Công nghệ sản xuất và ứng dụng của tảo spirulina platensis (full)

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

TIỂU LUẬN
MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PROTEIN-AXIT AMIN-AXIT HỮU
CƠ
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA TẢO
SPIRULINA PLATENSIS

GV hướng dẫn: Ths.Trịnh Thị Hằng
SV thực hiện:
Nhóm: 08 Lớp: KS CNSH
Hà Nội, tháng 06/2010
MỤC LỤC
Mở đầu
I. Tổng quan về tảo Spirulina platensis
1. Nguồn gốc
2. Vị trí, phân loại và tên gọi
3. Môi trường sống
4. Phân bố
5. Hình dạng, kích thước và cấu tạo tế bào của Spirulina Platensis
6. Đặc điểm dinh dưỡng
7. Đặc điểm sinh sản
8. Thành phần các chất và giá trị dinh dưỡng của tảo Spirulina Platensis
II. Công nghệ sản xuất tảo S. Platensis
A) Nuôi cấy tảo
1. Chuẩn bị giống
2. Các điều kiện kỹ thuật
3. Các yếu tố ảnh hưởng
4. Giới thiệu về các hình thức nuôi trồng tảo Spirulina Platensis
B) Thu sinh khối

III. Ứng dụng của tảo Spirulina Platensis
1. Tính an toàn của tảo Spirulina Platensis
2. Ứng dụng trong y học
3. Tác dụng làm đẹp
MỞ ĐẦU
I. TỔNG QUAN VỀ TẢO SPIRULINA PLATENSIS
1. Nguồn gốc.
Hiện diện trên trái đất từ khoảng 3,5 tỉ năm về trước, tảo Spirulina là loại gen của sinh
vật cổ xưa hiếm hoi còn sót lại.
Năm 1964, Brandily - một nhà nhân chủng học người Pháp là người đầu tiên
phát hiện ra tảo S.platensis trong lần khảo sát sự đa dạng sinh học tại vùng hồ ở
Tchad (Châu Phi). Dân địa phương quanh thị trấn Fort, Lamy nay là nước Cộng hòa
Chad, Châu Phi vẫn ăn một thức ăn gọi là “Dihe”. Họ làm “Dihe” từ những váng màu
xanh nổi trên mặt nước hồ Tchad. Họ thu vớt và phơi khô chúng trên cát dưới ánh
sáng mặt trời rồi đập nhỏ đem bán. Các nhà khoa học đã rất bất ngờ khi người dân ở
đây rất nghèo nhưng già trẻ lớn bé ai cũng khỏe mạnh cường tráng.
S.platensis được làm khô nhờ cát.
Dangeard-Một nhà nghiên cứu người Pháp đã xác định thành phần chính của
“Dihe” là loại tảo xoắn Athrospira (=Spirulina) platensis.
Ở Việt Nam, giống được nghiên cứu đầu tiên, lưu giữ ở Viện sinh vật học, là S.
platensis (Gom) Geitler do Pháp cung cấp. Cũng theo khảo sát của viện này, ở nước ta
đã thấy 10 loài Spirulina. Các loài Spirulina trên sống tự nhiên trong ao, hồ, ruộng
lúa, sông ngòi, đơn độc hay kết thành đám trên mặt nước. Đặc biệt khoảng giữa năm
1994, S. platensis phát triển mạnh ở hồ Bảy Mẫu (Hà Nội), có thể vớt được rất nhiều
tảo khô mỗi ngày nắng hè.
2. Vị trí, phân loại và gọi tên
Spirulina platensis
Phân loại khoa học
Ngành Cyanophyta
Lớp Hormogonioph

yceae
Bộ Oscillatoriales
Họ Oscillatoriacea
e
Chi Spirulina
Spirulina do nhà nghiên cứu người Đức, Deurben đặt tên năm 1827, trên cơ sở
hình thái đặc trưng nhất là dạng sợi xoắn ốc của tảo. Sau này nó được các chuyên gia
phân loại học thống nhất tên khoa học đầy đủ: ngành Cyanophyta (thực vật lục - lam),
lớp Hormogoniophyceae, bộ Oscillatoriales (tảo tràng hạt), họ Oscillatoriaceae, chi
Spirulina (tảo xoắn).
Chi Spirulina có nhiều loài (35 loài) đã được phát hiện, hai loài có nguồn gốc
châu Phi và Nam Mỹ là: S.geitleri (S.maxima) và S. platensis được nghiên cứu đầu
tiên, nhiều nhất.
Trong cách phân loại, đặt tên khoa học thường các đặc tính quan trọng nhất về
hình thái, kiểu dinh dưỡng, tế bào học và cấu trúc gen di truyền được biểu đạt ngắn
gọn nhất. Tên Spirulina do gốc từ Latinh và Anh ngữ “Spiral” có nghĩa là “xoắn”, do
tảo này có dạng tiêu biểu nhất là sợi xoắn ốc, nên còn gọi là tảo xoắn, hay tạo dạng
xoắn. Người Nhật Bản chuyển từ “tảo xoắn” thành rasenmo, tương tự người Pháp gọi
là Spirulines. Ở Việt Nam nó cũng có nhiều tên gọi: vi tảo Spirulina, tảo xoắn xanh,
tảo lục - lam, nhưng tên Spirulina vẫn thông dụng nhất.
Trong cách phân loại mới hiện nay tảo Spirulina được xếp vào ngành vi khuẩn
(Bacteriophyta), trên các ngành tảo khác, thay cho xếp chung vào ngành tảo như cũ,
lý do của sự thay đổi hợp lý này là các nghiên cứu (những năm 1970 - 1980), thấy các
tảo lam có nhiều đặc điểm chung với vi khuẩn như: nhân chưa hoàn chỉnh (tiền nhân),
nhân chưa có màng, không có ty thể và lục lạp… Tên mới dần thông dụng của
Spirulina là vi khuẩn lục lam Spirulina.
Do đặc điểm có thể di động được trong môi trường nước, Spirulina còn được gọi
là phiêu sinh vật (Spirulina plankton - thực vật trôi nổi, phiêu sinh). Tên gọi mô tả này
nhằm phân biệt với động vật phiêu sinh, di động thực sự với cơ quan chuyên biệt:
tiêm mao của vi khuẩn, vây của cá.

