BÀI GIẢNG sản XUẤT THỨC ăn tươi SỐNG

Mối quan hệ giữa các sinh vật thức ăn trong thủy vực Trong các ao nuôi thủy sản, khẩu phần ăn tự nhiên của hầu hết các loài cá, giáp xác và thân mềm rất đa dạng bao gồm nhiều loài tảo k

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG – LÂM – NGƯ

BÀI GIẢNG (Lưu hành nội bộ)

SẢN XUẤT THỨC ĂN

TƯƠI SỐNG (Dành cho ngành Nuôi trồng thủy sản)

Biên soạn: Phan Thị Mỹ Hạnh

Năm 2014

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THỨC ĂN TỰ NHIÊN

TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

1.1 Khái niệm về thức ăn tự nhiên

Thức ăn tự nhiên hay thức ăn sống (natural food, live food ) là các phiêu sinh (plankton) Phiêu sinh chính là chuỗi thức ăn sơ cấp và thứ cấp cho hầu hết động vật nước Phiêu sinh có hai nhóm, đó là phiêu sinh thực vật (phytoplankton) và phiêu sinh động vật (zooplankton) Phytoplankton được coi là sinh vật tự dưỡng, bởi vì chúng có thể sử dụng nguồn cacbon, nitơ đơn giản và ánh sáng mặt trời để sinh trưởng và phát triển; chúng là điểm xuất phát của chuỗi thức ăn Zooplankton được coi là sinh vật dị dưỡng, chúng ăn những sinh vật tự dưỡng và các sinh vật dị dưỡng khác Zooplankton là nguồn thức ăn quan trọng của ấu trùng tôm và cá trong tự nhiên hay nuôi trồng Bên cạnh động, thực vật thủy sinh như các loài rong tảo, động vật phiêu sinh, động vật đáy, vi sinh vật,… sống và phát triển trong hệ thống ao nuôi, mùn bã hữu cơ cũng là nguồn thức ăn tự nhiên phong phú

1.2 Mối quan hệ giữa các sinh vật thức ăn trong thủy vực

Trong các ao nuôi thủy sản, khẩu phần ăn tự nhiên của hầu hết các loài cá, giáp xác và thân mềm rất đa dạng bao gồm nhiều loài tảo khác nhau (tảo khuê, tảo lục, tảo có roi…) và các nhóm động vật phù du (luân trùng, giáp xác râu ngành, giáp xác chân chèo, ấu trùng mười chân ) Đối với các thủy vực nước

ngọt, luân trùng (nhất là giống Brachionus) và trứng nước (giống Moina) là các

nhóm thức ăn tự nhiên chiếm mật độ cao và là nguồn thức ăn quan trọng của cá

ở giai đoạn sau khi nở

Bên cạnh các loài vi tảo thì động vật phiêu sinh là nguồn thức ăn rất quan trọng trong ương nuôi giai đoạn ấu trùng của nhiều loại thủy sản Ở các ao ương, sau khi bón phân 7-10 ngày, phiêu sinh động vật phát triển mạnh là nguồn thức

ăn quan trọng của ấu trùng tôm và cá bột Kích thước của động vật phiêu sinh biến động rất lớn nên phù hợp cho nhiều loài động vật thủy sản ở giai đoạn ấu trùng

Trong tự nhiên, thành phần giống loài động vật phiêu sinh rất phong phú Thành phần dinh dưỡng cũng rất khác nhau, thay đổi tùy theo loài và môi trường sống Hiện nay nhóm động vật phiêu sinh được nuôi chủ yếu làm thức ăn cho

tôm cá ở Đồng Bằng Sông Cửu Long là luân trùng (rotifer), copepoda, cladocera (moina và daphnia)

1.3 Vai trò của thức ăn tự nhiên

Thức ăn tự nhiên đóng vai trò rất quan trọng, quyết định sự thành công trong ương nuôi nhiều loài động vật thủy sản, đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng Nghiên cứu đặc điểm sinh học, kỹ thuật nuôi một số loại thức ăn tươi sống cho động vật thủy sản từ lâu đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Các đối tượng chủ yếu đang được quan tâm nghiên cứu như: Vi tảo, luân trùng, giáp xác râu ngành, Artemia, trùng chỉ

Nghề nuôi giáp xác, cá biển và nhuyễn thể đang ngày càng phát triển mạnh,

vì thế, nhu cầu con giống đang ngày gia tăng và cần được giải quyết Trong sản xuất giống, thức ăn và kỹ thuật cho ăn khi ương ấu trùng là vấn đề rất quan trọng Ngày nay, mặc dù có nhiều kỹ thuật tiên tiến trong sản xuất thức ăn nhân tạo cho ấu trùng, nhưng những thức ăn tươi sống như tảo, luân trùng, giáp xác râu ngành, Artemia vẫn được xem là thức ăn vô cùng quan trọng và có tiềm năng rất lớn trong sản xuất giống Việc nuôi và sử dụng các sinh vật làm thức ăn này đã có một lịch sử lâu đời ở nhiều nước và ngày nay đang được áp dụng rộng rãi tên toàn thế giới

Trong những năm 70, sản xuất của các trại cá và tôm hầu như dựa chủ yếu vào việc đánh bắt những cá giống (giai đoạn cá bột) sống trong tự nhiên Tuy nhiên, từ sau khi kỹ thuật sản xuất ấu trùng từ đàn bố mẹ trở nên phổ biến thì hàng tỷ ấu trùng cá, ấu trùng thân mềm và giáp xác đã được sản xuất trong các trại giống trên toàn thế giới

Trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt ở giai đoạn phát triển từ ấu trùng/cá bột lên cá giống, thức ăn tự nhiên là thành phần không thể thiếu được của rất nhiều loài cá, giáp xác và thân mềm nước ngọt và lợ, mặn Ở giai đoạn này, ấu trùng/cá bột rất nhỏ (kích thước miệng nhỏ), chưa phát triển hoàn chỉnh các cơ quan cảm giác (như mắt, xúc giác, cơ quan đường bên) và hệ tiêu hóa chưa hoàn chỉnh là những yếu tố hạn chế việc chọn lựa và sử dụng thức ăn thích hợp trong suốt thời kỳ bắt đầu ăn thức ăn ngoài

Kích cỡ miệng của cá bột lúc bắt đầu ăn thức ăn ngoài giới hạn kích thước hạt thức ăn vừa với miệng (có thể ăn vào được) Nhìn chung, kích cỡ miệng có liên quan với kích thước cơ thể và phụ thuộc vào đường kính trứng, thời gian dinh dưỡng bằng noãn hoàng

Tình trạng phát triển của ống tiêu hóa ở cá bột bắt đầu dinh dưỡng ngoài cũng thể hiện khả năng có thể hay không thể tiêu hóa những thức ăn của cá Ở một số loài cá ống tiêu hóa đã phát triển với hệ thống enzym chức năng cho phép tiêu hóa các mảnh vụn thức ăn khi mới bắt đầu ăn Ngược lại, ở một số loài, cá bột không có dạ dày chức năng nhưng chỉ có ống tiêu hóa ngắn với một

ít hệ enzym chức năng vào lúc mới bắt đầu ăn ngoài Do vậy, các loài cá bột này

sẽ phải phụ thuộc vào nguồn thức ăn: (1) dễ tiêu hóa (thức ăn phải chứa lượng lớn acid amin tự do và oligopeptide thay vì các phân tử protein phức khó tiêu hóa), (2) chứa hệ enzym chức năng cho phép sự thủy phân (tự phân hủy hạt thức ăn), và (3) cung cấp đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho cá bột

Thức ăn nhân tạo thường không đáp ứng được các nhu cầu này và thường dẫn đến tăng trưởng chậm và tỉ lệ sống thấp ở một số loài cá Trong khi đó, thức

