BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC
PHÂN LẬP, KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ
TUYỂN CHỌN MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY GIÚP TĂNG SINH
KHỐI VI TẢO THRAUSTOCHYTRID
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
ThS. TRẦN THỊ XUÂN MAI NGUYỄN DUY PHƢƠNG
MSSV: 3102771
LỚP: CNSHTT K36 Cần Thơ, Tháng 12/2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
PHẦN KÝ DUYỆT CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký tên) (Ký tên)
Trần Thị Xuân Mai Nguyễn Duy Phương
DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký tên)
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
cao.
Trong nghiên cứu này mười lăm dòng vi tảo Thraustochytrid đã được phân lập
từ các mẫu lá đước (Rhizophora apiculata Blume), lá bần (Sonneratia caseolaris) và
lá mắm (Avicennia officinalis) tại các vùng biển của hai tỉnh Trà Vinh và Bến Tre dựa
vào các đặc điểm khuẩn lạc và tế bào. Bốn dòng vi tảo B3, M6, M10 và Đ14 được
chọn để khảo sát trên 5 loại môi trường GYPS cải tiến (3g/L glucose, 1,25g/L yeast
extract, 1,25g/L peptone và 500ml/L), NM-5(50g/L glucose, 10g/L yeast extract, 10g/L
peptone, 1g/L NaCl, 10g/L MgSO
4
), NM-8(80g/L glucose, 10g/L yeast extract, 10g/L
peptone, 1g/L NaCl, 10g/L MgSO
4
), F-5(50g/L glucose, 10g/L yeast extract, 10g/L
peptone, 500ml NSW/L) và F-8(80g/L glucose, 10g/L yeast extract, 10g/L peptone,
500ml NSW/L), kết quả NM-5 là môi trường tiềm năng cho nuôi tăng sinh khối vi tảo,
đồng thời khi phân tích hàm lượng carotenoid tổng số thì dòng M10 có hàm lượng
carotenoid cao nhất với 3849 µg/kg trọng lượng khô, tiếp theo là dòng M6 với 3000
µg/kg. Hai dòng Đ14 và B3 có hàm lượng carotenoid thấp hơn với 1811 và 1797
µg/kg. Với điều kiện nuôi cấy đơn giản, phát triển nhanh, và có hàm lượng carotenoid
tổng số cao, dòng M10 có thể được xem là nguồn vi tảo tiềm năng để sản xuất
carotenoid với số lượng lớn.
Từ khóa: carotenoid, môi trường, sinh khối, vi tảo biển dị dưỡng
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
2.4.1. Khái niệm và phân bố 14
2.4.2. Phân loại và cấu tạo 14
2.4.3. Tính chất vật lý 15
2.4.4. Tính chất hóa học 16
2.4.5. Chức năng 16
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
3.1. Phƣơng tiện nghiên cứu…………………………………………………………… 18
3.1.1. Thời gian và địa điểm 18
3.1.2. Nguyên vật liệu 18
3.1.4. Dụng cụ và thiết bị 18
3.1.5. Hóa chất 18
3.1.6. Môi trường nuôi cấy vi tảo biển 19
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 20
3.2.1. Quy trình phân lập vi tảo 20
3.2.2. Mô tả hình thái khuẩn lạc và tế bào vi tảo 21
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến iv Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
3.2.3. Nhân sinh khối các dòng vi tảo phân lập được 22
3.2.4. Xác định trọng lượng khô tế bào vi tảo 22
3.2.5. Dựng đường chuẩn giữa trọng lượng khô tế bào và chỉ số OD 22
3.2.6. Xác định hàm lượng carotenoid 23
3.2.7. Tuyển chọn môi trường nuôi cấy để tăng sinh khối tế bào. 24
3.2.8. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 24
