Nghiên cứu sử dụng nguồn nước khoáng để xây dựng quy trình sản xuất tảo sprulina platennisis đảm bảo chất lượng làm nguyên liệu chế biến thức ăn cho người và động vật nuôi thủy sản

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN
NÔNG THÔN

CHƯƠNG TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC


BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC KHOÁNG ĐỂ XÂY DỰNG QUI TRÌNH SẢN
XUẤT TẢO SPIRULINA PLATENSIS ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG LÀM NGUYÊN LIỆU
CHẾ BIẾN THỨC ĂN CHO NGƯƠÌ VÀ ĐỘNG VẬT NUÔI THỦY SẢN


Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài




ThS. Nguyễn Thị Bích Ngọc Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn



8387


Nha trang - 2010

1


BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI/DỰ ÁN SXTN

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu sử dụng nguồn nước khoáng để xây dựng qui
trình sản xuất tảo Spirulina platensis đảm bảo chất lượng làm nguyên liệu chế biến
thức ăn cho người và động vật thủy sản

Thuộc:
Chương trình Công nghệ Sinh học
2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:
Họ và tên: Nguyễn Thị Bích Ngọc
Ngày, tháng, năm sinh: 09/08/1972
Học hàm, học vị: Thạc sĩ
Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên Chức vụ: Trưởng phòng
Điện thoại: 0983747133
Fax: 0583.831846. E-mail:
Tên tổ chức đang công tác: Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III
Địa chỉ tổ chức: 33 Đặng Tất – Nha Trang
Địa chỉ nhà riêng: 33 Củ Chi – Nha Trang
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:
Tên t
ổ chức chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III
Điện thoại: 0583.831138 . Fax: 0583.831846
Email:
Địa chỉ: 33 Đặng Tất – Nha Trang
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: TS. Nguyễn Thị Xuân Thu

Số tài khoản: 9310100030
Tại Kho bạc tỉnh Khánh Hòa
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG
THỦY SẢN III

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Nha Trang, ngày 20 tháng 3 năm 2010


2
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 1/ năm 2008 đến tháng12 / năm 2009
- Thực tế thực hiện: từ tháng 1/năm 2008 đến tháng 12/năm 2009
- Được gia hạn (nếu có):
- Lần 1 từ tháng 12 năm 2008 đến tháng 3 năm 2009
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1.687 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1.687 tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ ngu
ồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng,

năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 1/2008 940 3/2008 900,640 900,670; đóng tiết
kiệm chi trả nhà
nước 39.359.383
2 2/2009 747 2/2009 730,700 730.700.000 đ;
Còn chi phí
nghiệm thu cấp cơ
sở và cấp Bộ
16.300.000 đ đề
nghị quyết toán
năm 2010

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

3
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản
chi
Tổng SNKH Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
Ghi chú

1 Trả công
lao động
(khoa học,
phổ thông)
503,69 503,69

569,23 569,23

Chênh lệch do
chuyển tiền từ mua
nước khoáng sang

trả tiền thuê xe trở
nước khoáng
2 Nguyên,
vật liệu,
năng lượng
586,95 586,95 527,97 527,97

Tiết kiệm chi 10tr
Giảm 42,5tr tiền
nguyên vật liệu;
6,48tr nước ngọt,
3 Thiết bị,
máy móc
242 242

242 242


4 Xây dựng,
sửa chữa
nhỏ
125 125

102.57 102.57

Tiết kiệm chi
22,43 tr
5 Chi khác
229,52 229,52

189,66 189,66

Chênh lệch do tiết
kiệm chi và để lại
tiền nghiệm thu
xin được quyết
toán vào năm 2010

Tổng cộng
1687,16 1687,16

1631,43 1631,43

Tiết kiệm chi
39,43tr, để lại đề
nghị thanh toán
năm 2010 là 16,3tr

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn,
phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn
bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)
Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản Ghi chú
1 Số 13/CV-TS3,
ngày 10/1/2009
Điều chỉnh nội dung và

dự toán chi đề tài
Đã được đồng ý cho phép
điều chỉnh dự toán và
giảm khối lượng sản phẩm
tảo khô từ 50 kg xuống
còn 35 kg, thể hiện trong
đề cương năm 2009
2 431/CV-TS3,
ngày 23/12/2009
Xin điều chỉnh thời
gian nghiệm thu và
Được đồng ý kéo dài thời
gian thực hiện đề tài tại

4
chuyển số dư tạm ứng
năm 2009
văn bản số 7274/BNN-
KHCN ngày 28/12/2009

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung

tham gia
chủ yếu
Sản
phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
1
Viện Công nghệ
Sinh học - Viện
Khoa học và
Công nghệ Việt
Nam

