BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN
NÔNG THÔN

CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC KHOÁNG ĐỂ XÂY DỰNG QUI TRÌNH SẢN
XUẤT TẢO SPIRULINA PLATENSIS ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG LÀM NGUYÊN LIỆU
CHẾ BIẾN THỨC ĂN CHO NGƯƠÌ VÀ ĐỘNG VẬT NUÔI THỦY SẢN Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

ThS. Nguyễn Thị Bích Ngọc Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
8387 Nha trang - 2010


Số tài khoản: 9310100030
Tại Kho bạc tỉnh Khánh Hòa
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG
THỦY SẢN III

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Nha Trang, ngày 20 tháng 3 năm 20102
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 1/ năm 2008 đến tháng12 / năm 2009
- Thực tế thực hiện: từ tháng 1/năm 2008 đến tháng 12/năm 2009
- Được gia hạn (nếu có):
- Lần 1 từ tháng 12 năm 2008 đến tháng 3 năm 2009
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1.687 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1.687 tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ ngu
ồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng, 3
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản
chi
Tổng SNKH Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
Ghi chú

1 Trả công
lao động
(khoa học,
phổ thông)
503,69 503,69

569,23 569,23

Chênh lệch do
chuyển tiền từ mua
nước khoáng sang

189,66 189,66

Chênh lệch do tiết
kiệm chi và để lại
tiền nghiệm thu
xin được quyết
toán vào năm 2010

Tổng cộng
1687,16 1687,16

1631,43 1631,43

Tiết kiệm chi
39,43tr, để lại đề
nghị thanh toán
năm 2010 là 16,3tr

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn,
phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn
bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)
Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản Ghi chú
1 Số 13/CV-TS3,
ngày 10/1/2009
Điều chỉnh nội dung và

tham gia
chủ yếu
Sản
phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
1
Viện Công nghệ
Sinh học - Viện
Khoa học và
Công nghệ Việt
Nam

Viện Công nghệ
Sinh học - Viện
Khoa học và
Công nghệ Việt
Nam

- Cung cấp
tảo giống
- Đánh giá
chất lượng
tảo dựa trên
thành phần
sinh hóa
- Tảo
giống

Viện Công nghệ
Sinh học và Môi
trường – Đại
học Nha trang

- Lựa chọn
máy sấy tảo
tối ưu
Sản phẩm
tảo sấy ở
máy đông
khô

- Lý do thay đổi: Để thực hiện nội dung lựa chọn loại máy sấy tảo phù hợp,
cần nhiều loại máy sấy.
Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường – Đại học Nha
có máy sấy đông khô, ví vậy cùng phối hợp thực hiện nội dung này. 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10
người kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện

2
/ngày

2
KS. Nguyễn
Minh Châu
KS. Nguyễn
Minh Châu
Thực hiện
chuyên đề:
- “Xây dựng qui
trình nuôi sinh
khối tảo”
- Xác định mật
độ ban đầu tảo
tối ưu

- Báo cáo
chuyên đề: Xây
dựng qui trình
nuôi sinh khối
tảo
- Mật độ tảo tối
ưu ban đầu

3
KS. Nguyễn
Văn Cảnh
KS. Nguyễn
Văn Cảnh

lên quá trình
sinh trưởng phát
triển của tảo

4 KS. Lê Quí
Bôn
KS. Lê Thị
Nhàn
- Thực hiện
chuyên đề:
“Xây dựng qui
trình nuôi sinh
khối tảo”
- Nghiên cứu độ
sâu thích hợp
nuôi sinh khối
tảo
- Báo cáo
chuyên đề: “Xây
dựng qui trình
nuôi sinh khối
tảo”
- Đưa ra được độ
sâu thích hợp để
nuôi tảo