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25
4.1. Kết quả phân lập vi tảo 25
4.2. Mô tả hình thái vi tảo 26
4.3. Kết quả dựng đƣờng chuẩn giữa trọng lƣợng khô và chỉ số OD 29
4.4. Kết quả đánh giá hiệu quả chọn lọc môi trƣờng để tăng sinh khối vi tảo. 31
4.5. Hàm lƣợng carotenoid của các dòng vi tảo phân lập đƣợc 34
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 37
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến vi Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
DANH SÁCH HÌNH
Hình2.1.Tế bào vi tảo Thraustochytrid E100……………………… … 9
Hình2.2.Cấu trúc của một số loại sắc tố carotenoid…………………… 16
Hình4.1.Hình thái khuẩn lạc của một số dòng vi tảo phân lập đƣợc (A)
B3; (B) M6; (C) M10; (D) Đ14………………………………….28
Hình4.2.Hình thái tế bào của một số dòng vi tảo dƣới kính hiển vi
(E100)(A)M7;(B)B8;(C)M6;(D)M10;(E)B3;(F)Đ14……… 29
Hình 4.3.Biểu đồ sinh trƣởng của 4 dòng vi tảo theo thời gian (A: B3; B:
M6; C: M10; D: Đ14)………………………………………… 31
Hình4.4. Đƣờng chuẩn OD 600 nm – trọng lƣợng khô dòng Đ14……… 31
Hình4.5. Đƣờng chuẩn OD 600 nm – trọng lƣợng khô dòng B3……… 32
Hình4.6. Đƣờng chuẩn OD 600 nm – trọng lƣợng khô dòng M6…… 32
Hình4.7. Đƣờng chuẩn OD 600 nm – trọng lƣợng khô dòng M10…… 35
Hình4.8.Sự khác nhau về hàm lƣợng carotenoid giữa các dòng vi tảo phân
lập đƣợc……………………………………………………… 38
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 1 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay, vi tảo ngày càng thu hút sự quan tâm đặc biệt không chỉ trong lĩnh
vực nghiên cứu chuyên sâu về khoa học cơ bản mà còn trong lĩnh vực ứng dụng thực
tế. Ứng dụng của vi tảo rất đa dạng từ việc làm thức ăn trong nuôi trồng thủy sản,
thực phẩm chức năng cho người đến việc làm thuốc, mỹ phẩm… bởi chúng có
giá trị dinh dưỡng cao và chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học quý. Ngoài ra, vi
tảo còn có vai trò quan trọng trong xử lý ô nhiễm môi trường, làm phân bón và
đặc biệt trong vài chục năm trở lại đây chúng còn là một đối tượng đầy tiềm năng
trong việc giải quyết các vấn đề khó khăn như: an ninh năng lượng (sản xuất nhiên
liệu sinh học từ tảo), thay đổi khí hậu toàn cầu (sử dụng tảo để giảm hiệu ứng nhà
kính), chinh phục vũ trụ (làm nguồn thức ăn cho các phi hành gia, tham gia trong chu
trình khép kín khí trong hệ thống tàu vũ trụ ….). Tuy nhiên, ứng dụng phổ biến nhất
hiện nay của vi tảo vẫn là làm thức ăn trong nuôi trồng thủy sản và tách chiết các chất
có giá trị thương mại.
Nắm bắt được điều đó, có rất nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu trên đối tượng
này và một số ứng dụng của vi tảo cũng đã đi vào thực tiễn đời sống. Riêng ở các hệ
sinh thái như cửa sông, cửa biển hay các đầm ngập mặn nhiều cây đước, mắm và bần
thì vi tảo biển thuộc nhóm Thraustochytrid có mặt rất phong phú và đa dạng. Riêng ở
Việt Nam thì điều kiện tự nhiên với bờ biển dài, nước mặn phong phú vô cùng thuận
Phân lập được một số dòng vi tảo biển dị dưỡng Thraustochytrid ở hai tỉnh Trà
Vinh và Bến Tre).
Tuyển chọn được môi trường nuôi cấy giúp tăng sinh khối vi tảo biển dị dưỡng.
