Trong điều kiện nuơi nhân tạo với cường độ ánh sáng cao, liên tục cùng với độ mặn thích hợp và nhiệt độ thuận lợi thì quá trình tăng tích lũy β-caroten đã xảy ra nhưng để đạt được hiệu quả tối ưu thì điều kiện thiếu Nitơ là một trong những yếu tố rất quan trọng[34]. Thiếu dinh dưỡng trong quá trình nuơi sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ phát triển của tảo nhưng lại cĩ vai trị thúc đẩy quá trình tăng tổng hợp β-caroten. Dưới đây là kết quả của việc xác định hàm lượng dinh dưỡng KNO3 thích hợp cho quá trình tăng tổng hợp β-caroten.
55
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng KNO3 đến hàm lượng β-caroten (mg/lít) của chủng NT6
Đơn vị tính: mg/lít
Hàm lượng β-caroten(mg/l) (giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn)
1g/l 2g/l 3g/l 4g/l
1 0,14a,b±0,01 0,13a±0,01 0,17d± 0,02 0,15a,b,c± 0,01
2 0,18a±0,01 0,19a± 0,01 0,18a±0,01 0,18 a ± 0,02
3 0,28 a±0,02 0,28a±0,02 0,25a± 0,04 0,24 a ±0,01
4 0,48 a±0,03 0,84a±0,23 0,65a± 0,21 0,44 a ±0,12
5 1,62a,b±0,02 1,56a,b± 0,14 1,38a± 0,10 1,74 a,b ±0,14
6 2,04a± 0,14 3,07a,b± 0,12 3,60b,c±0,5 2,57 a,b ±0,35
7 3,02 a 0,02 4,6 c ±0,09 5,38d±0,31 3,72 b ± 0,03
8 3,50 a±0,24 4,96a,b±0,34 7,86d± 0,30 4,82 b ±0,42 9 3,14 a±0,25 4,42 a ±0,15 6,85c±0,21 4,29 b ±0,06
Hàm lượng β-caroten(mg/l) (giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn)
6g/l 8g/l 10g/l ngày 1 0,15a,b,c± 0,01 0,14a,b,c± 0,01 0,16b,c±0,01
ngày 2 0,17 a ± 0,01 0,42 a ± 0,21 0,24 a ± 0,03 ngày 3 0,66a ±0,22 0,78 a ±0,25 0,76 a ± 0,24 ngày 4 1,50b ± 0,11 1,47 b ±0,12 1,40 b ± 0,08 ngày 5 1,97b ±0,05 1,95b ± 0,05 2,88c± 0,28 ngày 6 3,65 b,c ± 0,57 2,71a,b ± 0,20 4,47 c ± 0,29 ngày 7 6,14e ±0,38 4,76 c,d ±0,16 6,44 e ±0,17 ngày 8 7,01c,d ±0,47 6,03 c ± 0,48 8,85 d ±0,30 ngày 9 6,13 c ±0,41 4,94 b ±0,18 7,96 d ±0,04
a,b,c,d,e,f,g Trong cùng một hàng, các giá trị trung bình cĩ kí tự viết lên trên khác nhau thì sai khác cĩ ý nghĩa (p<0.05).
56 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 ngày 1 ngày 2 ngày 3 ngày 4 ngày 5 ngày 6 ngày 7 ngày 8 ngày 9 m g / l 1g/l 2g/l 3g/l 4g/l 6g/l 8g/l 10g/l
Hình 3.11. Ảnh hưởng của hàm lượng KNO3 đến hàm lượng β-caroten (mg/lít) của chủng NT6.
Kết quả : Giá trị dinh đưỡng được thay đổi lần lượt từ thấp tới cao, giá trị 10g/l là giá trị đầy đủ của mơi trường nuơi cấy. Trong điều kiện thiếu dinh dưỡng quá trình tăng tích lũy β-caroten diễn ra cách tối ưu hơn với giá trị KNO3 sử dụng là 3g/l cho khả năng tích lũy cao hơn cả so với các điều kiện thiếu dinh dưỡng khác, vào ngày thứ 8 của quá trình nuơi thì khả năng tích lũy β-caroten đạt tối ưu với hàm lượng tích lũy của mẫu 3g/l là 7,86 mg/l, mẫu 6g/l là 7,01mg/l. Giá trị hàm lượng β-caroten cịn phụ thuộc vào khả năng sinh trưởng và phát triển của tế bào. Thơng thường trong quá trình phát triển nếu thiếu dinh dưỡng thì mật độ tế bào sẽ bị giảm trong những ngày đầu cĩ thể với hàm lượng dinh dưỡng đĩ vẫn đủ cho tế bào phát triển nhưng trong những ngày sau đĩ với mật độ tế bào cao thì khả năng phát triển sẽ bị kìm hãm. Để đánh giá về hàm lượng tích lũy β-caroten được cụ thể hơn ta tiến hành khảo sát hàm lượng β-caroten được tích lũy trong từng tế bào tảo. Trong điều kiện thiếu dinh dưỡng các tế bào vi tảo cĩ xu hướng tích lũy β-caroten nhiều hơn. Dưới đây là kết quả của quá trình đánh giá sự tích lũy β-caroten
57
của tảo được nuơi trong điều kiện thiếu giá trị dinh dưỡng.
