Luận văn thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu sử dụng ammonium sulfate và urea trong nuôi trồng Spirulina platensis tại Trung tâm ứng dụng Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk

Chia sẻ: Trang Lê | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:118

Thêm vào BST

Báo xấu

97
lượt xem 27
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: xác định khả năng sử dụng ammonium sulfate và urea trong nuôi trồng Spirulina platensis tại Trung tâm ứng dụng khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu sử dụng ammonium sulfate và urea trong nuôi trồng Spirulina platensis tại Trung tâm ứng dụng Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ĐỖ THỊ BÍCH MỸ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG AMMONIUM SULFATE VÀ UREA TRONG NUÔI TRỒNG SPIRULINA PLATENSIS TẠI TRUNG TÂM ỨNG DỤNG KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỈNH ĐẮK LẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ: NGÀNH SINH HỌC BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ĐỖ THỊ BÍCH MỸ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG AMMONIUM SULFATE VÀ UREA TRONG NUÔI TRỒNG SPIRULINA PLATENSIS TẠI TRUNG TÂM ỨNG DỤNG KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỈNH ĐĂKLĂK Chuyên ngành: SINH HỌC THỰC NGHIỆM Mã số: 60.42.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ: NGÀNH SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. VÕ THỊ PHƯƠNG KHANH [ BUÔN MA THUỘT, NĂM 2010
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn cao học này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc ñến: TS. Võ Thị Phương Khanh, người ñã dạy dỗ, gần gũi, tận tình hướng dẫn, tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian thực hiện luận văn thạc sỹ. Quý thầy cô Phòng ñào tạo sau ñại học, Khoa KHTN và CN, Khoa Nông Lâm nghiệp – Trường Đại học Tây Nguyên và quý thầy cô ñã giảng dạy cho tôi trong cả khóa học. Ban giám hiệu trường Đại học Tây Nguyên ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập. Ban lãnh ñạo và cán bộ Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk, Trung tâm ứng dụng Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk ñã tạo ñiều kiện, quan tâm, ñộng viên, giúp ñỡ về mọi mặt ñể tôi vừa hoàn thành công việc ñược giao và luận văn của mình. Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn sâu sắc này ñến gia ñình, bạn bè, các học viên lớp Cao học Sinh học thực nghiệm khóa 2 ñã ñộng viên, giúp ñỡ kịp thời tôi trong thời gian học tập và thực hiện ñề tài. Xin chân thành cảm ơn! BMT, ngày 29/11/2010 Học viên Đỗ Thị Bích Mỹ
DANH MỤC CÁC BẢNG KÍ TT TÊN BẢNG TRANG HIỆU 1 1.1 Thành phần một số chất dinh dưỡng chính của vi khuẩn 24 lam Spirulina platensis (theo chất khô) 2 1.2 Thành phần acid amin của vi khuẩn lam Spirulina 25 Nhu cầu acid amin thiết yếu của người trưởng thành 3 1.3 (EAA) và khả năng cung cấp của 10g vi khuẩn lam 26 Spirulina platensis 4 1.4 Thành phần một số acid béo ñặc biệt trong S. platensis 27 5 1.5 Thành phần các sắc tố tự nhiên trong Spirulina platensis 28 Thành phần các vitamin trong 10g Spirulina platensis so 6 1.6 sánh với tiêu chuẩn hàng ngày của một người (theo US 30 Daily Value). 7 2.1 Khối lượng ammonium sulfate từ 0,1 – 0,9 g/l thay thế 38 NaNO3 trong môi trường Zarrouk 8 2.2 Khối lượng ammonium sulfate từ 0,1 – 0,3 g/l thay thế 39 NaNO3 trong môi trường Zarrouk 9 2.3 Khối lượng urea từ 0,1 – 0,9 g/l thay thế NaNO3 trong 39 môi trường Zarrouk 10 2.4 Khối lượng urea từ 0,1 – 0,3 g/l thay thế NaNO3 trong 40 môi trường Zarrouk 11 2.5 Bảng tóm tắt quá trình thực hiện phản ứng DNS 43 Ảnh hưởng của nồng ñộ A.sulfate từ 0,3 – 1,8g/l thay thế 12 3.1 hoàn toàn NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh 46 trưởng Spirulina platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,9g/l thay thế 13 3.2 không hoàn toàn NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến 48 sinh trưởng S. platensis 14 3.3 Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,3g/l thay thế 52 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng
