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, trôi nổi, màu xanh lam và không có
vỏ bao, eo thắt ở vách tế bào không rõ ràng. Có nhiều hoặc ít vòng xoắn đều nhau, các vòng xoắn hẹp hơn về phía cuối sợi. Tế bào dài khoảng 1,5- 3µm, rộng 4- 5,5µm với nhiều không bào chứa không khí. Mỗi sợi có khoảng 40- 45 tế bào.
Do mẫu tảo bảo quản ở phòng thí nghiệm sau khi hoạt hóa và quan sát dưới kính hiển vi nhưng không 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 môi trường trong bình serum loại 500ml nuôi 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, môi
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 môi 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 tôi 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 thời gian đo OD ở bước sóng 420 nm.
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 quá trình nuôi 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 môi 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. Còn theo kết quả của tôi 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, nuôi 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 không 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 môi 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 nuôi cấy trong môi trường có bổ sung rỉ đường hơn là trong môi 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 môi 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 môi 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 môi 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 quá là nhiều hóa chất, muốn pha môi 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 mô công nghiệp thì có lẽ sẽ cần rất nhiều chi phí ban đầu, như thế sẽ không có tính kinh tế. Để tiết kiệm và nâng cao tính kinh tế thì ta nên chọn môi 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 không dùng rỉ đường thì có thể rỉ đường của công nghệ sản xuất đường có thể là chất thải làm ô nhiễm môi 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 nuôi trên môi 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 môi 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 nuôi cấy khác nhau hoặc là rỉ đường khi dùng để pha môi 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 nuôi cấy tảo từ đó giảm chi phí đầu vào. Và môi trường rỉ đường có bổ sung thêm NaHCO3 đã thỏa mãn được phù hợp yêu cầu đưa ra. Tóm lại thì môi trường ta chọn để nuôi 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 không 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 nuôi 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 nuôi cấy mô vì thế nên tôi đã tiến hành thử nghiệm ánh sáng đèn Led xanh có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của tảo không 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 tôi 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 tôi biểu thị cả 2 giá trị sai số cận trên và sai số cận dưới (xem phụ lục 5).
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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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 nuôi 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 còn 0,176. Mà như ta khảo sát ở mục 3.3 thì trong môi trường Zarrouk sinh khối tảo đạt cao nhất là ở khoảng ngày nuôi 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 nuôi dưới ánh sáng đèn huỳnh quang thì OD tăng nhanh và đạt 0,291 vào ngày thứ 8, còn nuôi 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 môi trường rỉ đường dưới điều kiện ánh sáng
tiếp theo, ngày thứ 4 còn 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 không hiệu quả. Các nguyên 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 nuôi cấy khác nhau là mẫu tảo nuôi có sục khí và mẫu tảo nuôi kín không 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 nuôi 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 khô trung bình qua 3 lần của 4 đợt thí nghiệm của mẫu tảo nuôi trong môi trường rỉ đường không sục
Nhận xét: Qua đồ thị hình 3.8, ta thấy trọng lượng sinh khối khô trung bình
qua 3 lần của 4 đợt thí nghiệm của hai mẫu tảo nuôi cấy là mẫu nuôi trong môi trường rỉ đường có sục khí và mẫu nuôi trong môi trường rỉ đường không sục khí thì mẫu nuôi có sục khí có trọng lượng sinh khối khô lớn hơn nhiều, thậm chí gấp đôi so với mẫu tảo nuôi kín không sục khí. Đối với mẫu không sục khí thì trọng lượng sinh khối khô 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 khô 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 nuôi 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 không được sục khí.