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

TT
KÍ
HIỆU

TÊN BẢNG TRANG

1
1.1

Thành phần một số chất dinh dưỡng chính của vi khuẩn

lam Spirulina platensis (theo chất khô)

24
2 1.2
Thành phần acid amin của vi khuẩn lam Spirulina

25
3 1.3
Nhu cầu acid amin thiết yếu của người trưởng thành
(EAA) và khả năng cung cấp của 10g vi khuẩn lam
Spirulina platensis

26
4

1.4

Thành phần một số acid béo ñặc biệt trong S. platensis

2
7

5 1.5
Thành phần các sắc tố tự nhiên trong Spirulina platensis

28
6 1.6
Thành phần các vitamin trong 10g Spirulina platensis so
sánh với tiêu chuẩn hàng ngày của một người (theo US
Daily Value).

30
7 2.1
Khối lượng ammonium sulfate từ 0,1 – 0,9 g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk
38
8 2.2
Khối lượng ammonium sulfate từ 0,1 – 0,3 g/l thay thế
NaNO
3
trong môi trường Zarrouk
39
9 2.3
Khối lượng urea từ 0,1 – 0,9 g/l thay thế NaNO3 trong
môi trường Zarrouk
39
10 2.4
Khối lượng urea từ 0,1 – 0,3 g/l thay thế NaNO3 trong
môi trường Zarrouk
40
11 2.5
Bảng tóm tắt quá trình thực hiện phản ứng DNS
43
12 3.1
Ảnh hưởng của nồng ñộ A.sulfate từ 0,3 – 1,8g/l thay thế
hoàn toàn NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh
trưởng Spirulina platensis
46
13 3.2
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,9g/l thay thế

không hoàn toàn NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến
sinh trưởng S. platensis

48
14 3.3
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,3g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng

52
TT
KÍ
HIỆU

TÊN BẢNG TRANG

S. platensis

15 3.4
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0,1 – 0,9g/l thay thế
NaNO3 không hoàn toàn trong môi trường Zarrouk ñến
sinh trưởng S. platensis

54
16 3.5
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0,1 – 0,3g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng

S. platensis

58

17 3.6
Sinh trưởng của Spirulina platensis trên môi trường có
nguồn nitơ thay thế ở ñiều kiện phòng thí nghiệm.
60
18 3.7
Ảnh hưởng thể tích bể nuôi ñến sinh trưởng của

S. platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế
63
19 3.8
Ảnh hưởng của thời ñiểm nuôi cấy ñến sinh trưởng của
S. platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế
66
20 3.9
Ảnh hưởng của chế ñộ chiếu sáng và che chắn ñến sinh
trưởng của Spirulina platensis trên môi trường thay thế
nguồn nitơ
68
21 3.10
Ảnh hưởng của chế ñộ khấy trộn ñến sinh trưởng

S. platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế
70
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
trong môi trường có A. sulfate hoặc urea thay thế

77


DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

TT
KÍ
HIỆU

TÊN ĐỒ THỊ TRANG
1
1.1

Thành phần dinh dưỡng của tảo Spirulina
23
2 3.1
Ảnh hưởng của nồng ñộ A.sulfate từ 0.3 – 1.8g/l thay
thế NaNO
3
trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng
Spirulina platensis
46
3 3.2
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,9g/l thay
thế không hoàn toàn NaNO3 trong môi trường Zarrouk
ñến sinh trưởng S. platensis
49
4 3.3
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1 - 0,3g/l thay
thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng
S. platensis
52
5 3.4
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng
Spirulina platensis

55
6 3.5
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.3g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng

S. platensis

58
7 3.6
Sinh trưởng của Spirulina platensis trên môi trường có
nguồn nitơ thay thế ở ñiều kiện phòng thí nghiệm

61
8 3.7
Ảnh hưởng thể tích bể nuôi ñến sinh trưởng của S.
platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay thế

63
9 3.8
Ảnh hưởng của thời ñiểm nuôi cấy ñến sinh trưởng của

Spirulina platensis trên môi trường thay thế
66
10 3.9
Ảnh hưởng của chế ñộ chiếu sáng và che chắn ñến sinh
trưởng của S. platensis trên các môi trương thay thế
69
11 3.10
Ảnh hưởng của chế ñộ khấy trộn ñến sinh trưởng
Spirulina platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay
thế
70

