BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

ĐẶNG THỊ MEN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG VÀ MÔI
TRƯỜNG DINH DƯỠNG LÊN SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ TẢO
Spirulina platensis (Geitler, 1925) NUÔI TRONG NƯỚC MẶN Ở ĐIỀU KIỆN
PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên Ngành: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN GVHD: Th.S TRẦN THỊ LÊ TRANG
Nha Trang, tháng 6 năm 2013
i
LỜI CAM ĐOAN

iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC CÁC HÌNH vi
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Đặc điểm sinh học của Spirulina 3
1.1.1. Vị trí phân loại 3
1.1.2. Phân bố 3
1.1.3. Đặc điểm hình thái 4
1.1.4. Cấu tạo 4
1.1.5. Sinh sản 5
1.1.6. Sinh trưởng 5
1.2. Thành phần hóa học của Spirulina 6
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của tảo 10
1.3.1. Ánh sáng 10
1.3.2. Nhiệt độ 11
1.3.3. Độ mặn 12
1.3.4. pH 12
1.3.5. Sục khí/ xáo trộn nước 12

2.5.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu môi trường 25
2.6. Phương pháp xử lí số liệu 25
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26
3.1. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của quần thể tảo S. platensis
nuôi trong nước mặn ở điều kiện phòng thí nghiệm 26
3.2. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng của quần thể tảo S.
platensis nuôi trong nước mặn ở điều kiện phòng thí nghiệm 28
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32
4.1. Kết luận 32
4.2. Kiến nghị 32
TÀI LIỆU THAM KHẢO 33
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần sinh hóa của tảo Spirulina 7
Bảng 1.2. Thành phần vitamin và khoáng của tảo Spirulina 8
Bảng 1.3. Thành phần tế bào của tảo Spirulina 8
Bảng 1.4. Thành phần acid amin của sinh khối tảo Spirulina 9
Bảng 2.1. Môi trường f/2 21
Bảng 2.2. Môi trường TT3 21
Bảng 2.3. Môi trường HBM – 95 22
Bảng 3.1. Khoảng biến động các yếu tố môi trường trong thí nghiệm 1. 26
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng của quần thể tảo S.
platensis 27
Bảng 3.3. Khoảng biến động các yếu tố môi trường trong thí nghiệm 2. 28
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng của quần thể tảo S.
platensis. 30


C: carbon
CĐAS: cường độ ánh sáng
N: nitơ
NTTS: nuôi trồng thủy sản
OD: optical density
P: phốt pho
KLK: khối lượng khô 1
MỞ ĐẦU
Trong sản xuất giống các đối tượng hải sản, vi tảo là nguồn thức ăn quan trọng,
quyết định đến hiệu quả nuôi. Ngoài việc sử dụng làm thức ăn cho đối tượng nuôi, vi
tảo còn được biết đến với vai trò là giúp ổn định và tạo môi trường nuôi tự nhiên.
Tảo Spirulina là một loài tảo có giá trị dinh dưỡng rất cao với hàm lượng
protein đạt 60 – 70% trọng lượng khô và chứa đầy đủ các axit amin thiết yếu. Ngoài
ra, kỹ thuật nuôi đơn giản và thời gian sản xuất hầu như quanh năm cũng là lợi thế khi
nuôi sinh khối loài tảo này. Chính vì vậy, những ứng dụng của tảo không chỉ là nguồn
dinh dưỡng quý mà còn được ứng dụng nhiều trong y – dược học.
Ở Việt Nam, tảo Spirulina đã được nuôi thử nghiệm vào năm 1976 và đã nuôi
trồng ở nhiều tỉnh thành nhưng quy mô nhất là tại công ty Vĩnh Hảo, Bình Thuận [12].

3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đặc điểm sinh học của Spirulina
1.1.1. Vị trí phân loại
Ngành: Cyanophyta
Lớp: Cyanophyceae
Bộ: Oscillatoriales
Họ: Oscillatoriaceae
Giống: Spirulina
Loài: Spirulina platensis (Geitler, 1925) [34].
Tên gọi khác: Arthrospira platensis [22].

