các phương pháp nuôi cấy và thu hoạch tảo

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nước biển Nước biển là nước từ các biển hay đại dương. Về trung bình, nước biển của các đại dương trên thế giới có độ mặn khoảng 3,5%. Điều này có nghĩa là cứ mỗi lít (1.000 mL) nước biển chứa khoảng 35 gam muối, phần lớn (nhưng không phải toàn bộ) là clorua natri (NaCl) hòa tan trong đó dưới dạng các ion Na+ và Cl.3 Đặc điểm thủy hóa: a. Nhiệt độ nước biển Nhiệt độ nước biển tầng mặt trung bình năm đạt khoảng 22 240C, cao hơn vào các tháng mùa hè (tháng 5 10), đạt trung bình khoảng 280C. Vào các tháng mùa đông nhiệt độ thấp hơn, thấp nhất vào tháng 1 với giá trị trung bình khoảng 17,80C. b. pH Độ pH của nước biển nằm trong khoảng 7,4 đến 8,5, trung bình của nước tầng mặt là 7,8 đến 8,1, cao nhất lên tới 8,58, còn thấp nhất là 7,40. Giá trị pH tầng mặt thường cao hơn tầng đáy. c. Nồng độ ô xy hoà tan Nồng độ ô xy hoà tan trong năm của nước biển trong khoảng 6,36 – 8,97 mgl, trung bình cho cả hai mùa là 7,25 mgl. Nhìn chung, nồng độ ô xy hoà tan trong lớp nước tầng mặt cao hơn lớp nước tầng đáy và cao hơn giới hạn cho phép đối với môi trường nuôi trồng thuỷ sản (> 5 mgl). Với nồng độ như trên, lượng ôxy hoà tan trong nước bảo đảm sự sống của sinh vật biển phát triển bình thường. Nước biển giàu các ion hơn so với nước ngọt. Tuy nhiên, tỷ lệ các chất hòa tan khác nhau rất lớn. Chẳng hạn, mặc dầu nước biển khoảng 2,8 lần nhiều các bicacbonat hơn so với nước sông dựa trên nồng độ phân tử gam, nhưng tỷ lệ phần trăm của bicacbonat trong nước biển trên tỷ lệ toàn bộ các ion lại thấp hơn so với tỷ lệ phần trăm tương ứng của nước sông do các ion bicacbonat chiếm tới 48% các ion có trong nước sông trong khi chỉ chiếm khoảng 0,41% các ion của nước biển. Các khác biệt như vậy là do thời gian cư trú khác nhau của các chất hòa tan trong nước biển; các ion natri và clorua có thời gian cư trú lâu hơn, trong khi các ion canxi(thiết yếu cho sự hình thành cacbonat) có xu hướng trầm lắng nhanh hơn.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Nước biển

Nước biển là nước từ các biển hay đại dương Về trung bình, nước biểncủa các đại dương trên thế giới có độ mặn khoảng 3,5% Điều này có nghĩa là cứmỗi lít (1.000 mL) nước biển chứa khoảng 35 gam muối, phần lớn (nhưngkhông phải toàn bộ) là clorua natri (NaCl) hòa tan trong đó dưới dạng các ion

Na+ và Cl-.[3]

Đặc điểm thủy hóa:

a Nhiệt độ nước biển

Nhiệt độ nước biển tầng mặt trung bình năm đạt khoảng 22 - 240C, caohơn vào các tháng mùa hè (tháng 5 - 10), đạt trung bình khoảng 280C Vào cáctháng mùa đông nhiệt độ thấp hơn, thấp nhất vào tháng 1 với giá trị trung bìnhkhoảng 17,80C

b pH

Độ pH của nước biển nằm trong khoảng 7,4 đến 8,5, trung bình của nướctầng mặt là 7,8 đến 8,1, cao nhất lên tới 8,58, còn thấp nhất là 7,40 Giá trị pHtầng mặt thường cao hơn tầng đáy