Bảng 3.10 Bảng giá trị giá trị hàm lượng β-caroten(pg\tb) biến thiên theo sự thay đổi của giá trị dinh dưỡng KNO3
Đơn vị tính: pg\tb Ngày 1g/l 2g/l 3g/l 4g/l 6g/l 8g/l 10g/l 1 0,62 0,57 0,71 0,65 0,63 0,46 0,41 2 0,64 0,64 0,63 0,58 0,39 0,72 0,31 3 0,94 0,78 0,6 0,43 0,79 0,79 0,63 4 1,39 2,08 1,35 0,67 1,13 0,87 0,75 5 5,57 4,11 3,01 2,32 1,23 0,96 1,2 6 7,85 9,04 8,79 3,72 1,49 0,94 1,17 7 13,71 16,44 14,54 6,1 2,01 1,52 1,38 8 18,39 19,84 28,06 9,44 1,75 1,28 1,69 9 18,47 23,25 31,14 9,98 1,8 1,35 1,61 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 ngày 1 ngày 2 ngày 3 ngày 4 ngày 5 ngày 6 ngày 7 ngày 8 ngày 9 p g/ tế b ào 1g/l 2g/l 3g/l 4g/l 6g/l 8g/l 10g/l
Hình 3.12 Ảnh hưởng của hàm lượng KNO3 đến hàm lượng β-caroten (pg/tb) của chủng NT6.
Kết quả : Trong điều kiện thiếu dinh dưỡng khả năng tích lũy β- caroten trong tế bào là rất lớn, trong đĩ khả năng tích lũy cao nhất là những
58
tế bào tảo được nuơi trong mơi trường cĩ hàm lượng dinh dưỡng KNO3 là 3g/l, tại ngày thứ 9 của quá trình nuơi khả trong tích lũy đạt 31,14 pg/tế bào. So sánh với mẫu nuơi cĩ hàm lượng dinh dưỡng KNO3 đầy đủ thì mẫu nuơi này cao gấp hơn 30 lần. Với các mẫu nuơi cĩ hàm lượng dinh dưỡng 2g/l và 1g/l cũng cao hơn từ 18 cho tới 23 lần. Như vậy trong điều kiện ít thiếu dinh dưỡng thì mật độ tế bào tảo ít phát triển nhưng ngược lại khả năng tích lũy β-caroten trong tế bào tảo lại tăng một cách vượt trội hơn hẳn. Kết quả trình bày trong bảng 3.8 cho thấy: Ở hàm lượng KNO3 khác nhau thì hàm lượng β-caroten cực đại cũng khác nhau. Kết quả phân tích ANOVA một nhân tố (P< 0.05) về hàm lượng β-caroten ở các mức hàm lượng KNO3 khác nhau cĩ sự sai khác thống kê về hàm lượng β-caroten cực đại.
Dựa trên các kết quả thu được và qua phân tích ANOVA một nhân tố (Bảng 3.6), hàm lượng KNO3 cĩ ảnh hưởng đến quá trình sinh β-caroten của chủng NT6.
59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luậnPhân lập được tảo 2 chủng tảo Dunaliella trên các ruộng muối của 2 xã Ninh Thủy, Ninh Diêm, ký hiệu là NT6 và ND25 bằng phương pháp pha lỗng mẫu và nuơi cấy trên mơi trường thạch .
Hàm lượng β-caroten của mẫu ND25 sau cùng số ngày nuơi cấy thì cao hơn so với mẫu NT6, nhưng do mẫu ND25 phân lập được muộn nên đã sử dụng mẫu NT6 để nghiên cứu về khả năng sinh β-caroten.
Trong 3 mức nhiệt độ khảo sát thì nhiệt độ 28 là nhiệt độ thuận lợi nhất và hàm lượng cao nhất là ở ngày thứ 8 với hàm lượng là 8,67mg\lít.
Với cường độ ánh sáng là 14 klux thì cho ta hàm lượng β-caroten thu được cao nhất là 10.82mg\lít vào ngày thứ 8.
