KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phương pháp hoạt hóa giống
3.2.2.Quan sát mẫu tảo mua
Spirulina platensis có dạng sợi đơn độc, trơi nổi, màu xanh lam và khơng có
vỏ bao, eo thắt ở vách tế bào khơng rõ ràng. Có nhiều hoặc ít vịng xoắn đều nhau, các vịng xoắn hẹp hơn về phía cuối sợi. Tế bào dài khoảng 1,5- 3µm, rộng 4- 5,5µm với nhiều khơng bào chứa khơng khí. Mỗi sợi có khoảng 40- 45 tế bào.
Do mẫu tảo bảo quản ở phịng thí nghiệm sau khi hoạt hóa và quan sát dưới kính hiển vi nhưng khơng thấy sự hiện diện của tảo Spirulina platensis nên tất cả các nghiên cứu sau chúng tôi dùng mẫu tảo mua để tiến hành thí nghiệm.
3.3. Khảo sát môi trường nuôi cấy
Để khảo sát ảnh hưởng của các loại môi trường nuôi cấy khác nhau lên sự tăng sinh tảo Spirulina. Cấy 30% tảo giống Spirulina vào 250ml mơi trường trong bình serum loại 500ml ni trong các điều kiện môi trường khác nhau bao gồm: môi trường 1: môi trường cơ bản (Zarrouk), môi trường 2: môi trường 0,75ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3, môi trường 3: 1ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3, mơi
Hình 3.2: Hình thái tảo Spirulina platensis dưới KHV A. Vật kính 10X B. Vật kính 40X
C. Vật kính 100X D. Tảo Spirulina platensis đang phân cắt (100X)
A
DC C
trường 4: 1,5ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Đo OD để xác định tốc độ sinh trưởng của tảo Spirulina platensis trong các môi trường khác nhau. Ta được kết quả đo OD ở các mơi trường khác nhau được trình bày lần lượt ở các bảng trong phụ lục 4. Ta cũng có đồ thị như hình 3.3
Các đường dọc theo mỗi thời gian đo biểu thị sự sai số của kết quả đo vì chúng tơi tiến hành đo mẫu lặp lại 3 lần nên sẽ có sai số, đồ thị có thể dịch lên
SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo GVHD: TS. Đặng Đức Long
Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng của tảo ở 4 loại môi trường theo
trên hay xuống dưới tùy thuộc vào mẫu sai số âm hay sai số dương. Ở đồ thị hình 3.3 trên đây chúng tôi biểu thị cả 2 giá trị sai số cận trên và sai số cận dưới (xem ở các bảng trong phụ lục 4). Do giá trị sai số rất nhỏ nên khi thể hiện trên đồ thị ta cũng chỉ thấy rất nhỏ.
Từ đồ thị hình 3.3 và phụ lục 4 cho ta thấy tốc độ phát triển của tảo trong môi trường Zarrouk là rất tốt và ổn định. Nhìn vào đồ thị ta thấy ngay giá trị OD nhỏ nhất là ở ngày đầu tiên với giá trị OD là 0,169 và kế tiếp những ngày sau đó thì OD tăng dần lên một cách tuyến tính với thời gian một cách nhanh chóng. Và giá trị OD đạt cao nhất là 2,358 vào ngày thứ 16 của q trình ni cấy. Tiếp sau đó ngày thứ 17 thì giá trị OD giảm chỉ còn 2,311.