c Nồng độ ô xy hoà tan

Nồng độ ô xy hoà tan trong năm của nước biển trong khoảng 6,36 – 8,97mg/l, trung bình cho cả hai mùa là 7,25 mg/l Nhìn chung, nồng độ ô xy hoà tantrong lớp nước tầng mặt cao hơn lớp nước tầng đáy và cao hơn giới hạn chophép đối với môi trường nuôi trồng thuỷ sản (> 5 mg/l) Với nồng độ như trên,lượng ôxy hoà tan trong nước bảo đảm sự sống của sinh vật biển phát triển bìnhthường

Nước biển giàu các ion hơn so với nước ngọt Tuy nhiên, tỷ lệ các chấthòa tan khác nhau rất lớn Chẳng hạn, mặc dầu nước biển khoảng 2,8 lần nhiềucác bicacbonat hơn so với nước sông dựa trên nồng độ phân tử gam, nhưng tỷ lệphần trăm của bicacbonat trong nước biển trên tỷ lệ toàn bộ các ion lại thấp hơn

so với tỷ lệ phần trăm tương ứng của nước sông do các ion bicacbonat chiếm tới48% các ion có trong nước sông trong khi chỉ chiếm khoảng 0,41% các ion củanước biển Các khác biệt như vậy là do thời gian cư trú khác nhau của các chấthòa tan trong nước biển; các ion natri và clorua có thời gian cư trú lâu hơn, trongkhi các ion canxi(thiết yếu cho sự hình thành cacbonat) có xu hướng trầm lắngnhanh hơn.

Trong nước biển tổng hàm lượng của 11 thành phần chính (gồm các ion

và phân tử là Cl-, SO4-2, (HCO3-, CO3-2), Br-, F-, H3BO3, Na-, Mg+2, C+2, K+, Sr+2)chiếm tới 99,99% tổng lượng các chất khoáng hoà tan Điều đó có nghĩa là trị số

độ muối nước biển được quyết định bởi tổng hàm lượng của chỉ 11 thành phầnnày, trong đó đáng kể nhất là Cl- (55,04%) và Na+ (30,61%),tiếp đó là SO4-2(7,68%) và Mg+2(3,69%).[3]

Bảng 1.1 Thành phần của nước biển trên Trái Đất theo các nguyên tố

Nguyên tố Phần trăm Nguyên tố Phần trăm

-1.2 Tổng quan về tảo Spirulina

1.2.1 Giới thiệu về tảo Spirulina

Thiên nhiên ban tặng cho chúng ta nhiều nguồn năng lượng quý, trong đó

có ánh sáng mặt trời Các sinh vật sơ cấp như cây xanh, vi sinh vật quang tựdưỡng sử dụng ánh sáng mặt trời để tổng hợp nên nguồn năng lượng sống quaquá trình quang hợp Trong đó Tảo (Algae) đóng góp nguồn sinh khối sơ cấpkhổng lồ Việc nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của tảo đang ngày càng được chútrọng Trong những thập niên gần đây, tảo Spirulina được tập trung nhiềunghiên cứu cho những giá trị dinh dưỡng của chúng Kỹ thuật nuôi đơn giản,thời gian sản xuất hầu như quanh năm Sinh khối thu được có giá trị dinh dưỡngcao với hàm lượng protein đạt 60-70% trọng lượng khô, đầy đủ các axit aminđặc biệt là các axit amin không thay thế, giàu các vitamin, các nguyên tốkhoáng, các chất khoáng, các sắc tố và nhiều chất có hoạt tính sinh học khác.Nhờ vậy, những ứng dụng của tảo không chỉ là nguồn dinh dưỡng quý mà cònđược ứng dụng nhiều trong y-dược học.[8]

