Tối ưu hóa điều kiện nuôi trồng haematococcus pluvialis giàu astaxanthin làm thức ăn sống cho cá hồi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -*** ĐINH ĐỨC HOÀNG TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN NI TRỒNG HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS, GIÀU ASTAXANTHIN LÀM THỨC ĂN SỐNG CHO CÁ HỒI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội - Năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -*** ĐINH ĐỨC HOÀNG TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN NI TRỒNG HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS, GIÀU ASTAXANTHIN LÀM THỨC ĂN SỐNG CHO CÁ HỒI Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Đặng Dim Hng H Ni - Nm 2011 Đinh Đức Hoàng CH-2009 Lời cảm ơn Trước tiên xin chân thành cảm ơn PGS.Ts Đặng Diễm Hồng Trưởng phòng Công nghệ Tảo Viện công nghệ sinh học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam đà bảo tận tình suốt thời gian làm luận văn Tôi xin chân thành biết ơn giúp đỡ to lớn quý báu Xin chân thành cảm ơn toàn thể cán Phòng Công nghệ Tảo, Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam đà tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình thực tập làm luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo toàn thể cán Khoa Công nghệ sinh học thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đà truyền đạt cho kiến thức quý báu suốt trình học tập Cuối xin chân thành cảm ơn động viên sâu sắc từ gia đình, bè bạn đà ủng hộ, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2011 Học viên Đinh Đức Hoàng Viện CNSH & Thực phẩm i Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 LI CAM OAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu luận văn khoa học Các số liệu sử dụng tham khảo có nguồn trích dẫn rõ ràng, kết nghiên cứu luận văn hoàn tồn trung thực Đinh Đức Hồng ViƯn CNSH & Thùc phẩm ii Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoµng CH-2009 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Viết đầy đủ Cs Cộng HDL High-Density-Lipoprotein HPLC High-performance liquid chromatography LDL Low-Density-Lipoprotein NTTS Nuôi trồng thủy sản OD Optical Density (Mật độ quang học) SKK Sinh khối khô VT Vi tảo STT ViÖn CNSH & Thùc phÈm iii LuËn văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Nguồn cung cấp astaxanthin khác Bảng Nguồn cung cấp astaxanthin tự nhiên Bảng Thành phần môi trường C RM dùng nghiên cứu Bảng Kết đo OD phương pháp xây dựng đường chuẩn protein Bảng Bảng tổng kết hình thái, kích thước tỷ lệ astaxanthin/ chlorophyll a giai đoạn vòng đời H pluvialis ni bình tam giác lít ViƯn CNSH & Thực phẩm iv Luận văn thạc sỹ khoa học §inh §øc Hoµng CH-2009 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Con đường sinh tổng hợp astaxanthin từ Haematococcus pluvialis Hình Cấu hình astaxanthin Hình Ảnh minh họa Bioastin Hình Sự thay đổi hình thái tế bào vịng đời tảo H.pluvialis Hình Hệ thống bioreactor dạng lớp có sục khí chiếu sáng Hình Hệ thống hồ ni H pluvialis 500 nghìn lít tập đồn Cyanotech (Mỹ) Hình Hệ thống bể ni ngồi trời Ấn Độ Hình Hệ thống bioreactor sử dụng lượng ánh sáng mặt trời cho ni trồng H pluvialis Israel Hình Hệ thống bioreactor cho ni trồng H pluvialis Mỹ Hình 10 Hệ thống hồ nuôi hở dùng cho nuôi trồng H pluvialis tập đồn Cyanotech (Mỹ) Hình 11 Mẫu Haematococcus pluvialis phân lập Hịa Bình Hình 12 Phương pháp tạo micropipette từ pipette Pasteur Hình 13 Thao tác sử dụng micropipette để phân lập tế bào tảo Hình 14 Đường chuẩn protein xác lập hàm lượng protein (µg) theo giá trị OD bước sóng 720nm Hình 15 Hút tế bào H pluvialis bằng micropipette Hình 16 Lưu giữ thành công vi tảo lục H pluvialis môi trường thạch mơi trường lỏng C RM Hình 17 Hình ảnh chụp ni trồng tảo H pluvialis mơi trường dinh dưỡng C RM bình nhựa 1,5 lit 10 lit Hình 18 Sự thay đổi mật độ tế bào trọng lượng khô tảo H.pluvialis ni ViƯn CNSH & Thùc phÈm v Ln văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 trờn mơi trường RM thể tích bình nhựa 1,5 lit Hình 19 Sự thay đổi