KÍ TT TÊN BẢNG TRANG HIỆU S. platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0,1 – 0,9g/l thay thế 15 3.4 NaNO3 không hoàn toàn trong môi trường Zarrouk ñến 54 sinh trưởng S. platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0,1 – 0,3g/l thay thế 16 3.5 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 58 S. platensis 17 3.6 Sinh trưởng của Spirulina platensis trên môi trường có 60 nguồn nitơ thay thế ở ñiều kiện phòng thí nghiệm. 18 3.7 Ảnh hưởng thể tích bể nuôi ñến sinh trưởng của 63 S. platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế 19 3.8 Ảnh hưởng của thời ñiểm nuôi cấy ñến sinh trưởng của 66 S. platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế Ảnh hưởng của chế ñộ chiếu sáng và che chắn ñến sinh 20 3.9 trưởng của Spirulina platensis trên môi trường thay thế 68 nguồn nitơ 21 3.10 Ảnh hưởng của chế ñộ khấy trộn ñến sinh trưởng 70 S. platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế 22 3.11 Thành phần dinh dưỡng cơ bản của Spirulina platensis 73 23 3.12 Hàm lượng chlorophyll a của Spirulina platensis 74 24 3.13 Chi phí nhiên liệu, dụng cụ nuôi trồng Spirulina platensis 75 25 3.14 Chi phí hóa chất nuôi trồng Spirulina platensis 76 26 3.15 Giá thành sinh khối khô Spirulina platensis nuôi trồng 77 trong môi trường có A. sulfate hoặc urea thay thế
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ KÍ TT TÊN ĐỒ THỊ TRANG HIỆU 1 1.1 Thành phần dinh dưỡng của tảo Spirulina 23 Ảnh hưởng của nồng ñộ A.sulfate từ 0.3 – 1.8g/l thay 2 3.1 thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 46 Spirulina platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,9g/l thay 3 3.2 thế không hoàn toàn NaNO3 trong môi trường Zarrouk 49 ñến sinh trưởng S. platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,3g/l thay 4 3.3 thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 52 S. platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế 5 3.4 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 55 Spirulina platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.3g/l thay thế 6 3.5 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 58 S. platensis Sinh trưởng của Spirulina platensis trên môi trường có 7 3.6 61 nguồn nitơ thay thế ở ñiều kiện phòng thí nghiệm Ảnh hưởng thể tích bể nuôi ñến sinh trưởng của S. 8 3.7 63 platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế Ảnh hưởng của thời ñiểm nuôi cấy ñến sinh trưởng của 9 3.8 66 Spirulina platensis trên môi trường thay thế Ảnh hưởng của chế ñộ chiếu sáng và che chắn ñến sinh 10 3.9 69 trưởng của S. platensis trên các môi trương thay thế Ảnh hưởng của chế ñộ khấy trộn ñến sinh trưởng 11 3.10 Spirulina platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay 70 thế
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH KÍ TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG HIỆU 1 1.1 Thu hoạch Spirulina ở hồ Chad 3 2 1.2 Bánh Spirulina (Dihe) bán ở chợ ñịa phương 3 3 1.3 Phụ nữ Kanembu thu hoạch Spirulina ở vùng hồ Chad 4 Bể nuôi Spirulina platensis tại công ty nước khoáng 4 1.4 8 Vĩnh Hảo 5 1.5 Sợi Spirulina platensis nhìn dưới kính hiển vi 10 6 1.6 Một số hình dạng sợi S. platensis dưới kính hiển vi 11 7 1.7 Khuấy trộn bằng cánh khuấy 21 8 1.8 Vòng ñời Spirulina platensis 22 Sản phẩm nước giải khát ñóng hộp của công ty Vĩnh 9 1.9 30 Hảo 10 1.10 Một số dược phẩm từ Spirulina 30 11 1.11 Nước chiết xuất từ vi khuẩn lam Spirulina 31 12 1.12 Mỹ phẩm và kem dưỡng da từ Spirulina 31 13 1.13 Một số dạng sản phẩm cho gia súc và thủy hải sản 32 14 1.14 Xử lý nước thải ở hồ nuôi Spirulina 33 Bể nuôi trồng vi khuẩn lam Spirulina ở Sosa Texcoco – 15 1.15 34 Mexico Earthrise Farms –Nhà nuôi vi khuẩn lam Spirulina lớn 16 1.16 34 nhất thế giới 17 1.17 Bể nuôi trồng vi khuẩn lam Spirulina ở Earthrise Farms 34 Nuôi S. platensis trong nhà kính ở miền Nam nước 18 1.18 35 Pháp Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,3 – 1,8g/l thay 19 3.1 thế hoàn toàn NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến 47 sinh trưởng Spirulina platensis Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1- 0,9g/l thay thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 20 3.2 S. platensis(0 và 9 ngày) 50
