KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4.1.Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng đến h iu quả tích lũy astaxanthin của H pluvialis
của H. pluvialis
Bảng 3.4. Hàm lượng astaxanthin của H. pluvialis khi gây sốc bằng cường độ chiếu
sáng khác nhau
Ngày
Nghi m thức
ĐC (μmol/m2/s) 120 (μmol/m2/s) 180 (μmol/m2/s)
14 324,8 ± 0,00a 324,8 ± 0,00a 324,8 ± 0,00a
1 558,93 ± 26,06b 724,27 ± 16,03a 752,53 ± 33,57a
2 628,27 ± 16,11b 942,4 ± 31,96a 360 ± 54,19c
3 968,53 ± 54,19b 1891,2 ± 3,2a 96 ± 135,1c
4 1073,6 ± 66,7b 4618,67 ± 12,1a 0,00 ± 0,00c
Số liệu trình bày trong bảng là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn của từng nghiệm thức, số liệu trên cùng hàng có các chữ cái khác nhau thể hiện sai khác có ý nghĩa thống kê (P < 0,05).
Hình 3.12. Sự thay đổi hàm lượng astaxanthin của H. pluvialis khi gây sốc bằng
cường độ chiếu sáng khác nhau
Sự thay đổi về hàm lượng sắc tố astaxanthin được trình bày qua Bảng 3.4 và Hình 3.12. Kết quả cho thấy, hàm lượng astaxanthin của cơng thức đối chứng và thí
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0 2 4 6 8 10 12 14 1 2 3 4 Hàm lượng as taxanthi n ( μ g/l )
Thời gian (ngày)
34
nghiệm có xu hướng tăng dần trong cả 2 pha. Tuy nhiên, khi có sử dụng tác nhân gây sốc là cường độ ánh sáng cao ở pha II thì hàm lượng astaxanthin tăng đột biến và có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa cơng thức đối chứng và thí nghiệm. Sau bốn ngày gây stress, ở nghiệm thức cường độ chiếu sáng 120 μmol/m2/s thì hàm lượng astaxanthin cao nhất với giá trị là 4618,67 μg/l, ở nghiệm thức đối chứng với cường độ chiếu sáng 90 μmol/m2
/s thì hàm lượng astaxanthin thu được là 1073,6 μg/l. Riêng ở nghiệm thức có cường độ chiếu sáng là 180 μmol/m2
/s thì hàm lượng astaxanthin lại giảm nhanh trong pha nuôi thứ hai, ở nghiệm thức này cường độ ánh sáng bị thay đổi cao nên đa phần tảo bị lắng đáy và chết dần. Như vậy, ở các cường độ chiếu sáng khác nhau đã ảnh hưởng đến hiệu quả tích lũy astaxanthin của tảo H.
pluvialis. Điều này có thể do tương ứng với cường độ ánh sáng cao thì nhiệt độ ni
tảo cũng tăng theo, kết quả chúng tôi ghi nhận ở nghiệm thức cường độ chiếu sáng là 180 μmol/m2/s nhiệt độ là trên 400C đây là giá trị cao hơn rất nhiều so với giới hạn sinh trưởng của tảo H. pluvialis (25 - 280C). Ở nghiệm thức cường độ chiếu sáng 120 μmol/m2/s nhiệt độ là 350C, đây là nhiệt độ phù hợp cho sự tích lũy astaxathin. Ở nghiệm thức đối chứng nhiệt độ được duy trì là 250C. Kết quả của chúng tôi tương đương với kết quả của một số cơng trình đã cơng bố như cường độ ánh sáng cao là một trong những yếu tố hiệu quả để kích thích tổng hợp astaxanthin do đó thường được dùng để tăng sản xuất astaxanthin (Choi và ctv, 2011). Cường độ ánh sáng trong khoảng từ 60 đến 90 μmol/m2
/s, các tế bào tảo H. pluvialis tăng trưởng tốt nhất, trong khi cường độ ánh sáng thấp hơn từ 15 đến 30 μmol/m2
/s hoặc cao hơn160 μmol/m2/s tảo tăng trưởng kém (Park, 2011). Theo báo cáo của Tripathi và cộng sự (2002) (trích Smith, 1950) thì nhiệt độ thích hợp cho sự tích lũy astaxanthin là 350C trong điều kiện này thì tế bào vi tảo sinh trưởng dị dưỡng.