5 KS. Hoàng
Thị Ngọc
CN. Nguyễn
Dũng

sinh hóa
- Tảo giống
thuần
- Số liệu phân
tích thành phần
sinh hóa tảo

7 KS. Nguyễn
Trọng Lực
TS. Nguyễn
Văn Duy
- Lựa chọn máy
sấy tảo tối ưu
Sản phẩm tảo sấy
máy đông khô

8
TS. Đặng Diễm
Hồng

KS. Nguyễn
Thanh Sơn
- Đánh giá chất
lượng tảo dựa
trên thành phần
sinh hóa
Số liệu phân tích
thành phần sinh
hóa tảo


cơ quan
thực hiện
1 Thử nghiệm nuôi tảo ở các
nguồn nước khoáng khác
nhau
4-6/2008 4-
8/2008
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
2 Nghiên cứu lựa chọn môi
trường dinh dưỡng thích hợp
cho sự phát triển của tảo
Spirulina platensis
7-9/2008 5-
7/2008
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
3 Nghiên cứu mật độ nuôi thích
hợp
9-11/2008 7-
8/2008
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV

7
và 4-

Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
7 Lựa chọn máy sấy tảo phù
hợp
4-9/2009 7-
12/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
8 Xây dựng qui trình quản lý
bể nuôi sinh khối tảo
3-10/2009 2-
9/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
9 Xây dựng qui trình sản xuất
tảo Spirulina đảm bảo chất
lượng làm nguyên liệu sản
xuất thức ăn cho người và
ĐVTS
3-11/2009 2-
11/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III

cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú

1
Qui trình công nghệ sản
xuất tảo Spirulina
platensis đạt chất lượng
1 1
2
Báo cáo chuyên đề về “
qui trình nuôi sinh khối
tảo Spirulina và “qui trình
quản lý bể nuôi sinh khối
tảo Spirulina”
2 2

c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số

Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1 Sinh viên 2 2 9/2009

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời gian
Địa điểm
(Ghi rõ tên, địa
chỉ nơi ứng dụng)
Kết quả
sơ bộ
1 Bột tảo khô Spirulina 2009 - Viện Nghiên
cứu Nuôi trồng
TS III
- Viện công
Bước đầu
nghiên cứu
thành công tạo
ra một số sản

10
nghệ sinh học
– Đại học Nha
trang
- Công ty

ủa đất nước trong việc tạo ra các sản phẩm có ý nghĩa sử
dụng cao trong trong đời sống kinh tế xã hội.
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận
chính, người chủ trì…)
I Báo cáo định kỳ
Lần 1 15/6/2008 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra
Lần 2 10/11/2008 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra
Lần 3 15/6/2009 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra
Lần 4 20/9/2009 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra

11
II Kiểm tra định kỳ
Lần 1 12/12/2008 Đề tài đã triển khai kh1
nhiều việc, kết quả có
triển vọng
Công việc năm 2009 rất
nhiều, tập trung nghiên
cứu ổn định chất lượng.
Chuyển qui mô phòng thí

I
MỤC LỤC
MỤC LỤC I
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT…………………………V
DANH MỤC CÁC BẢNG VI
DANH MỤC CÁC HÌNH VIII
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 Đối tượng nghiên cứu 3
1.1.1 Hình thái phân loại 3
1.1.2 Đặc điểm hình thái, cầu tạo 3
1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sinh trưởng của tảo Spirulina
platensis 4
1.2.1 Ảnh hưởng của ánh sáng 4
1.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 5

1.2.3 Ảnh hưởng của pH 5
1.2.4 Ảnh hưởng của độ mặn 5
1.3. Ảnh hưởng của độ sâu bể nuôi 6
1.4. Ảnh hưởng của CO
2
6
1.5. Nhu cầu dinh dưỡng của tảo Spirulina platensis. 7
1.5.1. Nitơ 7
1.5.2. Cacbon 8
1.5.3. Phốtpho 8
1.5.4. Thành phần vi lượng 9