KÍ TT TÊN HÌNH ẢNH TRANG HIỆU Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0.1 - 0.9g/l thay 21 3.3 thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 51 S. platensis (21ngày) Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0.1 - 0.3g/l thay 22 3.4 thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 53 S. platensis (21ngày) Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế 23 3.5 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 56 S. platensis (0ngày) Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế 24 3.6 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 56 S. platensis (09ngày) Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế 25 3.7 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 57 S. platensis (21ngày) Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0,1 – 0,3g/l thay thế 26 3.8 NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng 59 S. platensis Ảnh hưởng thể tích nuôi trồng (10lít) ñến sinh của 27 3.9 Spirulina platensis trong môi trường thay thế ngoài tự 62 nhiên Sự sinh trưởng của Spirulina platensis trên môi trường 28 3.10 64 có nguồn nitơ thay thế theo thời gian Ảnh hưởng thể tích bể nuôi ñến sinh trưởng của 29 3.11 Spirulina platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay 64 thế Ảnh hưởng của chế ñộ khấy trộn ñến sinh trưởng 30 3.12 Spirulina platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay 72 thế 31 3.13 Sinh khối tươi S. platensis 73
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................... Error! Bookmark not defined. 1. Đặt vấn ñề .............................................. Error! Bookmark not defined. 2. Mục tiêu của ñề tài ................................. Error! Bookmark not defined. 3. Ý nghĩa khoa học.................................... Error! Bookmark not defined. 4. Ý nghĩa thực tiễn .................................... Error! Bookmark not defined. 5. Giới hạn của ñề tài.................................. Error! Bookmark not defined. PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......... Error! Bookmark not defined. 1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới . Error! Bookmark not defined. 1.1.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam Error! Bookmark not defined. 1.2 Tổng quan về Spirulina platensis ......... Error! Bookmark not defined. 1.2.1 Phân loại ........................................ Error! Bookmark not defined. 1.2.2 Phân bố .......................................... Error! Bookmark not defined. 1.2.3 Hình thái và cấu tạo của Spirulina platensis Error! Bookmark not defined. 1.2.4 Đặc ñiểm vận ñộng và cư trú ......... Error! Bookmark not defined. 1.2.5 Đặc ñiểm dinh dưỡng .................... Error! Bookmark not defined. 1.2.6 Đặc ñiểm sinh sản .......................... Error! Bookmark not defined. 1.2.7 Thành phần hóa học của vi khuẩn lam Spirulina platensis .... Error! Bookmark not defined. 1.3 Các lĩnh vực ứng dụng của Spirulina platensis ... Error! Bookmark not defined. 1.3.1 Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ......... Error! Bookmark not defined. 1.3.2 Chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học và dinh dưỡng ....... Error! Bookmark not defined. 1.3.3 Chế biến thức ăn cho gia súc, gia cầm và thủy hải sản .......... Error! Bookmark not defined.