35
Bảng 3.5. Trọng lượng khô của H. pluvialis khi gây sốc bằng cường độ chiếu sáng
khác nhau
Ngày
Nghi m thức
ĐC (μmol/m2/s) 120 (μmol/m2/s) 180 (μmol/m2/s)
14 1,86 ± 0,00a 1,86 ± 0,00a 1,86 ± 0,00a
1 2,00 ± 0,06a 2,53 ± 0,26a 2,37 ± 0,29a
2 2,26 ± 0,04a 2,93 ± 0,33a 0,52 ± 0,27b
3 2,38± 0,25b 3,68 ± 0,39a 0,00 ± 0,00c
4 2,55 ± 0,58b 4,44 ± 0,21a 0,00 ± 0,00c
Số liệu trình bày trong bảng là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn của từng nghiệm thức, số liệu trên cùng hàng có các chữ cái khác nhau thể hiện sai khác có ý nghĩa thống kê (P < 0,05).
Hình 3.13. Trọng lượng khơ của H. pluvialis khi sốc bằng cường độ chiếu sáng khác nhau
Trọng lượng khô của tảo cũng biến thiên tương tự với hàm lượng astaxanthin ở các nghiệm thức có cường độ chiếu sáng khác nhau trong thí nghiệm. Sau bốn ngày gây stress, trọng lượng khô của tảo ở nghiệm thức cường độ chiếu sáng 120
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 2 4 6 8 10 12 14 1 2 3 4 T rọn g lượng k h ô (g/l)
Thời gian (ngày)
36
μmol/m2
/s và nghiệm thức đối chứng là 4,44 g/l và 2,55 g/l tương ứng. Quan sát kích thước tế bào tảo, chúng tôi nhận thấy ở ngày thứ 4 của nghiệm thức có cường độ chiếu sáng 120 μmol/m2/s tế bào tảo đã chín hồn tồn kích thước tế bào lớn. Cùng thời điểm khảo sát thì ở nghiệm thức đối chứng phần lớn tế bào tảo còn ở trạng thái tạo bào nang và một số ít tế bào tích lũy astaxanthin. Nên có thể là lý do làm cho trọng lượng khô của tảo ở nghiệm thức cường độ chiếu sáng 120 μmol/m2/s cao gấp 1,7 lần so với nghiệm thức thức đối chứng. Ở nghiệm thức có cường độ chiếu sáng 180 μmol/m2/s thì phần lớn tảo chết vào ngày thứ hai gây sốc nên trọng lượng khơ của tảo cũng có chiều hướng giảm dần trong thời gian thí nghiệm.
Bảng 3.6. % astaxanthin/trọng lượng khơ của tảo H. pluvialis ở cường độ chiếu sáng
120 μmol/m2/s Thời gian (ngày) Trọng lượng khô (g/l) Hàm lượng astaxanthin (μg/l) % astaxanthin/TLK 0 0,42 22,40 0,01 14 1,86 324,80 0,02 1 2,53 724,27 0,03 2 2,93 942,40 0,03 3 3,68 1.891,20 0,05 4 4,44 4.618,67 0,10
Kết quả chúng tôi ghi nhận qua Bảng 3.6 cho thấy, sinh khối tảo chứa astaxanthin tăng dần theo thời gian thí nghiệm, tại thời điểm kết thúc thí nghiệm (sau khi gây sốc 4 ngày) tế bào tảo đã chín hồn tồn thì giá trị này cao gấp 10 lần so với lúc bắt đầu bố trí thí nghiệm. Tuy nhiên sinh khối tảo chứa astaxanthin trong nghiên cứu này cao nhất là 0,1% TLK, mà theo kết luận của Yuan và ctv (2000) cho rằng vi tảo lục Haematococcus pluvialis có khả năng tích lũy astaxanthin lên tới
37
trên 4% sinh khối khô. Để đạt được giá trị này trong điều kiện nước ta thì cịn nhiều vấn đề phải nghiên cứu.
Hình 3.14. Sinh khối tảo chứa astaxanthin
Một số hình ảnh minh họa cho sự thay đổi kích thước tế bào và hàm lượng sắc tố của tảo H. pluvialis được trình bày qua Hình 3.15.
Ngày 14 1 2 3 4 ĐC 120 μmol/m2/s 180 μmol/m2 /s
Hình 3.15. Hình thái tế bào và hàm lượng sắc tố của tảo H. pluvialis dưới kính hiển
38
Hình ảnh tế bào chụp trên kính hiển vi quang học cho thấy rõ các dạng tế bào khác nhau trong từng cơng thức thí nghiệm. Ở cơng thức đối chứng, tại thời điểm kết thúc thí nghiệm thì phần lớn tảo vẫn cịn ở giai đoạn tạo bào nang, trong khi đó ở cơng thức có cường độ chiếu sáng là 120 μmol/m2
/s chúng tơi ghi nhận tất cả tảo đã ở trạng thái bào nang hồn chỉnh và tích lũy một lượng lớn astaxanthin trong tế bào. Tuy nhiên, ở cường độ ánh sáng cao 180 μmol/m2/s thì tế bào tảo bị mất dần sắc tố và bị chết bắt đầu từ ngày thứ 2 sau khi gây sốc tảo.