hàm lượng sắc tố protein tảo H pluvialis nuôi môi trường RM thể tích bình nhựa 1,5lit Hình 20 Sự thay đổi mật độ tế bào, trọng lượng khô tảo H pluvilis nuôi môi trường C thể tích bình ni 1,5 lit Hình 21 Sự thay đổi hàm lượng sắc tố protein tảo H pluvialis ni mơi trường C thể tích bình ni 1,5lit Hình 22 Sự thay đổi mật độ tế bào, trọng lượng khô tảo H pluvialis ni mơi trường RM thể tích bình ni 10 lit Hình 23 Sự thay đổi hàm lượng sắc tố chlorophyll a, astaxanthin protein tảo H pluvialis ni mơi trường RM thể tích bình ni 10 lit Hình 24 Sự thay đổi hình thái kích thước tế bào vịng đời vi tảo H pluvialis quan sát kính hiển vi quang học với độ phóng đại 400 lần Hình 25 Sự thay đổi mật độ tế bào H pluvialis bình tam giác lít mơi trường RM Hình 26 Sự thay đổi thành phần sắc tố protein H pluvialis ni bình tam giác lít mơi trường RM Hình 27 Một số hình ảnh miêu tả thay đổi hình thái tế bào giai đoạn khác vịng đời H pluvialis Hình 28 Sự thay đổi mật độ tế bào H.pluvialis ni bình nhựa 1,5 lít mơi trường RM Hình 29 Sự thay đổi hàm lượng sắc tố (chla, astaxanthin) protein H pluvialis ni bình tam giác 1,5 lít mL mơi trường RM Hình 30 Một số ảnh hình thái tế bào giai đoạn vòng đời H pluvialis ni bình nhựa 1,5 lít mơi trường RM ViƯn CNSH & Thùc phÈm vi Ln văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 Hỡnh 31 Sự thay đổi mật độ tế bào tảo H pluvialis ni bình nhựa 10 lít mơi trường RM Hình 32 Sự thay đổi hàm lượng sắc tố (chlorophyll a, astaxanthin) protein H pluvialis ni bình tam giác 10 lít mL mơi trường RM Hình 33 Một số hình ảnh tế bào vịng đời tảo H pluvialis ni bình nhựa 10 lít mơi trường RM Hình 34 Hình ảnh minh họa việc nuôi trồng thành công vi tảo lục H pluvialis cấp độ bình tam giác lít, bình nhựa 1,5 lít 10 lít Hình 35 Sự thay đổi mật độ tế bào H pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha pha đói đạm Hình 36 Sự thay đổi hàm lượng protein H pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha pha đói đạm Hình 37 Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll a H pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha pha đói đạm Hình 38 Sự thay đổi hàm lượng astaxanthin H pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha đói đạm Hình 39 Một số ảnh hình thái tế bào tảo thí nghiệm ni cấy pha Hình 40 Ảnh bình thí nghiệm pha đói đạm (bình đối chứng bình thí nghiệm) giai đoạn nảy mầm Hình 41 Sự thay đổi mật độ tế bào H pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha tảo chiếu ánh sáng có cường độ 7-10klux Hình 42 Sự thay đổi hàm lượng protein H pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha tảo chiếu ánh sang có cường độ 7-10 klux Hình 43 Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll a H pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha tảo chiếu ánh sang có cường độ 7-10 klux Hình 44 Sự thay đổi hàm lượng astaxanthin H.pluvialis thí nghiệm ni cấy pha với pha tảo chiếu ánh sang có cường độ 7-10 klux ViƯn CNSH & Thùc phÈm vii Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 Hình 45 Một số ảnh hình thái tế bào giai đoạn q trình ni cấy pha với pha có cường độ ánh sáng cao Viện CNSH & Thực phẩm viii Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 KT LUN V KIN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trình bày phần nêu trên, chúng tơi xin rút số kết luận sau: 1/ Đã phân lập thành công chủng Haematococcus pluvialis từ số ao hồ tỉnh Hịa Bình, Việt Nam năm 2009 lưu giữ thành công chúng môi trường C RM (thạch lỏng) 2/ Trong môi trường lựa chọn cho thí nghiệm RM C với thể tích bình ni 1,5 lít mơi trường RM tốt Trong môi trường RM, sau 52 ngày ni cấy, tảo có mật độ tế bào đạt đến 375,10x104 TB/mL, trọng lượng khô đạt giá P P trị 18,138 g/l, hàm lượng chlorophyll a 2500 µg/l, astaxanthin – 1800 µg/l, hàm lượng protein giảm dần suốt q trình ni cấy tảo từ giá trị 400,9 đến 24,99 pg/TB -Sau 35 ngày nuôi cấy, sinh trưởng H pluvialis bình ni 10 lít có mật độ tế bào, trọng lượng khô đạt giá trị cực đại 41,5 x104 tế bào/ml 1,8 g/l, tương P