1.3.4 Sản xuất phân bón sinh học ........... Error! Bookmark not defined. 1.3.5 Xử lý môi trường ........................... Error! Bookmark not defined. 1.4 Công nghệ sản xuất vi khuẩn lam Spirulina platensisError! Bookmark not defined. 1.4.1 Công nghệ nuôi trồng theo hệ thống hở (O.E.S) Error! Bookmark not defined. 1.4.2 Công nghệ nuôi trồng theo hệ thống kín (C.E.S) Error! Bookmark not defined. 1.4.3 Công nghệ nuôi trồng Spirulina platensis ở Việt Nam .......... Error! Bookmark not defined. PHẦN 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined. 2.1 Nội dung nghiên cứu ............................ Error! Bookmark not defined. 2.2 Phương pháp nghiên cứu ..................... Error! Bookmark not defined. 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu .................... Error! Bookmark not defined. 2.2.2 Địa ñiểm nghiên cứu...................... Error! Bookmark not defined. 2.2.3 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ....... Error! Bookmark not defined. 2.2.4 Môi trường nuôi cấy Spirulina platensis (Zarrouk,1966) ...... Error! Bookmark not defined. 2.2.5 Thời gian nghiên cứu ..................... Error! Bookmark not defined. 2.2.6 Phương pháp nghiên cứu ............... Error! Bookmark not defined. PHẦN 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN . Error! Bookmark not defined. 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ ammonium sulfate thay thế ñến sinh trưởng Spirulina platensis. .................. Error! Bookmark not defined. 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ urea thay thế ñến sinh trưởng Spirulina platensis ...................................... Error! Bookmark not defined. 3.3 Nghiên cứu nuôi trồng thử nghiệm Spirulina platensis trong môi trường có nguồn nitơ thay thế ở ñiều kiện phòng thí nghiệm. .... Error! Bookmark not defined.
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số ñiều kiện nuôi trồng ñến sinh trưởng Spirulina platensis trong ñiều kiện tự nhiênError! Bookmark not defined. 3.4.1 Ảnh hưởng của thể tích bể nuôi trồng .......... Error! Bookmark not defined. 3.4.2 Ảnh hưởng của thời ñiểm nuôi cấy Error! Bookmark not defined. 3.4.3 Ảnh hưởng của chế ñộ chiếu sáng và che chắn ñến sinh trưởng của S. platensis ............................................. Error! Bookmark not defined. 3.4.4 Ảnh hưởng của chế ñộ khấy trộn ñến sinh trưởng S. platensis ............................................................... Error! Bookmark not defined. 3.5 Bước ñầu ñánh giá hiệu quả sử dụng nguồn nitơ thay thế ñến nuôi trồng thử nghiệm Spirulina platensis ................... Error! Bookmark not defined. 3.5.1 Đánh giá về thành phần dinh dưỡng sinh khối Spirulina platensis ............................................................... Error! Bookmark not defined. 3.5.2 Hạch toán giá thành nuôi trồng Spirulina platensis ............... Error! Bookmark not defined. PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.... Error! Bookmark not defined. 4.1 Kết luận ................................................ Error! Bookmark not defined. 4.2 Kiến nghị .............................................. Error! Bookmark not defined.