Hình 1.1. Tảo Spirulina platensis (độ phóng đại 400 lần).
1.1.2. Phân bố
Theo Cifferi & Tiboni (1985) [34], Spirulina là một loại tảo lam xuất hiện sớm

1.1.4. Cấu tạo
Theo Hedenskog G và Hifsten A.V (1980) [34], tảo được cấu tạo từ một sợi đa
bào, mỗi tế bào của sợi tảo rộng 5µm, dài 2mm. Không có lục lạp mà chỉ có các
thilacoit phân bố trong toàn bộ tế bào. Không có không bào nhưng lại có không bào
khí. Không có lục lạp mà chỉ có thilacoid phân bố trong toàn bộ tế bào.
Phycobiliprotein và protein liên kết được gắn vào bề mặt ngoài của thylacoid, lớp
ngoài cùng là phycoerythin, tiếp theo là phycocianin và phần trong cùng có
allphycoyanin. Thành tế bào có cấu trúc nhiều lớp chứa mucopolymer, pectin và các
loại polysaccharide khác. Màng tế bào nằm sát ngay dưới thành tế bào và nối với
màng quang hợp thylacoid tại một vài điểm.
Spirulina có khả năng tạo ra các không bào khí nhỏ (gas vesicle) có đường kính
cỡ 70nm và được cấu trúc từ các sợi protein bện lại. Cũng như các tảo lam khác:
chúng chưa có nhân điển hình, vùng nhân không rõ, trong đó có chứa AND [1].
5
1.1.5. Sinh sản
Theo Cifferri (1985) và Richmond (1966) [34], thì Spirulina có một vòng đời
khá đơn giản. Một trichome trưởng thành bị cắt thành nhiều mảnh thông qua sự phân
lập, những tế bào chuyên biệt necridia và sẽ tiêu giảm cho đến khi tạo các đĩa tách rời
và lõm ở hai mặt. Kết quả sự phân cắt trichome là sự tạo những chuỗi ngắn (2 – 4 tế
bào) gọi là hormogonia, tách xa sợi mẹ. Các tế bào trong hormogonia mất phần gắn
chặt của tế bào necridia trở nên tròn ở hai đầu nhưng vách không dày lên thêm. Trong
tiến trình sinh sản, các hạt trong tế bào chất dường như ít đi, tế bào có màu xanh nhạt.
Sự vỡ ngẫu nhiên của trichome cùng với sự phân lập necridia bảo đảm sự tăng trưởng
của sinh thể.

, C
0
: mật độ tế bào tại t và 0 tương ứng.
 m: tốc độ tăng trưởng đặc thù (phụ thuộc vào loài tảo, cường độ ánh sáng, nhiệt
độ,…).
 Pha giảm tốc độ sinh trưởng: pha này sự phân chia tế bào sẽ chậm lại khi các
chất dinh dưỡng, ánh sáng, độ pH, CO
2
hoặc yếu tố sinh hóa khác bắt đầu hạn chế sự
sinh trưởng.
 Pha ổn định: sinh khối tảo không tăng và đạt mật độ cực đại. Quá trình quang
hợp và phân chia tế bào vẫn xảy ra trong suốt pha này nhưng số lượng tế bào mới sinh
ra gần ngang bằng với số lượng tế bào chết đi. Do đó, ở pha này không có sự tăng
trưởng về số lượng tế bào.
 Pha tàn lụi: trong pha cuối cùng này, chất lượng nước xấu đi và các chất dinh
dưỡng cạn kiệt tới mức không thể duy trì được sự sinh trưởng. Mật độ giảm nhanh và
cuối cùng công việc nuôi bị dừng lại.

Hình 1.3. Pha sinh trưởng của vi tảo [10].
1.2. Thành phần hóa học của Spirulina
7
Theo nghiên cứu của nhiều tác giả Clenment (1975), Busson (1971), Santillan
(1982) và Pirt (1984) [34] thì cho rằng: Spirulina là loài tảo giàu dinh dưỡng, đặc biệt
là protein và vitamin.
Về thành phần acid amin ta thấy protein của Spirulina chứa tất cả acid amin,
đặc biệt là acid amin không thay thế với hàm lượng khác cân đối, bằng hoặc vượt tiêu
chuẩn của FAO quy định [34].
Bảng 1.1. Thành phần sinh hóa của tảo Spirulina (Clement, 1975; trích theo [34]).
Chỉ số Đơn vị tính Hàm lượng
Protein % khối lượng khô 60 – 70

Insotiol 3,5
Niasin B
3
118
Dyridoxin B
6
3
Thyanin B
1
55
Tocopheral E 190
Thành phần khoáng
Canxi 1,150
Phosphor 8,280
Sắt 528
Natri 344
Clo 4200
Magie 1,663
Mangan 22
Kali 14,4
Selen 0,4

Bảng 1.3. Thành phần tế bào của tảo Spirulina (Pirt, 1984; trích theo [34]).