Viện Công nghệ
Sinh học - Viện
Khoa học và
Công nghệ Việt
Nam

- Cung cấp
tảo giống
- Đánh giá
chất lượng
tảo dựa trên
thành phần
sinh hóa
- Tảo
giống

thuần
- Số liệu
phân tích
thành
phần sinh
hóa tảo

2
Viện Công nghệ
Sinh học và
Thực phẩm –
Đại học Bách
khoa Hà Nội

Viện Công nghệ
Sinh học và
Thực phẩm –
Đại học Bách
khoa Hà Nội

- Lựa chọn
máy sấy tảo
tối ưu
Chế tạo
được 1
máy sấy
tảo bơm
nhiệt

3

Viện Công nghệ
Sinh học và Môi
trường – Đại
học Nha trang

- Lựa chọn
máy sấy tảo
tối ưu
Sản phẩm
tảo sấy ở
máy đông
khô

- Lý do thay đổi: Để thực hiện nội dung lựa chọn loại máy sấy tảo phù hợp,
cần nhiều loại máy sấy.
Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường – Đại học Nha
có máy sấy đông khô, ví vậy cùng phối hợp thực hiện nội dung này.


5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10
người kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện

Nội dung tham
gia chính
Sản phẩm chủ
yếu đạt được
Ghi
chú*
1
ThS. Nguyễn
Thị Bích Ngọc
ThS. Nguyễn
Thị Bích Ngọc
-Xây dựng qui
trình sản xuất
tảo S.platensis
đảm bảo chất
lượng, năng
- Qui trình sản
xuất tảo
S.platensis đảm
bảo chất lượng,
năng suất đạt 6 –


5
suất đạt 6 – 10
gr/m
2
/ngày

10 gr/m

2
/ngày

2
KS. Nguyễn
Minh Châu
KS. Nguyễn
Minh Châu
Thực hiện
chuyên đề:
- “Xây dựng qui
trình nuôi sinh
khối tảo”
- Xác định mật
độ ban đầu tảo
tối ưu

- Báo cáo
chuyên đề: Xây
dựng qui trình
nuôi sinh khối
tảo
- Mật độ tảo tối
ưu ban đầu

3
KS. Nguyễn
Văn Cảnh
KS. Nguyễn
Văn Cảnh

- Nuôi sinh khối
tảo và lựa chọn
máy sấy
- Lựa chọn
nguồn nước
khoáng
- Nghiên cứu
ảnh hưởng bổ
sung CO
2
lên
quá trình sinh
trưởng phát
triển của tảo

- Sản phẩm tảo
sệt và tảo sấy
khô
- Chọn được
máy sấy tảo phù
hợp
- Chọn nguồn
nước khoáng
thích hợp để
nuôi tảo
-Báo cáo kết quả
thí nghiệm ảnh
hưởng bổ sung
CO
2

lên quá trình
sinh trưởng phát
triển của tảo

4 KS. Lê Quí
Bôn
KS. Lê Thị
Nhàn
- Thực hiện
chuyên đề:
“Xây dựng qui
trình nuôi sinh
khối tảo”
- Nghiên cứu độ
sâu thích hợp
nuôi sinh khối
tảo
- Báo cáo
chuyên đề: “Xây
dựng qui trình
nuôi sinh khối
tảo”
- Đưa ra được độ
sâu thích hợp để
nuôi tảo

5 KS. Hoàng
Thị Ngọc
CN. Nguyễn
Dũng

- Thực hiện mô
hình nuôi sinh
khối tảo
- Ổn định điện,
- Có được mô
hình nuôi sinh
khối tảo
- Có máy sấy tảo


6
nước, máy móc
trong quá trình
hoạt động đề tài
- Chế tạo máy
sấy tảo
- Trong quá trình
hoạt động đề tài
điện, nước, máy
móc chạy ổn
định
6 KS. Phan
Đăng Hùng
TS. Đặng
Diễm Hồng
- Cung cấp tảo
giống
- Đánh giá chất
lượng tảo dựa
trên thành phần

sinh hóa
- Tảo giống
thuần
- Số liệu phân
tích thành phần
sinh hóa tảo

7 KS. Nguyễn
Trọng Lực
TS. Nguyễn
Văn Duy
- Lựa chọn máy
sấy tảo tối ưu
Sản phẩm tảo sấy
máy đông khô

8
TS. Đặng Diễm
Hồng

KS. Nguyễn
Thanh Sơn
- Đánh giá chất
lượng tảo dựa
trên thành phần
sinh hóa
Số liệu phân tích
thành phần sinh
hóa tảo

