Đang tải... (xem toàn văn)
1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, với sự bùng nổ của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật, việc tìm ra nguồn nguyên liệu vừa rẻ tiền mà chất lượng không còn là trở ngại lớn nữa.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ***000*** ĐỖ THỊ THANH HƢƠNG KHẢO NGHIỆM MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TĂNG SINH KHỐI GIỐNG TẢO SPIRULINA PLATENSIS Luận văn kỹ sƣ Chun ngành: Cơng nghệ sinh học Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ***000*** KHẢO NGHIỆM MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TĂNG SINH KHỐI GIỐNG TẢO SPIRULINA PLATENSIS Luận văn kỹ sƣ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS TS TRẦN THỊ DÂN KS NGUYỄN VĂN ÚT Tên: BÙI THỊ NGỌC BÍCH Khóa: 2002 – 2006 Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 9/2006 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING NONG LAM UNIVERSITY, HCMC DEPARTMENT OF BIOTECHNOLOGY ***000*** TRYING SOME METHODS FOR INCREASING WEIGHT OF SPIRULINA PLATENSIS IN THE LABORATORY Graduation thesis Major: Biotechnology Professor: Student: Ms.LE THI PHUONG HONG DO THI THANH HUONG Term: 2002 – 2006 HCMC 9/2006 PHẦN I : MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, với bùng nổ cách mạng khoa học kỹ thuật, việc tìm nguồn nguyên liệu vừa rẻ tiền mà chất lƣợng khơng cịn trở ngại lớn Cũng nhƣ vậy, thực phẩm dành cho ngƣời dần đƣợc thay thực phẩm chức Có thể nói năm gần đây, việc nghiên cứu tìm khai thác loại nguyên liệu nâng cao giá trị dinh dƣỡng bổ sung vào thực phẩm ngày đƣợc quan tâm nhiều Spirulina platensis mối quan tâm Ngƣời ta nghiên cứu Spirulina platensis nhiều, khơng chúng có giá trị dinh dƣỡng cao mà cịn chúng có nhiều tác dụng y lẫn sinh học Theo Prescott, Gorrunov cộng (1969) cho rằng, tƣơng lai y dƣợc tìm kiếm y dƣợc, bao gồm việc nghiên cứu thí nghiệm tảo kể nhƣ việc tìm kiếm thuốc chữa ung thƣ, dị ứng, tảo tiết chất kháng sinh thay cho Penixilin Trong tƣơng lai có mơn chữa bệnh dùng tảo (Algotherapia hay Phycotherapia) (trích dẫn Nguyễn Văn Tuyên, 2003) Việc tăng sinh khối tảo mà giữ đƣợc chất lƣợng tốt qui mơ phịng thí nghiệm hƣớng mở áp dụng cho qui mô sản xuất cơng nghiệp, đồng thời xác định đƣợc ảnh hƣởng thành phần dinh dƣỡng cho phát triển tốt tảo Xuất phát từ u cầu đó, chúng tơi thực đề tài :” Khảo sát số phƣơng pháp tăng sinh khối giống tảo Spirulina platensis qui mơ phịng thí nghiệm” 1.2 Mục đích nghiên cứu Sử dụng số phƣơng pháp khác nhằm tăng sinh khối tảo mà giữ đƣợc chất lƣợng tốt Từ đó, tìm phƣơng pháp tốt để ứng dụng qui mơ sản xuất công nghiệp Thay đổi tỷ lệ thành phần môi trƣờng nuôi cấy, khảo sát ảnh hƣởng nồng độ thành phần tới tăng sinh tảo Lựa chọn phƣơng pháp thích hợp cho khả thu hoạch tảo cao Mô tả nguyên tắc cấu tạo nguyên lý hoạt động máy khuấy từ việc thiết kế máy khuấy tảo dung tích nhỏ 1.3 Yêu cầu - Khảo sát ảnh hƣởng số thành phần môi trƣờng nuôi cấy - Khảo sát đƣợc ảnh hƣởng điều kiện nuôi cấy tới việc tăng sinh tảo - Khảo sát phƣơng pháp thu hoạch tảo - Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ nuôi cấy ban đầu tới việc thu hoạch tảo - Đề xuất đƣa mơ hình máy khuấy tảo dung tích nhỏ PHẦN II : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tảo Spirulina platensis 2.1.1 Lịch sử phát triển cơng trình gây ni tảo Spirulina ngài nƣớc Con ngƣời từ xƣa dùng rong tảo làm thực phẩm, nhƣ ngƣời Trung hoa biết ăn tảo biển từ 600 năm trƣớc công nguyên Tƣơng tự ngƣời dân quần đảo thuộc Nam Thái Bình Dƣơng Nhật Bản dùng nhiều giống tảo làm thực phẩm, nhƣ Porphyra, Ulva, Alaria v.v Có lẽ dân tộc sử dụng rong tảo sớm giới này, họ thu hái rong tảo tự