intTypePromotion=1

Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ: Ảnh hưởng của ánh sáng và nitơ lên sự tăng trưởng, hàm lượng protein tổng, acid amin và khả năng chống oxy hóa của Spirulina sp.

Chia sẻ: Mucnang Mucnang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

0
5
lượt xem
0
download

Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ: Ảnh hưởng của ánh sáng và nitơ lên sự tăng trưởng, hàm lượng protein tổng, acid amin và khả năng chống oxy hóa của Spirulina sp.

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm xác định điều kiện ánh sáng, nồng độ nitơ thích hợp cho tăng trưởng và tích lũy protein ở Spirulina sp. Xác định khả năng chống oxy hóa và hàm lượng acid amin ở các chủng Spirulina sp.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ: Ảnh hưởng của ánh sáng và nitơ lên sự tăng trưởng, hàm lượng protein tổng, acid amin và khả năng chống oxy hóa của Spirulina sp.

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG VÀ NITƠ LÊN SỰ TĂNG TRƯỞNG, HÀM LƯỢNG PROTEIN VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA TẢO SPIRULINA SP. Chuyên ngành: Sản xuất và phát triển thuốc KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC Hướng dẫn khoa học: TS. Võ Hồng Trung Tp HCM – 2018
  2. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bài khóa luận này là của riêng tôi; các kết quả và số liệu trong báo cáo khóa luận tốt nghiệp không sao chép bất kỳ nguồn nào khác. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này. TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Bích Ngọc
  3. LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS. Võ Hồng Trung – Trưởng Bộ môn Hóa sinh – Độc chất, trường Đại học Nguyễn Tất Thành đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Tôi xin trân trọng cảm ơn quý Thầy, Cô và Cán bộ trong khoa Dược, trường Đại học Nguyễn Tất Thành đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tôi chân thành cảm ơn các bạn moniter trong Bộ môn Độc chất – Hóa sinh: Trần Huỳnh Phong, Lưu Thi Đan, Vũ Thị Thu Hồng và Đào Thu Hiền đã tận tình giúp đỡ, động viên để tôi có thể hoàn thành tốt khóa luận này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và những người thân đã ở bên tôi, tạo điều kiện cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. ………………, ngày …..tháng …..năm 2018
  4. Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................3 1.1. Giới thiệu về Spirulina sp. ....................................................................................3 1.2. Đặc điểm sinh học của Spirulina sp. ....................................................................3 1.2.1. Phân loại ........................................................................................................3 1.2.2. Đặc điểm hình thái và cấu trúc tế bào Spirulina sp. ......................................4 1.2.3. Đặc điểm sinh lý ............................................................................................6 1.2.4. Đặc điểm sinh hóa .........................................................................................7 1.3. Protein của Spirulina sp........................................................................................9 1.4. Khả năng chống oxy hóa của Spirulina sp. ..........................................................9 1.5. Ứng dụng nuôi trồng của Spirulina sp. ..............................................................10 1.6. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tảo Spirulina sp. .........................................12 1.6.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ................................................................12 1.6.