kỹ thuật trồng tảo

http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kĩ thuật trồng tảo Spirulina MỤC LỤC KIL OBO OK S CO M Đặt vấn đề I/ Gioi thiệu tảo spirulina II/ Đặc điểm sinh học tảo II.1/ Vị trí phân loại, tên gọi II.2/ Mơi trường sống II.3/ Phân bố II.4/ Đặc điểm dinh dưỡng II.5/ Đặc điểm sinh trưởng sinh sản II.6/ Thành phần tảo Spirulina III/ Cơng nghệ ni trồng III.1/ Gioi thiệu hệ thống ni tảo spirulina III.1.1/ Cơng nghệ ni trồng spirulina theo hệ thống hở (O.E.S) III.1.2/ Cơng nghệ ni trồng tảo spirulina theo hệ thống kín (C.E.S) III.2/ Hệ thống ni tảo hở III.2.1/ Thiết kế bể ni tảo spirulina III.2.1.1/ Lựa chọn địa điểm ni tảo III.2.1.2/ Thiết kế bể ni tảo III.2.2/ Nguồn nước III.2.3/ Chuẩn bị giống III.2.3.1/ Tiêu chuẩn chọn giống spirulina III.2.3.2/ Lợi ích việc xây dựng phòng thí nghiệm nơi ni tảo nhân giống tảo III.2.3.3/ Một số dụng cụ hóa chất phòng thí nghiệm III.2.4/ Quy trình ni tảo Spirulina thu sinh khối III.2.5/ Một số vấn đề quản lý bể ni tảo III.2.5.1/ Các yếu tố vật lý III.2.5.2/ Các yếu tố hóa học III.2.5.3/ Các yếu tố sinh học III.3/ Thu hoạch tảo spirulina IV/ Quy trình liên hồn từ ni trồng đến chế biến, chiết xuất tảo Spirulina Kết luận Tài liệu tham khảo http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ĐẶT VẤN ĐỀ Con người kỉ khơng ngừng cho đời cơng trình nghiên KIL OBO OKS CO M cứu lồi thực vật, động vật tự nhiên nhằm tìm hoạt chất q ứng dụng y học, để chữa bệnh nguy hiểm ung thư, bệnh truyền nhiễm …Bên cạnh đó, tiếp nối thành cơng kỉ trước, tìm nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng từ tự nhiên loại bánh tảo; thực phẩm chức năng… Đồng thời dựa vào thiên nhiên tìm nguồn chiết xuất chất ngành mỹ phẩm Spirulina lồi tảo nghiên cứu nhiều đem lại nhiều lợi ích cho người ngành thực phẩm, dược phẩm…Có nhiều nghiên cứu chứng minh spirulina có chứa hoạt chất kháng virus HIV- bệnh kỉ, làm đau đầu nhà khoa học Do có nhiều lợi ích, Spirulina nhanh chóng đưa vào nghiên cứu để xây dựng mơ hình ni trồng tảo, chế biến chiết xuất nhằm phục vụ cho người Ở Việt Nam xuất phong trào trồng tảo spirulina Do vấn đề kĩ thuật cần nghiên cứu để sản xuất mẻ tảo Spirulia chất lượng, suất cao… Nhóm chúng tơi xin giới thiệu kĩ thuật trồng tảo Spirulina http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN I/ Giới thiệu tảo spirulina: + Spirulina lồi vi tảo có dạng xoắn hình lò so, màu xanh lam với kích thước khoảng 0,25 mm Chúng sống mơi trường giàu bicarbonat (HCO3- độ kiềm cao (pH từ 8,5 -9,5) Chúng có đặc tính ưu việt giá trị dinh dưỡng cao + Spirulina xuất cách tỷ năm Nó vi khuẩn lam cổ có lịch sử lâu đời tảo nhân thật thực vật bậc cao tới tỷ năm + Hơn ngàn năm trước tổ tiên người Aztect Mexico biết thu http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN hái Spirulina từ hồ kiềm tính, phơi ánh nắng mặt trời dùng làm thực phẩm Hiện tập tính phổ biến cộng đồng người Kanembous Chad + Tên gọi Spirulina nhà tảo học Deurben (người Đức) đặt năm 1927, dựa KIL OBO OKS CO M hình thái tảo dạng sợi xoắn ốc (spiralis) + Trên giới có nhiều cơng trình nghiên cứu Spiralina phục vụ cho việc sản xuất tảo làm thức ăn, dược phẩm, mỹ phẩm cho người Từ đó, Spirulina xt phần ăn chương trình chống suy dinh dưỡng trẻ em + Ở việt nam: tảo spirulina giáo sư Ripley D.Fox (nhà nghiên cứu chế phẩm “Hiệp hội chống suy dinh dưỡng sản phẩm từ tảo”(A.C.M.A) Pháp) đưa vào Việt Nam từ năm 1985 Trong năm 1985 – 1995 có nghiên cứu thuộc lĩnh vực cơng nghệ sinh học cấp nhà nước nghiên cứu GS.TS Nguyễn Hữu Thước cộng (Viện cơng nghệ sinh học thuộc Viện Khoa Học Cơng Nghệ Việt Nam) với đề tài “Cơng nghiệp ni trồng sử dụng tảo Spirulina” Hay đề tài cấp thành phố Bác sĩ Nguyễn Thị Kim Hưng(TP.HCM) cộng với đề tài “Nghiên cứu sản