Phân lập, lưu trữ và nghiên cứu khả năng sinh trưởng của tảo Dunaliella sp. có trên các ruộng muối ở địa bàn tỉnh Khánh Hòa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG




PHẠM THỊ LAN



PHÂN LẬP, LƯU TRỮ VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH
TRƯỞNG CỦA TẢO DUNALIELLA SP. CÓ TRÊN CÁC
RUỘNG MUỐI Ở ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HÒA





ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Chuyên ngành Công nghệ sinh học)





NHA TRANG – THÁNG 07 NĂM 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG

PHẠM THỊ LAN



PHÂN LẬP, LƯU TRỮ VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH
TRƯỞNG CỦA TẢO DUNALIELLA SP. CÓ TRÊN CÁC
RUỘNG MUỐI Ở ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HÒA



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Chuyên ngành Công nghệ sinh học)


GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH




NHA TRANG – THÁNG 07 NĂM 2013
i
LỜI CẢM ƠN
Trong 4 năm qua, em đã được học tập, quen biết với nhiều bạn bè, được tiếp
thu nhiều kiến thức bổ ích, được biết đến các máy móc thiết bị, được nghiên cứu và
học tập nâng cao trình độ tay nghề để có một nghề nghiệp ổn định trong tương lai.
Để đạt những kết quả đó, em xin kính gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu
Trường Đại Học Nha Trang, Ban lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường

đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong năm tháng ngồi trên ghế nhà
trường và trong suốt thời gian em thực hiện đề tài này.
Qua đây em kính gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ
sinh học đã tận tình truyền đạt cho em những kiến thức chuyên môn, kiến thức cuộc
sống để em có thể vững vàng bước vào đời.
Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
ThS. Nguyễn Thị Hải Thanh người đã tạo điều kiện về vật chất, kinh phí và
tài liệu tốt nhất cho em làm thực tập. Sự chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình của cô là sự
động viên lớn cho em vượt qua khó khăn để thực hiện đề tài.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè, những người luôn
bên cạnh động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình em thực hiện đề tài.

Nha Trang, tháng 07 năm 2013
Sinh viên thực hiện



Phạm Thị Lan


ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC BẢNG vii
MỞ ĐẦU viii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1
1.1. VÀI NÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA VI TẢO 1

1.2. VAI TRÒ SINH THÁI VÀ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA VI TẢO 1
1.2.1. Vai trò sinh thái của vi tảo 1
1.2.2. Giá trị dinh dưỡng và kinh tế của vi tảo 2
1.2.3. Ứng dụng của vi tảo 6
1.2.3.1. Sử dụng vi tảo làm nguồn thực phẩm cho con người và động vật. 6
1.2.3.2. Khai thác các chất có hoạt tính sinh học từ tảo 6
1.2.3.3. Sử dụng vi tảo trong xử lý ô nhiễm môi trường 7
1.2.3.4. Sử dụng vi tảo làm nhiên liệu sinh học 7
1.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ĐẾN SINH
TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA VI TẢO 8
1.3.1. Ánh sáng 8
1.3.2. pH môi trường 9
1.3.3. Chế độ sục khí 9
1.3.4. Nhiệt độ 10
1.3.5. Nguồn dinh dưỡng 11
1.4. Tổng quan về tảo Dunaliella 13
1.4.1. Đặc điểm sinh học, hình thái và phân loại của Dunaliella 14
1.4.2. Điều hòa áp suất thẩm thấu và sản xuất glycerol 17
1.4.3. β-caroten 19
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
iii
2.1. Đối tượng nghiên cứu 22
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 22
2.3. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 22
2.4. Phương pháp nghiên cứu 25
2.4.1. Phân lập tảo Dunaliella sp 25
2.4.2. Nuôi cấy và bảo quản giống tảo Dunaliella 26
2.4.2.1. Quy trình nuôi cấy dự kiến 26
2.4.2.2. Lưu giữ trên môi trường thạch 28
2.4.2.3. Lưu giữ giống trên môi trường lỏng 28

2.4.3. Xác định mật độ tảo bằng phương pháp đếm tế bào bằngbuồng đếm
hồng cầu 29
2.4.4. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự
sinh trưởng của tảo Dunaliella 30
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37
3.1. Phân lập tảo Dunaliella 37
3.1.1. Phân bố của tảo dunaliella trên ruộng muối Khánh Hòa 37
3.1.2. Mô tả đặc điểm hình thái, vị trí phân loại của tảo Dunaliella 39
3.2. Lưu giữ, bảo quản và nhân giống tảo Dunaliella sp 43
3.3. Ảnh hưởng các yếu tố môi trường đến sinh trưởng của chủng tảo NT6 44
3.3.1. Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp 44
3.3.2. Xác định mật độ nuôi cấy thích hợp 46
3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt nuôi đến sự sinh trưởng của chủng NT6 46
3.3.4. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng của chủng NT6 48
3.3.5. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng của chủng NT6 50
3.3.6. Xây dựng đường cong sinh trưởng 51
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO a
PHỤ LỤC f

iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu Chữ viết tắt
1. AS Ánh sáng
2. ĐM Độ mặn
3. MĐBĐ Mật độ ban đầu
4. MT Môi trường
5. NĐ Nhiệt độ

6. tb Tế bào
7. TLK Tỷ lệ khoáng
8. VTM Vitamin

v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Hình thái các loài tảo thuộc chi Dunaliella 16
Hình 1.2: Sự sinh trưởng của Dunaliella salina trong môi trường có nồng
độ NaCl khác nhau. Loài tảo này có thể phát triển trong môi
trường có phổ muối rộng, từ 0.17 M đến 4M NaCl 17
Hình 1.3: Hàm lượng glycerol nội bào có chức năng cân bằng với NaCl
ngoại bào trong Dunaliella salina. Glycerol nội bào và hàm lượng
chất diệp lục trong các tế bào đã được xác định tăng trong môi
trường có nồng độ muối chỉ định 17
Hình 1.4: Các phản ứng trong quá trình tổng hợp glycerol của Dunaliella
salina trong 1M NaCl và bị gây stress bằng cách chuyển đến 3M
NaCl. Thời gian được tính từ thời điểm chuyển sang nồng độ
muối cao hơn 18
Hình 1.5: Con đường sinh tổng hợp glycerol trong Dunaliella 19
Hình 1.6: Bốn loài D. Parva, D. salina, D. viridis and D. pseudosalina sinh
trưởng trong NaCl 4.0 M (A), Bể muối ở Gave-Khooni Salt
Marsh, Iran có mặt D. salina màu đỏ cam (B), hình dạng của D.
salina sinh trưởng trong NaCl 4 M (C) và hình dạng của D. salina
sinh trưởng trong NaCl 2M(D) 21
Hình 2.1: Quy trình nuôi cấy dự kiến 27
Hình 2.2: Sơ đồ xác định sự ảnh hưởng của môi trường đến sinh trưởng và
phát triển của tảo Dunaliella sp. 31
Hình 2.3: Sơ đồ xác định sự ảnh hưởng của mật độ ban đầu đến sinh trưởng
và phát triển của tảo Dunaliella sp. 32