II
1.6. Thành phần dinh dưỡng của tảo Spirulina platensis 9

2.2.3. Xây dựng qui trình sản xuất tảo Spirulina platensis đảm bảo chất lượng, đạt
năng suất từ 6 – 10 gr khô/m
2
/ngày 25
2.2.4. Xây dựng mô hình sản xuất tảo Spirulina platensis 25
2.3. Phương pháp phân tích mẫu 26
2.3.1. Phân tích thành phần lý hóa học trong nước 26
2.3.2. Phương pháp phân tích thành phần sinh hóa tảo Spirulina platensis 27
2.4. Phương pháp xử lý số liệu 28
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29
3.1. Chọn lựa nguồn nước khoáng nuôi tảo Spirulina platensis 29
3.1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học của các nguồn nước khoáng 29
3.1.2. Nuôi thử nghiệm tảo bằng các nguồn nước khoáng khác nhau 32
3.1.3. Chấ
t lượng tảo Spirulina platensis nuôi trong các nguồn nước khoáng khác
nhau 34
3.2. Nghiên cứu cơ sở khoa học để xây dựng qui trình công nghệ nuôi sinh khốí tảo
Spirulina platensis đảm bảo chất lượng, đạt năng suất 6 -10 gr khô/m
2
/ngày 36
3.2.1. Nuôi thử nghiệm tảo S. platensis trong các môi trường dinh dưỡng khác nhau
36
3.2.2. Lựa chọn mật độ ban đầu thích hợp cho sự phát triển của tảo Spirulina
platensis 39
3.2.3. Nghiên cứu lựa chọn độ sâu thích hợp để nuôi sinh khối tảo Spirulina
platensis 47
3.2.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng bổ sung CO
2
lên quá trình phát triển của tảo
Spirulina platensis 51

V

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT


Vi sinh vật

C
18:2
axít linoleic

C
18:3
axít γ-linoleic

VI

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Hàm lượng các kim loại nặng trong tảo Spirulina platensis được nuôi ở các
nguồn nước khác nhau 17
Bảng 2.1: Thiết kế thí nghiệm 23
Bảng 3.1: Thành phần hóa học nước khoáng 29
Bảng 3.2: Nuôi thử nghiệm tảo bằng các nguồn nước khoáng khác nhau 32
Bảng 3.3: Thành phần sinh hóa của tảo khô Spirulina nuôi trong 3 nguồn nước
khoáng 34
Bảng 3.4: Thành phần kim loại nặng của tảo khô Spirulina nuôi trong 3 nguồn
nước khoáng 35
Bảng 3.5: Giá trị pH
ở các môi trường nuôi tảo 36
Bảng 3.6: Kết quả nuôi thử nghiệm tảo trong các môi trường dinh dưỡng khác nhau
36
Bảng 3.7: Kết quả nghiên cứu lựa chọn mật độ ban đầu thích hợp cho sự phát triển
của tảo 40
Bảng 3.8: Kết quả nghiên cứu lựa chọn mật độ ban đầu thích hợp cho sự phát triển

Bảng 3.20: Thành phần sinh hóa tảo Spirulina platensis sấý khô bằng các phương
pháp khác nhau và từ các nguồn gốc khác nhau 71
Bảng 3.21. Ưu, nhược điểm của các phương pháp sấy tảo Spirulina khác nhau 70
Bảng 3.22. So sánh ưu, nhược điểm của hệ thống nuôi sinh khối tảo Spirulina kín
và nuôi h
ở 73
Bảng 3.23: Công thức môi trường Nisole 77
Bảng 3.24. Biến động các yếu tố môi trường trong thời gian nuôi sinh khối tảo
Spirulina platensis trong hệ thống kín 79
Bảng 3.25. Kết quả nuôi thu tảo Spirulina platensis trong hệ thống kín 79
Bảng 3.26. Kết quả nuôi thu tảo Spirulina platensis trong hệ thống nuôi hở 81
Bảng 3.27. Chi phí sản xuất tảo Spirulina platensis 83