nhiên dùng làm rau ăn hay nguồn thực phẩm bổ dƣỡng Với tảo Spirulina đƣợc coi nhƣ trời phú cho sắc dân, Aztec – Mexico (Châu Mỹ) Kanembu, tộc thuộc Tchad (Châu Phi) Từ thời cổ xƣa, tộc biết thu giống rong sống tự nhiên sống hồ nƣớc khoáng giàu kiềm để chế biến thức ăn bổ dƣỡng nhƣ : bánh bao, nƣớc chấm, nấu canh soup Trong giới khoa học, có lẽ tảo đƣợc mơ tả đặt tên Spirulina hình dạng xoắn lò so lần năm 1827 Việc phát phát triển tảo khắp giới gắn liền với lịch sử tìm Tân Thế Giới – Châu Mỹ Christophe Colomb, năm 1492 Tiếp theo kiện này, viết loại thức ăn từ Spirulina ngƣời Aztec, nhƣ bánh Techuilatl đƣợc truyền bá Châu Âu (Lê Đình Lăng, 1999) Năm 1931, Rich tham quan hồ thung lũng Rift vùng Đông Châu Phi nhận xét thấy môi trƣờng sinh thái hồng hạc với thức ăn tự nhiên tảo Năm 1940, Dangeard nhận bánh tảo xanh dùng làm nƣớc chấm ngày dân hồ cạnh vùng Chad với thức ăn hồng hạc thung lũng Rift một, tảo Spirulina Năm 1960, ơng Duran – Chastel gặp khó khăn việc sản xuất Soude công ty Sosa Texcoco, ngẫu nhiên phát loại vi sinh vật làm chậm chế kết tinh muối carbonate bể bốc hơi, tảo Spirulina (Nguyễn Thanh Bích Ngọc, Nguyễn Hồng Hạnh, 1997) Tuy vậy, đến năm 1960 Leonard & Comperé ngƣời Bỉ phân tích cơng bố giá trị dinh dƣỡng bánh Dihe, thức ăn ngƣời Kanembu làm từ Spirulina chứa hàm lƣợng protein cao, giới khoa học quan tâm nhiều Năm 1963, giáo sƣ Clement thuộc Viện nghiên cứu dầu hỏa quốc gia Pháp ngƣời nghiên cứu thành công việc nuôi tảo Spirulina qui mô công nghiệp Theo nghiên cứu này, giống tảo Spirulina từ Tchad đƣợc sử dụng nuôi cấy với ý định dùng CO2 dồi mỏ khai thác dầu hoả Vậy ngƣời Pháp tiên phong việc nuôi nhân tạo Spirulina thƣơng mại hoá sản phẩm Đặc biệt năm 1967, ngƣời tiên phong lại có dịp triển khai nghiên cứu mình, báo cáo Clement đƣợc trình bày Hội nghị quốc tế dầu hỏa Mexico đƣợc cơng ty Sosa Texcoco thích thú Liên doanh sản xuất công nghiệp tảo Spirulina sử dụng nguồn nƣớc khoáng bicarbonat Viện nghiên cứu dầu hỏa Pháp cơng ty Sosa Texcoco đƣợc thành lập Từ đến nay, liên doanh dẫn đầu giới lƣợng tảo Spirulina quy mô công nghiệp Kỹ nghệ nuôi trồng Spirulina số vi tảo khác (Chlorella, Klamath, ) nấm sợi trở thành lĩnh vực đƣợc đầu tƣ phát triển công nghệ sinh học để tạo sinh khối protein Thực ra, Spirulina thứ tảo đƣợc nghiên cứu đầu tiên, mà tảo Chlorella Nhƣ Hoa Kỳ, năm 1948 – 1952 nhiều nghiên cứu nuôi tảo Chlorella đƣợc triển khai Đến năm 1970, giá trị tảo Spirulina đƣợc cơng nhận, với ƣu nhiều mặt, phát triển nuôi trồng quy mô công nghiệp giống tảo nở rộ nhiều quốc gia Tại Nhật Bản, đƣợc hỗ trợ kỹ thuật từ Hoa Kỳ tiến sỹ Nakamura tiến hành nghiên cứu sớm vào năm 1968, với giống tảo mẹ từ Tchad Phƣơng pháp nuôi trồng công nghiệp Spirulina ông đƣợc triển khai vài vùng Nhật Bản, Thái Lan Hàn Quốc Với đầu tƣ nhiều công ty kinh doanh, dự án phát triển thành xí nghiệp chuyên sản xuất tảo Spirulina Tại Ấn Độ, nghiên cứu nuôi giống tảo đƣợc triển khai từ năm 1960, đặc biệt mơ hình ni Spirulina quy mô cộng đồng nhỏ (làng, xã), Ripley D Fox khởi xƣớng phát triển tốt số vùng nhƣ Karla Schechardy R.D fox, ngƣời Pháp dày công nghiên cứu suốt 15 năm (1968 – 1983), xây dựng đƣợc phịng thí nghiệm nghiên cứu Spirulina Pháp Đồng thời sáng tạo đƣợc mô hình ni tảo Spirulina, cung cấp chỗ cho việc phịng chống dinh dƣỡng trẻ em Mơ hình đƣợc nhiều nƣớc nghèo, phát triển nghiên cứu áp dụng nhƣ Peru, Togơ Việt Nam Ngồi nƣớc nêu trên, tảo Spirulina đƣợc phát triển nhiều quốc gia vùng lãnh thổ Trung Quốc, Singapore, Đài Loan, Bulgarie, Ukraina, Hà Lan, Italia, Tây Ban Nha, Czech, Nam Phi, Chi Lê, Isarel, Maroc, Iran, Cuba, Hồng Kông, v.v Ở nƣớc ta, tảo Spirulina đƣợc di