ăn tự nhiên hầu như đáp ứng tất cả các tiêu chí cần thiết của cá ở gian đoạn này Tuy nhiên, để cá có thể bắt được thức ăn, trước hết nó phải được phát hiện và vì thế mức độ phát triển của các cơ quan cảm giác như cơ quan tiếp nhận ánh sáng (mắt), tiếp nhận hóa học (cơ quan khứu giác, nụ vị giác) và tiếp nhận cơ học (đường bên) là yếu tố quyết định Ví dụ như mắt của cá bột thường chỉ có tế bào hình nón trong võng mạc làm cho khả năng nhìn kém, trong khi đó mắt của cá giống có tế bào hình que với nhiều sắc tố thị giác trong võng mạc Hơn nữa, sinh vật thức ăn tự nhiên thường có mức tương phản tốt hơn thức ăn nhân tạo và nói chung có tác động kích thích do sự chuyển động liên tục giúp tăng khả năng nhận biết bởi cá bột Tương tự, hoạt động bơi lội của sinh vật thức ăn tự nhiên thường đảm bảo phân bố thức ăn đều trong tầng nước, tăng cơ hội bắt gặp thức

ăn của cá bột đang trong giai đoạn phát triển với khả năng di chuyển chậm chạp

Đối với tảo, hai loài Isochrisys galbana và Pyramimonas grossii đầu tiên

được Bruce và ctv báo cáo đã phân lập và nuôi đơn chúng dùng làm thức ăn trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là dùng cho nuôi ấu trùng trai, hầu Tiếp theo

đó, là kết quả nuôi thành công tảo khuê cho nhiều loài động vật không xương sống khác nhau của Allen và Nelson, 1910 (Ryther và Golman, 1975) Đến năm

1941, khi Matsue tìm ra phương pháp phân lập và nuôi cấy tảo thuần loài

Skeletonema costatum thì loài tảo này đã được Hudinaga dùng làm thức ăn cho

ấu trùng tôm Penaeus japonicus và đã tăng tỉ lệ sống của ấu trùng ở giai đoạn

lên 30%, thay vì 1% so với các kết quả trước đây (Liao, 1983) Phương pháp nuôi tảo khuê cho ấu trùng tôm của Hudinaga được gọi là “phương pháp nuôi cùng bể” và sau đó phương pháp này được Loosanoff áp dụng trong ương nuôi

ấu trùng hai mảnh vỏ

Từ những năm 1940, người ta rất quan tâm đến nuôi sinh khối tảo, không chỉ dùng cho nghề nuôi thủy sản mà còn vì nhiều mục đích khác, như: cải tạo đát, lọc nước thải, nguồn thực phẩm cho con người hay thức ăn tươi sống

Beijerinck đã nghiên cứu nuôi tảo Chlorella vulgaris lần đầu tiên trong ống

nghiệm và đĩa petri Nhiều nghiên cứu tiếp theo được tiến hành và cho đến năm 1948-1950, một công trình đầu tiên chuyển phương pháp nuôi cấy trong phòng thí nghiệm ra qui mô sản xuất lớn đã được thực hiện bởi nhà khoa học Litter,

của Cambridge (Soeder, 1986) Tuy nhiên, về sau nuôi đại trà tảo Chlorella phát triển chủ yếu là ở Đông Nam Châu Á, đặc biệt là ở Nhật, Trung Quốc, Đài Loan (Richmon, 1986) Ví dụ: Ở Đài Loan, nuôi sản xuất tảo được hình thành vào năm 1964, đến năm 1977, đã có 30 trại sản xuất với công suất 200 tấn/tháng, sản

xuất khoảng 1.000 tấn/năm Các loài tảo khác như Dunadiella, Scenedesmus,

Spirulina cũng được nghiên cứu và phổ biến ra qui mô sản xuất Số liệu thống

kê cho thấy, tổng sản lượng hàng năm của tảo Spirulina trên thế giới là 850 tấn,

trong đó, Mexicô đóng góp 300 tấn, Đài Loan 300 tấn, Hoa Kỳ 90 tấn, Thái Lan

60 tấn, Nhật Bản 40 tấn và Israel 30 tấn (Richmon, 1986)

Để phục vụ cho mục đích nuôi thủy sản, nhiều loài tảo khác cũng được nghiên cứu nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm hoặc ở qui mô sản xuất

Wendy và Kevan, 1991, đã tổng kết: ở Hoa kỳ, các loài Thalasiossira

pseudomonas, Nannochloropsis ocula, Chlorella minutissima, Chaetoceros calcitrans, Chaetoceros mulleri, được nuôi để làm thức ăn cho luân trùng, ấu

trùng hai mảnh vỏ, ấu trùng tôm và cá theo hương pháp từng đợt hoặc bán liên tục trong những bể composite 2.000-25.000 lít Ở Washington, năng suất tảo

loài Thalasiossira pseudomonas có thể đạt 720 kg khô/24.000 tấn/8 tháng; còn ở

Hawaii, năng suất loài Nanochlopsis đạt khoảng 2,2 triệu lít/năm

Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu nuôi tảo từ những năm 1940 Nhưng mãi

đến 1980, chỉ có Phaeodactylum triconutum và Tetraselmis subcordiformis là

đối tượng nuôi dùng trong ương ấu trùng tôm Về sau, có nhiều loài đã được

phân lập để nuôi cấy Song, những loài nuôi chính bao gồm Isochrisys galbana,

Pavlova viridi, Chaetoceros muelleri, Phaeodactylum triconutum, Tetraselmis

dùng cho ấu trùng tôm Penaeus chinensis và Argopecten Chúng được nuôi bằng phương pháp thu từng đợt Năng suất nuôi của Isochrisys galbana có thể đạt 4,8

x 1015 tế bào/năm

Ở Đài Loan, các đối tượng nuôi chính là Nannochloropsis oculata,

Tetraselmis, Chlorella sp., dùng cho ương nuôi ấu trùng họ tôm he (Penaeus),

loài Isochrysis galbana trong ương nghêu Riêng loài Skeletonema costatum,

sản lượng nuôi có thể đạt tới 9.000 tấn/năm

Nuôi tảo ở Nhật cũng rất quan trọng với nhiều đối tượng nuôi và bằng

phương pháp thu từng đợt hoặc bán liên tục: Chaetoceros sp., Penaeus

japonicus và Metapenaues ensis, Isochrysis sp và Pavlova lutheri dùng cho hai

mảnh vỏ, Tetraselmis sp., Nanochloropsis oculata, Chlammydomonas sp cho luân trùng Brachionus plicatilis

Nuôi tảo khuê cũng rất phổ biến ở Thái Lan, nhất là loài Skeletonema

costatum và Chaetoceros calcitrans dùng cho ấu trùng tôm Bể nuôi thường là

bể composite có thể tích 1.000 lít hay bể ximăng 4.000 lít Ước đoán năng suất đạt được khoảng 3.1012

tế bào/tháng

Ở nước ta, hiện nay đã có nhiều cơ quan nghiên cứu đã nhập giống, phân lập, lưu giữ và nuôi sinh khối các loài tảo thuần cho mục đích nghiên cứu và sản xuất thực nghiệm Song, thực tế, các trại sản xuất vẫn còn sử dụng chủ yếu là các loại tảo tự nhiên do chưa có điều kiện phòng thí nghiệm lưu giống thuần tại trại và công việc này cũng khá phức tạo đối với trại sản xuất kinh doanh

Bên cạnh tảo phiêu sinh, luân trùng (hay còn gọi là trùng bánh xe), loài

Brachinus plicatilis cũng đóng vai trò quan trọng trong nghề nuôi trồng thủy

sản, đặc biệt chúng là thức ăn cho ấu trùng của cá biển có vây Ở nhiều nước như Nhật Bản, Đài Loan, Thái Lan, nuôi luân trùng đã trở thành nghề nuôi thương phẩm Quá trình nuôi luân trùng của những nước này mang nét đặc trưng riêng của mỗi quốc gia

Ở Nhật, Brachionus plicatilis lần đầu tiên được Katashi (1995) nghiên cứu

và phát hiện như một loại thức ăn lý tưởng cho ấu trùng cá biển Ayu

(Plecoglossus altivelia) Năm 1964, trại Yashima bắt đầu nuôi sinh khối

Brachionus plicatilis, sau đó, năm 1965, chúng được dùng rộng rãi cho loài cá Pagrus major và là thức ăn có giá trị cao Hiện nay, nuôi sản xuất Brachionus plicatilis dòng S và L là mục tiêu của nghề nuôi cá Pagrus major, Japanese

flounder, Japanese sweet fish Với qui mô sản xuất lớn, nuôi luân trùng ở Trung Tâm Nuôi Cá có thể 4-8 tỷ con/ngày