So với kết quả nghiên cứu của Hoàng Thị Thanh Loan (Đồ án tốt nghiệp năm 2011) thì kết quả OD của tảo trong mơi trường Zarrouk đạt cao nhất là vào ngày thứ 8 với giá trị OD là 0,088 và theo nghiên cứu của Nguyễn Thế Hưng (2008) thì thời điểm sinh khối đạt cao nhất là ngày thứ 12. Cịn theo kết quả của tơi thì OD đạt cao nhất là vào ngày thứ 16. Sở dĩ, có sự sai khác nhiều đến vậy có thể là do nhiều lý do. Các lý do có thể xảy ra là do chọn khung thí nghiệm có sự khác nhau, ni tảo trong các điều kiện khác nhau như khác nhau về cường độ và thời gian chiếu sáng, tỉ lệ cấy giống, thành phần hóa chất thay thế những hóa chất khơng có đủ. Bên cạnh đó cũng có thể là do nguồn giống có chất lượng khác nhau. Nhìn vào đồ thị ta cũng thấy tốc độ phát triển của tảo nuôi trong mơi trường bổ sung 0,75ml rỉ đường cũng tuyến tính theo thời gian. Do cấy ở tỉ lệ giống ban đầu là 30% nên OD ngày nuôi đầu tiên đạt giá trị tương đối cao là 0,193; những ngày tiếp theo sau đó thì OD tăng lên rất chậm, cụ thể là 0,203 vào ngày thứ 2 và 0,214 vào ngày thứ 3. Nguyên nhân có sự tăng chậm như thế có thể là do tảo bị sốc khi ni cấy trong mơi trường có bổ sung rỉ đường hơn là trong mơi trường Zarrouk chuẩn. Từ ngày thứ 7 đến ngày thứ 8 có sự phát triển nhanh hơn những ngày khác là từ 0,339 lên 0,495 cách nhau đến 0,156. Những ngày sau đó tảo phát triển rất tốt và đạt OD cao nhất là 1,248 vào ngày thứ 17.
Cũng tương tự như trong mơi trường bổ sung 0,75ml rỉ đường thì ở trường hợp bổ sung 1ml rỉ đường thì những ngày đầu sự phát triển của tảo rất chậm do
sốc mơi trường. Nhìn vào đồ thị ta thấy OD ngày đầu tiên là 0,179 và đạt cao nhất là vào ngày 17 với giá trị OD là 0,901. Tốc độ phát triển ban đầu của tảo ở trường hợp bổ sung 1,5ml rỉ đường cũng chậm như hai trường hợp bổ sung 0,75ml và 1ml rỉ đường. Và OD ở trường hợp này cũng đạt cao nhất là 0,651 vào ngày thứ 17 và giảm xuống còn 0,582 vào ngày thứ 18.
So sánh tốc độ phát triển của tảo trong 4 loại môi trường khác nhau: môi trường 1: môi trường Zarrouk chuẩn, môi trường 2: 0,75ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3, môi trường 3: 1ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3, môi trường 4: 1,5ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3. Ta thấy ở mơi trường Zarrouk chuẩn thì sự phát triển của tảo là tốt nhất. Các giá trị OD tăng lên rất nhanh và đạt cao nhất là vào ngày thứ 16 với giá trị OD đạt 2,357, giá trị này cao hơn các giá trị OD cao nhất trong các môi trường khác rất nhiều, cụ thể là hơn 1,11 so với môi trường 2, hơn so 1,475 với môi trường 3 và hơn 1,706 so với môi trường 4.
Ta thấy tốc độ sinh trưởng và phát triển của tảo ở môi trường Zarrouk cao hơn rất nhiều so với các môi trường khác nhưng do thành phần môi trường Zarrouk q là nhiều hóa chất, muốn pha mơi trường Zarrouk ta phải tốn nhiều thời gian và tiền bạc, nếu ta đưa vào nuôi tảo đại trà ở quy mô rộng lớn như quy mơ cơng nghiệp thì có lẽ sẽ cần rất nhiều chi phí ban đầu, như thế sẽ khơng có tính kinh tế. Để tiết kiệm và nâng cao tính kinh tế thì ta nên chọn mơi trường rỉ đường + NaHCO3, dù sinh khối tảo ở môi trường dạng này không cao như trong môi trường Zarrouk nhưng rỉ đường là phế liệu của công nghệ sản xuất đường, dễ kiếm, rẻ tiền. Nếu ta khơng dùng rỉ đường thì có thể rỉ đường của cơng nghệ sản xuất đường có thể là chất thải làm ơ nhiễm mơi trường, vì thế chọn rỉ đường để nuôi cấy tảo là con đường hiệu quả và kinh tế.