Hình 2.4: Sơ đồ xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và phát
triển của tảo Dunaliella sp 33
Hình 2.5: Sơ đồ xác định sự ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng và
phát triển của tảo Dunaliella sp. 34
vi

Hình 2.6: Sơ đồ xác định sự ảnh hưởng của độ mặn đến sinh trưởng và phát
triển của tảo Dunaliella sp 35
Hình 2.7: Sơ đồ xác định đường cong sinh trưởng của tảo Dunaliella sp 36
Hình 3.1: Quá trình phân lập chi tảo thuần Dunaliella sp. đã được phân lập 37
Hình 3.2: Hình thái chủng NT6 (A) và kích thước tế bào chủng NT6 (B)
trên kính hiển vi quang học (100X); mũi tên màu vàng chỉ điểm
mắt (eyespot) 40
Hình 3.3: Tảo D. salina NT6 trên kính hiển vi quang học(100X); mũi tên
màu đỏ chỉ thể lạp hình chén. 41
Hình 3.4: Hình thái chủng ND12(A) và kích thước tế bào chủng ND12 (B)
trên kính hiển vi quang học (100X); mũi tên màu đỏ chỉ roi, mũi
tên màu vàng chỉ điểm mắt (eyespot), mũi tên màu cam thể hiện
thể lạp hình chén 42
Hình 3.5: Hình thái chủng NT13 (A) và kích thước tế bào chủng NT13 (B)
trên kính hiển vi quang học (100X) 43
Hình 3.6: Lưu giữ tảo Dunaliella 44
Hình 3.7: Sinh trưởng phát triển của tảo NT6 trong các môi trường 44
Hình 3.8: Sinh trưởng phát triển của tảo NT6 theo mật độ ban đầu 46
Hình 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến mật độ tế bào chủng
NT6 47
Hình 3.10: Lô thí nghiệm nuôi tảo tại các cường độ ánh sáng khác nhau 48
Hình 3.11: Sinh trưởng phát triển của tảo NT6 theo ánh sáng 48
Hình 3.12: Sinh trưởng phát triển của tảo NT6 theo độ mặn 50
Hình 3.13: Đường cong sinh trưởng 51

vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Các loài vi tảo dùng làm thức ăn cho các đối tượng thủy sản 3
Bảng 1.2: Hàm lượng protein, carbohydrate và lipid của 16 loài vi tảo
thường được sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản 5
Bảng 3.1: Phân bố tảo Dunaliella trên các ruộng muối tỉnh Khánh Hòa 38



viii

MỞ ĐẦU
Vi tảo là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn của thủy vực. Một số vi tảo là
nguồn thực phẩm của con người, các chất được chiết xuất từ vi tảo được sử dụng
trong ngành công nghiệp thực phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác. Hiện nay và
trong tương lai, công dụng của tảo sẽ phát triển trong lĩnh vực năng lượng, sản xuất
thực phẩm và nhiều ứng dụng khác trong đời sống [21]
Sinh khối vi tảo được ứng dụng không chỉ là nguồn thức ăn cho nuôi trồng
thuỷ sản mà còn được dùng làm thức ăn bổ dưỡng cho người và động vật, nguồn
phân bón sinh học, nguồn tách chiết hoá chất phục vụ cho công nghiệp và dược
phẩm. β-caroten, protein, polysaccharide, acid béo không no như: gamma linolenic
acid (GLA), eicosapentaenoic acid (EPA), docosahexaenoic acid (DHA),
vitamine…là những hợp chất có trong thành phần cấu tạo của vi tảo đã được con
người khai thác và sử dụng [21]. Vai trò quan trọng của vi tảo thể hiện qua quá trình
quang hợp hấp thụ CO
2
, cung cấp O
2

cho các sinh vật khác trên trái đất, khép kín
vòng tuần hoàn vật chất và làm tăng tốc độ quay vòng của các chu trình đó [4].
Tảo Dunaliella chứa nguồn caroten giàu có nhất. Để tích lũy β-caroten cần
độ mặn cao, nhiệt độ cao và cường độ chiếu sáng lớn, các nghiên cứu đã chỉ ra ở độ
mặn trên 27% NaCl D. salina có thể tích lũy được lượng carotenoit lên tới 14%
trọng lượng khô và có hoạt tính cao gấp nhiều lần so với caroten thực vật [12]. β-
Caroten là tiền chất của vitamin A, có tác dụng bảo vệ thị giác, tăng cường sức khoẻ
và sức đề kháng cho cơ thể, chống thoái hóa điểm vàng ở người cao tuổi. Nhiều
nghiên cứu đã chứng tỏ vai trò và ích lợi của β-caroten trên hệ miễn dịch, ngăn
ngừa nhiều loại ung thư và giảm tác hại của ánh nắng mặt trời. Trên thế giới việc
việc nghiên cứu Dunaliella tổng hợp β-caroten không còn xa lạ, hằng năm mang lại
nguồn lợi vô cùng to lớn. Tuy nhiên, ở Việt Nam có rất ít tài liệu nghiên cứu sinh
trưởng và khả năng sinh tổng hợp β-caroten của Dunaliella. Khánh Hòa có đường
bờ biển dài, cường độ chiếu sáng mạnh quanh năm, vào mùa khô nhiệt độ luôn duy
trì ở mức độ ổn định 25-35
o
C. Hơn nữa, Khánh Hòa có các ruộng muối có độ mặn
ix

cao, vì vậy là điều kiện rất tốt để vừa xen canh làm muối, vừa nuôi trồng vi tảo biển
sinh carotenoit. Do đó việc phân lập và nghiên cứu khả năng sinh β-caroten của các
chủng vi tảo biển có khả năng mang lại lợi nhuận cao cho nền kinh tế.
Xuất phát từ lý do trên, tôi thực hiện đề tài nghiên cứu: “Phân lập, lưu trữ
và nghiên cứu khả năngsinh trưởng của tảo Dunaliella sp. có trên các ruộng
muối ở địa bàn tỉnh Khánh Hòa’’.
Nội dung chủ yếu của đề tài:
Phân lập và tuyển chọn được tảo Dunaliella sp từ ruộng muối.
Xác định được môi trường nuôi cấy thích hợp.
Xác định được các điều kiện thích hợp để nuôi cấy nhằm tăng sinh khối tế bào.
Xây dựng được đường cong sinh trưởng.