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trong nước ...........................................12 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ...................................................14 2.1. Chủng Spirulina sp. ............................................................................................14 2.2. Các phương pháp phân tích ................................................................................14 2.2.1. Quan sát hình thái tế bào Spirulina sp. ........................................................14 2.2.2. Xác định sinh khối tế bào Spirulina sp. .......................................................15 2.2.3. Xác định tốc độ tăng trưởng đặc hiệu ..........................................................15 2.2.4. Xác định hàm lượng protein của Spirulina sp. bằng phương pháp Bradford15 2.2.5. Xác định hàm lượng phenolic tổng .............................................................16 2.2.6. Xác định hàm lượng chất oxy hóa tổng .......................................................16 2.2.7. Xác định hàm lượng các acid amin theo hệ thống Pico – Tag ....................17 2.3. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ........................................................................17 2.3.1. Thí nghiệm 1: Lựa chọn điều kiện ánh sáng nuôi cấy thích hợp.................17 2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nitơ lên sự tăng trưởng và hàm lượng protein ở Spirulina sp. ................................................................................18 2.3.3. Thí nghiệm 3: Nuôi cấy, thu sinh khối và phân tích thành phần acid amin 20 i SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  5. Khóa luận tốt nghiệp 2.4. Xử lý số liệu........................................................................................................21 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ...........................................................22 3.1. Kết quả ................................................................................................................22 3.1.1. Lựa chọn điều kiện ánh sáng nuôi cấy thích hợp ........................................22 3.1.2. Ảnh hưởng của yếu tố nitơ lên sự tăng trưởng và hàm lượng protein ở Spirulina sp. ..........................................................................................................27 3.1.3. Nuôi cấy, thu sinh khối và phân tích thành phần acid amin ........................32 3.2. Biện luận .............................................................................................................41 3.2.1. Lựa chọn điều kiện ánh sáng nuôi cấy thích hợp ........................................41 3.2.2. Ảnh hưởng của yếu tố nitơ lên sự tăng trưởng và hàm lượng protein ở Spirulina sp. ..........................................................................................................42 3.2.3. Nuôi cấy, thu sinh khối và phân tích thành phần acid amin ........................44 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................47 4.1. Kết luận...............................................................................................................47 4.2. Kiến nghị ............................................................................................................47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ii SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  6. Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT  Kí hiệu Chú thích % Phần trăm µg Microgam µL Microlít g/L Gam/Lít mcg Microgam mg/L Miligam/Lít mmol/L Milimol/Lít UI International Unit iii SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  7. Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học của tảo Spirulina so với % trọng lượng khô .............7 Bảng 1.2 Thành phần vitamin của tảo Spirulina so với % trọng lượng khô .............8 Bảng 1.3 Thành phần chất khoáng của tảo Spirulina so với% trọng lượng khô .......8 Bảng 3.1 Thành phần của môi trường Zarrouk ........................................................ 