zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Nông - Lâm - Ngư

» Ngư nghiệp

Khảo sát sinh trưởng và tích lũy hoạt chất sinh học trên loài vi tảo lục bản địa Scenedesmus sp. VN03

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Báo xấu

14
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này nhằm mục đích khảo sát sinh trưởng của chủng tảo Scenedesmus sp. VN03 phân tập tại Việt Nam trong điều kiện nuôi đơn giản, không bổ sung CO2 để tiệm cận với điều kiện nuôi dạng bể ngoài tự nhiên. Các phương pháp sắc ký được áp dụng để phân tích thành phần axít béo và sắc tố tại pha logarit và pha cân bằng nhằm đánh giá khả năng tích lũy và sự thay đổi hàm lượng các chất trong chu trình phát triển của vi tảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát sinh trưởng và tích lũy hoạt chất sinh học trên loài vi tảo lục bản địa Scenedesmus sp. VN03

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KHẢO SÁT SINH TRƯỞNG VÀ TÍCH LŨY HOẠT CHẤT SINH HỌC TRÊN LOÀI VI TẢO LỤC BẢN ĐỊA Scenedesmus sp. VN03 Nguyễn Thị Kim Dung1, Lê Thanh Tùng1 TÓM TẮT Scenedesmus là một trong số những chi tảo nước ngọt phổ biến nhất. Các nghiên cứu cho thấy các loài Scenedesmus spp. chứa hàm lượng cao protein, lipit, vitamin, khoáng chất, các hoạt chất chống oxy hóa, kháng khuẩn. Ngoài ra Scenedesmus cũng được ứng dụng cho sản xuất nhiên liệu sinh học, xử lý nước thải. Trong nghiên cứu này, đã khảo sát sinh trưởng và sự tích lũy hoạt chất của vi tảo Scenedesmus sp. VN03 phân lập tại Việt Nam nhằm đánh giá sơ bộ khả năng phát triển và các ứng dụng khả thi của loài tảo này. Phân tích axit béo được thực hiện trên hệ thống sắc ký khí (GC-FID) và sắc tố trên hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Kết quả cho thấy Scenedesmus sp. VN03 sinh trưởng tốt trong môi trường khảo sát, đạt pha cân bằng sau 10 ngày, sinh khối khô đạt 5,88 mg/ml tại ngày thứ 11, năng suất axít béo đạt 30,9 mg.L-1ngày-1. Đầu pha logarit, chiếm tỷ lệ cao nhất trong tổng số axit béo là C18:3 (20,22%) và C16:0 (18,98%). Đến pha cân bằng, tỷ lệ hàm lượng C18:1, C16:0, C18:3 lại tăng mạnh lần lượt là 11,82%, 5,35% và 4,51%. Chlorophyll-a và Chlorophyll-b là sắc tố chính trong sinh khối, hàm lượng lần lượt 24 mg/g - 30 mg/g, 9,2 mg/g - 9,6 mg/g. Trong quá trình phát triển, hàm lượng lutein có xu hướng tăng trong khi hàm lượng Chlorophyll-a có xu hướng giảm nhẹ. Kết quả cho thấy Scenedesmus sp. VN03 là loài vi tảo tiềm năng cho nhiều ứng dụng đời sống. Từ khóa: Axit béo, sắc tố, Scenedesmus, sinh trưởng, vi tảo. 1. MỞ ĐẦU 1 31F Scenedesmus obliquus [19]; Scenedesmus subspicatus [6]; Scenedesmus quadricauda [2]; Scenedesmus Scenedesmus là một chi tảo lục, thuộc lớp Chlorophyceae. Đây là một trong những chi tảo almeriensis [9] v.v. nước ngọt phổ biến nhất với hình thái vô cùng đa Bên cạnh đó, Scenedesmus spp. có khả năng dạng. Chúng sinh trưởng dạng đơn bào hoặc thành sản xuất nhiều loại nhiên liệu sinh học như hydro cụm và không chuyển động. Scenedesmus thường sinh học, dầu diesel sinh học, cồn sinh học và nhiên phát triển dạng cụm 2 tế bào - 32 tế bào, phổ biến liệu sinh học tổng hợp [5]. Scenedesmus spp. còn là nhất là 4 tế bào - 8 tế bào. Tế bào sắp xếp tuyến tác nhân xử lý sinh học hiệu quả. Scenedesmus tính, xen kẽ hoặc thành 2-3 hàng. Kích thước tế bào dimorphus loại bỏ đáng kể ammoniac, photpho, kim 3 µm - 78 µm x 2 µm -10 µm, hình cầu đến hình elip loại cũng như chất nền hữu cơ [13]. Scenedesmus hoặc hình thoi; cực tế bào hình nón, tù, nhọn hoặc sp. UKM9 được ứng dụng trong xử lý nhu cầu ôxy thon dài [14]. Hiện nay, có 74 loài thuộc chi hóa học (COD) và chất dinh dưỡng (NH4+ và PO43-) Scenedesmus được chấp nhận về mặt phân loại [15]. [23]. Scenedesmus obliquus PF3 được cho là đầy hứa Scenedesmus spp. có rất nhiều ứng dụng trong hẹn cho việc loại bỏ NOx và cố định carbon của khí đời sống, được coi là một trong những nguyên liệu thải [16]. Sinh khối Scenedesmus thu được sau quá có triển vọng để phát triển các sản phẩm có giá trị trình xử lý nước thải có thể được sử dụng để sản cao trong ngành dược phẩm, thực phẩm và mỹ xuất thức ăn gia súc, phân bón hữu cơ, giấy, giấy phẩm, cũng như là nguồn cung cấp protein, vitamin xây dựng và nhiên liệu sinh học [5]. và khoáng chất tiềm năng cho con người, như ở một Các loài trong chi Scenedesmus rất đa dạng về số loài Scenedesmus bajacalifornicus BBKLP-07 [12]; khả dinh dưỡng với nhiều hình thức: tự dưỡng, dị dưỡng, tạp dưỡng. Trong các nghiên cứu nuôi quy 1 Phòng Nghiên cứu Công nghệ Sinh học biển, mô lớn, các thử nghiệm nuôi vi tảo nhân tạo thường Viện Nghiên cứu Hải sản cố gắng duy trì và tối ưu hóa các điều kiện nuôi như Email: nguyenkimdung.ngt@gmail.com ngoài tự nhiên nhằm tăng hiệu suất thu sinh khối và TẠP CHÍ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - THÁNG 12/2021 329
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ giảm chi phí vận hành hệ thống. Bên cạnh đó, khi trong 10 phút bằng máy ly tâm (VWR micro star thay đổi các điều kiện nuôi sẽ ảnh hưởng rất lớn 17, USA). Sinh khối ướt được rửa bằng nước cất 2 đến khả năng sinh trưởng cũng như hàm lượng các lần và ly tâm lại. Sinh khối ướt được chuyển sang hoạt chất được tích lũy trong sinh khối. các mũ nhôm chuyên dụng và sấy khô trong tủ ấm Nghiên cứu này nhằm mục đích khảo sát sinh 24 giờ ở 80oC. trưởng của chủng tảo Scenedesmus sp. VN03 phân Sinh khối khô được tính theo công thức: DW = tập tại Việt Nam trong điều kiện nuôi đơn giản, (M-Mo)/V; Trong đó: DW là sinh khối khô của vi không bổ sung CO2 để tiệm cận với điều kiện nuôi tảo trên 1 lít dịch nuôi cấy (g/l); M: khối lượng của dạng bể ngoài tự nhiên. Các phương pháp sắc ký tảo và mũ nhôm sau khi sấy khô (g); Mo: khối lượng được áp dụng để phân tích thành phần axít béo và ban đầu của mũ nhôm (g); V: thể tích dịch nuôi (l). sắc tố tại pha logarit và pha cân bằng nhằm đánh - Phương pháp phân tích axít béo bằng hệ thống giá khả năng tích lũy và sự thay đổi hàm lượng các sắc ký khí (GC): chất trong chu trình phát triển của vi tảo. + Sinh khối tảo ướt được thu 2 ml mẫu khi thu ở 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU đầu pha logarit và pha cân bằng. Mẫu được ly tâm - Lưu giữ và nuôi giống gốc: Vi tảo Scenedesmus (VWR micro star 17, USA) ở 16.000 vòng/phút sp. VN03 phân lập tại Việt Nam được nuôi trong môi trong 2 phút. Phương pháp phân tích axit béo được trường 3N-BBM (NaNO3 2000 mg/L), pH được cố phát triển dựa trên protocol của Cavonius et al., định ở 7.2 bằng đệm Tris (Merck, Đức). Các bình (2014) [4]. Sinh khối tế bào ướt được phá vỡ bằng nuôi dung tích 50 ml được lắc liên tục trên máy máy Tissue LyserII (Qiagen, Germany)) với bi thủy shaker (Orbital Shaker, USA) tần số 95Hz trong tinh (5 phút, tần số 25 Hz) trong hệ dung môi điều kiện chiếu sáng liên tục với cường độ sáng 100 CHCl3:MeOH (2:1, v/v). Lắc hỗn hợp 30 phút trên µmolphotons. m-2s-1 (đo bằng máy đo cường độ ánh máy lắc Vibrax (IKAbasic, Germany). Dịch chiết sáng Hansatech QRT1, UK). Nhiệt độ phòng nuôi sau đó được ly tâm 16.000 vòng/phút trong 5 phút. được duy trì ở 25oC. Tảo giống đang trong pha Lớp chloroform được thu hồi và rửa lại bằng NaCl logarit của chu trình phát triển được sử dụng làm 0,9% để loại bỏ hoàn toàn protein và các sản phẩm giống cho thí nghiệm. thừa khác. Dịch chiết sau đó được để khô tự nhiên trong tủ hút ở nhiệt độ phòng. - Bố trí thí nghiệm nuôi cấy: Mật độ giống tảo ban đầu được xác định bằng phương pháp đo mật + Quá trình metyl hóa axit béo tạo thành các độ quang bằng máy quang phổ (Perkin-Elmer metyl este của axit béo (FAMEs) được thực hiện Lambda Bio 20UV-Visible Spectrophotometer, trong các lọ mẫu GC. Lipit sau khi sấy khô qua đêm Germany) tại bước sóng 750 nm (OD750) = 0,2. Tảo được hòa tan trong dung dịch metyl hóa (33% được nuôi bằng môi trường 3N-BBM (NaNO3 2000 methanolic HCl 3N, 67% methanol + 10 µg/ml mg/L) trong các bình tam giác dung tích 250 ml. butylated hydroxytoluene (BHT)). Mẫu được đậy Thể tích nuôi ban đầu 120 ml. Các điều kiện nuôi nắp và ủ trong tủ ấm ít nhất 1 giờ. Sau quá trình tương tự tảo giống, sục không khí liên tục và không phản ứng, các lọ mẫu được làm nguội và FAMEs bổ sung thêm CO2. Lấy mẫu hàng ngày 2 lần, mỗi được chuyển sang 100% n-heptane, đảo trộn và ly lần 1 ml, đo OD750. tâm 16.000 vòng/phút trong 5 phút. Lớp n-heptane - Thu mẫu và đánh giá sinh trưởng: Khi quần chứa FAMEs được thu hồi và dùng cho phân tích thể tảo phát triển đến pha logarit của chu trình trên hệ thống sắc ký khí GC (Shimadzu, model (sau 2 ngày), tiến hành lấy mẫu để phân tích axit 2010, Japan), bộ điều nhiệt GC-2010 Plus, hệ thống béo, sắc tố và thu sinh khối khô lần 1. Tảo được bơm mẫu tự động AOC-20i, cột silica SGE (30 m x thu lần 2 khi quần thể đạt đến pha cân bằng, tiến 0,25 mm x 0,25 µm, ID BPx70) và đầu dò ion hóa hành thu mẫu phân tích axit béo sắc tố và sinh ngọn lửa (FID). Đầu dò được cài đặt ở nhiệt độ khối khô lần 2. 300oC, gradient nhiệt độ của bộ điều nhiệt được cài - Thu sinh khối: dịch nuôi được thu tại đầu pha đặt từ 120oC - 240oC với tỷ lệ 4oC/phút. Tỷ lệ tiêm logarit và pha cân bằng. Ly tâm dịch nuôi 5000 g mẫu: 1 µL, tỷ số chia dòng: 10. Hàm lượng axít béo 330 TẠP CHÍ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - THÁNG 12/2021
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ được tính toán dựa trên tính toán ngoại chuẩn sử - Bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu: thí nghiệm dụng hỗn hợp chuẩn FAMEs (Supelco 37- được lặp lại 3 lần độc lập, số liệu được thu thập và component FAME mix, USA). xử lý trên phần mềm Microsoft excel 2016. + Năng suất axit béo được xác định theo công 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN thức: 3.1. Khảo sát sinh trưởng của vi tảo Scenedesmus sp. FAp = (FA2 - FA1).(t2 - t1)-1 [1]; Trong đó: FAp là VN03 năng suất axit béo tổng (mg.L-1ngày-1); FA2 là hàm lượng axit béo trên sinh khối khô tại tại ngày thu t2 (ngày); FA1 là hàm lượng axit béo trên sinh khối khô tại tại ngày thu t1 (ngày). - Phương pháp phân tích sắc tố bằng HPLC: + Thu hoạch sinh khối: tương tự như thu mẫu trong phân tích axit béo. + Chiết sắc tố: Mẫu sinh khối ướt được ngâm trong nitơ lỏng 30 giây trước khi phá vỡ trong máy Tissue Lyser với bi kim loại trong 3 phút tần số 25 Hz. Sắc tố được chiết bằng hệ dung môi MeOH: Hình 1. Đường