Ở Hoa Kỳ, Theilaccker và McMaster năm 1971, đã công bố lần đầu tiên

kết quả nghiên cứu về Brachionus plicatilis là một thức ăn tuyệt vời cho ấu

trùng cá biển (Wendy và Kenvan, 1991) Tuy nhiên, nuôi luân trùng đến nay vẫn

ở qui mô thí nghiệm, chủ yếu phục vụ cho ương nuôi các loài cá đối, cá măng Sản lượng nuôi mỗi ngày thường đạt 100-500 triệu con

Tại Trung Quốc, hầu hết các nghiên cứu về luân trùng Brachionus plicatilis

làm thức ăn cho ấu trùng cá biển được tiến hành từ năm 1980 Đến nay, nuôi luân trùng với qui mô lớn cho nghề nuôi cá chẽm

Nuôi luân trùng ở Đài Loan đã trở thành nghề nuôi thương phẩm phục vụ cho việc sản xuất của 11 loài cá biển Sản lượng trung bình ước đoán khoảng 1 tỉ

cá thể/ngày (Liao, 1991)

Sản xuất luân trùng ở Thái Lan cũng được Kong Keo báo cáo năm 1991, với sản lượng 166 triệu con/ngày Luân trùng được dùng làm thức ăn cho đối tượng nuôi thủy sản chính như: cá chẽm, cá mú, tôm càng xanh

Tóm lại, nuôi tảo và luân trùng là một hoạt động rất quan trọng tại các trại sản xuất giống, nhằm cung cấp thức ăn cho ấu trùng của nhiều đối tượng thủy

sản khác nhau Vì vậy, để phục vụ cho sự phát triển của nghề nuôi thủy sản thì việc nghiên cứu và sử dụng hai loại thức ăn này là rất cần thiết

Artemia từ lâu đã được con người biết đến, song đến những năm 1930

người ta mới xác định đây là thức ăn tuyệt vời cho ấu trùng tôm cá Từ đó,

Artemia trở thành mặt hàng thương mại rất có giá trị, và đặc biệt phát triển từ

những năm 1960-1970 do sự phát triển của nghề nuôi thủy sản Nghiên cứu cơ

bản và ứng dụng Artemia đầu tiên được bắt đầu vào những năm 1968 ở Bỉ Hiện nay, nghề nuôi Artemia đang phát triển với nhiều nguồn ở nhiều quốc gia như

San Francisco Bay (Hoa Kỳ), Macau (Brazil), Shark Bay (Úc), Chaplin Lake (Canada), Buenos Aires (Argentina), Lavaldue (Pháp), Tientsin (Trung Quốc), Margherita di Savoi (Ý), Vĩnh Châu (Việt Nam) Sản lượng trứng cyst Artemia năm 1997 đạt trên 2000 tấn Tuy mỗi nguồn Artemia có chất lượng khác nhau,

song, Artemia là loại thức ăn không thể thiếu trong sản xuất giống thủy sản, nhất

là thủy sản nước lợ

CHƯƠNG 2 KỸ THUẬT GÂY NUÔI VI TẢO

2.1 Đặc điểm chung của vi tảo

Vi tảo là nguồn thức ăn cho tất cả các giai đoạn sinh trưởng của động vật hai mảnh vỏ, thức ăn cho ấu trùng của một số loài giáp xác và thức ăn cho một số loài cá ở giai đoạn sinh trưởng đầu tiên Mặt khác tảo cũng là nguồn thức ăn của zooplankton và chính zooplankton lại là nguồn thức ăn cho ấu trùng của cá, ấu trùng giáp xác và giai đoạn cá hương Bên cạnh đó, việc nuôi

ấu trùng cá biển theo kỹ thuật nước xanh (green water technique), tảo được dùng trực tiếp trong các tank ấu trùng và chúng đóng vai trò làm ổn định chất lượng nước, cung cấp dinh dưỡng cho ấu trùng và khống chế vi khuẩn

Tảo có cấu trúc 1 tế bào thực vật gồm màng bao bọc, bên trong là nguyên sinh chất với nhân điển hình (chất nhân, màng nhân và hạch nhân) Màng có cấu trúc bằng xenlulo hoặc hemixenlulo, một số tảo màng có nhiễm thêm chất SiO2.nH2O Cấu trúc màng là một vỏ bao, bao có thể gồm 2 hoặc nhiều tấm hợp lại như ở Bacillariophyta (màng gồm 2 tấm) và Dinophyta (màng gồm nhiều tấm) Đặc điểm cấu trúc vỏ là tiêu chuẩn để phân loại tảo

Trong nguyên sinh chất chứa lục lạp (Chloroplast) gồm các thylakoit riêng

rẽ hoặc liên kết với nhau Trên các thylakoit mang các sắc tố Màng lục lạp cũng

là đặc điểm quan trọng để phân loại các ngành tảo

Các sắc tố của tảo rất khác nhau, nhưng tất cả các ngành tảo đều có diệp lục

a, một số ngành tảo có thể có diệp lục b hoặc c, carotenoit và phycobiliprotein Tùy theo tế bào chứa loại sắc tố nào mà chia thành: tảo đỏ ngoài diệp lục tố a, có sắc tố đỏ phycocrytrin, tảo vàng có sắc tố xanthophin, tảo mắt có sắc tố chlorophin a, b Dựa vào sắc tố mà tảo có sự phân bố theo độ sâu khác nhau của thủy vực

Bên trong nguyên sinh chất còn có các chất dự trữ như ở tảo đỏ, sản phẩm

dự trữ là floridin, tảo lục là tinh bột, tảo lam là glycogen, tảo mắt là paramilon Ngoài ra, trong nguyên sinh chất còn chứa các thể ribo, các hạt cơ thể, lipit, không bào, ở tảo mắt còn có các điểm mắt (stigura), nhờ đó tế bào di chuyển về phía ánh sáng

Vách tế bào của tảo phần lớn được cấu tạo bởi cellulose và pectin, một vài loài tảo vách có thấm thêm silic (như Khuê tảo, tảo vàng ánh) hoặc cacbonat canxi (tảo vòng) Mỗi tế bào có một nhân hay đôi khi nhiều nhân (ở tảo dạng ống) Trong chất nguyên sinh có những bản (thylakoids) chứa diệp lục và các sắc tố khác được bao bọc lại gọi là lạp Lạp có hình dạng khác nhau, ổn định với

từng giống riêng rẽ hay là với các nhóm phân loại lớn, có thể có dạng bản, dạng dải xoắn, hình sao, mạng lưới, dạng đĩa, dạng hạt

Ở một số tảo như tảo lục, trong lạp có các thể đặc biệt gọi là hạt tạo bột (pyrenoid), là những thể protein hình cầu hay có góc, xung quanh tập trung các hạt tinh bột hay hidratcacbon là chất dự trữ chính của tảo lục, ngoài ra còn có những giọt lipid ở trong hoặc ngoài lạp (như ở các tảo khác)

Ðối với những tảo có cấu trúc đơn bào, trong tế bào của chúng chứa đầy chất nguyên sinh và không có không bào với dịch tế bào Nhưng với những loài sống ở nước ngọt, trong chất nguyên sinh ở phần đầu tế bào chứa một hay một vài không bào co bóp, có chức phận thải các sản phẩm thừa trong trao đổi chất

ra ngoài tế bào, và điều chỉnh sự thẩm thấu của tế bào

Nhiều dạng đơn bào còn có roi (2 hoặc 1 roi, ít khi 4 hoặc nhiều hơn) xuất phát từ gốc ở phía trước của tế bào, làm nhiệm vụ vận chuyển Quan sát dưới kính hiển vi điện tử nhận thấy roi là một bó gồm 11 sợi, với 2 sợi ở giữa và 9 sợi