3. Môi trường sống
+ S. platensis là sinh vật phiêu sinh (Plankton)
sống tự do (free living organism) trong nước kiềm, giàu
khoáng chất.
+ Các vi phiêu sinh này lơ lửng ở độ sâu có thể tới
50 cm,và trong môi trường nhân tạo thường nuôi ở mức
nước 10-30 cm(nuôi hồ hở), hoặc có thể trong hồ đáy sâu 1-1,5 m (sục khí) phải đảm
bảo tảo nhận nhận được ánh sáng.
+ Trôi nổi trong nước và nhu cầu ánh sáng là 2 đặc điểm ràng buộc lẫn nhau, hỗ
trợ nhau, rất quan trọng trong công nghệ nuôi trồng tảo.
4. Phân bố:
+ S. platensis sống trong môi trường ưa kiềm (pH: 8,5-9,5). Trong tự nhiên,
chúng sống trong các hồ, suối khoáng ấp áp.
+ Tảo có phạm vi phân bố rộng:
 Châu Phi: Tchad, Congo, Ethiopia, Kenya, Nam phi, Ai cập, Tanzania,
Zambia.
 Châu Mỹ: Hoa kỳ, Peru, Uruguay, Mexico.
 Châu Á: Ấn độ, Paskistan, Srilanka, Việt nam.
 Châu Âu: Nga, Ukraina, Hungarie…
+ Một loài Spirulina có thể xuất hiện ở nhiều quốc gia, có khi những nơi đó cách
nhau tới nữa vòng trái đất như: loài S.platensis. Nguyên nhân có thể là:
 Tự nhiên: một số loài chim ăn tảo Spirulina như Phoeniconaiasminor (ở
châu mỹ). Do đó tảo đã bám vào lông vũ loài chim này, rồi dựa vào sự di cư của
chúng để phát tán nòi giống.
 Con người: đem tảo đi sản xuất ở nhiều nơi trên thế giới để phục vụ cho
nhu cầu của con người.
5. Hình dạng, kích thước và cấu tạo tế bào của Spirulina platensis
Hình dạng của Spirulina chỉ thấy rõ khi quan sát dưới kính hiển vi. Đó là những
sợi tảo có màu xanh lục lam, xoắn kiểu lò xo, với các vòng xoắn khá đều nhau, nhưng
ở cuối hai đầu sợi thường hẹp, mút lại, kích thước khoảng 0,25 mm. Đây là dạng

chuẩn nhất. Tuy vậy theo những quan sát và đối chiếu với các tài liệu, thì tùy chu kỳ
sinh dưỡng phát triển (cường độ ánh sáng, nhiệt độ môi trường) mà hình dạng có thể
xoắn kiểu chữ C, S Sợi tảo không phân nhánh, không có bao và không có dị bào.
Các dạng này có chiều dài rất thay đổi, ngay trong một dạng, chiều dài mỗi sợi cũng
khác nhau, ví dụ sợi uốn sóng có thể dài 5 - 7 nếp gấp, cũng có thể đến 27 nếp
gấp.Hiện tượng biến dạng nói lên khả năng thích nghi với môi trường mà vi sinh vật
cổ xưa này có được qua hàng triệu năm tiến hóa chọn lọc tự nhiên. Dạng xoắn thường
giữ được trong phòng nghiên cứu, sang môi trường nuôi đại trà, nó thường biến thành
dạng thẳng, tỷ lệ xoắn - thẳng khoảng 15 - 85.
Spirulina có cấu tạo đơn bào hoặc tổ chức đơn bào, cấu tạo từ các bào nang, có
thành tế bào nhiều lớp , có thể quang hợp, ribôxom và DNA, thể vùi nhiều.
Các bào nang có cấu trúc từ các sợi nhỏ, và bao quanh là một lớp sợi khác bảo
vệ cho chúng, sự hiện diện của các quả nang không đồng đều quanh sợi của S.
platensis là sự khác nhau về hình thái học để so sánh với S. maxima bề mắt rộng của
các sợi thay đổi từ 6 tới 12 μm, nó bao gồm các tế bào hình trụ đường kính xoắn ốc
của nó từ 30 đến 70 μm, chiều dài cả túm lông là khoảng 500 micromet, trong một
vài điều kiện nuôi cấy khi có kích thích thì chiều dài của các sợi có thể lên đến 1 mm,
nó rất quan trọng để giải thích cái hình dáng xoắn ốc của tảo. Spirulina trong môi
trường nuôi cấy lỏng, và sự thay đổi hình dạng của nó trong môi trường nuôi cấy rắn.
Những thay đổi này là do chất hydratation or dehydratation oligopeptides trong
peptidoglican tạo lên.
Thành tế bào của Spirulina có cấu tạo gồm 4 lớp, các lớp này đều rất mỏng, lớp
2 được cấu tạo từ peptidoglycan, chất này giữ cho thành tế bào vững chắc. Lớp 1 chứa
b-1,2-glucan một chất khó tiêu hoá đối với con người tuy nhiên nồng độ của nó rất
nhỏ (<1%), còn các protein và các poliacharit tự nhiên rất dê tiieu hoá đối với con
người.
Trong loại tảo này còn có chứa chllorophy, caroten và phycobilisome, đây là
những chất tạo nên sắc tố xanh của tảo, cấc chất này được dẫn vào trong hệ thống
thilakoid hoặc hệ thống quang hợp.
Riboxom và các sợi DNA nằm ở vùng trung tâm.

