Luận văn Nghiên cứu sử dụng Ammonium Sulfate và Urea trong nuôi trồng Spirulina Platensis tại trung tâm ứng dụng khoa học và công nghệ tỉnh ĐăkLăk - Đỗ Thị Bích Mỹ

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu sử dụng Ammonium Sulfate và Urea trong nuôi trồng Spirulina Platensis tại trung tâm ứng dụng khoa học và công nghệ tỉnh ĐăkLăk - Đỗ Thị Bích Mỹ

1. B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO TRƯNG ĐI HC TÂY NGUYÊN Đ TH BÍCH M NGHIÊN CU S DNG AMMONIUM SULFATE VÀ UREA TRONG NUƠI TRNG SPIRULINA PLATENSIS TI TRUNG TÂM NG DNG KHOA HC VÀ CƠNG NGH TNH ĐK LK LUN VĂN THC SĨ: NGÀNH SINH HC BUƠN MA THUT, NĂM 2010
2. B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO TRƯNG ĐI HC TÂY NGUYÊN Đ TH BÍCH M NGHIÊN CU S DNG AMMONIUM SULFATE VÀ UREA TRONG NUƠI TRNG SPIRULINA PLATENSIS TI TRUNG TÂM NG DNG KHOA HC VÀ CƠNG NGH TNH ĐĂKLĂK Chuyên ngành: SINH HC THC NGHIM Mã s: 60.42.30 LUN VĂN THC SĨ: NGÀNH SINH HC Ngưi hưng dn khoa hc: TS. VÕ TH PHƯƠNG KHANH [ BUƠN MA THUT, NĂM 2010
3. LI CM ƠN Đ hồn thành lun văn cao hc này, tơi xin bày t lịng bit ơn chân thành và sâu sc đn: TS. Võ Th Phương Khanh, ngưi đã dy d, gn gũi, tn tình hưng dn, to mi điu kin thun li, giúp đ tơi trong sut thi gian hc tp ti trưng cũng như thi gian thc hin lun văn thc s. Quý thy cơ Phịng đào to sau đi hc, Khoa KHTN và CN, Khoa Nơng Lâm nghip – Trưng Đi hc Tây Nguyên và quý thy cơ đã ging dy cho tơi trong c khĩa hc. Ban giám hiu trưng Đi hc Tây Nguyên đã to mi điu kin thun li cho tơi trong sut quá trình hc tp. Ban lãnh đo và cán b S Khoa hc và Cơng ngh tnh Đk Lk, Trung tâm ng dng Khoa hc và Cơng ngh tnh Đk Lk đã to điu kin, quan tâm, đng viên, giúp đ v mi mt đ tơi va hồn thành cơng vic đưc giao và lun văn ca mình. Tơi cũng xin gi li cm ơn sâu sc này đn gia đình, bn bè, các hc viên lp Cao hc Sinh hc thc nghim khĩa 2 đã đng viên, giúp đ kp thi tơi trong thi gian hc tp và thc hin đ tài. Xin chân thành cm ơn! BMT, ngày 29/11 /2010 Hc viên Đ Th Bích M
4. DANH MC CÁC BNG KÍ TT TÊN BNG TRANG HIU 1 1.1 Thành phn mt s cht dinh dưng chính ca vi khun 24 lam Spirulina platensis (theo cht khơ) 2 1.2 Thành phn acid amin ca vi khun lam Spirulina 25 Nhu cu acid amin thit yu ca ngưi trưng thành 3 1.3 (EAA) và kh năng cung cp ca 10g vi khun lam 26 Spirulina platensis 4 1.4 Thành phn mt s acid béo đc bit trong S. platensis 27 5 1.5 Thành phn các sc t t nhiên trong Spirulina platensis 28 Thành phn các vitamin trong 10g Spirulina platensis so 6 1.6 sánh vi tiêu chun hàng ngày ca mt ngưi (theo US 30 Daily Value). 7 2.1 Khi lưng ammonium sulfate t 0,1 – 0,9 g/l thay th 38 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk 8 2.2 Khi lưng ammonium sulfate t 0,1 – 0,3 g/l thay th 39 NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk 9 2.3 Khi lưng urea t 0,1 – 0,9 g/l thay th NaNO3 trong 39 mơi trưng Zarrouk 10 2.4 Khi lưng urea t 0,1 – 0,3 g/l thay th NaNO3 trong 40 mơi trưng Zarrouk 11 2.5 Bng tĩm tt quá trình thc hin phn ng DNS 43 nh hưng ca nng đ A.sulfate t 0,3 – 1,8g/l thay th 12 3.1 hồn tồn NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh 46 trưng Spirulina platensis nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,9g/l thay th 13 3.2 khơng hồn tồn NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn 48 sinh trưng S. platensis 14 3.3 nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,3g/l thay th 52 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng
5. KÍ TT TÊN BNG TRANG HIU S. platensis nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,9g/l thay th 15 3.4 NaNO3 khơng hồn tồn trong mơi trưng Zarrouk đn 54 sinh trưng S. platensis nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,3g/l thay th 16 3.5 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 58 S. platensis 17 3.6 Sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ 60 ngun nitơ thay th điu kin phịng thí nghim. 18 3.7 nh hưng th tích b nuơi đn sinh trưng ca 63 S. platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th 19 3.8 nh hưng ca thi đim nuơi cy đn sinh trưng ca 66 S. platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th nh hưng ca ch đ chiu sáng và che chn đn sinh 20 3.9 trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng thay th 68 ngun nitơ 21 3.10 nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng 70 S. platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th 22 3.11 Thành phn dinh dưng cơ bn ca Spirulina platensis 73 23 3.12 Hàm lưng chlorophyll a ca Spirulina platensis 74 24 3.13 Chi phí nhiên liu, dng c nuơi trng Spirulina platensis 75 25 3.14 Chi phí hĩa cht nuơi trng Spirulina platensis 76 26 3.15 Giá thành sinh khi khơ Spirulina platensis nuơi trng 77 trong mơi trưng cĩ A. sulfate hoc urea thay th
6. DANH MC CÁC Đ TH KÍ TT TÊN Đ TH TRANG HIU 1 1.1 Thành phn dinh dưng ca to Spirulina 23 nh hưng ca nng đ A.sulfate t 0.3 – 1.8g/l thay 2 3.1 th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 46 Spirulina platensis nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,9g/l thay 3 3.2 th khơng hồn tồn NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk 49 đn sinh trưng S. platensis nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,3g/l thay 4 3.3 th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 52 S. platensis nh hưng ca nng đ urea t 0.1 0.9g/l thay th 5 3.4 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 55 Spirulina platensis nh hưng ca nng đ urea t 0.1 0.3g/l thay th 6 3.5 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 58 S. platensis Sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ 7 3.6 61 ngun nitơ thay th điu kin phịng thí nghim nh hưng th tích b nuơi đn sinh trưng ca S. 8 3.7 63 platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th nh hưng ca thi đim nuơi cy đn sinh trưng ca 9 3.8 66 Spirulina platensis trên mơi trưng thay th nh hưng ca ch đ chiu sáng và che chn đn sinh 10 3.9 69 trưng ca S. platensis trên các mơi trương thay th nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng 11 3.10 Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay 70 th
7. DANH MC CÁC HÌNH NH KÍ TT TÊN HÌNH NH TRANG HIU 1 1.1 Thu hoch Spirulina h Chad 3 2 1.2 Bánh Spirulina (Dihe) bán ch đa phương 3 3 1.3 Ph n Kanembu thu hoch Spirulina vùng h Chad 4 B nuơi Spirulina platensis ti cơng ty nưc khống 4 1.4 8 Vĩnh Ho 5 1.5 Si Spirulina platensis nhìn dưi kính hin vi 10 6 1.6 Mt s hình dng si S. platensis dưi kính hin vi 11 7 1.7 Khuy trn bng cánh khuy 21 8 1.8 Vịng đi Spirulina platensis 22 Sn phm nưc gii khát đĩng hp ca cơng ty Vĩnh 9 1.9 30 Ho 10 1.10 Mt s dưc phm t Spirulina 30 11 1.11 Nưc chit xut t vi khun lam Spirulina 31 12 1.12 M phm và kem dưng da t Spirulina 31 13 1.13 Mt s dng sn phm cho gia súc và thy hi sn 32 14 1.14 X lý nưc thi h nuơi Spirulina 33 B nuơi trng vi khun lam Spirulina Sosa Texcoco – 15 1.15 34 Mexico Earthrise Farms –Nhà nuơi vi khun lam Spirulina ln 16 1.16 34 nht th gii 17 1.17 B nuơi trng vi khun lam Spirulina Earthrise Farms 34 Nuơi S. platensis trong nhà kính min Nam nưc 18 1.18 35 Pháp nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,3 – 1,8g/l thay 19 3.1 th hồn tồn NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk đn 47 sinh trưng Spirulina platensis nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,9g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 20 3.2 S. platensis (0 và 9 ngày) 50
8. KÍ TT TÊN HÌNH NH TRANG HIU nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0.1 0.9g/l thay 21 3.3 th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 51 S. platensis (21ngày) nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0.1 0.3g/l thay 22 3.4 th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 53 S. platensis (21ngày) nh hưng ca nng đ urea t 0.1 0.9g/l thay th 23 3.5 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 56 S. platensis (0ngày) nh hưng ca nng đ urea t 0.1 0.9g/l thay th 24 3.6 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 56 S. platensis (09ngày) nh hưng ca nng đ urea t 0.1 0.9g/l thay th 25 3.7 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 57 S. platensis (21ngày) nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,3g/l thay th 26 3.8 NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng 59 S. platensis nh hưng th tích nuơi trng (10lít) đn sinh ca 27 3.9 Spirulina platensis trong mơi trưng thay th ngồi t 62 nhiên S sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng 28 3.10 64 cĩ ngun nitơ thay th theo thi gian nh hưng th tích b nuơi đn sinh trưng ca 29 3.11 Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay 64 th nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng 30 3.12 Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay 72 th 31 3.13 Sinh khi tươi S. platensis 73
9. MC LC M ĐU Error! Bookmark not defined. 1. Đt vn đ Error! Bookmark not defined. 2. Mc tiêu ca đ tài Error! Bookmark not defined. 3. Ý nghĩa khoa hc Error! Bookmark not defined. 4. Ý nghĩa thc tin Error! Bookmark not defined. 5. Gii hn ca đ tài Error! Bookmark not defined. PHN 1: TNG QUAN TÀI LIU Error! Bookmark not defined. 1.1 Tình hình nghiên cu trong và ngồi nưc v Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.1.1 Tình hình nghiên cu trên th gii . Error! Bookmark not defined. 1.1.2 Tình hình nghiên cu ti Vit Nam Error! Bookmark not defined. 1.2 Tng quan v Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.2.1 Phân loi Error! Bookmark not defined. 1.2.2 Phân b Error! Bookmark not defined. 1.2.3 Hình thái và cu to ca Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.2.4 Đc đim vn đng và cư trú Error! Bookmark not defined. 1.2.5 Đc đim dinh dưng Error! Bookmark not defined. 1.2.6 Đc đim sinh sn Error! Bookmark not defined. 1.2.7 Thành phn hĩa hc ca vi khun lam Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.3 Các lĩnh vc ng dng ca Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.3.1 ng dng trong cơng ngh thc phm Error! Bookmark not defined. 1.3.2 Chit xut các cht cĩ hot tính sinh hc và dinh dưng Error! Bookmark not defined. 1.3.3 Ch bin thc ăn cho gia súc, gia cm và thy hi sn Error! Bookmark not defined.
10. 1.3.4 Sn xut phân bĩn sinh hc Error! Bookmark not defined. 1.3.5 X lý mơi trưng Error! Bookmark not defined. 1.4 Cơng ngh sn xut vi khun lam Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.4.1 Cơng ngh nuơi trng theo h thng h (O.E.S) Error! Bookmark not defined. 1.4.2 Cơng ngh nuơi trng theo h thng kín (C.E.S) Error! Bookmark not defined. 1.4.3 Cơng ngh nuơi trng Spirulina platensis Vit Nam Error! Bookmark not defined. PHN 2: ĐI TƯNG, NI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU Error! Bookmark not defined. 2.1 Ni dung nghiên cu Error! Bookmark not defined. 2.2 Phương pháp nghiên cu Error! Bookmark not defined. 2.2.1 Đi tưng nghiên cu Error! Bookmark not defined. 2.2.2 Đa đim nghiên cu Error! Bookmark not defined. 2.2.3 Dng c và thit b thí nghim Error! Bookmark not defined. 2.2.4 Mơi trưng nuơi cy Spirulina platensis (Zarrouk,1966) Error! Bookmark not defined. 2.2.5 Thi gian nghiên cu Error! Bookmark not defined. 2.2.6 Phương pháp nghiên cu Error! Bookmark not defined. PHN 3: KT QU NGHIÊN CU VÀ BÀN LUN . Error! Bookmark not defined. 3.1 Nghiên cu nh hưng ca nng đ ammonium sulfate thay th đn sinh trưng Spirulina platensis . Error! Bookmark not defined. 3.2 Nghiên cu nh hưng ca nng đ urea thay th đn sinh trưng Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 3.3 Nghiên cu nuơi trng th nghim Spirulina platensis trong mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th điu kin phịng thí nghim. Error! Bookmark not defined.
11. 3.4 Nghiên cu nh hưng ca mt s điu kin nuơi trng đn sinh trưng Spirulina platensis trong điu kin t nhiên Error! Bookmark not defined. 3.4.1 nh hưng ca th tích b nuơi trng Error! Bookmark not defined. 3.4.2 nh hưng ca thi đim nuơi cy Error! Bookmark not defined. 3.4.3 nh hưng ca ch đ chiu sáng và che chn đn sinh trưng ca S. platensis Error! Bookmark not defined. 3.4.4 nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng S. platensis Error! Bookmark not defined. 3.5 Bưc đu đánh giá hiu qu s dng ngun nitơ thay th đn nuơi trng th nghim Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 3.5.1 Đánh giá v thành phn dinh dưng sinh khi Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 3.5.2 Hch tốn giá thành nuơi trng Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. PHN 4: KT LUN VÀ KIN NGH Error! Bookmark not defined. 4.1 Kt lun Error! Bookmark not defined. 4.2 Kin ngh Error! Bookmark not defined.
