Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu đa dạng di truyền và chọn lọc các chủng tảo Chlorella sp. được thu thập ở một số tỉnh Nam Bộ

Luận án này tập trung nghiên cứu về chi tảo Chlorella, một loài tảo lục phổ biến có tiềm năng ứng dụng cao. Với sự đa dạng sinh học của miền Nam Việt Nam, việc phân lập và khai thác các chủng Chlorella bản địa là rất quan trọng. Nghiên cứu nhằm đánh giá đa dạng di truyền, xác định các loài ưu thế, và chọn lọc các chủng có khả năng xử lý nước thải cũng như tiềm năng sản xuất nhiên liệu sinh học từ lipid.

Luận án này hướng đến các nhà khoa học, nghiên cứu sinh, và chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ sinh học, môi trường, và năng lượng tái tạo, đặc biệt là những người quan tâm đến ứng dụng của vi tảo Chlorella trong xử lý nước thải và sản xuất nhiên liệu sinh học.

Nghiên cứu này đã thu thập 120 mẫu tảo từ 5 tỉnh thành phía Nam Việt Nam và phân lập, định danh thành công 8 chủng tảo thuộc chi Chlorella, bao gồm 3 chủng Chlorella vulgaris, 2 chủng Chlorella sorokiniana và 3 chủng chưa xác định được loài. Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị ISSR cho thấy sự khác biệt di truyền giữa các chủng C. vulgaris nhưng không có tương quan rõ rệt với yếu tố địa lý. Trong số các chủng được phân lập, chủng Chlorella CG-20 thể hiện khả năng chịu đựng ammonium và hấp thụ nitrate cao nhất, với môi trường nuôi cấy tối ưu là BBM và HAMGAM. Chủng này cũng cho thấy hiệu quả cao trong việc loại bỏ tổng nitơ (TN) và nhu cầu oxy hóa học (COD) trong nước thải. Đặc biệt, khi kết hợp xử lý nước thải bằng tảo Chlorella CG-20 với sóng âm nhạc, hiệu quả xử lý được nâng cao đáng kể, đạt tỷ lệ loại bỏ TN là 0,0335 L/mg/ngày và COD là 0,001 L/mg/ngày theo mô hình động học bậc hai. Các thông số tối ưu cho quá trình này là mật độ tảo 4%, cường độ âm thanh 52,4 dB và thời gian xử lý 4,6 ngày. Ngoài ra, nghiên cứu đã tối ưu hóa quy trình ly trích lipid từ tảo Chlorella CG-20 bằng phương pháp Taguchi, xác định biên độ sóng siêu âm là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất. Điều kiện tối ưu cho ly trích lipid bao gồm tỷ lệ n-hexan/ethanol 3:1, nhiệt độ 40°C, biên độ siêu âm 80% và thời gian phản ứng 15 phút. Lipid thu được có tiềm năng ứng dụng làm nhiên liệu diesel sinh học. Tuy nhiên, phân tích vòng đời (LCA) chỉ ra rằng quy trình ly trích lipid từ sinh khối tảo khô có tác động đáng kể đến môi trường, đặc biệt là về tiềm năng nóng lên toàn cầu, axit hóa và phú dưỡng, nhấn mạnh sự cần thiết phải giảm thiểu khí thải và nâng cao hiệu quả ly trích.