Nam
Trên thế giới
Từ đầu những năm 90 của thế kỷ trước, H. pluvialis đã được nuôi thương mại hóa trong hệ thống bể hở dung tích 30000 – 1000000 lit (Johnson và An, 1991). Bubrick cũng đã thiết kế hệ thống bể nuôi theo tiêu chuẩn của bể raceway có guồng trên diện tích 38 000 m2 để nuôi thương mại loài vi tảo nàỵ Tuy nhiên, chúng rất dễ bị nhiễm tạp và bị lấn át do sinh trưởng nhanh chóng của các loài tảo nhiễm khác như Chlorella và các loài ăn tảo khác. Bên cạnh đó, trong điều kiện nuôi này, loài vi tảo này lại giữ nguyên trạng thái sinh dưỡng cho đến khi thu hoạch (Gong, 1997). Đây là những hạn chế rất lớn của việc nuôi loài vi tảo này trong hệ thống bể hở để thu astaxanthin.
Các mô hình nuôi loài vi tảo này đã được các nhóm tác giả ở Tây Ban Nha và Nhật Bản nghiên cứu từ khá lâu và đã được thương mại hóa, nhất là từ năm 2000 trở lại đâỵ Haematococcus đã được nuôi trồng ở quy mô thương mại để
làm thực phẩm chức năng ở Cyanotec corperation USA, Mera pharmaceuticals Inc USẠ Theo nguồn FAO (2010), hàng năm, khối lượng sinh khối khô của H.
pluvialis đạt khoảng 300 tấn, chủ yếu từ Hoa Kỳ, Ấn Độ và Israel cung cấp cho
nuôi trồng thủy sản là 50 €/L và cho sản xuất astaxanthin là 7150 €/kg. Các sản phẩm chứa astaxanthin được sản xuất từ loài vi tảo này của các công ty Parry Pharmaceuticals (India), AlgaTechnologies (Israel) có giá 10000 USD/kg. Ở Trung Quốc, loài vi tảo này được dùng để sản xuất astaxanthin lớn nhất ở Giang Châu, tỉnh Hồ Bắc (Lovatelli và Chen, 2009).
Olaizola (2000) đã công bố kết quả của 9 tháng vận hành hệ thống kín nuôi loài vi tảo này có tên là Aquasearch Growth Module (AGM) dung tích 25 000 lít, có sử dụng hệ thống máy tính để điều khiển các quá trình, diện tích bề mặt là 100 m2, sử dụng ánh sáng tự nhiên. Hệ thống AGM được cấu tạo từ hệ thống ống lắp song song, đường kính 18 – 41 cm, nhiệt độ dao động 20 – 250C, năng suất sinh khối 50 – 90 g/m2 (0,2 - 0,36 g/L; 4 – 19 g/m2/ngày).
Khi nghiên cứu sinh trưởng của loài vi tảo này trong hệ thống photobioreactor dạng ống và dạng trụ đứng có cùng dung tích 55L ở điều kiện ngoài trời sau 16 ngày nuôi, loài vi tảo này sinh trưởng trong hệ thống dạng ống tốt hơn ở hệ thống trụ đứng với khối lượng sinh khối tương ứng là 7,0 g/L và 1,4 g/L và hàm lượng carotenoit tương ứng là 2,0 và 0,5% khối lượng sinh khối khô (Lopez và cs., 2006).
Năm 2011, Issarapayup và cs., công bố các điều kiện nuôi trồng tối ưu cho
H. pluvialis trong hệ thống kín dạng phiến phẳng có tốc độ sinh trưởng và mật
độ tế bào tương ứng là 0,52/ngày và 41 x 104 tế bào/mL. Cũng trong hệ thống nuôi dạng này ở quy mô 17 – 200L, tốc độ sinh trưởng đạt 0,45 – 0,53/ ngày với mật độ tế bào đạt cực đại 1,10 – 2,90 x 106 tế bào/mL (Issarapayup và cs., 2011).