14 Bảng 3.1 Khối lượng sinh khối khô Spirulina theo từng loại ánh sáng ................... 24 Bảng 3.2 Nồng độ protein tổng (g/L) theo từng loại ánh sáng .................................26 Bảng 3.3 Hàm lượng protein (%) tổng theo từng loại ánh sáng ...............................26 Bảng 3.4 Khối lượng sinh khối khô Spirulina theo từng nồng độ NaNO3 khác nhau ...................................................................................................................................29 Bảng 3.5 Khả năng tích lũy protein theo từng nồng độ NaNO3 khác nhau..............31 Bảng 3.6 Khối lượng sinh khối khô của 2 chủng .....................................................34 Bảng 3.7 Hàm lượng protein tổng của các chủng Spirulina sp. ...............................35 Bảng 3.8 Hàm lượng thành phần acid amin của Spirulina sp. .................................37 Bảng 3.9 Hàm lượng phenolic tổng của 2 chủng .....................................................39 Bảng 3.10 Hàm lượng chất chống oxy hóa tổng của 2 chủng Spirulina sp. ............40 iv SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  8. Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình thái tế bào Spirulina sp. ......................................................................4 Hình 1.2 Một phần của trichome xoắn ốc của Spirulina platensis; trong đó p là độ cao và d đường kính ngoài của xoắn ốc ......................................................................5 Hình 1.3 Sơ đồ vòng đời của tảo Spirulina ................................................................7 Hình 2.1 Spirulina sp. nuôi cấy trong môi trường Zarrouk...................................... 18 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nuôi cấy Spirulina trong các điều kiện ................18 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nuôi cấy Spirulina ở các điều kiện NaNO3 khác nhau ...........................................................................................................................19 Hình 2.4 Các bình chứa dịch tảo trong hệ thống thí nghiệm....................................20 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nuôi cấy các chủng Spirulina sp. ở điều kiện NaNO3 5 g/L ..........................................................................................................................21 Hình 3.1 Hình thái tế bào Spirulina sp. trong các điều kiện nuôi cấy ánh sáng đỏ, ánh sáng xanh dương và ánh sáng trắng .......................................................................... 22 Hình 3.2 Màu sắc dịch nuôi ngày thứ 10 trong điều kiện nuôi cấy ánh sáng đỏ, ánh sáng xanh dương và ánh sáng trắng ..........................................................................23 Hình 3.3 Sinh khối của Spirulina sp. trong các điều kiện ánh sáng khác nhau .......23 Hình 3.4 Tốc độ tăng trưởng đặc hiệu của Spirulina sp. trong các điều kiện ánh sáng khác nhau...................................................................................................................24 Hình 3.5 Hàm lượng protein tổng của Spirulina trong các điều kiện ánh sáng khác nhau ...........................................................................................................................25 Hình 3.6 Sinh khối của Spirulina sp. trong các nồng độ NaNO3 khác nhau ...........28 Hình 3.7 Tốc độ tăng trưởng đặc hiệu của Spirulina sp. trong các nồng độ NaNO3 khác nhau...................................................................................................................28 Hình 3.8 Hàm lượng protein tổng của Spirulina trong các nồng độ NaNO3 khác nhau ...................................................................................................................................30 Hình 3.9 Hình thái của 2 chủng Spirulina sp. Mỹ và Nhật ......................................32 Hình 3.10 Màu sắc dịch nuôi cấy ngày thứ 5 trong môi trường Zarrouk chứa NaNO3 5,0 g/L của 2 chủng Spirulina sp. Nhật và Sprulina sp. Mỹ .....................................33 v SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  9. Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.11 Sinh khối của 2 chủng Spirulina sp. Mỹ và Nhật....................................33 Hình 3.12 Hàm lượng protein tổng (g/L) của 2 chủng Spirulina sp. ở nồng độ NaNO3 5,0 g/L .......................................................................................................................34 Hình 3.13 Hàm lượng phần trăm protein tổng của 2 chủng Spirulina sp. ở nồng độ NaNO3 5,0 g/L...........................................................................................................35 Hình 3.14 Hàm lượng phenolic tổng của 2 chủng Spirulina sp. ở nồng độ NaNO3 5,0 g/L .............................................................................................................................38 Hình 3.15 Hàm lượng chất chống oxy hóa tổng của 2 chủng Spirulina sp. ở nồng độ NaNO3 5,0 g/L...........................................................................................................39 vi SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  10. Khóa luận tốt nghiệp Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ đại học - Năm học 2013– 2018 ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG VÀ NITƠ LÊN SỰ TĂNG TRƯỞNG, HÀM LƯỢNG PROTEIN VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA TẢO SPIRULINA SP. Nguyễn Thị Bích Ngọc Hướng dẫn khoa học: TS. Võ Hồng Trung Mở đầu: Spirulina sp. là sản phẩm thiên nhiên có giá trị dinh dưỡng và sinh học cao, đáp ứng nhu cần vừa là thức ăn, vừa là dược phẩm chữa bệnh. Điều kiện nuôi cấy là yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm từ Spirulina. Đối tượng: Tảo Spirulina sp. Phương pháp nghiên cứu: phương pháp Bradford, xác định hàm lượng chất oxy hóa tổng, hệ thống Pico – Tag và một số phương pháp khác. Kết quả: Sinh khối cực đại ở ánh sáng đỏ (0,84 g/L) cao hơn so với điều kiện ánh sáng trắng và ánh sáng xanh dương (0,57 g/L và 0,28 g/L) p
  11. Khóa luận tốt nghiệp Final assay for the degree of BS Pharm - Academic year: 2013-2018 EFFECT OF LIGHT QUALITY AND NITROGEN ON GROWTH, PROTEIN CONTENT AND ANTIOXIDANT CAPACITY OF THE SPIRULINA SP. Nguyen Thi Bich Ngoc Supervisor: Dr. Trung Vo Hong Introduction: Spirulina sp. is natural product known as a natural source of nutraceuticals and bioactive compounds, responding to the demand of both food and medicinal products. Cultural conditions are the key point to determine the quality of Spirulina’s products. Materials: Spirulina sp. Methods: Bradford method, total oxidant quantitation, Pico - Tag system and other methods. Results: Maximum biomass under red light (0.84 g/L) was higher than those under white and blue light conditions (0.57 g/L and 0.28 g/L) p
  12. Khóa luận tốt nghiệp Đặt vấn đề ĐẶT VẤN ĐỀ Khi đứng trên cao của sự phát triển của khoa học và công nghệ, con người dần có xu hướng trở về với thiên nhiên. Vì thế mà các nhà khoa học không ngừng cho ra đời những công trình nghiên cứu các loài thực vật, động vật trong tự nhiên nhằm tìm ra những hoạt chất quý ứng dụng trong y học, để chữa những căn bệnh nguy hiểm như ung thư, bệnh truyền nhiễm. Bên cạnh đó, tiếp nối những thành công trong những thế kỷ trước, chúng ta đã tìm ra những nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng từ tự nhiên như các loại bánh tảo, thực phẩm chức năng. Đồng thời dựa vào thiên nhiên chúng ta cũng tìm ra nguồn chiết xuất ra các hoạt chất trong ngành mỹ phẩm. Spirulina là một trong những loài tảo được nghiên cứu nhiều nhất và cũng đem lại rất nhiều lợi ích cho con người trong ngành thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Các loài Spirulina có hoạt tính sinh học đa dạng và ý nghĩa về dinh dưỡng do chúng có hàm lượng cao các chất dinh dưỡng tự nhiên, có vai trò điều hòa chức năng sinh học và miễn dịch. Spirulina là loại vi tảo được tiêu thụ nhiều nhất do hàm lượng protein cao và các lợi ích dinh dưỡng bổ sung, bao gồm chống tăng huyết áp, bảo vệ thận, chống tăng lipid máu và chống tăng đường huyết [75]. Nhiều Spirulina ảnh hưởng lên hệ thống miễn dịch thông qua tăng hoạt tính của đại thực bào, kích thích tạo ra kháng thể, cytokine, tăng tích lũy tế bào NK (Natural Killer Cell) trong các mô, tăng sự hoạt động và di chuyển của tế bào T và B [46]. Spirulina là một nguồn giàu protein, chứa hàm lượng cao acid hypocholesterolemic γ-linoleic (GLA), vitamin B và các phycobiliprotein tự do [71]. Do đó nó đã được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) gán danh hiệu là “siêu thực phẩm” [46]. Như một minh chứng cho điều này, Spirulina có lượng canxi nhiều hơn 180% so với sữa, protein nhiều hơn 670% so với đậu hũ, hơn 3100% β-carotene so với cà rốt và chất sắt nhiều hơn 5100% rau bina [20]. Nắm bắt được tiềm năng kinh tế cũng như giá trị dinh dưỡng từ Spirulina nhiều nghiên cứu từ quy mô nhỏ như trong phòng thí nghiệm đến quy mô lớn như sản xuất trong công nghiệp được thực hiện nhằm tìm ra phương pháp nuôi trồng để đạt được hiệu suất cao nhất. Điển hình như: môi trường MS, Zarrouk… là một trong những 1 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  13. Khóa luận tốt nghiệp Đặt vấn đề môi trường mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm với những điều kiện chuẩn về chế độ dinh dưỡng, pH, nhiệt độ, ánh sáng [27], [46]. Hiện nay, đã có nhiều công trình trong nghiên cứu về các điều kiện nuôi trồng Spirulina mang lại hiệu suất tối ưu. Tuy nhiên, ở Việt Nam còn rất nhiều hạn chế về lĩnh vực này. Dựa vào cơ sở đó, đề tài “Ảnh hưởng của ánh sáng và nitơ lên sự tăng trưởng, hàm lượng protein tổng, acid amin và khả năng chống oxy hóa của Spirulina sp.” thực hiện với mục đích:  Xác định điều kiện ánh sáng, nồng độ nitơ thích hợp cho tăng trưởng và tích lũy protein ở Spirulina sp.  Xác định khả năng chống oxy hóa và hàm lượng acid amin ở các chủng Spirulina sp. 2 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  14. Khóa luận tốt nghiệp Tổng quan CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu về Spirulina sp. Tảo Spirulina hay tảo xoắn Spirulina là tên gọi do nhà tảo học Deurben (Đức) đặt vào năm 1827 dựa trên hình thái tảo Spirulina. Do hình dạng “xoắn lò xo” với khoảng 5-7 vòng đều nhau không phân nhánh dưới kính hiển vi nên được gọi là Spirulina với tên khoa học là tảo Spirulina platensis (bắt nguồn từ chữ spire, spiral có nghĩa là “xoắn ốc”) và trước đây được coi là thuộc chi Spirulina. Spirulina thuộc vi khuẩn lam (Cyanobacteria) nên chúng thuộc sinh vật nhân sơ hay nhân nguyên thủy (Prokaryote)[22]. Cũng vào năm 1827, Turpin lần đầu tiên phân lập được tảo Spirulina từ nguồn nước tự nhiên. Năm 1960, Tiến sĩ Clement người Pháp tình cờ phát hiện loại tảo này khi đến hồ Tchad ở Trung Phi. Nhà khoa học này không khỏi kinh ngạc khi vùng đất cằn cỗi, đói kém quanh năm nhưng những thổ dân ở đây rất cường tráng và khỏe mạnh. Khi Clement tìm hiểu về thức ăn của họ, bà phát hiện trong mùa không săn bắn, họ chỉ dùng một loại bánh màu xanh mà nguyên liệu chính là thứ họ vớt lên từ hồ. Qua phân tích, bà phát hiện ra loại bánh có tên Dihe này chính là tảo Spirulina. Năm 1963, bà đã nghiên cứu thành công việc nuôi Spirulina ở qui mô công nghiệp [32]. Năm 1973, Tổ chức Nông lương Quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã chính thức công nhận tảo xoắn Spirulina là nguồn dinh dưỡng và dược liệu quý, đặc biệt trong chống suy dinh dưỡng và chống lão hóa [6]. Năm 1977, Viện sinh vật học là nơi tiên phong trong việc nuôi trồng Spirulina ở Việt Nam theo mô hình ngoài trời, không mái che, có sục khí CO2 tại xí nghiệp nước suối Vĩnh Hảo (Bình Thuận). 