12. 1 M ĐU 1. Đt vn đ Trong nhiu thp k qua, các nhà khoa hc đã chú ý ti Spirulina platensis khơng ch là mt loi thc phm giàu dinh dưng cha 55 70% protein mà cịn chit xut đưc t Spirulina platensis nhiu hot cht cĩ dưc tính quý như phycocyanin, betacaroten, hot cht sulfolipid, spirulan (CaSp, do ngưi Nht phát hin). Ngồi ra, sinh khi Spirulina platensis cịn cha nhiu hàm lưng các vitamin cn thit, các nguyên t canxi, st, photpho và cĩ đ các nguyên t vi lưng cĩ giá tr sinh hc cao như coban, selenium, đng, km, mangan giúp chng oxy hĩa, chng d ng, tăng kh năng min dch, cĩ tác dng làm gim lưng m trong máu và chng ung thư [30]. Vi khun lam Spirulina platensis đĩng gĩp ngun sinh khi sơ cp khng l, cĩ giá tr cao và cĩ hàm lưng dinh dưng vưt tri so vi các loi rau, qu, ht khác. Spirulina platensis cĩ kh năng quang hp nên cn ánh sáng, cn CO 2 làm ngun dinh dưng cacbon cn thit đ tng hp các hp cht hu cơ khác. Đ sinh trưng và phát trin, ngồi ngun dinh dưng cacbon, Spirulina platensis cn cung cp ngun nitơ, các nguyên t khống đa vi lưng Spirulina platensis sng quang dưng nên ngun ni tơ đĩng vai trị quan trng trong quá trình sinh tng hp lưng protein rt ln ca nĩ (55 70%). Ngun nitơ truyn thng đưc s dng trong nuơi trng Spirulina platensis là ngun nitrate (Zarrouk, 1966; Paoletti et al.,1975; Schlosser, 1982). Đ đa dng ngun nitơ s dng trong nuơi trng Spirulina platensis và s dng đưc các ngun nitơ d tìm. Đng thi th nghim nuơi trng thu sinh khi Spirulina platensis trong điu kin ti
13. 2 Trung tâm ng dng Khoa hc và Cơng ngh tnh Đk Lk, chúng tơi thc hin đ tài “Nghiên cu s dng ammonium sulfate và urea trong nuơi trng Spirulina platensis ti Trung tâm ng dng Khoa hc và Cơng ngh tnh Đk Lk ”. 2. Mc tiêu ca đ tài Xác đnh kh năng s dng ammonium sulfate và urea trong nuơi trng Spirulina platensis ti Trung tâm ng dng khoa hc và Cơng ngh tnh Đk Lk . 3. Ý nghĩa khoa hc Đánh giá đưc kh năng cĩ th thay th ngun ni tơ s dng trong mơi trưng nuơi trng Spirulina platensis. 4. Ý nghĩa thc tin Kt qu ca đ tài gĩp phn vào vic la chn các ngun nitơ thích hp trong nuơi trng Spirulina platensis. T đĩ cĩ th thu đưc lưng sinh khi cũng như các sn phm cĩ giá tr khác t Spirulina platensis phc v nhu cu ca ngưi tiêu dùng. 5. Gii hn ca đ tài Chúng tơi nghiên cu trên đi tưng Spirulina platensis . S dng ammonium sulfate và urea đ nuơi trng Spirulina platensis ti Trung tâm ng dng Khoa hc và Cơng ngh tnh Đk Lk.
14. 3 PHN 1 TNG QUAN TÀI LIU 1.1 Tình hình nghiên cu trong và ngồi nưc v Spirulina platensis 1.1.1 Tình hình nghiên cu trên th gii Vi khun lam Spirulina platensis là mt trong nhng sinh vt quang t dưng, đã dùng làm thc ăn b dưng t thi c xưa ca ngưi Aztec Mêhicơ Châu M và th dân Kanembu Trung Phi. Spirulina platensis cĩ dng si xon màu xanh lc, ch cĩ th quan sát thy hình xon si do nhiu t bào đơn cu to thành dưi kính hin vi. Hình 1.1 Thu ho ch Spirulina h Chad Hình 1.2 Bánh Spirulina (Dihe) bán ch đa ph ương
15. 4 Ngưi Kanembu thu hoch to bng cách vt chúng lên và đng vào chu bng đt, x nưc qua nhng túi vi và tri lên cát đ làm khơ dưi ánh nng mt tri. Khi đã khơ, nhng ph n ct bánh to thành nhng ming vuơng đem bán ch đa phương. "Dihe" đưc nghin vn và trn vi st cà chua, tiêu và đưc rc lên tht, cá, đu, Nĩ chim 70% ba ăn ca ngưi Kanembu [14]. Hình 1. 3 Ph n Kanembu thu hoch Spirulina vùng h Chad Năm 1940 nhà to hc ngưi Pháp P.Dangeard đã đ cp đn mt loi bánh cĩ tên là Dihé , mt loi bánh mà b tc Kanembu gn h Chad, Châu Phi thưng ăn. Các nhà khoa hc trên th gii đã coi Spirulina platensis là sinh vt cĩ ích cho lồi ngưi. Lồi Spirulina platensis này cũng đưc tin sĩ Clement ngưi Pháp tình c phát hin vào nhng năm 1960 khi đn Trung Phi. Nhà khoa hc này khơng khi kinh ngc khi vùng đt cn ci, đĩi kém quanh năm nhưng nhng th dân đây rt cưng tráng và khe mnh [12]. Năm 19641965, nhà thc vt hc Jean Leonard đã xác đnh đưc bánh D ihé đưc cu to t Spirulina platensis . Ơng và đng nghip ca mình đã tin hành phân tích thành phn hĩa hc ca Spirulina platensis t nhng quan sát ca P.Dangeard.
16. 5 Hai mươi năm sau, vào nhng năm cui thp k tám mươi th k 20, nhiu giá tr dinh dưng và chc năng sinh hc ca Spirulina platensis đã đưc khám phá và cơng b rng rãi khơng ch Pháp mà c nhiu nưc khác trên th gii như M, Nht, Canada, Mêhicơ, Đài Loan. Hu ht các nghiên cu đu đã ch ra rng Spirulina platensis rt giàu protein cĩ ti 55 – 70% trng lưng khơ ca Spirulina platensis . Ch s hĩa hc ca protein Spirulina platensis cũng rt cao trong đĩ các loi axit amin ch yu như leucin, isoleucin, valin, lysin, methionin và tryptophan đu cĩ mt vi t l vưt tri so vi chun ca t chc lương nơng quc t quy đnh. H s tiêu hĩa và h s s dng protein rt cao cĩ th đn 80 – 85% protein ca Spirulina platensis đưc hp thu sau 18 gi [29]. Đáng lưu ý trưc ht là cơng trình nghiên cu phịng chng ung thư gây ra bi tia phĩng x ht nhân cho các nn nhân ca s c Nhà máy Đin ht nhân Chernobul đã thu đưc kt qu rt tt khi điu tr bng Spirulina platensis nguyên cht. Khi ung Spirulina platensis , lưng cht phĩng x đã đưc đào thi khi đưng tiu ca ngưi b nhim x rt cao. Kt qu này đã đưc biu dương ti hi ngh quc t v Spirulina platensis năm 1998 cng hịa Czech. Ti n Đ, mt nghiên cu năm 1995 đã chng t vi liu 1g/ ngày Spirulina platensis , cĩ tác dng tr ung thư nhng bnh nhân ung thư do thĩi quen nhai tru thuc. Nht, Hiroshi Nakamura cùng Christopher Hill thuc Liên đồn vi khun lam Spirulina platensis quc t cùng mt s nhà khoa hc bt đu nghiên cu Spirulina platensis t năm 1968. Hin nay, trong các đ tài nghiên cu chng HIV/AIDS ca Nht, cĩ đ tài s dng Spirulina platensis . Sn lưng Spirulina platensis hin nay trên th gii khong 1000 tn khơ/năm.
17. 6 Thành phn dinh dưng các viên nén Spirulina platensis đưc sn xut ti Hawaii ngưi ta nhn thy hàm lưng protein > 52%; betacarotene > 1600mg/kg; tng s carotenoids > 3500mg/kg; phycocyanin (thơ) > 10% [33]. T l tng acid amin trong sinh khi Spirulina platensis đưc Chen Tiannfeng (Jinan Univ.) xác đnh như sau (mg/g):Asp54,12; Glu81,43; Ser23,71; Arg28,17; Thr32,88; Gly23,63; Ala30,49; Pro17,12; Val 20,81, Met9,56; SeMet 0,26; Ile20,50; Leu32,70; Phe 18,87; Cys+CysH 11,26; Lys19,82; His 5,90; Tyr13,21. Nhiu nghiên cu cho bit sinh khi Spirulina platensis cĩ thành phn calcium spirulan, là cht cĩ tác dng c ch s phát trin nhiu loi virus, k c HIV. Sinh khi này cịn làm h lưng cha cholesterol trong máu. Thành phn phycocyanin cĩ tác dng oxy hĩa nên làm c ch đc t gan hepatotoxin. Spirulina platensis cĩ tác dng nâng cao tính min dch, nâng cao sc đ kháng ca cơ th. Nghiên cu ca R. Kozlenko và cng s [34] đã chng minh Spirulina cĩ tác dng ngăn cn s xâm nhp ca virus qua màng t bào. Các nghiên cu ca nhiu nhà khoa hc đã chng minh kh năng c ch ung thư ca sinh khi hay dch chit ca Spirulina platensis (M.Babu et al., 1995; L.Lisheng et al. 1991; Pang Qishenet al., 1998). Spirulina cĩ tác dng kích thích s tăng nhanh các t bào hng cu bch cu và nâng cao kh năng min dch ca cơ th (M.A.Qureshi et al./1995, 1996). Tác dng ph bin ca vic s dng thưng xuyên các viên nén Spirulina platensis là gim kh năng ung thư, nâng cao tính min dch, c ch virus, chng lão hĩa và làm gim np nhăn, làm gim cholesterrol máu, hn ch các tai bin v tim mch [35] Năm 2004, E.D.G Danesi và cng s trưng đi hc São Paulo – BraZil đã nghiên cu nh hưng ca cưng đ ánh sáng đn quá trình tăng hàm lưng cht dip lc ca vi khun lam Spirulina platensis [7].
18. 7 Năm 2004, Luis D.Sánc Lunahez và cng s trưng đi hc São Paulo – BraZil đã nghiên cu nhp cp liu urea như là ngun nitơ trong nuơi cy khơng liên tc vi khun lam Spirulina platensis, vi liu lưng cp liu urea thích hp khơng gây c ch s hình thành sinh khi nhm mc đích gim chi phí trong nuơi cy qui mơ cơng nghip [9] Năm 2004, Jorge Alberto Vieira Costa và cng s Trưng đi hc Foundation of Rio Grande – BraZil đã nghiên cu ci tin sn lưng sinh khi vi khun lam Spirulina platensis s dng trong nuơi cy khơng liên tc [8]. 1.1.2 Tình hình nghiên cu ti Vit Nam nưc ta Spirulina platensis đưc di thc nhp ging lưu gi t Vin Pasteur Paris, Cng Hồ Pháp, v nghiên cu t năm 1972 Vin Sinh Vt (Vin Khoa Hc Vit Nam). Đ tài này mc đ phịng thí nghim, đã cho mt kt qu tiên lưng tt v kh năng nuơi trng vi khun lam này nưc ta theo mơ hình ngồi tri, khơng mái che, cĩ sc khí carbonic (CO 2). Năm 1976, vic th nghim nuơi trng Spirulina platensis đã đưc tin hành trong thi gian 4,5 tháng ti Nghĩa Đơ, Hà Ni đã thu đưc kt qu khá kh quan. T nhng năm 1977, Spirulina platensis đưc nghiên cu vi đ tài cp nhà nưc do Vin Sinh hc cơng ngh quc gia ch trì và sau đĩ đưc ng dng nuơi vùng sui khống Vĩnh Ho Bình Thun. Bác sĩ Nguyn Th Kim Hưng (TP H Chí Minh) và cng s vi đ tài " Nghiên cu sn xut và s dng thc ăn cĩ Spirulina platensis trong dinh dưng điu tr " Đ tài nghiên cu “ Nghiên cu sn xut pilot sinh khi Spirulina platensis giàu selen, bào ch thuc mi và tác dng dưc lý lâm sàng ca
19. 8 ch phm ” do Đi Hc Y Dưc TP. HCM ch trì và ThS. DS. Lê Văn Lăng là ch nhim đ tài. Hình 1.4 B nuơi Spirulina platensis ti cơng ty nưc khống Vĩnh Ho Nhĩm tác gi do c giáo sư Nguyn Hu Thưc (y ban khoa hc k thut nhà nưc) và các cng s Trn Văn Ta, Phan Phương Lan, Đng Đình Kim (Vin sinh vt) cịn nghiên cu s dng ngun dinh dưng khác đ nuơi Spirulina platensis như nưc thi ươm tơ tm ti Đan Hồi (Hà Tây), Bo Lc (Lâm Đng), nưc sui khống Đk Mil (Đăk Nơng). Như vy vi đ tài cp nhà nưc (Mã s 48.01.02.03) tng kt tháng 4 năm 1986, đã đánh du bưc tin b đưa kt qu nghiên cu t phịng thí nghim ra ng dng thc t, ha hn nhiu trin vng ca vi khun lam Spirulina platensis quý này nưc ta [4]. Đ tài: “ Nghiên cu nuơi cy thu sinh khi và cht màu t to Spirulina platensis ” do Võ Th Tuyt Nga – Sư phm Sinh K5 Trưng
20. 9 Đi hc Tây Nguyên thc hin đã bưc đu nghiên cu nuơi trng qui mơ phịng thí nghim đ thu sinh khi t đĩ tách chit cht màu. T nhng nghiên cu trên cho thy các nhà khoa hc rt quan tâm đn Spirulina platensis trong nhiu lĩnh vc ng dng khác nhau: cơng ngh thc phm, dưc phm, m phm, x lý mơi trưng và chăn nuơi. Tuy nhiên, chưa thy cơng b các nghiên cu v s dng đa dng các ngun nitơ trong nuơi trng Spirulina platensis. 1.2 Tng quan v Spirulina platensis 1.2.1 Phân loi Theo khĩa phân loi ca Bergey năm 1974 thì ( Arthrospira) Spirulina platensis đưc phân loi như sau: Ngành Cyanobacteria Lp Chroobacteria B Oscillatoriales H Phormidiaceae Chi Arthrospira Hin nay đã cĩ 35 lồi thuc ging Spirulina đưc phát hin: S. Orovilca (Peru), S. jeejibai (Đc), S. subsalsa (Ukraina), S. Laxissima (Kenya và Tanzania), S. Pacifica (Hoa Kỳ), trong đĩ cĩ: S.maxima và S.platensis là đưc phát hin sơm nht và nghiên cu k nht. Theo Vin Sinh vt hc thì Vit Nam đã phát hin thy tn ti 10 lồi: S. tennissima, S. Abbreviata, S.jenneri, S. platensis, S. laxissima, S. Major,S. Subtilissma, S. Corahiana, S.princeps và S. West [30] . Các nhà khoa hc xp Spirulina vào ngành bacteriophyta vì các đc đim như sau: nhân chưa hồn chnh, khơng cĩ ti th và lc lp, ribosome 70S và vách t bào chưa cĩ peptidoglycan.
21. 10 1.2.2 Phân b các vùng nưc kim (pH = 8.5 11.0) cĩ Spirulina platensis sng t nhiên, nht là các h, sui nưc khống. Spirulina platensis phân b nhiu : Châu Phi (Tchad, Congo, Ethiopia, Kenya, nam Phi, Ai Cp, Tanzania, zambia), Châu M (Hoa Kỳ, Peru, Uruguay, Mexico), Châu Á (n Đ, Pakistan, Srilanka, Vit Nam), Châu Âu (Nga, Ukraina, Hungary ). Tng vùng cĩ th cĩ nhng lồi, ging Spirulina khác nhau, lồi Spirulina platensis đưc tìm thy nhiu nưc, cĩ khi rt xa nhau ti na vịng trái đt. nưc ta, Dương Đc Tin và cng s (1976) điu tra thy Spirulina platensis phân b trong các thy vc khác nhau: sơng, ao, h, rung lúa, vũng nưc thưng sng đc lp hơn và tp hp li thành váng nhy. 1.2.3 Hình thái và cu to ca Spirulina platensis Spirulina platensis là mt vi khun lam cĩ dng si và xon lị xo gm 57 vịng đu nhau. Dưi kính hin vi đin t, Spirulina platensis cĩ cu trúc prokaryote, cĩ v bao, vách t bào gm nhiu lp, các ribosome, si DNA và các th vùi. Si Spirulina platensis gm nhiu t bào hình tr kt hp vi nhau to nên gi là trichome. Si Spirulina platensis đưc bo v bng mt v bao bên ngồi. Hình 1.5 S i Spirulina platensis nhìn d ưi kính hin vi
22. 11 Spirulina platensis thuc vi khun lam (Cyanobacteria), là nhĩm sinh vt cĩ nhân sơ hay nhân nguyên thy (Prokaryotes), vùng nhân cha mt phân t DNA dng vịng. Hình 1.6 Mt s hình dng si S. platensis dưi kính hin vi Hin tưng bin dng nĩi lên kh năng thích nghi vi mơi trưng mà vi sinh vt c xưa cĩ đưc qua hàng triu năm tin hĩa chn lc t nhiên. Dng xon thưng gi đưc trong phịng nghiên cu, sang mơi trưng nuơi đi trà, dng xon thưng bin thành dng thng, t l xon – thng khong 15 – 85. Kích thưc si trưng thành ca Spirulina platensis thưng dài 250m đn gn 1000m, chiu ngang si khong 6 8m, kích thưc này khác nhau tùy dng xon hay thng hoc si các giai đon khác, giai đon phân chia hay lão suy cĩ kích thưc ngn hơn. Cu to t bào quan sát dưi kính hin vi thy dng dinh dưng ca Spirulina platensis cĩ nhng t bào hình ng, liên kt thành chui. Gia các t bào cĩ vách ngăn. Vách các t bào hai đu si thưng hơi dày hơn bình thưng. Vi khun lam Spirulina là cơ th đa bào, mi si cĩ th gm hơn 100 t bào. Kích thưc t bào riêng l thưng rng khồng 2 m, dài khong 5 m. T bào chưa cĩ nhân đin hình, vùng nhân khơng cĩ gii hn rõ ràng.
