II. Tổng quan về vi tảo lục H.pluvialis
2. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phỏt triển và sự hỡnh thành astaxanthi nở
astaxanthin VT ở lục Haematococcus pluvialis
Nghiờn cứu cỏc đặc điểm sinh lý, sinh húa của tảo H. pluvialis đó cho thấy quỏ trỡnh sinh trưởng cũng như quỏ trỡnh hỡnh thành astaxanthin bị ảnh hưởng rất lớn bởi cỏc yếu tố mụi trường khỏc nhau. Một số yếu tố mụi trường thường được tập trung nghiờn cứu như: Ánh sỏng, nhiệt độ, pH, tỉ lệ C/N, nồng độ NaCl, tỉ lệ dịch nuụi cấy hiệu quả (thể tớch dịch nuụi cấy/thể tớch bỡnh tam giỏc được sử dụng cho nuụi trồng tảo)…
Ảnh hưởng của hàm lượng vitamin B
VT
Vitamin B cú ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng của , dự chỉ cần một lượng rất nhỏ nhưng khụng thể thiếu trong thành phần dinh dưỡng của VT. Vớ dụ, vitamin B1 được coi như là yếu tố cần thiết cho sinh trưởng, B12 được xem như là một chất
kớch thớch sinh trưởng cho tảo (Pringsheim, 1966). Ở cỏc nồng độ khỏc nhau của
vitamin thỡ H. pluvialis cũng sinh trưởng khỏc nhau. Mật độ tế bào đạt cao nhất ở nồng độ của B12 là 20àg/L trờn mụi trường F1. Với nồng độ này của vitamin B12 thỡ sinh trưởng tăng 75% so với mụi trường F1 khụng bổ sung vitamin. (Miss Kamonpan Kaewpintong, 2004).
Ảnh hưởng của nồng độ COR2
– (Rubio
Thành phần húa học của sinh khối tảo chứa từ 40 50% là Cacbon và cs., 1999). Ở phương thức sinh trưởng quang tự dưỡng, cacbon được tớch lũy trong tế bào tảo chủ yếu bằng con đường quang hợp. H. pluvialis cú thể sinh trưởng theo
kiểu dị dưỡng cú sử dụng cỏc nguồn cacbon hữu cơ khỏc nhau (Chen và cs., 1997).
Ở phương thức sinh trưởng quang tự dưỡng, khi cú bổ sung 1% COR2 Rthỡ tốc độ sinh trưởng của tảo tăng rừ rệt, mật độ tảo đạt cực đại cú thể lờn tới 77x10P
4 P
tb/mL, tốc độ
Viện CNSH & Thực phẩm 23 Luận văn thạc sỹ khoa học
Ảnh hưởng của cường độ ỏnh sỏng
Ánh sỏng cú ảnh hưởng rất lớn tới sinh trưởng cũng như sự hỡnh thành
astaxanthin ở tảo H. pluvialis. Điều kiện ỏnh sỏng thớch hợp cho sinh trưởng của H. pluvialis vào khoảng 2 klux (40àmol photon/mP
2 P
s). Tại cường độ ỏnh sỏng thấp hoặc trong tối, H. pluvialis khụng tổng hợp astaxanthin mà tồn tại dưới dạng sinh dưỡng với 2 roi chuyển động (Orosa và cs., 2001). Khi gặp điều kiện ỏnh sỏng cú cường độ
cao (>50 àmol photon/mP 2
P
s), tế bào chuyển từ giai đoạn sinh dưỡng sang bào nang (cyst) đồng thời quỏ trỡnh tổng hợp astaxanthin cũng diễn ra rất mạnh. Đõy cũng là một cơ chế rất đặc biệt ở cơ thể tỏa này và đó giỳp H. pluvialis cú khả năng chống chịu lại với điều kiện khắc nghiệt của mụi trường (Kobayashi và cs., 1992).
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ là một trong những yếu tố để kiểm soỏt sinh trưởng cũng như khả năng hỡnh thành astaxanthin của H. pluvialis. Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của H. pluvialis là 15-27P
0 P
C (Harker và cs., 1996), cũn nhiệt độ tối ưu cho sự tổng hợp
astaxanthin là trờn 30P 0
P
C (Tjahjono và cs., 1994).
Ảnh hưởng của pH
H. pluvialis sinh trưởng ở pH trung tớnh, pH tối ưu cho sinh trưởng vào khoảng 6,5-8 (Hata và cs., 2001). Ở pH cao >9, sự tổng hợp astaxanthin diễn ra mạnh mẽ.
Ảnh hưởng của cỏc nguồn dinh dưỡng
Sinh trưởng của H. pluvialis cần đến cỏc yếu tố vi lượng và đa lượng. Cỏc yếu tố đa lượng như cacbon, nito, photpho…Một số dinh dưỡng vi lượng cần thiết cho sinh trưởng của tảo đ được biết gồm sắt, boron, mangan, đồng và cỏc ó
vitamin… Đặc biệt với nito, khi trong mụi trường bị thiếu hụt nguồn dinh dưỡng
này, H. pluvialis sẽ chuyển sang giai đoạn nang bào rất nhanh chúng, đồng thời astaxanthin cũng được tổng hợp khỏ mạnh chỉ sau 2 3 ngày đúi đạm (thiếu nito) - (Kobayashi và cs., 1991).
Yếu tố dinh dưỡng sắt (Fe) cũng là một trong những yếu tố quan trọng trong sự sinh trưởng của H. pluvialis. Tuy nhiờn, ảnh hưởng của FeP
3+
Viện CNSH & Thực phẩm 24 Luận văn thạc sỹ khoa học
cao hơn so với FeP 2+
P
-EDTA. Khi nồng độ của FeP 3+
P
-EDTA là 18àmol/L của thỡ mật
độ tế bào sinh dưỡng tăng một cỏch nhanh chúng, và cú thể đạt tối đa là 2,9x10P 5
P
tế
bào/mL. Trong khi đú ở cựng một nồng độ cao như vậy của FeP 2+
P
-EDTA thỡ mật độ
tối đa lại chỉ đạt được là 0,25x10P 4
P
tế bào/mL (Wantao và cs., 2008).
Ảnh hưởng của tỉ lệ C/N
Quỏ trỡnh sinh tổng hợp astaxanthin sẽ diễn ra mạnh trong tế bào tảo H. pluvialis khi mụi trường nuụi thiếu nito, hoặc đồng thời mụi trường được bổ sung
thờm bicarbonate (HCOR3RP - P
) hoặc COR2R. Nhiều nghiờn cứu cho thấy hiệu quả tạo astaxanthin của bicacbonate cao hơn so với acetate. Ngoài ra, việc cung cấp COR2R liờn tục cũn làm tăng quỏ trỡnh tớch lũy astaxanthin với hàm lượng cao nhất đạt được cú thể lờn tới 77,2 mg/g sinh khối. (Kang và cs., 2005). Nghiờn cứu về ảnh hưởng của tỷ lệ C/N lờn sinh trưởng và khả năng tớch lũy astaxanthin đó cho thấy, ở cỏc tỉ lệ C/N là 1,4; 2,8; 5,6 và 11,2 thỡ giỏ trị C/N càng cao thỡ khả năng tớch lũy astaxanthin càng diễn ra nhanh chúng và cho năng xuất cao hơn (Usha TripathL và cs., 2002).