Spirulina chứa nhiều tổ chức ngoại vi kết hợp với thylakoids, chúng là các hạt
cyanophycin, các hạt poliglucan hạt lipit, các hạt poliphotphat. Các hạt cyanophycin
và các hạt dự trữ khác có vai trò quan trọng do các hợp chất hoá học tự nhiên của
chúng và các nhóm sắc tố của chúng.The polyhedral bodies or carboxysomes có chứa
thành phần chính la enyme ribulose 1,5-diphosphate carboxylase nó cho phép cố định
CO
2
trong hệ thống quang hợp để tạo ra các hạt dự trữ. Các hạt poliglucan hoặc
glycogen hoặc a-granules là các glucose polymers. Các hạt lipit, b-granules hoặc hạt
osmophile cấu tạo bằng các by poly-b-hydroxybutyrate, chỉ tìm thấy trong các tế bào
prokaryotes, chúng được coi như là nhưng chất dự trữ năng lượng.
6. Đặc điểm dinh dưỡng :
+ S. platensis là vi sinh vật quang dưỡng bắt buộc. Do đó, chúng không thể sống
hoàn toàn không có ánh sáng.
+ Phải đảm bảo các chỉ tiêu ánh sáng, nhiệt độ, pH, điều kiện khuấy trộn…
+ Môi trường dinh dưỡng của spirulina gồm:
+ Các dưỡng chất: môi trường phải đảm bảo cung cấp đầy đủ nguồn: cacbon,
nitơ, các chất khoáng đa lượng và vi lượng…
+ Dinh dưỡng cacbon:
S. platensis đồng hóa cacbon chủ yếu ở dạng vô cơ, tốt nhất là bicacbon
(HCO
3
-
), thông qua quá trình quang hợp.
Phản ứng quang tổng hợp hidratcacbon (đường) và một số chất khác:
HCO
3
-
+ 2H
2

O (CH
2
O) + O
2
+ H
2
O +OH
-
.
Nguồn cacbon để nuôi dưỡng S.platensis ở khoảng 1,2-16,8g NaHCO
3
/lit.
+ Dinh dưỡng N:
S. platensis có khả năng cố định nitơ, đồng hóa nitơ theo phản ứng khử nhờ
enzyme nitrogenase xúc tác khi có ATP. Kết quả nitơ được tổng hợp thành protein
của chúng.
Chúng không có khả năng sử dụng N
2
trong không khí mà sử dụng dưới các
dạng: nitrat (NO
3
-
), NH
3
(thường có trong nước thải Biogas), (NH
4
)
2
SO
4

, (NH
4
)
2
HPO
4
(
có trong phân bón nông nghiệp), (NH
2
)
2
CO. Tuy nhiên khi sử dụng nguồn nitơ không
từ nitrat phải khống chế nồng độ vì dễ suy giảm sinh khối thẫm chí có thể gây chết
tảo.
+ Các chất khoáng cần cung cấp cho môi trường nuôi tảo:
 Photpho vô cơ khoảng 90 – 180 mg/L.
 K
+
và Na
+
dưới dạng kết hợp với N, P.
 Mg
+
: đóng vai trò tương tự như P.
 Ca
2+
: không ảnh rõ đến sinh trưởng tảo.
 Fe cung cấp dưới dạng muối FeSO
4
. Nồng độ Fe

2+
rất rộng từ 0,56 -56 mg/ L
môi trường.
 Cl
-
: rất ưa Clo vô cơ, nồng độ dùng với muối NaCl khoảng 1-1,5g/L.
Sau đây là thành phần dinh dưỡng chính của môi trường Zarrouk dùng để nuôi
S.platensis
Nếu môi trường có những vi lượng khoáng khác thì S.platensis cũng sẽ hấp thụ.
Điều này có gây hại hay có lợi cho tảo.
 Sự hấp thu có hại: Pb, Cd, Hg, As…
 Sự hấp thu có lợi: Senlen, Fe, germani và có thể cả I
2.
S. platensis cũng chịu tác động của các hormone, giúp tảo tăng trưởng nhanh
như indol acetic acid (AIA), gibberelic acid (GA
3
)…
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình dinh dưỡng:
Công thức tổng quát của quá trình quang hợp:
CO
2
+ H
2
O CH
2
O + O
2
Hay 6CO
2
+ 6H