23. 12 Acid deoxyribonucleic (DNA) – cht mang thơng tin di truyn cho b gen Spirulina cĩ thành phn Adenin + Timin (cp AT) = 47 >56%. T bào Spirulina platensis khơng cĩ lc lp, tc chưa cĩ lp th cha chlorophyll như thc vt xanh, mà thay vào đĩ là các th thylakoid xp thành vịng trịn hưng tâm to thành cu trúc màng thylakoid, và b phá v gia hai ln phân chia t bào trong chu kỳ sinh sn. Sc t đĩng vai trị quang hp hp thu năng lưng ánh sáng mt tri ca Spirulina platensis ch yu là chlorophyl, phycocyanin và các carotenoid. Vi khun lam Spirulina platensis cĩ các đc tính ni trên mt nưc là do các khơng bào khí dng hình tr, đưng kính khong 0,065 m, cao khong 1 m, cĩ màng protein dng si xon bao quanh. Khơng bào khí giúp nĩ ni trên mt nưc thành tng đám dày, đây là mt đc đim riêng bit [4]. Vi khun lam Spirulina platensis cĩ mt đc tính giúp nĩ tr thành ngun dinh dưng rt đc bit mà các loi to khơng cĩ là màng t bào Spirulina platensis khơng cĩ thành vách t bào cng bng cellulose, to nên dng cng c đnh ca t bào như thc vt. Trái li thành t bào ca Spirulina platensis là peptidoglycan, nhy cm vi các tác nhân thy gii như lysozyme, hay d đng hĩa trong ng tiêu hĩa ngưi và đng vt. Đây là mt ưu th ca Spirulina platensis so vi to Chlorella (vách t bào bng cellulose rt khĩ tiêu hĩa đi vi ngưi và đng vt) [14]. 1.2.4 Đc đim vn đng và cư trú Spirulina platensis cĩ kh năng vn đng theo 2 kiu: Kiu t xon vi đưng kính vịng xon cĩ th thay đi đn 80 m, và các vịng xon cĩ th thưa hay dày. Mt khác t kiu xon, t bào si cĩ th t vn đng chuyn sang các dng sĩng, dng thng hoc dng hn hp.
24. 13 Kiu tnh tin, trưt trơi trong mơi trưng nưc, tc đ di chuyn theo cơ ch trưt, đt khong 5 m/s. Vi khun lam Spirulina platensis là sinh vt phiêu sinh sng t do trong nưc kim (pH t 8,5 – 11,0), giàu khống cht. Các vi phiêu sinh này lơ lng đ sâu cĩ th lên ti 50 cm, và trong mơi trưng nhân to thưng nuơi mc nưc 10 – 30 cm (nuơi h h), hoc cĩ th trong h đáy sâu 1 1,5 m (sc khí) đ đm bo tip nhn ánh sáng. Trơi ni trong nưc và nhu cu ánh sáng là 2 đc đim ràng but ln nhau, h tr nhau, rt quan trng trong cơng ngh nuơi trng Spirulina platensis . 1.2.5 Đc đim dinh dưng Vi khun lam Spirulina platensis là vi sinh vt quang t dưng bt buc, khơng th sng hồn tồn trong ti, quang hp nh ánh sáng mt tri. Đây là mt trong khong 2500 lồi Cyanophyta c nht, t dưng đơn gin, cĩ kh năng tng hp đưc các cht cn thit cho cơ th, k c các đi phân t phc tp. Mơi trưng dinh dưng ca Spirulina platensis gm: Các dưng cht: Trong mơi trưng nưc, Spirulina platensis cn đ ngun dinh dưng: cacbon, nitơ, các cht khống đa lưng và vi lưng Ngồi ra, chúng cịn cm ng vi mt s cht c ch hoc cht kích thích sinh trưng. Các điu kin lý hĩa thích hp: pH, áp sut thm thu, ánh sáng, nhit đ, điu kin khuy trn
    Dinh dưng cacbon Vi khun lam Spirulina platensis đng hĩa cacbon ch yu dng vơ cơ, tt nht là bicacbonat (HCO 3 ), thơng qua quá trình quang hp. Phn ng quang tng hp hydratcarbon (đưng) và mt s cht khác: HCO 3 + 2 H 2O
    (CH 2O) + O 2 + H 2O + OH
25. 14 Carbon dng khí CO 2 cũng cĩ th đưc s dng nhưng phi đm bo cho mơi trưng vùng pH kim thích hp. Do vy nhiu tác gi đng ý ngun cacbon đ nuơi Spirulina platensis khong 1,2 – 16,8g NaHCO 3/lít. mơi trưng bicarbonat này, cĩ th sc hoc khuy trn khơng khí thưng (cha 0,03% CO 2), hoc ngun khí cĩ 12% CO 2, nhm đ điu chnh pH, hoc đo mơi trưng giúp t bào trn đu, tip xúc đưc vi ánh sáng. Trong nuơi trng Spirulina platensis cn theo dõi thưng xuyên, theo gi các thơng s nng đ ca dưng cht và các ch s CO 2, O 2 trong quang hp – hơ hp. Sau đây là dãy bin đi bicarbonate – carbonate – carbonic: CO 2 + OH : + + 2 CO 2  CO 2 + H 2O  H2CO 3  HCO 3 + H OH  H + CO 3 : 2 CO 3 + H 2O 2 T l CO 2 HCO 3 ; HCO 3 và CO 3 pH khác nhau: pH 3,0 6,5 8,5 10,5 13,5 ~100 ~50 CO 2 ~100 ~50 HCO 3 ~100 T l 2 2 2 CO 2 50 HCO 3 HCO 3 50 CO 3 CO 3 Vy khi sc khí CO 2, cht này đưc c đnh theo phn ng: CO 2 + OH
    HCO 3 nên rt ít tht thốt, và gĩp phn to pH ti ưu cho to khong 8,5 – 10,5. Vi khun lam Spirulina platensis t dưng thơng qua quá trình quang hp, dùng carbon vơ cơ nên thưng đưc nuơi trng kiu quang t dưng. Spirulina platensis cĩ th s dng glucose, mui acetate, nhưng
26. 15 phi s dng ánh sáng, hay quang t dưng bt buc. Ngồi ra, mt s cơng trình nghiên cu khác cũng cho thy cĩ th nuơi Spirulina platensis trong điu kin quang d dưng vi ngun carbon glucose – acetate. Nng đ glucose 1,81 – 2,66 g/l và acetate 0,246 – 0,322 g/l, vi ánh sáng 2 4 Klux.
    Dinh dưng Nitơ Trong quá trình phát trin ca vi khun lam Spirulina platensis , ngun dinh dưng nitơ đĩng vai trị rt quan trng. Nu thiu nitơ, sinh khi s gim rt nhanh. Vi khun lam Spirulina platensis và nhiu vi sinh vt c đnh nitơ, đng hĩa nitơ theo phn ng kh nh enzyme nitrogenase xúc tác khi cĩ ATP. Spirulina platensis khơng cĩ kh năng s dng nitơ dng khí N 2 do vy, phi cung cp lưng ln ngun nitơ trong quá trình nuơi cy, ngun nitơ nh hưng rt ln đn quá trình tng hp thành phn dinh dưng quan trng là protein 6070% ca Spirulina platensis . Spirulina platensis cĩ kh năng s dng nitơ dưi dng NO 3 , ngưng 30 710 mg N/l, trung bình 412 mg N/l (theo mơi trưng ca Zarrouk C). Ngồi ra cĩ th dùng nhiu ngun nitơ khác: nitơ ammoniac (NH 3) dng này thưng cĩ trong các loi nưc thi – biogas, nitơ amon: (NH 4)2SO 4 (amonisulphat – AS), (NH 4)2HPO 4 (Diamoniphotphat – DAP), hoc ure (NH 2)2 CO. Ngun nitơ thc ăn cho Spirulina platensis cĩ th chuyn đi theo + cách: urea (NH 2CONH 2)
    ammoniac (NH 3)
    ammonium NH 4
    nitrat (NO 3 ). Spirulina platensis cũng cĩ th s dng nitrit nhưng rt nhy cm và cn phi lưu ý đn dư lưng nitrit khi thu sinh khi vì rt d gây đc. Các cht acid amin, glutamine, acid uric, base purin và dn cht cũng cĩ th đưc Spirulina platensis đng hĩa [4].
27. 16 Trong các nghiên cu kinh đin s dng ngun nitơ là nitrate cho nuơi trng Spirulina platensis (Zarrouk, 1966; Paoletti et al.,1975; Schlosser, 1982). Năm 2002, Danesi et al s dng ngun urea trong nuơi trng Spirulina platensis .
    Các dưng cht khống • Photpho: photpho đưc Spirulina platensis s dng đ tng hp ATP, acid nucleic và các hp cht cu to khác. Photpho vơ cơ dưi dng mui nitrate, kali photphat hịa tan khong 90 – 180mg/l. • Kali K + và Natri Na +: dưi dng mui clorid, hoc vài dng khác kt hp vi ngun nitơ, photpho. Spirulina platensis rt ưa mui, trong mơi trưng ưu trương nht cha kali ti 5 g/l và natri ti 18 g/l. Trong thc nghim, t l K +/Na+ nên nh hơn 5, ln hơn vi khun lam chm phát trin, hoc hơn na gây ri lon, phá v cu trúc t bào, Ion K + cĩ th coi như mt nguyên t vi lưng, dùng nuơi đi trà vi hàm lưng khong 2,5 – 4,0 mEq/l, và rt nh so vi Ion Na +, t l Na +/K + t 15 – 20. • Magie (Mg 2+ ): đĩng vai trị tương t như photpho trong tng hp các ht polyphotphat. • Canci (Ca 2+ ): khơng nh hưng rõ đn sinh trưng ca vi khun lam. • St: là dưng cht thit yu, nh hưng trc tip đn sinh trưng và hàm lưng protein. St thưng dùng mui FeSO 4 (0,01g/l). Cĩ th dùng st dng phc EDTA (etylen diamin tetracetic acid), phc này hịa tan bn hơn trong kim so vi dng vơ cơ. Nng đ Fe 2+ trong mơi trưng rt rng t 0,56 – 56 mg/l mơi trưng. • Clo (Cl ): to này rt ưa Clo vơ cơ, nng đ dùng vi mui NaCl, khống 1 1,5 g/l.
28. 17 • Các khống vi lưng khác: Bo (B 3+ ), km (Zn 2+ ), mangan (Mn 2+ ), đng (Cu 2+ ), coban (Co 2+ ) là các vi lưng đưc dùng, nhưng nh hưng khơng rõ đn sinh khi protein, nhưng ti mt s thành phn khác như vitamin Ngồi các dưng cht chính cn thit, nu trong mơi trưng cĩ s hin din ca nhng vi lưng khống khác, vi khun lam cĩ th hp thu ch đng hay th đng. • S hp thu cĩ li: selen, st, germani, và cĩ th là iod I 2. S hp thu này giúp cho sinh khi Spirulina platensis cĩ nhng đc tính sinh hc mà chính nguyên t đĩ mang li, nng đ thích hp, đưc ng dng trong y hc. • Hormone: Spirulina platensis cũng cĩ th b tác đng bi các cht kích thích t (hormone), giúp vi khun lam tăng trưng nhanh hơn như indol acetic acid (IAA), gibberelic acid (GA 1). Ngồi ra, Spirulina platensis cịn sn sinh các hormone tăng trưng hot tính kiu auxin, gibberelin và cytokynin. Các hormone ni sinh này ngồi kích thích nâng cao năng sut sinh khi cịn tăng tc đ sinh sn s si to. Ngồi ra, các cht này cũng đưc phĩng thích vào mơi trưng nuơi, nên nu nuơi liên tc các cht cĩ sn này s giúp tăng năng sut. Như vy cĩ th dùng các hormone thc vt như IAA, GA 3 thêm vào mơi trưng giúp tăng năng sut. Mt khác cũng cĩ th dùng dch chit t thc vt đ thc hin chc năng hormone tăng sinh khi, ví d dch chit ca cây khuynh dip Eucalyptus sp , hoc mt s cây khác. Cĩ th ngâm thc vt này vào mơi trưng nuơi cy hoc qua nưc biogas cĩ x lý.