ở xung quanh (cấu trúc này giống với cấu trúc roi ở các nhóm sinh vật khác, trừ

vi khuẩn roi chỉ có một sợi đơn) Sau cùng, ở nhiều tảo đơn bào còn có một chấm đỏ ở đầu cùng tế bào gọi là điểm mắt Ðiểm mắt có hai phần: phần có màu

và phần không màu Ðiểm mắt là cơ quan thụ cảm với kích thích của ánh sáng, trong đó phần không màu có dạng lồi ở 2 phía giữ vai trò một thấu kính tập trung các tia sáng Một đặc điểm phân biệt tảo với các thực vật không hoa khác

là tảo thiếu một thành đa bào quanh túi bào tử (ngoại trừ túi tinh ở Charophyceae)

Đa số tảo là sinh vật quang dưỡng, tất cả đều có chlorophylla và có sản phẩm cuối cùng là carbonhydrat và protein tương tự với những thực vật bậc cao hơn Nhiều tảo là sinh vật thí nghiệm lí tưởng nhờ vào kích thước nhỏ của chúng

và dễ dàng thao tác trong môi trường lỏng Chúng có thể được nghiên cứu dưới những điều kiện được kiểm soát trong phòng thí nghiệm

Giá trị dinh dưỡng của vi tảo phụ thuộc vào kích thước tế bào, tỷ lệ tiêu hoá, chất độc và thành phần sinh hoá Điều kiện nuôi trồng cũng ảnh hưởng nhiều đến giá trị dinh dưỡng của vi tảo Tuy biến động khá rộng tuỳ theo các lớp

và các loài, nhưng hàm lượng protein, lipid và carbohydrate biểu thị bằng % chất khô nằm trong phạm vi 12-35, 7,2-23 và 4,6-23, lần lượt

Các acid béo chưa no HUFA, đặc biệt Eicosapentaenoic acid (EPA, 3), arachidonic acid (ARA, 20:4n-6) và Docosahexaenoic acid (DHA, 22:6n-3) giữ vai trò quan trọng trong việc đánh giá giá trị dinh dưỡng đối với với một loài tảo dùng để nuôi động vật biển EPA có nhiều trong các loài diatom

20:5n-(Chaetoceros calcitrans, C gracilis, S costatum, T pseudomonas) và

prymnesiophyte Platymonas lutheri, còn DHA có nhiều trong prymnesiophytes (P lutheri, Isochrysis sp.) và Chroomonas salina

Vi tảo cũng là một nguồn giầu vitamin C (0,11 - 1,62 %/chất khô)

2.2 Kỹ thuật nuôi vi tảo

Khi sử dụng các chủng vi tảo vào sản xuất ở qui mô lớn cần có sự tuyển chọn các chủng giống tảo có đặc điểm phù hợp với việc nuôi trồng cho năng suất cao, và khi sử dụng phải đạt được các yêu cầu sau:

* Về mặt sinh học

- Chủng nuôi cấy chứa hàm lượng dinh dưỡng cao với hàm lượng protein đạt 60-70% trọng lượng khô, đầy đủ các axit amin đặc biệt là các axit amin không thay thế, giàu các vitamin, các nguyên tố khoáng, các chất khoáng, các sắc tố và nhiều chất có hoạt tính sinh học

- Tốc độ sinh trưởng nhanh

- Năng suất quang hợp cao

- Có sức chống chịu tốt với môi trường điều kiện ngoại cảnh bất lợi

- Sinh khối thu được có thành phần hoá học xác định không chứa các độc

tố, dễ tiêu hoá ít có mùi vị lạ khi chế biến

* Về mặt công nghệ

- Tế bào luôn ở trạng thái huyền phù không dính kết vào thành bể nuôi cấy hoặc lắng xuống đáy

- Dễ thu nhận bằng cách đơn giản như vớt lọc

Các giống tảo sử dụng nuôi cấy thường sống ở nước ngọt hoặc nước mặn, trôi nổi tự do trên lớp nước ở trên mặt, nhưng cũng có khi chúng bám vào đáy hay giá thể khác ở dưới đáy, tham gia vào nhóm sinh vật đáy Vì vậy giống tảo nuôi phụ thuộc mật thiết vào kiểu hồ nuôi khác nhau Tảo giống phải đạt độ thuần khiết cao, phải sử dụng các loài đạt đầy đủ yêu cầu của chủng nuôi cấy

2.2.1 Phân lập và lưu giữ giống vi tảo

Đối với các loài vi tảo được lựa chọn để nuôi cấy, người ta thường thu giống từ tự nhiên và phân lập để chọn được chủng mong muốn Có thể dùng lưới vợt phù du kích thước lỗ khác nhau hoặc phương pháp lọc qua màng lọc nitrocellulose Tảo ở dạng đồng nhất thường được nhân từ một tế bào hoặc một sợi Có thể dùng một trong số các kỹ thuật phân lập như sau:

- Kỹ thuật dùng micropipet: dùng micropipet thu một tế bào hoặc một sợi tảo cần phân lập soi qua kính hiển vi

- Kỹ thuật phun: tảo được đưa lên bề mặt thạch nghiêng đã khử trùng Sau vài ngày có thể thu được tế bào hoặc tập hợp tế bào tảo sạch nấm và vi khuẩn để chuyển sang cấy truyền

- Kỹ thuật thay đổi áp suất thẩm thấu: áp dụng việc thay đổi áp suất thẩm thấu để loại bớt nguyên sinh động vật và một số cá thể mẫn cảm

- Dùng ánh sáng, dòng điện hoặc chất kích thích để phân lập một số loài tảo

có phản ứng với các tác nhân này

Sau khi thu được tảo sạch từ điều kiện tự nhiên hoặc từ các tập đoàn giống khác, người ta lưu giữ giống gốc trong các ống nghiệm đã được lựa chọn với điều kiện bảo quản nghiêm ngặt

2.2.2 Nhân giống

Tảo giống phải đạt độ thuần khiết cao, trong quá trình nuôi cần hạn chế sự phát triển của các loài tảo tạp Tỷ lệ cấy giống thường theo tỷ lệ 1/10 theo thể tích, việc duy trì mật độ tảo cao nhằm lấn át sự phát triển của tảo tạp nhiễm và các vi sinh vật khác Điều này đảm bảo cho chất lượng, sự tinh sạch của sản phẩm Hơn nữa nó còn giúp rút ngắn thời gian thu hoạch và giảm chi phí sản xuất

Việc chủ động về tạo giống tảo là yêu cầu cần thiết cho sản xuất Điều này giúp doanh nghiệp giảm chi phí mua giống và chủ động công việc của mình Việc giữ giống cần có một phòng thí nghiệm nhỏ với các dụng cụ tối thiểu sau: Nồi hấp áp lực, Tủ cấy vi sinh vật, Kính hiển vi quang học, Dàn đèn ánh sáng, Các dụng cụ và hoá chất thông thường…

Từ giống gốc ban đầu người ta cấy sang bình tam giác 200 ml, nuôi tảo ở điều kiện ánh sáng thích hợp, sau đó tiếp tục cấy sang môi trường có thể tích 1 lít Qúa trình cứ tiếp tục cho đến cấp 100 lít với tỉ lệ nhân là 1/10

Thời gian nhân giống phụ thuộc nhiều vào tỉ lệ gieo giống và thể tích môi trường sản xuất, thường chỉ nuôi trong 24 h đảm bảo cho tảo sinh trưởng và phân chia cho đủ lượng tế bào cần

