Kỷ yếu Hội nghị Khoa học thủy sản lần 4: 314-325 Trường Đại học Cần Thơ

314
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT NUÔI SINH KHỐI TẢO
Spirulina platensis
Dương Thị Hoàng Oanh
1
, Nguyễn Thị Kim Liên
1

ABSTRACT
Nowadays, Spirulina platensis has been taken into consideration in producing
nutrient, pharmaticeutical, and cosmetic products since this kind of algae
contains chlorophyll, protein, and essential fatty acid and vitamins. In this
research, Spirulina platensis was cultured for biomass (500 litres per tank) in
order to determine the daily harvest ratios and the highest harvesting density.
The experiment consisted of 4 different treatments of daily harvest ratios: 10%,
20%, 30% and no harvest (the control). These treatments were randomly
designed with three replicates each. The initial density of the algae was 30,000
inds/mL. The environmental criteria (Temperature, pH, TAN, N-NO
3
-
, P-PO
4
3-
)
were collected every three days. The results showed that the highest density of
the treatment 10% was 252.738±997 inds/ml on the 14
th
day; the treatment
20% was 486.065±1587 inds/ml on the 16

1
Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ
Kỷ yếu Hội nghị Khoa học thủy sản lần 4: 314-325 Trường Đại học Cần Thơ

315
cá thể/ml vào ngày thứ 14, nghiệm thức 20% là 480.065±1587 cá thể/ml (ngày
thứ 16), và nghiệm thức 30% 244.929±5526 cá thể/ml (ngày thứ 9). Sau 21
ngày nuôi, năng suất tảo đạt lần lượt ở các nghiệm thức là 276.317 cá thể/ml,
642.319 cá thể/ml, và 473.311 cá thể/ml. Mật độ tảo và năng suất ở nghiệm
thức 2(20%) cao hơn có ý nghĩa (p< 0,05) so với 2 nghiệm thức còn lại.
Từ khóa: Spirulina platensis, nuôi sinh khối, tỉ lệ thu hoạch, mật độ.
1 GIỚI THIỆU
Trong 50 năm gần đây việc sản xuất sinh khối tảo ngày càng được chú trọng
trên toàn thế giới vì nguồn thực phẩm đang trở nên khan hiếm. Tảo lam và các
loại vi tảo khác như Spirulina, Chlorella và Dunaliella có tiềm năng lớn không
chỉ sản xuất để làm thực phẩm từ tảo mà còn để ly trích các hợp chất có giá trị
như β-caroten và phycocyanin. Tảo lam, đặc biệt là tảo Spirulina được xem là
loại thức ăn tốt cho sức khỏe mà nhiều nước phát triển đưa vào nuôi trồng công
nghiệp và sử dụng dưới nhiều dạng chế phẩm khác nhau thông qua việc nghiên
cứu giá trị dinh dưỡng của tảo. Mặt khác, hiện nay Spirulina được sản xuất
rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, và sản phẩm của nó được sử dụng làm thức
ăn cho con người và gia súc, gia cầm (Belay et al., 1993). Với kỹ thuật nuôi
đơn giản, thời gian sản xuất hầu như quanh năm, sinh khối thu được có giá trị
dinh dưỡng cao với hàm lượng protein đạt 60-70% trọng lượng khô, có nhiều
các axít amin đặc biệt là các axít amin không thay thế, giàu các vitamin, các
chất khoáng, các sắc tố và nhiều chất có hoạt tính sinh học khác (Ciferri và
Tiboni, 1985; Dillon et al., 1995). Nhờ vậy, những ứng dụng của tảo Spirulina
không chỉ là nguồn dinh dưỡng quý mà còn được ứng dụng nhiều trong y-dược
học, mỹ phẩm… Thêm vào đó nhiều giống loài tảo trong đó có tảo Spirulina
cũng được ứng dụng nhiều trong việc xử lý nước thải, trong nuôi trồng thủy