    Các yu t nh hưng đn quá trình sinh trưng Ngồi mơi trưng dinh dưng, cịn cĩ nhiu yu t tác đng đn sinh trưng ca Spirulina platensis , đĩ là ánh sáng, nhit đ, pH ca mơi trưng. Do là sinh vt t dưng bt buc nên yu t ánh sáng vơ cùng quan
29. 18 trng. Ngồi vic tham gia vào quá trình quang hp hơ hp, nĩ cịn nh hưng đn quang hp màng t bào, phân chia t bào, sinh sn, tính ni và di đng ca Spirulina platensis • Ánh sáng Ánh sáng mang các lưng t (photon), đưc các sc t ca nhng cơ th t dưng hp thu và s dng dn trong phn ng sinh tng hp. S hp thu năng lưng ánh sáng đưc thc hin bng con đưng quang hp. vi khun lam Spirulina platensis, ngun carbon ch u s dng là bicarbonate pH kim, nên phn ng quang tng hp cĩ th vit: HCO 3 + 2 H 2O
    (CH 2O) + O 2 + H 2O + OH Vi khun lam Spirulina platensis cĩ ti 15 sc t cĩ th tham gia vào quá trình quang hp gm: Chlorophyll (a), phycocyanin, betacaroten và 11 carotenoid khác, ngồi ra cịn cĩ phycoerythrin. Cưng đ ánh sáng ti ưu t 25.000 – 30.000 lux, khong này hot tính enzyme cao nht. Spirulina platensis cĩ kh năng phát trin đưc cưng đ ánh sáng 60.000 lux trong 2 – 3 ngày, thm chí chu đưc cưng đ 120.000 lux, nhưng ch đưc ít phút. Trong các trưng hp cưng đ cao ca ánh sáng, tc đ sinh trưng, tng hp sinh khi tăng mnh so vi điu kin ti ưu, song ch đưc thi gian ngn, Spirulina platensis b phân gii t bào và cht. Đc đim ca ánh sáng Ánh sáng chiu xiên chch, hoc khuch tán qua vt liu tơn nha, kính thích hp hơn ánh sáng chiu thng, trc tip. Điu này đưc áp dng trong vic nuơi cĩ mái che điu hịa ánh sáng (greenhouse). Mt khác, vi khun lam cũng thích nghi vi chu kỳ sáng – ti. Trong Spirulina platensis cĩ rt nhiu túi khí cĩ đưng kính 70 nm đưc to nên t nhng chui protein. Khi mun ni trên mt nưc đ hp thu ánh sáng mt tri và
30. 19 quang hp thì các túi khí này tích lũy đ khơng khí. Sau khi đã hp thu đ ánh sáng, t bào Spirulina platensis tích lũy đưc mt lưng ln carbonhydrate làm tăng áp sut thm thu trong t bào, lúc này các khí trong túi b ép li và đưc phĩng thích ra khi t bào, hịa tan vào mơi trưng xung quanh. Vi khun lam khơng cịn khí chìm xung đáy, chuyn sang pha ti tin hành chuyn hĩa carbohydrate sang protein. Điu này đưc thc hin trong quy trình nuơi na kín – na h hoc tương đương vi s khuy trn Spirulina platensis ln lưt ni lên b mt nhn ánh sáng và di chuyn xung phía dưi ca mơi trưng nuơi cy ít hoc khơng cĩ ánh sáng xuyên thu. Vi khun lam cĩ th che lp ln nhau, nên mt đ cn thích hp vi ánh sáng. Nu điu kin ánh sáng t nhiên thì mt đ nên bt đu nhân ging t thp nht khong 0,8 g/l, nu thp hơn phi ch đng che lp bt ánh sáng. Mt đ này cũng tuân th sau khi thu hoch trong nuơi trng liên tc. Nuơi sc CO 2, mt đ cĩ th khác, thp nht khong 0,5 g/l, tùy chu trình c th. • Nhit đ Vi khun lam Spirulina platensis cĩ th phát trin nhit đ khá cao. Chúng cĩ kh năng phát trin khong nhit đ 32 – 40 0C. Nhit đ phát trin tt nht ca chúng khong 30 – 35 0C. nhit đ thp, ví d xung 25 0C, Spirulina platensis sinh trưng rt chm, và đn 12 0C khơng cĩ kh năng phát trin. nhit đ cao đn 40 0C, vi khun lam tn ti đưc 4 ngày, và 50 0C ch tn ti đưc ít phút. Các tn thương t bào gây bi nhit đ cao khơng th hi phc dù đưa tr li nhit đ thích hp. • pH Trong mơi trưng nuơi Spirulina platensis , thơng s pH là kt qu + + 2 ca s cân bng CO 2  H2CO 3  H + HCO 3  2H + CO 3
31. 20 Vì vy, pH đưc coi là yu t ch th, phn ánh các thành phn nuơi dưng cung cp cho mơi trưng nuơi dưng Spirulina platensis , ch yu là ngun bicarbonate và khí CO 2 hịa tan. Phn ng quang tng hp là quá trình s dng carbon và gii phĩng khí Oxy. pH thích hp vi Spirulina platensis t 8,5 – 11. pH này, vi khun lam s dng ngun carbon hịa tan là dng bicarbonate (ion HCO 3 ) rt ít hp thu khí CO 2. pH thp ( 11). • Điu kin sc khí Khuy trn là mt trong nhiu yu t tác đng đn s kh hĩa ngun nitơ dinh dưng thành sinh khi vi khun lam, như vy cĩ nh hưng đn quá trình trao đi cht ca t bào Spirulina platensis . Khuy trn tác đng vào mơi trưng to dịng chy, đy t bào vi khun lam chuyn đng theo chiu lên xung và tnh tin, như mt s chuyn đng hn lon tương đi cĩ kim sốt. Điu này trưc ht khơng đ to t thành đám ni dày trên mt nưc, che ánh sáng. Sau đĩ giúp trn đu cht dinh dưng, hịa tan CO 2 vào mơi trưng giúp điu chình pH, to điu kin thốt khí O 2 khi mơi trưng, và đc bit giúp các t bào Spirulina platensis tip xúc đ vi ánh sáng thun li cho quang hp, tăng cưng quá trình tip xúc thm thu hp thu dưng cht và sinh tng hp mc đ cao. Cĩ th to dịng chy trn đu như ch đích trên bng cách: (a) sc khí tri (cĩ hoc khơng trn thêm CO 2), và (b) khuy trn bng cánh khuy.
32. 21 Hình 1.1.7 Khuy trn bng cánh khuy Theo Fos R.A và mt s tác gi khác, ch đ nuơi h ngồi tri nên khuy trn vi vn tc dịng chy khong 20 25 cm/giây cĩ th khuy ngt quãng ví d 9 – 10 ln /ngày, mi ln 5 10 phút. • Đ trong sut ca mơi trưng cy Các cht dinh dưng hịa tan trong nưc sch đ nuơi Spirulina platensis đu khơng to màu sc. Nhưng trong quá trình nuơi, nhng chuyn hĩa phc tp cĩ th xy ra ngồi t bào vi khun lam, cng vi các cht thi ca t bào s làm cho mơi trưng dn sm màu. Như vy ngồi s che khut ánh sáng ca t bào, thì màu sc ca mơi trưng (nu cĩ), làm cn tr s xuyên thu ca tia ánh sáng. Do đĩ mt ch đ linh đng trong điu chnh cung cp ánh sáng và khuy trn phi đưc thay đi phù hp. 1.2.6 Đc đim sinh sn Vi khun lam Spirulina platensis cĩ phương thc sinh sn vơ tính, phân mnh, t mt cơ th m trưng thành (si to = Trichome), t phân chia thành nhiu đon, mi phn gm gm 2 4 t bào (Hormogonia). Đ đt ti các Hormogonia, phi thơng qua s thành lp các t bào chuyên bit cho s sinh sn (đon Necridia) t cơ th m. Trong các Necridia hình thành các đĩa lõm 2 mt và s tách ri to các Hormogonia bi s chia ct ti v trí các đĩa này. Trong s phát trin, dn dn phn đu gn tiêu gim, 2 đu Hormogonia phát trin, trưng thành và chu kỳ sinh sn li lp
33. 22 li mt cách ngu nhiên, đm bo vịng đi ca vi khun lam. Trong giai đon sinh sn to đon dưng như nht màu, ít sc t xanh hơn bình thưng. Hình 1.8 Vịng đi Spirulina platensis Phương thc sinh sn to đon ca Spirulina platensis vi vịng đi đơn gin và tương đi ngn. Trong điu kin ti ưu nuơi trng thí nghim vịng đi ca Spirulina platensis rt ngn trong khong 1 ngày. Nuơi trng điu kin ít thun li hơn, ngồi t nhiên, ph thuc vào thi tit là 3 5 ngày. 1.2.7 Thành phn hĩa hc ca vi khun lam Spirulina platensis Hàm lưng protein trong Spirulina platensis thuc loi cao nht trong các thc phm hin nay, chim 55 70% trng lưng khơ, cao hơn trong tht bị 3 ln, trong đu tương 2 ln. C 1kg Spirulina platensis cha 55mg vitamin B1, 40 mg vitamin B2, 3mg vitamin B6, 2mg vitamin B12, 113 mg vitamin PP, 190 mg vitamin E, 4000 mg caroten trong đĩ βcaroten khong 1700 mg (tăng thêm 1000% so vi cà rt), 0,5 mg axid folic, inosit khong 5001000 mg. Phn ln cht béo trong Spirulina platensis là acid béo khơng no, trong đĩ acid linoeic 13.784 mg/kg, γlinoleic 11.980 mg/kg. Đây là điu him thy trong các thc phm t nhiên khác.
34. 23 Hàm lưng khống cht ca Spirulina platensis cĩ th thay đi theo điu kin nuơi trng, thơng thưng st (Fe) là 580646 mg/kg (tăng thêm 5000% so vi rau chân vt) mangan(Mn) là 2325 mg/kg, magie (Mg) là 29153811 mg/kg, selen (Se) là 0,4 mg/kg, canxi (Ca), kali (K), Photpho (P) đu khong 10003000 mg/kg hoc cao hơn (hàm lưng Ca tăng hơn sa 500%). Biu đ 1.1. Thành phn dinh dưng ca Spirulina Trong Spirulina , hàm lưng cacbohydrat khong 16,5%. Hin nay đã cĩ nhng thơng tin dùng glucoza chit xut t to Spirulina platensis đ tin hành nhng nghiên cu chng ung thư [30]. Vi khun lam Spirulina platensis đưc coi là loi thc phm đc bit vì giá tr dinh dưng ca nĩ cao hơn bt kỳ mt loi thc ăn nào khác. Trong vi khun lam Spirulina platensis hàm lưng protein trung bình gn 65% trng lưng khơ, giàu carotene, nhiu sc t (phycocyanin, chlorophyll, ) và cha nhiu cht cĩ hot tính sinh hc cao khác. Cơ quan FDA Hoa Kỳ (the United States Food and Drug Administration) đuc
35. 24 thành lp năm 1981 đã xác nhn rng vi khun lam Spirulina platensis là ngun protein, khống cht, các cht kích thích sinh hc tuyt vi và là mt thc ăn b sung cĩ giá tr thương mi cao, khơng đc hi và cĩ nhiu đc đim ưu vit mà các ngun thc ăn khác khơng cĩ, đưc dùng làm thuc, làm thc ăn b dưng và sn xut mt s cht cĩ hot tính sinh hc cao trong điu tr mt s bnh him nghèo. Thành phn mt s cht dinh dưng chính ca Spirulina platensis đưc ghi nhn trong bng 1.1 Bng 1.1 Thành phn mt s cht dinh dưng ca vi khun lam Spirulina platensis (theo cht khơ) Thành phn T l Tác gi Protein và aminoacid (%) 65,00 Cifferi, 1985 65,94 N.H.Thưc, 1996 Carbonhydrates (%) 18 Cifferi, 1985 Glucid (%) 12,5 N.H.Thưc, 1996 Lipid (%) 5 Cifferi, 1985 1,12 N.H.Thưc, 1996 Khống (%) 7 Cifferi, 1985 m đ (%) 5 Cifferi, 1985 Acid nucleic tng s (mg/g) 4,29 N.H.Thưc, 1996 Chlorophyll a (mg/g) 10,70 N.H.Thưc, 1996 Ngun: Earthfood Spirulina; Nguyn Hu Thưc  Protein và acid amin Vi khun lam Spirulina platensis cĩ hàm lưng protein rt cao (khong 65% trng lưng khơ) hơn mt loi thc phm nào khác. Nhiu hơn tht đng vt và cá tươi (15 25% trng lưng tươi), đu nành (35% trng lưng khơ), sa khơ (35% trng lưng khơ), trng (12% trng lưng
36. 25 tươi), đu phng (25% trng lưng khơ), lúa go (8 14% trng lưng khơ), sa (3% trng lưng tươi). Thành phn acid amin ca Spirulina platensis luơn cĩ cht lưng cao hơn các ngun thc phm t nhiên khác và đt đưc s cân đi v thành phn acid amin gn như protein đng vt (xem bng 1.2) Bng 1.2 Thành phn acid amin ca vi khun lam Spirulina Trong 10g Acid amin % Tiêu chun FAO Spirulina (mg) Isoleucine 350 5,6 4,2 Leucine 540 8,7 4,8 Lysine 290 4,7 4,2 Methionine 140 2,3 2,2 Phenylalnine 280 4,5 2,6 Threonine 320 5,2 2,8 Tryptophane 90 1,5 1,4 Valine 400 6,5 4,2 Alanine 470 7,6 Argrinine 430 6,9 Acid aspartic 610 9,8 Cystine 60 1,0 Acid glutamic 910 14,6 Glyxin 320 5,2 Histidine 100 1,6 Proline 270 4,3 Serine 320 5,2 Tyrosine 300 4,8 Ngun: Earthrise Farms (1995)
37. 26 Mi loi acid amin cĩ nhng vai trị nht đnh trong vic tham gia cu to protein. Tryptophan, lysine, tyrosine, argrinine tham gia quá trình sinh trưng và duy trì cân bng protein trong cơ th, các acid amin cha lưu huỳnh như cysteine cĩ nhiu trong keratine lơng, sng, mĩng, glysine to t chc keo và hemoglobin hng cu, valin tham gia vào quá trình hot đng h thn kinh, leucine tng hp protein huyt tương, methionine to protein tăng cưng chc năng bo v gan, acid glutamic gi vai trị quan trng trong trao đi trung gian ca các acid amin. Do s tác dng qua li mà nhu cu b sung acid amin nào cũng cĩ th thay đi tùy thuc vào s cĩ mt ca các acid amin khác. Vi khun lam Spirulina platensis đng đu trong danh sách các ngun protein cht lưng cao. Bng 1.3 so sánh thành phn các acid amin thit yu trong sinh khi vi khun lam Spirulina platensis vi nhu cu hàng ngày ca ngưi trưng thành. Bng 1.3 Nhu cu acid amin thit yu ca ngưi trưng thành (EAA) và kh năng cung cp ca 10g vi khun lam Spirulina platensis Nhu cu % trong 10g vi Trong 10g Tên acid amin (g/ngày) khun lam so Spirulina (EAA) vi EAA Isoleucine 0,84 0,35 42 Leucine 1,12 0,54 48 Lysine 0,84 0,29 35 Methionine 0,70 0,20 29 Phenylalanine 1,12 0,58 52 Threonine 0,56 0,32 43 valine 0,98 0,40 41 Ngun: Jassby (1983), FNB (1975), Earthrise Farms (1995).
38. 27 S liu trong bng 1.3 cho thy vi 10g vi khun lam Spirulina platensis khơ đã cung cp đưc gn ½ nhu cu đi vi các acid amin khơng thay th mi ngày cho ngưi trưng thành. Cht béo trong Spirulina platensis ch cĩ khong 5%, thp hơn nhiu so vi các ngun thc ăn b sung protein khác. Năng lưng trong 10g Spirulina platensis ch cĩ 36 calo và 1,3mg cholesterol, là thc phm lý tưng cho nhng ai cn nhiu protein, ít năng lưng và cholesterol. Ví d, ph n cĩ thai mi ngày cn tăng cưng ăn protein t 44 lên 74g (tăng 68%), trong khi nhu cu v năng lưng ch cn tăng ít t 2000 lên 2300 calori (tăng 15%).  Glucid Trong vi khun lam Spirulina platensis cĩ 15 – 20% glucid. Rhamnose và glycogen là dng glucid ch yu, d dàng hp th vào máu.  Lipid Thành phn mt s acid béo đc bit trong vi khun lam Spirulina platensis đưc trình bày trong bng 1.4 Bng 1.4 Thành phn mt s acid béo đc bit trong Spirulina platensis Tên acid béo Hàm lưng mg/10g T l (%) C14:0 Myristic 1 0,2 C16:0 Palmitic 244 45,0 C16:1 Palmitoleic 33 5,6 C17:0 Heptadecanoic 2 0,3 C18:0 Stearic 8 1,4 C18:1 Oleic 12 2,2 C18:2 Linoleic 97 17,9 C18:3 gamma – 135 24,9 linolenic 14 2,5 C20 Các loi khác Tng s 546 100 Ngun: Earthrise Farms (1995).
39. 28 Lipid là hp cht gm các acid béo và glyceride. Acid béo ch yu trong Spirulina platensis là acid linoleic. Cĩ hai dng acid linoleic là: α và γ, ch yu là aicd γ –linoleic cịn dng α cĩ rt ít. S cĩ mt ca acid linoleic (vitamin F) cĩ hàm lưng cao cùng vi vitamin E v điu tr hc cĩ tác dng chng nhim m xơ mch, bo v t bào thn kinh và gan.  Sc t Hàm lưng sc t trong vi khun lam Spirulina platensis rt cao, đc bit là carotenoid, chlorophyll, phycocyanin. Bng 1.5 Thành phn các sc t t nhiên trong Spirulina platensis Tên sc t Hàm lưng mg/10g T l (%) Phycocyanin (xanh da tri) 1400 14,00 Chlorophyll (xanh lá cây) 100 1,00 Carotenoid (da cam) 37 0,37 Carotenes 54% 20 0,20 βcarotene 45% 17 0,17 các carotenes khác 9% 3 0,02 Xantophyll 46% 17 0,17 Myxoxathophyll 19% 7 0,07 Zeaxanthin 16% 6 0,06 Cryptoxathin 3% 1 0,01 Echinenone 2% 1 0,01 Các Xanthophyll khác 6% 2 0,02 Ngun: Earthrise Farms (1995).