P ứng Hàm lượng chlorophyll a đạt giá trị gần 700 µg/l; hàm lượng astaxanthin - gần 210 µg/l hàm lượng protein giảm dần từ giá trị 110,13 đến 32,52 pg/ tế bào 3/ Vòng đời tự nhiên vi tảo lục H pluvialis môi trường C RM bình thí nghiệm ni tích 1; 1,5 10 lít trải qua giai đoạn với đặc điểm hình thái, kích thước màu sắc tế bào thay đổi đặc trưng cho giai đoạn sau: +/ Giai đoạn sinh dưỡng: Tế bào sinh dưỡng có hình elip, màu xanh, có hai roi chuyển động, kích thước tế bào dao động từ 10 - 20µm Giai đoạn kéo dài khoảng 10 ngày nuôi cấy; +/Giai đoạn tạo bào nang non (encyst): Kéo dài từ 10 đến 20 ngày nuôi cấy Các tế bào có dạng hình cầu, roi, khơng có khả chuyển động Kích thước tế bào tăng lên đáng kể, khoảng 40 µm Ở giai đoạn này, tế bào có biến đổi từ màu xanh sang màu nâu đậm; ViÖn CNSH & Thùc phÈm 77 LuËn văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 +/ Giai đoạn tạo bào nang hoàn chỉnh (cyst): Sau 50 ngày nuôi cấy, tế bào nang non chuyển thành nang hồn chỉnh, tế bào có màu sắc đỏ đậm Đây giai đoạn tế bào tảo có tích lũy cao astaxanthin; +/ Giai đoạn nảy mầm: Kéo dài vịng ngày Có cách nảy mầm: 1/ từ tế bào nang hoàn chỉnh nảy mầm trực tiếp thành tế bào sinh dưỡng 2/ nảy mầm gián tiếp thông qua dạng pamella 4/ Trong thí nghiệm ni cấy pha với pha pha đói đạm (sử dụng mơi trường ni tảo thiếu nito), tế bào H pluvialis giai đoạn sinh dưỡng chuyển nhanh chóng sang giai đoạn bào nang (từ 5-10 ngày) Sau 10 ngày nuôi cấy tế bào tảo pha đói đạm, hàm lượng chlorophyll a giảm từ giá trị 400 µg/L xuống cịn 180 µg/L, hàm lượng astaxanthin tăng cao lên tới giá trị 1100 µg/L 5/ Với thí nghiệm ni cấy pha với pha pha tảo nuôi trồng điều kiện chiếu ánh sáng có cường độ cao từ 7-10 klux, tế bào H pluvialis giai đoạn sinh dưỡng chuyển nhanh chóng sang giai đoạn bào nang (từ 5-10 ngày) Cường độ ánh sáng tối ưu cho tích lũy astaxanthin 7klux, cịn cường độ chiếu sáng cao klux gây ức chế sinh trường tảo lại làm giảm q trình tích lũy astaxanthin Sau 10 ngày ni cấy điều kiện chiếu sáng với cường độ cao pha 2, hàm lượng chlorophyll a tế bào tảo giảm xuống 200 µg/L cịn hàm lượng astaxanthin đạt giá trị 700 µg/L KIẾN NGHỊ Các kết nghiên cứu thu đề tài trình bày phần nêu kết bước đầu Để đạt mục tiêu đề nuôi trồng thành công vi tảo lục H pluvialis đạt mật độ tế bào 4-6 triệu tế bào/ mL, hàm lượng astxanthin chiếm 4-6% trọng lượng khơ tảo cịn nhiều vấn đề khoa học cần phải tiếp tục nghiên cứu sau: 1/ Cần tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố môi trường khác lên sinh trưởng phát triển hình thành astaxanthin tảo H pluvialis nhiệt độ, ánh sáng, pH, nguồn cacbon nito khác nhau, nồng độ muối, t l Viện CNSH & Thực phẩm 78 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 C/N cung cấp số liệu khoa học làm sở cho việc lựa chọn yếu tố giới hạn cho pha quy trình cơng nghệ ni cấy pha loài vi tảo này; 2/ Cần tiếp tục nghiên cứu quy trình cơng nghệ ni cấy pha lồi H pluvialis hệ thống kín 10; 20; 50 100 lít hệ thống bể hở hàng nghìn lít; 3/ Cần tiến hành nghiên cứu quy trình cơng nghệ thu sinh khối tảo H pluvialis giàu astaxanthin phương pháp khác vật lý hóa học, sinh học… nhằm góp phần làm giảm giá thành sinh khối tảo nuôi trồng được; 4/ Cần nghiên cứu trình bảo quản lâu dài sinh khối vi tảo nuôi trồng đảm bảo chất lượng để sản xuất astaxanthin; 5/ Cần nghiên cứu quy trình tách chiết astaxanthin từ sinh khối vi tảo H pluvialis dung mơi khác tác nhân nồng độ chất, nhiệt độ, thành phần loại dầu ảnh hưởng lên hiệu xuất trình tách chiết astaxanthin từ sinh khối tảo; 6/ Cần nghiên cứu độc tính cấp, độc tính bán trường diễn sinh khối tảo H pluvialis astaxanthin động vật thực nghiệm để bảo đảm an toàn cho việc sử dụng chúng làm thức ăn cho cá hồi sau ViÖn CNSH & Thực phẩm 79 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh §øc Hoµng CH-2009 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đặng Tố Vân Cầm (2007) “Vi tảo nuôi trồng thuỷ sản” Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thuỷ Sản II Báo cáo Nha Trang 