thực nhập giống lƣu giữ Viện Pateur Paris Cộng Hoà Pháp, nghiên cứu từ năm 1972 Viện Sinh Vật (Viện Khoa Học Việt Nam) Nghiên cứu quy trình kỹ thuật ni trồng Viện chủ trì, với tham gia nghiên cứu hoá học giá trị dinh dƣỡng trị bệnh Viện y học quân sự, tác dụng lâm sàng Viện quân y 108 Hà Nội Đề tài mức độ phịng thí nghiệm, cho kết tiên lƣợng tốt khả nuôi trồng nƣớc ta theo mơ hình ngồi trời, khơng mái che, có sục khí carbonic (CO2), đồng thời khẳng định giá trị dinh dƣỡng chữa bệnh Spirulina, mở hƣớng tiên phong cho nghiên cứu Spirulina Tới năm 1977, Viện sinh vật – nơi tiên phong kỹ nghệ tảo Spirulina Việt Nam, lại triển khai kết mức độ lớn hơn, đề tài đƣợc đầu tƣ nhà nƣớc có liên quan, đặc biệt nơi đón nhận xí nghiệp nƣớc suối Vĩnh Hảo (Bình Thuận) Tại sử dụng nguồn nƣớc suối khoáng giàu bicarbonat, natricarbonat thiên nhiên, lợi địa phƣơng Ngoài ra, cịn sử dụng lƣợng sức gió để vận hành hệ thống máy khuấy trộn môi trƣờng nuôi tảo Tham gia nghiên cứu có trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội (chế tạo thiết bị nuôi tảo), Viện y học quân sự, xí ngiệp dƣợc phẩm TW 24 – Mekophar (bào chế dƣợc phẩm), bệnh viện Thống Nhất TP.HCM, bệnh viện phụ sản Từ Dũ TP.HCM (nghiên cứu lâm sàng dạng thuốc ) Ngoài số nghiên cứu khác ứng dụng Spirulina chăn nuôi gia cầm thuỷ sản, tằm tơ đƣợc triển khai trƣờng Đại học tổng hợp Hà Nội, Ủy ban khoa học kỹ thuật nhà nƣớc Sở nơng nghiệp Hà Nội, Hà Bắc, Thái Bình, Lâm Đồng, TP.HCM Nhóm tác giả cố giáo sƣ Nguyễn Hữu Thƣớc (Ủy ban khoa học kỹ thuật nhà nƣớc) cộng Trần Văn Tựa, Phan Phƣơng Lan, Đặng Đình Kim (Viện sinh vật) cịn nghiên cứu sử dụng nguồn dinh dƣỡng khác để nuôi tảo nhƣ nƣớc thải ƣơm tơ tằm Đan Hoài (Hà Tây), Bảo Lộc (Lâm Đồng), nƣớc suối khống Đắcmin (Bn Ma Thuột) Nhƣ với đề tài cấp nhà nƣớc (Mã số 48.01.02.03) tổng kết tháng năm 1986, đánh dấu bƣớc tiến đƣa kết nghiên cứu từ phịng thí nghiệm ứng dụng quy mơ công nghiệp, hứa hẹn nhiều triển vọng giống tảo quý nƣớc ta Tại thành phố Hồ Chí Minh nhiều nghiên cứu Spirulina đƣợc tiến hành : + Sở y tế TP.HCM, từ năm 1985 tiếp nhận giống tảo Spirulina ông bà R.D Fox tặng thành phố, giao cho Trạm nghiên cứu dƣợc liệu giữ giống, nghiên cứu nuôi trồng Các nghiên cứu sau đƣợc học tập, triển khai theo mơ hình sử dụng Biogas bổ sung hố chất Hiện Trung tâm dinh dƣỡng trẻ em sản xuất diện tích khoảng 170 m2 theo phƣơng pháp hoá chất + Viện sinh học nhiệt đới TP.HCM (thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ quốc gia), từ năm 1989 triển khai nghiên cứu kỹ thuật với hỗ trợ Cộng hoà Pháp Các nghiên cứu mức độ phịng thí nghiệm, với khảo cứu ni tảo theo mơ hình biogas từ Ấn Độ , ni hố chất, nhằm tìm quy trình thích hợp ứng dụng vào thực tế Đặc biệt nghiên cứu cịn tìm quy trình chiết xuất số hoạt chất sinh học từ Spirulina ứng dụng sinh hố, y dƣợc Có lẽ tƣơng lai đề tài đƣợc ứng dụng dự án lớn công nghệ sinh học Viện + Cơ sở nuôi trồng phát triển sản phẩm tảo Spirulina (tên giao dịch Labo HELVINAM), huyện Bình Chánh TP.HCM, đƣợc thành lập năm 1994 Dƣới khuyến khích Sở y tế Tp.HCM, Ủy ban nhân dân huyện Bình Chánh nhiệt tình nhóm cán nghiên cứu số nhà hảo tâm, sở bƣớc đầu thành công Quy trình liên hồn ni trồng sản xuất, sử dụng số chế phẩm tảo Spirulina dinh dƣỡng làm thuốc phòng, chữa bệnh đƣợc thiết lập Quy mơ tƣơng lai xí nghiệp chuyên sản xuất tảo lớn Việt Nam, với hồ ni tảo kiểu nhà kính 2000 m2 có khả mở rộng Ngồi ra, cịn nhiều nhóm nghiên cứu vấn đề khác Spirulina trƣờng Đại học, trung tâm nghiên cứu, hộ gia đình, nƣớc 2.2.1 Phân loại Spirulina tên gọi vi sinh vật nhà tảo học ngƣời Đức Deurben đặt năm 1927, sở hình thái đặc trƣng dạng sợi xoắn (spiralis) Sau