Ở độ mặn là 2M thì hàm lường β-caroten cao nhất thu được là 10,73mg\lít, nhưng với độ mặn là 4M thì hàm lượng tích lũy β-caroten trong tế bào đang trên đà tăng.
Điều kiện thiếu dinh dưỡng KNO3, với hàm lượng KNO3 là 3g\l lại cho ta khả năng tích lũy β-caroten trên tế bào là cao nhất với hàm lượng tích lũy được là 31,14 pg\tb trong khi đĩ hàm lượng β-caroten(mg\lít) là ở mẫu 10g/l với giá trị đạt được là 8,85mg\lít.
2. Kiến nghị
Tảo Dunaliella sp. là lồi tảo ưa cường độ ánh sáng cao nên tiếp tục khảo sát khả năng tăng tích lũy β-caroten trong điều kiện ánh sáng cao hơn nữa.
Tiếp tục nghiên cứu và định danh lồi NT6 bằng phương pháp sinh học phân tử.
60
Nghiên cứu hồn thiện quá trình nuơi và tăng tích lũy β-caroten trong mơ hình khép kín.
61
TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT1. Nguyễn Lân Dũng (1975), Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật học, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
2. Đặng Diễm Hồng, Đặng Đình Kim, Đặng Hồng Phước Hiền (1996), “Ảnh hưởng của sốc muối NaCl lên sinh trưởng, hoạt tính quang hợp và hàm lượng sắc tố của vi tảo Dunaliella salina”, Kỷ yếu của Viện Cơng nghệ Sinh học. Trung tâm KHTN & CNQG, Nhà xuất bản KH và KT. Trang 182-189.
3. Đặng Diễm Hồng, Choon- Hwan Lee (1998), “Tác động của điều kiện đĩi đạm lên hoạt động của chu trình xanthophyll và sự tích lũy β- caroten của vi tảo Dunaliella salina”, Kỷ yếu của Viện Cơng nghệ Sinh học. Trung tâm KHTN & CNQG, Nhà xuất bản KH và KT. Trang 327-335.
4. Đặng Diễm Hồng, Lê Thu Thuỷ, Choon - Hwan Lee (1998), “Tác động của cường độ ánh sáng cao lên hoạt động của chu trình xanthophyll và sự tích luỹ β-caroten của vi tảo Dunaliella salina”, Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghi Cơng nghệ biển tồn quốc lần thứ IV. Hà Nội 12- 12/11/1998. Tập II, Nhà xuất bản Thống kê. Trang 896-902.
5. Đặng Đình Kim, Đặng Diễm Hồng (1995), “Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng và hàm lượng sắc tố của hai lồi tảo thuộc chi Dunaliella”.” Phần II: Tác động của mật độ ban đầu, pH và nồng độ muối NaCl khác nhau”, Kỷ yếu của Viện Cơng nghệ Sinh học, Trung tâm KHTN & CNQG, Nhà xuất bản KH và KT. Trang 296 – 303.
6. Đặng Đình Kim, Đặng Diễm Hồng (1995), “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng và quang hợp của hai lồi tảo Dunaliella salina và
62
Dunaliella bardawil”, Kỷ yếu của Viện Cơng nghệ Sinh học, Trung tâm KHTN & CNQG, Nhà xuất bản KH và KT. Trang 280 -286.
7. Đặng Đình Kim, Hồng Phước Hiền (1999), Cơng nghệ sinh học vi tảo, Nhà xuất bản nơng nghiệp, Hà Nội
8. Lê Ngọc Tú (2006), Hĩa sinh cơng nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội.
9. Dương Đức Tiến, Võ Hành (1999), Tảo nước ngọt Việt Nam, Nhà xuất bản nơng nghiệp, Hà Nội.
II. TÀI LIỆU TIẾNG ANH
10. Ben-Amotz, A. and Avron, M. (1989a) “The biotechnology of mass culturing of Dunaliella for products of commercial interest”, In Algal and Cyanobacterial Biotechnology. Cresswell, R.C., Ress, T.A.V. and Shah. 90–114.
11. Ben-Amotz, A. and Avron, M. (1990) “The biotechnology of cultivating of the halotolerant alga Dunaliella” Tibtech 8,121–126.
12. Avron,M., Ben-Amotz, A. (1992) Dunaliella Physiology, Biochemistry and Biotechnology, CRC Press.
13. Ben-Amotz, A. (1993) “Production of β-caroten and vitamine by
the halotolerant algae Dunaliella”. In Marine Biotechnology 411–417.