9
PGS.TS. Khuất
Hữu Thanh

PGS.TS. Khuất
Hữu Thanh
- Lựa chọn máy
sấy tảo tối ưu
Chế tạo được 1
máy sấy tảo bơm
nhiệt


6. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát
trong nước và nước ngoài)
Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt
được
Người,

cơ quan
thực hiện
1 Thử nghiệm nuôi tảo ở các
nguồn nước khoáng khác
nhau
4-6/2008 4-
8/2008
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
2 Nghiên cứu lựa chọn môi
trường dinh dưỡng thích hợp
cho sự phát triển của tảo
Spirulina platensis
7-9/2008 5-
7/2008
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
3 Nghiên cứu mật độ nuôi thích
hợp
9-11/2008 7-
8/2008
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV

7
và 4-

5/2009
Viện nghiên cứu
NTTS III
4 Nghiên cứu độ sâu bể nuôi 9-12/2008 9-
10/2008
và
tháng 3-
7/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
5 Nghiên cứu bổ sung CO
2
cho
quá trình nuôi
1-2/2009 10 –
12/2008
và
tháng 3-
11/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện Nghiên cứu
NTTS III
6 Nuôi sinh khối tảo trong bể
lớn
3-10/2009 5/2009-
3/2010
Nguyễn Thị Bích

Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
7 Lựa chọn máy sấy tảo phù
hợp
4-9/2009 7-
12/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
8 Xây dựng qui trình quản lý
bể nuôi sinh khối tảo
3-10/2009 2-
9/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III
9 Xây dựng qui trình sản xuất
tảo Spirulina đảm bảo chất
lượng làm nguyên liệu sản
xuất thức ăn cho người và
ĐVTS
3-11/2009 2-
11/2009
Nguyễn Thị Bích
Ngọc và CTV
Viện nghiên cứu
NTTS III

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng
chủ yếu
Đơn
vị đo
Số
lượng
Theo
kế
hoạch
Thực
tế
đạt
được
1 Tảo khô Spirulina với chỉ tiêu chất lượng:
Protein: 50 -60 %; lipit: 9-13%; linolenic
axit: 0,6 – 1%; Vitamin nhóm B: 0,002 –
kg 35 35 39

8
0,004 % TLK

9
b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học

cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú

1
Qui trình công nghệ sản
xuất tảo Spirulina
platensis đạt chất lượng
1 1
2
Báo cáo chuyên đề về “
qui trình nuôi sinh khối
tảo Spirulina và “qui trình
quản lý bể nuôi sinh khối
tảo Spirulina”
2 2

c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số

TT
Tên sản phẩm

Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Số lượng, nơi
công bố
(Tạp chí, nhà xuất
bản)
1 Bài báo khoa học
2 2
Tuyển tập các
công trình nghiên
cứu khoa học
công nghệ, 2005
-2009, Nhà xuất
bản nông nghiệp.

d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo kế
hoạch
Thực tế đạt
được

Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1 Sinh viên 2 2 9/2009

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời gian
Địa điểm
(Ghi rõ tên, địa
chỉ nơi ứng dụng)
Kết quả
sơ bộ
1 Bột tảo khô Spirulina 2009 - Viện Nghiên
cứu Nuôi trồng
TS III
- Viện công
Bước đầu
nghiên cứu
thành công tạo
ra một số sản

10
nghệ sinh học
– Đại học Nha
trang
- Công ty

TNHH dịch vụ
thương mại
Hải Thanh
phẩm chế biến
từ tảo
Spirulina như:
bánh tráng tảo
Spi, sữa chua
tảo Spi, nước
giải khát Spi.
- Sử dụng tảo
Spi trong nuôi
thủy sản: cá
cảnh biển,
artemia, tu hài
cho kết quả
tốt.

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
Việc nghiên cứu thành công qui trình công nghệ sản xuất tảo Spirulina
platensis từ nguồn nước khoáng sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất vi
tảo ở Việt nam phát triển, từ đó tạo ra được sản phẩm từ tảo Spirulina ở Việt
Nam, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ ngày càng cao về việc cung cấp nguyên liệu
cho các nghành dược phẩm, mỹ
phẩm, dinh dưỡng và nuôi trồng thủy sản.
Việt Nam có rất nhiều nguồn nước khoáng tự nhiên có khả năng sử
dụng để nuôi trồng tảo Spirulina. Việc sử dụng được các nguồn nước khoáng
sẵn có để nuôi tảo sẽ là những đóng góp lớn cho việc khai thác nguồn tài
nguyên đất nước phục vụ cho nhu cầu đời sống của con người , góp phần phát
huy nguồn nội lực c