chuyên gia phân loại học thống tên khoa học đầy đủ : Ngành : Cyanophyta Lớp : Oscillatoriales Họ : Oscillatoriaceae Chi : Spirulina Lồi : Spirulina platensis Vì có cấu tạo chức khác lồi thơng thƣờng nên Spirulina cịn có tên vi khuẩn lam hay phiêu sinh thực vật 2.2.2 Phân bố Trƣớc hết vùng nƣớc kiềm (pH 8-11) có Spirulina sống tự nhiên, hồ, suối khoáng, ấm áp Về địa lý tảo đƣợc tìm thấy phạm vi rộng : Châu Phi (Tchad, Côngo, Ethiopia, Kenya, Nam Phi, Ai Cập, Tanzania, Zambia), Châu Mỹ (Hoa kỳ, Peru, Uruguay, Mexico), Châu Á (Ấn Độ, Pakistan, Srilanka, Việt Nam), Châu Âu (Nga, Ukraina, Hungarie, ) Từng vùng có lồi, giống Spirulina khác nhau, loài nhƣ S.platensis lại đƣợc tìm thấy nhiều nƣớc, có xa tới nửa vùng trái đất Sự phân bố chọn lọc tự nhiên, khơng kể ngƣời chủ động di thực ni trồng Cũng đƣợc di thực theo số loài chim di trú, mà loài hồng lạc (Phoenicoraiasmiror), thƣờng ăn Spirulina Châu Mỹ số ví dụ Tảo Spirulina thƣờng bám vào lông vũ theo chim phân bố tới nơi mà hồng lạc cƣ trú theo mùa Nhƣ số lƣợng giống, lồi Spirulina có hàng chục 68 3004 – 3500 lux - 4507 – 5250 lu 0.00000 8.85051 3004 – 3500 lux - 4508 – 5250 lu 0.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 3006 – 3500 l 0.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 3007 – 3500 l 0.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 3008 – 3500 l 0.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4500 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4501 – 5250 lu -7.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4502 – 5250 lu 0.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4503 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4504 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4505 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 3005 – 3500 lux - 4506 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4507 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3005 – 3500 lux - 4508 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 3007 – 3500 l 0.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 3008 – 3500 l 0.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4500 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4501 – 5250 lu -7.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4502 – 5250 lu 0.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4503 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4504 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4505 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 3006 – 3500 lux - 4506 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4507 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3006 – 3500 lux - 4508 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 3008 – 3500 l 0.00000 3007 – 3500 lux - 4500 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 4501 – 5250 lu -7.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 4502 – 5250 lu 0.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 4503 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 4504 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 4505 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 3007 – 3500 lux - 4506 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 4507 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3007 – 3500 lux - 4508 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3008 – 3500 lux - 4500 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3008 – 3500 lux - 4501 – 5250 lu -7.00000 8.85051 3008 – 3500 lux - 4502 – 5250 lu 0.00000 8.85051 8.85051 69 3008 – 3500 lux - 4503 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3008 – 3500 lux - 4504 