VIII

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Tảo Spirulina platensis dưới kính hiển vi 3
Hình 1.2: Hệ thống bể nước chảy (raceway ponds) để nuôi tảo Spirulina 11
Hình 1.3: Hệ thống bể tròn dùng cho nuôi tảo 11
Hình 1.4: Thu hoạch tảo và phơi tảo 14
Hình 2.1 : Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 20
Hình 3.1: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo nuôi trong 3 nguồn nước
khoáng 33
Hình 3.2: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo nuôi trong các môi trường dinh
dưỡng khác nhau 37
Hình 3.3: Đường cong sinh trưởng của quầ
n thể tảo nuôi trong bình tam giác ở các
1
MỞ ĐẦU
Spirulina platensis là loài tảo lam, các tế bào liên kết thành tập đoàn dạng
sợi, có giá trị dinh dưỡng cao: protein chiếm đến 67 %, cao gấp 2 -3 lần thịt bò
và thịt gà; lipid - 11,5%; carbonhydrate - 15,3%; xơ- 0,1%, axit nucleic 4,2 %
trọng lượng khô và có nhiều loại axit béo không bão hoà đa nối đôi, các nguyên
tố đa và vi lượng khác nhau (Đặng Đình Kim, 2002). Protein trong tảo Spirulina
gồm 18 loại axit amin, trong đó các loại axit amin thiết yếu như leucin,
isoleucin, valin, lysin, methionin và tryptophan đều có mặt với tỷ lệ vượt tr
ội so
với chuẩn của tổ chức lương nông quốc tế (F.A.O) quy định, hệ số tiêu hóa và
hệ số sử dụng protein rất cao (www.spirulina.com.vn). Bên cạnh đó hàm lượng
axit gama linolenic (tiền thân của chất prostaglandin) rất cao có tác dụng cùng
với vitamin E chống xơ vữa động mạch, điều hòa huyết áp, bảo vệ gan và các tế
bào thần kinh. Spirulina có các loại vitamin nhóm B, hàm lượng vitamin B12
cao gấp 2 lần trong gan bò, caroten cao gấp 10 lần trong củ cà rốt. Sắ
c tố tạo
cho tảo có mầu xanh lam (phycocyanin), các nguyên tố vi lượng như K, Mg,
Fe, Mn, Zn cũng rất cao có lợi cho hoạt động của hệ thần kinh và tim mạch,
chống lão hóa ngăn ngừa bệnh ung thư và kích thích sự đáp ứng miễn dịch của
cơ thể đối với các tác nhân có hại từ bên ngoài. Đặc biệt - kẽm và các axít amin:
tryptophan, arginin có trong tảo giúp tăng cảm giác hưng phấn tình dục ở nam

c nguồn nguyên liệu tảo Spirulina platensis tại Việt
Nam có thành phần dinh dưỡng cao làm thức ăn cho người và động vật thủy
sản. Để đạt được mục tiêu trên đề tài tiến hành thực hiện các nội dung chính
sau:
1. Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước khoáng để nuôi tảo Spirulina
platensis đạt sinh khối và chất lượng tốt
2. Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng qui trình công nghệ nuôi sinh
khối tảo Spirulina platensis đả
m bảo chất lượng đạt năng suất 6 - 10gr
khô/m
2
/ngày bằng nguồn nước khoáng đã chọn
3. Xây dựng qui trình công nghệ sản xuất tảo Spirulina platensis, đảm
bảo chất lượng đạt năng suất 6 -10 g khô/m
2
/ngày bằng nước khoáng
4. Xây dựng mô hình sản xuất tảo Spirulina platensis
.
.
.
.
.
.
.

3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Đối tượng nghiên cứu
1.1.1 Hình thái phân loại

ường đến sinh trưởng của tảo Spirulina
platensis.
1.2.1 Ảnh hưởng của ánh sáng.
Ánh sáng ảnh hưởng đến vi tảo thông qua các yếu tố: chất lượng ánh
sáng, cường độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng. Các nghiên cứu của
Charencova và ctv, 1975 đã cho thấy cường độ ánh sáng tối ưu cho sự phát triển
của tảo S. platensis nằm trong khoảng 2 - 3 klux. Còn theo Vonshak & Tomaseli
(2000) thì ánh sáng thích hợp cho sự phát triển của Spirulina là 150 – 200
µmol/m
2
/s. Và theo Tadrro & Robert (1988), tảo S. platensis sinh trưởng và phát
triển tốt ở 80 - 120 uE m
-2
s
-1
và đạt năng suất cao nhất ở cường độ ánh sáng 80
uE m
-2
s
-1
, trong khi S. maxxima đạt năng suất cao nhất ở 120 µE m
-2
s
-1
. Khi
nghiên cứu những ảnh hưởng của các yếu tố lý hóa và dinh dưỡng lên sự phát
triển của S. platensis được phân lập từ hồ Kojima, Baldia & ctv (1991) xác định
rằng sự phát triển nhanh chóng theo cấp số mũ của Spirulina platensis đạt được
ở cường độ ánh sáng 10000 lux trong suốt pha tăng trưởng. Tuy nhiên, sự phát
triển đạt đến bão hòa khi cường độ ánh sáng nằm giữa 5000 - 10000 lux và