Xác định các điều kiện bảo quản, lưu trữ tảo.
1
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. VÀI NÉT VỀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA VI TẢO
Vi tảo là nhóm sinh vật có hình thái cơ thể rất đa dạng, có thể là đơn bào, tập
đoàn, sợi dài, bản ống chúng phân bố rộng rãi khắp mọi loại môi trường nước, từ
những vùng băng giá tới những vùng nước đọng tạm thời, từ đỉnh núi cao tới độ sâu
vài nghìn mét trong đại dương [21].
Vi tảo là những cơ thể quang tự dưỡng, có chứa nhiều loại sắc tố khác nhau,
mỗi nhóm tảo có một hệ sắc tố riêng. Tảo lam có các loại sắc tố chlorophyll a,
phycobilin và carotenoid. Tảo silic có các sắc tố chlorophyll a, c
1
, c
2
, và carotenoid.
Tảo lục có các loại sắc tố như chlorophyll a, b và lutein. Vật chất dự trữ của tảo
thường là tinh bột, chúng được xếp trong các túi nhỏ nằm giữa các thylakoid. Thêm
vào đó các tế bào có chứa các hạt cyanophycin (arginine và asparagine) [21].
Hình thức sinh sản chủ yếu là sinh sản sinh dưỡng, sinh sản vô tính và sinh
sản hữu tính (tảo lam không có sinh sản hữu tính). Trong sinh sản vô tính chúng tạo
ra các bào tử và các động bào tử, được bao bọc bởi các túi bào tử và túi động bào tử.
Các động bào tử chuyển động được là nhờ các lông roi, không bào co rút. Hình thức
sinh sản hữu tính tạo ra các giao tử dương tính và âm tính. Tùy theo hình dạng của
giao tử mà có các hình thức kết hợp khác nhau như đẳng giao, dị giao, noãn giao [6].
1.2. VAI TRÒ SINH THÁI VÀ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA VI TẢO
1.2.1. Vai trò sinh thái của vi tảo
Vi tảo là những sinh vật có vai trò quan trọng bật nhất trong nước. Do khả
năng sinh sản nhanh, tạo ra một lượng sinh khối lớn trong một khoảng thời gian
ngắn. Tảo là sinh vật sản xuất đứng vị trí đầu tiên trong chuỗi thức ăn của các thủy

vực. Tảo cung cấp năng lượng cho các sinh vật tiêu thụ bậc trên nó dưới dạng thức
ăn. Nhóm sinh vật trực tiếp sử dụng tảo thường là ấu trùng giáp xác, thân mềm, cá
Theo tính toán thì 80% tổng lượng các chất hữu cơ hàng năm được tạo nên trên trái
đất có nguồn gốc từ vi tảo và các loại thực vật khác sinh sống trong các thủy vực [6].
Tảo là thành phần quan trọng trong việc đảm bảo khả năng tự làm sạch trong
các thủy vực do chúng vừa là nguồn cung cấp oxygen cho các loài vi sinh vật hiếu
2
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
khí hoạt động phân giải các chất hữu cơ xâm nhập vào thủy vực, vừa là nhân tố hấp
thu các loại muối khoáng trong thủy vực [6].
Bên cạnh những đóng góp tích cực vào các vòng tuần hoàn vật chất, một số
loài vi tảo khi sống trong môi trường giàu chất dinh dưỡng, cùng với các điều kiện
thuận lợi về khí hậu và thời tiết, chúng gây hiện tượng nở hoa nước tại các thủy vực
nước ngọt hoặc hiện tượng thủy triều đỏ ngoài biển khơi gây ảnh hưởng đến các
loài động vật thủy sinh. Một số loài tảo lại có khả năng tiết ra độc tố, những độc tố
này gây ngộ độc cho các động vật thuỷ sinh và con người khi ăn, uống hoặc tiếp
xúc với nguồn nước bị nhiễm tảo độc. Các loài thủy sản như ngao, sò, vẹm sống
trong môi trường có tảo độc phát triển thường tích lũy độc tố và gây ảnh hưởng có
hại cho con người khi sử dụng những loại hải sản này. Do đó, trong khai thác thuỷ,
hải sản việc quản lý các thuỷ vực để có kế hoạch khai thác phù hợp là điều hết sức
quan trọng [21].
Ngoài khả năng gây độc, nguồn nước nơi tảo phát triển mạnh thường có
màu và mùi tanh rất khó chịu, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước. Như vậy, sự có
mặt của tảo không những góp phần tạo nên sự đa dạng trong các thủy vực mà còn
quyết định đến sự tồn tại của các thủy sinh vật khác.
1.2.2. Giá trị dinh dưỡng và kinh tế của vi tảo
Tảo đã được con người ứng dụng từ lâu với nhiều mục đích như: thức ăn
cho người và động vật, phân bón giàu mùn và đạm, các phương thuốc chữa bệnh,
mỹ phẩm… Các sách cổ có ghi rằng, 500 năm trước công nguyên ở Trung Quốc
con người đã sử dụng các loại tảo lớn làm thức ăn. Từ những năm thuộc thế kỷ 14,