Spirulina là vi sinh vật cổ đã từng xuất hiện từ cách đây khoảng 3,5 tỷnăm Chúng có lịch sử lâu đời hơn tảo nhân thật hoặc thực vật bậc cao tới hơn 1

tỷ năm Spirulina thuộc nhóm prokariote có cấu trúc nhân nhưng chúng chưa

có màng nhân, vật chất di truyền được tập trung trong chất nhân, không có lướinội sinh chất, ty thể, thể golgi, lạp thể và chúng tự dưỡng nhờ có diệp lục tố A, β

- carotene và các sắc tố phụ

Spirulina thuộc loại vi khuẩn đa bào, trong đó có khoảng 36 loài conngười có thể sử dụng được [5] và hai loài quan trọng là S maxima hay S.geitleri có nguồn gốc từ Châu Phi và S platensis có nguồn gốc từ Nam Mỹ ỞViệt Nam, giống được nghiên cứu đầu tiên, lưu giữ ở Viện sinh vật học là S.platensis (Gom) Geitler do Pháp cung cấp [1]

Giống (Genus): Arthrospira

Các loài: A maxima; A platensis; A jeejibai; A subsalsa; A laxissima; A.pacifica…

Tên gọi thông thường: tảo xoắn Spirulina (S maxima; S platensis; S jeejibai;

mạc Imperial thuộc bang California, nông trại Hawwai (Hoa Kỳ), trang trạiTwin Tauong (Myanmar), công ty tảo Siam (Thái Lan), trang trại Chenhai(Trung Quốc),

Phân bố ở các thủy vực khác nhau như: sông, ao, hồ, ruộng lúa, vùngnước, … và được nuôi trồng ở: công ty cổ phần nước khoáng Vĩnh Hảo (BìnhThuận), và một số cơ sở ở Bình Chánh và TP Hồ Chí Minh

1.2.4 Đặc điểm sinh học

1.2.4.1 Đặc điểm sinh thái

Trong các hồ, tảo sống tự nhiên hay nhân tạo, với mắt thường đó là một

hồ nước xanh lục hay xanh lam Hình dạng của Spirulina chỉ thấy rõ khi quansát dưới kính hiển vi Đó là những sợi tảo có màu xanh lục lam, xoắn kiểu lò xo,với các vòng xoắn khá đều nhau, số vòng xoắn lớn nhất là 6 đến 8 vòng Chúng

có kích thước trung bình từ 100 đến 200µm và có đường kính khoảng từ 8 đến10µm Spirulina là loài trong họ Phormidiaceae, nghĩa là chúng có khả năng dichuyển tiến về phía trước hoặc phía sau Di chuyển này được thực hiện bởi cáclông ở sườn bên cơ thể chính là các sợi có đường kính 5-7nm và dài 1-2µm nằmquanh cơ thể Các lông này hoạt động như tay chèo giúp cho chúng hoạt động

Tùy điều kiện môi trường mà hình dạng có thể xoắn kiểu chữ C, S Sợitảo không phân nhánh, không có bao và không có dị bào Các dạng này có chiềudài rất thay đổi, ngay trong một dạng, chiều dài mỗi sợi cũng khác nhau Hiệntượng biến dạng nói lên khả năng thích nghi với môi trường mà vi sinh vật cổxưa này có được qua hàng triệu năm tiến hóa chọn lọc tự nhiên Dạng xoắnthường giữ được trong phòng nghiên cứu, sang môi trường nuôi đại trà, nóthường biến thành dạng thẳng

1.2.4.2 Đặc điểm hình thái: dưới kính hiển vi quang học [6]

Spirulina là một loại tảo lam đa bào, dạng sợi, xoắn kiểu lò xo, với cácvòng xoắn khá đều nhau, nhưng ở cuối hai đầu sợi thường hẹp, mút lại

Hình 1.1 Tảo spirulina dạng xoắn.