29-31/5/2007 Đinh Đức Hoàng, Lưu Thị Tâm, Nguyễn Thị Thu Thủy, Đặng Diễm Hồng (2011) “ Nghiên cứu thay đổi hình thái tế bào, hàm lượng sắc tố protein nội bào vòng đời vi tảo lục Haematococcus pluvialis ni cấy điều kiện phịng thí nghiêm” Tạp chí SINH HỌC 33(1): 59-66 Đặng Diễm Hồng, Đinh Đức Hoàng, Nguyễn Thị Thủy, Hoàng Thị Lan Anh (2010) “ Lựa chọn môi trường tối ưu để nuôi trồng vi tảo lục Haematococcus pluvialis giàu astaxanthin” Tạp chí SINH HỌC 32(2): 4353) Đặng Diễm Hồng, Đặng Đình Kim (1995) ”Ngiên cứu số đặc điểm sinh trưởng quang hợp hai loài tảo Dunaliella salina Dunaliella bardawil” Kỷ yếu Viện Công nghệ Sinh học, Trung tâm KHTN & CNQG, Nhà xuất KH KT Trang 280 -286) Đặng Diễm Hồng, Lê Thu Thuỷ, Choon - Hwan Lee (1998) “Tác động cường độ ánh sáng cao lên hoạt động chu trình xanthophyll tích luỹ β-carotene vi tảo Dunaliella salina” Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học Công nghệ biển toàn quốc lần thứ IV, Hà Nội 12-12/11/1998, Tập II: 896-902 Đặng Đình Kim, Đặng Hồng Phước Hiền (1999) “Công nghệ sinh học vi tảo” NXB Nông nghiệp Hà Nội) Vĩnh Khang (2007) “Kỹ thuật nuôi chăm sóc loại cá đẹp: cá cảnh, cá La Hán” NXB Thanh Niên, 320 trang Tài liệu tiếng Anh Acheampong, E and Martin, A (1995) “Kinetic studies on the yeast Phaffia rhodozyma J Basic Microbiol 35:147–155; Martin AM, Acheampong E, ViÖn CNSH & Thùc phÈm 80 LuËn văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 Patel TR (1993) Production of astaxanthin by Phaffia rhodozyma using peat hydrolysates as substrate” J Chem Technol Biotechnol 58:223–230 Ako, H and Tamaru, C.S (1999) Are feeds for food fish practical for aquarium fish Intl Aqua Feeds 2, 30–36 10 Allen, R.G and Tresini, M (2000) Oxidative stress and gene regulation Free Radic Biol Med 28, 463–499 11 Amcoff, P., Börjeson, H., Norrgren, L and Pesonen, M (1998) “Cytochrome P4501A-activity in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) hepatocytes after exposure to PCB#126 and astaxanthin: In vitro and in vivo studies” Marine Environmental Research 46: 1-5 12 Anderson, M (2001) Method of Inhibiting 5-a Reductase with Astaxanthin to Prevent and Treat Begnign Prostate Hyperplasia (BPH) and Prostate Cancer in Human Males US Patent #6277417 13 Andersen, R (2005) “Algal culturing techniques” Phycological Society of America 14 Barros, M.P., Pinto, E., Colepicolo, P and Pederse´n, M (2001) Astaxanthin and peridinin inhibit oxidative damage in Fe2 ỵ loaded liposomes: Scavenging oxyradicals or changing membrane permeability Biochem Biophys Res Commun 288, 225–232 15 Bennedsen, M., Wang, X., Willén, R., Wadström, T and Andersen, LP T 1 T T T 1 T T T T T T (1999) Treatment of H pylori an infected mouse with antioxidant astaxanthin reduces gastric inflammation, bacterial load and modulates cytokine release by splenocytes Immunol Lett 70, 185–189 16 Bertram, J.S (1999) Carotenoids and gene regulation Nutr Rev 57, 182– 191 17 Beutner, S., Bloedorn, B., Frixel, S., Blanco, I.H., Hoffmann, T., Martin, H.D., Mayer, B and Walsh, R (2001) Quantitative assessment of antioxidant properties of natural colorants and phytochemicals: carotenoids, ViÖn CNSH & Thực phẩm 81 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 flavonoids, phenols and indigoids The role of beta carotene in antioxidant functions J Sci Food Agric 81, 559–568 18 Black, H (1998) Radical interception by carotenoids and effects on UV carcinogenesis Nutr Cancer 31, 212–217 19 Borlongan, C.V., Kanning, K., Poulos, S.G., Freeman, T.B., Cahill, D.W T 1 T T T 1 T T T 1 T T and Sanberg, P.R (1996) Free radical damage and oxidative stress in 0T 0T 1T 1T Huntington’s disease J Fla Med Assoc 83, 335–341 20 Borowitzka, M.A 1999 Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters Biotechnology 70:313-321 21 Britton, G (1985) General carotenoids Methods Enzymol 111:115–149 22 Chen, F., Chen, H., and Gong, X (1997) “Mixotrophic and heterotrophic growth of Haematococcus Lacustris and reological behavior of the cell