(Godia et al., 2002).
2.2 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành trên 12 bể composite (500 lít/bể) đặt ngoài trời, ánh
sáng tự nhiên, thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức
và 3 lần lặp lại, nguồn dinh dưỡng cho tảo phát triển là môi trường Zarrouk.
Nguồn dinh dưỡng này được cấp một lần vào ngày đầu tiên khi bố trí tảo vào
nghiệm thức. Nước được cấp thêm hàng ngày để bù vào lượng nước mất đi do
thu sinh khối tảo đối với các nghiệm thức. Có sục khí ở các bể thí nghiệm. Mật
độ tảo bố trí là 37.000 cá thể/ml. Thí nghiệm gồm 3 nghiệm thức (NT1, NT2,
NT3) và 1 đối chứng (NTĐC) tương ứng với tỉ lệ thu sinh khối tảo là 10%,
20%, 30% và 0%/ngày. Thu mẫu 3 ngày/lần đối với các mẫu môi trường gồm:
Nhiệt độ, pH, NO
3
-
, TAN, PO
4
3-
. Mẫu được bảo quản lạnh và được phân tích
theo các phương pháp phân tích hiện hành tại phòng thí nghiệm thuộc bộ môn
Thủy sinh học ứng dụng, Khoa Thủy sản, trường Đại học Cần Thơ. Mẫu tảo
được thu hàng ngày vào 10 giờ sáng bằng micropipette 1 mL và cố định bằng
formol 2-4%. Tảo được đếm bằng buồng đếm Sedgwick-Rafter theo phương
pháp Boyd và Tucker (1992). Số liệu được xử lý bằng Excel và xử lý thống kê
bằng phần mềm SPSS với ANOVA một nhân tố để so sánh độ sai biệt có ý
nghĩa giữa các nghiệm thức ở mức 0,05.
3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Các yếu tố môi trường
3.1.1 Nhiệt độ
Kết quả thí nghiệm cho thấy nhiệt độ giữa các nghiệm thức trong suốt thời gian
thí nghiệm không có sự biến động lớn và không khác biệt nhiều, nhiệt độ trung

Hình 1. Biến động nhiệt độ trong thí nghiệm
Nhiệt độ tuy không nằm trong khoảng tối ưu nhưng tảo vẫn có thể tồn tại cho
nên có thể đây cũng là nguyên nhân làm cho sự phát triển của tảo ở tất cả các
nghiệm thức chậm lại từ ngày thứ 14 và mật độ tảo giảm cho đến khi kết thúc
thí nghiệm.
3.1.2 pH Hình 2. Biến động pH trong thí nghiệm
pH trong 17 ngày thí nghiệm dao động từ 9,8-10,3 (Hình 2) và giá trị trung
bình ở các nghiệm thức 10%, 20% và 30% và 0% tương ứng là 10,16 ± 0,11;
10,17 ±0,11; 10,14 ± 0,12; 10,23 ± 0,15. Từ ngày thứ 2 thì giá trị pH ở các
nghiệm thức đều tăng nguyên nhân là do tảo phát triển tốt, quá trình quang hợp
xảy ra mạnh, kết quả làm tăng pH. Giá trị pH đạt cao nhất ở NT0% (10,42 ±
0,06) là do ở nghiệm thức này mật độ tảo tăng cao do không thu hoạch dẫn đến
24
25
26
27
28
29
30
31
32