1.2. Đặc điểm sinh học của Spirulina sp. 1.2.1. Phân loại Tảo (algae) là một nhóm vi sinh vật, nhưng chúng khác với vi khuẩn và nấm men ở chỗ chúng có diệp lục và có khả năng tổng hợp được các chất hữu cơ từ các chất vô cơ dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời [1]. 3 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  15. Khóa luận tốt nghiệp Tổng quan Tảo Spirulina thuộc [2]: Lãnh giới (domain): Bacteria Ngành (phylum): Cyanophyta Lớp (class): Cyanophyceae Bộ (ordo): Oscillatoriales Họ (familia): Oscillatoniaceae (Nostocales) Chi (genus): Spirulina Có hai loài quan trọng là Spirulina maxima và Spirulina platensis. 1.2.2. Đặc điểm hình thái và cấu trúc tế bào Spirulina sp. Tảo lam được xếp vào nhóm vi khuẩn lam, loài vi sinh vật đầu tiên có khả năng quang hợp và sinh ra khí oxy được phát hiện từ 3,5 tỷ năm trước [45]. Spirulina là tảo đa bào, dạng sợi xoắn lò xo khoảng 5-7 vòng đều nhau không phân nhánh. Đường kính xoắn khoảng 35 – 50 µm, bước xoắn 60 µm, chiều dài thay đổi có thể đạt 250 µm. Nhiều trường hợp tảo Spirulina có kích thước lớn hơn (hình 1.1 và hình 1.2). Hình 1.1 Hình thái tế bào Spirulina sp. [43] 4 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  16. Khóa luận tốt nghiệp Tổng quan Hình 1.1 Một phần của trichome xoắn ốc của Spirulina platensis; trong đó p là độ cao và d đường kính ngoài của xoắn ốc [30] Thành tế bào Spirulina có cấu trúc nhiều lớp, không chứa cellulose mà chứa mucopolyme pectin và các loại polysaccharide khác. Màng tế bào nằm sát ngay bên dưới thành tế bào và nối với màng quang hợp nằm rải rác trong nguyên sinh chất [1]. Tế bào tảo Spirulina chưa có nhân điển hình, vùng nhân là vùng giàu acid nucleic chưa có màng nhân bao bọc, phân bố trong nguyên sinh chất. Ngoài ra, tế bào Spirulina không có không bào thực, chỉ có không bào chứa khí làm chức năng điều 5 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  17. Khóa luận tốt nghiệp Tổng quan chỉnh tỷ trọng tế bào. Nhờ có không bào chứa khí và hình dạng xoắn mà Spirulina có thể nổi lên mặt nước [3]. Mặc dù không có ty thể và mạng lưới nội chất song tế bào Spirulina vẫn có ribosom và một số thể vùi như các hạt polyphotphat, glycogen, phycocyanin, carboxysome và hạt mesosome [1]. 1.2.3. Đặc điểm sinh lý Tảo Spirulina có thể phân bố rộng rãi trong đất, đầm lầy, nước sạch, nước mặn, nước biển và suối nước nóng [4]. Do là một vi sinh vật quang dưỡng bắt buộc nên ngoài hàm lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho tảo là nguồn carbon và nguồn nitơ, photpho; sự sinh trưởng của Spirulina còn phụ thuộc vào các yếu tố vật lý như sau: - Yếu tố ánh sáng: là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo. Spirulina ít bị chi phối bởi chu kỳ sáng/tối và đạt giá trị sinh khối cao khi được chiếu sáng liên tục. Cường độ ánh sáng thích hợp khoảng: 25,000 - 30,000 lux [1]. - Yếu tố nhiệt độ: Spirulina phát triển ở nhiệt độ khá cao. Người ta phát hiện chúng sống ở những suối nước nóng đến 690C. Chúng có khả năng phát triển ở khoảng nhiệt độ 350C - 370C ở điều kiện phòng thí nghiệm. Spirulina phát triển rất chậm dưới 250C [66]. - Yếu tố pH: Spirulina phát triển trong khoảng pH từ 8,3 – 11. Tuy nhiên, pH của môi trường tối ưu cho sinh trưởng và phát triển của tảo là từ 8,5 – 9,0. Tại khoảng pH này, nguồn carbon vô cơ được đồng hóa nhiều nhất [67]. Ở pH= 10 – 11, tảo vẫn phát triển nhưng rất chậm.  Nếu pH ≤ 7: khí CO2 được đưa vào môi trường, tảo có thể sự dụng CO2 hòa tan là chủ yếu.  