40. 29 • Chlorophyll: cịn đưc gi là máu xanh vì nĩ ging hemoglobin, ch khác là nhĩm kim loi ca nĩ là Mg dng ion (nên cĩ màu xanh) thay vì Fe trong hemoglobin (màu đ). Trong vi khun lam Spirulina platensis cĩ cha 1% chlorophyll, chim t l cao nht trong t nhiên, cao nht so vi các loi thc phm t nhiên khác. • Carotenoid: là sc t màu vàng cam. Trong vi khun lam Spirulina platensis nĩ dng β – carotene, xantophylls, cryptoxanthin, echinenone, zeaxanthin và myxoxanthophyll. Carotenoid chim khong 0,37% vi khun lam khơ. • Phycocianin: là sc t quan trng nht trong vi khun lam Spirulina , và tn ti dưi dng mt protein phc tp, chim đn 14% trng lưng sinh khi khơ. Trong phycocyanin cĩ c nguyên t st, magie và vì vy nĩ cĩ ý nghĩa đi vi dinh dưng ngưi và đng vt. 1.3 Các lĩnh vc ng dng ca Spirulina platensis 1.3.1 ng dng trong cơng ngh thc phm Trong cơng nghip ch bin thc phm hin nay ngưi ta b sung vi khun lam Spirulina platensis vào: Nưc gii khát đĩng hp ca Cơng ty c phn nưc khống Vĩnh Ho cĩ b sung vi khun lam Spirulina platensis. Bánh ngũ cc đ tăng giá tr dinh dưng và cht xơ t nhiên giúp cho vic tiêu hĩa d dàng. Bt dinh dưng tr em, cháo ăn lin, bánh buiscuit (Trung tâm Dinh dưng Tr em). Sa ít béo, yoghurt và phĩ mát đ gim calories. Trà tho dưc, nưc khống và nưc tinh khit.
41. 30 Hình 1.9 Sn phm nưc gii khát đĩng hp ca cơng ty Vĩnh Ho 1.3.2 Chit xut các cht cĩ hot tính sinh hc và dinh dưng T khi cĩ Spirulina platensis , trên th gii đã cĩ rt nhiu sn phm đưc bán dưi dng thuc vi tên gi khác nhau như Lingagreen, heilina, Spirulina Kayaky, Spirulina C, Professional Metabolics, Light Force Spirulina. Riêng Vit Nam, mt s loi thuc sn xut t vi khun lam Spirulina platensis như Linavina, Lactoryl, Pirulamin s dng đ hàng ngày giúp ngăn nga tr suy dinh dưng, thiu sa sn ph, tiu đưng, viêm gan Hình 1.10 Mt s dưc phm t Spirulina Các cht chit xut t nhiên t Spirulina platensis như Phycocyanin, Phycoerythrin đưc làm cht to màu cho thc phm đ thay th màu tng hp, sc t vàng xanthophyl rt cĩ ý nghĩa trong vic nuơi gia cm làm đ lịng đ trng và làm phm màu thc phm. Hãng Dainippon Ink & Chemicals Inc ca Nht Bn đã chit xut Phycocyanin đ sn xut màu thc phm tên gi là Lina – Blue A, s dng mt s sc t lam khác t vi khun lam Spirulina platensis làm thuc m phm bơi mt và mơi đ tránh
42. 31 thm nưc. β – Phycoerythrin sch đưc dùng làm cht màu huỳnh quang trong xác đnh hùynh quang min dch nh hiu sut lưng t cao. Hình 1.11 Nưc chit xut t vi khun lam Spirulina Hình 1.12 M phm và kem dưng da t Spirulina Vi khun lam Spirulina platensis cịn là ngun sn xut hàng lot cht cĩ ích khác, các acid béo mch dài chưa bão hịa. Mt s cht cao phân t cĩ tim năng ng dng cao là: poly β hydroxybutyric (PHB) dùng đ ch bin thành các màng mng hoc thành dng bơng. Hưng s dng sinh khi Spirulina platensis hin nay nưc ta ch yu là dùng trong điu tr bnh, thc phm chc năng, dinh dưng.
43. 32 1.3.3 Ch bin thc ăn cho gia súc, gia cm và thy hi sn Hình 1.13 Mt s dng sn phm cho gia súc và thy hi sn Do cĩ thành phn dinh dưng cao nên vi khun lam Spirulina platensis đưc xem là ngun thc ăn b sung rt cĩ giá tr. Vì vi khun lam đưc ng dng rt hiu qu trong ngh nuơi tm Liên Xơ (cũ), trong nuơi cá cnh Nht và đưa sinh khi vào khu phn ăn ca gà cũng mang li hiu qu kinh t cao. Vin Sinh Vt và S Nơng Nghip Hà Ni (năm 1978) đã tin hành b sung vi khun lam Spirulina platensis vào thc ăn cho gà. Tng hp kt qu cho thy hàm lưng caroten trong lịng đ tăng rõ rt (t 25% lên 66%) khi cho gà ăn 1% trong 6 ngày. Mt hưng khác s dng sinh khi vi khun lam đ b sung vào nuơi trng thy sn cũng đt năng sut cao như nuơi tơm, cá, nhuyn th. Vit Nam, năm 1973, Giáo sư Nguyn Hu Thưc, Nguyn Tin Cư, đng Đình Kim cùng vi Giáo sư Mai Đình Yên Trưng Đi Hc Tng Hp Hà Ni đã th nghim b sung vi khun lam Spirulina platensis vào thc ăn cho gà, cá, tơm thy rng đã đt đưc nhiu kt qu kh quan trong ng dng. 1.3.4 Sn xut phân bĩn sinh hc Giáo sư Nguyn Hu Thưc và cng s đã chng minh đưc rng dch chit t vi khun lam Spirulina platensis cĩ th kích thích sinh trưng
44. 33 ca lúa sau khi ny mm điu kin bình thưng và điu kin lnh (6 0C trong 5 ngày). Hin nay vic cy vi khun lam nĩi chung xung các rung lúa làm phân bĩn sinh hc đưc tin hành nhiu nơi trên th gii. Trung Quc, Min Đin, Philipin, Thái Lan. Hoa Kỳ, hãng Cơng ngh Cyanotech đã gii thiu mt loi phân bĩn sinh hc là hn hp ca 8 lồi vi to. 1.3.5 X lý mơi trưng Vit Nam, vic th nghim nuơi trng vi khun lam Spirulina platensis bng nưc thi, hm biogas khơng ch là bin pháp m rng sn xut (năng sut đt 7 – 10g/m 2) và h giá thành sn phm mà cịn gii quyt mơi trưng sinh thái cho nơng thơn. Vi khun lam Spirulina platensis cịn đưc dùng đ x lý nưc thi giàu NH 4 t nhà máy Urê thuc xí nghip Liên Hp Phân Đm – Hĩa Cht Hà Bc. Kt qu cho thy: nưc thi sau khi đưc pha lỗng và b sung thêm mt s khống cht cn thit dùng nuơi vi khun lam Spirulina platensis đã mang li năng sut cao và cĩ tác dng bo v mơi trưng. T năm 1975, Oswald và cng s ti Trưng Đi Hc Tng Hp California đã th nghim dùng vi khun lam Spirulina platensis trong x lý nưc thi cơng nghip kt qu h x lý nưc thi cĩ vai trị to O 2, tăng đ kt lng, loi tr kim loi, các cht hu cơ đc hi. Hình 1.14 X lý nưc thi h nuơi Spirulina
45. 34 1.4 Cơng ngh sn xut vi khun lam Spirulina platensis 1.4.1 Cơng ngh nuơi trng theo h thng h (O.E.S) Spirulina platensis sng trong mơi trưng dinh dưng đng trong bình, chu, b, đưc vn đng bng khuy trn theo kiu tnh tin hai chiu, và vi khun lam hp thu ánh sáng mt tri đ phát trin. Hình 1.16 Earthrise Farms – Hình 1.15 B nuơi trng vi khun Nhà nuơi vi khun lam Spirulina lam Spirulina Sosa Texcoco – ln nht th gii Hình 1.17 B nuơi trng vi khun lam Spirulina Earthrise Farms
46. 35 1.4.2 Cơng ngh nuơi trng theo h thng kín (C.E.S) Spirulina platensis đưc nuơi trong các b lên men sinh khi (biorector) vn đng bng khuy trn theo 3 chiu, và vi khun lam hp thu ánh sáng nhân to hoc thiên nhiên. Nhiu kiu CES đưc thit k như thùng lên men c đin hoc kiu ng xon c, Các điu kin ánh sáng, điu chnh mơi trưng dinh dưng, thu sinh khi, khuy trn đưc thit k, điu khin nghiêm ngt. Hình 1.18 Nuơi S.platensis trong nhà kính min Nam nưc Pháp 1.4.3 Cơng ngh nuơi trng Spirulina platensis Vit Nam Năm 1972, Vin Sinh Vt Hc, Vin Y Hc Quân S, Vin Quân Y 108 Hà Ni đã nghiên cu quy trình k thut nuơi trng, thành phn hĩa hc, giá tr dinh dưng và tác dng lâm sàng. Kt qu đã nuơi trng qui mơ phịng thí nghim và theo mơ hình ngồi tri, khơng mái che, cĩ sc khí CO 2. Nuơi trng ngồi tri ti xí nghip nưc sui Vĩnh Ho. Ti Đk Lk vi điu kin khí hu ơn hịa, nhit đ trung bình t 21.3 – 25.9 oC, cao nht 37.4 oC, thp nht đt đn 9.9 oC. Tng s gi nng trung bình 6 10 gi/ngày, Tp Buơn Ma Thut s gi nng 12.3 gi/ngày. Đây là điu kin phù hp đ nuơi trng Spirulina platensis.
47. 36 PHN 2 ĐI TƯNG, NI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU 2.1 Ni dung nghiên cu 1. Nghiên cu nh hưng ca nng đ ammonium sulfate thay th đn sinh trưng Spirulina platensis. 2. Nghiên cu nh hưng ca nng đ urea thay th đn sinh trưng Spirulina platensis. 3. Nghiên cu nuơi trng th nghim Spirulina platensis trong điu kin phịng thí nghim. 4. Nghiên cu nh hưng mt s điu kin nuơi trng ngồi t nhiên đn sinh trưng ca Spirulina platensis trong mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th. 5. Bưc đu đánh giá hiu qu nuơi trng Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th. 2.2 Phương pháp nghiên cu 2.2.1 Đi tưng nghiên cu Ging Spirulina platensis ca B mơn Cơng ngh sinh hc Đi hc KHTN – TPHCM. 2.2.2 Đa đim nghiên cu Phịng thí nghim B mơn Sinh hc thc nghim – Khoa KHTN&CN Trưng Đi hc Tây Nguyên. Phịng thí nghim Trung tâm ƯD KH&CN S KHCN Đk Lk. 2.2.3 Dng c và thit b thí nghim  Máy đo pH  Máy đo mt đ quang UVvis  Cân phân tích  T sy
48. 37  Máy đo cưng đ ánh sáng (quang k)  Máy ly tâm  Bình tam giác, ng nghim, ng đong, pipet 2.2.4 Mơi trưng nuơi cy Spirulina platensis (Zarrouk,1966) Thành phn mơi trưng Zarrouk Khi lưng(g/l) NaHCO 3 16,80 NaNO 3 2,50 K2HPO 4 0,50 K2SO 4 1,00 NaCl 1,00 MgSO 4,7H 2O 0,20 CaCl 2,2H 2O 0,04 FeSO 4 0,01 EDTA 0,08 Vi lưng A5 1ml pH 9,5 ± 2 Thành phn vi lưng A5 (g/l): H 3PO 3 2,86g, MnCl 2 1,81g, ZnSO 4 0,22g, Na 2MoO 4 0,39g, CuSO 4 0,079g, CoNO 3 0,049g. 2.2.5 Thi gian nghiên cu Tháng 10/2009 đn 09/2010 2.2.6 Phương pháp nghiên cu 2.2.6.1 Phương pháp nghiên cu nh hưng ca nng đ ammonium sulfate đn sinh trưng Spirulina platensis Nhim v ca thí nghim là rà sốt các nng đ ca ammonium sulfate cĩ th thay th đưc cho NaNO 3. Do đĩ thí nghim thc hin trên 1 dãi nng đ ln đ tìm khong nng đ gii hn. Sau đĩ ti dãi nng đ gii hn, tip tc rà sốt đ tìm ra nng đ thích hp. Trong các thí nghim
49. 38 đu kho sát kt qu đo OD 560nm bt đu t ngày th 0 cho đn ngày th 27, ba ngày đo OD 1 ln. Lơ đi chng luơn đưc thit k đi kèm, đĩ là mơi trưng khơng thay th NaNO 3. Bưc 1: Chun b 21 bình tam giác cha 100 ml mơi trưng Zarrouk trong đĩ thay th hồn tồn NaNO 3 bng ammonium sulfate ln lưt vi nng đ 0,3: 0,6: 0,9: 1,2: 1,5: 1,8g/l ammonium sulfate đ nghiên cu nh hưng đn sinh trưng ca Spirulina platensis . Khi thay th hồn tồn 2,5g/ l NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk bng 1,8g/l SA cĩ nghĩa là nng đ nitơ trong mơi trưng vn đưc đm bo khơng thay đi. Kt qu thí nghim bưc 1 đưc ghi nhn: dãi nng đ t 0,9 – 1,8g/l ammonium sulfate thay th hồn tồn NaNO 3 khơng hiu qu, vì Spirulina platensis b cht. Do đĩ, thí nghim tip tc nghiên cu bưc 2. Bưc 2: Kho sát thay th dãi nng đ ammonium sulfate t 0,1: 3,0: 0,5: 0,7: 0,9g/l, đng thi vn s dng NaNO 3 đ đm bo ngun nitơ cn thit cho Spirulina platensis sinh trưng như mơi trưng Zarrouk. T l thay th c th như sau: Bng 2.1 Khi lưng ammonium sulfate t 0,1 – 0,9 g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk Thành phn nitơ trong Khi lưng (g/l) mơi trưng Ammonium sulfate 0 0,100 0,300 0,500 0,700 0,900 NaNO 3 2,5 2,369 2,106 1,844 1,581 1,319 Tip tc chun b 18 bình tam giác cha 350 ml mơi trưng Zarrouk trong đĩ thay th NaNO 3 ln lưt theo bng 2.1. Xác đnh nng đ sinh khi ca Spirulina platensis bng cách đo ch s OD trên máy quang ph UVVis bưc sĩng λ = 560nm (LeDuy và
50. 39 Therien, 1977). Mi ln đo, mi nng đ ly 10ml vi 3 ln đo lp li. Các thi gian kho sát: 0, 3, 6, 9, ,24, 27 ngày. Bưc 3: Sau kt qu kho sát ln th 2, tip tc kho sát các nng đ cĩ khong cách gn hơn, gm các nng đ: 0,1: 0,2: 0,3 g/l. Bng 2.2 Khi lưng ammonium sulfate t 0,1 – 0,3 g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk Thành phn nitơ trong mơi trưng Khi lưng (g/l) Ammonium sulfate 0 0,100 0,200 0,300 NaNO 3 2,500 2,369 2,238 2,106 Tip tc nuơi trong các bình nha cha 3lit mơi trưng vi các nng đ ln lưt 0,1: 0,2: 0,3 g/l ammonium sulfate thay th NaNO 3. Da vào ch s OD 560nm đo đưc đ xác đnh nng đ ti ưu ca ammonium sulfate cn chn đ thay th NaNO 3. 2.2.6.2 Phương pháp nghiên cu nh hưng ca nng đ urea đn sinh trưng ca Spirulina platensis Da vào kt qu nghiên cu nh hưng ca dãi nng đ ammonium sulfate đn sinh trưng Spirulina platensis , chúng tơi khơng thay th hồn tồn NaNO 3 bng urea mà ch thay th mt phn. Bưc 1: S thay th thc hin theo dãi nng đ urea ln lưt 0,1: 3,0: 0,5: 0,7: 0,9g/l trong mơi trưng Zarrouk như bng 2.3. Bng 2.3 Khi lưng urea t 0,1 – 0,9 g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk Thành phn nitơ trong Khi lưng (g/l) mơi trưng Urea 0,100 0,300 0,500 0,700 0,900 0 NaNO 3 2,213 1,638 1,063 0,488 0,080 2,500
51. 40 Chun b 18 bình tam giác cha 350 ml mơi trưng Zarrouk trong đĩ thay th NaNO 3 ln lưt theo khi lưng tương đương vi hàm lưng nitơ cha trong 2,5 g/l NaNO 3 ca mơi trưng Zarrouk theo bng 2.3. mi lơ thí nghim đu chun b 3 bình tam giác cha mơi trưng làm ng khơng đ đo OD 560nm . Xác đnh nng đ sinh khi ca Spirulina platensis bng cách đo ch s OD trên máy quang ph UVVis bưc sĩng λ = 560nm (LeDuy và Therien, 1977). Mi ln đo, mi nng đ ly 10ml vi 3 ln đo lp li, Các thi gian kho sát: 0, 3, 6, 9, ,24, 27 ngày. Bưc 2: Thay th theo dãi nng đ urea t 0,1 – 0,3g/l. Tip tc nuơi trong các bình nha cha 3lit mơi trưng vi các nng đ khơng c ch ln lưt 0,1: 0,2: 0,3 g/l urea thay th. Bng 2.4 Khi lưng urea t 0,1 – 0,3 g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk Thành phn nitơ trong mơi trưng Khi lưng (g/l) Urea 0 0,100 0,200 0,300 NaNO3 2,500 2,213 1,925 1,638 Da vào ch s OD 560nm đo đưc đ xác đnh nng đ ti ưu ca urea cn chn đ thay th NaNO 3. 2.2.6.3 Phương pháp nghiên cu nuơi trng th nghim Spirulina platensis trong điu kin phịng thí nghim. Da vào kt qu nghiên cu nng đ ammonium sulfate và urea thay th NaNO 3 ca 2 thí nghim trên, chúng tơi chn nng đ ti ưu đ nuơi trng th nghim Spirulina platensis trong điu kin phịng thí nghim. Thc hin 3 mơi trưng nuơi cy gm : mơi trưng Zarrouk, mơi trưng Zarrouk thay th NaNO 3 bng ammonium sulfate hoc urea vi
52. 41 nng đ thích hp theo kt qu ca nghiên cu trên đ xác đnh sinh trưng Spirulina platensis trong mơi trưng cĩ ngun ammonium sulfate hoc urea thay th. Mi mơi trưng thc hin 3 bình nuơi cy, mi bình 3 lít. Nuơi cy 27 ngày, 3 ngày đo OD mt ln đ xác đnh nng đ sinh khi, T đĩ đánh giá nh hưng ca các mơi trưng nuơi cy đn sinh trưng Spirulina platensis . 2.2.6.4 Phương pháp nghiên cu nh hưng mt s điu kin nuơi trng ngồi t nhiên đn sinh trưng ca Spirulina platensis trong mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th. Mt s yu t nh hưng đưc kho sát khi nuơi trng Spirulina platensis ngồi t nhiên là: điu kin chiu sáng, che chn, ch đ khy trn, th tích b và thi đim nuơi cy. + nh hưng ca thi đim nuơi cy: thí nghim thc hin vào 3 thi đim: tháng 7, 8, 9/2010. Các b nuơi đưc đ ngồi tri cĩ mái che bng tơn sáng gm 9 b thy tinh, mi b cha 10lít mơi trưng. Thí nghim cũng tin hành trên 3 mơi trưng như đã kho sát điu kin phịng thí nghim. Đĩ là mơi trưng Zarrouk, mơi trưng Zarrouk thay th NaNO 3 bng ammonium sunfate hoc urea vi nng đ thích hp theo kt qu ca nghiên cu trên. Sau 21 ngày nuơi cy, thu sinh khi Spirulina platensis , đo nhit đ, cưng đ ánh sáng 03 ln/ngày. + nh hưng ca ch đ chiu sáng, che chn: thc hin 3 mc đ chiu sáng và che chn là khơng cĩ mái che, dưi ánh nng trc tip; Cĩ mái che bng tơn sáng; Cĩ mái che bng tơn khơng sáng. Đo nhit đ, cưng đ ánh sáng 03ln/ngày, Xác đnh nng đ sinh khi bng cách đo OD 560nm 21 ngày nuơi cy.