ủa đất nước trong việc tạo ra các sản phẩm có ý nghĩa sử
dụng cao trong trong đời sống kinh tế xã hội.
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận
chính, người chủ trì…)
I Báo cáo định kỳ
Lần 1 15/6/2008 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra
Lần 2 10/11/2008 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra
Lần 3 15/6/2009 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra
Lần 4 20/9/2009 Đề tài triển khai nội dung
theo kế hoạch đề ra

11
II Kiểm tra định kỳ
Lần 1 12/12/2008 Đề tài đã triển khai kh1
nhiều việc, kết quả có
triển vọng
Công việc năm 2009 rất
nhiều, tập trung nghiên
cứu ổn định chất lượng.
Chuyển qui mô phòng thí

nghiệm sang qui mô sản
xuất.
Lần 2 17/11/2009 Nội dung nghiên cứu,
tiến độ, chất lượng sản
phẩm đáp ứng được yêu
cầu đề tài
Kết quả phân tích kỹ hơn
lý do giá thành cao.
Tìm đối tác để tiến hành
thực hiện dự án sản xuất
thử nghiệm.
III Nghiệm thu cơ sở 18/5/2010 Đạt


Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)


Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)

I
MỤC LỤC
MỤC LỤC I
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT…………………………V
DANH MỤC CÁC BẢNG VI
DANH MỤC CÁC HÌNH VIII
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 Đối tượng nghiên cứu 3
1.1.1 Hình thái phân loại 3
1.1.2 Đặc điểm hình thái, cầu tạo 3
1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sinh trưởng của tảo Spirulina
platensis 4
1.2.1 Ảnh hưởng của ánh sáng 4
1.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 5

1.2.3 Ảnh hưởng của pH 5
1.2.4 Ảnh hưởng của độ mặn 5
1.3. Ảnh hưởng của độ sâu bể nuôi 6
1.4. Ảnh hưởng của CO
2
6
1.5. Nhu cầu dinh dưỡng của tảo Spirulina platensis. 7
1.5.1. Nitơ 7
1.5.2. Cacbon 8
1.5.3. Phốtpho 8
1.5.4. Thành phần vi lượng 9

II
1.6. Thành phần dinh dưỡng của tảo Spirulina platensis 9

1.7. Tình hình sản xuất tảo Spirulina platensis 10
1.7.1. Tình hình sản xuất tảo Spirulina trên thế giới 10
1.7.1.1. Hình thức nuôi 10
1.7.1.2. Hệ thống nuôi sinh khối tảo công nghiệp 10
1.7.1.3. Thu hoạch, chế biến và bảo quản 12
1.7.2. Tình hình sản xuất tảo Spirulina ở Việt Nam 15
1.7.2.1. Nuôi sinh khối 15
1.7.2.2. Thu hoạch, chế biến tảo 17
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20
2.1. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứ
u 20
2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 21
2.2.1. Chọn lựa nguồn nước khoáng nuôi tảo Spirulina platensis 21
2.2.2. Nghiên cứu cơ sở khoa học để xây dựng qui trình công nghệ nuôi sinh khối
tảo Spirulina 21
2.2.2.1. Nuôi thử nghiệm tảo S. platensis trong các môi trường dinh dưỡng khác
nhau 21
2.2.2.2. Nghiên cứu lựa chọn mật độ ban đầu thích hợp cho sự phát triển của tảo S.
platensis 22
2.2.2.3. Nghiên cứu độ sâu bể nuôi thích hợp để nuôi sinh khối tảo
Spirulina
platensis 23
2.2.2.4. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng bổ sung khí CO
2
lên quá trình sinh
trưởng, phát triển của tảo 23
2.2.2.5. Xây dựng qui trình quản lý bể tảo trong quá trình nuôi sinh khối 24
2.2.2.6. Chọn lựa máy sấy tảo 24