Nhưng tùy vào chu kỳ sinh dưỡng và phát triển (cường độ ánh sáng, nhiệt

độ môi trường…) mà hình dạng có thể xoắn kiểu chữ C, S… Các dạng này cóchiều dài khác nhau; ngay trong một dạng, chiều dài mỗi sợi cũng khác nhau Vídụ: Sợi uốn sóng có thể dài 5 – 7 nếp gấp, cũng có thể đến 27 nếp gấp

⇒ Hiện tượng biến dạng trên nói lên khả năng thích nghi với môi trường mà visinh vật cổ xưa có được qua hàng triệu năm tiến hóa chọn lọc tự nhiên

- Có màu xanh lam

- Chiều dài thay đổi có thể đạt hơn ¼ mm

- Có khả năng di động nhanh mặc dù không có cơ quan di động Khôngchịu ảnh hưởng của ánh sáng khi di động vì đa số tảo lam đều di độnghướng ra ánh sáng

- Chúng không hình thành tập đoàn

- Sợi tảo không phân nhánh, phân chia thành các vách ngăn, không có bao

và không có dị bào (heterocyst)

- Dạng xoắn thường giữ được trong phòng nghiên cứu, sang môi trườngnuôi đại trà, nó thường biến thành dạng thẳng, tỷ lệ xoắn – thẳng khoảng

15 – 85

 Cấu tạo:

- Có cấu trúc nhu mô đơn giản, không có dạng tế bào roi.

- Có cấu tạo giống vi khuẩn: không có ty thể, không có nhân rõ ràng chứadeoxyribonucleic, không có bộ máy Golgi, không có lưới nội nguyên sinhchất

- Có chứa sắc tố quang hợp phycocyanin màu xanh, chất diệp lục nằmtrong nguyên sinh chất

- Màng tế bào không chứa cellulose mà là monopolysaccharid khá mềm, dễnghiền và dễ hấp thu

- Trong giống tảo này không có ty thể nhưng có hạt Cyanophysin là nơi xảy

ra quá trình hô hấp cho tế bào

- Có ribosome phân bố trong nguyên sinh chất

- Sprirulina không có lớp màng nhầy bao phủ tế bào như các loài khác cùngngành tảo lam, mà chúng chỉ được bao phủ bởi lớp vỏ của nó

1.2.4.3 Đặc điểm sinh sản [8]

Spirulina sinh sản theo hình thức tảo đoạn (vô tính)

- Tảo đứt ra nhiều đoạn ngắn Necridia (gồm các tế bào chuyên biệt cho sựsinh sản) Trong các Necridia hình thành các đĩa lõm ở hai mặt và sự táchrời tạo các hormogonia Necridia cử động được (trượt), rời tảo mẹ và mọcthành sợi khác Nhờ cử động trượt mà tảo đoạn lan truyền rất xa

- Trong sự phát triển, dần dần phần đầu gắn tiêu giảm, 2 đầu hormogonia trở nêntròn nhưng vách tế bào vẫn có chiều dày không đổi Các hormogonia phát triển,trưởng thành và chu kì sinh sản được lập đi lập lại một cách ngẫu nhiên, tạo nênvòng đời của tảo Trong thời kì sinh sản tảo spirulina nhạt màu ít sắc tố xanhhơn bình thường

Cơ quan làm gãy và làm rời tảo đoạn ấy là:

- Gian bào (disjoncteur): một hay hai tế bào gần nhau hóa nhầy thành một chấtđều hòa, dàng và tảo đứt nơi ấy

- Hoại bào (nescridie): một tế bào trở nên vàng và vách ngăn của chúng lõm.

