THU LIPID TỪ VI TẢO NANNOCHLOROPSIS OCULATA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐHĐN
KHOA SINH - MÔI TRƯỜNG
THU LIPID TỪ VI TẢO NANNOCHLOROPSIS OCULATA


GVHD: ThS. Đỗ Thị Trường


Trong bối cảnh đảm bảo an ninh năng lượng, biến đổi khí hậu và giá dầu leo thang đang là các vấn
đề sống còn của mọi quốc gia
Trong bối cảnh đảm bảo an ninh năng lượng, biến đổi khí hậu và giá dầu leo thang đang là các vấn
đề sống còn của mọi quốc gia
Thế hệ nhiên liệu sinh học đầu tiên, được phát triển từ các loại thực vật, mỡ động vật, tuy giúp thay
thế một phần nhiên liệu hóa thạch, nhưng không bền vững
Thế hệ nhiên liệu sinh học đầu tiên, được phát triển từ các loại thực vật, mỡ động vật, tuy giúp thay
thế một phần nhiên liệu hóa thạch, nhưng không bền vững
Vi tảo là nguồn nguyên liệu thay thế, thân thiện với môi trường để sản xuất nhiên liệu sinh học như
ethanol sinh học và diesel sinh học.
Vi tảo là nguồn nguyên liệu thay thế, thân thiện với môi trường để sản xuất nhiên liệu sinh học như
ethanol sinh học và diesel sinh học.

ĐẶT VẤN ĐỀ
:
1. Giới thiệu về nhiên liệu sinh học
2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học
3. Nuôi trồng tảo Nannochloropsis oculata
NỘI DUNG


Ethanol sinh học (bioethanol)
Ethanol sinh học là loại nhiên liệu thay thế cho xăng phổ biến nhất. Mặc dù nhiệt năng của ethanol

sinh học thấp hơn xăng 68%, khí phát thải từ ethanol sinh học ít độc hơn xăng, do đó về lâu dài có
lợi cho sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Diesel sinh học (biodiesel)
Diesel sinh học là nhiên liệu có thành phần là phức hợp của các methyl ester của các axit béo
mạch dài như axit lauric, palmitic, oleic…Diesel sinh học có thể thay thế hoàn toàn dầu diesel trong
các động cơ đốt trong (B100) hoặc pha với diesel dầu mỏ ở 1 tỉ lệ nhất định (B20).
1. Giới thiệu về nhiên liệu sinh học
2.1. Thế giới:

Dự án nuôi tảo ở quy mô lớn thu nhiên liệu sinh học tại trường đại học Nevada ,
Reno là dự án nuôi tảo ngoài trời thành công đầu tiên.

Theo nghiên cứu của Rosenberg et al 2008: lipid dầu tảo có thể được chế biến
thành dầu diesel sinh học.

Nghiên cứu sâu rộng nhất về sự phát triển của nhiên liệu sinh học từ tảo đã được
thực hiện tại Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia (NREL) 1978-1996.
Trong chương trình này, họ đã nuôi hơn 3000 loài tảo và 2 loài cho hàm lượng lipit
cao là tảo lục và tảo silic.

Gần đây, Bộ Khoa học và Công nghệ MOSTI của Malaysia đã sử dụng tảo N.
oculata để sản xuất diesel sinh học
2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học
2.2. Việt Nam:

Năm 2009 chương trình nghiên cứu quy trình công nghệ nuôi trồng và sản xuất vi tảo làm nguyên
liệu cho sản xuất NLSH đã được phê duyệt.

Cho đến nay, chương trình đang thực hiện và đã sàng lọc được một số loài thuộc chi Tetraselmis,

Nannochloropsis, Chlorella và một số loài vi tảo dị dưỡng khác có tiềm năng trở thành nguồn
nguyên liệu cho sản xuất NLSH ở Việt Nam. Đồng thời nuôi trồng và thu sinh khối một số loài tảo
lựa chọn được trên qui mô lớn, cả ở hồ và hệ thống bioreactor kín.
2. Tình hình nghiên cứu thu lipid từ vi tảo sản xuất nhiên liệu sinh học
3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata
3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata
3.2. Cách phân lập và lưu giữ giống
3.2. Cách phân lập và lưu giữ giống
3.3. Quy trình nuôi cấy
3.3. Quy trình nuôi cấy
3. Nuôi trồng tảo Nannochloropsis oculata
a. Phân loại:
Tảo N. oculata thuộc:

Lớp Eustigmatophyceae

Bộ Eustigmatales

Họ Monodopsidaceae

Chi Nannochloropsis
3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata
b.
Đặc điểm hình thái

Nannochloropsis oculata là loài tảo đơn
bào, tự nổi trên môi trường lỏng, mang một
lớp đơn các sắc tố diệp lục màu vàng xanh,
là sắc tố đặc trưng của nhóm
Eustigmatophyceae, không có lớp màng

nhầy bên ngoài.
3.1. Giới thiệu về tảo N. oculata
c. Đặc điểm sinh lý
Nannochloropsis sp. là một chi thuộc dạng phiêu sinh vật tự dưỡng, trong tế bào có các hợp chất
chlorophylls.
N. oculata thuộc vào thể đơn bội, sinh sản vô tính theo kiểu phân đôi theo chiều ngang.
Môi trường TH04 (Hoàng Thị Bích Mai, 1995) nuôi cấy Nannochloropsis oculata.
STT Hoá chất Liều lượng (mg/L)
1 NH4(SO4)2 200
2 NaH
2
PO
4
5
3 CuSO
4
.H
2
O 5
4 MgSO
4
.7H2O 80
5 NaHCO3 100
6 FeSO
4
0,4
7 MnCl
2
.4H2O 1,81
8 ZnSO

4
.5H
2
O 0,22
9 NaMoO
4
.2H
2
O 0,17
10 Na
2
EDTA 5
 Chuẩn bị các điều kiện :

Môi trường nuôi cấy:
3.2. Cách phân lập và lưu giữ giống

Nước nuôi tảo:
Nước dùng trong nuôi tảo là nước biển xử lý theo quy trình:
Nước biển bể chứa bể lắng lọc cát 1
lọc cát 2
bể xử lý Chlorine
(30ppm) lọc ozone
bể nuôi
túi lọc
(50 µm) UV
Thiosunfate
(20-30 ppm)
Môi trường dinh dưỡng
Môi trường chỉ định , dinh dưỡng đậm đặc 100 – 1000 lần (dinh

dưỡng mẹ)
Tiệt trùng môi trường bằng autoclave trong 30 phút ở nhiệt độ 1
– 10
0
C
Ánh sáng
Chiếu sáng đèn neon , chu kỳ quang 12/12 cường độ bằng 4000
– 5000 lux.
Nhiệt độ
Nhiệt độ từ 25 - 30
0
C nuôi ngoài trời thì dùng lưới che nắng.
Thiết bị bảo quản:
Tủ lạnh hoặc tủ bảo quản chuyên dùng cho tảo.
Sục khí.
Hoá chất và các vật dụng cần thiết:
+ Tủ giữ tảo có điều kiện: ánh sáng 3000 lux, nhiệt độ: 25
0
C,
độ ẩm 60 – 70%.
+ Máy sấy dụng cụ Drying oven MOV – 212
+ Máy hấp nước Hiclave HVE – 50
+ Một số dụng cụ khác như : Kính hiển vi quang học, buồng
đếm hồng cầu, máy đo pH Themov orinon Model 280A, máy
đo Ammonia DR2010, tủ cấy vô trùng, đèn cồn, khúc xạ kế…
+ Giàn nuôi tảo được bố trí các bóng đèn Neon 40W, cường
độ chiếu sáng từ 6000 – 10000 lux, hệ thống các ống và dây
sục khí.
Các dụng cụ nuôi tảo
Các bình Erlen thể tích từ 0.25 – 2 lít; các bình hình trụ có

thể tích từ 3 – 10 lít; túi nilon; thùng nhựa 100 lít ; các bể
Composite có thể tích từ 0.5 – 2 m
3
; bể ximăng 60 m
3
; các
hoá chất và dụng cụ khác.

Thu mẫu tảo ngoài tự nhiên bằng lưới TVN

Lọc loại tảo (vớt về) bằng lưới vớt tảo.

Nhân sinh khối lượng tảo vừa vớt bằng cách bổ sung muối dinh
dưỡng và chuyển dần từ thể tích nhỏ sang thể tích lớn hơn.(1L , 5L…)

Phân lập Nannochloropsis oculata bằng phương pháp pha loãng, cấy
chuyền bằng môi trường bán lỏng: tảo được pha loãng đến mật độ
1tb/ml
1mL
1mL
3.2.1. Quy trình phân lập

Yêu cầu giữ giống: Giống sạch không nhiễm tạp, vì thế tất cả các thao tác kỹ thuật trong
cấy và giữ giống tảo đều phải đảm bảo vô trùng.