suspensions” Bioresource Technology 62, 19-24 23 Chew, B.P., Park, J.S., Wong, M.W., and Wong, T (1999) A comparison of the anticancer activities of dietary b-carotene, canthaxanthin and astaxanthin in mice in vivo Anticancer Res 19, 1849–1854 24 Christiansen, R (1995) Growth and survival of Atlantic salmon, Salmo salar L., fed different dietary levels of astaxanthin First-feeding fry Aquaculture Nutrition 1, 189–198 25 de Rijk, M.C., Breteler, M.M., den T 1 T Breeijen, T J.H., Launer, T 1 T T L.J., Grobbee, D.E., van der Meché, F.G., Hofman, A (1997) Dietary 1T 0T 0T 1T T T T 1 T T antioxidants and Parkinson disease The Rotterdam Study Arch Neurol 54, 762–765 26 Domínguez Bocanegra, A R & Ponce-Noyola, T & Torres-Muñoz, J A (2007) “Astaxanthin production by Phaffia rhodozyma and Haematococcus pluvialis: a comparative study” Appl Microbiol Biotechnol 75: 783-791 27 Droop, M.R (1995) “Carotenogenesis in Haematococcus pluvialis” Nature 175-42 ViÖn CNSH & Thùc phÈm 82 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 28 Elwinger, K (1997) Astaxanthin rich algal meal (Haematococcus pluvialis) as carotenoid source in feed for laying hens In Proceedings of the VII European Symposium on the Quality of Eggs and Egg Products, pp 52–59, Poznan, Poland 29 Fa´bregas, J., Dominguez, A., Regueiro, M., Maseda, A & Oteno, A (2008) Optimination of culture medium for the continuous cultivation of the microalga Haematococcus pluvialis Applied Microbiology and Biotechnology, 53, 530-535 30 Fa´bregas, J, Otero, A, Maseda, A, Domı´nguez, A (2001) Two-stage cultures for the production of Astaxanthin from Haematococcus pluvialis Journal of Biotechnology 89 (2001) 65–71 31 Ferrante, R.J., Browne, S.E., Shinobu, L.A., Bowling, A.C., Baik, T 1 T T T 1 T T T 1 T T M.J., MacGarvey, U., Kowall, N.W., Brown, R.H Jr, Beal, M.F (1997) 1T 0T 0T T 1 T T T 1 T T T 1 T T T T Evidence of increased oxidative damage in both sporadic and familial amyotrophic lateral sclerosis J Neurochem 69, 2064–2074 32 Fontana JD, Guimaraes MF, Martins NT, Fontana CA, Baron M (1996) “Culture of the astaxanthin ogenic yeast Phaffia rhodozyma in low-cost media” Appl Biochem Biotechnol 57–58:413–422 33 Frei, B (1995) Cardiovascular disease and nutrient antioxidants: role of low-density lipoprotein oxidation Crit Rev Food Sci Nutr 35, 83–98 34 Fuchs, J (1998) Potentials and limitations of the natural antioxidants RRRalpha-tocopherol, L-ascorbic acid and beta-carotene in cutaneous photoprotection Free Radic Biol Med 25, 848–873 35 Ganta, M, Svircev, Z (2008) “Mircroalgae and cyanobacteria: Food for thought” Journal of Phycology Volume 44, Issue 2, pages 260-268 36 Goto, S., Kogure, K., Abe, K., Kimata, Y., Kitahama, K., Yamashita, E T 1 T T T 1 T T T 1 T T T 1 T T and Terada, H (2001) Efficient radical trapping at the surface and inside the 0T 0T 1T 1T phospholipid membrane is responsible for highly potent antiperoxidative ViÖn CNSH & Thùc phÈm 83 LuËn văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 activity of the carotenoid astaxanthin Biochim Biophys Acta 1512, 251– 258 37 Gradelet, S., Bon, A.-M.Le., Bergès, R., Suschetet, M and Astorg, P (1998) Dietary carotenoids inhibit aflatoxin B1-induced liver preneoplastic foci and DNA damage in the rat: role of the modulation of aflatoxin B1 metabolism Carcinogenesis 19, 403–411 38 Grant,W.B (1997) Dietary links to Alzheimer’s disease J Alzheimers Dis 2, 42–55 39 Guerin, M, Huntley, M.E, Olaizola, M (2003) “Haematococcus astaxanthin: applications for human health and nutrition” Trends Biotechnol 21(5): 210-216 40 Haard, N (1988) “Astaxanthin formation by the yeast Phaffia rhodozyma on molasses” Biotechnol Lett 10:609–614 41 Harker, M., Tsavalos, A.J., Yong, A.J (1996) “Factor responsible for astaxanthin formation in the Chlorophyte Haematococcus pluvialis” Bioresource Technology 55:207-214 42 Hata, N., Ogbonna, J.C., Hasegawa, Y., Taroda, H., Tanaka (2001) “Production of astaxanthin by Haematococcus pluvialis in