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

TT

KÍ
HIỆU

TÊN HÌNH ẢNH TRANG

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
4 1.4
Bể nuôi Spirulina platensis tại công ty nước khoáng
Vĩnh Hảo

8
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
9 1.9
Sản phẩm nước giải khát ñóng hộp của công ty Vĩnh
Hảo

30
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
15 1.15
Bể nuôi trồng vi khuẩn lam Spirulina ở Sosa Texcoco –
Mexico
34
16 1.16
Earthrise Farms –Nhà nuôi vi khuẩn lam Spirulina lớn
nhất thế giới

34
17 1.17
Bể nuôi trồng vi khuẩn lam Spirulina ở Earthrise Farms

34
18 1.18

Nuôi S. platensis trong nhà kính ở miền Nam nước
Pháp
35
19 3.1
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,3 – 1,8g/l thay
thế hoàn toàn NaNO
3
trong môi trường Zarrouk ñến
sinh trưởng Spirulina platensis
47
20 3.2
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0,1- 0,9g/l thay
thế NaNO
3
trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng
S. platensis(0 và 9 ngày)


50
TT
KÍ
HIỆU

TÊN HÌNH ẢNH TRANG

21 3.3
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0.1 - 0.9g/l thay
thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng
S. platensis (21ngày)
51
22 3.4
Ảnh hưởng của nồng ñộ A. sulfate từ 0.1 - 0.3g/l thay
thế NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng
S. platensis (21ngày)
53
23 3.5
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng

S. platensis (0ngày)

56
24 3.6
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng

S. platensis (09ngày)

56
25 3.7
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0.1 - 0.9g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng

S. platensis (21ngày)
57
26 3.8
Ảnh hưởng của nồng ñộ urea từ 0,1 – 0,3g/l thay thế
NaNO3 trong môi trường Zarrouk ñến sinh trưởng

S. platensis
59
27 3.9
Ảnh hưởng thể tích nuôi trồng (10lít) ñến sinh của
Spirulina platensis trong môi trường thay thế ngoài tự
nhiên
62
28 3.10
Sự sinh trưởng của Spirulina platensis trên môi trường
có nguồn nitơ thay thế theo thời gian
64
29 3.11
Ảnh hưởng thể tích bể nuôi ñến sinh trưởng của
Spirulina platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay
thế
64
30 3.12
Ảnh hưởng của chế ñộ khấy trộn ñến sinh trưởng
Spirulina platensis trên môi trường có nguồn nitơ thay
thế
72
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 platensis Error! 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 nhiên Error! 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 CO
2
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 ho
ạch
Spirulina
ở hồ Chad

Hình

1
.
2

Bánh
Spirulina
(Dihe) bán
ở chợ ñịa ph
ương

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].










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.
Hình 1. 3 Phụ nữ Kanembu thu hoạch Spirulina ở vùng hồ Chad
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 (CO
2
).
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.
10

1.2.2 Phân bố

Ở các vùng nước kiềm (pH = 8.5 -11.0) có Spirulina platensis sống
tự nhiên, nhất là các hồ, suối nước khoáng. Spirulina platensis phân bố
nhiều ở: Châu Phi (Tchad, Congo, Ethiopia, Kenya, nam Phi, Ai Cập,
Tanzania, zambia), Châu Mỹ (Hoa Kỳ, Peru, Uruguay, Mexico), Châu Á
(Ấn Độ, Pakistan, Srilanka, Việt Nam), Châu Âu (Nga, Ukraina,
Hungary ). Từng vùng có thể có những loài, giống Spirulina khác nhau,
loài Spirulina platensis ñược tìm thấy ở nhiều nước, có khi rất xa nhau tới
nửa vòng trái ñất.
Ở nước ta, Dương Đức Tiến và cộng sự (1976) ñiều tra thấy
Spirulina platensis phân bố trong các thủy vực khác nhau: sông, ao, hồ,
ruộng lúa, vũng nước thường sống ñộc lập hơn và tập hợp lại thành váng
nhầy.
1.2.3 Hình thái và cấu tạo của Spirulina platensis
Spirulina platensis là một vi khuẩn lam có dạng sợi và xoắn lò xo
gồm 5-7 vòng ñều nhau. Dưới kính hiển vi ñiện tử, Spirulina platensis có
cấu trúc prokaryote, có vỏ bao, vách tế bào gồm nhiều lớp, các ribosome,
sợi DNA và các thể vùi. Sợi Spirulina platensis gồm nhiều tế bào hình trụ
kết hợp với nhau tạo nên gọi là trichome. Sợi Spirulina platensis ñược bảo
vệ bằng một vỏ bao bên ngoài.