53. 42 + nh hưng ca ch đ khy trn: nuơi trng vi các mc đ khy trn 0; 4; 8; 12 ln/ngày, mi ln khy 3 phút. Xác đnh nng đ sinh khi bng cách đo OD 560nm sau 21 ngày nuơi cy. + nh hưng ca th tích và hình dng b: nuơi trng vi loi b thy tinh 10lit, b xi măng 50 lít, Khuy trn vi s ln ti ưu ca kt qu thí nghim trên, nuơi trong điu kin cĩ mái che bng tơn sáng. Xác đnh nng đ sinh khi sau 21 ngày. Da vào phương trình tương quan gia ch s OD và khi lưng sinh khi tươi, gia sinh khi tươi và khơ đ tính khi lưng sinh khi khơ trong mi bình nuơi cy. 2.2.6.5 Bưc đu đánh giá hiu qu nuơi trng Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th * Bưc đu đánh hiu qu kinh t Chun b 3 lơ thí nghim: + Lơ 1: mơi trưng Zarrouk + Lơ 2: mơi trưng Zarrouk thay th NaNO 3 bng urea + Lơ 3: mơi trưng Zarrouk thay th NaNO 3 bng ammonium sulfate. Điu kin nuơi trng Spirulina platensis ngồi t nhiên, nng đ ammonium sulfate hoc urea và s ln khy trn đưc la chn trên. Th tích b nuơi: 50lít mơi trưng. Thi gian thu sinh khi Spirulina platensis da vào kt qu đã đưc xác đnh. Nng đ sinh khi Spirulina platensis (mg/l) đưc xác đnh thơng qua ch s OD 560nm và phương trình tương quan gia ch s OD và sinh khi. * Đánh giá mt s thành phn dinh dưng cơ bn ca S. platensis Sinh khi Spirulina platensis thu đưc tin hành phân tích: hàm lưng Nitơ tng s, hàm lưng lipide, đưng kh và chlorophyll a.
54. 43 Phương pháp xác đnh hàm lưng Nitơ tng s s dng phương pháp Kjeldahl [3] Phương pháp xác đnh hàm lưng lipide tng s s dng phương pháp Soxhlet [3] Xác đnh đưng kh bng phương pháp so màu DNS [3] Pha lỗng mu: Hịa tan 1g mu cn đnh lưng trong 50ml nưc ct. Sau đĩ ly 3ml dch pha lỗng thêm vào 1ml DNS (3,5dinitrosalycylic acid) đem đo OD 540nm . Thí nghim lp li 3 ln. + Nguyên tc: Phương pháp da trên cơ s phn ng to màu gia đưng kh vi thuc th 3,5dinitrosalycylic . Cưng đ màu ca hn hp phn ng t l thun vi nng đ đưng kh trong mt phm vi nht đnh. Da theo đ th đưng chun ca glucose tinh khit vi thuc th 3,5 dinitrosalycylic acid s tính đưc hàm lưng đưng kh ca mu nghiên cu. Quy trình thc hin đưc tĩm tt qua bng 2.5. Bng 2.5 Bng tĩm tt quá trình thc hin phn ng DNS ng khơng đ Mu cn ng s 1 2 3 4 5 dng đưng chun đnh lưng Glucose 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 0.5mg/ml (ml) Nưc ct (ml) 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3 Mu cn đnh 3 lưng (ml) Tng dung 3 3 3 3 3 3 3 dch (ml) DNS (ml) 1 1 1 1 1 1 1 Nng đ 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 ? (mg/ml) Kt qu OD 540nm
55. 44 Tin hành dng đ th đưng chun cĩ dng phương trình y=ax+b. T kt qu đo OD 540nm ca mu cn đnh lưng, s dng phương trình đưng chun đ tính nng đ đưng kh trong dch cn đnh lưng đưng kh. Phương pháp xác đnh hàm lưng chlorophyll a [5] Dùng vi lc và cân chính xác 2 gam sinh khi tươi Spirulina platensis . Dùng 20 ml aceton 80% ngâm phn sinh khi Spirulina platensis trong 20 gi, chit qua bình khác, thêm 20 ml aceton 80% ngâm tip khong 5 gi, chit ln th 3 lp li như ln th 2. cui cùng gp chung li cho thêm dung dch aceton 80% đ 100ml. Ly 5ml dung dch trên pha vi 45ml dung dch aceton 80% ri đem đo mu bưc sĩng 663nm và 645nm. Đ tính hàm lưng sc t chlorophyll a, áp dng cơng thc MacKiniArnon: Ca = 12.7 D663 – 2.69 D645 D663 : Tr s hp th bưc sĩng 663nm D645 : Tr s hp th bưc sĩng 645nm Ca : Hàm lưng chlorophyll a.
56. 45 PHN 3 KT QU NGHIÊN CU VÀ BÀN LUN 3.1 Nghiên cu nh hưng ca nng đ ammonium sulfate thay th đn sinh trưng Spirulina platensis . Thành phn dinh dưng cơ bn nh hưng đn sinh trưng ca Spirulina platensis là ngun nitơ. Ngun nitơ t cht dinh dưng tham gia quá trình tng hp protein ca Spirulina platensis . Theo Cifferi, 1985 thành phn protein trong Spirulina platensis chim 65 % nên nhu cu dinh dưng nitơ đi vi Spirulina platensis rt quan trng. Trong mơi trưng Zarrouk, ngun nitơ đưc s dng là NaNO 3 vi t l 2,5g/l. Hin nay ngun nitơ vơ cơ là ammonium sulfate và urea ph bin trên th trưng, giá thành r hơn. Do đĩ thí nghim thc hin vic thay th NaNO 3 bng ngun ammonium sulfate hoc urea. Đ kho sát hiu qu ca vic thay th ammonium sulfate, trên cơ s ngun nitơ cĩ trong thành phn mơi trưng Zarrouk, thí nghim tin hành kho sát ln lưt các dãi nng đ ammonium sulfate là 0,3: 0,6: 0,9: 1,2: 1,5: 1,8g/l đ thay th hồn tồn NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk theo bng 2.1. Kt qu nghiên cu đưc ghi nhn bng 3.1.
57. 46 Bng 3.1 nh hưng ca nng đ A.sulfate t 0,3 – 1,8g/l thay th hồn tồn NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng Spirulina platensis Thi gian Sinh khi khơ (g/l) trong các mơi trưng thay th nuơi cy AS0,3 AS0,6 AS0,9 AS1,2 AS1,5 AS1,8 Zarrouk (ngày) 0 0,037 0,037 0,038 0,037 0,037 0,038 0,037 3 0,090 0,087 0,015 0,012 0,010 0,008 0,097 6 0,208 0,168 0,015 0,012 0,010 0,008 0,257 9 0,361 0,323 0,016 0,013 0,011 0,009 0,515 12 0,517 0,497 0,015 0,009 0,009 0,008 0,930 15 0,677 0,595 0,015 0,008 0,008 0,007 1,287 18 0,726 0,652 0,015 0,009 0,008 0,007 1,535 21 0,741 0,630 0,016 0,010 0,009 0,008 1,645 24 0,581 0,412 0,016 0,010 0,009 0,008 1,409 27 0,356 0,201 0,016 0,010 0,009 0,008 1,075 NH HƯNG A.SULFATE ĐN SINH TRƯNG S.PLATENSIS 1.8 1.6 Sinh khi khơ (g/l) AS0.3 1.4 Sinh khi khơ (g/l) AS0.6 1.2 Sinh khi khơ (g/l) AS0.9 1 Sinh khi khơ (g/l) AS1.2 0.8 0.6 Sinh khi khơ (g/l) AS1.5 0.4 Sinh khi khơ (g/l) AS1.8 SINH0.2 KHI KHƠ(g/l) Sinh khi khơ (g/l) Zarouk 0 0 5 10 15 20 25 30 THI GIAN (ngày) Đ th 3.1 nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,3 – 1,8g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng Spirulina platensis
58. 47 21 NGÀY Hình 3.1 nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,3 – 1,8g/l thay th hồn tồn NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng Spirulina platensis Kt qu bng 3.1 cho thy các nng đ ammonium sulfate t 0,9 – 1,8g/l, Spirulina platensis b c ch, úa vàng sau 03 ngày và cht hồn tồn sau 09 ngày. Như vy dãi nng đ này ca ammonium sulfate đã c ch sinh trưng Spirulina platensis. Vi sinh vt đu cĩ nhu cu dinh dưng cacbon cũng như dinh dưng nitơ, tuy nhiên mi đi tưng cĩ nhu cu riêng v loi cht dinh dưng và nng đ ca cht s dng. Nu nng đ quá cao, mc du là cht cn thit cũng s nh hưng đn sinh trưng ca vi sinh vt đĩ. Nguyên nhân là do khi nng đ cht dinh dưng cao làm tăng áp sut thm thu ca t bào vi sinh vt, dn đn nưc t t bào đi ra mơi trưng, nu kéo dài, t bào khơng th tn ti. nng đ ammonium sulfate thay th 0,3 – 0,6g/l, Spirulina platensis khơng cht nhưng sinh trưng khơng mnh, cĩ th do nhu cu
59. 48 nitơ trong mơi trưng khơng đáp ng. Như vy nng đ này Spirulina platensis vn khơng sinh trưng như trong mơi trưng Zarrouk. Da vào kt qu trên, chúng tơi cĩ cơ s cho vic tip tc la chn các dãi nng đ cht b sung trong nuơi cy tip theo. Trong mơi trưng nuơi trng Spirulina platensis cĩ th thay th ammonium sulfate vi liu lưng nh và lưng nitơ cịn thiu đưc b sung bng NaNO 3 đ bng hàm lưng nitơ như trong mơi trưng Zarrouk. Do đĩ thí nghim tin hành nuơi cy thay th NaNO 3 tương ng ln lưt vi nng đ 0,1: 0,3: 0,5: 0,7: 0,9 g/l ammonium sulfate theo bng 2.1. Kt qu đưc ghi nhn trong bng 3.2. Bng 3.2 nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,9g/l thay th khơng hồn tồn NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis Sinh khi khơ (g/l) Thi gian nuơi cy AS 0,1 AS 0,3 AS 0,5 AS 0,7 AS 0,9 Zarrouk (ngày) 0 0,037 0,037 0,037 0,037 0,037 0,037 3 0,095 0,092 0,025 0,014 0,013 0,096 6 0,258 0,169 0,015 0,013 0,010 0,257 9 0,514 0,399 0,016 0,012 0,011 0,515 12 0,876 0,702 0,015 0,009 0,009 0,930 15 1,135 1,005 0,015 0,009 0,008 1,288 18 1,289 1,164 0,015 0,009 0,008 1,536 21 1,405 1,294 0,015 0,009 0,008 1,644 24 1,246 1,076 0,015 0,009 0,008 1,408 27 1,020 0,865 0,015 0,009 0,008 1,074
60. 49 NC NH HƯNG CA AS ĐN SINH TRƯNG S.PLATENSIS 1.8 1.6 Sinh khi khơ (g/l) AS 0.1 1.4 1.2 Sinh khi khơ (g/l) AS 0.3 1 Sinh khi khơ (g/l) AS 0.5 0.8 Sinh khi khơ (g/l) AS 0.7 0.6 Sinh khi khơ (g/l) AS 0.9 0.4 SINH KHI KHƠ Sinh khi khơ (g/l) Zarouk 0.2 0 0 5 10 15 20 25 30 THI GIAN Đ th 3.2. nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,9g/l thay th khơng hồn tồn NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis Thí nghim tin hành thay th NaNO 3 bng ammonium sulfate vi nng đ 0,1 0,9g/l, kt qu cho thy nng đ 0,1 0,3g/l ammonium sulfate thi gian 21 ngày. Spirulina platensis sinh trưng tương đi tt, sinh khi khơ to thành t 1,294 – 1,405g/l gn tương đương vi mơi trưng Zarrouk sinh khi khơ to thành là 1,644 g/l. Trong khi đĩ ammonium sulfate thay th nng đ t 0,5 0,9g/l, Spirulina platensis b c ch, vàng úa và cht hồn tồn, sinh khi gim rõ rt (0,0080,015g/l). Chng t rng khong nng đ ammonium sulfate thích hp khi thay th mt phn NaNO 3 nm trong khong 0,1 0,3g/l. T đĩ chúng tơi tip tc kho sát thí nghim thay th NaNO 3 bng ammonium sulfate vi các nng đ 0,1; 0,2; 0,3g/l (bng 2.2) đ la chn nng đ thích hp nht ca ammonium sulfate đ nuơi trng Spirulina platensis . Hình nh minh ha nh hưng ca các nng đ ammonium sulfate t 0,1 0,9g/l thay th NaNO3 tương ng vi hàm lưng nitơ cĩ trong mơi
61. 50 trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis . Sau 09 ngày các nng đ c ch, mơi trưng chuyn thành trng, c th hình 3.3 và 3.4. 0 NGÀY Hình 2 9 NGÀY Hình 3 Hình 3.2 nh hưng nng đ A. sulfate t 0,1 0,9g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. Platensis (0 và 9 ngày)
62. 51 21 NGÀY Hình 3.3 nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,9g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis (21ngày) Đ la chn nng đ ammonium sulfate thích hp thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk, thí nghim tip tc tin hành nuơi cy Spirulina platensis trong các mơi trưng: mơi trưng Zarrouk, mơi trưng Zarrouk thay th NaNO 3 bng ammonium sulfate theo hàm lưng nitơ tương ng vi các nng đ 0,1: 0,2: 0,3g/l trong bng 2.2. Thí nghim tin hành nuơi cy trong 12 bình, mi bình 3 lít mơi trưng. Đo OD560nm ti các thi đim t 0 – 27 ngày, 03 ngày đo mt ln. Kt qu đưc tp hp bng 3.3.