người Aztecs (người Mexico) đã thu sinh khối của Arthrospira từ hồ Texcoco để
làm nên những cái bánh khô gọi là “Tecuitlatl” là thức ăn quí, có giá trị lớn về mặt
dinh dưỡng.
Số lượng quốc gia trên thế giới sử dụng tảo không phải là ít. Một số công ty
đã nuôi cấy tảo trên các vùng đất duyên hải hoặc trong các bể nuôi để phục vụ cho
mục đích tiêu dùng của con người. Các nước như Nhật, Ireland từ lâu đã quan tâm
3
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
đến việc tách chiết agar - agar, carrageenans có trong tảo đỏ và alginate từ tảo nâu
để xuất khẩu [21].
Ngày nay, có khoảng 42 nước trên thế giới công bố đã sản xuất được sinh
khối tảo. Trung Quốc là nước đầu tiên với loài Laminaria sp., tiếp đến là Triều
Tiên, Hàn Quốc, Nhật Bản, Phi-líp-pin, Chi-lê, Indonesia, Mỹ và Ấn Độ, các quốc
gia này đã đóng góp khoảng 95% lợi nhuận về sinh khối tảo trên thế giới. Theo báo
cáo của FAO, từ năm 1981 đến năm 2002 tổng lượng sinh khối tảo đã tăng từ 3
triệu tấn lên gần 13 triệu tấn. Việc nuôi cấy vi tảo nhằm mục đích thương mại đã
được tiến hành trên các đối tượng Dunaliella, Haematococcus, Arthrospira,
Chlorella, … [21]
Tảo là nguồn cung cấp nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất carotenoit, protein và
vitamin. Chúng cũng có thể được sử dụng để sản xuất dược phẩm, thêm vào khẩu
phần ăn cho động vật và sản xuất mỹ phẩm Thương mại hóa các sản phẩm có
nguồn gốc từ vi tảo đã được quan tâm ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở Australia,
nuôi cấy Dunaliella salina để chiết xuất β - caroten, ở California người ta đã nuôi
cấy Haematococcus để sản xuất astaxanthin [21].
Đến nay, có khoảng trên 40 loài vi tảo đã được phân lập, nuôi cấy và sử
dụng làm thức ăn cho ấu trùng các loài thủy sản. Tùy thuộc vào chất lượng và tính
có sẵn của các loài vi tảo mà việc sử dụng chúng cho các đối tượng thủy sản là khác
nhau ở các nước trên thế giới [15].
Bảng 1.1: Các loài vi tảo dùng làm thức ăn cho các đối tượng thủy sản [2]
Lớp Chi Đối tượng ứng dụng

Skeletonema

Ấu trùng tôm biển, ấu trùng thân mềm hai
mảnh vỏ

Thalassiosira

Ấu trùng tôm biển, ấu trùng thân mềm hai
mảnh vỏ

Phaeodactylum

Ấu trùng tôm biển, ấu trùng thân mềm hai
mảnh vỏ, ấu trùng tôm nước ngọt

Bacillariophyceae

Chaetoceros
Ấu trùng tôm biển, ấu trùng thân mềm hai
mảnh vỏ, artemia.

4
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
Lớp Chi Đối tượng ứng dụng

Cylindrotheca Ấu trùng tôm biển

Bellerochea
Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ

Actinocyclus
Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ

Nitzchia
Artemia

Cyclotella Artemia.

Isochrysis

Ấu trùng tôm biển, ấu trùng thân mềm hai
mảnh vỏ, hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ


Pseudoisochrysis

Ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ, hậu ấu trùng
thân mềm hai mảnh vỏ

Haptophyceae
Dicrateria
Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ

Chrysophyceae
Monochrysis

Ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ, hậu ấu trùng
thân mềm hai mảnh vỏ, rotifer nước mặn

Tetraselmis
Ấu trùng bào ngư, hậu ấu trùng thân mềm hai
mảnh vỏ

Pyramimonas

Ấu trùng thân mềm hai mãnh vỏ, hậu ấu
trùng thân mềm hai mảnh vỏ

Prasinophyceae
Micromonas
Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ

Chroomonas Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ

Cryptomonas Hậu ấu trùng thân mềm hai mãnh vỏ

Cryptophyceae
Rhodomonas

Ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ, hậu ấu trùng
thân mềm hai mảnh vỏ

Cryptophyceae Chlamydomonas

Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ, rotifer
nước mặn

Xanthophyceae Olisthodiscus Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ

Carteria Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ


Chlorophyceae
Dunaliella

Hậu ấu trùng thân mềm hai mảnh vỏ, rotifer
nước mặn, artemia

Geitlerinema Động vật phù du nước ngọt


Cyanophyceae
Spirulina
Rotifer nước mặn, hậu ấu trùng thân mềm hai
mảnh vỏ


5
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
Giá trị dinh dưỡng của vi tảo phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, khả năng
tiêu hoá cũng như thành phần hoá sinh của vi tảo. Mặc dù có sự khác nhau về thành
phần và tỷ lệ chất dinh dưỡng trong các loài vi tảo, nhưng thường protein là nhóm
chiếm hàm lượng cao nhất, tiếp đến là lipid và sau cùng là carbohydrate. Cụ thể tỷ
lệ phần trăm tính theo trọng lượng khô của các nhóm chất như sau: protein 30 –
40%, lipid 10 – 20%, carbohydrate 5 – 15 % [21].
Bảng 1.2: Hàm lượng protein, carbohydrate và lipid của 16 loài vi tảo thường
được sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản [15].
% trọng lượng khô

Loài vi tảo

Protein

Carbohydrate

Lipid


Chaetoceros calcitrans
34 6.0

16

Chaetoceros gracilis
12 4.7

7.2

Nitzchia closterium

26 9.8

13


Phaeodactylumtricornutum

30 8.4

14

Skeletonema costatum
25 4.6

10

Bacillariophyceae



Thalassiosira pseudonana
34 8.8

19

Dunaliella tertiolect
a
20
12.2

15


Chlorophyceae

Nannochloris atomus

30

23.0

21

Cryptophyceae Chroomonas salina
29 9.1

12

Eustigmatophyceae

Nannochloropsis oculata

35 7.8

18

Tetraselmis chui
31
12.1

17


Prasinophyceae
Tetraselmis suecica
31
12.0

10

Isochrysis galbana

29
12.9

23

Isochrysis
aff.
Galbana
(T-iso)