Nếu pH ≤ 9: CO2 hòa tan sẽ chuyển sang HCO3- và CO32- CO2 H2CO3 H+ + HCO3 2H+ + CO32-  Nếu pH = 10 – 11: các nguồn carbon trên lại trở về trạng thái ban đầu CO32- + H2O CO2 + 2OH-  OH- được giải phóng sẽ làm tăng pH. 6 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  18. Khóa luận tốt nghiệp Tổng quan  Nếu pH quá cao tất cả HCO3- và CO32- sẽ tạo thành CO2 và OH-. Chu kỳ phát triển của tảo rất ngắn, thường xảy ra trong 24 giờ như tảo Chlorella. Tảo lam Spirulina có hai hình thức sinh sản: - Sinh sản sinh dưỡng: thực hiện bằng cách đứt từng khúc ở chỗ có tế bào dị hình trên sợi tảo, từ đó tạo ra sợi mới (hình 1.3). - Sinh sản vô tính: thực hiện bằng cách tạo bào tử giống ở vi khuẩn trong điều kiện không thuận lợi. Hình 1.2 Sơ đồ vòng đời của tảo Spirulina [23] 1.2.4. Đặc điểm sinh hóa Tảo Spirulina chứa hàm lượng protein rất cao, cao hơn cả tảo Chlorella. Ngoài ra chúng còn chứa đầy đủ các vitamin và khoáng chất [3] (bảng 1.1, 1.2 và 1.3). Bảng 1.1 Thành phần hóa học của tảo Spirulina so với % trọng lượng khô STT Thành phần % so với trọng lượng khô 1 Protein tổng 60 – 70 2 Glucid 13 – 16 3 Lipid 7–8 4 Acid nucleic 4,29 5 Diệp lục 0,76 6 Caroten 0,23 7 Tro 4–5 7 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
  19. Khóa luận tốt nghiệp Tổng quan Bảng 1.2 Thành phần vitamin của tảo Spirulina so với % trọng lượng khô[32] STT Thành phần Trọng lượng trong 100g 1 Vitamin A(100% β-carotene) 352,000 IU 2 Vitamin K 1090 mcg 3 Thiamine HCl (Vitamin B1) 0,5 mg 4 Riboflavin (Vitamin B2) 4,53 mg 5 Niacin (Vitamin B3) 14,9 mg 6 Vitamin B6 (Pyridox. HCl) 0,96 mg 7 Vitamin B12 162 mcg Bảng 1.3 Thành phần chất khoáng của tảo Spirulina so với% trọng lượng khô[32] STT Thành phần Trọng lượng trong 100g 1 Caxi 468 mg 2 Sắt 87,4 mg 3 Photpho 961 mg 4 Iod 142 mcg 5 Magie 319 mg 6 Kẽm 1,45 mg 7 Selen 25,5 mcg 8 Đồng 0,47 mg 9 Mangan 3,26 mg 10 Clo
  20. Khóa luận tốt nghiệp Tổng quan Các acid béo bão hòa và không bão hòa cũng có mặt trong thành phần của Spirulina và chiếm tới 1,95g/100g chất khô. Hàm lượng cholesterol nhỏ hơn khoảng 0,1mg/100g chất khô, trong khi đó hàm lượng cholesterol trong 100 g chất khô của trứng lên đến 600 mg. Điều này giải thích tại sao bột Spirulina được dùng bổ sung thức ăn cùng với protein đồng thời nó kiểm soát việc tăng trọng lượng quá mức [3]. 1.3. Protein của Spirulina sp. Đặc điểm sinh hóa nổi bật của Spirulina là có hàm lượng protein rất cao, chiếm khoảng 55 – 70% trọng lượng khô của tế bào, trong khi các thực phẩm được coi là giàu chất đạm như đậu nành, thịt bò, photmat cũng chỉ có 18 – 37 % đạm. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng protein trong Spirulina hoàn toàn không có hại. Tốc độ đồng hóa protein rất cao: sau 18 giờ thì 58% protein được tiêu hóa và đồng hóa [3]. Protein của tảo Spirulina có chứa acid amin thiết yếu và acid amin không thiết yếu và tỷ lệ của các acid amin này khá cân đối. Trong số các acid amin có 4 loại không thể thay thế và có vai trò quan trọng như: lysine, methionine, phenylanalin, tryptophan. Ngoài ra, trong thành phần protein của Spirulina còn chứa các phycobiliprotein – một loại protein tan trong nước - một loại sắc tố lam có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp của Tảo lam, Tảo đỏ [33]. Hàm lượng phycobiliprotein chiếm đến 20 – 25% trong tổng lượng protein của tế bào; bao gồm 2 loại sắc tố: C-phycocyanin và allophycocyanin [16]. Chất này có hoạt tính sinh học cao đã được nghiên cứu và thử nghiệm trong lĩnh vực Y-học. Một số bằng sáng chế liên quan đến hoạt tính sinh học có lợi của phycobiliprotein cũng đã được công bố về các ứng dụng sinh học như chống oxy hóa, chống viêm, chống virus, chống khối u, bảo vệ thần kinh và các hoạt động bảo vệ gan [15], [49]. 1.4. Khả năng chống oxy hóa của Spirulina sp. Những năm gần đây, người ta đã bắt đầu nghiên cứu một số hoạt tính sinh học ở tảo Spirulina và ứng dụng của chúng. Một trong số đó, khả năng chống oxy là hoạt tính đang được chú ý nhiều nhất. 9 SVTT: Nguyễn Thị Bích Ngọc HDKH: TS. Võ Hồng Trung
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2