triển của tảo
Qua quá trình theo dõi thí nghiệm 1 chúng tôi đã xác định được pH của các môi trường nuôi, các kết quả thu được có trên bảng 3.1.
Bảng 3.1: Giá trị pH trong các môi trường nuôi tảo ở thí nghiệm 1 Môi trường
nuôi tảo
PH
Cực tiểu Cực đại Trung bình
Zarouck 100% 8.5 ± 0.15 10.1 ± 0.12 9.55 ± 0.20 Zarouck 50% 8.5 ± 0.22 10 ± 0.03 9.47 ± 0.10 Zarouck 20% 8.3 ± 0.10 10 ± 0.15 9.36 ± 0.05 Zarouck 10% 8.3 ± 0.10 9.5 ± 0.05 9.18 ± 0.11 Ria III 8.5 ± 0.07 9.7± 0.20 9.27 ± 0.14 Nisole 8.5 ± 0.13 10.2 ± 0.04 9.59 ± 0.06
(Độ lệch chuẩn đặt sau dấu ±)
Nhìn chung trong quá trình thí nghiệm, pH tăng dần và tỷ lệ thuận với mật độ tế bào. Tuy nhiên, các điểm cực đại của pH trong thí nghiệm này không trùng thời điểm cực đại của mật độ tế bào mà sớm hơn từ 1–2 ngày. Trong suốt quá trình thí nghiệm, ở các lô thí nghiệm có pH nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của tảo Spirulina platensis (8.5–10.2).
Qua quá trình theo dõi thí nghiệm 1 chúng tôi đã thu được tốc độ sinh tương đối của tảo nuôi trong các môi trường khác nhau, các kết quả thu được có trên bảng 3.2
Bảng 3.2: Tốc độ sinh trưởng về mật độ của quần thể tảo Spirulina platensis nuôi ở các môi trường dinh dưỡng khác nhau
Ngày nuôi Zarrouck 100% Zarrouck 50% Zarrouck 20% Zarrouck 10%
Ria III Nisole
1 0.61±0.010 0.65±0.080 0.63±0.007 0.69±0.020 0.59±0.017 0.66±0.0152 0.81±0.023 0.82±0.020 0.83±0.014 0.84±0.040 0.80±0.010 0.87±0.022 2 0.81±0.023 0.82±0.020 0.83±0.014 0.84±0.040 0.80±0.010 0.87±0.022 3 0.90±0.036 0.91±0.030 0.92±0.008 0.94±0.011 1.03±0.025 0.96±0.023 4 1.07±0.011 1.10±0.040 1.03±0.015 1.13±0.025 1.13±0.040 1.08±0.037 5 1.17±0.083 1.16±0.008 1.20±0.026 1.27±0.037 1.27±0.015 1.38±0.018 6 1.26±0.026 1.29±0.011 1.40±0.035 1.35±0.025 1.41±0.046 1.52±0.047 7 1.44±0.016 1.45±0.013 1.46±0.035 1.46±0.025 1.56±0.029 1.62±0.013 8 1.60±0.013 1.59±0.031 1.59±0.026 1.48±0.031 1.67±0.021 1.73±0.035 9 1.78±0.020 1.64±0.008 1.67±0.023 1.55±0.035 1.71±0.012 1.89±0.020 10 2.00±0.021 1.87±0.010 1.89±0.030 1.58±0.035 1.76±0.024 2.10±0.050 11 2.20±0.017 2.18±0.025 2.00±0.010 1.41±0.017 1.87±0.069 2.32±0.050 12 2.42±0.021 2.37±0.025 2.07±0.004 1.34±0.059 2.00±0.010 2.60±0.040 13 2.66±0.026 2.59±0.020 2.08±0.06 2.02±0.008 2.86±0.037 14 2.93±0.090 2.89±0.013 2.11±0.012 1.91±0.042 3.08±0.007 15 3.29±0.030 3.06±0.040 1.99±0.012 1.82±0.018 3.36±0.050 16 3.37±0.016 3.12±0.010 1.81±0.025 3.44±0.013 17 3.42±0.010 3.11±0.004 3.50±0.027 18 3.46±0.030 3.05±0.060 3.66±0.028 19 3.41±0.046 2.81±0.017 3.93±0.015 20 3.29±0.016 4.01±0.018 21 4.06±0.010 22 4.05±0.010 23 3.95±0.002
(Độ lệch chuẩn đặt sau dấu ±)
Qua các kết quả trên bảng 3.2 chúng ta có thể thấy, từ khi bắt đầu nuôi đến ngày thứ 3 tảo sinh trưởng tương đối đều nhau ở cả 6 môi trường dinh dưỡng. Đến ngày nuôi thứ 4 ở các môi trường dinh dưỡng khác nhau tảo có tốc độ sinh trưởng khác nhau.