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn ñề Trong nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học ñã chú ý tới Spirulina platensis không chỉ là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng chứa 55 - 70% protein mà còn chiết xuất ñược từ Spirulina platensis nhiều hoạt chất có dược tính quý như phycocyanin, betacaroten, hoạt chất sulfolipid, spirulan (Ca-Sp, do người Nhật phát hiện). Ngoài ra, sinh khối Spirulina platensis còn chứa nhiều hàm lượng các vitamin cần thiết, các nguyên tố canxi, sắt, photpho và có ñủ các nguyên tố vi lượng có giá trị sinh học cao như coban, selenium, ñồng, kẽm, mangan….. giúp chống oxy hóa, chống dị ứng, tăng khả năng miễn dịch, có tác dụng làm giảm lượng mỡ trong máu và chống ung thư [30]. Vi khuẩn lam Spirulina platensis ñóng góp nguồn sinh khối sơ cấp khổng lồ, có giá trị cao và có hàm lượng dinh dưỡng vượt trội so với các loại rau, quả, hạt khác. Spirulina platensis có khả năng quang hợp nên cần ánh sáng, cần CO2 làm nguồn dinh dưỡng cacbon cần thiết ñể tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác. Để sinh trưởng và phát triển, ngoài nguồn dinh dưỡng cacbon, Spirulina platensis cần cung cấp nguồn nitơ, các nguyên tố khoáng ña vi lượng.... Spirulina platensis sống quang dưỡng nên nguồn ni tơ ñóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp lượng protein rất lớn của nó (55 - 70%). Nguồn nitơ truyền thống ñược sử dụng trong nuôi trồng Spirulina platensis là nguồn nitrate (Zarrouk, 1966; Paoletti et al.,1975; Schlosser, 1982). Để ña dạng nguồn nitơ sử dụng trong nuôi trồng Spirulina platensis và sử dụng ñược các nguồn nitơ dể tìm. Đồng thời thử nghiệm nuôi trồng thu sinh khối Spirulina platensis trong ñiều kiện tại
2 Trung tâm ứng dụng Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk, chúng tôi thực hiện ñề tài “Nghiên cứu sử dụng ammonium sulfate và urea trong nuôi trồng Spirulina platensis tại Trung tâm ứng dụng Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk ”. 2. Mục tiêu của ñề tài Xác ñịnh khả năng sử dụng ammonium sulfate và urea trong nuôi trồng Spirulina platensis tại Trung tâm ứng dụng khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk . 3. Ý nghĩa khoa học Đánh giá ñược khả năng có thể thay thế nguồn ni tơ sử dụng trong môi trường nuôi trồng Spirulina platensis. 4. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của ñề tài góp phần vào việc lựa chọn các nguồn nitơ thích hợp trong nuôi trồng Spirulina platensis. Từ ñó có thể thu ñược lượng sinh khối cũng như các sản phẩm có giá trị khác từ Spirulina platensis phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng. 5. Giới hạn của ñề tài Chúng tôi nghiên cứu trên ñối tượng Spirulina platensis. Sử dụng ammonium sulfate và urea ñể nuôi trồng Spirulina platensis tại Trung tâm ứng dụng Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk.