cong sinh trưởng của CH2Cl2 (3:1, v:v) và lắc hỗn hợp 1 giờ trên máy lắc Scenedesmus sp. VN03 Vibrax (IKAbasic, Germany) trong điều kiện lạnh Kết quả cho thấy Scenedesmus sp. VN03 sinh 4oC và không có ánh sáng. Các ống eppendorf sau trưởng tốt trong môi trường khảo sát. Pha logarit đó được ly tâm 5 phút 16.000 vòng/phút và thu lại bắt đầu sau 2 ngày nuôi cấy, đạt sinh khối khô lớp dung môi phía trên. Hỗn hợp thu được được lọc 0,96 g/l. Sự tăng trưởng tiếp tục cho đến khoảng qua màng Millipore PTFE membrane (Acrodisc, ngày thứ 7, mật độ tế bào tăng dần làm suy giảm USA), kích thước lỗ 0,22 µm trước khi được đưa vào khả năng tiếp cận ánh sáng, các yếu tố dinh dưỡng phân tích trên hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao dần cạn kiệt nên tốc độ tăng trưởng của quần thể (HPLC, Shimadzu, Japan). giảm dần. Đến ngày thứ 10, sinh trưởng đến pha + Vận hành hệ thống HPLC: mẫu được phân cân bằng, sinh khối khô ngày 11 đạt 5,88 g/l. tích bằng cột NovaPak C18 (3,9 mm x 150 mm, 4 Thí nghiệm nuôi trong điều kiện không bổ µm particle size, Waters) trên hệ thống Shimadzu, sung CO2, tương tự như khi nuôi vi tảo quy mô lớn buồng tiêm mẫu SIL-20AC, bơm LC-20AT, loại khí trong các bể ngoài trời. Tuy nhiên, lượng sinh khối DGU-20A5R, bộ điều nhiệt CTO-10ASVP, đầu dò thu được đạt khá cao. Koller và cs (2017) [11] khi thử photodiode-array SPD-M20A và module CBM-20A. nghiệm nuôi Scenedesmus obtusiusculus trong hệ Phân tích được thực hiện ở 25oC, tốc độ dòng thống quang sinh dạng tấm, cũng điều kiện chiếu 1 mL/phút. Quy trình được thực hiện dựa trên cải sáng liên tục cho sinh khối cao nhất đạt 4,95 g/l. tiến quy trình của [3]. Hệ dung môi ammonium Khi đo mật độ quang, bước sóng 750 nm được acetate 100 mM/methanol 80% (dung dịch A), lựa chọn thay vì 680 nm vì thí nghiệm được thực acetonitrile 90% (dung dịch B) và ethyl acetate 100% hiện trong điều kiện nuôi ít tạp nhiễm. Trong quá (dung dịch C). Gradient là: 0 phút - 100%A; 0,5 phút trình nuôi cấy, cùng với sự tăng trưởng của vi tảo, - 100%B; 1,1 phút - 90%B +10%C; 6,1 phút - 65%B + hàm lượng Chlorophyll cũng tăng dần ảnh hưởng 35%C; 11,5 phút - 40%B + 60%C; 15 phút - 100%C; 17 đến độ hấp thụ. Theo Griffiths và cs (2011)[8], khi phút - 100%A; 23 phút - 100%A. Dữ liệu được phân sử dụng phương pháp đo mật độ quang để định tích bằng phần mềm Empower (Waters, version lượng tương đối sinh khối trong chu kỳ sinh trưởng 6.1.2154.917) và tính toán được thực hiện dựa trên của vi tảo, đo tại bước sóng 750 nm sẽ cho sai số đỉnh ở 430 nm, so sánh với chuẩn DHI. thấp hơn đáng kể so với bước sóng 680 nm. TẠP CHÍ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - THÁNG 12/2021 331
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 3.2. Đánh giá hàm lượng chất béo của vi tảo Trong các điều kiện nuôi đặc biệt với sự thay đổi về Scenedesmus sp. VN03 chế độ chiếu sáng, dinh dưỡng…, năng suất sinh axít béo có thể giao động rất lớn. Theo kết quả của El- Nhiều loài vi tảo nước ngọt thuộc chi Sheekh và cs (2017) [7] ở loài Scenedesmus obliquus, Scenedesmus và Chlorella đã được khảo nghiệm về năng suất axit béo đạt trong khoảng từ 0,94-45,1 năng suất axit béo. Kết quả bảng 1 cho thấy mg.L-1ngày-1 trong các môi trường nuôi khác nhau. Scenedesmus sp. VN03 nằm trong nhóm những loài cho năng suất sinh axít béo cao đạt 30,9 mg.L-1ngày-1. Bảng 1. Năng suất axít béo của Scenedesmus sp. VN03 và một số chủng vi tảo Tên chủng Năng