Ở môi trường Zarrouck 100% và môi trường Zarrouck 50% tảo sinh trưởng nhanh và đạt mật độ cao. Đối với môi trường Zarrouck 100%, mật độ tảo đạt cực đại đạt được vào ngày nuôi thứ 18.67 là 3.46 (OD420nm) Đến ngày thứ 19, tốc độ sinh trưởng của quần thể tảo âm (T = - 0.04), ngay sau khi đạt mật độ cực đại.
Môi trường Zarrouck 50%, mật độ tảo đạt cực đại là 3.12 (OD420nm) vào ngày nuôi thứ 16.33, Tốc độ tăng trưởng của quần thể tảo đạt giá trị âm vào ngày nuôi thứ 17 (T = - 0.02) ngay sau khi đạt mật độ cực đại.
Ở môi trường Zarrouck 20% và môi trường Ria III, tảo sinh trưởng tương đối nhanh.
Đối với môi trường Zarrouck 20%, mật độ tảo đạt cực đại vào ngày nuôi thứ 13.68 là 2.11(OD420nm). Tốc độ sinh trưởng của quần thể tảo cao đạt gía trị âm (T = - 0.06) vào ngày nuôi thứ 15 ngay sau khi đạt mật độ cực đại .
Ở môi trường Zarrouck 10%, tảo sinh trưởng chậm và đạt mật độ thấp. Mật độ tảo đạt cực đại ở ngày nuôi thứ 9.67 là 1.58 (OD420nm). Tốc độ tăng trưởng của quần thể tảo đạt giá trị âm (T = - 0.20) ở ngày nuôi thứ 11 ngay sau khi đạt mật độ cực đại.
Ở môi trường Ria III, mật độ tảo đạt cực đại vào ngày nuôi thứ 13 là 2.02 (OD420nm). Tốc độ tăng trưởng quần thể tảo âm vào ngày nuôi thứ 14 (T = - 0.10) ngay sau khi đạt mật độ cực đại.
Ở môi trường Nisole tảo sinh trưởng rất nhanh và đạt mật độ cực đại cao nhất trong 6 môi trường dinh dưỡng nuôi thí nghiệm. Tảo đạt mật độ cực đại vào ngày nuôi thứ 20.67 (OD420nm) là 4.06 (OD420nm). Tốc độ tăng trưởng của quần thể tảo âm vào ngày nuôi thứ 22 (T = -0.02) ngay sau khi đạt mật độ cực đại.
Hình 3.1: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo Spirulina platensistrong các môi trường dinh dưỡng khác nhau
Qua bảng 3.2 và hình 3.1 cho thấy ở các môi trường dinh dưỡng khác nhau tảo có tốc độ sinh trưởng khác nhau, chu kỳ phát triển khác nhau và mật độ cực đại đạt được cũng khác nhau. Trong đó: chu kỳ phát triển của tảo kéo dài nhất ở môi trường Nisole (20.67 ngày) và ngắn dần theo thứ tự như sau: môi trường Zarrouck 100% (18.67 ngày), môi trường Zarrouck 50%(16.33), môi trường Zarrouck 20% (13.68), môi trường Ria III(13 ngày) và cuối cùng là môi trường Zarrouck 10% (9.67 ngày). Như vậy, chu kỳ phát triển của tảo tỷ lệ thuận với mật độ cực đại mà tảo đạt được. Có nghĩa là thời gian duy trì sự phát triển của tảo càng dài thì mật độ cực đại tảo đạt được càng cao và ngược lại.
Bảng 3.3: Kết quả phân tích LSD0.05 về mật độ cực đại và thời gian tảo đạt mật độ cực đại khi nuôi trong các môi trường dinh dưỡng khác nhau.