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 3 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
CHƢƠNG 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về vi tảo
Vi tảo (Microalgae) là tất cả các tảo có kích thước hiển vi, chúng có nhiều đặc
điểm giống với sinh vật chân hạch hơn là sơ hạch. Phần lớn các loài tảo trong tế bào có
chất diệp lục nên chủ yếu là quang tự dưỡng, một số ít sống dị dưỡng, một số ít cộng
sinh với Nấm thành Địa y. Vi tảo sống chủ yếu trong nước, là thành phần chủ yếu tạo
nên năng suất sơ cấp của thuỷ vực và giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự phát
triển của hệ sinh thái nước, một số ít sống trên đất ẩm hoặc trên vỏ cây (Dương Đức
Tiến, 2006). Tảo có cơ thể dạng tản chưa phân hóa thành thân, rễ, lá gọi là tản thực vật
(Thallophyta) và cũng chưa có các loại mô điển hình trong cấu trúc của tản (Barbosa,
2003). Vi tảo là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn nên chúng là nguồn thức ăn
không thể thiếu của nhiều đối tượng sinh vật. Đồng thời, Vi tảo còn là nguồn thực
phẩm chức năng quan trọng cho con người và động vật nuôi, là nguồn phân bón, có
vai trò quan trọng bảo vệ môi trường và cố định CO
Tế bào của vi tảo có nhiều đặc điểm chung của các sinh vật có nhân thật
(Eukarya) (Becker, 1994). Theo Nguyễn Lân Dũng và Nguyễn Hoài Hà (2006), thành
tế bào của vi tảo cấu tạo bởi polysaccharide. Thành tế bào gồm các sợi cellulose liên
kết thành bộ xương (skeleton) nhằm bảo vệ và duy trì hình dạng ổn định cho tế bào.
Một số vi tảo có mannan hay xylan thay thế cho cellulose. Ngoài ra còn có phần vô
định hình tạo nên chất nền của thành tế bào. Bên ngoài thành tế bào ở một số vi tảo có
màng keo chứa các polysaccharide có giá trị thực tiễn như alginate, fucoidine, agar,
carragenan, porphyrane, furcelleran, funoran Nhiều vi tảo đơn bào có thành tế bào
chỉ là chất nguyên sinh đậm đặc hay chu chất (periplast). Tế bào của nhiều vi tảo vận
động được là nhờ lông roi (flagella). Roi cấu tạo bởi 9 cặp vi ống bao quanh 2 vi ống ở
giữa và được bao bọc bởi màng sinh chất. Hai vi ống giữa xuất phát từ đĩa gốc (dense
plates) và thể gốc (basal body).
Màng sinh chất cũng giống như ở các sinh vật khác. Trong tế bào chất có nhiều
bào quan khác nhau. Sắc lạp (chromoplast) của vi tảo có cấu tạo như ở thực vật, gồm
hai lớp màng bao bọc, bên trong có chất nền (stroma) cùng với hệ thống các túi dẹt gọi
là thylakoid. Các thylakoid xếp chồng lên nhau tạo thành loại cấu trúc giống như grana
ở thực vật. Trên màng của thylakoid có nhiều chất diệp lục (chlorophyll) và các
enzyme tham gia vào quá trình quang hợp. Ngoài chất diệp lục (a,b,c,d) còn có các sắc
tố carotenoid, phổ biến nhất là β-carotene. Nhiều vi tảo chứa sắc tố xanthophyll,
phycobiliprotein Trong chất nền của sắc lạp còn có DNA dạng vòng và ribosome.