New-York: Plenum Press
14. Ben-Amotz, A.(1995), “New mode of Dunaliella biotechology: two-phase growth for β-caroten production. J Appl Phycol 7, 65–68.
15. Ben-Amotz, A.(2009) “Bio-Fuel and CO2 Capture by Micro- Algae, Wind, Sea and Algae”. Maribo, Denmark 208.
63
16. Ben-Amotz A. (2009) Bioactive compounds: glycerol production, carotenoid production, fatty acids production. The Alga
Dunaliella, Biodiversity, Physiology, Genomics and Biotechnology. Science Publishers, Enfield, USA, 189 -208.
17. Borowitzka, M.A. and Borowitzka, L.J. (1987) “Limits to growth and carotenogenesis in laboratory and large-scale outdoors of
Dunalella salina”. In Algal Biotechnology. Stadler, T., Molhan, J., Verdus, M.C., Karamanos, Y. and Morvan, H.D. 345–402. London: Elsevier Applied Science.
18. Borowitzka, M.A. and Borowitzka, L.J. (1988b), “Vitamins and fine chemicals from micro-algae”.In Micro-algal Biotechnology. ed. Borowitzka, M.A. and Borowitzka, L.J. 153–196. New York: Cambridge University Press.
19. Borowitzka MA, Borowitzka LJ.(1988b). “Limits to growth and carotenogenesis in laboratory and large-scale outdoor cultures of D. salina”. In Stadler T, Mollion J, Berdus MC, Karamanos Y, Morvan H, Christiane D (eds.). Algal Biotechnology. Elsevier Applied Science, Barking, 139 –150.
20. Borowitzka, L.J. and Borowitzka, M.A. (1989), “β-caroten (provitaminA) production with algae”. In Biotechnology of Vitamins, Pigments and Growth Factors ed. Vandamme, E.J. pp. 15–26. London: Elsevier Applied Science.
21. Çelekli, Abuzer; Dưnmez, Gưnü. (2006), “Effect of pH, light intensity, salt and nitrogen concentrations on growth and β-caroten accumulation by a new isolate of Dunaliella sp.” World Journal of Microbiology and Biotechnology, (Volume 22, Number 2, February 2006 183-189(7)).
64
22. Delia B. Rodriguez-Amaya, Ph.D.(1997). Carotens and Food Preparation: The Retention of Provitamin A Carotens in Prepared, Processed, and Stored Foods. C.P. 6121, 13083-970 Campinas, SP., Brazil
23. Delia B. Rodriguez-Amaya,(2001) Ph.D.”A guide to carotenoid analysis in foods”. Departamento de Ciência de Alimentos, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, C.P. 6121, 13083-970 Campinas, SP., Brasil
24. Garcia -Gonzalez, M., Moreno, J., Canavate, J.P., Anguis, V., Prieto, A., Manzano, C., Folrencio, F.J. and Guerrero, M.G. (2003) ,”Condition for open-air outdoor of Dunaliella salina in southern Spain” J Appl Phycol.
25. Garcia -Gonzalez, M., Moreno, J Carlos ManZano, F.Javier Florencio, Miguel G. Guerero.(2004) “Production of Dunaliella salina
biomass rich 9-cis-β-caroten and luteinnin a close tubular photobioreactor”. Biotechnol
26. Hadi M. R., Shariati M., Afsharzadeh S., 2008, “Microalgal biotechnology: carotenoid and glycerol production by Dunaliella sp. algae isolated from the Gave khooni salt marsh, Iran”. Biotech. Bioproc. Eng., 135 :540 544
27. Garcia F., Freile-Pelegrin Y., Robledo D. (2007), “Physiological characterization of Dunaliella sp. (Chlorophyta, Volvocales) from Yucatan, Mexico”. Bioresour. Technol. 98: 1359 1365 .
28. Hejazi, M.A., Andrysiewicz, E., Tramper, J. and Wijffels, R.H. (2003),”Effect of mixing rate on b-caroten production and extraction by
Dunaliella salina in two-Phase bioreactors”. Biotechnol Bioeng 84, 591– 596.
65
29. Jahnke L. S., White A. L., (2003),”Long-term hyposaline and hypersaline stresses produce distinct antioxidant responses in the marine alga Dunaliella tertiolecta”.J. Plant Physiol., 160: 1193 1202
30. Massyuk NP. 1966. “Mass culture of the caroten containing alga
Dunaliella salina” Teod. Ukr. Bot. Zh. 23: 12–19.
31. Michael a. Borowitzka “The mass culture of Dunaliella salina. Algal Biotechnology Laboratory”. School of Biological and Environmental Sciences.Murdoch University Murdoch, W.A. 6150. Australia.