2.2.3 Nuôi sinh khối tảo

Có hai phương pháp nuôi cấy tảo đó là nuôi cấy hệ thống kín và và nuôi cấy hệ thống mở Phương pháp nuôi cấy kín chủ động trong quá trình nuôi cấy còn phương pháp nuôi cấy hở mặc dù phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên hơn nhưng lại có ưu điểm là dây chuyền công nghệ đơn giản dễ thực hiện, phù hợp ở

mô hình bán công nghiệp và vốn đầu tư ít, thiết bị máy móc đơn giản, phổ biến phù hợp với tình hình nước ta hiện nay

a Bể nuôi

Trong thực tế hiện nay người ta sử dụng khá nhiều loại bể khác nhau để nuôi cấy tảo (hồ, bể hình tròn…) trong đó loại bể hình chữ nhật kết hợp với cánh khuấy thường được dùng để nuôi cấy tảo spirulina Bể có kích thước lớn hay nhỏ tùy thuộc vào quy mô sản xuất, chất lượng và mục đích sử dụng của sản

phẩm Bể nhỏ có ưu điểm là quản lý chất lượng được tốt hơn thu được sinh khối sạch hơn có thể sử dụng làm thức ăn trực tiếp cho con người Còn bể quy mô lớn thương được sử dụng khi sản phẩm là để làm thức ăn cho chăn nuôi Bể thông thường được xây dựng bằng vật liệu xây dựng như gạch, xi măng… có độ sâu khoảng 70cm đến 100cm Khi nuôi mực nước trong bể khoảng 30cm đến 50 cm Việc xây dựng bể và đặt cánh khuấy phải đảm bảo sao cho nước lưu thông tốt tránh bị lắng đọng đồng thời thu nhận được ánh sáng nhiều nhất

b Cánh khuấy

Cánh khuấy nhằm mục đích tạo sự tiếp xúc tốt hơn cho sinh khối tảo với dinh dưỡng, ánh sáng và khí cacbonic ngoài ra nó còn giử ổn định nhiệt độ trong

bể nuôi giúp tảo phát triển tốt hơn Trong quá trình nuôi do lượng CO2 trong bể

là hạn chế nên ngoài việc gắn cánh khuấy thì cần phải sục thêm khí CO2 vào bể Đối với tảo spirulina việc bổ sung khí cacbonic là rất quan trọng để duy trì tính kiềm cao cho môi trường trong bể Phương pháp đơn giản nhất nhưng hiệu quả

là tạo các tấm nhựa có khung là các ống PCV nổi trên mặt nước Máy khuếch tán trên nền đáy bể sẽ thổi CO2 vào trong nước

c Tiến hành nuôi và quản lý hệ thống

Nước sau khi đã xử lý sơ bộ, được bơm vào bể nuôi cấy, nước phải đảm bảo pH theo yêu cầu từ 8,5 – 10,5 bằng cách bổ sung NaHCO3 và sục khí CO2 1 –2 % Khí sục theo chu kỳ còn bổ sung NaHCO3 là chủ yếu Đồng thời có thể thay nguồn CO2 tinh khiết bằng cách sục CO2 không khí để tận dụng nguồn khí

tự nhiên, tiết kiệm được lượng CO2 Nguồn dinh dưỡng khoáng đã pha chế ở các dụng cụ chứa đổ trực tiếp vào môi trường bể nuôi cấy hoặc nếu có thể tích quá lớn dùng bơm

Tảo giống đã chuẩn bị ở phòng thí nghiệm, và ở các bể nhân giống cạnh bể nuôi tảo tiến hành gieo cấy giống với mật độ tế bào 0,8 g/ l bằng cách bơm vào

bể Tỉ lệ gieo cấy chiếm 5% thể tích môi trường Sau khi gieo cấy giống, tiến hành khuấy trộn thường xuyên, các tuabin khuấy trộn được phân bố đều ở các bể

và guồng gắn tuabin quay tới tốc độ 20 cm /s, các tuabin này đặt bên cạnh bể Đảm bảo độ chiếu sáng cần thiết 25 – 40 klux, nếu ánh sáng tự nhiên không

đủ cường độ chiếu sáng thì dùng thêm ánh sáng nhân tạo từ đèn, còn nếu ánh sáng quá mạnh dùng tấm nhựa màu trải rộng lên mặt trên của hồ dưới các tấm chắn

Tiến hành đo nhiệt độ và pH mỗi ngày ít nhất là hai lần, đảm bảo nhiệt độ nước từ 25-400C nếu vượt quá khoảng nhiệt độ trên có hướng điều chỉnh hợp lý như thêm nước lạnh, bao phủ còn điều chỉnh pH dùng NaOH loãng

Thời gian tiến hành nuôi cấy tảo theo từng chu kỳ từ 3 – 5 ngày Sau thời gian này kiểm tra mật độ tế bào đạt theo đúng năng suất yêu cầu thì tiến hành thu hoạch Sử dụng thước Sacchi đo mật độ sinh khối trong bể nuôi cấy

Nước dùng để nuôi cấy có thể tái sử dụng nhiều lần sau khi thu hoạch tách sinh khối tảo, thường môi trưòng nước ta dùng cho khoảng 2 chu kỳ sản xuất mà không cần phải bổ sung muối khoáng Tuỳ theo tình hình thực tế mà tiến hành

bổ sung nếu cần thiết Thường xuyên kiểm tra các yếu tố sinh học gây ảnh hưởng xấu trong quá trình nuôi cấy như: động vật chân chèo, virus, vi khuẩn, các loại tảo tạp khác và tùy theo đặc điểm của từng loài mà ta có biện pháp tiêu diệt nó không cho nó phát triển

d Thu hoạch

Sử dụng thước sacchi để đo mật độ sinh khối trong bể ,nếu trên mặt thước

có chỉ số từ 1.5 – 2cm là đạt yêu cầu để thu hoạch Tùy theo các loại tảo khác nhau mà người ta đưa ra phương pháp thu hoạch khác nhau Chất lượng của sản phẩm sau này được quyết định ở khâu này, người ta có thể thu hoạch bằng cách vớt lọc thông thường hoặc là bằng phương pháp ly tâm

Sau khi thu sinh khối ta tiến hành lọc và ép nước Nước này được quay trở lại bể để tiếp tục qua trình nuôi cấy Còn sinh khối được tiếp tục đưa vào hệ thống ép nước, sau khi ép sinh khối tảo có hình dang như sợi

Trong quá trình lọc và ép sinh khối đối với tảo spirulina có hàm lượng đạm cao dể bị vi khuẩn tấn công và lên men tạo ra các sản phẩm không mong muốn trong vài giờ nên sau khi lọc và ép cần đưa sinh khối đi qua công đoạn sấy và nghiền rồi sau đó đưa đi công đoạn xử lý tiếp theo

e Các vấn đề trong nuôi cấy tảo

* Ánh sáng

Ánh sáng tự nhiên (hệ thống nuôi hở): thời gian chiếu sáng, cường độ chiếu sáng vừa phải để giúp tảo phát triển tốt (lượng chiếu sáng trong ngày bằng 30% lượng chiếu sáng ở vùng nhiệt đới là tốt nhất) Nếu thời gian chiếu sáng dài, cường độ gây gắt sẽ làm giảm sinh khối tảo, đồng thời ánh sáng cũng làm tăng nhiệt độ, thất thoát oxy trong ao và có thể làm phân huỷ diệp lục tố tảo Ánh sáng nhân tạo (hệ thống nuôi Spirulina kín): có thể chủ động điều chỉnh ánh sáng đúng với nhu cầu của tảo giúp tảo phát triển tốt, tuy nhiên chi phí tốn kém hơn Thông thường, người ta tận dụng cả nguồn ánh sáng tự nhiên

để giảm chi phí Quản lý: đối với hệ thống hở, nếu lượng chiếu sáng nhiều quá

có thể che mát cho ao bằng cách trồng cây xung quanh ao hoặc xây mái che cho ao Đối hệ thống kín, điều chỉnh lượng chiếu sáng phù hợp bằng cách điều chỉnh hệ thống đèn hoặc hệ thống mái che

* Nhiệt độ, pH:

Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của tảo Nhiệt

độ nước cần kiểm tra hai lần trong ngày, cần thiết phải duy trì nhiệt độ không cao hơn 40oC và không thấp hơn 20oC trong suốt cả ngày Nhiệt độ dưới 20o

C tảo không chết nhưng phát triển chậm Nhiệt độ trên 40oC tảo sẽ chết Tảo Spirulina phát triển tốt nhất ở 35oC (Vonshak, 1997) Giá trị pH tối ưu cho tảo phát triển là 9,5, tuy nhiên trong các bể nuôi nó dao động từ 10-10,5 Vào buổi chiều do quang hợp mạnh nên pH có thể lên đến 11,5, nhưng ban đêm do quá trình hô hấp nên pH lại trở về khoảng 10-10,5 vào sáng hôm sau