Hình 1.5 S
ợi
Spirulina platensis

nhìn d
ư
ới kính hiển vi

11

Spirulina platensis thuộc vi khuẩn lam (Cyanobacteria), là nhóm
sinh vật có nhân sơ hay nhân nguyên thủy (Prokaryotes), vùng nhân chứa
một phân tử DNA dạng vòng.



Hiện tượng biến dạng nói lên khả năng thích nghi với môi trường mà
vi sinh vật cổ xưa có ñược qua hàng triệu năm tiến hóa chọn lọc tự nhiên.
Dạng xoắn thường giữ ñược trong phòng nghiên cứu, sang môi trường nuôi
ñại trà, dạng xoắn thường biến thành dạng thẳng, tỷ lệ xoắn – thẳng khoảng
15 – 85.
Kích thước sợi trưởng thành của Spirulina platensis thường dài
250µm ñến gần 1000µm, chiều ngang sợi khoảng 6 - 8µm, kích thước này
khác nhau tùy dạng xoắn hay thẳng hoặc sợi ở các giai ñoạn khác, giai
ñoạn phân chia hay lão suy có kích thước ngắn hơn.
Cấu tạo tế bào quan sát dưới kính hiển vi thấy dạng dinh dưỡng của
Spirulina platensis có những tế bào hình ống, liên kết thành chuỗi. Giữa
các tế bào có vách ngăn. Vách các tế bào ở hai ñầu sợi thường hơi dày hơn
bình thường. Vi khuẩn lam Spirulina là cơ thể ña bào, mỗi sợi có thể gồm
hơn 100 tế bào.
Kích thước tế bào riêng lẻ thường rộng khoàng 2 µm, dài khoảng 5
µm. Tế bào chưa có nhân ñiển hình, vùng nhân không có giới hạn rõ ràng.
Hình 1.6 Một số hình dạng sợi S. platensis dưới kính hiển vi
12

Acid deoxyribonucleic (DNA) – chất mang thông tin di truyền cho bộ gen
Spirulina có thành phần Adenin + Timin (cặp AT) = 47 ->56%.
Tế bào Spirulina platensis không có lục lạp, tức chưa có lạp thể chứa
chlorophyll như thực vật xanh, mà thay vào ñó là các thể thylakoid xếp

thành vòng tròn hướng tâm tạo thành cấu trúc màng thylakoid, và bị phá vỡ
giữa hai lần phân chia tế bào trong chu kỳ sinh sản.
Sắc tố ñóng vai trò quang hợp hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời
của Spirulina platensis chủ yếu là chlorophyl, phycocyanin và các
carotenoid.
Vi khuẩn lam Spirulina platensis có các ñặc tính nổi trên mặt nước là
do các không bào khí dạng hình trụ, ñường kính khoảng 0,065 µm, cao
khoảng 1 µm, có màng protein dạng sợi xoắn bao quanh. Không bào khí
giúp nó nổi trên mặt nước thành từng ñám dày, ñây là một ñặc ñiểm riêng
biệt [4].
Vi khuẩn lam Spirulina platensis có một ñặc tính giúp nó trở thành
nguồn dinh dưỡng rất ñặc biệt mà các loại tảo không có là màng tế bào
Spirulina platensis không có thành vách tế bào cứng bằng cellulose, tạo
nên dạng cứng cố ñịnh của tế bào như thực vật. Trái lại thành tế bào của
Spirulina platensis là peptidoglycan, nhạy cảm với các tác nhân thủy giải
như lysozyme, hay dễ ñồng hóa trong ống tiêu hóa ở người và ñộng vật.
Đây là một ưu thế của Spirulina platensis so với tảo Chlorella (vách tế bào
bằng cellulose rất khó tiêu hóa ñối với người và ñộng vật) [14].
1.2.4 Đặc ñiểm vận ñộng và cư trú
Spirulina platensis có khả năng vận ñộng theo 2 kiểu:
- Kiểu tự xoắn với ñường kính vòng xoắn có thể thay ñổi ñến 80 µm,
và các vòng xoắn có thể thưa hay dày. Mặt khác từ kiểu xoắn, tế bào sợi có
thể tự vận ñộng chuyển sang các dạng sóng, dạng thẳng hoặc dạng hỗn
hợp.
13

