lớn với mức nước

sâu hơn 15cm Năng suất thường là 20 -25g/m3/ngày

- Ưu điểm: Có giá trị xuất khẩu cao, chi phí xây dựng chấp nhận được

- Nhược điểm:Năng suất phụ thuộc và thổ nhưỡng của vùng nuôi Nước bốc hơi nhanh, đặc biệt là vào mùa khô Vì vậy rất khó kiểm soát nhiệt đô.̣

d Hệ thống mặt nghiêng : Hệ thống mặt nghiêng gây nên sự chuyển động hỗn

loạn của tảo Mật độ nuôi trồng có thể lên đến 10g/l

- Ưu điểm: cho năng suất sinh khối cao và khá ổn định

- Nhược điểm: Có thể bị lắng ở phần thấp của mặt nghiêng Chi phí đầu tư ban đầu và vận hành cao

2 Nuôi trong hệ thống kín

a Hệ thống ống, túi:

+ Hệ thống này cho tỷ lệ chiếu sáng rất cao trên 90%

+ Ánh sáng không trực tiếp chiếu vào tảo mà phải xuyên qua thành thiết bị nuôi + Hệ thống này cho phép giới hạn sự trao đổi trực tiếp của không khí và các chất gây ô nhiễm (bụi, vi sinh vật…) giữa tảo nuôi với môi trường ngoài

- Ưu điểm:

+ Tăng hiệu quả chiếu sáng do tỷ lệ diện tích bề mặt tiếp xúc tăng

+ Thu được mật độ sinh khối cao

+ Tăng tính vô trùng của hệ thống nuôi trồng

+ Tăng hiệu quả chuyển hóa CO2 do giảm lượng CO2 bay hơi

+ Gảm mức phơi nhiễm bệnh

+ Dễ vận hành và điều khiển các thông số của hệ thống nuôi trồng

- Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao, thích hợp với quy mô phòng thí nghiệm

3 Thu hoạch

Huyền phù tảo Lọc Rửa Cô đặc Trung hòa phá vỡ

tế bào Sấy Đóng gói

IV ,

Ứng dụng:

1, Nguồn thực phẩm:

- Sau những lo ngại toàn cầu về sự bùng nổ dân số không kiểm soát được, trong thời gian cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950 Chlorella đã được xem như là một nguồn thực phẩm chính đầy hứa hẹn, như một giải pháp khả thi đến với thế giới đang khủng hoảng vì nạn đói Nhiều người trong thời kỳ này cho rằng nạn đói trên thế giới đang gia tăng và Chlorella là một cách để chấm dứt cuộc khủng hoảng này bằng việc có thể cung cấp số lượng lớn thực phẩm chất lượng cao đối với một chi phí tương đối thấp

- Chlorella là một protein hoàn chỉnh ? Lúc đầu, Chlorella đã được đề xuất như là một loại protein “rẻ” bổ sung vào chế độ ăn uống của con người Tuy nhiên, sau đó nghiên cứu đã chứng minh khác Chlorella sẽ mất đi phần lớn giá trị dinh dưỡng của nó khi bị thay đổi hoặc xử lý bằng những cách khác nhau

- Tảo lục chlorella là một thực phẩm bổ sung phong phú và đa dạng các chất dinh dưỡng giúp cho cơ thể tự điều hòa và cân bằng các chức năng dung nạp và đào thải Do đó giúp cơ thể phục hồi sức khỏe nhanh, tạo ra sức đề kháng tốt với nhiều bệnh tật và ô nhiễm môi trường

- Ý nghĩa bảo vệ sức khỏe của Tảo lục là ở chỗ sau khi dùng, tất cả các loại dinh dưỡng mà cơ thể cần đều được bổ sung cùng một lúc, có lợi cho việc trao đổi chất, đồng hóa tổ chức, tăng cường sức đề kháng từ đó đạt được mục đích phòng chống bệnh tật và thúc đẩy phục hồi sức khỏe

2, Ứng dụng trong Y Học và chăm sóc sức khỏe:

Giải độc

- Nhờ có lớp màng thớ(sporopolleine), lượng chlorophylle cao, chlorella có thể hấp thu được các kim loại nặng, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng và các hóa chất bảo

vệ thực vật hay của polychlorinated biphenyls (PCBs) là nhóm hóa chất được cho

là gây ra các bất thường về gen ở cá, được dùng trong hàng trăm ứng dụng công nghiệp và thương mại, chẳng hạn như sản xuất chất cách điện, chất làm dẻo trong nhựa, sơn và cao su, chất nhuộm màu nhờ vậy giúp cơ thể đào thải độc tố này ra ngoài, thúc đẩy quá trình bài tiết

Một số nghiên cứu cho thấy rằng bổ sung Chlorella có tác động tích cực đối với việc giảm của nồng độ dioxin trong sữa mẹ và nó cũng có thể có tác dụng tốt đối với trẻ đang bú bằng cách tăng lượng IgA trong sữa mẹ

Chlorophylle

- Làm sạch và cung cấp oxy: Chlorella rất giàu Chlorophylle, thành phần giúp cung cấp oxy cho các mô và làm sạch đường ruột Chlorophyll có tác dụng tốt với các loại bệnh thiếu máu khác nhau, có tác dụng ức chế sự phát triển của vi khuẩn, tăng cường sửa chữa ở các mô bị phá hủy và bảo vệ khỏi tác nhân gây ung thư

Chlorophyll còn có tác dụng giúp tiêu hóa tốt và làm đẹp da

Tảo lục khi được hấp thu vào cơ thể có tác dụng: Tăng cường interferon, làm sạch máu, gan thận và ruột, kích thích sinh sản tế bào hồng cầu, tăng oxy cho tế bào não, trợ tiêu hóa, kích thích quá trình sửa chữa ở các mô; giúp tăng PH máu để đạt trạng thái kiềm hơn; giúp giữ cho trái tim hoạt động bình thường; giúp tăng cường sản phẩm của các khu hệ sinh vật trong đường tiêu hóa

3 Ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản

- Làm thức ăn cho luân trùng và các lòa động vật thủy sinh như: Cá, tôm

4 Làm thực phẩm bổ sung dinh dưỡng và vitamin

- Chiết xuất protein và các loại vitamin có lợi cho sức khỏe và sự phát triển để tổng hợp các loại thực phẩm chức năng

5 Ứng dụng làm mỹ phẩm

- Nhờ một số vitamin ( E, C, K ) và khoáng chất( β-carotene , Chlorophyll a,

Chlorophyll b, Xanthophyll ) có trong chlorella được bổ sung vào thành phần của các loại mỹ phẩm giúp làm đẹp da, chống lão hóa

6 Sản xuất Bio Diesel và biogas

- Chiết xuất hàm lượng dầu trong chlorella để sản xuất xăng, dầu sinh học.

- Sử dụng nước thải từ các nhà máy sản xuất chế phẩm từ chlorella để sản xuất biogas