Tế bào ấy lần lần tan đi và làm cho tảo đoạn rời ra

Hình 1.2 Vòng đời tảo spirulina

Vòng đời tảo đơn giản, tương đối ngắn

Trong điều kiện tối ưu (nuôi trong phòng thí nghiệm) vòng đời khoảng 1ngày Ở điều kiện tự nhiên là khoảng 3 – 5 ngày

1.2.4.4 Đặc điểm sinh hóa

Spirulina là vi sinh vật có hiệu suất sử dụng năng lượng mặt trời rất cao,

tỷ lệ này đạt đến 3 – 4,5%, trong khi đó ở cây xanh chỉ đạt được 0,25% Chínhnhờ chất diệp lục chlorophyll mà tảo có vai trò quan trọng trong việc cố địnhnăng lượng ánh sáng Phản ứng quang hợp theo Vonshak A

CO2 + 4H2O CH2O + 3H2 O + O2

Sự cân bằng năng lượng của hệ thống quang hợp được biểu diễn đơn giản nhưsau:

Năng lượng của ánh sáng tới bằng tổng nhiệt lượng đốt cháy chất hữu cơtổng hợp với sự giải phóng năng lượng Hoặc cũng như là:

Năng lượng hóa học của tế bào bằng E0 (năng lượng của ánh sáng tới) màE0 bằng hiệu suất chuyển hóa ánh sáng quang hợp Khác với cây xanh, trongquá trình quang hợp tảo Spirulina khi tổng hợp các hợp chất carbohydrate, tảo

không chuyển hóa thành tinh bột mà đa số chuyển hóa thành acid amin rồiprotein qua quá trình trao đổi với nitơ Tảo không có khả năng sử dụng nitơtrong không khí mà sử dụng dưới các dạng: nitrate (NO3-), NH3 (thường cótrong nước thải Biogas), (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4 (có trong phân bón nôngnghiệp), (NH2)2CO Tuy nhiên khi sử dụng nguồn nitơ không phải ở dạngnitrate thì cần khống chế nồng độ vì dễ suy giảm sinh khối thậm chí có thể gâychết tảo

1.2.5 Giá trị dinh dưỡng

Tảo Spirulina có đặc điểm nổi bật là có hàm lượng protein rất cao, cungcấp đầy đủ các acid amin thiết yếu cho con người Chiếm ưu thế với hàm lượng

β – carontene chứa trong tảo cao hơn gấp nhiều lần so với các thực phẩm khác.Tảo là nguồn thức ăn tốt nhất chứa toàn bộ các acid gamma linolenic (GLA),chúng rất giàu vitamin B, khoáng chất, nguyên tố vi lượng, chlorophyll, và cácenzyme Và tảo là nguồn các chất dinh dưỡng có giá trị hoàn hảo cho con ngườiđược các nhà khoa học nghiên cứu hàng năm như carotene, sulfolipid,glycolipid, phycocyanin, superoxide dismutase, ARN và ADN Sau đây là thànhphần các chất dinh dưỡng được phân tích trong 3g tảo khô

Hình 1.3 Thành phần dinh dưỡng của Spirulina Các chất dinh dưỡng căn bản

Bảng 1.3 Các acid amin thiết yếu

Bảng 1.4 Acid amin không thiết yếu

Acid amin không

Dinh dưỡng carbon:

Carbon: có hàm lượng dưới 50% TLK (trọng lượng khô), trong nướcdạng: CO2, H2CO3, HCO3-, CO32-, NaHCO3 cần thiết cho sự sinh trưởng của tảo

Spirulina sử dụng là CO2 hòa tan trong nước Trong nuôi nhân tạo, người

ta bổ sung dưới dạng muối carbonate, thường dùng là muối NaHCO3 hoặcNa2CO3

Dinh dưỡng nitơ:

• Có hàm lượng 10% TLK

• Trong nước ở dạng: NO3-, NO2-, NH4+, urê,…

• Nếu thiếu đạm thì tảo sẽ bị úa vàng, giảm bớt vòng xoắn, đườngkính vòng xoắn tăng, giảm lượng protein tảo

Spirulina có không có khả năng cố định nitơ trong không khí, tảo thường

sử dụng dưới dạng muối nitrite, nitrate hoặc amoni Chuyển hóa các hợp chấtnày và kết hợp với carboxyl tạo thành các acid amin

Dinh dưỡng phospho:

• Phospho mà Spirulina thu nhận là phospho vô cơ, chúng tồn tại

ở 2 dạng chính là H2PO4- và HPO42-

• Khi tảo thiếu phospho sẽ bị vàng, vòng xoắn giản

Tảo sử dụng phospho tổng hợp các hợp chất của tế bào, tế bào chất vàchất nhân Ảnh hưởng rất lớn đến quá trình trao đổi chất trong tế bào Ngoài ra,phospho trong môi trường còn có tác dụng điều chỉnh hoạt tính hệ enzyme đồnghóa nguồn carbon

K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - và Fe:

• Đây là các nguyên tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và hình tháitảo

• Khi thiếu Cl- thì độ xoắn bị chặn lại và cấu trúc tảo bị phá hủy

• Thiếu các nguyên tố khác thì giống như thiếu phospho, nitơ: tảo

Bảng 1.5 Thành phần khoáng cần cung cấp cho tảo

liên tục và tảo đạt năng suất cao nhất Nhưng nếu ánh sáng quá mạnh thì sẽ pháhủy diệp lục và tảo chết.

b Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng tới tất cả các hoạt động trao đổi chất Nhiệt độ cũngảnh hưởng đến sự hấp thu dinh dưỡng và cũng như tính chất vật lý khác của tínhchất tế bào trong môi trường Thông thường ở qui mô phòng thí nghiệm, nhiệt

độ tối ưu để nuôi Spirulina trong khoảng 35 – 38 0C, không để nhiệt độ trên

400C sẽ gây nguy hiểm cho tảo Tuy nhiên giá trị này có thể thay đổi vì chúngcòn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau

c pH

Độ pH của môi trường là một trong những yếu tố quan trọng nuôi Spirulina.Duy trì pH ở môi trường kiềm nhằm tạo điều kiện hòa tan CO2 từ không khívào môi trường tốt nhất

- Loại tảo này chịu được pH cao từ 8,5 – 11

- Cường độ quang hợp đạt mức tối đa ở pH từ 8,5 – 9,0 Vẫn tăng cao ở pH

= 10, pH làm tăng cường độ quang hợp giảm nhanh và bằng 0 ở pH = 1,5

d Hàm lượng oxi

Oxi thoát ra trong quá trình quang hợp, tích lũy trong môi trường, nếuhàm lượng oxi trong môi trường quá cao sẽ ức chế sự quang hợp của Spirulinalàm giảm tốc độ tăng trưởng và ảnh hưởng đến cơ quan quang hợp

1.3 Ứng dụng của tảo spirulina

- Vào những năm 1990, Tổ chức nhân đạo Antenna ở Thuỵ Sĩ đã đưa

ra một ý tưởng mới, đó là dùng tảo spirulina để chống đói nghèo ởnhững nước kém và đang phát triển Và họ đã thành công

- Điều trị bệnh suy dinh dưỡng do trong tảo Spirulina có từ 56 – 77%khối lượng là protein Công ty thực phẩm Đồng Tâm dùng tảo làmnguyên liệu chính để sản xuất sữa bột dinh dưỡng cho trẻ em

- Tại Mỹ người ta chiết xuất loại tảo này làm dược phẩm để phá huỷcác lớp mỡ, căn bệnh của những người giàu Nhiều vận động viênthể thao đã coi loại tảo này là siêu thực phẩm để tăng cường sinhlực và làm săn chắc cơ bắp, đặc biệt là các vận động viên thể hình.