xuất sử dụng thức ăn có tảo Spirulina dinh dưỡng điều trị”…Hiện nước ta có nhiều sở ni trồng tảo Spirulina như: Vĩnh Hão (Bình Thuận) từ 1979, Châu Cát, Lòng sơng (Thuận Hải), Suối Nghệ (Đồng Nai), Đắc Min (Đắc Lắc) II/ Đặc điểm sinh học tảo: II.1/ Vị trí phân loại, tên gọi: Ngành Cyanophyta ( tảo lam) Lớp Hormogoiophyceae Bộ Oscillatoriales Họ Oscillatoriaseae Chi Spirulina (Tảo xoắn) http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Lồi: Chi Spirulina có nhiều lồi (hơn 35 lồi) phát Trong có lồi nghiên cứu nhiều nhất: lồi S.geitleri (S.maxima) – có nguồn gốc châu phi, lồi S.platensisc – có nguồn gốc Nam Mỹ KIL OBO OKS CO M Ngồi có S.prpvilca Puru, S.jeejibai CHLB Đức, S.subsalsa Ukraina, S.laxissima Kenya, S.pacifica Hoa Kỳ + Ở việt nam, giống nghiên cứu đầu tiên, lưu giữ Viện Sinh vật học, S.platensis Geitler CH Pháp cung cấp II.2/ Mơi trường sống: + Spirulina sinh vật phiêu sinh (Plankton) sống tự (free living organism) nước kiềm, giàu khống chất + Các vi phiêu sinh lơ lửng độ sâu tới 50 cm,và mơi trường nhân tạo thường ni mức nước 10-30 cm(ni hồ hở), hồ đáy sâu 1-1,5 m (sục khí) phải đảm bảo tảo nhận nhận ánh sáng + Trơi nước nhu cầu ánh sáng đặc điểm ràng buộc lẫn nhau, hỗ trợ nhau, quan trọng cơng nghệ ni trồng Spirulina II.3/ Phân bố: + Spirulina sống mơi trường ưa kiềm (pH: 8,5-9,5) Trong tự nhiên, chúng sống hồ, suối khống ấp áp + Tảo có phạm vi phân bố rộng: Châu Phi: Tchad, Congo, Ethiopia, Kenya, Nam phi, Ai cập, Tanzania, Zambia Châu Mỹ: Hoa kỳ, Peru, Uruguay, Mexico Châu Á: Ấn độ, Paskistan, Srilanka, Việt nam Châu Âu: Nga, Ukraina, Hungarie… + Một lồi spirulina xuất nhiều quốc gia, có nơi cách tới vòng trái đất như: lồi S.platensis Ngun nhân là: http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Tự nhiên: số lồi chim ăn tảo spirulina Phoeniconaiasminor (ở châu mỹ) Do tảo bám vào lơng vũ lồi chim này, dựa vào di cư chúng để phát tán nòi giống KIL OBO OKS CO M Con người: đem tảo sản xuất nhiều nơi giới để phục vụ cho nhu cầu người II.4/ Đặc điểm dinh dưỡng : + Spirulina vi sinh vật quang dưỡng bắt buộc Do đó, chúng khơng thể sống hồn tồn khơng có ánh sáng + Phải đảm bảo tiêu ánh sáng, nhiệt độ, pH, điều kiện khuấy trộn… + Mơi trường dinh dưỡng spirulina gồm: + Các dưỡng chất: mơi trường phải đảm bảo cung cấp đầy đủ nguồn: cacbon, nitơ, chất khống đa lượng vi lượng… + Dinh dưỡng cacbon: Spirulina đồng hóa cacbon chủ yếu dạng vơ cơ, tốt bicacbon (HCO3-), thơng qua q trình quang hợp Phản ứng quang tổng hợp hidratcacbon (đường) số chất khác: HCO3- + 2H2O (CH2O) + O2 + H2O +OH- Nguồn cacbon để ni dưỡng Spirulina khoảng 1,2 -16,8 g NaHCO3/ lit + Dinh dưỡng N: Spirulina có khả cố định nitơ, đồng hóa nitơ theo phản ứng khử nhờ enzyme nitrogenase xúc tác có ATP Kết nitơ tổng hợp thành protein chúng Chúng khơng có khả sử dụng N2 khơng khí mà sử dụng dạng: nitrat (NO3-), NH3 (thường có nước thải Biogas), (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4( có phân bón nơng nghiệp), (NH2)2CO Tuy nhiên sử dụng nguồn nitơ khơng từ nitrat phải khống chế nồng độ dễ suy giảm sinh khối thẫm chí gây chết tảo http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN + Các chất khống cần cung cấp cho mơi trường ni tảo: Photpho vơ khoảng 90 – 180 mg/L K+ Na+ dạng kết hợp với N, P KIL OBO OKS CO M Mg+: đóng vai trò tương tự P Ca2+: khơng ảnh rõ đến sinh trưởng tảo Fe cung cấp dạng muối FeSO4 Nồng độ Fe2+ rộng từ 0,56 -56 mg/ L mơi trường Cl-: ưa Clo vơ cơ, nồng độ dùng với muối NaCl khoảng – 1,5 g/L Sau thành phần dinh dưỡng mơi trường Zarrouk dùng để ni Spirulina: http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Nếu mơi trường có vi lượng khống khác spirulina hấp thụ Điều có gây hại hay có lợi cho tảo Sự hấp thu có hại: Pb, Cd, Hg, As… Sự hấp thu có lơi: Senlen, Fe, germani I2 Spirulina chịu tác động hormone, giúp tảo tăng trưởng nhanh indol acetic acid (AIA), gibberelic acid (GA3)… + Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình dinh dưỡng: Cơng thức tổng qt q trình quang hợp: CO2 + H2O Hay 6CO2 + 6H2O CH2O + O2 C6H12O6 + 6O2 Ở spirulina có tới 15 sắc tố tham gia q trình quang hợp gồm: chlorophyl (a) phycocyanin, betacaroten 11 carotenoids khác, ngồi phycoerythrin + Nhiệt độ tối hảo cho tảo khoảng 30 -35oC + pH kết cân bằng: CO2 H2CO3 H+ + HCO3- 2H+ + CO3- pH thích hợp với Spirulina khoảng 8,5 – 9,5 II.5/ Đặc điểm sinh trưởng sinh sản: * Sự sinh trưởng: Spirulina trải qua giai đoạn: thích nghi, logarit, đường thẳng, giảm, ổn định, lão suy * Sự sinh sản có phương thức sinh sản: vơ tính(phân chia từ sợi tảo mẹ trưởng thành) Từ sợi tảo mẹ, hình thành nên đoạn Necridia (gồm tế bào http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN chun biệt cho sinh sản) Trong Necridia hình thành đĩa lõm hai mặt tách rời tạo hormogonia chia cắt vị trí đĩa Trong phát triển, phần đầu gắn tiêu giảm, đầu hormogonia trở nên tròn KIL OBO OKS CO M vách tế bào có chiều dày khơng đổi Các hormogonia phát triển, trưởng thành chu kì sinh sản lập lập lại cách ngẫu nhiên, tạo nên vòng đời tảo Trong thời kì sinh sản tảo spirulina nhạt màu sắc tố xanh bình thường Sau vòng đời tảo spirulina: Rõ ràng vòng đời tảo đơn giản, tương đối ngắn Trong điều kiện tối ưu (ni phòng thí nghiệm) vòng đời khoảng ngày Ở điều kiện tự nhiên khoảng – ngày II.6/ Thành phần tảo Spirulina: + Thành phần dinh dưỡng Spirulina: Khoảng 9% trọng lượng khơ tổng số chất khống; hydrocarbon chiếm 15% Khoảng 6,5% lipid bao gồm 2,6% acid béo omega-3 omega-6 chưa bão hòa (và tỷ lệ cao); thêm vào tỷ lệ trung bình betacaroten 0,17% (rất cao) vitamine B bao gồm 4µg B12 phần 10g Spirulina cần thiết cho người trưởng thành ngày + Protein spirulina: Phycobiliprotein: phycocyanin allo phycocyanin Chúng có tác dụng tăng cường miễn dịch người động vật; thamgia phản ứng phát kháng ngun đặc http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN hiệu, đánh dấu kháng thể đơn dòng để chuẩn đốn, phát bệnh; hỡ trợ trị liệu ung thư Ngồi hàm lượng protein cao nên thức ăn giàu dinh dưỡng giúp: KIL OBO OKS CO M Cung cấp chất đạm Trị suy dinh dưỡng Do Spirulina xuất phần ăn trẻ em suy dinh dưỡng Châu phi nhiều quốc gia Hỗ trợ điều trị suy gan, viêm gan, bệnh lao Cung cấp hàm lượng đạm cao cho vận động viên, người lao động cường độ cao người bệnh + Glucid spirulina: Glucid spirulina có cấu trúc gần giống với glycogen, nên thích hợp với dinh dưỡng người động vật Spirulina có chứa poly saccharid dạng muối sunfat calci Phân tử chứa Rhamnose, Glucose,Fructose, Ribose, Galactose, Xylose, Mannose, Glucuronic Galacturonic Do spirulina có tác dụng: Kháng virus HIV virus herpes Chống oxy hóa khử gốc oxy hóa O2-,OH-… Kháng thrombin, ngăn ngừa thành lập cục máu đơng mao mạch Có thể dùng làm thuốc kháng HIV Hỗ trợ điều trị phòng ngừa bệnh cao huyết áp, xơ cứng động mạch viêm thấp khớp + Lipid soirulina: Chất béo đa phần gồm acid béo cần thiết (Vitamin F): acid linoleic – 10 mg/g, a γ linolenic – 11 mg/g…, acid oleic, palmitic với hàm lượng tùy thuộc giống tảo Có chứa acid béo omega: chủ yếu là: γ-linolenic (GLA), dihomo- γ linolenic GLA tiền chất biến dưỡng tổng hợp prostaglandin E1 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Cơng nghệ ni theo hệ thống hở (Opened ecosystem) (O.E.S) Cơng nghệ ni theo hệ thống kín (Closed ecosustem) (C.E.S) III.1.1/ Cơng nghệ ni trồng spirulina theo hệ KIL OBO OKS CO M thống hở (O.E.S): Spirulina sống mơi trường dinh dưỡng đựng bình, chậu, bể… vận động khuấy trộn theo kiểu tịnh tiến chiều tảo hấp thu ánh