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3008 – 3500 lux - 4505 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 3008 – 3500 lux - 4506 – 5250 lu 3.00000 8.85051 3008 – 3500 lux - 4507 – 5250 lu -3.00000 8.85051 3008 – 3500 lux - 4508 – 5250 lu -3.00000 8.85051 4500 – 5250 lux - 4501 – 5250 lu -4.00000 8.85051 4500 – 5250 lux - 4502 – 5250 lu 3.00000 8.85051 4500 – 5250 lux - 4503 – 5250 lu 6.00000 8.85051 4500 – 5250 lux - 4504 – 5250 lu 6.00000 8.85051 4500 – 5250 lux - 4505 – 5250 lu 13.0000 8.85051 * 4500 – 5250 lux - 4506 – 5250 lu 6.00000 8.85051 4500 – 5250 lux - 4507 – 5250 lu 0.00000 8.85051 4500 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu 0.00000 8.85051 4501 – 5250 lux - 4502 – 5250 lu 7.00000 8.85051 4501 – 5250 lux - 4503 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 4501 – 5250 lux - 4504 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 4501 – 5250 lux - 4505 – 5250 lu 17.0000 8.85051 * 4501 – 5250 lux - 4506 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 4501 – 5250 lux - 4507 – 5250 lu 4.00000 8.85051 4501 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu 4.00000 8.85051 4502 – 5250 lux - 4503 – 5250 lu 3.00000 8.85051 4502 – 5250 lux - 4504 – 5250 lu 3.00000 8.85051 4502 – 5250 lux - 4505 – 5250 lu 10.0000 8.85051 * 4502 – 5250 lux - 4506 – 5250 lu 3.00000 8.85051 4502 – 5250 lux - 4507 – 5250 lu -3.00000 8.85051 4502 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu -3.00000 8.85051 4503 – 5250 lux - 4504 – 5250 lu 0.00000 8.85051 4503 – 5250 lux - 4505 – 5250 lu 7.00000 8.85051 4503 – 5250 lux - 4506 – 5250 lu 0.00000 8.85051 4503 – 5250 lux - 4507 – 5250 lu -6.00000 8.85051 4503 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu -6.00000 8.85051 4504 – 5250 lux - 4505 – 5250 lu 7.00000 8.85051 4504 – 5250 lux - 4506 – 5250 lu 0.00000 8.85051 4504 – 5250 lux - 4507 – 5250 lu -6.00000 8.85051 4504 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu -6.00000 8.85051 4505 – 5250 lux - 4506 – 5250 lu -7.00000 8.85051 4505 – 5250 lux - 4507 – 5250 lu -13.0000 8.85051 * 70 4505 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu -13.0000 8.85051 * 4506 – 5250 lux - 4507 – 5250 lu -6.00000 8.85051 4506 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu -6.00000 8.85051 4507 – 5250 lux - 4508 – 5250 lu 0.00000 8.85051 - denotes a statistically significant difference Phụ lục 12 : Bảng Anova thí nghiệm One-Way Analysis of Variance -Data: KHOILU1.Tro_ng_l Level codes: KHOILU1.kho_i_l Labels: Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD Analysis of variance -Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig level -Between groups 446.96296 Within groups 00000 22 111.74074 999.999 0000 00000 -Total (corrected) 446.96296 26 missing value(s) have been excluded Phụ lục 13 : Bảng trung bình thí nghiệm Table of means for KHOILU1.Tro_ng_l by KHOILU1.kho_i_l -Stnd Error Stnd Error Level Count 95 % LSD Average (internal) (pooled s) intervals for mean 71 -16 g 16.777778 8296214 1.3298566 14.836527 18.719028 16,8 g 17.111111 1.1837375 1.3298566 15.169860 19.052362 17 g 20.222222 1.7933347 1.3298566 18.280972 22.163473 -Total 27 18.037037 7677931 7677931 16.916255 19.157819 Phụ lục 14 : Trắc nghiệm chi tiết thí nghiệm Multiple range analysis for KHOILU1.Tro_ng_l by KHOILU1.kho_i_l -Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups -16 g 16.777778 X 16,8 g 17.111111 X 17 g 20.222222 X -contrast difference limits 16 g - 16,8 g -0.33333 3.88250 16 g - 17 g -3.44444 3.88250 16,8 g - 17 g -3.11111 3.88250 -* denotes a statistically significant difference Phụ lục 15 : Bảng Anova thí nghiệm