- Tảo spurilina còn là thực đơn chữa béo phì vô cùng hiệu quả Công

ty dược phẩm Equilibre Attitude của Pháp đã tăng gấp đôi doanhthu bán ra nhờ chế biến loại tảo này thành tân dược chống béo phì

- Các nhà khoa học tuyên bố rằng tảo spurilina còn có thể được sửdụng để chế tạo thành thuốc chống căn bệnh thế kỉ AIDS và tăngcường sức đề kháng cho bệnh nhân nhiễm HIV

- Hai trường ĐH danh tiếng Harvard và Boston của Mỹ đang nhângiống tảo spurilina thành một loại tảo mới có khả năng chống đượcvirut cảm cúm hoặc tăng cường sức lực cho DNA

- Các cuộc thí nghiệm mới đây còn chứng minh được rằng khi sửdụng các hợp chất trong tảo spurilina cho những con chuột bị ungthư thì chúng đã giảm được những cơn đau đớn và các khối u cũngphát triển chậm lại

- Trong khi đó, các nhà khoa học Đức phát hiện ra rằng tảo spurilinacòn có thể làm cho các cơ quan nội tạng như tim, tuyến giáp tuyếntuỵ, tuỷ xương và màng tế bào trở lên khoẻ mạnh hơn

- Cung cấp các chất chống oxy hóa và chất dinh dưỡng khác

- Tăng năng lượng và tâm trạng

- Ngăn ngừa bệnh tim mạch (làm giảm cholesterol) Ngăn chặn và ứcchế sự tổn thương ung thư miệng

- Do thành phần tự nhiên của nó với nhiều chất đạm, vitamin, vàkhoáng chất, nó là vô cùng hữu ích trong nhiều lĩnh vực bao gồmkiểm soát trọng lượng, ăn chay, nhanh chóng và kéo dài làm tăngnăng lượng, hoạt động thể thao và thậm chí sử dụng mỹ phẩm

- Không giống như các tế bào thực vật khác, tảo Spirulina có một tếbào mềm mà làm cho nó dễ tiêu hóa.

1.4 Các phương pháp nuôi và thu hoạch tảo

1.4.1 Giới thiệu hệ thống nuôi tảo

- Môi trường nước cần được khuấy đều liên tục Các chất dinh dưỡng cầnđược cung cấp là phospho, nito và sắt cùng với các chất khoáng khác, các chấtnày được cung cấp thông qua muối biển Bạn nhớ phải bổ xung nguồn carbon

vì 47% trọng lượng khô của Spirulina là hợp chất carbonhydrate

- Dưới điều kiện tối ưu Spirulina có thể tăng gấp đôi khối lượng và thểtích sau 24h

- Bạn có thể xây dựng các trang trại gia đình với quy mô từ 10 – 50 métvuông, các trang trại thủ công tới 300 mét vuông, trang trại thương mại tới 1hecta và các trang trại quy mô công nghiệp lớn với sản lượng thu được từ 100 –

500 kg hoặc 1 tấn sinh khối trên ngày.- Spirulina cần môi trường nuôi kiềm tính(muối natri cacbonat và pH cao)

- Nhiệt độ nước dao động từ 25-40 độ C, trong đó nhiệt độ tối thích là 35

độ C

- Cần ánh sáng để tiến hành qúa trình quang hợp tạo ra sinh khối

Trên thế giới có 2 công nghệ chính để nuôi tảo spirulina

Công nghệ nuôi theo hệ thống hở (Opened ecosystem) (O.E.S)

Công nghệ nuôi theo hệ thống kín (Closed ecosytem) (C.E.S)

1.4.1.1 Công nghệ nuôi trồng spirulina theo hệ thống hở (O.E.S):

Spirulina sống trong môi trường dinh dưỡng đựng trong bình, chậu, bể…được vận động bằng khuấy trộn theo kiểu tịnh tiến 2 chiều và tảo hấp thu ánhsáng mặt trời để phát triển Kiểu nuôi này phụ thuộc vào thời tiết cần có giảipháp khắc phục

Hình 1.4 Nuôi tảo theo hệ thống hở

1.4.1.2 Công nghệ nuôi trồng tảo spirulina theo hệ thống kín (C.E.S):

Spirulina được nuôi trong các bể lên men vi sinh khối (bioreactor) vậnđộng bằng máy khuấy trộn theo 3 chiều, tảo hấp thu ánh sáng nhân tạo hay tựnhiên