23 6.0

20


Pavlova lutheri

29 9.0

12

Prymnesiophyceae


Pavlova salina

26 7.4

12


Thành phần các acid béo không no như acid eicosapentaenoic (EPA), acid
arachidonic (AA) và acid docosahexaenoic (DHA) là rất quan trọng trong việc đánh
giá thành phần dinh dưỡng của các loài tảo được sử dụng làm thức ăn cho nuôi
trồng thuỷ sản. Hàm lượng EPA chiếm một tỷ lệ cao 7 – 34%, DHA khá giàu (0,2 –
11%) ở Pavlova lutheri và Cryptomonas salina, ở tảo silic hàm lượng AA chiếm 0 –
4% [21]
.
6
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
Hàm lượng vitamine có thể thay đổi giữa các nhóm tảo: acid ascorbic 1– 16
mg/g trọng lượng khô, β – carotene 0,5 – 1,1 mg/g, niacin 0,11 – 0,47 mg/g, α –
tocopherol 0,07 – 0,29 mg/g, thiamin 29 – 109 µg/g, riboflavin 25 – 50 µg/g, acid
pantothenic 14 – 38 µg/g, folate 17 – 24 µg/g, pyridoxine 3,6 – 17 µg/g, cobalamin
1,8 – 7,4 µg/g, biotin 1,1 – 1,9 µg/g, retinol < 2,2 µg/g và vitamin D < 0,45 µg/g [21].
1.2.3. Ứng dụng của vi tảo
1.2.3.1. Sử dụng vi tảo làm nguồn thực phẩm cho con người và động vật.
Vào những năm gần đây việc sử dụng vi tảo làm nguồn dinh dưỡng cho con
người đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, nhà sản xuất và người tiêu
dùng. Sinh khối tảo có giá trị dinh dưỡng cao và không có độc tố. Nhưng hiện nay
việc sử dụng tảo làm nguồn thực phẩm còn hạn chế vì giá thành sản xuất cao, thử
nghiệm dinh dưỡng chưa đủ thuyết phục, thiếu cơ chế kiểm tra chất lượng thường
xuyên và thói quen sử dụng các loại thức ăn truyền thống của người tiêu dùng.
Trong tương lai, vi tảo hứa hẹn là nguồn thực phẩm sử dụng phổ biến cho mọi gia đình.
Chlorella, Miractinium, Scenedesmus, Oocystis, Siprulina là các loại vi tảo
thường được sử dụng để bổ sung sinh khối vi tảo vào khẩu phần ăn của các loại gia
cầm. Ngoài ra vi tảo cũng được sử dụng có hiệu quả trong nghề nuôi tằm và nuôi cá

cảnh. Việc đưa sinh khối tảo như Chlorella (protein chiếm 40-60% TLK),
Scenedesmus (protein chiếm trên 30%), Siprulina (protein chiếm 65-70% TKL) [5]
vào khẩu phần thức ăn của gà với tỷ lệ 7,5-10% là giải pháp có lợi về kinh tế. Các
nhà khoa học đã thử nghiệm việc đưa sinh khối tảo Sipirulina vào thức ăn của cá
mè trắng, trắm cỏ, rô phi, với tỉ lệ 5% làm tăng tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của
cá. Những thí nghiệm gần đây cho thấy việc bổ sung tảo tươi vào khẩu phần ăn của
gà mái đẻ giúp tăng tỉ lệ đẻ và hàm lượng VTM A có trong trứng. Do đó, việc sử
dụng vi tảo vào ngành chăn nuôi đang được coi là một hướng đi đầy tiềm năng và
có triển vọng nhất.
1.2.3.2. Khai thác các chất có hoạt tính sinh học từ tảo
Nhiều VTM hòa tan trong nước (B1, B2, B6, Biotin, C) được tìm thấy trong
dịch nuôi tảo lam, tảo Silic và tảo lục. Những loại VTM này được phát hiện dưới
7
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
dạng các chất trao đổi trung gian như α-, β-, γ-tocopherol (VTM E) ở tảo lam và α-
tocopherol và VTM K ở Pophyridium cruentum. Hàm lượng VTM trong sinh khối
tảo phụ thuộc vào kiểu gen, chu trình sinh trưởng, điều kiện nuôi trồng và các thao
tác di truyền. Hiện nay ở nhiều nước và vùng lãnh thổ như Đài Loan, Nhật Bản, các
chủng tảo Chlorella, Pophyridium đã được nuôi để sản xuất vitamin.
1.2.3.3. Sử dụng vi tảo trong xử lý ô nhiễm môi trường
Theo Đặng Xuyến Như (1999), Chlorella pyrenoidosa, C. vularis nuôi trong
môi trường nước thải đã xử lý sơ bộ bằng cột lọc sinh học kiểu nhỏ ở điều kiện
ngoài trời thu được 1g/l sinh khối sau 7 ngày, việc kết hợp giữa cột lọc hiếu khí và
bể nuôi tảo trong xử lý nước thải sinh hoạt đã đem lại hiệu quả cao hàm lượng COD
giảm 92%, N-NH
4
+
giảm 97%, phospho tổng số giảm 87%, coliform tổng số giảm
100%. Do dó việc kết hợp cột lọc sinh học và bể tảo khắc phục được tình trạng pha
loãng nước thải khi độ nhiễm quá cao, rút ngắn thời gian nuôi tảo, giảm diện tích bể

nuôi tảo và có thể dùng để xử lý dòng thải liên tục. Ngoài ra sự kết hợp này còn thu
lại nguồn tài nguyên phục vụ cho nông nghiệp và thuỷ sản [3 ].
Theo Trần Văn Tựa (2003), Chlorella sp. có khả năng hấp thu một lượng
đáng kể Cr và Ni do đó có thể sử dụng tảo Chlorella sp. như là chất hấp phụ sinh
học khi môi trường nước thải có hàm lượng kim loại nặng thấp [9].
1.2.3.4. Sử dụng vi tảo làm nhiên liệu sinh học
Hiện nay, tảo nổi lên như một nguyên liệu có triển vọng nhất để sản xuất
nhiên liệu sinh học và đang được tập trung nghiên cứu phát triển như là một nhiên
liệu sinh học thế hệ thứ ba. Một số loại tảo có hàm lượng dầu đạt đến 50% và loại
dầu này có thể được điều chế thành dầu diesel sinh học hoặc nhiên liệu máy bay.
Theo tính toán của các nhà khoa học Mỹ, dùng vi tảo lợi hơn các loại cây có dầu
khác do năng suất dầu cao gấp 19-23 lần trên cùng một diện tích đất trồng. Ngoài
ra, mặc dù tảo sinh ra CO
2
khi bị đốt cháy, nhưng nó cũng sử dụng chính CO
2
để
tăng trưởng. Do vậy, khi các trại nuôi trồng tảo với số lượng lớn tới mức có thể
dùng sản xuất nhiên liệu sinh học, chúng sẽ hấp thụ bớt khí thải gây hiệu ứng nhà
kính [42].
8
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
Một nghiên cứu gần đây của công ty nghiên cứu năng lượng nổi tiếng SBI
(Mỹ) dự báo đến năm 2015, thị trường nhiên liệu sinh học tảo có thể đạt 1,6 tỉ USD,
với mức tăng trưởng hàng năm 43,1%. Báo cáo “Các công nghệ nhiên liệu sinh học
từ tảo: Xu hướng thị trường và sản phẩm toàn cầu 2010-2015” của SBI chỉ rõ rằng,
việc sản xuất tảo cho nhiên liệu sinh học là “khả thi và hấp dẫn nhất” trong số các
loại nhiên liệu sinh học do lợi nhuận cao tính theo diện tích gieo trồng và ảnh hưởng
môi trường thấp nhất [42].
1.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ĐẾN SINH