One-Way Analysis of Variance -Data: MOITRU1.Tro_ng_l Level codes: MOITRU1.Kho_i_l Labels: Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD 72 Analysis of variance -Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig level -Between groups 14.925926 452.22222 Within groups 29.85185 24 792 4644 18.842593 -Total (corrected) 482.07407 26 missing value(s) have been excluded Phụ lục 16 : Bảng trung bình thí nghiệm Table of means for MOITRU1.Tro_ng_l by MOITRU1.Kho_i_l -Stnd Error Stnd Error Level Count 95 % LSD Average (internal) (pooled s) intervals for mean -0 ml 19.444444 1.3955396 1.4469352 17.332289 21.556600 ml 19.666667 1.4043583 1.4469352 17.554511 21.778822 1,5 ml 17.333333 1.5365907 1.4469352 15.221178 19.445489 -Total 27 18.814815 8353884 8353884 17.595361 20.034268 Phụ lục 17 : Trắc nghiệm chi tiết thí nghiệm Multiple range analysis for MOITRU1.Tro_ng_l by MOITRU1.Kho_i_l -Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups -1,5 ml 17.333333 X ml 19.444444 X ml 19.666667 X 73 contrast ml - ml difference limits -0.22222 4.22431 ml - 1,5 ml 2.11111 4.22431 ml - 1,5 ml 2.33333 4.22431 - denotes a statistically significant difference Phụ lục 18 : Bản vẽ nguyên tắc cấu tạo máy khuấy 74 Phụ lục 19 : Mơ hình 3D khuấy LỜI CẢM ƠN Thành kính gửi lời cám ơn đến : * Ban giám hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm mơn Cơng nghệ Sinh học, tất quý Thầy Cô truyền đạt kiến thức quí báu cho em suốt trình học tập trƣờng * Cơ Lê Thị Phƣơng Hồng tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện cho em thực hoàn tất khóa luận tốt nghiệp * Cơ Phạm Thị Hồng Hạnh, Võ Thị Thanh Bình, Đặng Thị Thanh Hịa, Trần Hồng Thủy khoa Thủy Sản tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình thực đề tài phịng thí nghiệm 305 * Các bạn lớp Công nghệ Sinh học 28 động viên, giúp đỡ tơi khó khăn nhƣ chia xẻ niềm vui nỗi buồn suốt thời gian học tập * Bạn Hà Tân lớp Nuôi trồng Thuỷ sản 28, bạn Tuấn Anh lớp Cơ khí 28A giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài * Cuối xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành tới cỗ vũ động viên gia đình, bố mẹ em điểm tựa, chỗ dựa vững tinh thần lẫn vật chất, cho niềm tin động lực vào thân để vƣơn lên iii TÓM TẮT Ứng dụng Spirulina platensis thực tiễn y sinh học lẫn đời sống ngƣời ngày đƣợc mở rộng nhiều Các nghiên cứu nhằm tăng sinh khối khảo nghiệm ảnh hƣởng điều kiện khác lên tảo đƣợc ý quan tâm đặc biệt Vấn đề đặt để tăng sinh khối Spirulina q trình ni cấy điều kiện phịng thí nghiệm nhằm đáp ứng tốt ứng dụng quan trọng Xuất phát từ chúng tơi tiến hành nghiên cứu nhằm tăng sinh khối Spirulina platensis Thí nghiệm : đánh giá ảnh hƣởng nồng độ nuôi cấy ban đầu lên khả thu hoạch tảo Thí nghiệm : đánh giá ảnh hƣởng chế độ chiếu sáng lên tăng sinh khối tảo Thí nghiệm : đánh giá ảnh hƣởng khối lƣợng muối bicarbonat môi trƣờng nuôi cấy lên tăng sinh khối tảo Spirulina Thí nghiệm : đánh giá ảnh hƣởng môi trƣờng nuôi cấy khác lên tăng sinh khối tảo Spirulina Quá trình thực nghiên cứu kết hợp với việc đƣa phƣơng pháp thu hoạch tảo thích hợp, đề xuất thử nghiệm mơ hình máy khuấy tảo dung tích nhỏ áp dụng cho ni Spirulina platensis qui mơ phịng thí nghiệm Kết thu đƣợc sau xử lý số liệu nhận thấy suất tảo Spirulina platensis tăng theo tăng nồng độ nuôi cấy ban đầu khoảng nồng độ cấy từ 20% - 30% Sự ảnh hƣởng cƣờng độ chiếu sáng tới tăng sinh khối tảo có sở, cƣờng độ ánh sáng thích hợp để ni tảo Spirulina platensis điều kiện phịng thí nghiệm 3000 – 3500 lux, nhiên tảo có khả tăng trƣởng phát triển tốt điều kiện chiếu sáng từ 1500 – 5250 lux Khối lƣợng muối bicarbonat (NaHCO3) có ảnh hƣởng tới mơi trƣờng