CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4 Ảnh hƣởng của mơi trƣờng ni tới khả năng tích lũy lipid và chl-a
Khả năng tích lũy lipid của vi tảo D. abundans sau 20 ngày ở các nồng độ Ni-tơ thí nghiệm là khác nhau (Hình 3.7). Hàm lƣợng lipid tích lũy trên trọng lƣợng khơ của tế bào có xu hƣớng tăng lên khi tăng nồng độ Ni-tơ từ 0,22 g/l đến 0,38 g/l và giảm xuống ở nồng độ Ni-tơ 0,44 g/l. Trong đó, hàm lƣợng lipid tích lũy đạt cao nhất ở nồng độ Ni-tơ 0,38g/l với 74% trọng lƣợng khô tế bào. Hàm lƣợng lipid tích lũy thấp
17
cũng cho thấy, hàm lƣợng lipid tích lũy trên trọng lƣợng khơ của tế bào có tƣơng quan nghịch với tốc độ sinh trƣởng của tảo (với hệ số tƣơng quan R2
= 0,96) (Hình 3.7). Trong đó, tại nồng độ Ni-tơ 0,38 g/l vi tảo có tốc độ tăng trƣởng thấp nhất (0,02) thì hàm lƣợng tích lũy lipid đạt cao nhất (74% trọng lƣợng khô tế bào).
So sánh với kết quả nghiên cứu của Mandotra ở các nồng độ Ni-tơ 0,00, 0,08, 0,16, 0,24, 0,32, 0,4 g/l. Sau 21 ngày hàm lƣợng lipid của S. abundans là 67%dcw,
62%dcw, 59%dcw, 50%dcw, 44%dcw, 37%dcw. Từ kết quả thí nghiệm sau 20 ngày cho kết quả ngƣợc lại với những nghiên cứu trƣớc. Hàm lƣợng tích lũy lipid tăng dần khi tăng nồng độ Ni-tơ (Hình 3.7).
Hình 3.8. Hàm lƣợng lipid tích lũy và tốc độ tăng trƣởng đặc trƣng ở các nồng độ Ni-
tơ thí nghiệm
Hàm lƣợng lipid tích lũy của vi tảo D. abundans sau 20 ngày có sự khác biệt ở các nồng độ Phốt-pho thí nghiệm (Hình 3.8). Hàm lƣợng lipid tích lũy trên trọng lƣợng khơ của tế bào có xu hƣớng giảm lên khi tăng nồng độ Phốt-pho từ 0,18 g/l đến 0,72 g/l và tăng lên ở nồng độ Phốt-pho 0,9 g/l. Trong đó, hàm lƣợng lipid tích lũy đạt cao nhất ở nồng độ Phốt-pho 0,9g/l với 72% trọng lƣợng khô tế bào. Hàm lƣợng lipid tích lũy thấp nhất ở nồng độ Phốt-pho 0,72g/l với 57% trọng lƣợng khô của tế bào. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, hàm lƣợng lipid tích lũy trên trọng lƣợng khơ của tế bào có tƣơng quan thuận với tốc độ sinh trƣởng của tảo (với hệ số tƣơng quan R2 = 0,12) (Hình 3.8). Trong đó, tại nồng độ Phốt-pho 0,9 g/l vi tảo có tốc độ tăng trƣởng thấp nhất (0,02) thì hàm lƣợng tích lũy lipid đạt cao nhất (72% trọng lƣợng khô tế bào).