3 PHẦN 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về Spirulina platensis 1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Vi khuẩn lam Spirulina platensis là một trong những sinh vật quang tự dưỡng, ñã dùng làm thức ăn bổ dưỡng từ thời cổ xưa của người Aztec ở Mêhicô - Châu Mỹ và thổ dân Kanembu - Trung Phi. Spirulina platensis có dạng sợi xoắn màu xanh lục, chỉ có thể quan sát thấy hình xoắn sợi do nhiều tế bào ñơn cấu tạo thành dưới kính hiển vi. Hình 1.1 Thu hoạch Spirulina ở hồ Chad Hình 1.2 Bánh Spirulina (Dihe) bán ở chợ ñịa phương
4 Người Kanembu thu hoạch tảo bằng cách vớt chúng lên và ñựng vào chậu bằng ñất, xả nước qua những túi vải và trải lên cát ñể làm khô dưới ánh nắng mặt trời. Khi ñã khô, những phụ nữ cắt bánh tảo thành những miếng vuông ñem bán ở chợ ñịa phương. "Dihe" ñược nghiền vụn và trộn với sốt cà chua, tiêu và ñược rắc lên thịt, cá, ñậu,... Nó chiếm 70% bữa ăn của người Kanembu [14]. Hình 1. 3 Phụ nữ Kanembu thu hoạch Spirulina ở vùng hồ Chad Năm 1940 nhà tảo học người Pháp P.Dangeard ñã ñề cập ñến một loại bánh có tên là Dihé, một loại bánh mà bộ tộc Kanembu ở gần hồ Chad, Châu Phi thường ăn. Các nhà khoa học trên thế giới ñã coi Spirulina platensis là sinh vật có ích cho loài người. Loài Spirulina platensis này cũng ñược tiến sĩ Clement người Pháp tình cờ phát hiện vào những năm 1960 khi ñến Trung Phi. Nhà khoa học này không khỏi kinh ngạc khi vùng ñất cằn cỗi, ñói kém quanh năm nhưng những thổ dân ở ñây rất cường tráng và khỏe mạnh [12]. Năm 1964-1965, nhà thực vật học Jean Leonard ñã xác ñịnh ñược bánh Dihé ñược cấu tạo từ Spirulina platensis. Ông và ñồng nghiệp của mình ñã tiến hành phân tích thành phần hóa học của Spirulina platensis từ những quan sát của P.Dangeard.
5 Hai mươi năm sau, vào những năm cuối thập kỷ tám mươi thế kỷ 20, nhiều giá trị dinh dưỡng và chức năng sinh học của Spirulina platensis ñã ñược khám phá và công bố rộng rãi không chỉ ở Pháp mà ở cả nhiều nước khác trên thế giới như Mỹ, Nhật, Canada, Mêhicô, Đài Loan. Hầu hết các nghiên cứu ñều ñã chỉ ra rằng Spirulina platensis rất giàu protein có tới 55 – 70% trọng lượng khô của Spirulina platensis. Chỉ số hóa học của protein Spirulina platensis cũng rất cao trong ñó các loại axit amin chủ yếu như leucin, isoleucin, valin, lysin, methionin và tryptophan ñều có mặt với tỉ lệ vượt trội so với chuẩn của tổ chức lương nông quốc tế quy ñịnh. Hệ số tiêu hóa và hệ số sử dụng protein rất cao có thể ñến 80 – 85% protein của Spirulina platensis ñược hấp thu sau 18 giờ [29]. Đáng lưu ý trước hết là công trình nghiên cứu phòng chống ung thư gây ra bởi tia phóng xạ hạt nhân cho các nạn nhân của sự cố Nhà máy Điện hạt nhân Chernobul ñã thu ñược kết quả rất tốt khi ñiều trị bằng Spirulina platensis nguyên chất. Khi uống Spirulina platensis, lượng chất phóng xạ ñã ñược ñào thải khỏi ñường tiểu của người bị nhiễm xạ rất cao. Kết quả này ñã ñược biểu dương tại hội nghị quốc tế về Spirulina platensis năm 1998 ở cộng hòa Czech. Tại Ấn Độ, một nghiên cứu năm 1995 ñã chứng tỏ với liều 1g/ngày Spirulina platensis, có tác dụng trị ung thư ở những bệnh nhân ung thư do thói quen nhai trầu thuốc. Ở Nhật, Hiroshi Nakamura cùng Christopher Hill thuộc Liên ñoàn vi khuẩn lam Spirulina platensis quốc tế cùng một số nhà khoa học bắt ñầu nghiên cứu Spirulina platensis từ năm 1968. Hiện nay, trong các ñề tài nghiên cứu chống HIV/AIDS của Nhật, có ñề tài sử dụng Spirulina platensis. Sản lượng Spirulina platensis hiện nay trên thế giới khoảng 1000 tấn khô/năm.