63. 52 Bng 3.3 nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,3g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis Thi gian Sinh khi S.platensis khơ (g/l) nuơi cy AS0,1 AS0,2 AS0,3 Zarrouk (ngày) 0 0,032 0,032 0,033 0,032 3 0,084 0,090 0,087 0,087 6 0,203 0,223 0,203 0,232 9 0,466 0,509 0,409 0,513 12 0,741 0,831 0,703 0,837 15 1,125 1,203 1,023 1,211 18 1,394 1,499 1,252 1,504 21 1,584 1,673 1,356 1,675 24 1,370 1,436 1,239 1,482 27 1,164 1,247 1,095 1,299 NH HƯNG NNG Đ A.SULFATE ĐN SINH TRƯNG CA S.PLATENSIS 1.800 1.600 1.400 Sinh khi khơ (g/l) A0.1 Sinh khi khơ (g/l) A0.2 1.200 Sinh khi khơ (g/l) A0.3 1.000 Sinh khi khơ (g/l) Zarouk 0.800 0.600 SINH KHI KHƠ0.400 (g/l) 0.200 0.000 1 2 3 4 5 6 7 8 910 THI GIAN Đ th 3.3. nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,3g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis
64. 53 Hình 3.4 nh hưng ca nng đ A. sulfate t 0,1 0,3g/ l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis (21ngày) Kt qu nghiên cu nh hưng ca nng đ ammonium sulfate đn sinh trưng ca Spirulina platensis đã đưc xác đnh vi nng đ 0,2g/l ammonium sulfate thay th cho 0,262g/l NaNO 3 đ đm bo lưng nitơ cn thit bng lưng nitơ trong mơi trưng Zarrouk. Sinh khi thu đưc mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th là 0,2g/l ammonium sulfate cho 0,262g/l NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk là 1,673g/l, tương đương vi sinh khi khơ thu đưc mơi trưng Zarrouk là 1,675g/l (bng 3.3). Thi gian thích hp đ thu hoch Spirulina platensis là 21 ngày.
65. 54 3.2 Nghiên cu nh hưng ca nng đ urea thay th đn sinh trưng Spirulina platensis Thí nghim tin hành nuơi cy 18 bình tam giác cha 350 ml mơi trưng Zarrouk, mơi trưng Zarrouk thay th tương ng NaNO 3 ln lưt vi nng đ 0,1: 0,3: 0,5: 0,7: 0,9g/l urea theo bng 2.3. Kt qu đưc tng hp trong bng 3.4. Bng 3.4 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,9g/l thay th NaNO3 khơng hồn tồn trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis Thi gian Sinh khi khơ (g/l) nuơi cy U 0,1 U 0,3 U 0,5 U 0,7 U 0,9 Zarrouk (ngày) 0 0,036 0,036 0,036 0,036 0,035 0,036 3 0,090 0,089 0,087 0,087 0,086 0,096 6 0,250 0,207 0,206 0,202 0,201 0,262 9 0,496 0,279 0,074 0,071 0,067 0,510 12 0,831 0,074 0,036 0,038 0,036 0,844 15 1,124 0,058 0,027 0,024 0,023 1,130 18 1,395 0,043 0,019 0,017 0,014 1,401 21 1,612 0,019 0,014 0,009 0,008 1,614 24 1,490 0,019 0,014 0,009 0,008 1,503 27 1,277 0,019 0,014 0,009 0,008 1,281 Kt qu nghiên cu nh hưng ca nng đ uea t 0,1 0,9g/l đn sinh trưng Spirulina platensis th hin c th bng 3.4 cho thy rng nng đ urea 0,1g/l thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk thì Spirulina platensis sinh trưng tt. Sinh khi khơ thu đưc là 1,612g/l khơng chênh lch nhiu so vi sinh khi khơ thu đưc mơi trưng Zarrouk là 1,614g/l.
66. 55 Trong mơi trưng thay th urea nng đ t 0,3 0,9g/l thì Spirulina platensis trong thi gian t 0 – 6 ngày vn sinh trưng bình thưng như mơi trưng Zarrouk, nhưng đn ngày th 9 Spirulina platensis b c ch úa vàng và cht, th hin sinh khi ca Spirulina platensis gim rõ rt và chuyn t màu xanh sang màu vàng, lng xung đáy và dn dn trng hồn tồn (hình 3,7 và hình 3,8). Điu này chng t rng trong mơi trưng cĩ urea, nng đ NH 3 tích t gây đc, làm cht Spirulina platensis dn đn sinh khi gim. Kt qu đưc minh ha rõ nét trên đ th 3.4 NH HƯNG CA N Đ UREA ĐN SINH TRƯNG S.PLATENSIS 1.800 Sinh khi khơ (g/l) U 0.1 1.600 Sinh khi khơ (g/l) U 0.3 1.400 Sinh khi khơ (g/l) U 0.5 1.200 Sinh khi khơ (g/l) U 0.7 1.000 Sinh khi khơ (g/l) U 0.9 0.800 Sinh khi khơ (g/l) Zarrouk 0.600 SINH0.400 KHI KHƠ (g/l) 0.200 0.000 1 2 3 4 5 6 7 8 910 THI GIAN Đ th 3.4 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 0,9g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng Spirulina platensis
67. 56 0 NGÀY Hình 3.5 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 0,9g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis (0ngày) 9 NGÀY Hình 3.6 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 0,9g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis (09ngày)
68. 57 21 NGÀY Hình 3.7 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,9g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis (21ngày) Đ tin hành nuơi trng th nghim Spirulina platensis trong mơi trưng ngồi t nhiên, tip tc kho sát các nng đ urea 0,1 0,3g/l dung tích bình nuơi ln hơn (3lít/bình), đ xác đnh nng đ thích hp ca urea thay th NaNO 3 trong mơi trưng nuơi trng Spirulina platensis . Qua kt qu bng 3.5 cho thy khi thay th urea nng đ 0,1g/l bng NaNO 3 tương ng vi hàm lưng nitơ cĩ trong mơi trưng Zarrouk, Spirulina platensis sinh trưng tt, sau 21 ngày, sinh khi khơ thu đưc là 1,691g/l. Trong mơi trưng đi chng (mơi trưng Zarrouk) sinh khi khơ Spirulina platensis thu đưc khơng khác nhau cũng là 1,691g/l. Chng t rng nng đ urea nng đ 0,1g/l thích hp đ thay th NaNO 3 trong mơi trưng Zarrouk, sinh khi khơ thu đưc khơng thay đi.
69. 58 Bng 3.5 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,3g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis Thi gian nuơi Sinh khi S. platensis khơ (g/l) cy (ngày) U 0,1 U 0,2 U 0,3 Zarrouk 0 0,032 0,033 0,032 0,032 3 0,088 0,087 0,071 0,087 6 0,231 0,227 0,177 0,232 9 0,513 0,497 0,298 0,513 12 0,832 0,820 0,076 0,832 15 1,192 1,154 0,036 1,157 18 1,493 1,472 0,020 1,474 21 1,691 1,591 0,011 1,691 24 1,499 1,534 0,010 1,492 27 1,208 1,423 0,007 1,300 NH HƯNG NNG Đ UREA ĐN SINH TRƯNG S.PLATENSIS 1.800 1.600 Sinh khi khơ (g/l) U0.1 1.400 Sinh khi khơ (g/l) U0.2 1.200 Sinh khi khơ (g/l) U0.3 1.000 Sinh khi khơ (g/l) Zarouk 0.800 0.600 SINH KHI KHƠ 0.400 0.200 0.000 1 2 3 4 5 6 7 8 910 THI GIAN Đ th 3.5 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,3g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis
70. 59 9 NGÀY Hình 3.8 nh hưng ca nng đ urea t 0,1 – 0,3g/l thay th NaNO3 trong mơi trưng Zarrouk đn sinh trưng S. platensis 3.3 Nghiên cu nuơi trng th nghim S pirulina platensis trong mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th điu kin phịng thí nghim . T kt qu nghiên cu trên, chúng tơi la chn nng đ 0,2g/l ammonium sulfate thay th cho 0,262g/l NaNO 3 hoc 0,1g/l urea thay th cho 0,287g/l NaNO 3 trong mơi trương Zarrouk đ nuơi trng Spirulina platensis . Thc hin nuơi trng trong điu kin phịng thí nghim vi 9 bình, mi bình cha 3lít mơi trưng theo các lơ như sau: + Lơ 1: mơi trưng Zarrouk (Zarrouk) + Lơ 2: mơi trưng Zarrouk thay th 0,287g/l NaNO 3 bng 0,1g/l urea (U 0,1)
71. 60 +Lơ 3: mơi trưng Zarrouk thay th 0,262 g/l NaNO3 bng 0,2g/l ammonium sulfate (AS 0,2). Điu kin phịng thí nghim: + Khơng s dng đèn đin chiu sáng, s dng ánh sáng t nhiên chiu qua ca kính, khơng chiu trc tip lên bình nuơi cy. + Nhit đ phịng khong 25 – 27 0C. Bng 3.6 Sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th điu kin phịng thí nghim. Thi gian nuơi Sinh khi khơ (g/l) cy (ngày) U0,1 AS0,2 Zarrouk 0 0,032 0,032 0,032 3 0,088 0,086 0,090 6 0,205 0,199 0,201 9 0,334 0,330 0,339 12 0,567 0,560 0,565 15 0,869 0,866 0,871 18 1,190 1,185 1,187 21 1,475 1,470 1,472 24 1,227 1,254 1,249 27 1,067 1,076 1,088
72. 61 SINH TRƯNG S.PLATENSIS TRONG MƠI TRƯNG CĨ UREA VÀ A.SULFATE 1.6 1.4 1.2 Sinh khi khơ (g/l) U 0.1 1 Sinh khi khơ (g/l) AS 0.2 0.8 Sinh khi khơ (g/l) Zarouk 0.6 SINH KHI KHƠ (g/l) 0.4 0.2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 THI ĐIM NUƠI CY Đ th 3.6 Sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th điu kin phịng thí nghim Sinh khi khơ thu đưc c 3 mơi trưng là tương đương nhau, cĩ s chênh lch khơng đáng k, ln lưt 1,475g/l mơi trưng U0,1; 1,470g/l trên mơi trưng AS0,2; 1,472g/l mơi trưng Zarrouk. C 3 mơi trưng Spirulina platensis điu sinh trưng tt, So vi kt qu nghiên cu ca Luis D. Sanschez –Luna và cng s năm 2004, nuơi cy liên tc Spirulina platensis khi s dng urea cung cp hàng ngày trong sut thi gian nuơi cy thì lưng sinh khi khơ thu đưc cao nht là 1,200g/l. 3.4 Nghiên cu nh hưng ca mt s điu kin nuơi trng đn sinh trưng Spirulina platensis trong điu kin t nhiên, 3.4.1 nh hưng ca th tích b nuơi trng Spirulina platensis là vi khun lam cĩ kh năng quang hp. Khi nuơi trng trong mơi trưng thì nhu cu ánh sáng và thống khí đi vi Spirulina platensis là quan trng. Th tích b nuơi và cu trúc b phn nào
73. 62 nh hưng đn kh năng quang hp ca Spirulina platensis. Chính vì vy thí nghim tin hành kho sát sinh trưng ca Spirulina platensis trên 2 loi b cĩ th tích khác nhau và cu trúc khác nhau. Điu kin nuơi trng ngồi t nhiên, khuy trn như nhau đưc b trí theo các lơ như sau: + Lơ 1: Th tích 10 lít, gm c 3 mơi trưng: Zarrouk, Zarrouk thay th 0,262g/l NaNO 3 bng 0,2g/l ammonium sulfate, Zarrouk thay th 0,287g/l NaNO 3 bng 0,1g/l urea. + Lơ 2: : Th tích 50 lít, gm c 3 mơi trưng: Zarrouk, Zarrouk thay th 0,262g/l NaNO 3 bng 0,2g/l ammonium sulfate, Zarrouk thay th 0,287g/l NaNO 3 bng 0,1 g/l urea 0 NGÀY 21 NGÀY Hình 3.9 nh hưng th tích nuơi trng (10 lít) đn sinh trưng ca Spirulina platensis trong mơi trưng thay th ngồi t nhiên
74. 63 Bng 3.7 nh hưng th tích b nuơi đn sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th. Th tích b Sinh khi khơ (g/l) (lít) U 0,1 AS 0,2 Zarrouk B 10 1,212 1,207 1,209 B 50 1,581 1,577 1,579 NH HƯNG TH TÍCH B ĐN SINH TRƯNG S. PLATENSIS 1.8 1.6 1.4 1.2 1 B 10 0.8 B 50 SINHKHI KHƠ (g/l) 0.6 0.4 0.2 0 U 0.1 AS 0.2 Zarrouk Đ th 3.7 nh hưng th tích b nuơi đn sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th.
75. 64 0 NGÀY 21 NGÀY Hình 3.10 S sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th theo thi gian. Hình 3.11 nh hưng th tích b nuơi đn sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th.