suất axít béo (mg.L-1ngày-1) Tham khảo Scenedesmus sp. VN03 30,9 Scenedesmus acutus 30-42,1 El-Sheekh và cs, 2017[7] Scenedesmus obliquus SAG 276-10 18 Abomohra và cs, 2012[1] Chlorella sp. 800 38,30 Hempel và cs, 2012[10] Chl. saccharophila 477 17,14 Hempel và cs, 2012[10] Bảng 2. Hàm lượng axit béo trên sinh khối khô của Scenedesmus sp. VN03 (%) S. obliquus Scenedesmus sp. Scenedesmus sp. VN03 (Solana và cs, (Mercado và cs, 2014) [21] 2020) [17] Pha logarit Pha cân bằng Axít béo no 38,04 38,71 25,57 28,95 C14:0 6,93 ± 1,07 3,57 ± 0,15 0,54 8,13 C16:0 18,98 ± 0,98 24,33 ± 0,09 24,10 18,79 C18:0 10,56 ± 0,44 8,35 ± 0,06 0,93 0,32 C20:0 2,57 ± 0,12 2,46 ± 0,04 - 1,58 Axít béo không no 1 nối đôi 12,62 24,40 17,52 20,82 C16:1 2,60 ± 0,78 2,70 ± 0,10 3,00 - C18:1 9,31 ± 0,62 21,13 ± 0,7 0,30 9,71 C20:1 0,71 ± 0,61 0,57 ± 0,01 14,22 - Axít béo không no đa nối đôi 25,25 29,11 26,99 44,49 C18:2 5,03 ± 0,50 4,22 ± 0,19 8,91 20,05 C18:3 20,22 ± 1,51 24,89 ± 0,21 18,08 23,79 Kết quả bảng 2 cho thấy, ở loài Scenedesmus sp. hơn, tỉ lệ tăng lần lượt 11,78% và 3,86%, chiếm VN03, các axit béo C16:0, C18:0, C18:1, C18:3 chiếm 53,11% axít béo tổng số. tỉ trọng chính trong thành phần axít béo. Đầu pha So sánh với nghiên cứu của Solana và cs (2014) logarit, chiếm tỷ lệ cao nhất trong tổng số axít béo [21] trên loài S. obliquus và Mercado và cs (2020) là C18:3 (20,22%) và C16:0 (18,98%). Các axít béo [17] trên loài Scenedesmus sp. cho thấy C16:0 và còn lại chiếm tỷ lệ thấp. Tỷ lệ các axít béo no cao C18:3 đều là các axít béo chiếm tỷ lệ cao. Tuy nhiên hơn nhiều các axít béo không no 1 nối đôi và đa Scenedesmus sp. VN03 có tỷ lệ C18:1 khá cao (21,13% nối đôi. Đến pha cân bằng, tỷ lệ C18:0 và các axít tại pha cân bằng) trong khi Scenedesmus sp. và S. béo chiếm tỷ lệ thấp phần lớn có xu hướng giảm. obliquus có ít axít béo này (tỷ lệ lần lượt là 9,71% và Ngược lại tỷ lệ hàm lượng C18:1, C16:0, C18:3 lại 0,3%). Bù lại S. obliquus có tỷ lệ C20:1 cao (14,22%) và tăng đáng kể lần lượt là 11,82%, 5,35% và 4,51%. Scenedesmus sp. có tỷ lệ C18:2 rất cao (20,05%). Tại Trong quá trình phát triển, các axít béo không no pha cân bằng, tỷ lệ hàm lượng axit béo không no của 1 nối đôi và đa nối đôi cũng được tích lũy nhiều Scenedesmus sp. VN03 cao hơn của S. obliquus nhưng lại thấp hơn ở Scenedesmus sp.. 332 TẠP CHÍ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - THÁNG 12/2021
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Có thể thấy, nguồn axit béo từ các loài thuộc từ 1,94 mg/g - 3,63 mg/g sinh khối. Trong điều chi Scenedesmus nói chung và từ Scenedesmus sp. kiện nuôi cấy có bổ sung CO2 3% (v/v), VN03 nói riêng rất tiềm năng cho nhiều ứng dụng Scenedesmus almeriensis có thể cho sinh khối tối đa trong đời sống do chiếm tỷ lệ axit béo không no 3,7 g/l và lutein đạt 5,71 mg/g [18]. Trong nghiên cao. Các axit béo chiếm tỷ lệ lớn trong Scenedesmus cứu này mặc dù chưa thử nghiệm các điều kiện nuôi spp. ở trên đều là các axit béo tiềm năng cho sản để tối ưu hàm lượng lutein, tuy nhiên trong sinh xuất nhiên liệu sinh học [22]. khối tại pha cân bằng vẫn đạt hàm lượng lutein 3,7 mg/g. 3.3. Đánh giá hàm lượng sắc tố của vi tảo Scenedesmus sp. VN03 4. KẾT LUẬN Các thử nghiệm trên chủng Scenedesmus sp. VN03 bản địa tại Việt Nam cho thấy đây là loài vi tảo có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống. Trong môi trường nuôi 3N-BBM, điều kiện không cần bổ sung CO2, Scenedesmus