Đôi khi sắc lạp có một vùng đậm đặc protein liên kết với các sản phẩm dự trữ tạo
thành một cấu trúc gọi là nhân tinh bột hay nhân protein (pyranoid). Sắc lạp còn có
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 5 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
chứa các giọt lipid nhỏ nằm giữa các thylakoid. Một số vi tảo còn có thêm một hai lớp
mạng lưới nội chất lục lạp (CER- chloroplast endoplasmic reticulum). Ngoài ra, còn có
vô sắc lạp gồm leucoplast và amyloplast. Chúng làm nhiệm vụ tích lũy chất dự trữ. Ty
thể của vi tảo cũng tương tự như ty thể của các sinh vật khác. Đó là bào quan có hai
lớp màng bao bọc, màng ngoài trơn nhẵn còn màng trong ăn sâu vào phía trong chất
nền và tạo thành những mào (crista) trên đó mang nhiều loại enzyme hô hấp. Chất nền
ngành sau đây:
Ngành tảo lông roi (Heterokonta): Theo Gordon và Giovannoni (1996) ngành
này còn là ranh giới giữa nấm và tảo. Một khác biệt rõ rệt nhất của ngành này với các
ngành trong hướng tiến hoá sắc tố vàng và có roi lệch là động bào tử có điểm mắt gồm
các hạt nhỏ không đều nhau gắn ở đỉnh trước của động bào tử, sát với roi, nhưng
không có màng tách biệt như điểm mắt ở tảo mắt. Động bào tử giống amíp, luôn có
một roi hướng về phía trước và có hai hàng lỏng. Khác biệt về siêu cấu trúc của ngành
này là thể golgi không có ở tế bào chuyển động. Khác biệt nữa là sắc tố violaxanthin là
một trong các sắc tố chính của ngành lại không có ở các ngành khác và chỉ có diệp lục
a với b carotin mà không có diệp lục b. Tế bào dinh dưỡng khi già có thể có nhiều
nhân và vài thể màu. Động bào tử trần và hơi có dạng amíp. Một số chi thuộc nhóm
này thường gặp: Thraustochytrium, Schizochytrium, Aplanochytrium, Japonochytrium
và Ulkenia (Hoàng Thị Lan Anh et al., 2010).
Ngành tảo đỏ (Rhodophyta): phần lớn tảo đỏ sống ở biển, phân bố ở mực nước
sâu hơn 200m (Carvalho et al., 2006), tản đa bào hình sợi phân nhánh hay hình bản dẹp
có kích thước <0,5m và gồm một số đại diện Porphyridium, Rhodella (Nguyễn Lân
Dũng và Nguyễn Hoài Hà, 2006).
Ngành tảo lục (Chlorophyta): là ngành lớn và đa dạng nhất, dễ phân biệt với
ngành khác vì có màu lục giống thực vật (Lothar et al., 2004), có cấu tạo đơn bào, tập
đoàn hay đa bào hình sợi đơn, phân nhánh hay hình bản mỏng (Lothar et al., 2012)
gồm một số đại diện Chlamydomonas, Chlorella, Chlorococcus, Closterium, Volvox…
(Tatyana et al., 2006).
Ngành Tảo mắt (Euglenophyta): sống riêng rẽ, tế bào kiểu monad có một hay hai
lông roi. Thành tế bào chỉ là chất nguyên sinh đậm đặc lại do đó hình dạng có thể thay
đổi. Có không bào co bóp làm nhiệm vụ thải nước và các chất bài tiết. Nhân nằm ở
phần sau của tế bào. Lục lạp hình khay hay hình phiến nằm rải rác hay tập trung. Sắc
tố là chlorophyll a, b và carotenoid. Hình thức sinh sản thường là phân đôi. Tảo phân
bố chủ yếu ở các thủy vực nước ngọt, môi trường có dinh dưỡng cao. Một số ít sống ở
môi trường nước lợ có nồng độ muối dưới 0,5%. Phần lớn có đời sống dị dưỡng. Một
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
tầm quan trọng của nó trong nhiều ứng dụng đời sống, đặc biệt là lĩnh vực y tế, thực
phẩm dinh dưỡng và nuôi trồng thủy sản (Guedes et al., 2011). Vi tảo hiện nay được
sử dụng chính như thức ăn tươi sống trong nuôi trồng ấu trùng, cá hồi và cả động vật
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 8 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
nổi (zooplankton), thức ăn của các động vật nguyên sinh. Các loài vi tảo như
Dunaliella salina, Haematococcus pluvialis và Spirulina thường được dùng để cung
cấp chất bổ sung dinh dưỡng trong thức ăn cho nuôi trồng thủy sản.