Kết quả nghiên cứu của tôi cho kết quả tốt nhất khi ni trên mơi trường rỉ đường có bổ sung NaHCO3 (trừ môi trường Zarrouk) là khi bổ sung 0,75ml rỉ đường, so với kết quả nghiên cứu của Bùi Thị Ngọc Bích (2006) thì mơi trường tốt nhất lại là khi bổ sung 1ml rỉ đường. Sở dĩ có sự khác biệt như thế cũng có thể do giống tảo ban đầu có chất lượng khác nhau, điều kiện ni cấy khác nhau hoặc là rỉ đường khi dùng để pha mơi trường có nồng độ khác nhau (2- 4%).
Mục đích của chúng ta là tìm ra nguồn nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm để thay thế và giảm lượng hóa chất tối đa trong ni cấy tảo từ đó giảm chi phí đầu vào. Và mơi trường rỉ đường có bổ sung thêm NaHCO3 đã thỏa mãn được phù hợp yêu
cầu đưa ra. Tóm lại thì mơi trường ta chọn để ni cấy tảo tốt nhất là môi trường 2: 0,75ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3 và thời gian thu hoạch tốt nhất là khoảng ngày thứ 17.
3.4. Khảo sát các loại ánh sáng ảnh hưởng lên sự sinh trưởng, phát triểncủa tảo của tảo
Để khảo sát ảnh hưởng của các loại ánh sáng lên tốc độ sinh trưởng, phát triển của tảo ta tiến hành nuôi cấy dưới ánh sáng đèn huỳnh quang và dưới ánh sáng đèn Led. Tiến hành thí nghiệm và đo OD để xác định tốc độ sinh trưởng của tảo trong các môi trường và trong điều kiện ánh sáng khác nhau. Sau khi tiến hành thực nghiệm ta có kết quả đo OD (phụ lục 5) và đồ thị như hình 3.5
Như ta đã biết ánh sáng là nhân tố quan trọng nhất cho sự quang hợp nếu khơng có ánh sáng thì quang hợp sẽ bị ngưng trệ và tốc độ sinh trưởng phát triển
A B C D
Hình 3.4 : Mẫu tảo ni ở 4 loại môi trường khác nhau A: Mẫu nuôi trong môi trường Zarrouk
B: Mẫu nuôi trong môi trường 0,75ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3. C: Mẫu nuôi trong môi trường 1ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3. D: Mẫu nuôi trong môi trường 1,5ml rỉ đường + 16,8g NaHCO3.
sẽ bị kìm hãm. Theo TS. Dương Tấn Nhựt thì ánh sáng đèn Led có ảnh hưởng rất tốt đến sự sinh trưởng phát triển của một số loại cây trong ni cấy mơ vì thế nên tơi đã tiến hành thử nghiệm ánh sáng đèn Led xanh có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của tảo khơng và đó là sự ảnh hưởng tiêu cực hay tích cực.
Các đường dọc theo mỗi thời gian đo OD biểu thị sự sai số của kết quả đo vì chúng tơi tiến hành đo mẫu lặp lại 3 lần nên sẽ có sai số, đồ thị có thể dịch chuyển lên trên hay xuống dưới tùy thuộc vào mẫu sai số âm hay sai số dương. Ở đồ thị hình 3.5 ở trên chúng tơi biểu thị cả 2 giá trị sai số cận trên và sai số cận dưới (xem phụ lục 5). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Qua đồ thị hình 3.5 ta thấy sự sinh trưởng và phát triển của tảo dưới điều kiện ánh sáng khác nhau là khác nhau nhiều. Ở điều kiện ánh sáng huỳnh quang thì OD thấp nhất vào ngày đầu tiên là 0,094 và những ngày tiếp theo OD tăng tuyến
SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo GVHD: TS. Đặng Đức Long
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng theo thời gian đo OD ở bước sóng 420 nm của tảo ở môi trường Zarrouk dưới điều kiện ánh sáng
tính và ở ngày thứ 8 thì đạt 0,524. Trong khi đó đối với mẫu ni ở ánh sáng Led xanh thì tốc độ sinh trưởng và phát triển rất chậm, OD ngày đầu tiên là 0,075 đến ngày thứ 7 đạt 0,191 và tới ngày thứ 8 thì chỉ cịn 0,176. Mà như ta khảo sát ở mục 3.3 thì trong mơi trường Zarrouk sinh khối tảo đạt cao nhất là ở khoảng ngày ni thứ 16.