2
O C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
Ở S. platensis có tới 15 sắc tố có thể tham gia quá trình quang hợp gồm:
chlorophyl (a) phycocyanin, betacaroten và 11carotenoids khác, ngoài ra còn
phycoerythrin.
+ Nhiệt độ tối ưu cho tảo khoảng 30 -35
o
C
+ pH là kết quả của cân bằng: CO
2
H
2
CO
3
H
+
+ HCO
3
-
2H
+
+
CO

3
-
. pH thích hợp với Spirulina khoảng 8,5 – 9,5.
7. Đặc điểm sinh sản:
Phương thức sinh sản: vô tính (phân chia từ một sợi tảo mẹ trưởng thành). Từ
một sợi tảo mẹ, hình thành nên những đoạn Necridia (gồm các tế bào chuyên biệt cho
sự sinh sản). Trong các Necridia hình thành các đĩa lõm ở hai mặt và sự tách rời tạo
các hormogonia bởi sự chia cắt tại vị trí các đĩa này. Trong sự phát triển, dần dần
phần đầu gắn tiêu giảm, 2 đầu hormogonia trở nên tròn nhưng vách tế bào vẫn có
chiều dày không đổi. Các hormogonia phát triển, trưởng thành và chu kì sinh sản
được lặp đi lặp lại một cách ngẫu nhiên, tạo nên vòng đời của tảo. Trong thời kì sinh
sản tảo S. platensis nhạt màu ít sắc tố xanh hơn bình thường.
Tảo Spirulina platensis
Sau đây là vòng đời tảo S. platensis:
Rõ ràng vòng đời tảo đơn giản, tương đối ngắn.
Trong điều kiện tối ưu (nuôi trong phòng thí nghiệm) vòng đời khoảng 1 ngày.
Ở điều kiện tự nhiên là khoảng 3 – 5 ngày.
8.Thành phần các chất và giá trị dinh dưỡng của tảo Spirulina platensis:
+ Protein trong S. platensis:
*Spirulina chứa hơn 60% chất đạm (protein) là nguồn cung cấp chất tạo hình
cao hơn thịt bò (18%), gia cầm (19%), sữa tươi (3,7%) và trứng (14%). Đặc biệt, đạm
trong tảo Spirulina là tổng hợp của hơn 18 loại axít amin trong đó có 8 loại là thiết
yếu và tất cả đều dễ tiêu hóa (đến 95%) do bản chất làm đạm thực vật.
Biểu đồ so sánh hàm lượng Protein trong tảo so với một số thực vật khác.
Hàm lượng protein và thành phần, hàm lượng acid amin của S. platensis so
với các loại tảo khác.
ST
T
Acid amin
% trên

protein
S.platen
sis
Spirulina
sp
S.orovil
ca
S.jeeji
bai
S.maxi
ma
S.platen
sis
S.platen
sis
Protein
lý
tưởng
theo
WHO/F
AO
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
Thiết yếu
Isoleucine
Leucine
Lysine
Methionin
e
Phenylalan
in
Threnine
Trypthoph
ane
Valine
* Bán thiết
yếu
Arginine
Histidine
*Không
thiết yếu
6,4
10,4
4,4
2,2
5,4
5,4

0,8
7,5
7,8
1,8
0
0
0,7
0
4,13
5,80
4,00
2,17
3,95
4,17
1,13
6,00
5,98
1,08
6,43
5,82
0,67
8,94
3,00
7,16
2,26
2,36
3,49
4,16
0
3,49

3,03
1,31
8,96
8,22
0,78
12,52
5,0
8,33
5,33
1,66
4,0
3,66
0
5,33
7,0
2,33
7,66
7,66
+
13,33
6,15
9,26
4,93
2,65
4,62
5,3
1,37
7,0
7,43
1,48

9,95
8,28
0,93
13,82
5,44
8,95
5,03
3,33
4,61
5,33
1,66
6,72
6,72
1,47
9,68
7,99
1,86
16,59
3,52
4,78
2,44
2,83
2,83
3,64
0,20
4,42
4,26
2,21
5,59
4,37

1,31
10,29
4,2
4,8
4,2
2,2
2,6
2,8
1,4
4,2
15
16
17
18
19
*
Aspartic
acid
Alanine
Cysttine
Glutamic
acid
Glycine
Proline
Serine
Tyrosine
Ornitine
Hàm
lượng
protein %

(trên bột
khô)
0
0
0
5,0
0
71,9
3,46
2,97
4,00
4,60
0
71,0
4,66
4,51
5,01
3,92
0
56,7
4,33
3,00
4,0
4,66
+ vết
61,3
5,28
4,46
5,30
0