ni tảo, Spirulina platensis sống đƣợc với hàm lƣợng muối NaHCO3 từ 16 - 17g/L môi trƣờng nuôi Môi trƣờng rỉ đƣờng thay đƣợc mơi trƣờng (Zarrouk) nuôi tảo Spirulina platensis, nên pha môi trƣờng 1ml rỉ đƣờng + 16,8g NaHCO3 để tăng sinh tảo Spirulina Phƣơng pháp thích hợp thí nghiệm để thu hoạch tảo Spirulina dùng lƣới lọc Máy khuấy tảo dung tích nhỏ đƣợc dùng để ni Spirulina platensis với thể tích chứa từ 20 – 50L ni điều kiện phịng thí nghiệm iv MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN…………………………………………………iii TÓM TẮT…………………………………………………… iv MỤC LỤC…………………………………………………… v,vi,vii DANH SÁCH CÁC BẢNG………………………………… viii DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ………………………ix,x PHẦN I : MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Yêu cầu PHẦN II : TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………………………………… 2.1 Tảo Spirulina platensis 2.1.1 Lịch sử phát triển cơng trình gây ni tảo Spirulina nƣớc 2.2.1 Phân loại 2.2.2 Phân bố 2.2.3 Hình thái cấu tạo 10 2.2.4 Đặc điểm dinh dƣỡng Spirulina platensis 10 2.2.5 Đặc điểm sinh sản Spirulina platensis 13 2.3 Điều kiện nuôi cấy yếu tố ảnh hƣởng đến q trình ni tảo Spirulina platensis 14 2.3.1 Ảnh hƣởng ánh sáng 14 2.3.2 Nhiệt độ 15 2.3.3 Thông số pH 15 2.4 Thành phần hoá học Spirulina platensis 15 2.5 Vai trị, vị trí tảo Spirulina cơng nghệ sinh học (CNSH) 18 2.6 Mật rỉ (hay rỉ đƣờng) 21 v 2.7 Các kiểu thiết bị lên men ứng dụng ni tảo 23 2.7.1 Thiết bị có cánh khuấy 23 2.7.2 Thiết bị có hệ thống thổi khí 26 PHẦN III : VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP…………………………………………24 3.1 Địa điểm thời gian tiến hành đề tài 27 3.2 Vật liệu 27 3.2.1 Nguồn tảo giống 27 3.2.2 Hoá chất 27 a/ Môi trƣờng Zarrouk mơi trƣờng hố chất cung cấp thành phần dinh dƣỡng thiết yếu cho Spirulina : 27 b/ Môi trƣờng rỉ đƣờng 27 3.2.3 Dụng cụ thí nghiệm 28 3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 28 3.3.1 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 28 3.3.1.1 Thí nghiệm : Ảnh hƣởng nồng độ nuôi cấy lên khả thu hoạch tảo Spirulina 28 3.3.1.2 Thí nghiệm : Ảnh hƣởng chế độ chiếu sáng lên tăng sinh khối tảo Spirulina 29 3.3.1.3 Thí nghiệm : Ảnh hƣởng khối lƣợng muối bicarbonat môi trƣờng nuôi cấy lên tăng sinh khối tảo Spirulina : 29 3.3.1.4 Thí nghiệm : Ảnh hƣởng môi trƣờng nuôi cấy khác lên tăng sinh khối tảo Spirulina: 30 3.3.2 Phƣơng pháp theo dõi tiêu chất kƣợng môi trƣờng nuôi cấy điều kiện nuôi cấy tảo Spirulina 30 3.3.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu 31 3.4 Thiết kế máy khuấy dung tích nhỏ 40 –50 l 31 PHẦN IV : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………………… 28 4.1 Các thí nghiệm tăng sinh khối tảo 32 vi 4.1.1 Một số yếu tố lý hoá ảnh hƣởng đến thí nghiệm khảo sát tăng sinh khối Spirulina 32 4.1.1.1 Nhiệt độ 33 4.1.1.2 Độ pH 33 4.1.1.3 Tốc độ khuấy sục 34 4.1.2 Ảnh hƣởng phƣơng pháp gây nuôi khác lên gia tăng sinh khối, thu hoạch tảo Spirulina platensis 34 4.1.2.1 Thí nghiệm : Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng nồng độ nuôi cấy ban đầu lên khả thu hoạch tảo Spirulina 36 4.1.2.2 Thí nghiệm : Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng chế độ chiếu sáng lên tăng sinh khối tảo Spirulina 40 4.1.2.3 Thí nghiệm : Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng khối lƣợng muối bicarbonat môi trƣờng nuôi cấy lên tăng sinh khối tảo Spirulina 43 4.1.2.4 Thí nghiệm : Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng môi trƣờng nuôi cấy khác lên tăng sinh khối tảo Spirulina: 46 4.2 Phƣơng pháp thu hoạch tảo 50 4.3 Máy khuấy dung tích nhỏ 52 4.3.1 Nguyên tắc cấu tạo 52 4.3.2 Nguyên lý hoạt động 53 4.3.3 Ứng dụng nuôi tảo