32. Mil'ko ED.(1962). “Study of the requirement of two Dunaliella
spp in mineral and organic components of the medium”. Moscow Univ. Vset., Biol. 6: 21–23.
33. Mordhay Avron,Ami Ben-Amotz. Dunaliella: physiology, biochemistry, and biotechnology. CRC Press.
34. Ola. Taha, Wafaa. Abo El-Kheir, Fayza. Hammouda and
Howayda. Abd El-Hady, 2012. “Production of ß-caroten and glycerol from
Dunaliella bardawiland D. salina isolated from the Egyptian wet -lands Qarun and Bardawil. International Conference on Ecological,
Environmental and Biological Sciences (ICEEBS'2012) Jan. 7-8, 2012 Duba
35. Sarmad J, Shariati M., Tafreshi, Hosseini A., (2006) “Preliminary assessment of β-caroten accumulation in four strains of
Dunaliella salina cultivated under the different salinities and low light intensity. Pakistan J Biol. Sci., 98: 1492 1496
36. Sukenik A., Carmeli Y., 1989. “Regulation of fatty acid composition by irradiance lever in the eutigmatophyte nannochioropsis” sp.j.Phycoi,25,686-692
66
37. Shariati M., Lilley R. M. (1994) “Loss of intracellular glycerol from Dunaliella by electroporation at constant osmotic pressure: Subsequent restoration of glycerol content and associated volume changes”. Plant Cell Environ., 17 1295- 1304.
38. Shariati M., Haghjoo. Maddadkar M., 1998 “Study of β-caroten and chlorophyll content of green alga D. salina in response to high light intensity”. Iranian Journal of Biology, 7(3, 4): 112-132
39. Shariati M., Hadi M. R. (2000) “Isolation, purification and identification of three unicellular green alga species of Dunaliella salina, D. parva and D. pseudosalina from salt marsh of Gave Khooni of Isfahan”.
Iranian J. Biol., 9(1- 4): 45-54.
40. Dunaliella salina whole dried marine microalgae. Dunaliella
gold. Nature’s superfood – nutrient rich marine microalgae. Certified Organic. NutriMed Group
41. Teodoresco EC, (1905). Organisation et development du Dunaliella nouveau genre de Volvocaceae-Polyblepharidee. Botanisches Zentralblatt, Beiheft 18:215-232.
42. Tomas (1997), Identifying marine phytoplankton Florida marine reseach institute sr.peterburg, Florida, 667-668
43. Rad F.A., Aksoz N, Hejazi M.A., (2011), “Effect of salinity on cell growth and β-caroten e production in Dunaliella sp. isolates from Urmia Lake in northwest of Iran”. African Journal of Biotechnology 10
(12). 2328-2333, ISN 1684-5315
44. Wegmann, K., Ben-Amotz, A. and Avron, M. (1980) “The effect of temperature on glycerol retention in the halotolerant algae Dunaliella
Phụ lục 1. Bảng giá trị hàm lượng β-caroten ở các lần lặp lại theo nhiệt độ khác nhau
Đơn vị tính: mg\lít.
22 độ C 28 độ C Nhiệt độ phịng
Nhiệt độ
Ngày Lơ 1 Lơ 2 Lơ 3 Lơ 1 Lơ 2 Lơ 3 Lơ 1 Lơ 2 Lơ 3
1 0,15 0,17 0,18 0,31 0,32 0,35 0,20 0,21 0,23 2 0,22 0,23 0,25 0,95 0,94 0,97 0,70 0,72 0,74 3 0,76 0,78 0,80 1,52 1,50 1,55 1,20 1,23 1,26 4 0,96 0,95 0,97 3,11 3,12 3,17 1,59 1,62 1,65 5 1,21 1,23 1,25 4,76 4,79 4,81 2,01 2,15 2,12 6 1,64 1,63 1,65 6,88 6,91 6,95 2,27 2,32 2,29 7 3,18 3,17 3,19 7,44 7,47 7,45 2,54 2,58 2,61 8 3,78 3,79 3,41 8,66 8,68 8,67 3,73 3,74 3,79 9 2,59 2,57 2,62 6,43 6,45 6,48 1,86 1,89 1,72
Phụ lục 2: Bảng số liệu mật độ tảo ở các lần lặp theo nhiệt độ khác nhau
Đơn vị tính : x106 Tb/ml
22 độ C 28 độ C Nhiệt độ phịng
Nhiệt độ
Ngày Lơ 1 Lơ 2 Lơ 3 Lơ 1 Lơ 2 Lơ 3 Lơ 1 Lơ 2 Lơ 3