a sequential heterotrophic photoautotrophic culture” Appl Phycol 13: 395-402 43 Hayman, T.G., Mannarelli, B.N., Leathers, T.D (1995) Production of carotenoids by Phaffia rhodozyma grown on media composed of corn wetmilling co-products J Ind Microbiol 115:173–183 44 Higuera-Ciapara, L.Félix-Valenzuela, and F.M Goycoolea (2006) “Astaxanthin: A Review of its Chemistry and Applications” Critical Reviews in Food Science and Nutrition 46:185-196 45 Imamoglu, E., Sudan, F.V., Conk Dalay, M (2007) “Effect of defferent culture media and light densities on growth of Haematococcus pluvialis” International Journal of Natural and Engineering Sciences (3): 05 – 09 ViÖn CNSH & Thực phẩm 84 Luận văn thạc sỹ khoa học §inh §øc Hoµng CH-2009 46 In Soo Suh, Hyun-Na Joo, Choul-Gyun Lee (2006) “A novel doublelayered photobioreactor for simultaneous Haematococcus pluvialis cell growth and astaxanthin accumulation” Journal of Biotechnology 125 540546 47 Inborr, J (1998) Haematococcus, the poultry pigmentor Feed Mix 6, 31– 34 48 Jeffrey, S.W., Mantoura, R.F.C., Wright, S.W., 1997) Phytoplankton Pigments in Oceanography: Guidelines to Modern Methods UNESCO, Paris: 37–84 49 Jian-Ping, Y, Xian-Di, G, Feng, C (1997) Separation and analysis of carotenoids and chlorophylls in Haematococcus lacustris by highperformance liquid chromatography photodiode array detection J Agric Food Chem 45:1952–1956 50 Johnson, E.A., An, G.H (1991) “Astaxanthin from microbial source” Crit Rev Biotechnol 11: 297-326 51 Johnson, E.A., Schroeder, W.A (1995) “Microbial carotenoids In: Fiechter A (ed) Advances biochemical engineering and biotechnology” Springer, Berlin 53:119–178 52 Jyonouchi, H., Zhang, L and Tomita, Y (1993) Studies of immunomodulating actions of carotenoids II Astaxanthin enhances in vitro antibody production to T-dependent antigens without facilitating polyclonal B-cell activation Nutr Cancer 19, 269–280 53 Jyonouchi, H., Sun, S., Tomita, Y and Gross, MD (1995) Astaxanthin, a carotenoid without vitamin A activity, augments antibody responses in cultures including T-helper cell clones and suboptimal doses of antigen J Nutr 124, 2483–2492 54 Kaewpintong, K (2004) Cultivation of Haematococcus pluvialis in airlift bioreactor Chemical engineering 113 pp ISBN 974-53-1162-6 ViÖn CNSH & Thùc phÈm 85 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 55 Kang, C D., Lee, J S., Park, T H., Sim, S J (2005) “Comparison of heterotrophic and photoautotrophic induction on astaxanthin production by Haematococcus pluvialis” Appl Microbiol Biotechnol 68: 237–241 56 Katayama, T (1972) The biosynthesis of astaxanthin in the prawn, Penaeus japonicus Bate (Part II) Int J Biochem 3, 363–368 57 Kistler, A., Liechti, H., Pichard, L., Wolz, E., Oesterhelt, G., Hayes, A T T T T T T T T and Maurel, P (2002) Metabolism and CYP-inducer properties of 0T 0T astaxanthin in man and primary human hepatocytes Arch Toxicol 75, 665– 675 58 Kitahara, T (1984) Carotenoids in the Pacific salmon during the marine period Comp Biochem Physiol 78B, 859–862 59 Kobayashi, M., Kakizono, T., Nagai, S (1991) “Astaxanthin production by a green alga, Haematococcus pluvialis accompanied with morphological changes in acetate media” J Ferment Bioengin 71: 335-339 60 Kobayashi, M., Kakizono, T., Nishio, N., Nagai, S (1992) “Effects of light intensity, light quality, and illumination cycle on astaxanthin formation in a green alga, Haematococcus pluvialis” Fermentation and Bioengineering 74: 61-63 61 Kobayashi, M., Yoshiro, K., Toshihide, K., Naomichi, N and Yasunobu, T (1997) “Morphological Changes in the Life Cycle of the Green Alga Haematococcus pluvialis” Journal of fermentation and bioengineering Vol 84, No 1, 94-97 62 Kurashige, M., Okimasu, E., Inoue, M and Utsumi, K (1990) Inhibition T T T T of oxidative injury of biological membranes by astaxanthin Physiol Chem Phys Med NMR 22, 27–38 63 Leathers, D.T (2003) “Bioconversions of maize residues to value-added coproducts using yeast-like