18
So sánh với kết quả nghiên cứu của Mandotra (Mandotra & cs. 2015) nuôi tảo với nồng độ Phốt-pho 0,02g /l đã cho thấy tỷ lệ cao của lipid 24,73%dcw. Mặt khác, ni cấy có phốt phát cao hơn 0,08g /l cho thấy tỷ lệ lipid thấp là 22,17%dcw. Theo kết quả nghiên cứu khi tăng nồng độ Phốt-pho hàm lƣợng lipid tích lũy giảm đều từ nồng độ 0,18g/l đến 0,72g/l. Tuy nhiên, hàm lƣợng tích lũy lipid tăng ở nồng độ 0,9g/l. (Hình 3.8)
Ở nồng độ phốt-pho 0,9 g/l có sự tích lũy lipid tốt nhất mặc dù khi nồng độ phốt-pho tăng từ 0,18g/l đến 0,72g/l khả năng tích lũy lipid giảm. Theo nghiên cứu Ahlgren và Hyenstrand (2003) trong điều kiện thiếu nitơ, các tế bào tảo thƣờng tích lũy một lƣợng dƣ chất chuyển hóa carbon dƣới dạng lipid. Đó có thể là nguyên nhân do sự thiếu hụt ni-tơ ở nồng độ phốt-pho 0,9 g/l lớn vi tảo có khả năng tích lũy lipid cao đến 72%
Hình 3.9. Hàm lƣợng lipid tích lũy và tốc độ tăng trƣởng đặc trƣng ở các nồng độ
Phốt-pho thí nghiệm
19
Hình 3.10. Hàm lƣợng Chl-a tích lũy ở các nồng độ Ni-tơ thí nghiệm sau 20 ngày ni
Hình 3.11. Hàm lƣợng Chl-a tích lũy ở các nồng độ Phốt-pho thí nghiệm sau 20 ngày
ni
Từ kết quả sự tích lũy Chl-a sau 20 ngày xử lý Phốt-pho và Ni-tơ ở (hình 3.10) và (hình 3.11). Mức độ tích lũy Chl-a ở giảm dần khi tăng nồng độ và có sự tƣơng
quan với tốc độ tăng trƣởng của vi tảo Desmodesmus abundans ở từng nồng độ khác
20
hàm lƣợng Chl-a là 2.95 mg/ml. Hàm lƣợng tích lũy Ch-a là 0,39 mg/ml ở nồng độ Ni- tơ là 0,38g/l
Với thí nghiệm đối với sự tích lũy Chl-a sau 20 ngày ni trong từng nồng độ Phốt-pho thí nghiệm khác nhau hàm lƣợng tích lũy Chl-a cao nhất ở nồng độ 0,18 g/l với hàm lƣợng Chl-a là 1.11 mg/ml. Hàm lƣợng tích lũy Ch-a là 0,72 mg/ml ở nồng độ Ni-tơ là 0,38g/l.
So sánh nghiên cứu B. Lekshmi & cs. (Lekshmi et al. 2015) S. abundans với nồng độ Ni-tơ 0,0197g/l và 0,008g/l hàm lƣợng chl-a lần lƣợt là 0,00723mg/ml và 0,00712 mg /ml. Qua đó ta thấy đƣợc hàm lƣợng Chl-a của vi tảo Desmodesmus abundans ở các nồng độ Ni-tơ thí nghiệm cao xấp xỉ gấp 3 lần hàm lƣợng Chl-a tích
lũy ở nồng độ Ni-tơ 0,22g/l . Kết quả có sự chênh lệch lớn nguyên nhân có thể do do chủng giống, nồng độ Ni-tơ thí nghiệm cao hơn.
21
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
- Vi tảo Desmodesmus abundans gồm 2-4 tế bào sắp xếp tuyến tính; tế bào hình elip, tế bào bên ngồi có gai dài ở hai đầu và gai ngắn ở mặt ngoài. Các tế bào bên trong có một cột sống ngắn ở cả hai đầu. Có kích thƣớc 7.78 µm, chiều rộng 3.65 µm , gai 5.38 µm. Tốc độ tăng trƣởng đặc trƣng của vi tảo D. abundans là 0,28 d-1 và thời gian thế hệ 2,46 giờ/thế hệ.
- Nồng độ Ni-tơ tăng tốc ảnh hƣởng đến độ sinh trƣởng của vi tảo D. abundans. Ở dãy nồng độ ni-tơ thí nghiệm 0,22, 0,28, 0,32, 0,38, 0,44g/l tốc độ tăng trƣởng đặc trƣng giảm đều khi nồng độ ni-tơ tăng. Tốc độ sinh trƣởng đạt cao nhất ở nồng độ ni- tơ 0,22 g/l là 0,83 d-1
- Nồng độ phốt-pho tăng tốc ảnh hƣởng đến độ sinh trƣởng của vi tảo D. abundans. Ở dãy 0,18, 0,36, 0,54, 0,72, 0,9 g/l tốc độ tăng trƣởng của vi tảo D. abundans giảm khi nồng độ phốt-pho tăng. Tốc độ sinh trƣởng vi tảo D. abundans đạt
cao nhất là 0,03d-1 ở nồng độ Phốt-pho 0,18g/l.