Phần lớn vi tảo đều có hàm lượng cao về axit ascorbic (vitamin C) và riboflavin
(vitamin B2). Vi tảo có hàm lượng vitamin cao được sử dụng trong thực phẩm chức
năng như Nannochloris atomus, Nannochloropsis oculata, Nannochloropsis sp.,
Pavlova lutheri, Pavlova pinguis, Stichococcus sp., Chaetoceros muelleri,
Thalassiosira pseudonana, Isochrysis sp. (T. ISO) và Tetraselmis sp. đã được Brown
et al. (1999) công bố. Vi tảo còn có hầu hết các loại vitamin quan trọng, đáp ứng nhu
cầu dinh dưỡng của động vật nuôi như vitamin B
1
, B
2
, B
6
, B
12
, H, C, E, K và
carotenoid (tiền vitamin A)…Thành phần các vitamin giữa các loài vi tảo khác nhau là
khác nhau.
Thành phần dinh dưỡng trong vi tảo có thể khác nhau phụ thuộc vào từng loài,
các pha phát triển và điều kiện nuôi trồng khác nhau như ánh sáng, nhiệt độ, pH, độ
mặn, môi trường nuôi (Khalil ZI et al., 2010). Vi tảo ngày nay đang là thức ăn không
thể thiếu và mang tính chất quyết định trong nuôi trồng thủy sản (thức ăn cho ấu trùng)
và là dược chất quan trọng đối với sức khỏe con người.
tạo thành 4 hay 8 hay một khối các tế bào; mỗi tế bào phát triển thành túi động bào tử
và giải phóng động bào tử; động bào tử biệt hóa thành tế bào non (Honda D et al.,
1998). Theo nhiều nghiên cứu cho kết quả là vi tảo có khả năng phát triển nhanh và
hàm lượng carotenoid cao. Theo Tsunehiro Aki et al. (2003) thì dòng vi tảo
Thraustochytrid KH105 phân lập từ lá thông rụng có khả năng sản xuất carotenoid với
đặc điểm dịch của KH105 màu cam hay vàng. Điều đó cho thấy carotenoid tích trữ ở
dạng nội sắc tố, sắc tố này được trích bằng chloroform hoặc acetone hay ethanol với
đĩa có màng silic mỏng và β-carotene được xác định thông qua độ hấp thụ ở bước sóng
464 và 492 nm. Theo Raghukuma và Schaumann (2003) kích thước của các loài
Thraustochytrid khoảng từ 5 - 20µm. Hiện tại đã nhiều nghiên cứu phân lập sinh vật
phù du này, ở nước ta nhiều nghiên cứu gần đây tập trung nghiên cứu hai chi phổ biến
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 10 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
là Thraustochytrium và chi Schizochytrium. Đối tượng phục vụ cho nghiên cứu thường
là lá đước, bần và mắm. Trên môi trường lá rụng thì Thraustochytrid có vai trò quan
trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ từ loại lá này. Đặc điểm nhận biết khuẩn lạc của
chi Schizochytrium và Thraustochytrium là khuẩn lạc có màu trắng sữa hoặc hồng hay
vàng được phân lập trên môi trường GYP thạch agar (Raghukuma và Schaumann,
2003).
Một sự đa dạng về môi trường sống tự nhiên của các loài thuộc nhóm này là
chúng có thể sinh sống ở tầng mặt (Booth và Miller, 1968; Haythorn et al., 1980;
Miller và Jones, 1983), ở các cửa sông (Ulken, 1981), trong nước biển (Goldstein và
Belsky, 1964; Bahnweg, 1972; Sparrow, 1974; Gaertner, 1981) và trong các vùng đất
mặn (Booth, 1971). Trong các tiềm năng của Thraustochytrid thì việc mà các loài của
chi vi tảo này có khả năng sản xuất carotenoid như β - carotene, xanthophylls,
astaxanthin và canthaxanthin (Aki et al., 2003; Carmona et al., 2003) được ứng dụng
trong y học con người và trong nuôi trồng thủy sản là vấn đề được quan tâm trong
nghiên cứu.