TRƯỞNG PHÁT TRIỂN CỦA VI TẢO
Vi tảo là sinh vật quang tự dưỡng, bằng hoạt động quang hợp chúng tự tổng
hợp các chất hữu cơ từ nguồn CO
2
và các chất vô cơ hòa tan trong nước để xây
dựng tế bào, vì vậy trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi tảo chịu tác động
của nhiều yếu tố môi trường [34].
Ba thành phần cần thiết để cấu trúc nên một hệ thống nuôi cấy vi tảo là môi
trường nuôi cấy, loài tảo được nuôi cấy và lượng không khí trao đổi giữa môi
trường nuôi cấy với khí quyển [21]. Do đó, những thông số quan trọng điều chỉnh
tốc độ sinh trưởng của vi tảo là thành phần chất dinh dưỡng, ánh sáng, pH, nhiệt độ,
chế độ sục khí và độ mặn [25].
Việc tối ưu một thông số nào đó chỉ có ý nghĩa đối với một loài cụ thể và sự
tác động qua lại giữa các yếu tố môi trường là điều không thể tránh khỏi [21].
1.3.1. Ánh sáng
Ánh sáng là nguồn năng lượng cho quang hợp, trong các thí nghiệm về nuôi
cấy tảo thì cường độ ánh sáng, chất lượng quang phổ và chu kỳ chiếu sáng có ảnh
hưởng quyết định đến sinh trưởng phát triển của tảo [1].
Cường độ ánh sáng có vai trò quan trọng nhất. Tuy nhiên, nhu cầu về cường
độ chiếu sáng lại rất khác nhau, sự khác nhau này thể hiện trên nhiều khía cạnh, có
thể là sự khác nhau về các loài được nuôi cấy, về mật độ của tế bào khi nuôi, hoặc
về độ sâu của môi trường khi nuôi cấy. Khi nuôi cấy với độ sâu của môi trường lớn
và mật độ tế bào cao phải tăng cường độ chiếu sáng để ánh sáng có thể xuyên qua
9
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
lớp môi trường. Tuy nhiên, khi cường độ ánh sáng tăng quá mạnh có thể làm ức chế
quá trình quang hợp. Thông thường người ta sử dụng cường độ ánh sáng dao động
từ 100 µE sec
-1
m

-1
– 200 µE sec
-1
m
-1
tương ứng với 5% - 10% ánh sáng ban ngày.
Ánh sáng có thể được cung cấp tự nhiên hoặc được cung cấp từ các dàn đèn huỳnh
quang, tuy nhiên cần phải chú ý đến sự tương tác giữa hai loại ánh sáng tự nhiên và
nhân tạo vì có thể làm cho nhiệt độ nuôi cấy tăng lên một cách không mong muốn [25].
Hầu hết các loài vi tảo đều sống trong môi trường ánh sáng yếu có bước
sóng từ xanh da trời đến xanh lục [21].
Chu kỳ chiếu sáng cũng là vấn đề đáng quan tâm khi nuôi cấy vi tảo, chu kỳ
chiếu sáng thường dùng là chu kỳ ngày đêm, tuy vậy người ta có thể thay đổi thời
gian chiếu sáng của các chu kỳ này để phù hợp từng trường hợp cụ thể. Chu kỳ
thường hay sử dụng là 12:12, 14:10 hay 16:8 [21].
1.3.2. pH môi trường
pH môi trường là yếu tố nội tại luôn thay đổi, không những do chế độ chiếu
sáng, nhiệt độ, hàm lượng các chất dinh dưỡng gây nên mà còn do tác động ngược
lại của chính trạng thái sinh trưởng của quần thể tảo. Khi tảo phát triển càng mạnh,
pH môi trường bị thay đổi và trở thành yếu tố kìm hãm cho chính sự sinh trưởng,
phát triển của chúng. Do đó pH môi trường quá cao hoặc quá thấp đều làm chậm
quá trình sinh trưởng của vi tảo [21].
Khoảng pH thường được sử dụng để nuôi cấy vi tảo là 7 – 9. pH tối ưu đối
với nhiều loài vi tảo trong khoảng 8,2 – 8,7 [21 ]. Trong các thí nghiệm về nuôi cấy,
việc sục khí cũng là yếu tố để duy trì pH của môi trường [27].
1.3.3. Chế độ sục khí
Sục khí là yếu tố cần thiết để ngăn chặn sự đóng cặn của các tế bào vi tảo và
sự kết lắng của các chất dinh dưỡng. Sục khí đảm bảo cho tất cả các tế bào vi tảo
đều được tiếp xúc với chất dinh dưỡng và ánh sáng, ngăn chặn sự phân tầng nhiệt
độ và làm tăng khả năng trao đổi khí giữa môi trường nuôi cấy với không khí [ 21].

Sục khí giữ cho chất dinh dưỡng luôn được phân bố đều, làm tăng khả năng
hấp thu chất dinh dưỡng và thu nhận ánh sáng của vi tảo, thúc đẩy quá trình sinh
10
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
trưởng. Ngoài ra, một số tác giả còn sử dụng phương pháp sục khí liên tục nhằm tạo
pH ổn định trong môi trường nuôi [27].
Trong nuôi cấy vi tảo, một số loài vi tảo cần giữ ở trạng thái huyền phù để
thúc đẩy quá trình sinh trưởng (tảo giáp dị dưỡng). Khi mật độ tế bào nuôi cấy tăng
lên, sục khí giúp cho không khí được khuếch tán đều trong môi trường nuôi cấy làm
giảm khả năng thiếu khí cục bộ tại một số điểm [25].
Phụ thuộc vào điều kiện và hệ thống nuôi cấy, việc sục khí có thể được tiến
hành bằng nhiều phương pháp khác nhau. Có thể tiến hành bằng cách thủ công hoặc
bằng các cánh khuấy hoặc bằng cách bơm khí trực tiếp vào môi trường [21].
Tốc độ dòng khí đi vào môi trường có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng phát
triển của vi tảo. Nếu dòng khí đi vào quá mạnh, khả năng tiếp xúc với chất dinh
dưỡng và khả năng trao đổi khí của tế bào sẽ bị giảm do tốc độ di chuyển của tế bào
quá lớn. Ngược lại, nếu tốc độ dòng khí quá yếu sẽ không đủ lực để làm di chuyển
các tế bào và chất dinh dưỡng ở trong môi trường do đó có thể xảy ra hiện tượng kết
lắng tế bào tại một số điểm mà dòng khí không đủ sức đi qua [27 ].
1.3.4. Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng có vai trò quyết định đối với sinh trưởng phát
triển của vi tảo, nó có ảnh hưởng rất lớn và quyết định đến hoạt động sống của sinh
vật. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của vi tảo có thể trực tiếp hoặc gián
tiếp và thường có tác động đồng thời với chế độ chiếu sáng và nồng độ CO
2
trong
môi trường [1].
Mỗi loài tảo đều có ngưỡng nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng và có khả
năng chịu nhiệt khác nhau. Nhiệt độ có thể làm giảm mật độ tế bào hoặc giảm kích
thước của tế bào dẫn đến làm giảm sinh khối của tảo [25].