* Gió: Giúp hòa tan lượng oxygen trong không khí vào bể Nhưng nó

cũng có thể mang vật lạ vào bể, có thể ảnh hưởng không tốt cho tảo Do đó, nên xây mái che cho bể cũng giúp hạn chế vật chất lạ theo gió rơi vào bể

* Bổ sung các dưỡng chất:

Trong quá trình nuôi cần bổ sung thêm các dưỡng chất cần thiết cho tảo theo định kỳ Thiếu đạm sẽ gây biến đổi sắc tố lam phycocyanin làm tảo bị vàng, tế bào kém phát triển, năng suất thấp Tỷ lệ K : Na phải ổn định K/Na ≤

5 là tốt, thiếu K tảo bị vàng

* Ảnh hưởng của kim loại nặng và các chất độc khác: Ngoài chì, asen,

còn nhiều ion kim loại gây độc cho tảo theo thứ tự: Cu > Ni > Co > Cr > Cd >

Zn Ảnh hưởng của các hóa chất khác như thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ đều gây độc cho tảo Các chất độc này gây ức chế quá trình phân chia của tảo

* Động vật nguyên sinh

Là những sinh vật sử dụng chất hữu cơ trong môi trường nuôi làm nguồn thức ăn (autotrophs) Chúng ít có lợi nhưng cũng ít gây hại cho tảo Trong môi trường tảo sinh sống, có một lượng nhỏ CO2 thoát khỏi môi trường nước, nhờ động vật nguyên sinh giữ CO2 lại trong nước giúp cho tảo đồng hoá

* Amoeba

Có 74 loài amoeba khác nhau, chúng ăn tảo, gây thiệt hại cho quá trình sản xuất Có một số loài còn gây nguy hiểm cho con người như Entamoeba histolytica Sinh sản bằng bào tử, đặc biệt là bào tử của chúng không chịu được nhiệt độ cao và độ pH lớn Các bào tử này sẽ bị tiêu diệt trong vòng một giờ nếu nhiệt độ của nước là 45o

C, trong vài giây nếu nhiệt độ của là 55oC

Sau khi thu hoạch, tảo được sấy bằng năng lượng mặt trời với nhiệt độ

50-60oC nên loại vi sinh vật này được loại trừ một cách triệt để

* Các loại tảo khác

Môi trường nuôi cấy còn bị nhiễm các loại tảo khác Nhưng do nồng độ muối, pH cao làm cho môi trường thường trở nên không thuận lợi với đa số các loài tảo Ở nồng độ muối đạt 20g/l hầu như các loài tảo bị tiêu diệt

Một số loại vi khuẩn lam và tảo xanh lục gây độc cho con người và động

vật, ngoài ra còn có các loại tảo độc như Anabaena, Aphanizomenon flosaque,

Microcystis aeruginosa dễ dàng được nhận dạng, thậm chí với độ phóng đại

thấp

* Vi khuẩn

Phát triển nhanh về số lượng trong thời gian ngắn để phân chia tế bào

Có vai trò phân huỷ chất hữu cơ và sử dụng oxy để hô hấp Kết quả của sự

hô hấp này sẽ tạo được khí CO2, là chất duy trì sự sống cho tảo

Song nếu môi trường nuôi cấy tảo có nhiều vi khuẩn quá cũng sẽ gây bất lợi cho năng suất Có nhiều loại vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy, gây tác hại đến con người, song vì pH của hầu hết các loài vi khuẩn gây bệnh cũng như nấm mốc và nấm men nằm trong khoảng từ 6.0-8.0, vì vậy không thích ứng với môi trường kiềm của tảo Spirulina

Trong trường hợp bể nuôi chứa các yếu tố gây bệnh cho bệnh cho người và một vài tác nhân ảnh hưởng trong quá trình thu vớt sinh khối, những tác nhân này có thể bị tiêu diệt bởi nhiệt độ trong quá trình sấy

Tuy nhiên việc lẫn các vi khuẩn trong “bánh tảo” sau khi thu hoạch làm cho sản phẩm tảo thô được bảo quản không lâu vì đây chính là môi trường giàu dinh dưỡng cho hoạt động của vi khuẩn

* Virus

Các hoạt động dùng nhiệt ở giai đoạn thu hoạch sau này ảnh hưởng ít nhiều đến số lượng của virus Hầu hết virus bị chết ở 75oC hoặc thấp hơn trong 1h, ở nhiệt độ cao thời gian đòi hỏi ít hơn Chúng bị tiêu diệt trong 20 phút ở 50–60o

C

và thường chúng bị tiêu diệt trong quá trình sấy

Nếu muốn bảo quản sản phẩm ta phải đem sấy ở nhiệt độ cao để có được sản phẩm an toàn cho người sử dụng

* Động vật chân chèo (Rotifers)

Đôi khi động vật chân chèo rơi vào môi trường và chúng sử dụng tảo làm thức ăn Vào ban đêm, tảo tiêu thụ oxygen và sản sinh ra CO2, khí này có tác dụng đầu độc động vật Nên nếu ta dừng khuấy vào ban đêm, tảo sẽ sử dụng oxygen hoà tan và do đó động vật thiếu oxygen chúng sẽ bị chết

Cách khác để hạn chế động vật là sử dụng chúng Dùng một lưới dài hình túi (mắt lưới đường kính 10m), bên trong bể và tại các góc bên phải theo hướng

di chuyển của môi trường nuôi cấy, ta có thể vớt được chúng

2.2.4 Một số mô hình nuôi vi tảo hiện nay

Ở nước ta, công nghệ nuôi vi tảo đến nay vẫn còn lạc hậu, chỉ theo các phương pháp cổ truyền, bán liên tục, như nuôi trong bịch nylon, nuôi hở trong

bể xi măng, bể sợi thủy tinh, thậm chí chưa nuôi nhiều trong hệ thống raceway,

là những hệ thống nuôi mà thế giới cho là lạc hậu và có nhiều khuyết điểm

Hiện nay, trên thế giới có 4 kiểu thiết kế khác nhau cho hệ thống nuôi kín quang phản ứng sinh học: hệ thống ống dẫn (tubular photobioreactor), hệ thống vành khuyên (annular reactor), hệ thống tấm (flat plate reactor), hệ thống bảng (modular flat panel photobioreactor) Tuy thiết kế khác nhau nhưng cả 4 hệ thống này đều hoạt động theo cùng một nguyên lý và có cùng ưu điểm là cho năng suất và mật độ cao, ít tốn công lao động, không bị nhiễm tạp trong quá trình nuôi, tảo thu đạt chất lượng cao Khả năng duy trì việc nuôi liên tục, sử dụng ánh sáng tự nhiên của hệ thống nuôi kín quang phản ứng sinh học, không những giúp cung cấp một lượng sinh khối lớn ổn định mà còn giúp giảm giá thành; không những cho năng suất cao, mà còn cung cấp sinh khối tảo với chất lượng cao, tối ưu hóa thành phần sinh hóa học của tế bào Bởi vì tất cả các yếu

tố ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa học tế bào như dinh dưỡng, ánh sáng, pH, nhiệt độ, giai đoạn phát triển… đều được điều khiển và duy trì ổn định trong hệ thống nuôi

2.2.4.1 Mô hình nuôi tảo Spirulina

a Lựa chọn địa điểm nuôi tảo

- Nơi nuôi tảo phải có lượng chiếu sáng thích hợp giúp tảo sinh trưởng bình thường, giảm chi phí chiếu sáng

- Chủ động nguồn nước nuôi tảo, nước không bị ô nhiễm

- Giao thông thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu đầu vào và sản phẩm sau thu hoạch

- Nơi có hệ thống điện lưới tốt

b Thiết kế bể nuôi tảo

- Bể nuôi tảo thường có hình chữ nhật, các góc được vê tròn kết hợp với

hệ thống cánh khuấy hoặc có thể khuấy thủ công Tác dụng của các cánh khuấy nhằm tạo sự tiếp xúc tốt hơn của tế bào tảo với dinh dưỡng, ánh sáng, CO2; giữ ổn định nhiệt độ trong nước giúp tảo phát triển tốt; tạo ra dòng chảy giúp cho tảo không bị lắng nhất là tại các góc của bể