fungi” FEMS Yeast Research 3:133– 140 ViÖn CNSH & Thùc phÈm 86 LuËn văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 64 Lee, K.S (1986) Evaluation of crawfish astaxanthin as a natural red pigmenter of egg yolk Poultry Sci 65 (Suppl 1), 177–178 65 Lorenz, R.T and Cysewski, G.R (2000) “Commercial potential for Haematococcus microalgae as a natural source of astaxanthin” Trends Biotechnol 18: 160-167 66 Lowry, Rosebrough, N.J., Farr, A.L, Randall, R.J (1951) “Protein measurement with the folin phenol reagent” J Biol Chem 193: 265-275 67 Matsushita, Y., Suzuki, R., Nara, E., Yokoyama, A and Miyashita, K (2000) Antioxidant activity of polar carotenoids including astaxanthin-bglucoside from marine bacterium on PC liposomes Fish Sci 66, 980–985 68 Menasveta, P., Worawattanamateeklu, W., Latsch, T and Clark, J.S (1993) Correction of black tiger prawn (Penaeus monodon Fabricus) coloration by astaxanthin Aquaculture Engineering 12, 203–213 69 Meyer, P.S., du Preez, J.C (1994a) “Astaxanthin production by Phaffia rhodozyma mutant on grape juice” World J Microbiol Biotechnol 10:178– 183 70 Miss Kamonpan Kaewpintong (2004) “Cultivation of Haematococcus pluvialis in airlift bioreactor” Chemical Engineering 73-74 71 Molina, E., Fernández, J., Acién, F.G, Chisti, Y., (2001) Tubular photobioreactor design for algal cultures Journal of Biotechnology 92: 113 – 131 72 Mortensen, A Leif, H Skibsted, Julia, S., Catherine Rice-Evans, Steven A Everett (1997) Comparative mechanisms and rates of free radical scavenging by carotenoid antioxidants FEBS Lett 418, 91–97 73 Naguib, Y.M.A (2000) Antioxidant activities of astaxanthin and related carotenoids J Agric Food Chem 48, 1150–1154 ViÖn CNSH & Thùc phẩm 87 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoµng CH-2009 74 O’Connor, I and O’Brien, N (1998) Modulation of UVA light-induced oxidative stress by beta-carotene, lutein and astaxanthin in cultured fibroblasts J Dermatol Sci 16, 226–230 75 Okagbue, R.N., Lewis, M.W (1984) “Autolysis of the red yeast Phaffia rhodozyma: a potential tool to facilitate extraction of astaxanthin” Biotechnol Lett 6:247 76 Orosa, M., Valero, J.F., Herrero, C., Abalde, J (2001) “Comparison of the accumulation of astxanthin in Haematococcus pluvialis and other green microalgae under N-starvation and high light conditions” Biotechnol Letter 23: 1079-1085 77 Papas, A.M (1999) Antioxidant Status, Diet, Nutrition, and Health, CRC Press 78 Palozza, P and Krinsky, N.I (1992) Astaxanthin and canthaxanthin are potent antioxidants in a membrane model Arch Biochem Biophys 297, 291–295 79 Pringsheim, E G (1966) “Nutritional requirements of Haematococcus pluvialis and related species” J Phycol 2, 1-7 80 RUBIO, A.; ELENA, R.; SÁNCHEZ, O.; BLANCO, A., (1999) “Autoecología de los castares catalanes” Invest Agrar Sist Recur For 8: 387–405 81 Savouré, N Briand, G., Amory-Touz, M.C., Combre, A., Maudet, M T T T T T T and Nicol, M (1995) Vitamin A status and metabolism of cutaneous 0T 0T polyamines in the hairless mouse after UV irradiation: action of b-carotene and astaxanthin Int J Vitam Nutr Res 65, 79–86 82 Shimidzu, N (1996) Carotenoids as singlet oxygen quenchers in marine organisms Fish Sci 62, 134–137 83 Smith, G.M (1950) “Freshwater algae” (n.p.) Mcgraw Hill Book pp.109111 Viện CNSH & Thực phẩm 88 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 84 Sokal, R.R., Rohlf, F.J (1981) “The principles and practice of statistics in biological research” Biometry 2nd edn Freeman, San Francisco, USA 85 Steven, D.M (1948) Studies on animal carotenoids I Carotenoids of the brown trout (Salmo trutta Linn.) J Exp Biol 25, 369 86 Tanaka, T carcinogenesis (1994) by Chemoprevention the naturally of occurring mouse urinary carotenoid bladder astaxanthin Carcinogenesis 15, 15–19 87 Tanaka, T., Makita, H., Ohnishi, M., Mori, H., Satoh, K and Hara, A (1995) Chemoprevention of rat oral carcinogenesis by naturally occurring xanthophylls, astaxanthin and canthaxanthin Cancer Res 