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng phát triển của tảo chủ yếu thông qua
hoạt tính enzyme. Nếu nhiệt độ quá cao, enzyme mất hoạt tính, các phản ứng sinh
hóa trong quang hợp không xảy ra, quang hợp bị đình trệ. Nhiệt độ cao còn phá hủy
cấu trúc bộ máy quang hợp, màng thylakoid của lục lạp là vị trí đầu tiên của sự tác
động đó [1].
11
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng của vi tảo phụ thuộc vào nhóm tảo.
Đối với những tảo sống ở vùng cực là < 10
0
C, vùng ôn đới từ 10 – 20
0
C, vùng nhiệt
đới >20
0
C. Hầu hết các loài vi tảo được nuôi cấy thường thích nghi ở khoảng nhiệt
độ 16 – 27
0
C, tuy vậy giá trị này cũng dễ thay đổi tùy thuộc vào thành phần chất
dinh dưỡng của môi trường và các chủng tảo được nuôi cấy [21].
Nhiệt độ được coi là cực thuận cho sự phát triển của một loài tảo ngoài tự
nhiên không phải là cực thuận khi nuôi chúng trong phòng thí nghiệm. Chẳng hạn,
Skeletonema costatum ở ngoài môi trường tự nhiên sinh trưởng tốt trong điều kiện
nhiệt độ 12 – 13
0
C và 14 – 20
0
C, nhưng khi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, nhiệt
độ thích hợp cho sự sinh trưởng của chúng là 20 – 30
0

C [8].
Ngoài biên độ nhiệt thì thời gian tác động của nhiệt độ cũng làm ảnh hưởng
đến hiệu suất của quá trình quang hợp do đó làm ảnh hưởng đến sự tích luỹ sinh
khối của tảo. Thời gian tác động của nhiệt độ càng dài thì chiều hướng ảnh hưởng
càng tăng. Với nhiệt độ cao làm ức chế quang hợp nhưng thời gian tác động càng
dài thì hậu quả càng nghiêm trọng [1].
Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa của vi tảo, đặc biệt là thành
phần acid béo. Một số loài tảo phản ứng với sự giảm nhiệt độ bằng cách tăng tỷ lệ
acid béo không no trên acid béo no. Ngược lại, khi sinh trưởng ở nhiệt độ cao hàm
lượng acid béo không no của tảo sẽ giảm. Nhiệt độ thích hợp cho sự tạo thành lipid
khác nhau ở các loài tảo khác nhau [15].
1.3.5. Nguồn dinh dưỡng
Nitrogen (N) có vai trò quan trọng trong thành phần và cấu trúc của protein
mà protein là thành phần xây dựng nên bộ máy quang hợp, đặc biệt là màng quang
hợp. Protein cũng chính là các enzyme tham gia trong các quá trình hóa sinh. Một
chức năng quan trọng của N là tham gia trong cấu trúc của chlorophyll. Nếu thiếu
N, chlorophyll sẽ không được tổng hợp đầy đủ. N cũng là nguyên tố tham gia vào
việc tạo nên các hợp chất hữu cơ khác của cơ thể từ các sản phẩm của quá trình
quang hợp như các acid amin, acid nucleic, các hợp chất thứ cấp. Do đó, nếu không
cung cấp đầy đủ N, quá trình quang hợp sẽ bị giảm sút. Nếu thiếu N kéo dài, quang
hợp sẽ ngừng trệ và dẫn đến những hậu quả hết sực nghiêm trọng [1].
12
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
Nhìn chung, vi tảo có khả năng sử dụng các nguồn nitrate, ammonium hoặc
các nguồn N hữu cơ khác như urea. Tảo cũng có khả năng sử dụng nguồn N ở dạng
nitrite nhưng nếu ở nồng độ cao sẽ ức chế sinh trưởng của tảo. Việc thiếu N có thể
gây tổn thương cho hệ thống sắc tố của tế bào và làm chết tế bào đồng thời còn làm
giảm tốc độ hô hấp và gây hiện tượng tích lũy nhiều lipid ở một số loài tảo [21].
Phosphorus (P) trước hết là thành phần của hệ thống màng, trong đó có màng
quang hợp. P tham gia điều hòa pH của môi trường tế bào nhờ hệ đệm phosphate,