- Hàm lƣợng lipid tích lũy đạt cao nhất ở nồng độ ni-tơ 0,38g/l với 74% trọng lƣợng khô tế bào. Hàm lƣợng lipid tích lũy đạt cao nhất ở nồng độ Phốt-pho 0,9g/l với 72% trọng lƣợng khơ tế bào. Mức độ tích lũy Chl-a của vi tảo Desmodesmus abundan có xu hƣớng giảm dần khi tăng nồng độ và có sự tƣơng quan với tốc độ tăng trƣởng. Hàm lƣợng tích lũy Chl-a cao nhất ở nồng độ Ni-tơ 0,22 g/l là 2.95 mg/ml. Hàm lƣợng tích lũy Chl-a cao nhất ở nồng độ Phốt-pho 0,18 g/l là 1.11 mg/ml.
2. Kiến nghị
Đề tài chỉ mới dừng lại ở việc đánh giá ảnh hƣởng của hàm lƣợng ni-tơ và phốt- pho tới tốc độ sinh trƣởng của vi tảo Desmodesmus abundans và khả năng tích lũy
lipid và ch-a của vi tảo.
Nghiên cứu thêm đánh giá ảnh hƣởng của tỷ lệ N/P trong môi trƣờng ni ảnh
hƣởng tới sinh trƣởng của lồi vi tảo Desmodesmus abundans. Nghiên cứu khả năng
22
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Dũng, N. L., Quyến, N. Đ., & Ty, P. V. (2001). Giáo trình Vi sinh vật học, NXB
Giáo dục Việt Nam, Hà Nội, pp: 833.
2. Trần Ngọc Sƣơng và Phạm, H. T. N. H., & Ngân, T. T. (2017). Khả năng phát triển của tảo Chlorella sp. trong điều kiện dị dƣỡng. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 127-132.
3. Trần Yên Thảo (2016). Phân Lập Các Chủng Vi Tảo Dầu Từ Các Nguồn Nƣớc Ngọt, Nƣớc Lợ Và Nƣớc Mặn, 3(81), 88–99.
4. Nguyễn Thị Mỹ Lan. (2015). Khảo sát khả năng tăng trƣởng và tích lũy lipid của các chủng vi tảo phân lập tại Việt Nam, Tạp chí phát triển KH&CN, tập 17, số T2, 15–26.
5. Võ Thị Kiều Thanh (2012). Ứng dụng tảo Chlorella sp & Daphnia sp. Lọc chất thải hữu cơ trong nƣớc thải từ quá trình chăn ni lợn sau xử lý bằng UASB Võ, 34(Vi), 145–153.
Tiếng anh
6. Ahlgren, G., Hyenstrand, P., (2003). Nitrogen limitation effects of different nitrogen sources on the nutritional quality of two freshwater organisms,
Scenedesmus quadricauda (Chlorophyceae) and Synechococcus sp.
(Cyanophyceae). J. Phycol. 39, 906–917.
7. Aslan, S., & Kapdan, I. K. (2006). Batch kinetics of nitrogen and phosphorus removal from synthetic wastewater by algae. Ecological Engineering, 28(1), 64–
70,
8. Boelee, N. C., Temmink, H., Janssen, M., Buisman, C. J. N., & Wijffels, R. H. (2011). Nitrogen and phosphorus removal from municipal wastewater effluent using microalgal biofilms. Water Research, 45(18), 5925–5933.
9. Campanella, L., Cubadda, F., Sammartino, M. P., & Saoncella, A. (2001). An algal biosensor for the moNi-tơring of water toxicity in estuarine environments. Water Research, 35(1), 69–76.
10. Cha, K. H., Lee, H. J., Koo, S. Y., Song, D. G., Lee, D. U., & Pan, C. H. (2009). Optimization of pressurized liquid extraction of carotenoids and chlorophylls from Chlorella vulgaris. Journal of agricultural and food chemistry, 58(2), 793- 797.
11, Chen, G., Zhao, L., & Qi, Y. (2015). Enhancing the productivity of microalgae cultivated in wastewater toward biofuel production: A critical review. Applied Energy, 137, 282–291.
23 686–702.
13. Delépine & Marcel, (1951), Joseph Pelletier and Joseph Caventou, Journal of Chemical Education, 28 (9), 454
14. Dharma, A., Sekatresna, W., Zein, R., Chaidir, Z., & Nasir, N. (2017). Chlorophyll and Total Carotenoid Contents in Microalgae Isolated from Local Industry Effluent in West Sumatera, Indonesia. Pharma Chemica, 9(918), 9–11.