sáng mặt trời để phát triển Kiểu ni phụ thuộc vào thời tiết cần có giải pháp khắc phục III.1.2/ Cơng nghệ ni trồng tảo spirulina theo hệ thống kín (C.E.S): Spirulina ni bể lên men vi sinh khối (bioreactor) vận động máy khuấy trộn theo chiều, tảo hấp thu ánh sáng nhân tạo hay tự nhiên Nhiều kiểu CES thiết kế thùng lên men cổ điển kiểu ống xoắn ốc… So sánh hệ thống ni tảo spirulina hở kín: Hệ thống ni tảo spirulina hở Hệ thống ni tảo spirulina kín - Chi phí đầu tư thấp hệ thống - Chi phí đầu tư cao nên phổ biến kín nên phổ biến nhiều nơi giới -Diện tích ni nhỏ, ni - Diện tích ni trồng lớn, ni tảo khơng gian chiều tảo khơng gian chiều Ni bể lên men vi sinh khối, - Ni bể dinh dưỡng khơng vận động máy khuấy trộn theo phải bể lên men vi sinh khối chiều (bioreactor) - Tảo quang hợp dựa vào nguồn ánh - Tảo quang hợp dựa vào nguồn sáng nhân tạo tự nhiên ánh sáng mặt trời - Hệ thống khơng chịu tác động - Hệ thống chịu nhiều tác động thời tiết Việc quản lý yếu tố vật thời tiết khí hậu, việc quản lý lý chủ động yếu tố vật lý, hóa học thụ động - Nhiều trang thiết bị đại giúp http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN - Ít trang thiết bị đại Thơng quản lý chủ động tất yếu tố số khơng ấn định tự động vật lý(ánh sáng, nhiệt độ…), hóa học (hóa chất dùng ni trồng tảo), sinh KIL OBO OKS CO M học (kiểm sốt diệt sinh gây hại cho spirulina) Tất thơng số(nhiệt độ, ánh sáng, ph…) ấn định tự động - Cho suất thấp hệ thống kín - Cho suất cao III.2/ Hệ thống ni tảo hở: Một số lưu ý chuẩn bị ni tảo: Tìm hiểu thị trường tiêu thụ Hệ thống giao thơng từ nơi nơi ni tảo đến nhà máy chiến biến tảo phải thuận lợi Tìm thỏa thuận người ni tảo nhà chế biến tảo Chuẩn bị ngun vật liệu xây dựng ao, bể ni, hệ thống khuấy nước Chuẩn bị nguồn giống tảo spirulina Chuẩn bị hóa chất ni tảo, trang thiết bị cho biết thơng số mơi trường ni tảo như: máy đo pH, đo oxygen, nhiệt độ… Chuẩn bị kĩ thuật ni tảo III.2.1/ Thiết kế bể ni tảo spirulina: III.2.1.1/ Lựa chọn địa điểm ni tảo: Nơi ni tảo phải có lượng chiếu sáng thích hợp giúp tảo sinh trưởng bình thường, ảnh hưởng đến lượng sinh khối hoạch thu http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Chủ động nguồn nước ni tảo, nước khơng bị nhiễm thích hợp cho việc ni tảo Giao thơng thuận tiện dễ bị mối ăn KIL OBO OKS CO M Nếu địa điểm xây bể có nhiều mối khơng nên dùng vật liệu xây bể plastic III.2.1.2/ Thiết kế bể ni tảo: Bể ni tảo hình chữ nhật góc vê tròn kết hợp với hệ thống cánh khuấy(paddle-wheel) Bể lớn (hoặc nhỏ) diện tích, thể tích lên tới x 0,3 m3, chí đến 200ha x 0,3 m3 Bể nên xây cao 50 – 55 cm để đảm bảo độ sâu mực nước từ 20 – 30 cm Bể xây dựng vật liệu xây dựng thơng thường(ximang, plastic, gạch cement hay gạch beton cement chịu kiềm) Bể có xây tường ngăn hụt tạo dòng chảy lưu thơng khí khuấy xục Có thể đặt hay máy khuấy đầu để lưu thơng nước *Hệ thống khuấy – xục khí: Hệ thống ni tảo với qui mơ lớn có kết hợp hợp hệ thốnng khuấy – xục khí nhằm thu lượng sinh khối nhiều Lưu ý: bể cần khuấy liên tục Sự xục khí nhằm: Tạo tiếp xúc tốt tế bào tảo với dinh dưỡng, ánh sáng, CO2 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Giữ ổn định nhiệt độ nước giúp tảo phát triển tốt Tạo tốc độ nước chảy 5,0cm/s Do đó, tạo điều kiện tối ưu co phát KIL OBO OKS CO M triển tảo khơng bị lắng góc bể Ngồi ra,có thể xây mái che cho bể Mái che kiểu nhà kính đơn giản thiết kế với mái, nhọn Khung mái thép, lợp tole trong, nhựa plastic hay kính để ánh sáng qua được.Mái di động theo hướng nửa mái kéo nằm song song phía phần mái cố định kế bên Mái che nằm vị trí chiếu sáng tốt nhất, thường hướng http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đơng-Tây Cơng dụng mái che: Chống xâm nhiễm bụi đất, cát theo gió đưa vào KIL