sp. VN03 có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt. Các hoạt chất sinh học bao gồm axít béo và sắc tố chiếm hàm lượng cao trong sinh khối vi tảo và được tích lũy với tỷ lệ thay đổi trong các pha sinh trưởng khác nhau. Scenedesmus sp. VN03 cho năng suất sinh axít béo cao. Các axít béo C16:0, C18:0, C18:1, C18:3 chiếm tỉ trọng chính trong thành phần axít béo, đây cũng là những axít béo tiềm năng ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu sinh học. Từ pha logarit đến pha cân Hình 2. Hàm lượng sắc tố của Scenedesmus sp. bằng, tỷ lệ C18:0 có xu hướng giảm trong khi tỷ lệ VN03 hàm lượng C18:1, C16:0, C18:3 lại tăng đáng kể. Các Theo hình 2, Chlorophyll-a và Chlorophyll b là sắc axít béo không no với nhiều lợi ích cho sức khỏe tố chính trong sinh khối vi tảo, hàm lượng trên sinh chiếm tỷ lệ hàm lượng trên 50% tại pha cân bằng. khối khô lần lượt là 24 mg/g - 30 mg/g, 9,2 mg/g - Hàm lượng các sắc tố trong sinh khối tảo cũng có 9,6 mg/g. So sánh giữa pha logarit và pha cân bằng thay đổi trong quá trình sinh trưởng. Đáng chú ý cho thấy trong khi một số sắc tố có hàm lượng xu nhất trong các sắc tố là hàm lượng lutein đạt khá hướng giảm như Chlorophyll-a, lutein lại có xu hướng cao trong điều kiện nuôi cấy đơn giản. Dựa vào tăng ở cuối pha logarit và đạt hàm lượng khá cao (3,7 những kết quả trên, các khảo nghiệm sâu hơn có mg/g), một số sắc tố khác hàm lượng thay đổi ko thể được thực hiện nhằm nâng cao được năng suất đáng kể. sinh khối và hàm lượng các hoạt chất trong vi tảo Lutein là một carotenoid được tìm thấy trong Scenedesmus sp. VN03. thực vật và vi sinh vật quang dưỡng. Vì đặc tính LỜI CẢM ƠN chống oxy hóa, chống viêm và chất tạo màu vượt trội, lutein được sử dụng rộng rãi phục vụ lợi ích Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn của con người. Vi tảo được coi là một nguồn lutein Thị Hoài Hà, Phòng Sinh học Tảo, Viện Vi sinh vật tự nhiên tiềm năng do có hàm lượng sắc tố cao và Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội đã (0,5% - 1,2% dựa trên khối lượng sinh khối khô), đặc cung cấp chủng vi tảo giống Scenedesmus sp. VN03 biệt Scenedesmus là đối tượng sản xuất lutein triển phân lập tại Việt Nam. Chúng tôi xin cảm ơn sâu sắc vọng do có hàm lượng lutein cao hơn nhiều so với đến giáo sư Fabrice Franck và tập thể cán bộ Phòng các nguồn thông thường [18]. thí nghiệm Năng lượng Sinh học, Đại học tổng hợp Liege, Vương quốc Bỉ) và Quỹ Phối hợp nghiên cứu Shih và cs (2014) [20] khi thử nghiệm nuôi 6 (Actions de Recherche Concertées-ARC) 17/21-08 chủng S. obliquus khác nhau cho hàm lượng lutein (cộng đồng Pháp ngữ Wallonia-Brussels) đã hỗ trợ TẠP CHÍ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - THÁNG 12/2021 333
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ kinh phí và tạo điều kiện cho chúng tôi được tiến 9. Granado-Lorencio F., Herrero-Barbudo C., hành nghiên cứu này. Acién-Fernández G., Molina-Grima E., TÀI LIỆU THAM KHẢO Fernández-Sevilla J.M., Pérez-Sacristán B. & Blanco-Navarro I., 2009. In vitro bioaccesibility 1. Abomohra A., Wagner M., El-Sheekh M., of lutein and zeaxanthin from the Hanelt D., 2012. Lipid and total fatty acid microalgae Scenedesmus almeriensis, J. Food productivity in photoautotrophic fresh water Chemistry, 114(2), 747-752. microalgae: screening studies towards 10. Hempel N., Petrick I. & Behrendt F., 2012. biodiesel production, J. Appl Phycol, Online Biomass