III

2.2.3. Xây dựng qui trình sản xuất tảo Spirulina platensis đảm bảo chất lượng, đạt
năng suất từ 6 – 10 gr khô/m
2
/ngày 25
2.2.4. Xây dựng mô hình sản xuất tảo Spirulina platensis 25
2.3. Phương pháp phân tích mẫu 26
2.3.1. Phân tích thành phần lý hóa học trong nước 26
2.3.2. Phương pháp phân tích thành phần sinh hóa tảo Spirulina platensis 27
2.4. Phương pháp xử lý số liệu 28
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29
3.1. Chọn lựa nguồn nước khoáng nuôi tảo Spirulina platensis 29
3.1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học của các nguồn nước khoáng 29
3.1.2. Nuôi thử nghiệm tảo bằng các nguồn nước khoáng khác nhau 32
3.1.3. Chấ
t lượng tảo Spirulina platensis nuôi trong các nguồn nước khoáng khác
nhau 34
3.2. Nghiên cứu cơ sở khoa học để xây dựng qui trình công nghệ nuôi sinh khốí tảo
Spirulina platensis đảm bảo chất lượng, đạt năng suất 6 -10 gr khô/m
2
/ngày 36
3.2.1. Nuôi thử nghiệm tảo S. platensis trong các môi trường dinh dưỡng khác nhau
36
3.2.2. Lựa chọn mật độ ban đầu thích hợp cho sự phát triển của tảo Spirulina
platensis 39
3.2.3. Nghiên cứu lựa chọn độ sâu thích hợp để nuôi sinh khối tảo Spirulina
platensis 47
3.2.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng bổ sung CO
2
lên quá trình phát triển của tảo
Spirulina platensis 51

3.2.5. Xây dựng qui trình quản lý bể tảo trong quá trình nuôi sinh khối 57
3.2.5.1. Sự phát triển của tảo nuôi trong điều kiện không bổ sung dinh dưỡng 57
3.2.5.3/ Qui trình quản lý bể nuôi tảo trong quá trình nuôi thu sinh khối 65

IV
3.2.5.4. Một số vấn đề lưu ý trong quản lý bể nuôi tảo sinh khối 66
3.2.6. Thử nghiệm sấy thử nghiệm tảo Spirulina platensis ở các loại máy sấy khác
nhau 67
3.3. Đề xuất qui trình công nghệ sản xuất tảo Spirulina platensis đảm bảo chất
lượng, đạt năng suất 6 -10 gr khô/m
2
/ngày 71
3.3.1. Đối tượng và phạm vi áp dụng 72
3.3.2. Điều kiện áp dụng 72
3.3.3. Qui mô áp dụng 72
3.3.4. Cơ sở vật chất 72
3.3.5. Nội dung qui trình 73
3.3.5.1. Thiết kế hệ thống nuôi sinh khối 73
3.3.5.2. Vận hành qui trình nuôi 76
3.4. Kết quả thực hiện triển khai mô hình nuôi sinh khối tảo Spirulina platensis 79
3.4.1. Nuôi sinh khối tảo Spirulina platensis trong hệ thống kín 79
3.4.2. Nuôi sinh khối tảo Spirulina platensis trong hệ thống hở 82
3.4.3. Hiệu quả kinh tế mô hình nuôi tảo
Spirulina platensis 83
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 85
KẾT LUẬN 85
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

V

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Các ký hiệu, các chữ viết tắt Diễn giải
MDBD

Mật độ ban đầu
MTDD

Môi trường dinh dưỡng
FAO

Tổ chức lương thực thế giới
WHO

Tổ chức y tế thế giới
OD

Mật độ quang

SGR
Tốc độ tăng trưởng đặc trưng
TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam
TN

Thí nghiệm
VK

Vi khuẩn
VSV

Vi sinh vật

C
18:2
axít linoleic

C
18:3
axít γ-linoleic

VI

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Hàm lượng các kim loại nặng trong tảo Spirulina platensis được nuôi ở các
nguồn nước khác nhau 17
Bảng 2.1: Thiết kế thí nghiệm 23
Bảng 3.1: Thành phần hóa học nước khoáng 29
Bảng 3.2: Nuôi thử nghiệm tảo bằng các nguồn nước khoáng khác nhau 32
Bảng 3.3: Thành phần sinh hóa của tảo khô Spirulina nuôi trong 3 nguồn nước
khoáng 34
Bảng 3.4: Thành phần kim loại nặng của tảo khô Spirulina nuôi trong 3 nguồn
nước khoáng 35
Bảng 3.5: Giá trị pH
ở các môi trường nuôi tảo 36
Bảng 3.6: Kết quả nuôi thử nghiệm tảo trong các môi trường dinh dưỡng khác nhau
36
Bảng 3.7: Kết quả nghiên cứu lựa chọn mật độ ban đầu thích hợp cho sự phát triển
của tảo 40
Bảng 3.8: Kết quả nghiên cứu lựa chọn mật độ ban đầu thích hợp cho sự phát triển

của tảo nuôi trong bình thể tích 5l 43
Bảng 3.9: Kết quả phân tích Anova 2 yếu tố (P < 0,05) 45
B
ảng 3.10: Sự phát triển của tảo nuôi ở độ sâu khác nhau 48
Bảng 3.11: Ảnh hưởng bổ sung CO
2
lên quá trình phát triển của tảo Spirulina
platensis 52
Bảng 3.12: Hiệu quả kinh tế khi sử dụng khí CO
2
bổ sung 53
Bảng 3.13: Biến động các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm (giá trị
trung bình ± SD) 54