khi nuôi tảo Spirulina ngoài trời pH=10,5 không hạn chế sự phát triển của tảo
nhưng khi pH tăng lên 11 lại giới hạn tảo phát triển. Theo Richmon (1986), tảo
Spirulina thuộc nhóm tảo hấp thu chủ yếu HCO
3
-
cho quá trình quang hợp, nên
phát triển mạnh ở môi trường pH cao và pH của thí nghiệm (pH=9,8-10,3) luôn
nằm trong khoảng thích hợp cho tảo phát triển, kết quả của thí nghiệm cũng
phù hợp với nghiên cứu của Ciferii (1983) là tảo S. platensis phát triển mạnh ở
hồ Rombou và hồ Bodou có đặc điểm pH rất cao (10-10,4).
3.1.3 TAN
Hàm lượng TAN trung bình trong 5 đợt thu mẫu ở các nghiệm thức trong thời
gian thí nghiệm với nồng độ lần lượt là 0,44 ± 0,12; 0,42 ± 0,24; 0,37 ± 0,12;
và 0,40 ± 0,06 mg/L tương ứng với NT1, NT2, NT3, và NTĐC (Hình 3). Nhìn
chung, hàm lượng TAN ở các nghiệm thức biến động tăng giảm theo cùng
khuynh hướng và phụ thuộc vào sự phát triển của tảo. Theo Richmond (1986)
mặc dù nitrate là nguồn đạm chủ yếu để tảo Spirulina hấp thu cho quá trình
sinh trưởng nhưng muối ammonium vẫn được sử dụng trong môi trường nuôi
với nồng độ <100 mg/L. Các loại muối ammonium nhìn chung ở nồng độ cao
(>2,5 mol) có thể gây chết tế bào tảo (Gibor, 1956; Mil’ko, 1962), còn ở nồng
độ thấp, muối ammonium trở thành chất đệm cho môi trường, nó kích thích tế
bào tảo sinh trưởng tốt hơn so với muối nitrate (Baas-Becking, 1930; Paasche,
1971). Do vậy biến động TAN trong thí nghiệm có liên quan đến sự phát triển
của tảo, khi mật độ tảo ở các nghiệm thức tăng lên, lượng đạm ammonia được
tảo hấp thụ nhiều hơn làm cho hàm lượng TAN giảm rất rõ ở các lần thu mẫu.
-

Nitrate là một trong những dạng đạm được tảo Spirulina hấp thu chủ yếu
(Zarrouk, 1966; Paoletti et al., 1975; Schlo¨sser,1982), khi hàm lượng quá cao
thì sẽ làm cho tảo nở hoa từ đó sẽ làm thay đổi chất lượng nước, còn khi hàm
lượng quá thấp thì sẽ không đủ cho tảo hấp thu (Boyd et al., 2002).
Hình 4: Biến động NO
3
-
trong thí nghiệm
Hàm lượng NO
3
-
trong thời gian thí nghiệm dao động từ 30,09 ± 4,56; 39,39 ±
11,2; 40,76 ± 19,02; và 33,93 ± 14,68 mg/L ứng với NT1, NT2, NT3, và
NTĐC (Hình 4). Các nghiệm thức NT1, NT2, NTĐC có hàm lượng NO
3
-
giảm
dần từ đợt thu mẫu thứ 2-4 vì lúc này tảo phát triển mạnh hấp thu đạm nhiều,
trong khi NT3 hàm lượng NO

320
thời gian này tảo ở NTĐC liên tục phát triển với mật độ cao mà chất dinh
dưỡng chỉ cung cấp một lần khi bố trí thí nghiệm đã làm hàm lượng nitrate
giảm thấp. Do thu hoạch với tỷ lệ thấp (10% và 20%) nên mật độ tảo ở NT1,
NT2 luôn tăng, do vậy hàm lượng NO
3
-
cũng giảm thấp đến đợt thứ 5 của thí
nghiệm.
3.1.5 P-PO
4
3-

Hình 5: Biến động PO
4
3-
trong thí nghiệm
Hàm lượng lân (PO
4
3-
) trung bình của các nghiệm thức trong thời gian thí

thứ tư thì hàm lượng lân lại tăng do tảo bắt đầu suy tàn nên không hấp thu lân.
Ở NTĐC hàm lượng PO
4
3-
gần như giảm dần qua các đợt thu mẫu do tảo phát
triển trong suốt quá trình nuôi.
0
1
2
3
4
5
6
7
12345
Đợt thu
mg/L
NT1 NT2 NT3 NTĐC
Kỷ yếu Hội nghị Khoa học thủy sản lần 4: 314-325 Trường Đại học Cần Thơ

321
3.1.6 Sự phát triển của tảo
Sau khi bố trí thí nghiệm 4 ngày, (khi tảo ở giai đoạn cuối pha tăng trưởng và
đầu pha tăng trưởng chậm) mật độ tảo trong các nghiệm thức đạt khoảng
88.000 cá thể/mL khi đó tiến hành thu sinh khối tảo. Mật độ tảo trung bình
trước khi thu sinh khối (ngày thứ 4) ở 4 nghiệm thức không khác biệt nhau
nhiều (Bảng 1). Ở ngày thứ 5 sau khi thu sinh khối theo các tỷ lệ khác nhau thì
mật độ tảo đă tăng lên rõ rệt, ứng với NT1, NT2, và NT3 là 103.145 ± 1.625;
112.960 ± 4.500; và 101.293 ± 7.202 cá thể/mL, riêng NTĐC thì không thu
hoạch nhưng mật độ tăng chậm hơn các nghiệm thức khác 95.034 ± 4.818 cá