Thành phần (%) Spirulina platensis
Protein 67
Lipid 13,1
Cacbohydrat 14,5
Chất xơ 0,9
Tro 7,6

hàm lượng chlorophyll tổng số là 0,7% (tính theo khối lượng khô), hàm lượng caroten
là 0,23% (Clement, 1975; trích theo [5]).
10
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của tảo
1.3.1. Ánh sáng
Ánh sáng là nguồn năng lượng chính cho sự phát triển và sinh trưởng của tảo.
Theo Coutteau (1996) [31] các vi tảo cũng quang hợp giống như tất cả các loài thực
vật khác, nghĩa là chúng đồng hóa carbon vô cơ để chuyển hóa thành chất hữu cơ. Quá
trình tổng quang hợp quang hóa diễn ra theo phản ứng sau [16]:
Ánh sáng mặt trời
6CO
2
+ 6H
2
O C
6
H
12
O
5
+ 6O
2

Chất diệp lục
Ánh sáng chính là nguồn năng lượng điều khiển phản ứng này, vì vậy cường độ
ánh sáng, chất lượng quang phổ và chu kỳ sáng cần phải được xem xét [31]. Cường độ
ánh sáng đóng một vai trò quan trọng, nhưng yêu cầu về cường độ ánh sáng thay đổi
rất lớn theo độ sâu của môi trường nuôi và mật độ tảo: ở độ sâu lớn và mật độ tảo cao
thì cường độ ánh sáng phải tăng để có thể xuyên qua được môi trường nuôi (1000 lux
thích hợp với các bình tam giác, 5000 – 10000 lux cho các dung tích lớn hơn). Cường

bóng tối [29].
Cường độ ánh sáng của mỗi loài vi tảo khác nhau thì khác nhau. Vì vậy, việc
nghiên cứu để xác định cường độ ánh sáng thích hợp cho sinh trưởng của quẩn thể tảo
S. platensis (Geitler, 1925) khi nuôi trong nước mặn là rất cần thiết.
1.3.2. Nhiệt độ
Mỗi loài vi tảo có một khoảng nhiệt độ thích ứng nhất định. Nhìn chung, các
loài vi tảo có thể sống trong khoảng nhiệt độ từ 16 – 30
0
C. Nếu nhiệt độ cao hơn 35
0
C,
tảo có thể chết (kể cả những loài tảo nhiệt đới) và nếu thấp hơn 16
0
C, tảo sẽ phát triển
rất chậm. Nhiệt độ thích hợp cho hầu hết các loại tảo phát triển tốt là 20 – 25
0
C [31].
Tảo lam phát triển ở nhiệt độ khá cao, chúng có khả năng phát triển ở nhiệt độ
32 – 40
0
C. Nhiệt độ phát triển tốt nhất của chúng thường là 35
0
C [34]. Ở nhiệt độ thấp
hơn 25
0
C tảo lam phát triển chậm còn ở nhiệt độ lớn hơn 40
0
C tảo bị chết sau 6 ngày.
Nhiệt độ tối thiểu cho chúng tồn tại là 18
0