OBO OKS CO M Bụi khói nhiên liệu bị đốt cháy Tránh chim bay vào III.2.2/ Nguồn nước: Nước dung mơi quan trọng để hòa tan chất dinh dưỡng ni tảo spirulina Nước lấy từ nguồn: Nước giếng khoan: có chứa nhiều chất vơ có ích, cần phải loại bỏ chất độc chì, arsenic… Nước máy thị: đắt Nước biển, suối nước khống: có chứa nhiều dưỡng chất Sau thành phần hóa học mơi trường Zarrouk số nguồn tài ngun nước STT Tên hóa chất NaHCO3 KHPO4 NaNO3 NaCl MgSO4.7H2O 10 11 12 13 14 FeSO4.7H2O K2SO4 CaCl2.2H2O EDTA Dung dịch A5 Dung dịch B6 Tổng số (g/L) pH Ấp suất thẩm thấu (mOsmol) (1) 16,80 NGUỒN (3) (2) Na+ = 0,95 K+ = 0,038 Ca2+ = 0,037 0,143 (tổng Na+K+) Ca2+ = 0,092 Mg2+ = 0,12 Fe = 0,6 Cl- = 0,02 HCO3- = 2,58 PO4- = 0,007 … ? 7,5 - Mg2+ = 0,017 Fe2+ = 0,0004 Cl- = 0,03 HCO3- = 0,227 SO42- = 0,084 … ~0,68 7,1 0,74 (theo KCl) 00 23,36 6,30 ~ 0,01 1,00 0,04 0,08 1ml/L 1ml/L ~ 22,14 -10 ~ 0,0004 + 1,32 00 * ~33 - 39 6,0 – 6,5 620,83 1094,23 + 2,50 1,00 0,2 (5) 0,011 (CO2 tự do) + 00 30,02 (theo KCl) + 45,20 97,08 (Khan) + + + 00 00 ++ ~370 6,8 0,50 (4) 0,8 – 0,99 (CO2 tự do) + 0,21 Ghi chú: (1) Mơi trường Zarrouk, dung dịch A5(g/L): H3BO3 = 2,86; MnCl2.4H2O = 1,8; ZnSO4.7H2O = 0,22; MoO3 = 0,01; CuSO4.5H2O = 0,08; Dung dịch B6(mg/L): NH4VO3 = 22,9; NiSO4.7H2O = 47,8; Na2WO4 = 17,9; Ti2(SO4)3 = 40,0; Co(NO3)2.6H2O = 4,4 (2) Nước biển: thành phần nước biển phức tạp, gần 100 ngun tố hóa học, nhiều chất vi lượng (3) Nước ót: nước ót đồng muối có thành phần phức tạp tương tự nước biển, ion ++ diện với tỉ lệ lớn (4) Nước suối Vĩnh Hảo nước máy TP.Hà Nội http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN III.2.3/ Chuẩn bị giống: Ở nước ta thường dùng giống tảo S.latensis nguồn gốc nhập ngoại, với hình dạng KIL OBO OKS CO M chính: thẳng, xoắn lò xo, uốn sóng xoắn nếp dày, sâu Các giống Spirulina nhập ngoại thường có nguồn gốc châu phi qua q trình phân lập phòng thí nghiệm sinh học Nguồn gene spirulina nước ta phong phú, đặc biệt spirulina phát triển tự nhiên hồ ba bể (Hà Nội) III.2.3.1/ Tiêu chuẩn chọn giống spirulina: Chọn giống theo mục đích sử dụng: làm thực phẩm (chọn giống giàu protein, vitamin, khơng có chứa mùi khó chịu sử dụng), làm dược phẩm(chọn giống chiết xuất chất mong muốn với liều lượng cao), làm mỹ phẩm( chọn giống chiết xuất nhiều chất dưỡng da, chống lão hóa da Vitamin Echống oxy hóa…) Chọn giống hấp phụ, tích tụ chất độc mơi trường ni cấy như:Pb, arsenic Giong Spirulina chất lượng tốt giống hấp phụ chất độc điều kiện thí nghiệm Chọn giống cho suất cao, dễ thu hoạch, dễ thích nghi, sức chống chịu tốt Giống spirulina phải mua sở uy tín Đồng thời nơi ni trồng spirulina nên trang bị phòng thí nghiệm để phục vụ cho cơng tác giữ nhân giống phục vụ sản xuất Ở nước ta có bảo tàng giống tảo Việt Nam nơi cung cấp giống tư vấn xây dựng qui trình ni tảo- giáo sư Dương Đức Tiến thành lập từ năm 1982 III.2.3.2/ Lợi ích việc xây dựng phòng thí nghiệm nơi ni tảo: Là nơi giúp phân tích chất lượng nước bể ni để ln kiểm sốt tốt thơng số mơi trường ni tảo, đảm bảo số lượng chất lượng sinh khối thu hoạch http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Là nơi cất giữ nhân giống tảo phục vụ cho sản xuất spirulina Có thể giúp người ni tảo tiết kiệm ngồi KIL OBO OKS CO M khoảng chi lớn so với việc mua giống tảo bên Đảm bảo giống tảo ln có để phục vụ sản xuất Có thể lai tạo để tìm giống tốt như: thích nghi cao, st cao, chất lượng tốt Có thể làm nơi tìm cơng thức trường ni tảo đạt hiệu Lưu ý: thiết kế phòng thí nghiệm phải có bể nhân giống tảo III.2.3.3/ Một số dụng cụ hóa chất phòng thí nghiệm: Nồi hấp áp lực (Autoclave) Tủ cấy vi sinh vật (Biologycal Safety Cabinet) Kính hiển vi quang học (Microscopic) Dàn đèn ánh sáng mơi http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Mơi