0
60,0
7,47
1,57
4,91
4,8
0
65,94
3,60
2,65
4,10
3,81
0,10
59,5
(1) Toni j.de: 1971, Marseille (France). Flamant vert Association 1987 – par
F.Busson.
(2) Hill Ch., Naoharu F. 1980 (Jan) : The Secrets of spirulina.
(3),(4) Becker W: 1982(Ger.): Algoculture (These by Fox R.D). pp 55+56
(5) Sosa Texcoco S.A (Mexixo) [nt (3+ 4)] p 51 .
(6) Nguyễn hữu thước, Nguyễn tiến cư, Đặng h.p.hiền, Đặng đình kim (viện vi
sinh vật)
Tạp chí Sinh vật học, số 2 (3) – 8/1980, tr.12 – 14.
(7) Lê Văn Lăng, Lý Kim Anh, Bùi Thanh Trúc và CS : Các báo cáo Nghiên
cứu chất lượng và chiết xuất hoạt chất từ tảo Spirulina 1993 -1994. Trường Đại Học
Y Dược TP.HCM, Khoa Dược.
* Phycobiliprotein: phycocyanin và allo phycocyanin. Chúng có tác dụng tăng
cường miễn dịch ở người và động vật; thamgia các phản ứng phát hiện kháng nguyên
đặc hiệu, đánh dấu kháng thể đơn dòng để chẩn đoán, phát hiện bệnh; hỗ trợ trị liệu
ung thư
Ngoài ra hàm lượng protein cao nên là thức ăn giàu dinh dưỡng giúp:

 Cung cấp chất đạm.
 Trị suy dinh dưỡng. Do đó S. platensis xuất hiện trong khẩu phần ăn của
trẻ em suy dinh dưỡng ở Châu phi và nhiều quốc gia.
 Hỗ trợ điều trị suy gan, viêm gan, bệnh lao.
 Cung cấp hàm lượng đạm cao cho các vận động viên, người lao động
cường độ cao và người bệnh.
+ Glucid trong S. platensis:
Glucid của S. platensis có cấu trúc gần giống với glycogen, nên thích hợp với
dinh dưỡng của người và động vật.
S. platensis có chứa poly saccharid dưới dạng muối sunfat calci. Phân tử này
chứa Rhamnose, Glucose,Fructose, Ribose, Galactose, Xylose, Mannose, Glucuronic
và Galacturonic.
Do đó S. platensis có tác dụng:
 Kháng virus HIV 1 và virus herpes.
 Chống oxy hóa khử các gốc oxy hóa O
2
-
,OH
-
…
 Kháng thrombin, ngăn ngừa thành lập cục máu đông trong mao mạch.
 Có thể được dùng làm thuốc kháng HIV.
 Hỗ trợ điều trị phòng ngừa bệnh cao huyết áp, xơ vữa động mạch và
viêm thấp khớp.
+ Lipid trong spirulina:
Chất béo đa phần gồm các acid béo cần thiết (Vitamin F): acid linoleic 5 – 10
mg/g, a. γ linolenic 7 – 11 mg/g…, acid oleic, palmitic .
Có chứa acid béo omega: chủ yếu là: γ-linolenic (GLA), dihomo- γ linolenic.
GLA là tiền chất biến dưỡng tổng hợp prostaglandin E1.
+ Các sắc tố trong spirulina:

- Chlorophyl (a): 0,61 – 1,15%
- Carotenoid (betacaroten = pro vitamin A) trong S. platensis chủ yếu dạng cis
trong cấu trúc.
Dạng cis có tác dụng vitamin A gấp 10 lần so với dạng trans nhân tạo,hoặc chiết
từ một số thực vật như gấc …
Hàm lượng Carotenoid theo β-caroten trong Spirulina khoảng 500 ug –
1200ug/g hay 800-2000IU/g.
- Sắc tố phycocyanin: khoảng 10 – 23%.
*Hàm lượng các sắc tố trong tảo chịu ảnh hưởng của các yếu tố:
 Giống tảo.
 Điều kiện nuôi cấy.
 Phương pháp thu hoạch.
 Phương pháp chế biến và bảo quản.
* Sắc tố Betacaroten và các carotenoid giúp hoạt tính vitamin A hay tiền vitamin
A. Chúng chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch, hỗ trợ trị liệu ung thư, nhiễm trùng.
Ngoài ra betacaroten còn có tác dụng bảo vệ mắt.
* Sắc tố Clorophyl khử mùi hôi ở vết thương ở đường tiêu hóa, khử độc ở gan
(sắc tố phycocyanin của tảo cũng giúp bảo vệ gan và thận)
* Sắc tố Zeaxanthin bảo vệ mắt ở người cao tuổi. Mà nguyên nhân chính gây mù
ở người cao tuổi là do sự thoái hóa hoàn thể (macula degeneration – AMD)
+ Các vitamin:
Ngoài provitamin A, tảo còn chứa 10 vitamin khác như:
 Vitamin B
12
: chiếm 0,24 ug/g tảo khô.
 Vitamin E : 15 – 40UG/G, tan trong dầu có tác dụng chống oxy hóa.
 Các vitamin khác như : B
1
(Thiamin), B=2 (Riboflavin), B
3