thể tích nhỏ 55 PHẦN V : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 56 5.1 Kết luận 56 5.1.1 Thí nghiệm tăng sinh khối Spirulina platensis 56 5.1.2 Phƣơng pháp thu hoạch tảo 57 5.1.3 Máy khuấy tảo dung tích nhỏ 57 5.2 Đề nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………… 57 PHỤ LỤC………………………………………………………………………………… vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng : Thành phần hoá học tảo Spirulina 16 Bảng 2 : Thành phần vitamin tảo Spirulina 16 Bảng 3: Thành phần khoáng tảo Spirulina 17 Bảng : Thành phần axit amin tảo Spirulina 18 Bảng 5: Thành phần hố học số tính chất quan trọng hai loại mật rỉ 22 Bảng 1: Thành phần môi trƣờng Zarrouk 27 Bảng : Thành phần môi trƣờng rỉ đƣờng 28 Bảng : Một số yếu tố lý hố q trình ni cấy: 33 Bảng 2: Trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc sau ngày ni cấy (Số g tảo tƣơi/1Lmơi trƣờng) thí nghiệm 38 Bảng : Trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc sau ngày nuôi cấy (Số g tảo tƣơi/1Lmơi trƣờng) thí nghiệm 41 Bảng 4 : Trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc sau ngày nuôi cấy (Số g tảo tƣơi/1Lmôi trƣờng) thí nghiệm 44 Bảng : Trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc sau ngày ni cấy (Số g tảo tƣơi/1Lmơi trƣờng) thí nghiệm 47 viii DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1: Sơ đồ nhân sinh khối Spirulina từ nguồn tảo giống ban đầu 36 Hình : Tảo giống đƣợc trữ điều kiện lạnh trƣớc đem tiến hành thí nghiệm 37 Hình Tảo ni thí nghiệm ngày thứ 37 Hình 4 Tảo ni thí nghiệm ngày thu hoạch thứ 38 Hình : Hình thái sợi tảo Spirulina platensis quan sát x400 39 Hình : Tảo Spirulina platensis ni ngày thứ điều kiện ánh sáng từ 3000 – 3500lux 41 Hình 7: Tảo nuôi điều kiện ánh sáng 1500 – 1750 lux ngày thí nghiệm 42 Hình : Tảo nuôi điều kiện ánh sáng 1500 – 1750 lux ngày thí nghiệm 42 Hình : Sự hình thành thể hoại bào màu vàng Spirulina platensis 45 Hình 10 : Hình thái sợi tảo mơi trƣờng có sử dụng rỉ đƣờng 1ml quan sát x400 48 Hình 11 : Khả lên sinh khối cao đặc tảo môi trƣờng 1ml rỉ đƣờng + 16,8g NaHCO3 49 Hình 12: Tảo Spirulina Platensis thu hoạch lƣới lọc 52 Hình 13 : Nguyên tắc cấu tạo máy khuấy 53 Hình 14: Ni tảo bình nhựa thể tích 10L 54 Hình 15 : Mơ hình 3D máy khuấy dung tích nhỏ Error! Bookmark not defined Hình 16: Máy khuấy ứng dụng ni tảo Spirulina platensis 54 Đồ thị Biểu đồ so sánh trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc nồng độ nuôi cấy ban đầu khác (20%, 25%, 30%) 40 Đồ thị 2: Biểu đồ so sánh trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc điều kiện cƣờng độ chiếu sáng khác (1500 – 1750 lux,3000 – 3500 lux,4500 – 5250 lux) 43 ix Đồ thị 3: Biểu đồ so sánh trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc điều kiện môi trƣờng chứa hàm lƣợng muỗi bicarbonat khác (16g NaHCO3, 16,8g NaHCO3, 17g NaHCO3) 46 Đồ thị 4: Biểu đồ so sánh trọng lƣợng tảo tƣơi thu đƣợc điều kiện môi trƣờng khác ( môi trƣờng (Zarrouk), môi trƣờng ml rỉ đƣờng + 16,8 g NaHCO3, môi trƣờng 1,5 ml rỉ đƣờng + 16,8 g NaHCO3) 50 x ... ni Spirulina Hồn thiện dần quy trình khảo sát việc tăng sinh khối Spirulina phịng thí nghiệm, nâng cao hiệu suất cơng đoạn tăng sinh khối tảo qui mô công nghiệp 4.1 Các thí nghiệm tăng sinh khối. .. cao 4.1.2.4 Thí nghiệm : Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng môi trƣờng nuôi cấy khác lên tăng sinh khối tảo Spirulina: Để khảo sát ảnh hƣởng môi trƣờng nuôi cấy khác lên tăng sinh khối tảo Spirulina, ... triển tốt tảo Xuất phát từ yêu cầu đó, thực đề tài :” Khảo sát số phƣơng pháp tăng sinh khối giống tảo Spirulina platensis qui mơ phịng thí nghiệm? ?? 1.2 Mục đích nghiên cứu Sử dụng số phƣơng pháp khác