làm cho pH tế bào ổn định, góp phần thúc đẩy các phản ứng quang hóa và hóa sinh
xảy ra thuận lợi. Vai trò đặc biệt của P là có mặt trong các enzyme, các hệ vận
chuyển điện tử và đặc biệt là trong các hợp chất cao năng ATP, ADP, PEP, Acetyl –
P P tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng tạo nên các hợp chất cao năng.
Do đó, P là yếu tố không thể thiếu trong nhu cầu dinh dưỡng của vi tảo [1].
Đối với vi tảo, P vô cơ là dạng dễ sử dụng, chúng thường được dùng để
thêm vào trong các môi trường nuôi cấy vi tảo. Tuy nhiên, P hữu cơ đôi lúc cũng
được sử dụng. Việc sử dụng các dạng P vô cơ phải chú ý đến khả năng kết tủa của
chúng trong trường hợp khử trùng môi trường do đó có thể tách các thành phần có
chứa P để khử trùng riêng. Nhiều loài vi tảo có khả năng tiết ra môi trường
phosphatase, nên có khả năng phân hủy P hữu cơ thành dạng vô cơ để sử dụng. Đây
cũng là một đặc điểm thích nghi trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi tảo [21].
Các nguyên tố vi lượng là thành phần bắt buột hay tác nhân kích thích hoạt
động của nhiều hệ enzyme. Fe có mặt trong các cytochrome, feredoxine
dehydrogenase, Mo, Cu có mặt trong dehydrogenase. Mn, Cu, B, Mo, Co có tác
dụng thúc đẩy sinh tổng hợp chlorophyll và làm giảm sự phân hủy chlorophyll nhờ
làm tăng độ bền vững của phức hệ liên kết giữa chlorophyll với protein. Ngoài ra
nhiều nguyên tố vi lượng còn làm tăng khả năng tổng hợp carote. Các nguyên tố vi
lượng thật sự cần thiết cho quá trình sinh trưởng của vi tảo. Tuy nhiên, hàm lượng
của chúng trong nước tự nhiên là rất thấp, có thể không cung cấp đủ cho nhu cầu
sinh trưởng của vi tảo do đó việc bổ sung vi lượng vào môi trường nuôi cấy là hết
sức cần thiết. Trong nuôi cấy vi tảo, vi lượng thường được bổ sung với một lượng
13
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
rất nhỏ vì khi hàm lượng vượt quá ngưỡng chịu đựng của vi tảo, chúng có khả năng
gây độc cho tế bào. Cụ thể, khi hàm lượng Cu quá cao có thể gây độc hoặc khi dư
thừa Fe chúng có khả năng gây kết tủa các thành phần khác trong môi trường làm
cho tảo không thể sử dụng được [21].
Cũng như các nguyên tố vi lượng, vitamine có vai trò rất quan trọng trong
các quá trình sinh trưởng của vi tảo. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng,

hầu hết các loài vi tảo được nuôi cấy đều có nhu cầu về vitamine B
12
. B
12
có vai trò
quan trọng trong quá trình vận chuyển nhóm methyl và loại bỏ các nguyên tố gây
độc như As, Hg, Sn, Ti, Pt, Au. Theo thống kê, khoảng 20% các loài tảo có nhu cầu
về thiamine, khoảng 5% loài tảo cần biotine [21]
Việc bổ sung vitamine vào môi trường nuôi cấy cũng cần phải chú ý để tránh
làm mất tính chất sinh học của vitamine đồng thời không làm nhiễm khuẩn môi
trường [25].
1.4. Tổng quan về tảo Dunaliella.
Lĩnh giới (Domain) Eukaryota
Giới:

Phantae
Ngành:

Chlorophyta
Lớp:

Chlorophyceae
Bộ:

Volcocales
Họ:

Dunaliellaceae
Chi:

Dunaliella

Dunaiella là một loại tảo xanh dị hợp thuộc Ngành Chlorophyta, họ
Polyblepharidaceae [11],[19]. Mặc dù tế bào không có thành, các loài của chi này
vẫn có thể sinh trưởng trong môi trường có độ mặn thay đổi từ 0.5M đến 5M NaCl
[36],[31],[26]. Trong điều kiện bị stress, loài Dunaliella có thể tích lũy một lượng
đáng kể các hợp chất có giá trị, như carotenoid [40],[24], glycerol [24], vitamin và
protein [20]. Tế bào Dunaiella có thể thích ứng với phạm vi rộng của nồng độ muối
vì chúng có khả năng thay đổi nồng độ glycerol nội bào [33]. Trong thực tế, sự tích
lũyglycerol trong loại tảo này bị ảnh hưởng bởi nồng độ muối của môi trường [38].
14
GVHD: ThS. NGUYỄN THỊ HẢI THANH SVTT: PHẠM THỊ LAN
1.4.1. Đặc điểm sinh học, hình thái và phân loại của Dunaliella
Đầu thế kỷ 18, các nhà khoa học cho rằng Dunaliella giống với
Haematococcus, nhưng nửa sau thế kỷ 19, họ tìm ra rằng chi này khác biệt với
Haematococcus và đặt tên mới là Dunaliella [11]. Cho đến nay, 28 loài Dunaliella
đã được công nhận (Hình 1.1). Chúng bao gồm năm loài (từ mẫu 1-5 ở Hình 1.1)
sống trong nước ngọt và hiếm khi xuất hiện, trong khi đó 23 loài trong số này
(từ mẫu 6-28 ở Hình 1.1) có mặt trong môi trường mặn [11]. Hình dạng tế bào của
Dunaliella thay đổi từ hình elip, hình trứng, hình trụ và hình quả lê đến gần hình
cầu [13]. Các tế bào của một loài nhất định có thể thay đổi hình dạng với điều kiện
thay đổi, thường trở thành hình cầu trong điều kiện không thuận lợi [12]. Kích
thước tế bào cũng có thể thay đổi với điều kiện sinh trưởng và cường độ ánh sáng
[17]. Tổ chức tế bào nói chung được nghiên cứu tương đối chi tiết trong D. salina
trên kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử.
Tế bào không có thành, nhưng có lớp áo là màng nhầy nguyên sinh chất bao
quanh. Tế bào có 2 roi đều nhau, và thường chuyển động đồng thời. Có một thể lục
lạp đơn chiếm gần hết khoang tế bào. Thể này có thể có hình chén, đĩa, chuông và
có một phần dày hơn có chứa một pyrenoit (dạng nhân, hạt tinh bột, thể vùi). Thể
lục lạp chia thành nhiều thùy, các chồng thylacoit của thể lạp thỉnh thoảng tập trung

thành từng cụm gồm trên 10 đơn vị. Các cụm thylacoit được cho là có liên quan đến
sự sinh trưởng của tế bào trong điều kiện ánh sáng mạnh và nồng độ muối cao. Hạt
tinh bột thường bao quanh pyrenoit, nhưng cũng có thể được tìm thấy tại các nơi
khác của lục lạp. Ở một số loài (D. salina, D. parva) thể lạp cũng có thể tích lũy
một số lượng lớn β-caroten trong các giọt dầu ở khoảng trong màng thylacoit, vì
vậy tế bào thường có màu cam đỏ hơn là màu xanh. Hạt β-caroten của D. salina chỉ
có các giọt mỡ trung tính, hơn một nửa trong số đó là β-caroten. Phần lớn các dạng
màu đỏ sẽ mất màu trong điều kiện ánh sáng yếu [35].
Điểm mắt (eyespot) thường phân bố ở phần trước trong thể lục lạp. Ở một số
loài, đặc biệt là D. salina, điểm mắt hầu như rất khó quan sát dưới kính hiển vi
quang học. Thể nhân (nucleus) thường bị che khuất bởi một số lượng lớn các hạt.