Những nghiên cứu về vi tảo ngày càng được phát triển với các phương tiện
nghiên cứu ngày một nâng cao, không dừng ở mức độ nghiên cứu hình thái, cấu trúc
(khoảng 33% (v/v)) làm cho sinh khối vi tảo tăng từ 2 - 3 lần, hàm lượng DHA tăng
đạt 28g/l.
- Nghiên cứu về sự thay đổi cấu trúc và chức năng bộ máy quang hợp của vi tảo dưới
các điều kiện môi trường bất lợi như nhiệt độ tới hạn, nồng độ muối cao, khô hạn
(Reger và Krauss, 1970; Jack và Jo-Ruth, 1971; MCBrien và Hassal, 1976; James và
Ruby, 2009; Antonietta et al., 2012).
- Thraustochytrid – Nguồn carotenoid đầy tiềm năng (Tsunehiro Aki et al., 2003).
- Nghiên cứu về cơ chế chống chịu và bảo vệ của tảo dưới các điều kiện bất lợi của
môi trường (Silverberg et al., 1976; MCBrien và Hassal, 1976).
- Giám sát in vivo trạng thái sinh lý của tảo dưới các điều kiện môi trường bất lợi
(Blinks, 1951; Lewin, 1968).
- Khảo sát thực vật phù du, sự xuất hiện và tồn tại của tảo độc, tảo lam và thiết lập mối
quan hệ giữa sự nở hoa của nước cùng với các yếu tố môi trường khác nhau (pH, nhiệt
độ, ánh sáng, thành phần dinh dưỡng, nước thải công nghiệp và nước thải dân dụng,
thành phần dinh dưỡng của môi trường biển) (Lathrop et al., 1998; Landsberg, 2002;
Sellner et al., 2003).
- Nghiên cứu sử dụng vi tảo trong xử lý nước, nước thải nuôi thủy sản tập trung và làm
sạch nước thải sau quá trình đã nuôi thủy sản (Karin, 2006; Meng et al., 2009).
Luận văn Tốt nghiệp Đại học Khóa 36-2014 Trường ĐHCT
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học tiên tiến 12 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
- Nghiên cứu vi tảo và ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng, thuốc chữa
bệnh, khai thác các chất có hoạt tính sinh học (Aki et al., 2003; Carmona et al., 2003;
Burja et al., 2006; Graziani et al., 2012).
- Nghiên cứu vi tảo trong sản xuất nhiên liệu sinh học (Chisti, 2007), nguyên liệu cho
công nghiệp như chất dẽo sinh học bioplastic, và sử dụng sinh khối vi tảo sau khi tách
chiết các chất có hoạt tính sinh học để sản xuất agar, alginate, giấy,…(Lembi và
Waaland, 1988).
2.2. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến nuôi sinh khối vi tảo
2.2.1. Nhiệt độ và độ mặn
Nhiệt độ và độ mặn là những chỉ tiêu sinh lý cần thiết để lựa chọn nhóm vi tảo
2.2.2. pH
Theo một số nghiên cứu thì các loài vi tảo thuộc Thraustochytrid sinh trưởng và
phát triển trên một vùng rộng pH. Điều thú vị khi thấy rằng mặc dù chúng tăng trưởng
mạnh hơn ở các môi trường với pH ban đầu thấp, nhưng pH đo được ở hầu hết môi
trường nước lọc luôn kiềm, chỉ ngoại trừ Ulkenia sp (Kasetsart J, 2007).