- Kiểu tịnh tiến, trượt trôi trong môi trường nước, tốc ñộ di chuyển
theo cơ chế trượt, ñạt khoảng 5 µm/s. Vi khuẩn lam Spirulina platensis là
sinh vật phiêu sinh sống tự do trong nước kiềm (pH từ 8,5 – 11,0), giàu
khoáng chất. Các vi phiêu sinh này lơ lửng ở ñộ sâu có thể lên 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 ñáy sâu 1 -1,5 m (sục khí) ñể ñảm bảo tiếp nhận
ánh sáng. Trôi nổi trong nước và nhu cầu ánh sáng là 2 ñặc ñiểm ràng buột
lẫn nhau, hỗ trợ nhau, rất quan trọng trong công nghệ nuôi trồng Spirulina
platensis.
1.2.5 Đặc ñiểm dinh dưỡng
Vi khuẩn lam Spirulina platensis là vi sinh vật quang tự dưỡng bắt
buộc, không thể sống hoàn toàn trong tối, quang hợp nhờ ánh sáng mặt trời.
Đây là một trong khoảng 2500 loài Cyanophyta cổ nhất, tự dưỡng ñơn
giản, có khả năng tổng hợp ñược các chất cần thiết cho cơ thể, kể cả các ñại
phân tử phức tạp.
Môi trường dinh dưỡng của Spirulina platensis gồm:
- Các dưỡng chất: Trong môi trường nước, Spirulina platensis cần ñủ
nguồn dinh dưỡng: cacbon, nitơ, các chất khoáng ña lượng và vi lượng
Ngoài ra, chúng còn cảm ứng với một số chất ức chế hoặc chất kích thích
sinh trưởng.
- Các ñiều kiện lý hóa thích hợp: pH, áp suất thẩm thấu, ánh sáng,
nhiệt ñộ, ñiều kiện khuấy trộn
 Dinh dưỡng cacbon
Vi khuẩn lam Spirulina platensis ñồng hóa cacbon chủ yếu ở dạng
vô cơ, tốt nhất là bicacbonat (HCO
3
-
), thông qua quá trình quang hợp. Phản
ứng quang tổng hợp hydratcarbon (ñường) và một số chất khác:
HCO
3
-

+ 2 H

2
O  (CH
2
O) + O
2
+ H
2
O + OH
-

14

Carbon dạng khí CO
2
cũng có thể ñược sử dụng nhưng phải ñảm bảo
cho môi trường ở vùng pH kiềm thích hợp. Do vậy nhiều tác giả ñồng ý
nguồn cacbon ñể nuôi Spirulina platensis ở khoảng 1,2 – 16,8g
NaHCO
3
/lít. Ở môi trường bicarbonat này, có thể sục hoặc khuấy trộn
không khí thường (chứa 0,03% CO
2
), hoặc nguồn khí có 1-2% CO
2
, nhằm
ñể ñiều chỉnh pH, hoặc ñảo môi trường giúp tế bào trộn ñều, tiếp xúc ñược
với ánh sáng.
Trong nuôi trồng Spirulina platensis cần theo dõi thường xuyên, theo
giờ các thông số nồng ñộ của dưỡng chất và các chỉ số CO
2

, O
2
trong
quang hợp – hô hấp. Sau ñây là dãy biến ñổi bicarbonate – carbonate –
carbonic:
CO
2
+ OH
-
:
CO
2
 CO
2
+ H
2
O  H
2
CO
3
-
 HCO
3
-
+ H
+
OH
-
 H
+

+ CO
3
2
-

:
CO
3
2-
+ H
2
O
Tỷ lệ CO
2
- HCO
3
-
; HCO
3
-
và CO
3
2-
ở pH khác nhau:
pH 3,0 6,5 8,5 10,5 13,5
Tỷ lệ
~100 ~50 CO
2
~100 ~50 HCO
3

-

~100
CO
2
50 HCO
3
2
-

HCO
3
-

50 CO
3
2
-

CO
3
2
-


Vậy khi sục khí CO
2
, chất này ñược cố ñịnh theo phản ứng:
CO
2

+ OH
-
 HCO
3
-
nên rất ít thất thoát, và góp phần tạo pH tối ưu
cho tảo ở khoảng 8,5 – 10,5.
Vi khuẩn lam Spirulina platensis tự dưỡng thông qua quá trình
quang hợp, dùng carbon vô cơ nên thường ñược nuôi trồng kiểu quang tự
dưỡng. Spirulina platensis có thể sử dụng glucose, muối acetate, nhưng