VII
Bảng 3.14: Kết quả nghiên cứu đánh giá hiệu quả sử dụng khí CO
2
trong khu nuôi
sinh khối 54
Bảng 3.15: Tăng trưởng đặc trưng của tảo Spirulina platensis trong điều kiện
không bổ sung thêm dinh dưỡng 59
Bảng 3.16: Biến động các yếu tố môi trường trong thời gian nuôi không bổ sung
dinh dưỡng 59
Bảng 3.17: Biến thiên hàm lượng các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi không
bổ sung thêm dinh dưỡng 60
Bảng 3.18. Thành phần sinh hóa của tảo Spirulina ở các lần thu hoạch khác nhau
trong điều kiện nuôi không bổ sung dinh dưỡng 61
Bảng 3.19: T
ốc độ tăng trưởng đặc trưng của tảo và hàm lượng dinh dưỡng bón bổ
sung trong thí nghiệm quản lý bể nuôi sinh khối 64

Bảng 3.20: Thành phần sinh hóa tảo Spirulina platensis sấý khô bằng các phương
pháp khác nhau và từ các nguồn gốc khác nhau 71
Bảng 3.21. Ưu, nhược điểm của các phương pháp sấy tảo Spirulina khác nhau 70
Bảng 3.22. So sánh ưu, nhược điểm của hệ thống nuôi sinh khối tảo Spirulina kín
và nuôi h
ở 73
Bảng 3.23: Công thức môi trường Nisole 77
Bảng 3.24. Biến động các yếu tố môi trường trong thời gian nuôi sinh khối tảo
Spirulina platensis trong hệ thống kín 79
Bảng 3.25. Kết quả nuôi thu tảo Spirulina platensis trong hệ thống kín 79
Bảng 3.26. Kết quả nuôi thu tảo Spirulina platensis trong hệ thống nuôi hở 81
Bảng 3.27. Chi phí sản xuất tảo Spirulina platensis 83




VIII

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Tảo Spirulina platensis dưới kính hiển vi 3
Hình 1.2: Hệ thống bể nước chảy (raceway ponds) để nuôi tảo Spirulina 11
Hình 1.3: Hệ thống bể tròn dùng cho nuôi tảo 11
Hình 1.4: Thu hoạch tảo và phơi tảo 14
Hình 2.1 : Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 20
Hình 3.1: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo nuôi trong 3 nguồn nước
khoáng 33
Hình 3.2: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo nuôi trong các môi trường dinh
dưỡng khác nhau 37
Hình 3.3: Đường cong sinh trưởng của quầ
n thể tảo nuôi trong bình tam giác ở các

mật độ ban đầu khác nhau 40
Hình 3.4: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo nuôi trong bình 5l ở các mật độ
ban đầu khác nhau 44
Hình 3.5: Diễn biến nhiệt độ và cường độ ánh sáng khu thí nghiệm ngoài khu nuôi
sinh khối 46
Hình 3.6: Diễn biến nhiệt độ và cường độ ánh sáng trong thời gian thực hiện thí
nghiệm đợt 1 (A, B), và thí nghiệm đợt 2 (C, D) 48
Hình 3.7 : Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo trong thí nghiệm độ sâu đợ
t 1
(A), và đợt 2 (B) 49
Hình 3.8: Đường cong sinh trưởng tảo nuôi trong thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng
bổ sung CO
2
lên quá trình phát triển của tảo Spirulina platensis (bình 5 lit) 52
Hình 3.9: Đường cong sinh trưởng của tảo nuôi trong thí nghiệm đánh giá hiệu quả
sử dụng khí CO
2
trong khu nuôi sinh khối (A: bao kín 60L; B: bể hở 4000l) 55
Hình 3.10: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo trong điều kiện không bổ sung
dinh dưỡng 58

IX
Hình 3.11: Đường cong sinh trưởng của quần thể tảo trong thí nghiệm quản lý bể
nuôi sinh khối tảo Spirulina platensis 63
Hình 3.12. Sản phẩm tảo Spirulina platensis được làm khô bằng các phương pháp
sấy khác nhau 68
Hình 3.13. Sơ đồ tóm tắt qui trình sản xuất tảo Spirulina platensis 71
Hình 3.14. Hệ thống nuôi tảo Spirulina platensis cấp 1(A); cấp 2 (B); hệ thống nuôi
kín trong dàn túi nilon (C); hệ thống nuôi hở trong bể composit (D) và bể ximang
(E) 75