200000
300000
400000
500000
600000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
ngày
cá thể/ml
NT1 NT2
NT3 NTĐC

Kỷ yếu Hội nghị Khoa học thủy sản lần 4: 314-325 Trường Đại học Cần Thơ

322
Theo Lê Văn Cát và ctv. (2006) thì Spirulina platensis là loại vi tảo có kích
thước lớn nên tốc độ phát triển, khả năng hấp thu dinh dưỡng và ánh sáng thấp
hơn các loài tảo có kích thước nhỏ hơn. Theo Hoogenhout và Amesz (1965);
Reynods (1984) tốc độ phát triển của tảo lam luôn kém hơn các nhóm tảo khác.
Ở nhiệt độ 20
o
C ánh sáng bão hòa, trong một ngày tảo lam có hệ số phân đôi từ
0,3 – 1,4, trong khi đó ở tảo khuê là 0,8-1,9 và tảo lục đơn bào là 1,3-2,3
(VanLiere và Walsy, 1982), điều này giải thích tại sao khi thu hoạch tảo với tỷ
lệ cao thì tốc độ phát triển của tảo lại chậm hơn so với thu hoạch tảo ở tỷ lệ
thấp. Mặt khác, theo Trần Thị Thanh Hiền và ctv. (2000) khi nuôi tảo theo mô
hình nuôi bán liên tục mà thu hoạch theo tỷ lệ lớn trên ngày thì tảo rất dễ bị
nhiễm tạp, khó chủ động và có thể tàn bất cứ lúc nào. Nhìn chung, khi tiến
hành thu hoạch tảo theo tỷ lệ 20%/ngày thì sẽ cho kết quả tốt nhất, đồng thời sẽ
kéo dài được thời gian nuôi
.

103.145 ± 1625
b
112.960 ± 4500
a
101.293 ± 7202
b
95.034 ± 4818
c
6
137.033 ± 10131
a
132.182 ± 6887
a
113.034 ± 9356
b
116.923 ± 9508
b
7
169.440 ± 15399
a
146.922 ± 669
b
131.404 ± 4111
c
141.663 ± 6489
b
8
187.477 ± 17214
a
170.660 ± 3231

220.846 ± 16911
b
12
244.846 ± 3913
a
223.402 ± 2141
b
101.330 ± 2421
c
231.661 ± 17980
b
13
247.587 ± 7371
a
223.216 ± 1025
a
99.367 ± 6530
b
241.142 ± 15610
a
14
252.738 ± 997
b
312.217 ± 3278
a
96.775 ± 3711
c
248.920 ± 12439
b
15

tảo, nếu mật độ tảo trong ngày tăng thì năng suất thu hoạch tăng theo. Nhìn
Kỷ yếu Hội nghị Khoa học thủy sản lần 4: 314-325 Trường Đại học Cần Thơ

323
chung, năng suất tảo có khuynh hướng tăng dần qua 17 ngày thí nghiệm đối
với các nghiệm thức. Bảng 2 cho thấy năng suất cuối cùng của thí nghiệm,
trong đó NT2 là nghiệm thức đạt năng suất cao nhất trong 17 ngày
(642.319±4.129 cá thể/ml), kế đến là NT3 (473.311 ± 3.102 cá thể/mL) và thấp
nhất là NT1 (276.317 ± 38.335 cá thể/mL). Nhìn chung, từ ngày đầu tiên khi
thu hoạch đến ngày kết thúc thí nghiệm thì cả 3 nghiệm thức đều có sự khác
biệt nhau về tỷ lệ năng suất thu hoạch trên ngày. Riêng nghiệm thức đối chứng
nếu thu hoạch toàn bộ vào lúc mật độ cao nhất thì năng suất vẫn thấp (265.586
± 6.666 cá thể/mL - ngày 16) so với 3 nghiệm thức có thu hoạch hằng ngày có
lẽ do không thu hoạch nên lượng tảo chết làm ảnh hưởng đến môi trường và sự
phát triển của tảo do vậy tảo không đạt được mật độ cao.
Bảng 2: Năng suất thu hoạch trong thí nghiệm (đơn vị: cá thể/mL)
Ngày
NT1
(10%/ngày)
NT2
(20%/ngày)
NT3
(30%/ngày)
4
9.097 ± 1696
b
21.525 ± 157
a
28.066 ± 389
a