6 Thành phần dinh dưỡng các viên nén Spirulina platensis ñược sản xuất tại Hawaii người ta nhận thấy hàm lượng protein > 52%; beta-carotene > 1600mg/kg; tổng số carotenoids > 3500mg/kg; phycocyanin (thô) > 10% [33]. Tỷ lệ từng acid amin trong sinh khối Spirulina platensis ñược Chen Tiannfeng (Jinan Univ.) xác ñịnh như sau (mg/g):Asp-54,12; Glu-81,43; Ser-23,71; Arg-28,17; Thr-32,88; Gly-23,63; Ala-30,49; Pro-17,12; Val- 20,81, Met-9,56; SeMet- 0,26; Ile-20,50; Leu-32,70; Phe- 18,87; Cys+CysH- 11,26; Lys-19,82; His- 5,90; Tyr-13,21. Nhiều nghiên cứu cho biết sinh khối Spirulina platensis có thành phần calcium spirulan, là chất có tác dụng ức chế sự phát triển nhiều loại virus, kể cả HIV. Sinh khối này còn làm hạ lượng chứa cholesterol trong máu. Thành phần phycocyanin có tác dụng oxy hóa nên làm ức chế ñộc tố gan hepatotoxin. Spirulina platensis có tác dụng nâng cao tính miễn dịch, nâng cao sức ñề kháng của cơ thể. Nghiên cứu của R. Kozlenko và cộng sự [34] ñã chứng minh Spirulina có tác dụng ngăn cản sự xâm nhập của virus qua màng tế bào. Các nghiên cứu của nhiều nhà khoa học ñã chứng minh khả năng ức chế ung thư của sinh khối hay dịch chiết của Spirulina platensis (M.Babu et al., 1995; L.Lisheng et al. 1991; Pang Qishenet al., 1998). Spirulina có tác dụng kích thích sự tăng nhanh các tế bào hồng cầu bạch cầu và nâng cao khả năng miễn dịch của cơ thể (M.A.Qureshi et al./1995, 1996). Tác dụng phổ biến của việc sử dụng thường xuyên các viên nén Spirulina platensis là giảm khả năng ung thư, nâng cao tính miễn dịch, ức chế virus, chống lão hóa và làm giảm nếp nhăn, làm giảm cholesterrol máu, hạn chế các tai biến về tim mạch... [35] Năm 2004, E.D.G Danesi và cộng sự trường ñại học São Paulo – BraZil ñã nghiên cứu ảnh hưởng của cường ñộ ánh sáng ñến quá trình tăng hàm lượng chất diệp lục của vi khuẩn lam Spirulina platensis [7].
7 Năm 2004, Luis D.Sánc- Lunahez và cộng sự trường ñại học São Paulo – BraZil ñã nghiên cứu nhịp cấp liệu urea như là nguồn nitơ trong nuôi cấy không liên tục vi khuẩn lam Spirulina platensis, với liều lượng cấp liệu urea thích hợp không gây ức chế sự hình thành sinh khối nhằm mục ñích giảm chi phí trong nuôi cấy qui mô công nghiệp [9] Năm 2004, Jorge Alberto Vieira Costa và cộng sự Trường ñại học Foundation of Rio Grande – BraZil ñã nghiên cứu cải tiến sản lượng sinh khối vi khuẩn lam Spirulina platensis sử dụng trong nuôi cấy không liên tục [8]. 1.1.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam Ở nước ta Spirulina platensis ñược di thực nhập giống lưu giữ từ Viện Pasteur Paris, Cộng Hoà Pháp, về nghiên cứu từ năm 1972 ở Viện Sinh Vật (Viện Khoa Học Việt Nam). Đề tài này ở mức ñộ phòng thí nghiệm, ñã cho một kết quả tiên lượng tốt về khả năng nuôi trồng vi khuẩn lam này ở nước ta theo mô hình ngoài trời, không mái che, có sục khí carbonic (CO2). Năm 1976, việc thử nghiệm nuôi trồng Spirulina platensis ñã ñược tiến