trường ni cấy tảo phòng thí nghiệm: thường mơi trường Zarrouk nêu phần III.2.4/ Quy trình ni tảo Spirulina thu sinh khối: Hệ thống ni hở ni spirulina gồm: Hồ ni máy trộn, mái che điều chỉnh ánh sáng nhiễm ( khơng có quy mơ lớn),hệ thống cấp nước.Tiến hành quy trình sau: Chuẩn bị: Vệ sinh hồ cấp nước tới mức định sẵn( 15 – 30cm)(nguồn thích hợp khơng lẫn chất có hại cho tảo) bổ sung hóa chất vào nguồn nước (định lượng thành phần hóa học chủ yếu Na+, K+, HCO3-, NO3-…- theo cơng thức Zarrouk thơng số pH) Mơi trường ni nên để ổn định vài trước bơm giống xuống bể http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Bơm giống: Mật độ tế bào spirulina ~ 150 – 300 mg/L Chế khuấy nên liên tục ngày hạn chế ánh sáng cho phù hợp với sinh khối lỗng Sinh khối tiếp tục phát triển tính tốn pha lỗng dần để tiếp tục nâng mực nước ni lên đạt độ sâu KIL OBO OKS CO M cao Chất ni tiếp tục bổ sung theo dẫn định lượng thơng số ngày, theo chu kỳ: NaHCO3: cách -3 ngày, tùy PH tăng lên ổn định 10,5 Nguồn N: ure cách -2 ngày, loại đạm khác thưa Nước bổ sung ngày để bù đắp lượng nước bốc Thu hoạch sinh khối: Khi sinh khối đạt > 750 mg/L thu hoạch, nên để sinh khối tảo sinh trưởng lại >= 300 mg/L Thời gian bắt đầu thu hoạch thường sau xuống giống – 10 ngày, q trình ni thu hoạch liên tục dài – tháng thu tồn bộ, làm vệ sinh hồ, ni mẻ III.2.5/ Một số vấn đề quản lý bể ni tảo: III.2.5.1/ Các yếu tố vật lý: Ánh sáng: Ánh sáng tự nhiên: thời gian chiếu sáng, cường độ chiếu sáng vừa phải để giúp tảo phát triển tốt (lượng chiếu sáng ngày 30% lượng chiếu sáng vùng nhiệt đới tốt nhất).Nếu thời gian chiếu sáng dài, cường độ gây gắt làm giảm sinh khối tảo.Đồng thời ánh sáng làm thất oxygen ao Hơn thời gian bóng tối thời gian tảo hơ hấp đặc biệt tổng hợp protein Ánh sáng nhân tạo (hệ thống ni spirulina kín): điều chỉnh với nhu cầu tảo, giúp phát triển tốt Nhưng chi phí tốn Quản lý: hệ thống hở, lượng chiếu sáng nhiều q che mát cho ao cách trồng xung quanh ao xây mái che cho ao Đối hệ thống kín: kiểm tra để điều chỉnh lượng chiếu sáng phù hợp cách điều chỉnh hệ thống đèn Nhiệt độ http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Nó hưởng đến q trình sinh trưởng phát triển tảo Nhiệt độ 20oC tảo khơng chết phát triển chậm Nhiệt độ 38oC tảo chết Tảo Spirulina phát triển tối hảo 35oC KIL OBO OKS CO M Mưa: nơi có lượng chiếu sáng ngày cao ,mưa tốt cho phát triển tảo Nhưng làm tràn bể ni tảo mơi trường ngồi Do ta nên xây thành bể cao Gió: giúp hòa tan lượng oxygen khơng khí vào bể Nhưng mang vật lạ vào bể, ảnh hưởng khơng tốt cho tảo Do xây mái che cho bể giúp hạn chế vật chất lạ theo gió rơi vào bể III.2.5.2/ Các yếu tố hóa học: Đảm bảo lượng chất nước theo cơng thức mơi trường ni tảo Ngồi cần bổ sung ion sau vào bể ni: Anions Cations Carbonate: 2800 mg/L Sodium: 4380 mg/L Bicarbonate: 720 mg/L Potassium: 642 mg/L Nitrate: 614 mg/L Calcium: 10 mg/L Phosphate: 80 mg/L Magnesium: 10mg/L Sulfate: 350 mg/L Iron: 0,8 mg/L Chloride: 3030 mg/L Thường xun đo đạc thơng số mơi trường, đề xuất biện pháp quản lý thích hợp pH thích hợp cho tảo spirulina: 8,5 -9,5 pH 7, tảo quang tổng hợp thấp Thiếu dưỡng chất: cụ thể thiếu đạm đẫn đến thối biến sắc tố lam phycocyanin, tảo bị vàng, tế bào kiếm phát triển, suất thấp Tỷ lệ K,Na phải ổn định K/Na Ni > Co > Cr > Cd > Zn Có nghiên cứu cho rằng: cadmi (Cd) xấp xĩ 10-4 mol/L gây ức chế tồn phân chia Spirulina KIL OBO OKS CO M Ảnh hưởng hóa chất khá: chất thãi thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, diệt cỏ gây độc cho tảo III.2.5.3/ Các yếu tố sinh học: Có thể xâm nhập sinh vật có hại cho bể ni tảo từ nguồn nước cấp Động vật chân chèo (Rotifers): Khi chúng rơi vào ao.chúng dùng tảo lam làm thức ăn Quản lý: Dừng khuấy bể vào ban đêm, tảo sử dụng oxygen để hơ hấp dẫn đến động vật chân chèo thiếu oxy chết Tuy nhiên có làm làm tảo thiếu oxy Có thể dùng lưới(với mắt lưới nhỏ) để vớt chúng Động vật chân chèo thức ăn tốt cho tơm cá Khi dùng hóa chất để diệt chúng phải đảm bảo chúng khơng ảnh hưởng đến tảo người tiêu dùng Động vật ngun sinh: Chúng khơng độc cho người, khơng hại tới tảo Có lẽ chúng giúp cho tảo tạo lượng CO2 nhỏ Amoeba: Những lồi khác với động vật ngun sinh chỗ chúng ăn tảo R.R.Kudo mơ tả 74 lồi amoeba khác Có lồi số chúng gây nguy hiểm cho người Entamoeba histolytica Tảo tạp: Chúng lồi có độc ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng Do mơi trường phát triển Spirulina kiềm tính nên làm giảm phát triển số lồi tảo tạp Vi khuẩn: http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Chúng gây tác hại cho người sử dụng tảo Tuy nhiên pH hầu hết lồi vi khuẩn gây bệnh nấm mốc nấm men khoảng 6,0 – 8,0 nên chúng bị tiêu diệt bể ni tảo Spirulina KIL OBO OKS CO M III.3/ Thu hoạch tảo spirulina: Ngồi cách xác định thời điểm thu hoạch trình bày trên, ta sử dụng đĩa Secchi.(thiết bị đơn giản để đo độ nước bể) Khi độ sâu nhìn thấy đĩa Secchi đạt từ 1,5 – cm thời điểm thu hoạch Thu hoạch độ sâu nhìn thấy đĩa Secchi cm dừng bổ sung hóa chất vào bể, tiếp tục vừa ni vừa thu hoạch Đối với kg tảo thu vớt bạn phải bổ sung 1,4 g Mg(tương đương với MgSO4), 7,6 g P (tương đương 42,72 g K2HPO4), 5,25 g S (16,48 g K2SO4), 1g Ca (2,77 g CaCl2), 4,48 g NaCl(dùng muối biển), 120 g N (260,86 g ure) chất vi lượng khác Ta nên thu hoạch tảo vào sáng sớm lý sau đây: Nhiệt độ buổi sáng mát nên việc thu hoạch dễ dàng, đỡ mệt nhọc Có nhiều để phơi khơ sản phẩm Lượng protein spirulina thu vào buổi sáng cao thời điểm khác ngày Nên thu hoạch vào ngày nhiều nắng để đảm bảo tảo phơi khơ Phương pháp thu hoạch: Sử dụng màng lọc Polyester, đường kính mắt lưới 30μm Thiết bị lọc đặt nghiêng chút để tiến hành lọc liên tục đồng thời rửa vớt Sau chúng qua giai đoạn vắt nước máy vắt, ép nhờ màng rung cho nước chảy bớt xuống Bánh tảo sau cắt miếng, khúc nhờ dao; sau giai đoạn nước chiếm 70 -80 % Trong giai đoạn Spirulina chứa nhiều đạm nên chúng dễ bị vi khuẩn cơng lên men tạo sản phẩm khơng mong muốn vòng vài giờ- tùy nhiệt độ Vì trang trại thủ cơng nhỏ lẽ thường phơi cách cho dịch tảo vào hộp kim loại đem phơi ngồi nắng để làm khơ tảo http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Người ta sử dụng thiết bị đơn giản hình xylanh, đầu có châm lỗ nhỏ đường kính 2mm, cho tảo vào Sau ép mạnh đầu, tảo chảy thành sợi sợi mì trải nhẹ lên khung kim loại KIL OBO OKS CO M gỗ đưa vào hộp để làm khơ Hộp làm khơ có kích thước lỗ vào cho phép khơng khí lưu thơng dễ dàng Người ta cải tiến hiệu cách gia nhiệt khơng khí bên kính bạt plastic trước cho chúng vào hộp làm khơ Vấn đề nhiễm mơi trường ni spirulina: chúng tạo CO2 thãi vào khí quyển, hay lượng nước ni mẻ tảo xong thãi mơi trường xung quanh gây http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN nhiễm tính kiềm mạnh Do nguồn nước thãi từ bể ni cần phải pha lỗng hay trung hòa trước thãi ngồi Kết luận: KIL OBO OKS CO M IV/ Quy trình liên hồn từ ni trồng đến chế biến, chiết xuất tảo Spirulina: Thơng qua báo cáo, hiểu thêm kĩ thuật ni trồng tảo spirulina Từ ta vận dụng kiến thức vào sản xuất nhằm đem lại hiệu cao Hiện nước ta tảo trồng đại trà, Nhà nước nên hầu trợ ngành cơng nghệ sinh học nhằm tìm giống tảo lai phầm chất tốt suất cao, mơi trường ni cấy hiệu cao, đầu tư nghiên cứu, triển khai mơ hình ni đạt hiệu thích hợp nhà sản xuất lớn người nơng dân Chúng ta cần phát triển tồn diện ni trồng lẫn chế biến chiết xuất tảo nhằm khai thác có hiệu nguồn ngun liệu q http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Tài liệu tham khảo: Lê Văn Lăng.1999 Spirulina Nhà xuất Y Học Các trang web: KIL OBO OKS CO M http://vietsciences.free.fr http://www.thanhnien.com.vn http://www.baokhanhhoa.com.vn http://www.dep.com.vn http://www.nea.gov.vn/thongtinmt/noidung/vnn1_25_4_04.htm http://www.saharavn.com/index.php?page=5&sub=943&script=tintuc&view =12009&type=news [...]