productivity and productivity of fatty publication. acids and amino acids of microalgae strains as 2. Arguelles E. D., 2018. Proximate analysis, key characteristics of suitability for biodiesel antibacterial activity, total phenolic content and production, J Appl Phycol., 24(6): 1407-1418. antioxidant capacity of green microalgae Scenedesmus quadricauda (TURPIN) 11. Koller A.P., Löwe H., Schmid V., Mundt S. & BRÉBISSON, Asian J. Microbiol. Biotech. Env. Botz D.V., 2017. Model supported phototrophic Sc., 20 (1), 150-158. growth studies with Scenedesmus obtusiusculus in a flat-plate photobioreactor, J. Biotechnol 3. Cardol, P., Gloire, G., Havaux, M., Remacle, C. Bioeng, 114, 308-320. & Franck, F., 2003. Photosynthesis and state transitions in mitochondrial mutants of 12. Lakkanagouda P. & Kaliwal B. B. , 2019. Chlamydomonas reinhardtii affected in Microalga Scenedesmus respiration. J. Plant Physiol, 133, 2010-2020. bajacalifornicus BBKLP-07, a new source of 4. Cavonuis, L.R., Carlsson, N.G. & Underland, I., bioactive compounds with in vitro 2014. Quantification of total fatty acids in pharmacological applications, J. Bioprocess microalgae: Comparison of extraction and and Biosystems Engineering, 42, 979-994. transesterification methods. J. Anal. Bioanal. 13. Latiffi A., Mohamed R., Apandi N., Kassim M. Chem., 406, 7313-7322. & Hashim A., 2105. Application of 5. Christenson L. & Sims R. (2011). Production Phycoremediation Using Microalgae and harvesting of microalgae for wastewater Scenedesmus sp. as Wastewater Treatment in treatment, biofuels, and bioproducts. J. Removal of Heavy Metals from Food Stall Biotechnology Advances. 29 (6), 686-702. Wastewater, J. Applied Mechanics and 6. Dantas, D. M. de, Oliveira, C. Y. B. de, Materials, 773-774, 1168-1172. Costa, R.M.P.B., Carneiro da C., Ga´lvez A. O. & 14. Lürling, M., 1999. The Smell of Water: Grazer- Bezerra R. de S., 2019. Evaluation of antioxidant Induced Colony Formation in Scenedesmus, and antibacterial capacity of green microalgae Thesis: Agricultural University of Wageningen, Scenedesmus subspicatus, J. Food Science and Gelderland. Technology International, 0(0), 1-9. 15. M. D. & Guiry, G.M., 2015. AlgaeBase. World- 7. El-Sheekh M., Abomohra A., El-Azim M. & Abou- wide electronic publication, National Shanab R., 2107. Effect of temperature on growth University of Ireland. and fatty acids profile of the biodiesel producing 16. Ma S., Li D., Yu Y., Li D., 2019. Application of microalga Scenedesmus acutus, J. Biotechnol. a microalga Scenedesmus obliquus PF3 for the Agron. Soc. Environ., 21(4), 233-239. biological removal of nitric oxide (NO) and 8. Griffiths M.J., Garcin C., Hille R.P. &Harrison carbon dioxide, J. Environmental Pollution, S.T.L., 2011. Interference by pigment in the 252(A), 344-351. estimation of microalgal biomass concentration 17. Mercado I., Álvarez X., Verduga M.E. & Cruz by optical density, J. Microbiological Methods, A., 2020. Enhancement of Biomass and Lipid 85, 119-123. Productivities of Scenedesmus sp. cultivated in 334 TẠP CHÍ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - THÁNG 12/2021