Gần đây, Li và cs., (2011) cũng đã đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sản xuất astaxanthin từ nuôi trồng Haematococcus ở quy mô lớn tại Trung Quốc với một mô hình nuôi trồng hai giai đoạn loài vi tảo nàỵ Trong đó, giai đoạn đầu nuôi theo kiểu bán liên tục trong hệ thống photobioreactor kín dung tích 8000
lít, giai đoạn sau chuyển ra bể 100 m2 cho quá trình chuyển giai đoạn. Nguồn giống ban đầu được nuôi trong hệ thống photobioreactor kín 20 lít, chuyển dần lên hệ thống 1000 lít và 8000 lít. Mật độ tế bào trong hệ thống kín đạt cao nhất lên tới khoảng 106 tế bào/mL và thường duy trì ở mật độ 0,5 x 106 tế bào/mL. Với mô hình này, giá thành của sinh khối tảo khô và astaxanthin giảm đi đáng kể.
Tuy nhiên, mật độ tế bào ở các hệ thống kín dạng ống với quy mô nhỏ hơn thường có mật độ tế bào cao hơn và duy trì trạng thái sinh dưỡng tốt hơn các hệ thống có quy mô lớn. Ở các hệ thống dung tích 2 lít, mật độ tế bào có thể đạt được lên tới 1,1- 2 x 106 tế bào/mL (Vega-Estrada và cs., 2005; Riso, 2005); và lên tới 5-7 x 106 tế bào/mL trong hệ thống 1 lít (Ranjbar, 2008a, b). Nhưng đối với hệ thống dạng này khi nâng quy mô lên 55 lít, sinh khối đạt được thấp hơn 5 lần so với dạng hệ thống dạng ống tròn có cùng dung tích và điều kiện nuôi (Lopez và cs., 2006).
Trong nước
Hiện nay ở trong nước, loài vi tảo này mới đang được nghiên cứu và từng bước tối ưu các điều kiện nuôi trồng cũng như các điều kiện để tích lũy astaxanthin cao nhất. Trường đại học Khoa học tự nhiên, đại học Quốc gia Hà Nội cũng đã nghiên cứu phân lập được 5 chủng khác nhau và tuyển chọn được một chủng có hàm lượng astaxanthin cao nhất là 0,143% (Nguyễn Thị Hường và cs., 2008). Phòng Công nghệ Tảo, Viện công nghệ sinh học, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam cũng đã từng bước tối ưu các điều kiện nuôi trồng trong quy mô từ bình tam giác lên hệ thống kín 1,5 và 10 lít. Đinh Đức Hoàng và cs., (2011) cũng đã nghiên cứu vòng đời tự nhiên của loài vi tảo này ở bình tam giác 250 và 500 mL trong môi trường RM và C đã xác định được thời gian và biến đổi hình thái tế bào cũng như sự thay đổi về thành phần sắc tố và hàm lượng protein nội bào của các giai đoạn phát triển khác nhaụ Thời gian duy trì trạng thái sinh dưỡng và nang non 10 – 20 ngày, thời gian nảy mầm 1-2 ngày và phát hiện sự nảy mầm trực tiếp và gián tiếp là cơ sở cho nghiên cứu nuôi trồng loài vi tảo này ở các quy mô khác nhaụ Các mô hình cao hơn vẫn đang tiếp tục được
nghiên cứu và từng bước hoàn thiện quy trình nuôi cấỵ Đặng Diễm Hồng và cs., (2012) đã công bố nuôi được loài vi tảo này với mật độ 3,2 x 106 tế bào/mL ở quy mô bình 10 lít trong điều kiện môi trường RM có nồng độ NaNO31,2 g/L với điều kiện chiếu ánh sáng kết hợp ánh sáng trắng (cường độ 4,3 klux) và UV (cường độ 1,4 klux), quang chu kỳ sáng: tối là 16:8 giờ trong đó thời gian chiếu ánh sáng trắng là 10 giờ và thời gian chiếu ánh sáng trắng kết hợp UV là 6 giờ. Tuy nhiên, các mô hình nuôi với quy mô lớn hơn đến nay vẫn chưa được công bố.