c
38755 ± 458
b
73479 ± 184
a
10
22417 ± 10113
c
42148 ± 378
a
32066 ± 277
b

11
24311 ± 2291
c
44999 ± 489
a
31133 ± 177
b
12
24418 ± 441
c
44680 ± 607
a
30399 ± 180
b
13
24758 ± 739
b

21366 ± 134
b

Tổng cộng:
276.317 ± 38.335
c
642.319 ± 4.129
a
473.311 ± 3.102
b

Theo kết quả thống kê từ ngày thứ 10 đến kết thúc thí nghiệm thì năng suất thu
hoạch ở NT2 cao hơn có ý nghĩa (p<0,05) so với NT1, NT3. Ở NT2 năng suất
luôn tăng nhanh theo ngày, năng suất trung bình là 47.753 ± 4.601 cá thể/mL
còn NT1, NT3 thì tốc độ tăng chậm hơn, ứng với năng suất trung bình lần lượt
là 20.555 ± 1.674 cá thể/mL và 34.250 ± 764 cá thể/mL. Đối với NT1, mặc dù
thời gian phát triển kéo dài nhưng tỉ lệ thu hoạch thấp nên năng suất thấp, còn
đối với NT3 năng suất tăng chậm hơn NT2 là do nghiệm thức này thu hoạch
Kỷ yếu Hội nghị Khoa học thủy sản lần 4: 314-325 Trường Đại học Cần Thơ

324
theo tỷ lệ lớn hơn làm cho tảo không phục hồi lại kịp lượng tảo bị mất đi khi
thu sinh khối.
4 KẾT LUẬN
Nuôi sinh khối tảo Spirulina platensis trong thể tích 500 lít với tỉ lệ thu hoạch
20%/ngày thì sau 17 ngày tảo đạt năng suất 642.319 cá thể/mL và đạt mật độ
cao nhất là 480.065 cá thể/mL. Thu hoạch với tỷ lệ 20%/ngày là tỷ lệ thu tốt
nhất trong thí nghiệm và kéo dài được thời gian nuôi.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Baas-Becking, L.G.M. 1930. Observations on Dunaliella viridis Teodoresco.

Kỷ yếu Hội nghị Khoa học thủy sản lần 4: 314-325 Trường Đại học Cần Thơ

325
Schlo’sser, U.G., 1982. Sammlung von Algenkulturen. Ber. Dtsch. Bot. Ges. 95,
181- 276.
Van Liere, L. and Walsy, A.E. 1982 Interaction of Cyanobacteria with light, In:
N.G. Carr and B.A. Whitton [Eds] The Biology of the Cyanobacteria.
Blackwell Science Publication, Oxford, 9-45.
Vonshak, A., Tomaselli, L., 2000. Arthrospira (Spirulina): systematics and
ecophysiology. In: Whitton, B.A., Potts, M. (Eds.), Ecology of Cyanobacteria.
Kluwer, The Netherlands, pp. 505– 523.
Zarrouk, C., 1966. Contribution a ` l’e ´tude d’une cyanophyce ´e.Influence de
divers facteurs physiques et chimiques sur lacroissance et la photosynthe `se
de Spirulina maxima (Setch. Et Gardner) Geitler. PhD thesis. University of
Paris, Paris,France.
Lê Văn Cát, Đỗ Thị Hồng Nhung và Ngô Ngọc Cát, 2006. Nước nuôi thủy sản
chất lượng và giải pháp và cải thiện chất lượng nước. Nhà xuất bản Khoa học
và Kỹ thuật.