0
C và ánh sáng yếu 3000 lux, khả năng
sống sót của S. platensis lớn hơn [34].
1.3.4. pH
pH của môi trường quá cao hay quá thấp đều làm chậm tốc độ tăng trưởng của
tảo nuôi. Mức dao động pH thuận lợi cho sự phát triển của hầu hết các loài tảo vào
khoảng 7 – 9; tốt nhất từ 8,2 – 8,7 (Ukeles, 1971; trích theo [24]). Trong khi đó
khoảng pH tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển tảo lam nằm trong khoảng pH từ
8,5 – 9. Ở pH này, các nguồn carbon vô cơ được đồng hóa nhiều nhất. Tuy nhiên, ở
pH từ 10 – 11 tảo vẫn có khả năng phát triển nhưng rất chậm [8].
Sự biến đổi pH trong môi trường nuôi tảo phụ thuộc vào sự cân bằng sau:
HCO
3
-
 CO
2
+ OH
Trong quá trình quang hợp, tảo hấp thụ CO
2
mạnh nên thường làm pH tăng lên
rất cao. Có thể khắc phục tình trạng này bằng phương pháp sục khí có bổ sung khí CO
2
hoặc bổ sung NaHCO
3
vào môi trường nuôi [18].
1.3.5. Sục khí/ xáo trộn nước
13
Năng suất của tảo phụ thuộc nhiều vào xáo trộn nước trong bể nuôi. Theo
Countteau (1996) [31], xáo trộn nước là việc làm cần thiết để ngăn ngừa tảo không bị
lắng nhằm đảm bảo tất cả các tế bào của quần thể tảo được tiếp xúc với ánh sáng và

phù hợp cho hầu hết các loài vi tảo nuôi hiện nay là môi trường Guillard f/2 và môi
trường Walne [25, 31].
Ở Việt Nam môi trường bổ sung dinh dưỡng của Hoàng Thị Bích Mai rất phù
hợp cho ngành tảo trần, đang được sử dụng phổ biến tại các cơ quan nghiên cứu và các
trại nuôi tôm sú [10].
Môi trường TT3 (Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III Nha Trang, 2001) là
môi trường đang được các cơ sở sản xuất giống thủy sản ứng dụng trong nuôi sinh
khối thể tích lớn, do thành phần công thức đơn giản, tiết kiệm được chi phí sản xuất
[17].
14
Tảo S. platensis được thuần hóa mặn đã từng được nuôi bằng môi trường f/2.
Tuy nhiên, đây cũng chỉ là môi trường chung cho các loài tảo. Việc sử dụng môi
trường nào là thích hợp cho tảo S. platensis khi nuôi trong nước mặn cũng chưa được
nghiên cứu. Vì vậy, việc nghiên cứu để lựa chọn môi trường nuôi phù hợp cho nuôi
sinh khối loài tảo này là rất cần thiết.
 Carbon:
Carbon là thành phần cơ bản cấu tạo nên cấu trúc tế bào. Sinh khối của tảo
Spirulina chứa 65 – 70% protein và về thành phần nguyên tố thì carbon chiếm 50%
trong khi đó nitơ chỉ có 10 – 11%. Nhưng trái với thực vật đất, CO
2
trong không khí
không đủ để thỏa mãn nhu cầu C của các hệ thống sản xuất tảo tự dưỡng sản lượng cao
[10]. Chính vì vậy việc cung cấp C vào môi trường nuôi là việc hết sức cần thiết.
Nguồn C cho tảo sử dụng được cung cấp ở dạng HCO
3
-
, CO
3
2-
và CO

là cao nhất, sau đó đến tảo lam. Tảo khuê không phù hợp với hàm lượng nitơ cao (De
Pauw và công sự, 1983; trích theo [18]). Theo Mzapharov và cộng sự (1974; trích theo
[5]) thì tảo có khả năng sử dụng đạm dưới cả ba dạng hợp chất: amon, nitrat và nitrit
nhưng đạm amon dễ hấp thụ hơn đạm nitrat.
Theo ý kiến của Fogg (1959) (trích theo [14]) muốn tảo hấp thụ một cách dễ
dàng thì phải chuyển hóa thành đạm amon theo sơ đồ sau:
NO
3-
 NO
2-
+ H
2
O  NH
4
OH  NH
4+

NO
3
là dạng N được Spirulina ưa thích nhất. Trong môi trường Zarrouk, NO
3
-

được cung cấp dưới dạng NaNO
3
2,3g/l với lượng N tương ứng là 412mg/l môi
trường. Nguyễn Hữu Thước và cộng sự (1990) [34], cho rằng ngưỡng N không được
15
thấp hơn 30mg/l và hàm lượng N có thể lên tới 710mg/l mà vẫn không làm ảnh hưởng
đến phẩm chất, năng suất tảo. Nhưng nếu thiếu N cấu trúc tế bào sẽ bị phá vỡ, sắc tố