Môi trường Mật độ cực đại (X ±σ) Thời gian đạt mật độ cực đại(ngày) Nisole 4.06a ± 0.030 20.67a ± 1.15 Zarrouck 100% 3.46b ± 0.025 18.67b ± 2.31 Zarrouck 50% 3.12c ± 0.026 16.33c ± 1.15 Zarrouck 20% 2.11d ± 0.033 13.68d ±1.15 Ria III 2.02d ± 0.023 13.00d ± 1.00 Zarrouck 10% 1.58e ± 0.026 9.67e ± 0.58
(Các chữ cái a, b, c, d, e khác nhau trong cùng cột có sự khác nhau với p < 0,05, độ lệch chuẩn đặt sau dấu ±)
Qua kết quả phân tích LSD0.05 cho thấy: mật độ cực đại của tảo nuôi trong môi trường Zarrouck 100% so với môi trường Zarrouck 50%, Zarrouck 100% so với Zarrouck 20%, Zarrouck 100% với Zarrouck 10%, Zarrouck 100% so với Ria III và Zarrouck 100% so với Nisole, có sự sai khác có ý nghĩa thống kê(P<0,05). Mật độ cực đại của tảo nuôi trong môi trường Zarrouck 50% so với Zarrouck 20%, Zarrouck 50% so với Zarrouck 10%, Zarrouck 50% so với Ria III và Zarrouck 50% với Nisole, có sự sai khác có ý nghĩa thống kê(P<0,05). Mật độ cực đại của tảo nuôi trong môi trường Zarrouck 20% so với Zarrouck 10%, Zarrouck 20% so với Nisole, có sự sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0,05). Mật độ cực đại của tảo nuôi trong môi trường Zarrouck 10% so với Ria III, Zarrouck 10% so với Nisole, có sự sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0,05). Trong 6 môi trường nuôi chỉ có môi trường Zarrouck 20% và môi trường Ria III sự sai khác về mật độ cực đại của tảo nuôi không có ý nghĩa thống kê(P>0,05).
Qua kết quả phân tích LSD0.05 về thời gian tảo đạt mật độ cực đại trên bảng 3.3 cho thấy: tảo nuôi ở môi trường dinh dưỡng Nisole có thời gian tảo đạt mật độ cực đại lâu nhất(20.67 ngày) và có sự sại khác có ý nghĩa về mặt thống kê(p< 0.05) với 5 môi trường dinh dưỡng còn lại trong thí nghiệm 1.
Môi trường Zarrouck 100% c: thời gian tảo đạt mật độ cực có sự sai khác có ý nghĩa thống kê (p< 0.05) với 5 môi trường dinh dưỡng còn lại ở thí nghiệm 1. Môi trường Zarrouck 50% có thời gian tảo đạt mật độ cực đại sai khác có ý nghĩa thống kê(P<0.05) với các môi trường Nisole, Zarrouck 100%. Zarrouck 20%. Zarrouck 10% nhưng sự sai khác về thời gian tảo đạt mật độ cực đại giữa môi trường Zarrouck 50% với môi trường Ria III không có ý nghĩa thống kê(P>0.05). Môi trường Zarrouck 20% có thời gian tảo đạt mật độ cực đại sai khác có ý nghĩa thống kê (P>0.05) với 5 môi trường dinh dưỡng còn lại. Môi trường Zarrouck 10% có thời gian tảo đạt mật độ cực đại sai khác có ý nghĩa thống kê(P>0.05) với các môi trường dinh dưỡng còn lại ở thí nghiệm 1.
Bảng 3.4: Kết quả phân tích LSD0.05 về tốc độ sinh trưởng của tảo khi nuôi các môi trường dinh dưỡng khác nhau
Môi trường Tốc độ sinh trưởng
(T ±σ) Zarrouck 50% 0.104a ± 0.0020 Zarrouck 100% 0.098b ± 0.0020 Nisole 0.094c ± 0.0035 Zarrouck 20% 0.083d ± 0.0036 Zarrouck 10% 0.071e ± 0.0026 Ria III 0.068e ± 0.0010
(Các chữ cái a,b khác nhau trong cùng cột có sự khác nhau với P<0,05, độ lệch chuẩn đặt sau dấu ±)
Qua bảng 3.4 cho thấy: tốc độ sinh trưởng của tảo trong suốt chu kỳ nuôi ở các môi trường dinh dưỡng khác nhau là khác nhau. Trong đó: tảo có tốc độ sinh trưởng trung bình/ngày trong suốt chu kỳ nuôi giảm dần theo thứ tự các môi trường dinh dưỡng như sau: Zarrouck 50%(0.104/ngày); Zarrouck 100%(0.098/ngày); Nisole(0.094/ngày); Zarouck 20%(0.083/ngày); Zarrouck 10%(0.071/ngày) và tốc độ sinh trưởng chậm nhất ở môi trường Ria
III(0.068/ngày). Qua kết quả phân tích LSD0.05 về tốc độ sinh trưởng trung bình/ngày của tảo khi nuôi ở các môi trường dinh dưỡng khác nhau cho thấy: tốc độ sinh trưởng của tảo ở môi trường Zarrouck 100% sai khác với tốc độ sinh trưởng của tảo môi trường Zarrouck 50%; Zarrouck 20%; Zarrouck 10%; Ria III và Nisole có ý nghĩa thống kê(P<0.05). Tốc độ sinh trưởng của tảo ở môi trường dinh dưỡng Zarrouck 50% sai khác với tốc độ sinh trưởng sai khác có ý nghĩa thống kê(P<0.05) với tốc độ sinh trưởng ở các môi trường dinh dưỡng còn lại ở thí nghiệm 1. Tốc độ sinh trưởng tảo nuôi ở môi trường Nisole sai khác có ý nghĩa thống kê(P<0.05) với các môi trường dinh dưỡng còn lại ở thí nghiệm 1. Tốc độ sinh trưởng của tảo nuôi ở môi trường Zarrouck 10% với môi trường Ria III sự sai khác không có ý nghĩa thống kê(P>0.05).