(Niacine), B
5
(Dexpanthenol), B
6
(Pyridoxine), B
9
(Acid folic), H (Biotin) và innositol xuất hiện với
lượng rất nhỏ.
Bảng so sánh hàm lượng một số Vitamin trong tảo so với các loại thực vật khác.
Các khoáng vi lượng (Fe
2+
, Mg
2+
, K
+
, Se
4+
, Ge
2+
) tham gia tạo hồng cầu và cấu
tạo nên hệ enzyme của người và động vật. Selen là chất chống lão hóa. Germani có
vai trò quan trọng trong lưu thông khí quyết, tăng cường vận chuyển oxy từ máu vào
mô, tác dụng tốt cho hệ tim mạch.
S. platensis cũng mang nhiều đặc điểm khác biệt so với các nguồn thức ăn
truyền thống khác bởi vì:
- Nó có chứa tất cả các loại protein, vitamin, acid béo không bão hòa và muối
khoáng thiết yếu cho nhu cầu dinh dưỡng.
- Liều lượng cần thiết là một thìa cà phê trong ngày nên nó được sử dụng như loại
thực phẩm ăn liền cho người tị nạn.
- Chỉ 10 gam Spirulina đáp ứng đủ nhu cầu vitamine B12 cho trẻ em từ 8 tuổi trở

xuống trong ngày.
- Chỉ cần 2 gam Spirulina/ngày cung cấp đủ lượng beta-cartoten cần thiết giúp
cho cơ thể chống lại xerophthalmia.
- Spirulina cũng có tác dụng hiệu qủa chống lại bệnh anemia vì nó có chứa một
hàm lượng sắt lớn. Ngoài ra, chúng còn giết chết nấm gây bệnh.
Candida albicans, tăng cường hệ thống miễn dịch,…
- Spirulina có kích thước hiển vi và sinh trưởng trong
điều kiện nước hòa tan muối vô cơ với độ kiềm cao, ở đó vi
khuẩn gây bệnh cho người khó phát triển.
- Sợi Spirulina có dạng lò xo không chứa cellulose trong thành tế bào nên rất dễ
dàng cho tiêu hóa.
So sánh công thức chuẩn chế phẩm sinh học và tảo S. platensis
STT Hoạt chất Chế
phẩm
dinh
dưỡng
chuẩn
Tảo Spirulina
(tính cho 10 g
tảo)
RDA Tỷ lệ đáp ứng (%)
1 2 3 4 5
1*
2
3
4
5
Protein (g)
Vita.A (μg)
Vita.D (μg)

Vita.C (mg)
Vita.B (mg)
5
80
0.5
6
0.14
6,01-6,02
~14mg
00
00
0.35mg
1g/kg trọng lượng cơ thể
1.4 – 1.8mg/1000
200IU/00
60mg/00
1.2 – 1.5mg/35
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16*
17*
18*

19*
20*
Vita.B
2
(mg)
Vita.B
3
(mg)
Vita.B
6
(mg)
Vita.B
9
(μg)
Vita.B
12
(μg)
Calcium (mg)
Magiesium (mg)
Sắt(Fe
2+
) (mg)
Kẽm( Zn
2+
)(mg)
Iod(μg)
Đồng (Cu
2+
)
Selen

Carbohydrate
Lipid (chất béo)
Tổng năng lượng
K (cal)
0.16
0.18
0.2
20
0.1
80
30
1.4
1.5
15
+
+
0.40mg
1.4mg
0.08mg
0.01mg
32mg
0.10mg
0.04mg
18mg
0.3mg
00
0.12mg
+
1.54
0.38

1.4 -1.7mg/ >23
16 – 18mg > 9
1.6 - 2.1mg/ > 7.4
0.4mg/2.5
3 – 4 μg/1000
1g/10
0.2g/20
18mg/100
10mg/3
0.1-0.15mg/00
2.5mg/5
+
1300 Kcal/0.5
200 Kcal/1.7
2000 – 2500/1.68
Ghi chú
Chế phẩm dinh dưỡng chuẩn: theo Ntrient reference values of International
Standardization, trong codex guidelina on nutrition labeling.
R.D.A: theo U.S National Research Council – 1989
Tỷ lệ đáp ứng RDA (%) tính cho 10g tảo Spirulina (khô).
1*: FAO/WHO đã chỉ định lượng protein là 5 g.
2*: FAO/WHO không đưa ra lượng cụ thể, tùy nhu cầu mà người thiết kế dinh
dưỡng có thể ấn định.
18*,19*,20*: Tổng năng lượng (Kcal) cho một người bình thường tùy dân tộc
cân nặng và trạng thái vận động…
II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TẢO S. PLATENSIS
* Quy trình sản xuất gồm 2 giai đoạn chính là:
- Nuôi cấy tảo
- Thu nhận sinh khối
A) Nuôi cấy tảo