Qua đồ thị hình 3.6, ta thấy tổng quan rằng khi nuôi tảo dưới ánh sáng của đèn huỳnh quang thì hiệu quả cao hơn nhiều so với ánh sáng đèn Led. Trong cùng môi trường rỉ đường mà khi ni dưới ánh sáng đèn huỳnh quang thì OD tăng nhanh và đạt 0,291 vào ngày thứ 8, cịn ni dưới ánh sáng đèn Led xanh thì OD cao nhất vào ngày thứ 3 với OD đạt 0,156 và OD giảm dần trong những ngày
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng theo thời gian đo OD ở bước sóng 420 nm của tảo ở mơi trường rỉ đường dưới điều kiện ánh sáng
tiếp theo, ngày thứ 4 cịn 0,136, đến ngày thứ 5 thì đạt 0,141 và tiếp tục giảm xuống còn 0,134 vào ngày thứ 7.
Thực nghiệm cho thấy các mẫu khi nuôi trong môi trường Zarrouk và môi trường rỉ đường, dưới 2 điều kiện ánh sáng khác nhau là ánh sáng đèn huỳnh quang và đèn Led thì hiệu quả cao nhất vẫn là ở môi trường Zarrouk và dưới ánh sáng huỳnh quang.
Như vậy, ứng dụng ánh sáng đèn Led xanh trong nuôi cấy tảo là khơng hiệu quả. Các ngun nhân có thể là do cường độ và thời gian chiếu sáng của đèn không đáp ứng đủ yêu cầu cho tảo quang hợp, cũng có thể là do khả năng hấp thụ ánh sáng xanh đèn Led của tảo kém nên hiệu quả nuôi cấy không cao.
3.5. Phương pháp xác định trọng lượng khô của sinh khối
Tiến hành thí nghiệm ở 2 mẫu tảo ni cấy khác nhau là mẫu tảo ni có sục khí và mẫu tảo ni kín khơng sục khí. Mỗi mẫu thực hiện 4 đợt thí nghiệm, mỗi đợt tiến hành 3 lần ta được kết quả xem ở phụ lục 6.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo GVHD: TS. Đặng Đức Long
Hình 3.7 . Mẫu tảo ni trong môi trường rỉ đường sau 10 ngày nuôi cấy dưới loại ánh sáng khác nhau
A: Mẫu nuôi dưới ánh sáng đèn huỳnh quang B: Mẫu nuôi dưới ánh sáng đèn Led
A B
Hình 3.8: Đồ thị trọng lượng sinh khối khơ trung bình qua 3 lần của 4 đợt thí nghiệm của mẫu tảo ni trong mơi trường rỉ đường khơng sục
Nhận xét: Qua đồ thị hình 3.8, ta thấy trọng lượng sinh khối khơ trung bình
qua 3 lần của 4 đợt thí nghiệm của hai mẫu tảo ni cấy là mẫu ni trong mơi trường rỉ đường có sục khí và mẫu ni trong mơi trường rỉ đường khơng sục khí thì mẫu ni có sục khí có trọng lượng sinh khối khơ lớn hơn nhiều, thậm chí gấp đơi so với mẫu tảo ni kín khơng sục khí. Đối với mẫu khơng sục khí thì trọng lượng sinh khối khơ tăng dần qua 4 đợt thí nghiệm trung bình qua 3 lần của đợt thí nghiệm 1 là 4,12g/l, đợt 2 là 4,54g/l, đợt 3 là 5,05g/l và đợt 4 là 5,87g/l. Đối với mẫu tảo có sục khí thì trọng lượng sinh khối khơ trung bình tương đương nhau, thay đổi trong khoảng từ 9,24- 9,29g/l. Qua kết quả đó ta thấy ảnh hưởng của việc sục khí khi ni cấy tảo cũng ảnh hưởng rất nhiều đến sinh khối.
Như vậy mẫu tảo khi được sục khí sẽ cho sinh khối cao hơn so với mẫu khơng được sục khí.