4
, MnCl
2
,
Na
2
MoO
4
các nguyên tố vi lượng này đóng vai trò tác động đến quá trình trao đổi
chất của tảo. Sắt là thành phần lượng được bổ sung nhiều nhất so với các muối kim
loại khác. Nó không có chức năng tham gia cấu tạo diệp lục nhưng là tác nhân bổ trợ
hoặc là thành phần tham gia cấu trúc của các hệ men và chủ yếu là các men oxy hóa
khử, tham gia tích cực vào dây chuyền sinh tổng hợp của các chất quan trọng. Co cần
thiết cho sản xuất vitamin B
12
, cũng giống như P, Co dễ kết hợp với các thành phần
khác của môi trường sinh trưởng tạo các chất kết tủa làm cho chúng không còn. Việc
bổ sung EDTA (acid ethylen diamin tetra acetic) và đặc biệt là muối dinatri dễ tan
16
trong nước đã làm giảm bớt vấn đề này [12]. EDTA tạo phức tan với các ion kim loại
như vậy P sẽ không thể tác dụng với các ion kim loại sẽ phát huy vai trò quan trọng
trong phosphoril hóa. Natri cần cho sinh trưởng của tảo Spirulina, Na không gây độc
cho dù nồng độ có lên đến 18g/l. Theo Zarrouk (1966) [34], thì tỉ lệ K/Na có vai trò
quan trọng, trị số tối thích phải bằng hoặc nhỏ hơn 5, nếu lớn hơn 5 sẽ phá vỡ cấu trúc
tảo.
Các vitamin bổ sung vào môi trường chủ yếu là thiamin, cyanocobalamin và đôi
khi thêm cả biotin. Đối với biotin, chỉ một số loài tảo có roi sử dụng có hiệu quả.
1.4. Một số ứng dụng của vi tảo Spirulina
1.4.1. Trong nuôi trồng thủy sản
Quá trình sản xuất giống và nuôi thương phẩm các đối tượng thủy sản đều cần

tảo được ứng dụng trong trị bệnh suy dinh dưỡng trẻ em với khẩu phần 3g/1 cháu/
ngày [34]. Trong tảo Spirulina chứa Protaslangin E giúp quá trình điều hòa huyết áp,
điều hòa quá trình tổng hợp cholesterol, quá trình viêm nhiễm và phân chia tế bào
[34]. Phycotene chiết từ Spirulina có tác dụng rất tốt với hệ thống miễn dịch cơ thể
người trong chống bệnh ung thư [34]. Nhóm acyllipid trong tảo Spirulina có tác dụng
kìm hãm mạnh mẽ sự phát triển của HIV-1 [34].
 Xử lý môi trường:
Khả năng quang hợp của vi tảo để tổng hợp vật chất từ các chất vô cơ và hữu cơ
đã được nghiên cứu và sử dụng vi tảo trong việc xử lý nước thải và khí CO
2
của các
nhà máy xí nghiệp. Từ năm 1975, Osawald và cộng sự tại trường Đại Học Tổng Hợp
Califonia đã thử nghiệm dùng tảo Spirulina trong xử lý nước thải công nghiệp và đi
đến kết luận rằng: trong hệ xử lý nước thải tảo Spirulina có vai trò tạo O
2
, tăng độ kết
lắng, loại trừ kim loại và các chất hữu cơ độc hại.
Ở nước ta, Nguyễn Hữu Thước và Phan Phương Lan (1988) [34] đã nuôi cấy S.
platensis trên môi trường nước thải ươm tơ, đã cho kết quả khả quan: tảo S. platensis
sinh trưởng tốt trên môi trường nước thải ươm tơ bổ sung từ 4 – 20g/lít NaHCO
3
và
đạt hàm lượng protein cao từ 57 – 58%. Dương Đức Tiến (1989) [34], nuôi trồng tảo
Spirulina có hàm lượng protein cao từ nước thải của nhà máy ure, xí nghiệp liên hiệp
phân đạm hóa chất Hà Bắc.
1.5. Lịch sử nghiên cứu và phát triển nuôi sinh khối tảo Spirulina
1.5.1. Trên thế giới
Spirulina được nhà khoa học người Pháp phát hiện lần đầu tiên vào năm 1827.
Mãi đến năm 1960 khi Leoard và Comperé nguười Bỉ phân tích công bố giá trị dinh
dưỡng của bánh Dihe, thức ăn của người Kanembu làm từ Spirulina chứa hàm lượng