1.Chuẩn bị giống:
Giống tảo phải đạt độ thuần khiết cao, trong quá trình nuôi cần hạn chế sự phát
triển của các loài tảo tạp.
Giống spirulina phải được mua ở những cơ sở uy tín. Đồng thời nơi nuôi trồng
spirulina ở quy mô lớn cũng nên được trang bị những phòng thí nghiệm để phục vụ
cho công tác giữ và nhân giống phục vụ sản xuất.
Ở nước ta có bảo tàng giống tảo Việt Nam là nơi cung cấp giống và tư vấn xây
dựng qui trình nuôi tảo- do giáo sư Dương Đức Tiến thành lập từ năm 1982.
2.Các điều kiện kỹ thuật
- Phải có ánh sáng với cường độ chiếu cao: vì vậy, nuôi tảo phải có điều kiện khí
hậu thuận lợi, trước hết là một thời kỳ ánh sáng mặt trời mạnh và kéo dài để có đầy
đủ năng lượng ánh sáng.Tảo ít bị chi phối bởi chu kì sáng/tối nhưng nếu được chiếu
sáng liên tục thì giá trị sinh khối sẽ đạt được cao nhất. Cường độ ánh sáng thích hợp
nhất cho Spirulina nằm trong khoảng 25.000 -30.000 lux.
Những sợi tảo nhỏ dễ bị phá hủy do cường độ chiếu sáng mạnh và kéo dài. Bởi
vậy, chúng ta cần phải giảm bớt thời gian chúng được chiếu sáng bởi ánh sáng mặt
trời.
Mưa sẽ làm giảm bớt sự bay hơi nước nhưng với điều kiện không được để đầy
tràn ao nuôi trồng tảo.
Ánh sáng và sự chiếu sáng nhân tạo giúp Spirulina phát triển nhanh hơn mặc dù
đây không phải là biện pháp kinh tế và rất phiền phức về mặt công nghệ. Người ta
dùng những cái đèn huỳnh quang và đèn halogen nhằm để vừa chiếu sáng vừa làm
nóng môi trường nuôi cấy.
- pH môi trường phải duy trì= 8,5 -9
- Phải được cung cấp đầy đủ các muối vi lượng.
- Phải được khuấy đảo liên tục, tạo sự tiếp xúc thường xuyên với ánh sáng . Vì
vậy quá trình nuôi cấy tảo đòi hỏi những thiết bị đặc biệt. Thông thường người ta
dùng những bể phẳng ( bể tròn), hoặc những máng phẳng uốn khúc. Những thiết bị
này có tác dụng lật đảo nhằm hạn chế sự lắng của tế bào và đưa tế bào luôn trở lại bề
mặt chiếu sáng.

- Cung cấp CO
2
: tối ưu khoảng 4-5% so với không khí ( có tác giả cho là 1-3%).
Việc cung cấp CO
2
với vai trò là nguồn cacbon trong quá trình quang hợp rất cần thiết.
CO
2
có thể được cung cấp băng nhiều cách khác nhau:
• .Lấy trực tiếp từ các quá trình lên men khác như lên men rượu etanol, lên
men bia v v hoặc nguồn khí thải công nghiệp.
• Sục không khí có chứa CO
2
(1-3%) kết hợp với sục CO
2
100% ngắt quãng
v v
3.Các yếu tố ảnh hưởng
a,Các yếu tố vật lý:
Ánh sáng:
Ánh sáng tự nhiên: thời gian chiếu sáng, cường độ chiếu sáng vừa phải để giúp
tảo phát triển tốt (lượng chiếu sáng trong ngày bằng 30% lượng chiếu sáng ở vùng
nhiệt đới là tốt nhất).Nếu thời gian chiếu sáng dài, cường độ gây gắt sẽ làm giảm sinh
khối tảo. Đồng thời ánh sáng cũng làm thất thoát oxygen trong ao. Hơn nữa thời gian
trong bóng tối là thời gian tảo hô hấp và đặc biệt tổng hợp protein.
Ánh sáng nhân tạo (hệ thống nuôi spirulina kín): có thể điều chỉnh đúng với nhu
cầu của tảo, giúp nó phát triển tốt. Nhưng chi phí tốn kém.
Quản lý: đối với hệ thống hở, nếu lượng chiếu sáng nhiều quá có thể che mát cho
ao bằng cách trồng cây xung quanh ao hoặc xây mái che cho ao. Đối hệ thống kín:
kiểm tra để điều chỉnh lượng chiếu sáng phù hợp bằng cách điều chỉnh hệ thống đèn.

Nhiệt độ
Nó hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của tảo. Nhiệt độ dưới 20
o
C tảo
không chết nhưng phát triển chậm. Nhiệt độ trên 38
o
C tảo sẽ chết. Tảo S. platensis phát
triển tối hảo ở 35
o
C.
Mưa: ở những nơi có lượng chiếu sáng trong ngày cao, mưa sẽ tốt cho sự phát
triển của tảo. Nhưng nó có thể làm tràn bể nuôi tảo ra môi trường ngoài. Do đó ta nên
xây thành bể cao.
Gió: giúp hòa tan lượng oxygen trong không khí vào bể. Nhưng nó cũng có thể
mang vật lạ vào bể, có thể ảnh hưởng không tốt cho tảo. Do đó xây mái che cho bể
cũng giúp hạn chế vật chất lạ theo gió rơi vào bể
b,Các yếu tố hóa học:
Đảm bảo các lượng chất trong nước theo đúng công thức môi trường nuôi tảo.
Ngoài ra cần bổ sung các ion sau đây vào bể nuôi:
Anions Cations
Carbonate: 2800 mg/L
Bicarbonate: 720 mg/L
Nitrate: 614 mg/L
Phosphate: 80 mg/L
Sulfate: 350 mg/L
Chloride: 3030 mg/L
Sodium: 4380 mg/L
Potassium: 642 mg/L
Calcium: 10 mg/L
Magnesium: 10mg/L