Tảo sau khi cấy được giữ ở điều kiện ánh sáng yếu cường độ chiếu sáng 3000 lux, nhiệt
độ 25
0
C, độ ẩm 60 – 70%. Sau 2 – 3 ngày sẽ thấy tảo phát triển, khoảng 4 – 5 ngày thấy
có màu đặc trưng của tảo. Hàng ngày kiểm tra sự phát triển của tảo, nếu thấy nhiễm khuẩn

thì phải loại bỏ ngay để tránh sự lây nhiễm. Thời gian giữ tảo là 8 tuần, thường sau 4 tuần
tiến hành nuôi cấy mới.
3.2.2. Lưu và giữ giống
3.3. Quy trình nuôi cấy

Chuẩn bị :
(1) Nuôi tảo trong phòng thí nghiệm

Cấy tảo

Lấy 10 – 20 ml tảo gốc từ ống nghiệm cấy vào bình tam giác 100 ml chứa
50 – 80 ml dung dịch dinh dưỡng Walne.

Đậy bình bằng nút cao su có lỗ thông khí. Sau thời gian 3 – 6 ngày khi tảo
ở pha logarit tiến hành cấy sang thể tích mới, ở các giai đoạn này tảo
giống dùng với tỷ lệ 10 – 20 % thể tích nuôi mới

Phương pháp nuôi tảo

Các bình nuôi trong phòng thí nghiệm có các điều kiện tương đối ổn định.
Nhiệt độ 25
0
C, ánh sáng và sục khí 24/24 giờ. Ở các thể tích nhỏ hơn một
lít sục khí nhẹ và ánh sáng yếu (2 bóng đèn Neon 40W). Đối với các thể
tích lớn hơn hai lít bố trí sục khí mạnh, cường độ ánh sáng lớn (4 bóng
đèn Neon 40W).
(1) Nuôi tảo trong phòng thí nghiệm
Chuẩn bị tảo giống Nannochloropsis oculata
trong phòng thí nghiệm
(1) Nuôi tảo trong phòng thí nghiệm


Chuẩn bị
(2) Nuôi tảo ngoài trời

Cấy tảo
+ Tảo giống được lấy từ phòng thí nghiệm.
+ Mật độ cấy ban đầu tùy loài, thường thể tích giống bằng 2 – 10 % thể tích nước nuôi ban
đầu.
+ Cấy nhân giống từ thể tích nhỏ tới thể tích lớn, sau 2 – 3 ngày khi tảo đang ở pha tăng
trưởng thì tiến hành cấy sang mới.
Bể composite 0.5- 2 m
3
Thùng nhựa 100 lít Túi nilon
Tảo giống từ agar Ống nghiệm Bình Erlen 0.1- 2 lit Bình hình trụ 5- 10 lit
Bể xi măng 60 m
3
(2) Nuôi tảo ngoài trời
Sơ đồ : Phương pháp nhân giống từ thể tích nhỏ tới thể tích lớn
(2) Nuôi tảo ngoài trời

Phương pháp nuôi

Hệ thống sục khí mạnh, đều hoạt
động liên tục 24/24 giờ. Ánh sáng,
nhiệt độ phụ thuộc vào điều kiện tự
nhiên, các bể nuôi tảo được bố trí
ngoài trời không có mái che. Hằng
ngày kiểm tra sục khí, kiểm tra mức
độ nhiễm tạp của tảo dưới kính hiển
vi.

Cultivation of Nannochloropsis oculata
in 300 L bioreactors
(2) Nuôi tảo ngoài trời
Hệ thống bể nuôi tảo Nannochloropsis oculata
(2) Nuôi tảo ngoài trời

Thu hoạch sinh khối: Cho đến nay có 4 phương pháp thu hoạch tảo đã và đang được sử dụng là lắng
(sedimentation), lọc (filtration), kết bông (flocculation) và ly tâm (centrifugation).
Thu hoạch tảo N. oculata bằng phương pháp lọc
(3). Thu hoạch sinh khối và chiết xuất dầu tảo