hành trong thời gian 4,5 tháng tại Nghĩa Đô, Hà Nội ñã thu ñược kết quả khá khả quan. Từ những năm 1977, Spirulina platensis ñược nghiên cứu với ñề tài cấp nhà nước do Viện Sinh học công nghệ quốc gia chủ trì và sau ñó ñược ứng dụng nuôi ở vùng suối khoáng Vĩnh Hảo -Bình Thuận. - Bác sĩ Nguyễn Thị Kim Hưng (TP Hồ Chí Minh) và cộng sự với ñề tài "Nghiên cứu sản xuất và sử dụng thức ăn có Spirulina platensis trong dinh dưỡng ñiều trị" - Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu sản xuất pilot sinh khối Spirulina platensis giàu selen, bào chế thuốc mới và tác dụng dược lý lâm sàng của
8 chế phẩm” do Đại Học Y Dược TP. HCM chủ trì và ThS. DS. Lê Văn Lăng là chủ nhiệm ñề tài. Hình 1.4 Bể nuôi Spirulina platensis tại công ty nước khoáng Vĩnh Hảo Nhóm tác giả do cố giáo sư Nguyễn Hữu Thước (Ủy ban khoa học kỹ thuật nhà nước) và các cộng sự Trần Văn Tựa, Phan Phương Lan, Đặng Đình Kim (Viện sinh vật) còn nghiên cứu sử dụng nguồn dinh dưỡng khác ñể nuôi Spirulina platensis như nước thải ươm tơ tằm tại Đan Hoài (Hà Tây), Bảo Lộc (Lâm Đồng), nước suối khoáng Đắk Mil (Đăk Nông). Như vậy với ñề tài cấp nhà nước (Mã số 48.01.02.03) tổng kết tháng 4 năm 1986, ñã ñánh dấu bước tiến bộ ñưa kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm ra ứng dụng thực tế, hứa hẹn nhiều triển vọng của vi khuẩn lam Spirulina platensis quý này ở nước ta [4]. Đề tài: “Nghiên cứu nuôi cấy thu sinh khối và chất màu từ tảo Spirulina platensis” do Võ Thị Tuyết Nga – Sư phạm Sinh K5 - Trường
9 Đại học Tây Nguyên thực hiện ñã bước ñầu nghiên cứu nuôi trồng ở qui mô phòng thí nghiệm ñể thu sinh khối từ ñó tách chiết chất màu. Từ những nghiên cứu ở trên cho thấy các nhà khoa học rất quan tâm ñến Spirulina platensis trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau: công nghệ thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, xử lý môi trường và chăn nuôi. Tuy nhiên, chưa thấy công bố các nghiên cứu về sử dụng ña dạng các nguồn nitơ trong nuôi trồng Spirulina platensis. 1.2 Tổng quan về Spirulina platensis 1.2.1 Phân loại Theo khóa phân loại của Bergey năm 1974 thì (Arthrospira) Spirulina platensis ñược phân loại như sau: Ngành Cyanobacteria Lớp Chroobacteria Bộ Oscillatoriales Họ Phormidiaceae Chi Arthrospira Hiện nay ñã có 35 loài thuộc giống Spirulina ñược phát hiện: S. Orovilca (Peru), S. jeejibai (Đức), S. subsalsa (Ukraina), S. Laxissima (Kenya và Tanzania), S. Pacifica (Hoa Kỳ),... trong ñó có: S.maxima và S.platensis là ñược phát hiện sơm nhất và nghiên cứu kỹ nhất. Theo Viện Sinh vật học thì ở Việt Nam ñã phát hiện thấy tồn tại 10 loài: S. tennissima, S. Abbreviata, S.jenneri, S. platensis, S. laxissima, S. Major,S. Subtilissma, S. Corahiana, S.princeps và S. West [30]. Các nhà khoa học xếp Spirulina vào ngành bacteriophyta vì các ñặc ñiểm như sau: nhân chưa hoàn chỉnh, không có ti thể và lục lạp, ribosome 70S và vách tế bào chưa có peptidoglycan.