Trong 6 loại môi trường nuôi tảo: Zarrouck 100%, Zarrouck 50%, Zarrouck 20%, Zarrouck 10%, Ria III và Nisole ở thí nghiệm chọn môi trường nuôi đều có các thành phần chính là: đạm, lân và bicacbonat. Với đạm là muối NaNO3, lân là muối HPO4- của K, nguồn cacbonat là muối của Na. Trong đó nitơ cần thiết cho sự tạo thành protein – chất dinh dưỡng chính của tảo, phốt pho cần thiết cho quá trình tạo thành màng tế bào và các hợp chất năng lượng. Tuy nhiên, hàm lượng của các thành phần chính này trong các môi trường dinh dưỡng có sự khác nhau rõ rệt, Chính vì vậy mà tốc độ tăng trưởng của tảo ở các môi trường khác nhau là khác nhau.
Môi trường Zarrouck 100% và môi trường Nisole đều chứa các thành phần chính giống nhau. Tuy nhiên, hàm lượng các chất trong môi trường Zarrouck 100% cao hơn rất nhiều: VD. NaHCO3 cao gấp 3.7 lần, NaNO3 gấp 1.7 lần hoặc bằng với môi trường Nisole. Nhưng tảo ở môi trường Nisole sinh trưởng tốt hơn và đạt mật độ cực đại cao hơn. Điều đó có thể do: nguồn nước khoáng đưa vào nuôi tảo chứa hàm lượng bicacbonat rất cao (105 mg/l) nên mặc dù trong môi trường Nisole hàm lượng này thấp hơn trong môi trường
Zarrouck 100%, nhưng vẫn đủ đáp ứng nhu cầu phát triển của tảo, vì được bổ sung một lượng lớn từ nước khoáng. Nồng độ nitrat ở môi trường Zarrouck 100% là 29.4 mM, còn ở môi trường Nisole là 17.6mM-thấp hơn so với Zarrouck 100%, nhưng nồng độ này vẫn nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của tảo Spirulina. Theo Robert (1998), nồng độ nitrat thích hợp là 10–30 mM. Mặt khác, ở môi trường Nisole có thêm thành phần Mg2+ (MgSO4) – đây là phân tử mang điện cần thiết cho quá trình quang tổng hợp của tảo.
Môi trường Ria III, mặc dù các thành phần chính (NaHCO3, NaNO3, K2HPO4) bằng với môi trường Nisole nhưng lại thiếu các thành phần vi lượng nên tảo phát triển chậm, thời gian duy trì tảo ở pha tăng trưởng và đạt mật độ cực đại không cao.
Dựa vào kết quả thu được ở thí nghiệm 1, chúng tôi chọn môi trường Nisole để tiến hành thí nghiệm 2. Vì tảo nuôi ở môi trường Nisole có tốc độ sinh trưởng cao, duy trì tảo ở pha sinh trưởng dài nhất(20.67 ngày) và đạt mật độ cực đại (4.06) cao nhất so với các môi trường dinh dưỡng Zarrouck 100% (3.46); Zarrouck 50%(3.12); Zarrouck 20%(2.11); Zarrouck 10%(1.58) và môi trương Ria III(2.02)(mật đô tảo được đo bằng máy so màu quang phổ ở bước sóng 420nm). Mặt khác, ở môi trường Nisole hàm lượng hoá chất sử dụng ít hơn so với môi trường Zarrouck 100%, Zarrouck 50% nên tiết kiệm được chi phí sản xuất. Trên thế giới, hiện nay nuôi sinh khối tảo Spirulina platensis chủ yếu đang sử dụng môi trường Zarrouck 100% (Richmond, 2002) với lượng hóa chất tinh khiết rất cao so với môi trường Nisole (bảng ??? phần phụ lục). Do đó, việc tìm ra môi trường Nisole có ý nghĩa rất lớn đối với sự phát triển nuôi trồng tảo Spirulina platensis, góp phần giảm chi phí đầu tư và hạ giá thành sản phẩm. Đây cũng là mục tiêu của đề tài này.