... ni tảo và nhà chế biến tảo Chuẩn bị ngun vật liệu xây dựng ao, bể ni, hệ thống khuấy nước Chuẩn bị nguồn giống tảo spirulina Chuẩn bị hóa chất ni tảo, trang thiết bị cho biết các thơng số của mơi trường ni tảo như: máy đo pH, đo oxygen, nhiệt độ… Chuẩn bị kĩ thuật ni tảo III.2.1/ Thiết kế bể ni tảo spirulina: III.2.1.1/ Lựa chọn địa điểm ni tảo: Nơi ni tảo phải có lượng chiếu sáng thích hợp giúp tảo. .. Bùi thanh trúc và CS : Các báo cáo Nghiên cứu chất lượng và chiết xuất hoạt chất từ tảo Spirulina 1993 -1994 Trường Đại Học Y Dược TP.HCM, Khoa Dược KIL OBO OKS CO M STT Phân tích hàm lượng chất vơ cơ trong tảo Spirulina (tính theo % trọng lượng tảo khơ) Mẫu *Tảo của Sosa Texcoco *Tảo của Fox R.A Tảo của Labo Helvinam *Tảo của Cty nước khống Vĩnh Hảo Calci Natri Photpho Kali Sắt Magie Mangan 0,13 0,10... (hóa chất dùng ni trồng tảo) , sinh KIL OBO OKS CO M học (kiểm sốt diệt những sinh gây hại cho spirulina) Tất cả các thơng số(nhiệt độ, ánh sáng, ph…) đều được ấn định tự động - Cho năng suất thấp hơn hệ thống kín - Cho năng suất cao III.2/ Hệ thống ni tảo hở: Một số lưu ý khi chuẩn bị ni tảo: Tìm hiểu về thị trường tiêu thụ Hệ thống giao thơng từ nơi nơi ni tảo đến các nhà máy chiến biến tảo phải thuận... cổ điển hoặc kiểu ống xoắn ốc… So sánh hệ thống ni tảo spirulina hở và kín: Hệ thống ni tảo spirulina hở Hệ thống ni tảo spirulina kín - Chi phí đầu tư thấp hơn hệ thống - Chi phí đầu tư cao nên ít phổ biến kín nên phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới -Diện tích ni nhỏ, có thể ni được - Diện tích ni trồng lớn, chỉ ni tảo trong khơng gian 3 chiều được tảo trong khơng gian 2 chiều Ni trong bể lên men vi... ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Nó hưởng đến q trình sinh trưởng và phát triển của tảo Nhiệt độ dưới 20oC tảo khơng chết nhưng phát triển chậm Nhiệt độ trên 38oC tảo sẽ chết Tảo Spirulina phát triển tối hảo ở 35oC KIL OBO OKS CO M Mưa: ở những nơi có lượng chiếu sáng trong ngày cao ,mưa sẽ tốt cho sự phát triển của tảo Nhưng nó có thể làm tràn bể ni tảo ra mơi trường ngồi Do đó ta nên xây thành bể cao Gió: giúp hòa... nước ni mẻ tảo xong được thãi ra mơi trường xung quanh gây http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ơ nhiễm do tính kiềm mạnh Do đó nguồn nước thãi từ bể ni cần phải được pha lỗng hay trung hòa trước khi thãi ra ngồi Kết luận: KIL OBO OKS CO M IV/ Quy trình liên hồn từ ni trồng đến chế biến, chiết xuất tảo Spirulina: Thơng qua bài báo cáo, chúng ta hiểu thêm về kĩ thuật ni trồng tảo spirulina... cho tảo spirulina: 8,5 -9,5 pH 7, tảo quang tổng hợp rất thấp Thiếu dưỡng chất: cụ thể là thiếu đạm đẫn đến thối biến sắc tố lam phycocyanin, tảo bị vàng, tế bào kiếm phát triển, năng suất thấp Tỷ lệ K,Na phải ổn định K/Na ... (tổng Na+K+) Ca2+ = 0,092 Mg2+ = 0,12 Fe = 0,6 Cl- = 0,02 HCO 3- = 2,58 PO 4- = 0,007 … ? 7,5 - Mg2+ = 0,017 Fe2+ = 0,0004 Cl- = 0,03 HCO 3- = 0,227 SO4 2- = 0,084 … ~0,68 7,1 0,74 (theo KCl) 00 23,36... spirulina hở Hệ thống ni tảo spirulina kín - Chi phí đầu tư thấp hệ thống - Chi phí đầu tư cao nên phổ biến kín nên phổ biến nhiều nơi giới -Diện tích ni nhỏ, ni - Diện tích ni trồng lớn, ni tảo khơng... bicacbon (HCO 3-) , thơng qua q trình quang hợp Phản ứng quang tổng hợp hidratcacbon (đường) số chất khác: HCO 3- + 2H2O (CH2O) + O2 + H2O +OH- Nguồn cacbon để ni dưỡng Spirulina khoảng 1,2 -1 6,8 g NaHCO3/