55, 4059–4064 88 Tjahjono, A.E., Kakizono, T., Hayama, Y., Nishio, N., Nagai, S (1994) “Isolation of resistant mutants against carotenoid biosynthesis inhibitors for a green alga Haematococcus pluvialis, and their hybrid formation by protoplast fusion for breeding of higher astaxanthin producers” Fermentation and Bioengineering 77(4): 352-357 89 Tracy, R.P (1999) Inflammation markers and coronary heart disease Curr Opin Lipidol 10, 435–441 90 Tso, M.O.M and Lam, T-T (1996) Method of Retarding and Ameliorating Central Nervous System and Eye Damage U.S Patent #5527533 91 Usha TripathL R.Sarada and G.A.Ravishankar (2002) “Effect of culture conditions on growth of green alga Haematococcus pluvialis and astaxanthin production” Acta physiologiae plantarum Vol 24 No 3: 323-32 92 Wantao Fu, Min Zhang, Yuan Liu, Hengming Liu, Changfa Liu, Yong Chen (2008) “Effects of iron electrovalence and species on growth of Haematococcus pluvialis and astaxanthin production” Journal of Biotechnology S558–S576 93 Yamada, S., Tanaka, Y., Sameshima, M and Lto, Y (1990) Pigmentation of prawn (Penaeus japonicus) with carotenoids I Effect of dietary ViÖn CNSH & Thùc phÈm 89 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 astaxanthin, beta-carotene and canthaxanthin on pigmentation Aquaculture 87, 323–330 94 Yuan Jian-Ping, Gong Xian-Di, Chen Feng (1996) “Separation and identification of astaxanthin esters and chlorophylls in Haematococcus lacustris by HPLC” Biotechnology Techniques 10 (9): 655–660 Tài liệu trang web 95 http://algaetooil.tripod.com 96 http://astawefirst.food188.com 97 http://newbiogenics.com/index.html 98 http://phapluattp.vn/20110126112558935p0c1014/xuat-khau-thuy-san-nam2010-dat-gan-5-ti-usd.htm 99 http://www.algatech.com/astax.htm 100 http://www.algatech.com/astax.htm 101 http://www.baomoi.com/Co-hoi-cho-nganh-nuoi-trong-thuy-san- Chau-A/45/4565065.epi 102 http://www.cyanotech.com/bioastin.html 103 http://www.ec21.com/kc-haematococcus-pluvialis 104 http://www.globalnaturalmedicine.com/astaxanthin 105 http://www.parrynutraceuticals.com/products/astaxanthin.aspx Viện CNSH & Thực phẩm 90 Luận văn thạc sỹ khoa học Đinh Đức Hoàng CH-2009 DANH SCH CÁC BÀI BÁO Đà CƠNG BỐ Đinh Đức Hồng, Lưu Thị Tâm, Nguyễn Thị Thu Thuỷ, Đặng Diễm Hồng (2011): Nghiên cứu thay đổi hình thái tế bào, hàm lượng sắc tố protein nội bào vòng đời vi tảo lục Haematococcus pluvialis nuôi cấy điều kiện phịng thí nghiệm Tạp chí Sinh học 33(1): 59- 66 Đặng Diễm Hồng, Đinh Đức Hoàng, Nguyễn Thị Thủy, Hồng Thị Lan Anh (2010): Lựa chọn mơi trường tối ưu để nuôi trồng vi tảo lục Haematococcus pluvialis giàu astaxanthin Tạp chí Sinh học 32(2): 4353 Ngơ Thị Hồi Thu, Đinh Đức Hồng, Nguyễn Thị Thu Thủy, Đặng Diễm Hồng (2010): Đánh giá khả chống chịu với điều kiện môi trường nuôi bất lợi chủng vi tảo biển Nannochloropsis oculata phân lập từ vùng biển Việt Nam Singapore Tạp chí cơng nghệ sinh học 8(3B): 1731-1737 Phạm Mỹ Dung, Ngô Thị Hoài Thu, Lưu Thị Tâm, Đinh Đức Hoàng, Đinh Thị Thu Hằng, Đặng Diễm Hồng (2009): Một số đặc điểm sinh học loài Chaetoceros muelleri phân lập từ vùng biển Hải Phịng sử dụng làm thức ăn ni trồng thuỷ sản Báo cáo khoa học hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc tháng 11 năm 2009 Nhà xuất Đại học Thái nguyên- 2009 Trang 77 – 81 Viện CNSH & Thực phẩm 91 Luận văn thạc sü khoa häc ... khăn nêu chúng tơi tiến hành thực đề tài ? ?Tối ưu hóa điều kiện ni trồng Haematococcus pluvialis, giàu astaxanthin làm thức ăn sống cho cá hồi? ?? nhằm có số liệu khoa học điều kiện ni trồng tối ưu. .. -*** ĐINH ĐỨC HỒNG TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN NUÔI TRỒNG HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS, GIÀU ASTAXANTHIN LÀM THỨC ĂN SỐNG CHO CÁ HỒI Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC CÔNG... ngày tăng cao Chính vậy, nhằm tháo gỡ khó khăn ni trồng lồi VT lục nêu trên, mong muốn thực đề tài nghiên cứu ? ?Tối ưu hóa điều kiện ni trồng Haematococcus pluvialis giàu astaxanthin làm thức ăn