Iron: 0,8 mg/L
Tiểu luận: Công nghệ sản xuất và Ứng dụng của tảo Spirulina Platensis
Thường xuyên đo đạc các thông số của môi trường, đề xuất các biện pháp quản lý
thích hợp.
pH thích hợp cho tảo spirulina: 8,5 -9,5. pH <5 hoặc pH >7, tảo quang tổng hợp
rất thấp.
Thiếu dưỡng chất: cụ thể là thiếu đạm đẫn đến thoái biến sắc tố lam phycocyanin,
tảo bị vàng, tế bào kiếm phát triển, năng suất thấp. Tỷ lệ K,Na phải ổn định K/Na <=5
là tốt, thiếu K tảo bị vàng…
Ảnh hưởng của kim loại nặng:
Ngoài Pb, Asenic, còn nhiều ion kim loại gây độc cho tảo theo thứ tự: Cu > Ni >
Co > Cr > Cd > Zn. Có 1 nghiên cứu cho rằng: nếu cadmi (Cd) xấp xĩ 10
-4
mol/L gây
ức chế toàn bộ sự phân chia của S. platensis.
Ảnh hưởng của các hóa chất khá: chất thải như thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, diệt
cỏ đều gây độc cho tảo.
c, Các yếu tố sinh học:
Có thể sự xâm nhập của sinh vật có hại cho bể nuôi tảo là từ nguồn nước cấp.
Động vật chân chèo (Rotifers) kích thước từ 100 - 2mm
Đôi khi một số động vật chân chèo rơi vào trong môi trường và chúng thường sử
dụng tảo làm thức ăn. Hãy nhớ rằng vào ban đêm, tảo tiêu thụ oxygen và sản sinh ra
CO
2
, khí này có tác dụng đầu độc động vật. Vì vậy, nếu bạn dừng khuấy vào ban đêm
tảo sẽ sử dụng oxygen hòa tan và do đó động vật thiếu oxygen chúng sẽ bị chết.
Cách khác để hạn chế động vật là sử dụng chúng. Dùng một lưới dài, hình túi
(mắt lưới đường kính 10m), bên trong bể và tại các góc bên phải theo hướng di chuyển
của môi trường nuôi cấy, bạn có thể với được chúng. Những động vật này là thức ăn rất
tốt cho tôm hoặc cá con.

Động vật nguyên sinh (kích thước từ 2 - 1mm)
Chúng không độc cho người, cũng không hại cho tảo. Có lẽ chúng còn giúp ích cho
Nhóm: 08-Lớp: KS CNSH 0704-Viện Đại học Mở Hà Nội
24
Tiểu luận: Công nghệ sản xuất và Ứng dụng của tảo Spirulina Platensis
tảo bởi vì chúng tạo ra một lượng nhỏ CO
2
trong nước. Dù sao thì cũng không nên giữ
lại chúng trong bể nuôi giống như kiến trong bếp nhà bạn vào mùa hè.
Amoeba
Những loài này khác với động vật nguyên sinh ở chỗ chúng ăn tảo.
R.R. Kudo đã mô tả 74 loài amoeba khác nhau. Có một loài trong số chúng gây
nguy hiểm cho người đó là Entamoeba histolytica.
Các dạng sống dinh dưỡng hiếm khi nhìn thấy bên ngoài vật chủ (người, chó,
mèo). Chúng lan truyền bằng các bào tử "hình trứng", các bào tử này bị chết trong
nước nhiệt độ 45
o
C trong thời gian 1 h và ở nhiệt độ 55°C trong ít giây. Nhiệt độ bên
trong của thiết bị sấy sử dụng năng lượng mặt trời dao động từ 50-60°C và quá trình
làm khô diễn ra trong suốt 4 h, vì vậy nguy cơ tiềm ẩn từ những sinh vật loại này bị diệt
trừ gần như tuyệt đối.
Cũng như các động vật nguyên sinh khác, sự cho phép nhiệt độ nuôi cấy từ 40-44°C
trong 1 ngày (cùng với giá trị cao của pH) là rất hiệu quả để diệt trừ các dạng amip.
Tảo
Môi trường nuôi cấy còn bị nhiễm các loại tảo khác. Nhưng do nồng
độ muối, pH cao của môi trường, do đó thường trở nên không thuận lợi với đa số
các loài tảo. Ở nồng độ muối đạt 20 g/l hầu như các loài tảo bị tiêu diệt.
Tuy nhiên, điều lạ lùng là loài tảo silic Navicula, tảo xanh lục, và tảo lục
Chlorella vẫn sống sót được trong các bể nuôi Spirulina. Thật may mắn chúng thường
sống ở đáy bể và nếu như mật độ của Spirulina trở nên dày đặc thì ức chế các tảo khác

do ánh sáng không xuống được tới đáy. Trong trường hợp chúng phát triển mạnh thì
người ta sẽ tắt các cánh khuấy, thu vớt sinh khối tảo Spirulina trên bề mặt, chuyển chúng
sang bể khác, tiếp theo đó sử lý loại bỏ tảo khác loại bám ở đáy - rửa sạch bể.
Có một số loại vi khuẩn lam và tảo xanh lục gây độc cho người và động vật,
nhưng người ta có thể phát hiện ra chúng nhờ kính hiển vi và dựa trên các khóa phân
Nhóm: 08-Lớp: KS CNSH 0704-Viện Đại học Mở Hà Nội
25