- Bể có thể lớn (hoặc nhỏ) về diện tích Thể tích có thể lên tới 1 ha x 0,3

m3, thậm chí đến 200 ha x 0,3 m3 Bể nên xây cao 50-55cm, độ sâu mực nước

từ 20-30cm Bể được xây dựng bằng vật liệu xây dựng thông thường như: măng, plastic, gạch cement hay gạch bê-tông cement chịu kiềm

xi Ngoài ra, có thể xây mái che cho bể Mái che là một kiểu nhà kính (green-house) đơn giản có thể thiết kế với hai mái, nóc nhọn Khung mái bằng thép, lợp tole trong, nhựa plastic hay bằng kính để ánh sáng đi qua được Mái che di động theo hướng một nửa mái có thể kéo nằm song song phía dưới phần mái cố định kế bên Mái che được nằm ở vị trí chiếu sáng tốt nhất, thường hướng Đông-Tây Công dụng của mái che là chống sự xâm nhiễm của bụi đất, cát theo gió đưa vào

c Nguồn nước dùng nuôi tảo Spirulina

Nước là dung môi quan trọng để hòa tan các chất dinh dưỡng nuôi tảo Spirulina Có thể dùng nhiều nguồn nước khác nhau để nuôi tảo Spirulina như nước giếng khoan (có chứa nhiều chất vô cơ có ích, nhưng cần phải loại bỏ các chất độc như chì, arsen,…), nước máy đô thị (có nhiều khoáng tốt nhưng đắt), nước biển, suối nước khoáng (có chứa nhiều dưỡng chất tốt cho tảo phát triển) Tuỳ điều kiện khác nhau mà chọn nguồn nước nuôi tảo thích hợp

d Giống và tiêu chuẩn giống Spirulina

Ở nước ta thường dùng giống tảo Spirulina platensis nguồn gốc nhập

ngoại, với bốn hình dạng chính là thẳng, xoắn lò xo, uốn sóng và xoắn nếp dày, sâu Các giống Spirulina nhập ngoại thường có nguồn gốc Châu Phi đã qua quá trình phân lập ở các phòng thí nghiệm sinh học Nguồn gene Spirulina ở nước

ta khá phong phú, đặc biệt Spirulina phát triển tự nhiên ở hồ Ba Bể (Hà Nội) Tuỳ theo mục đích khác nhau mà có tiêu chuẩn chọn giống thích hợp Fox (1996) những vấn đề cần lưu ý khi chọn giống tảo là:

- Chọn giống theo mục đích của sử dụng: làm thực phẩm (chọn giống giàu protein, vitamin, không có hoặc chứa ít mùi khó chịu khi sử dụng), làm dược phẩm (chọn giống chiết xuất được chất mong muốn với liều lượng cao), làm

mỹ phẩm ( chọn giống chiết xuất ra được nhiều chất dưỡng da, chống lão hóa

da như Vitamin E- chống oxy hóa,…)

- Chọn giống ít hấp phụ, tích tụ các chất độc của môi trường nuôi cấy như chì, arsen Giống Spirulina chất lượng tốt là giống hấp phụ ít nhất các chất độc trong cùng điều kiện thí nghiệm

- Chọn giống cho năng suất cao, dễ thu hoạch, dễ thích nghi, sức chống chịu tốt với điều kiện môi trường

- Giống Spirulina phải được mua ở những cơ sở uy tín Đồng thời nơi nuôi trồng Spirulina cũng nên được trang bị những phòng thí nghiệm để phục

vụ cho công tác giữ và nhân giống phục vụ sản xuất

e Thu hoạch và chế biến tảo

- Khi sinh khối tảo đạt > 750 mg/lít thì tiến hành thu hoạch, và nên để sinh khối tảo đang sinh trưởng còn lại ≥ 300 mg/lít Thời gian bắt đầu thu hoạch thường sau khi xuống giống 7-10 ngày, và quá trình nuôi thu hoạch liên tục kéo dài 3-4 tháng thì thu toàn bộ, làm vệ sinh hồ và chuẩn bị nuôi mẻ mới

- Ngoài cách xác định thời điểm thu hoạch như trình bày ở trên, ta cũng có thể sử dụng đĩa Secchi Khi độ sâu nhìn thấy từ đĩa Secchi đạt từ 1,5-2 cm là thời điểm thích hợp để thu hoạch Thu hoạch cho đến độ sâu nhìn thấy từ đĩa Secchi là 4 cm thì dừng và bổ sung hóa chất vào bể, tiếp tục vừa nuôi vừa thu hoạch

Tảo Spirulina được chế biến thành dạng bột

- Tốt nhất nên thu hoạch tảo vào lúc sáng sớm bởi những lý do sau đây: Nhiệt độ buổi sáng mát nên việc thu hoạch dễ dàng, đỡ mệt nhọc; Có nhiều thời gian để phơi khô sản phẩm; Lượng protein của Spirulina thu được vào buổi sáng cao hơn những thời điểm khác trong ngày Nên thu hoạch vào những ngày nhiều nắng để đảm bảo tảo được phơi khô

Thu hoạch tảo bằng cách lọc qua màng polyester, đường kính mắt lưới 30

μm Thiết bị lọc được đặt nghiêng chút ít để có thể tiến hành lọc được liên tục đồng thời rửa và vớt Sau đó chuyển qua giai đoạn vắt nước bằng máy vắt, ép hoặc nhờ màng rung cho nước chảy bớt xuống Bánh tảo sau đó được cắt ra từng miếng, khúc nhờ dao; sau giai đoạn này nước vẫn chiếm 70-80 % Trong giai đoạn này Spirulina do chứa nhiều đạm nên chúng dễ bị vi khuẩn tấn công

và lên men tạo ra các sản phẩm không mong muốn trong vòng vài giờ tùy theo nhiệt độ Vì vậy các trang trại thủ công nhỏ thường phơi bằng cách cho dịch tảo vào trong các hộp kim loại rồi đem 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 sẽ chảy 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 thước các 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 kính hoặc bạt plastic trước khi cho chúng vào hộp làm khô

Ngoài ra để làm giảm lượng nước trong tảo, người ta còn dùng phương pháp đơn giản là trộn bánh tảo với một lượng ngũ cốc khô chưa chế biến như lúa mì, ngô, lúa mạch Chẳng hạn, để có 5 g Spirulina khô cần có 26,3 ml bánh tảo có trọng lượng 25 g, tiến hành trộn ngũ cốc khô với bánh tảo theo tỉ lệ 10:1 Như vậy, hổn hợp sau khi trộn bao gồm 25 g bánh tảo cộng với 110 g bột

Ở các trang trại sản xuất lớn, người ta thường sử dụng các máy làm khô tảo (máy sấy) Hệ thống máy thường được sử dụng là máy trộn đa bánh lái quay ngược hai trục được chế tạo bởi công ty Ingeniorfirmaet Halvor Forberg (Na-uy) Thiết bị này được chế tạo theo nhiều kích cỡ khác nhau, chúng được vận hành bởi môtơ điện hoặc có thể chạy bằng xăng đối với những nơi không

có hệ thống điện Đối với hỗn hợp Spirulina – ngũ cốc, đầu tiên cho bột mì vào máy, nhờ vào nguồn nhiệt bên dưới máy sẽ làm cho độ ẩm của bột mì thực tế gần bằng 0 Khi trộn bánh tảo ướt vào bột mì nóng (khoảng 85oC) phần nhiệt trong bột mì sẽ bị hấp thu nhanh chóng và quá trình khử trùng pasteur xảy ra Hiệu quả của thiết bị này rất cao, chỉ sau 10 giây đã có thể tạo thành sản phẩm hỗn hợp khô Sản phẩm dưới dạng bột sau đó có thể đem đóng thành bánh và bảo quản trong túi plastic, chống giảm oxy hoá và thất thoát chất dinh dưỡng cho đến khi sử dụng