15. Feng, Y., Li, C., & Zhang, D. (2011). Bioresource Technology Lipid production of Chlorella vulgaris cultured in artificial wastewater medium. Bioresource Technology, 102(1), 101–105
16. Ferro, L., Gentili, F. G., & Funk, C. (2018). Isolation and characterization of microalgal strains for biomass production and wastewater reclamation in Northern Sweden. Algal Research, 32 (2017), 44–53.
17. Hakalin, N. L. S., Paz, A. P., Aranda, D. A. G., & Moraes, L. M. P. (2014). Enhancement of Cell Growth and Lipid Content of a Freshwater Microalga Scenedesmus; sp. by Optimizing Nitrogen, Phosphorus and Vitamin Concentrations for Biodiesel Production. Natural Science, 06(12), 1044-1054. 18. Hernandez, J. P., de-Bashan, L. E., & Bashan, Y. (2006). Starvation enhances
phosphorus removal from wastewater by the microalga Chlorella sp. co-
immobilized with Azospirillum brasilense. Enzyme and Microbial Technology, 38(1-2), 190-198.
19. Lekshmi, B., Joseph, R. S., Jose, A., Abinandan, S., & Shanthakumar, S. (2015). Studies on reduction of inorganic pollutants from wastewater by Chlorella pyrenoidosa and Scenedesmus abundans. Alexandria Engineering Journal, 54(4),
1291–1296.
20. Lv, J., Wang, X., Feng, J., Liu, Q., Nan, F., Jiao, X., & Xie, S. (2019). Comparison of growth characteristics and nitrogen removal capacity of five species of green algae. Journal of Applied Phycology, 31(1), 409–421.
21. Mandal, S., & Mallick, N. (2009). Microalga Scenedesmus obliquus as a potential source for biodiesel production. Applied Microbiology and Biotechnology, 84(2), 22. Mandotra, S. K., Kumar, P., Suseela, M. R., Nayaka, S., & Ramteke, P. W. (2016).
Evaluation of fatty acid profile and biodiesel properties of microalga Scenedesmus abundans under the influence of phosphorus, pH and light intensities. Bioresource technology, 201, 222-229.
23. Ferruzzi, M. G., & Blakeslee, J. (2007). Digestion, absorption, and cancer preventative activity of dietary chlorophyll derivatives. Nutrition research, 27(1), 1-12.
24
25. Norbert Wasmund, I. T., Dirk Schories. (2006). Optimising the storage and extraction of chlorophyll samples. Oceanologia, 48 (1), 125-144.
26. Ometto, F., Quiroga, G., Pšenička, P., Whitton, R., Jefferson, B., & Villa, R. (2014). Impacts of microalgae pre-treatments for improved anaerobic digestion: Thermal treatment, thermal hydrolysis, ultrasound and enzymatic hydrolysis.
Water Research, 65, 350–361.
27. Shi, J., Podola, B., & Melkonian, M. (2007). Removal of nitrogen and phosphorus from wastewater using microalgae immobilized on twin layers: An experimental study. Journal of Applied Phycology, 19(5), 417–423.
28. Abinandan, S., Bhattacharya, R., & Shanthakumar, S. (2015). Efficacy of Chlorella pyrenoidosa and Scenedesmus abundans for nutrient removal in rice mill effluent (paddy soaked water). International journal of phytoremediation, 17(4), 377-381. 29. Yeesang, C., & Cheirsilp, B. (2011). Effect of nitrogen, salt, and iron content in the
growth medium and light intensity on lipid production by microalgae isolated from freshwater sources in Thailand. Bioresource Technology, 102(3), 3034–
3040.
30. Willaert, R., & Nedovic, V. A. (2006). Application of the Stover–Kincannon kinetic model to nitrogen removal by Chlorella vulgaris in a continuously operated immobilized photobioreactor system. Journal of Chemical Technology &
25
Hình 1-2. Khảo sát đƣờng cong sinh trƣởng của vi tảo Desmodesmus abundans ngày
1 và ngày 24
26
Hình 5-10. Khảo sát tốc độ tăng trƣởng của tảo với từng nồng độ Phốt-pho khác
nhau