Nhiều kiểu CES được thiết kế như thùng lên men cổ điển hoặc kiểu ống xoắnốc…

Hình 1.5 Nuôi tảo theo hệ thống kín

So sánh hệ thống nuôi tảo spirulina hở và kín:

Hệ thống nuôi tảo spirulina hở Hệ thống nuôi tảo spirulina kín

- Chi phí đầu tư thấp hơn hệ thống

kín nên phổ biến ở nhiều nơi trên thế

giới

- Chi phí đầu tư cao nên ít phổ biến

- Diện tích nuôi trồng lớn, chỉ nuôi

được tảo trong không gian 2 chiều

- Nuôi trong bể dinh dưỡng không

phải bể lên men vi sinh khối

(bioreactor)

- Tảo quang hợp chỉ dựa vào nguồn

ánh sáng mặt trời

- Hệ thống chịu nhiều tác động bởi

thời tiết khí hậu, do đó việc quản lý

- Cho năng suất cao

1.4.2 Phương pháp thu hoạch

Sử dụng màng lọc polyester, đường kính mắt lưới 30μm Thiết bị lọcđược đặt nghiêng chút ít để có thể tiến hành lọc được liên tục đồng thời rửa vàvớt Sau đó chúng qua giai đoạn vắt nước bằng máy vắt, ép hoặc nhờ màng rungcho nước chảy bớt xuống Bánh tảo sau đó được cắt ra từng miếng nhờ dao; lúcnày nước vẫn chiếm 70-80% Trong giai đoạn này Spirulina do chứa nhiều đạmnên chúng dễ bị vi khuẩn tấn công và lên men tạo ra các sản phẩm không mongmuốn trong vòng vài giờ Vì vậy các trang trại nuôi tảo theo phương pháp thủcông nhỏ lẽ thường phơi bằng cách cho dịch tảo vào trong các hộp kim loại rồiđem phơi ngoài nắng để làm khô tảo

Người ta còn sử dụng thiết bị đơn giản hình xylanh, một đầu có châm các

lỗ nhỏ đường kính 2mm, rồi cho tảo vào trong Sau đó ép mạnh một đầu, tảo sẽchảy ra thành các sợi như sợi mì tiếp theo trải nhẹ lên các khung bằng kim loại

hoặc bằng gỗ rồi đưa vào trong các hộp để làm khô Hộp làm khô có kích thướccác lỗ vào và ra bằng nhau cho phép không khí lưu thông được dễ dàng Người

ta có thể cải tiến hiệu quả bằng cách gia nhiệt không khí ở bên dưới tấm kínhhoặc bạt nhựa trước khi cho chúng vào hộp làm khô

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Nguyên liệu

• Nguồn nước biển:

- Trước khi lấy nên tráng qua dụng cụ bằng nước biển khoảng 2 – 3 lần.Khi vận chuyển cần vặn nút cẩn thận

- Địa điểm: bãi biển Chí Linh, phường 10, thành phố Vũng Tàu, tỉnh BàRịa - Vũng Tàu

• Giống tảo : Viện sinh học nhiệt đới (9/621 Xa lộ Hà Nội, Linh Trung, ThủĐức,TP HCM)

- Đũa thủy tinh.

- Bơm hút chân không;

- Tủ sấy Memmert UNB 400;

- Cân phân tích KERN ALJ220 – 4, độ chính xác 0,0001g;

- Máy đo pH Consort C830, độ chính xác 0,01 pH;

- Môi trường Zarrouk

- Dung dịch Bạc Nitrat (AgNO3)

- Dung dịch chất chỉ thị Kali Crommat 10% (K2CrO4)

Ngoài 2 hoá chất trên, cần có hỗn hợp rửa Crôm + axít Sunfuric loãng (gọi

là nước Crôm) để rửa dụng cụ, mỡ để bôi trơn các van của Biuret, Pipet và một vài hoá chất tẩy rửa thông thường khác