1
MỞ ĐẦU
Spirulina platensis là loài tảo lam, các tế bào liên kết thành tập đoàn dạng
sợi, có giá trị dinh dưỡng cao: protein chiếm đến 67 %, cao gấp 2 -3 lần thịt bò
và thịt gà; lipid - 11,5%; carbonhydrate - 15,3%; xơ- 0,1%, axit nucleic 4,2 %
trọng lượng khô và có nhiều loại axit béo không bão hoà đa nối đôi, các nguyên
tố đa và vi lượng khác nhau (Đặng Đình Kim, 2002). Protein trong tảo Spirulina
gồm 18 loại axit amin, trong đó các loại axit amin thiết yếu như leucin,
isoleucin, valin, lysin, methionin và tryptophan đều có mặt với tỷ lệ vượt tr
ội so
với chuẩn của tổ chức lương nông quốc tế (F.A.O) quy định, hệ số tiêu hóa và
hệ số sử dụng protein rất cao (www.spirulina.com.vn). Bên cạnh đó hàm lượng
axit gama linolenic (tiền thân của chất prostaglandin) rất cao có tác dụng cùng
với vitamin E chống xơ vữa động mạch, điều hòa huyết áp, bảo vệ gan và các tế
bào thần kinh. Spirulina có các loại vitamin nhóm B, hàm lượng vitamin B12
cao gấp 2 lần trong gan bò, caroten cao gấp 10 lần trong củ cà rốt. Sắ
c tố tạo
cho tảo có mầu xanh lam (phycocyanin), các nguyên tố vi lượng như K, Mg,
Fe, Mn, Zn cũng rất cao có lợi cho hoạt động của hệ thần kinh và tim mạch,
chống lão hóa ngăn ngừa bệnh ung thư và kích thích sự đáp ứng miễn dịch của
cơ thể đối với các tác nhân có hại từ bên ngoài. Đặc biệt - kẽm và các axít amin:
tryptophan, arginin có trong tảo giúp tăng cảm giác hưng phấn tình dục ở nam

giới. Ngoài ra, nhiều kết quả nghiên c
ứu đã cho thấy tác dụng của Spirulina lên
tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống và chất lượng thịt của nhiều loài động vật nuôi
cũng như vai trò của nó trong viêc nâng cao khả năng miễn dịch học, diệt
virut của vật nuôi (Belay và cs., 1996). Chính vì vậy, từ lâu Spirulina đã là
một loại thức ăn giàu dinh dưỡng, được sử dụng trong việc phòng và chữa trị
bệnh cho người và
động vật nuôi cũng như trong xử lý môi trường (Anaga,
1996; Belay, 2002).
Ngày nay, Spirulina đang là đối tượng được tập trung nghiên cứu rất
mạnh vì chúng được xem như là một sản phẩm chiến lược mang lại giá trị kinh
tế cao của nhiều nước trên thế giới. Do có những tác dụng to lớn đối với sức
khỏe con người như vậy nên từ lâu, tổ chức lương thực và y tế thế giới (FAO &
WHO) đã xem Spirulina như là nguồn thực phẩm chức năng bổ dưỡng lý tưởng
trong thế kỷ 21 (Wang & Zhao, 2005). Hiện nay nhiều nước trên thế giới đã
phát triển nuôi công nghiệp loài tảo này với mục đích tạo thực phẩm dinh
dưỡng, thực phẩm chức năng cho người và động vật nuôi trong đó có động vật

2
thủy sản. Hơn nữa, ở Việt Nam nguồn nước khoáng thiên nhiên của nhiều tỉnh
thành được đánh giá có thành phần khoáng rất tốt, có thể sử dụng cho mục đích
chữa bệnh, tăng cường sức khoẻ cho con người. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu sử
dụng nguồn nước khoáng để xây dựng qui trình sản xuất tảo Spirulina
platensis đảm bảo chất lượng làm nguyên liệu chế biến thứ
c ăn cho người và
động vật thủy sản’’ được thực hiện với mong muốn tận dụng được những
khoáng chất tự nhiên quí giá sẵn có trong các nguồn nước khoáng thiên nhiên
của Việt Nam nhằm “xây dựng quy trình sản xuất tảo Spirulina platensis đạt
năng suất, chất lượng làm nguyên liệu chế biến thức ăn cho người và động
vật thủy sản” từ đó tạo đượ

c nguồn nguyên liệu tảo Spirulina platensis tại Việt
Nam có thành phần dinh dưỡng cao làm thức ăn cho người và động vật thủy
sản. Để đạt được mục tiêu trên đề tài tiến hành thực hiện các nội dung chính
sau:
1. Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước khoáng để nuôi tảo Spirulina
platensis đạt sinh khối và chất lượng tốt
2. Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng qui trình công nghệ nuôi sinh
khối tảo Spirulina platensis đả
m bảo chất lượng đạt năng suất 6 - 10gr
khô/m
2
/ngày bằng nguồn nước khoáng đã chọn
3. Xây dựng qui trình công nghệ sản xuất tảo Spirulina platensis, đảm
bảo chất lượng đạt năng suất 6 -10 g khô/m
2
/ngày bằng nước khoáng
4. Xây dựng mô hình sản xuất tảo Spirulina platensis
.
.
.
.
.
.
.