Một phương pháp khác để thu nhận được hỗn hợp khô với hàm lượng nước chỉ còn khoảng 40% là cho hỗn hợp chạy qua máy làm mì dẹt có đường kính các lổ khoảng 2 mm và sau đó phơi dưới ánh sáng mặt trời hoặc sấy trong

lò Tuỳ theo mức độ đầu tư và qui mô sản xuất mà có nhiều phương pháp chế biến khác nhau Tuy nhiên, cần phải chế biến sau cho có thể giữ lại hàm lượng dinh dưỡng trong tảo cao nhất và có thể bảo quản trong thời gian dài

2.2.4.2 Nuôi tảo khuê

Tảo khuê là một trong những loài tảo phù hợp về kích thước và chất lượng dinh dưỡng cho ấu trùng tôm sú Tảo có tốc độ tăng trưởng nhanh, có thể nuôi trong điều kiện nhân tạo, trong các trại sản xuất giống Qua thực tế sản xuất và nghiên cứu người ta đã tìm ra được hai loại tảo Silic để nuôi sinh khối và làm

thức ăn cho ấu trùng tôm: Chaetoceros sp và Skeletonema costatum

* Đặc điểm tảo khuê

Dạng chuỗi, kích thước tế bào 4-6 μm, Chaetoceros sp: 10-20 tb/chuỗi,

Skeletonema costatum : 20-50 tb/chuỗi

- Bề mặt tế bào hình chữ nhật hoặc vuông

- Gốc tế bào có các gai hoặc lông -> kết hợp tạo chuỗi

- Là tảo phù du sống ở thủy vực nước lợ, mặn nồng độ muối 0-50‰

- Rộng nhiệt, thích hợp ở 25-30o C

- Chiếu sáng trên 12 h, sau 20-24 h đạt mật độ 500.000-600.000 tb/ml

- Phát triển tốt làm cho nước có màu vàng xanh đến nâu

- Phát triển qua 3 pha: “Lag” : pha thích nghi; “Exponential”: Pha tăng sinh; “Stationary”: Pha bão hòa

* Kĩ thuật nuôi tảo Chaetoceros sp và Skeletonema costatum :

Môi trường nuôi cấy

Dùng môi trường Walne để cấy giữ và nuôi sinh khối tảo khuê Các dung dịch theo thứ tự sau:

Dung dịch 1 (tăng trưởng)

- KNO3 (hoặc NaNO3) 116gr (100 gr)

- Hòa tan trong 1 lít nước ngọt t Dung dịch 4 (môi trường silicat)

- Na2SiO3.5H2O 20gr (hoặc

67ml)

- Hòa tan trong 1 lít nước ngọt Các môi trường trên khi dùng trong nuôi cấy thì dùng mỗi loại dung dịch (1,3,4,5) theo tỷ lệ 1/1000 (1ml dung dịch mỗi loại cho 1 lít nước) Khi dùng để nuôi sinh khối thì bón các dung dịch trên theo tỷ lệ 1/10.000

Nguồn nước:

Nguồn nước nuôi giữ và nuôi sinh khối tảo cần phải được xử lý (xem phần

kỹ thuật xử lý nước)

Kỹ thuật thu giống:

Giống được vớt ở những vùng ven bờ biển vào lúc triều cao, dùng lưới phiêu sinh có kích thước mắt lưới 15-18μm, vớt theo hình số 8 Để có loài cần nuôi ta phải thu mẫu nhiều lần Dưới kính hiển vi ta kiểm tra được tảo

Chaetoceros sp và Skeletonema có dạng chuỗi

Thuần giống:

Tảo vớt tự nhiên thường lẫn nhiều tạp mùn bả hữu cơ và động vật phù du

Do vậy ta phải phân lập tảo bằng lưới có kích thước mắt lưới lớn hơn lượt qua nhiều lần và cuối cùng chỉ giữ lại phần nước có tảo trong đó

Có thể thực hiện việc thuần giống tảo theo 2 phương pháp sau:

Dùng ưu thế môi trường để thuần giống một cách tương đối Nghĩa là trong điều kiện môi trường dinh dưỡng đưa vào phù hợp với sinh học phát triển của 2 giống tảo này sẽ giúp cho chúng ưu tiên phát triển hơn Nên trải qua một thời gian 2 giống tảo này sẽ chiếm ưu thế để phát triển quần thể, chúng sẽ trở nên thuần chủng

- Dùng phương pháp phân lập để tách 2 giống tảo này ra để nuôi riêng với môi trường dinh dưỡng thích hợp Sau nhiều lần phần lập chúng sẽ trở nên thuần chủng

- Khi tảo giống đã thuần chủng thì được nuôi giữ và đưa ra nuôi sinh khối

Giữ giống

Để chủ động cung cấp tảo cho sản xuất, chúng ta cần phải có phương pháp lưu giữ tảo Việc lưu giữ tảo được thực hiện trong phòng nuôi cấy tảo hoặc ở khu phân bố riêng cho vùng nuôi tảo hoặc trong trại sản xuất tôm giống Giống được giữ trong bình thủy tinh hay bình tam giác và được nuôi trong môi trường Walne ở nồng độ muối từ 25-30 ‰ Thời gian nuôi tùy thuộc vào mật độ tảo đưa ra ban đầu và sự tăng trưởng của tảo nuôi Thông thường thời gian nuôi giữ tảo từ 16-24h Cách lưu giữ này có thể đảm bảo chất lượng tảo giống trước khi đưa vào nuôi sinh khối

Kỹ thuật nuôi sinh khối:

Trong các trại sản xuất tôm giống, người ta thường bắt đầu nuôi sinh khối tảo khi ấu trùng Nauplius (N) ở giai đoạn N3 hoặc N4 Việc nuôi sinh khối được tiến hành theo các bước sau:

- Vệ sinh kỹ bể nuôi bằng xà phòng sau đó rửa lại bằng nước biển đã xử lý

- Bơm nước biển đã xử lý vào bể

- Khi tảo trong bể nuôi sinh khối đạt đến mật độ khoảng 500.000 - 600.000tb/ml hoặc bằng mắt thường ta thấy tảo có màu nâu đậm là có thể tiến hành thu sinh khối

* Cách thu: Dùng dây nhựa # 21 hoặc lớn hơn tùy theo dòng chảy, một

đầu được buộc bằng túi lưới thu (kích thước mắt lưới 15 - 20μm ) đầu kia cho vào bể hút nhẹ, nước tảo sẽ chảy liên tục trong khoảng thời gian 15-30 phút, các

tế bào tảo được giữ lại, sau đó tháo túi ra và chuyển sinh khối tảo này vào xô, cứ thế lại tiếp tục thu cho đến khi nước trong bể nuôi tảo còn khoảng 1/4-1/5 thì có thể kết thúc

CHƯƠNG 3 KỸ THUẬT NUÔI LUÂN TRÙNG

3.1 Đặc điểm sinh học của luân trùng

Luân trùng có kích thước cơ thể nhỏ dao động từ 100-360 μm, cơ thể có dạng hình trứng dài và hơi dẹp Bờ bụng trước của vỏ có 4 gai và có dạng u lồi, giữa có khe hình chữ V Bờ lưng trước có 6 gai hình tam giác và đỉnh nhọn Cơ quan đặc trưng của luân trùng là mề nghiền, có tác dụng trong việc nghiền các hạt được ăn

Luân trùng thuộc về lớp động vật đa bào nhỏ nhất Trong số hơn 1000 loài đã được nhận biết, có tới 90% loài sống ở môi trường nước ngọt Chiều dài cơ thể của rotifer khoảng 2mm, con đực nhỏ hơn và kém phát triển hơn con cái Cơ thể của tất cả các loài gồm một số tế bào cố định (ví dụ các loài

Brachionus chứa khoảng 1000 tế bào)

3.1.3 Phân bố và dinh dưỡng của luân trùng

Luân trùng phân bố rộng nhiều nơi trên thế giới, ở nước ta phân bố ở ao,

đầm… với mật độ cao Brachionus plicatilis là động vật ăn lọc nên thức ăn chủ

yếu là vi tảo, vi khuẩn, mùn xác hữu cơ, vật thể lơ lửng trong nước

3.1.4 Sinh trưởng và dinh dưỡng