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ the Wastewater of the Dairy Industry, J. light-related strategies, J. Bioresource Processes, 8, 1458. Technology, 152, 275-282. 18. Molino A., Mehariya S., Iovine A., Casella P., 21. Solana M., Rizza C.S. & Bertucco A., 2014. Marino T., Karatza D., Chianese Exploiting microalgae as a source of essential S. & Musmarra D., 2020. Enhancing Biomass fatty acids by supercritical fluid extraction of and Lutein Production from Scenedesmus lipids: Comparison between Scenedesmus almeriensis: Effect of Carbon Dioxide obliquus, Chlorella Concentration and Culture Medium Reuse, J. protothecoides and Nannochloropsis salina, J. Front. Plant Sci, 11:415. Supercritical Fluids, 92, 311-318. 19. Nascimento T. C., Pinheiro P.N., Fernandes 22. Phạm Duy Thành, 2019. Biomass and lipid A.S., Murador D.C., Neves B.V., Menezes C. productivity of Scenedesmus deserticola under R., Rosso V.V., Lopes E.J. & Zepka L.Q., 2020. heterotrophic cultivation, AGU International J. Bioaccessibility and intestinal uptake of of Sciences, 7 (4), 39-48. carotenoids from microalgae Scenedesmus 23. Udaiyappan A. F. M., AbuHasan H., Takriff M. obliquus, J. Food Science and Technology, S., Abdullah S, R.S., Yasin N.H.M., Ji B., 2021. 140, 110780. Cultivation and application of Scenedesmus sp. 20. Shih H.H., Ming C.C., Chen C.L., Chun Y.C., strain UKM9 in palm oil mill effluent treatment Wen L.L., Duu J.L. & Jo S.C., 2014. Enhancing for enhanced nutrient removal, J. Cleaner lutein productivity of an indigenous Production, 294, 126295. microalga Scenedesmus obliquus FSP-3 using GROWTH OBSERVATION AND BIOACTIVE COMPOUNDS ACCUMULATION OF THE NATIVE GREEN MICROALGAE Scenedesmus sp. VN03 Nguyen Thi Kim Dung, Le Thanh Tung Summary Scenedesmus is one of the most common freshwater algae genera. Studies showed that Scenedesmus spp. contains high levels of protein, lipids, vitamins, minerals, antioxidant and antibacterial active ingredients. Additionally, Scenedesmus is also applied for biodiesel production and wastewater treatment. In this study, we investigated the growth and accumulation of fatty acids and pigments of the Scenedesmus sp. VN03 species which isolated in Vietnam aimed at preliminary assessment of the growth potential and possible applications of this algae strain. Fatty acid analysis was performed on a gas chromatograph (GC- FID) and pigment analysis on a high performance liquid chromatography (HPLC) system. The results indicated that Scenedesmus sp. VN03 grew well in the control environment, the culture density reached stationary phase after 10 days, dry biomass reached 5.88mg/ml at day 11, fatty acids productivity obtained 30.9 mg.L-1day-1. At the beginning of the logarithmic phase, accounting for the highest contents of fatty acids were C18:3(20,22%) and C16:0(18.98%) of total fatty acids. At the stationary phase, the ratios of C18: 1, C16: 0, C18: 3 increased significantly by 11.82%, 5.35% and 4.51%, respectively. Chlorophyll-a and chlorophyll b are the main pigments in biomass, the concentrations were 24-30 mg/g, 9.2-9.6 mg/g, respectively. During the development, the lutein content tended to increase while the Chlorophyll-a content tended to slightly reverse. The results showed that Scenedesmus sp. VN03 is a potential microalgae species for a wide range of life applications. Keywords: Growth, fatty acid, microalgae, pigment, Scenedesmus. Người phản biện: PGS.TS Đỗ Văn Khương Ngày nhận bài: 9/7/2021 Ngày thông qua phản biện: 9/8/2021 Ngày duyệt đăng: 16/8/2021 TẠP CHÍ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN - THÁNG 12/2021 335

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.