76. 65 Kt qu bng 3.7 cho thy, cùng điu kin nuơi trng ngồi t nhiên nhưng th tích, hình dáng và cht liu b khác nhau cũng nh hưng đn sinh trưng ca Spirulina platensis . th tích 10 lít, nuơi trng trong b thy tinh, hình khi ch nht (hình 3.10), sau 21 ngày, sinh khi khơ thu đưc c 3 mơi trưng thp hơn th tích 50 lít nuơi trng trong b xi măng, hình ovan, ming b rng (hình 3.11 và hình 3.12). C th th tích 10 lít sinh khi khơ thu đưc là 1,212g/l (U0,1g/l), 1,207g/l (AS0,2g/l), 1,209g/l (Zarrouk). th tích 50 lít, sinh khi khơ thu đưc là 1,581g/l (U0,1g/l), 1,577g/l (AS0,2g/l), 1,579g/l (Zarrouk). Điu này phn ln do nh hưng th tích b xi măng 50 lít ming b rng ln nên nhit đ, đ thống khí trong b nuơi tương đi đng đu và thun li. Khi nuơi trng Spirulina platensis cĩ xu hưng ni lên b mt b nuơi đ thu nhn ánh sáng và trao đi khí. Vi khun lam Spirulina platensis cĩ các đc tính ni trên mt nưc là do các khơng bào khí dng hình tr, đưng kính khong 0,065 m, cao khong 1 m, cĩ màng protein dng si xon bao quanh. Khơng bào khí giúp nĩ ni trên mt nưc thành tng đám dày, đây là mt đc đim riêng bit. B nuơi cĩ ming rng hơn đáy s thun li cho Spirulina platensis sinh trưng hơn. Do vy, sinh khi thu đưc b xi măng 50 lít cao hơn b thy tinh 10 lít t 0,370 – 0,371 g/l. 3.4.2 nh hưng ca thi đim nuơi cy Yu t sinh thái nh hưng đn sinh trưng ca vi sinh vt rt nhiu. Sinh thái mơi trưng b chi phi bi các mùa trong năm, các tháng trong năm, bi thi tit khu vc, Thí nghim tin nghiên cu thi đim nuơi cy nh hưng đn sinh trưng Spirulina platensis vào tháng 7, 8, 9 trong năm 2010.
77. 66 Bng 3.8 nh hưng ca thi đim nuơi cy đn sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th Sinh khi khơ (g/l) Thi đim nuơi cy (sau 21 ngày nuơi cy) U 0,1 AS 0,2 Zarrouk Tháng 7/2010 1,033 1,019 1,030 Tháng 8/2010 0,898 0,895 0,900 Tháng 9/2010 1,531 1,525 1,523 NH HƯNG CA THI ĐIM NUƠI CY 1.800 1.600 1.400 1.200 Tháng 7/2010 1.000 Tháng 8/2010 0.800 Tháng 9/2010 0.600 0.400 SINH 0.200KHI KHƠ (g/l) 0.000 U 0.1 AS 0.2 Zarrouk Sinh khi khơ (g/l) THI ĐIM NUƠI CY Đ th 3.8. nh hưng ca thi đim nuơi cy đn sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng thay th Sinh khi khơ thu đưc sau 21 ngày nuơi cy các thi đim khác nhau thì cĩ s chênh lch đáng k. Cùng mt mơi trưng thay th urea 0,1g/l nhưng vào thi đim tháng 7/2010 nhit đ trung bình 26,47 0C, cưng đ ánh sáng 7,88 klux, sinh khi khơ là 1,033g/l, tháng 8/2010 nhit đ trung bình 26,01 0C, cưng đ ánh sáng 6,90klux, sinh khi khơ là
78. 67 0,898g/l, tháng 9/2010 nhit đ trung bình 28,54 0C, cưng đ ánh sáng 9,05 klux, sinh khi khơ là 1,531g/l. Mơi trưng thay th ammonium sulfate 0,2g/l vào thi đim tháng 7/2010 sinh khi khơ là 1,019g/l, tháng 8/2010 sinh khi khơ là 0,895g/l, tháng 9/2010 sinh khi khơ là 1,525g/l. Mơi trưng Zarrouk vào thi đim tháng 7/2010 sinh khi khơ là 1,030g/l, tháng 8/2010 sinh khi khơ là 0,900g/l, tháng 9/2010 sinh khi khơ là 1,523g/l. Chng t các thi đim nuơi cy cưng đ ánh sáng, nhit đ khác nhau nh hưng đn sinh trưng ca Spirulina platensis . Vào thi đim tháng 8/2010, nhit đ trung bình và cưng đ ánh sáng thp nên sinh khi khơ thu đưc thp nht so vi tháng 7/2010 và tháng 9/2010 . 3.4.3 nh hưng ca ch đ chiu sáng và che chn đn sinh trưng ca S. platensis Spirulina platensis cn cưng đ ánh sáng ti ưu t 25.000 – 30.000 lux, khong này hot tính enzyme cao nht. Spirulina platensis cĩ kh năng phát trin đưc cưng đ ánh sáng 60.000 lux trong 2 – 3 ngày, thm chí chu đưc cưng đ 120.000 lux, nhưng ch đưc ít phút. Trong các trưng hp cưng đ cao ca ánh sáng, tc đ sinh trưng, tng hp sinh khi tăng mnh so vi điu kin ti ưu, song ch đưc thi gian ngn, Spirulina platensis b phân gii t bào và cht. Mt khác, vi khun lam cũng thích nghi vi chu kỳ sáng – ti. Trong Spirulina platensis cĩ rt nhiu túi khí cĩ đưng kính 70 nm đưc to nên t nhng chui protein. Khi mun ni trên mt nưc đ hp thu ánh sáng mt tri và quang hp thì các túi khí này tích lũy đ khơng khí. Sau khi đã hp thu đ ánh sáng, t bào Spirulina platensis tích lũy đưc mt lưng ln carbonhydrate làm tăng áp sut thm thu trong t bào, lúc này các khí trong túi b ép li và đưc phĩng thích ra khi t bào, hịa tan vào mơi trưng xung quanh. Vi khun lam khơng cịn khí chìm xung đáy, chuyn sang pha ti tin hành chuyn hĩa carbohydrate sang protein. Điu này
79. 68 đưc thc hin trong quy trình nuơi na kín – na h hoc tương đương vi s khuy trn Spirulina platensis ln lưt ni lên b mt nhn ánh sáng và di chuyn xung phía dưi ca mơi trưng nuơi cy ít hoc khơng cĩ ánh sáng xuyên thu. Thí nghim đưc tin hành nuơi trng trong các điu kin t nhiên như nhau, riêng ch đ che sáng và che chn khác nhau như sau: Mơi trưng t nhiên khơng cĩ mái che (KMC) Cưng đ ánh sáng trung bình đo đưc là 6,18 klux Mơi trưng t nhiên cĩ mái che bng tơn sáng (CMCS) Cưng đ ánh sáng trung bình đo đưc là 5,77 klux Mơi trưng t nhiên cĩ mái che bng tơn khơng sáng (CMCKS) Cưng đ ánh sáng trung bình 5,04 klux nh hưng ca ch đ chiu sáng và che chn khác nhau đn sinh trưng ca Spirulina platensis đưc tp hp bng 3.9 Bng 3.9 nh hưng ca ch đ chiu sáng và che chn đn sinh trưng ca Spirulina platensis trên mơi trưng thay th ngun nitơ Sinh khi khơ (g/l) Ch đ chiu sáng, sau 21 ngày nuơi cy) che chn U 0,1 AS 0,2 Zarrouk KMC (6,18 klux) 0,612 0,584 0,600 CMCS (5,77 klux) 1,090 1,081 1,085 CMCKS (5,04 klux) 0,801 0,793 0,804
80. 69 NH HƯNG CH Đ CHIU SÁNG ĐN SINH TRƯNG S.PLATENSIS 1.200 1.000 0.800 KMC 0.600 CMCS 0.400 CMCKS SINH KHI0.200 KHƠ 0.000 U 0.1 AS 0.2 Zarrouk (sau 21 ngày nuơi cy) Sinh khi khơ (g/l) Đ th 3.9 nh hưng ca ch đ chiu sáng và che chn đn sinh trưng ca Spirulina platensis trên các mơi trương thay th Spirulina platensis đưc nuơi trng ngồi t nhiên các điu kin khác nhau v ch đ chiu sáng. Sau ngày 21 kt qu thu đưc bng 3.9 cho thy lơ thí nghim nuơi trng trong điu kin khơng cĩ mái che, ánh sáng chiu trc tip đng thi thi đim nuơi trng mưa nhiu, nưc vào trong mơi trưng làm gim sinh khi rõ rt. mơi trưng thay th urea 0,1g/l sinh khi khơ là 0,612g/l, mơi trưng thay th ammonium sulfate 0,2g/l sinh khi khơ là 0,584g/l, mơi trưng Zarrouk sinh khi khơ là 0,600g/l, lơ thí nghim cĩ mái che, thiu ánh sáng, sinh khi khơ thu đưc là 0,793 0,804g/l, Trong khi đĩ cùng mơi trưng nuơi cy nhưng lơ thí nghim cĩ mái che bng tơn sáng, tránh ánh sáng trc tip và nưc mưa vào trong mơi trưng thì sinh khi khơ thu đưc cao hơn (t 1,081 1,090g/l). T kt qu thu đưc cho thy nh hưng ca ch đ chiu sáng đn sinh trưng ca Spirulina platensis rt rõ. Đc bit Đk Lk vào mùa mưa, cn cĩ mái che đ ngăn mưa vào mơi trưng đng thi va tránh ánh nng chiu trc tip nh hưng đn năng sut Spirulina platensis .
81. 70 3.4.4 nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng S. platensis Các yu t nh hưng đn sinh trưng Spirulina platensis bao gm ánh sáng, nhit đ, pH và ch đ khy trn khi Spirulina platensis sinh trưng đt mt đ sinh khi nht đnh thì ch đ khy trn rt quan trng. Bi vì nĩ giúp cho tt c các t bào cĩ kh năng tip xúc ánh sáng đ tin hành quang hp, tng hp nên protein. Đng thi ch đ khy trn cũng làm cho mơi trưng đưc thống khí. Spirulina platensis khơng b bám dính trên thành bình, b b làm cho Spirulina platensis b khơ, cht gây ra gim sinh khi. Bng 3.10 nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th Ch đ khy trn Sinh khi khơ (g/l) Phn trăm tăng (%) (ln/ngày) 0 0,844 4 1,193 29,25 8 1,197 29,49 12 1,204 29,90 NH HƯNG CH Đ KHY TRN ĐN SINH TRƯNG S. PLATENSIS 1.4 1.2 1 0.8 MT U0.1 sau 21 ngày nuơi cy 0.6 Sinh khi khơ (g/l) 0.4 0.2 SINH KHI KHƠ (g/l) 0 1 2 3 4 CH Đ KHY TRN Đ th 3.10 nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th
82. 71 Ch đ khy trn nh hưng rõ rt gia 0 ln/ngày so vi 4,8,12 ln/ngày, mi ln 3 phút, kt qu th hin rõ qua sinh khi khơ thu đưc 0 ln/ngày là 0,844g/l, cịn s ln khy trn 4,8,12 ln/ngày, sinh khi khơ thu đưc ln lưt là 1,193g/l, 1,197g/l và 1,204g/l. Điu này chng t rng khy trn là bt but trong nuơi trng Spirulina platensis, bi vì khơng khy trn, Spirulina platensis sinh trưng gim 29,25 29,90% so vi khy trn. Nguyên nhân là do lưng Spirulina platensis ni trên b mt và bám dính vào thành, khơ cht và gây cn tr lưng ánh sáng chiu tồn b b nuơi cy, làm hn ch kh năng sinh trưng ca Spirulina platensis , kt qu làm sinh khi khơ gim. B nuơi trng cha 50 lít mơi trưng trong th tích b 80 lít, ch đ khy trn nh hưng rt ln đn sinh trưng Spirulina platensis. Nhưng s khác nhau gia các s ln khuy trn là 4,8,12 ln trong ngày khơng làm bin đng ln đn sinh trưng Spirulina platensis. Theo chúng tơi kt qu phù hp vi th tích b nuơi nh, s khơng phù hp các b nuơi ln hơn nhiu, đc bit trên rung nuơi. Theo Fos R.A và mt s tác gi khác, ch đ nuơi h ngồi tri trên rung din tích ln thì s ln khuy trn t 9 – 10 ln /ngày, mi ln 5 10 phút. Như vy, vi dung tích b nuơi trng 50 lít mơi trưng thì s ln khy trn 4 ln/ngày, mi ln 3 phút là phù hp.
83. 72 0 ln khy 4 ln khy Hình 3.12 nh hưng ca ch đ khy trn đn sinh trưng Spirulina platensis trên mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th 3.5 Bưc đu đánh giá hiu qu s dng ngun nitơ thay th đn nuơi trng th nghim Spirulina platensis Spirulina platensis đưc nuơi trng trong các mơi trưng cĩ ngun nitơ thay th là ammonium sulfate và urea điu kin phịng thí nghim và mơi trưng ngồi t nhiên, cĩ mái che bng tơn sáng, tránh ánh nng trc tip, khuy trn 4 ln trong ngày, 3 phút/ln. Nng đ sinh khi khơ đưc xác đnh qua ch s OD560nm sau 21 ngày nuơi cy. Sinh khi Spirulina platensis đưc thu hoch, lc và phân tích các ch tiêu: Hàm lưng Nitơ tng s Hàm lưng lipide, đưng kh và chlorophyll a.
84. 73 Hình 3.13 Sinh khi tươi S. platensis 3.5.1 Đánh giá v thành phn dinh dưng sinh khi Spirulina platensis  Xác đnh hàm lưng nitơ tng s, lipide và đưng kh Các mu đưc xác đnh hàm lưng nitơ tng s bng phương pháp Kjeldahl t đĩ nhân vi h s 6,25 đ tính đưc hàm lưng protein ca tng mu nghiên cu. Phân tích hàm lưng lipide bng phương pháp Soxhlet. Đnh lưng đưng kh bng phương pháp DNS (3,5 – dinitrosalycylic acid). Kt qu hàm lưng protein, lipide và glucose đưc tp hp bng 3.11 Bng 3.11 Thành phn dinh dưng cơ bn ca Spirulina platensis Thành phn Mơi trưng phịng thí Mơi trưng ngồi t nhiên dinh dưng nghim (%) U 0,1 AS 0,2 Zarrouk U 0,1 AS 0,2 Zarrouk Protein 63,25 63,06 63,19 61,50 61,94 61,63 Lipit 5,74 5,81 5,76 5,63 5,69 5,67 Glucose 1,60 1,60 1,70 1,60 1,60 1,60
85. 74 Kt qu phân tích th hin bng 3.11 thì hàm lưng protein và lipit các mu nuơi trng trong các mơi trưng cĩ thay th urea hoc ammonium sulfate so vi mơi trưng Zarrouk khơng cĩ s khác bit đáng k. Tuy nhiên các mu nuơi trng ngồi t nhiên hàm lưng protein thp hơn trong phịng thí nghim. Các mu nuơi cy trong phịng thí nghim hàm lưng protein t 63,06 63,25%. Các mu nuơi trng ngồi t nhiên hàm lưng protein t 61,50 61,94%. Hàm lưng protein ca các mu nghiên cu phù hp vi kt qu cơng b trên là prtein 56 77% [30]. Hàm lưng lipit ca các mu thí nghim t 5,63 – 5,81% cao hơn cơng b ca Cifferi, 1985 (lipit 5%) và Nguyn Hu Thưc, 1996 (lipit 1,12%). T kt qu đo OD540nm, da vào phương trình đưng chun glucose đ xác đnh hàm lưng glucose trong các mu thí nghim Spirulina platensis , Hàm lưng glucose t 1,6 1,7%.  Hàm lưng chlorophyll a T kt qu đo OD663nm và OD645nm, da vào cơng thc MacKini Arnon Ca = 12,7 D663 – 2,69 D645 đ tính hàm lưng chlorophyll a ca Spirulina platensis Bng 3.12 Hàm lưng chlorophyll a ca Spirulina platensis Phịng thí nghim Ngồi t nhiên Các ch s theo dõi U0,1 A0,2 Zarrouk U0,1 A0,2 Zarrouk OD663nm 0,918 0,917 0,917 0,917 0,920 0,916 OD645nm 0,552 0,554 0,553 0,551 0,550 0,553 Hàm lưng Chlorophyll a 10,169 10,161 10,159 10,167 10,209 10,146 (mg/g)