3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Đối tượng nghiên cứu
1.1.1 Hình thái phân loại

Ngành : Cyanophyta.
Lớp : Cyanophyceae.
Bộ : Oscillatoriales.
Họ : Oscillatoriaceae.
Chi : Spirulina Turpin em Garn, 1827
Loài : Spirulina platensis


20µm

Hình 1.1: Tảo Spirulina platensis dưới kính hiển vi
1.1.2 Đặc điểm hình thái, cầu tạo
Tảo Spirulina platensis là loài tảo lam hay còn gọi là vi khuẩn lam, cơ thể
có 5 – 7 vòng xoắn lò xo hoặc dạng sợi thẳng hay lượn sóng (Dương Đức Tiến,
1996 và Richmond A, 1983). Spirulina platensis là một loài thuộc họ
Oscilatoriaceae – nghĩa là chúng có thể vận động hoặc di chuyển tiến về phía
trước và về phía sau. Sự vận động này được thực hiện nhờ có tua vi
ền, đó là
những sợi nhỏ hình ống có đường kính 5 - 7 nm và chiều dài 1 - 2 µm. Ngoài ra,
S.platensis còn có thể tạo ra các không bào khí (gas vesicles) có đường kính 70
nm và được cấu tạo từ các chuỗi protein liên kết lại. Các không bào khí này

4
được tạo thành và làm căng ra nhờ có khí khi sợi Spirulina muốn vận động đi
lên theo cột nước kể từ lúc nó nhận ánh sáng mặt trời và bắt đầu quang hợp
( Nhờ có sự hiện diện của những
không bào chứa đầy khí trong những tế bào cùng với những sợi nhỏ hình xoắn
ốc mà nó có thể nổi được. Những trichom này có chiều dài 50 - 500 µm và
chiều rộng 3 - 4 µm (Ahsan, 2008)
1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố môi tr

ường đến sinh trưởng của tảo Spirulina
platensis.
1.2.1 Ảnh hưởng của ánh sáng.
Ánh sáng ảnh hưởng đến vi tảo thông qua các yếu tố: chất lượng ánh
sáng, cường độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng. Các nghiên cứu của
Charencova và ctv, 1975 đã cho thấy cường độ ánh sáng tối ưu cho sự phát triển
của tảo S. platensis nằm trong khoảng 2 - 3 klux. Còn theo Vonshak & Tomaseli
(2000) thì ánh sáng thích hợp cho sự phát triển của Spirulina là 150 – 200
µmol/m
2
/s. Và theo Tadrro & Robert (1988), tảo S. platensis sinh trưởng và phát
triển tốt ở 80 - 120 uE m
-2
s
-1
và đạt năng suất cao nhất ở cường độ ánh sáng 80
uE m
-2
s
-1
, trong khi S. maxxima đạt năng suất cao nhất ở 120 µE m
-2
s
-1
. Khi
nghiên cứu những ảnh hưởng của các yếu tố lý hóa và dinh dưỡng lên sự phát
triển của S. platensis được phân lập từ hồ Kojima, Baldia & ctv (1991) xác định
rằng sự phát triển nhanh chóng theo cấp số mũ của Spirulina platensis đạt được
ở cường độ ánh sáng 10000 lux trong suốt pha tăng trưởng. Tuy nhiên, sự phát
triển đạt đến bão hòa khi cường độ ánh sáng nằm giữa 5000 - 10000 lux và

cường độ ánh sáng tối ưu là 2500 - 10000 lux với sự phát triể
n tốt nhất ở 5000 -
7500 lux. Ogawa và Terui lại cho rằng cường độ ánh sáng tối ưu cho tảo S.
platensis là 20000 - 30000 lux. Kết quả nghiên cứu của Hu & ctv (1998) cho
thấy ánh sáng bức xạ có ảnh hưởng đến mật độ tế bào tảo. Khi mật độ tế bào
cao cần ánh sáng có cường độ tới 2500 µmol/ m
2
/s và theo Vonshak & ctv
(2000) khi đạt đến pha cân bằng thì cường độ ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn đến
khả năng tạo sinh khối tối ưu của loài tảo này.
.