Mỗi loài sinh vật sinh trưởng tốt ở vùng pH nhất định và riêng biệt. pH môi
trường nuôi cấy thường ảnh hưởng đến khả năng phân ly muối, phức chất và tính hòa
tan các muối của kim loại (Đặng Đình Kim và Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999) nên pH
sẻ ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng vi tảo nói riêng và vi sinh vật nói chung. Theo
Barsanti và Gualtieri (2006), ngưỡng pH của hầu hết các loài vi tảo được nuôi cấy từ 7
- 9 nhưng tối ưu là pH 8,2 - 8,7, mặc dù chúng được thu về từ những vùng có pH rất
khác nhau.
2.2.3. Dinh dƣỡng môi trƣờng
Mỗi loài tảo cần một môi trường sống và sinh trưởng thích hợp, hiện nay có rất
nhiều loại môi trường nuôi cấy tảo được sử dụng. Đa số các môi trường có thành phần
gồm các nguyên tố đa lượng (nitrat, phosphate,…), nguyên tố vi lượng (Fe, Mn, Cu, Si
Bo,…). Tùy vào mục đích nghiên cứu mà chọn môi trường với thành phần dinh dưỡng
thích hợp. Một nghiên cứu của Leaño et al. (2003); Arafiles et al. (2011) thì tác giả đã
dùng môi trường GYPS có cải tiến bổ sung kháng sinh steptomicine và ampiciline,
thành phần cụ thể (g/l) là 3,0 g glucose, 1,25 g yeast extract, 1,25 g peptone, 1,0 L
50% nước biển tự nhiên (NSW) ở pH 6,0, 15,0 g agar (Biogel) (môi trường lỏng thì
không cần agar). Theo Huang et al. (2001) môi trường cơ bản để phân lập
Thraustochytrid là GPY (g/l) gồm glucose 3,0g, polypepton 2,0g, cao nấm men (yeast
extract) 1,0g, agar 15,0g và 50% nước biển tự nhiên.
Thông thường ở các môi trường khác nhau thì tốc độ tăng trưởng và khả năng
sản xuất carotene cũng khác nhau. Một báo cáo của Anbu et al. (2007), các dòng vi tảo
Thraustochytrid sau khi chọn lọc được nuôi cấy trên các môi trường khác nhau về các
thông số như nhiệt độ, pH, phần trăm nước biển, nồng độ glucose.v.v. Kết quả của
việc khảo sát cho thấy vi tảo biển Thraustochytrium sp. cho sinh khối lớn nhất sau 3
ngày ở môi trường được ủ 30
Carotenoid là một dạng sắc tố hữu cơ có tự nhiên trong thực vật và các loài sinh
vật quang hợp khác như là tảo, một vài loài nấm và một vài loài vi khuẩn. Ở thực vật,
sắc tố carotenoid tham gia vào quá trình quang hợp và bảo vệ chúng khỏi sự phá hủy
của ánh sáng. Còn ở con người thì nguồn carotenoid chủ yếu từ trái cây và hoa quả có
màu vàng, cam hay đỏ trong các bữa ăn (A.V. Rao và L.G. Rao, 2007). Carotenoid
thường tích lũy trong các mô phơi nhiễm ánh sáng như mô dưới da, qua đó làm tăng
khả năng kháng nhiễm (Stahl và Sies, 2007). Với các loài vi tảo biển được nghiên cứu
từ lá đước, bần và mắm thì carotenoid chính trong Thraustochytrid là astaxanthin
(3,3’-dihydroxy-β,β-carotene-4,4’dione) (Vazquez et al., 1997). Có thể cải thiện sắc tố
carotenoid thông qua phân tách hay kết hợp giữa gây đột biến và cải thiện môi trường
lên men (Fontana et al., 1996).
2.4.2. Phân loại và cấu tạo
Hiện nay, theo thống kê của WHO (2001) thì có khoảng hơn 500 loại carotenoid
được biết đến và chúng được chia thành 2 loại xanthophylls (có chứa oxy)
Copyright: Tài liệu đại học ©