Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn ban đầu và môi trường dinh dưỡng đến sự sinh trưởng của vi tảo nannochloropsis oculata

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn ban đầu và môi
trường dinh dưỡng đến sự sinh trưởng của vi tảo
Nannochloropsis oculata.


LỜI CẢM ƠN


DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC HÌNH ẢNH


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Ký hiệu viết tắt
&
CT
CTTN
Ctv
FAO
HUAF
KS
N.oculata
NT
NTTS
NXB
Tb

Tên đầy đủ
Và
Công thức
Công thức thí nghiệm
Cộng tác viên
Tổ chức lương thực thế giới
Các acid béo không no đa nối đôi
Kỹ sư
Nannochloropsis oculata
Ngiệm thức
Nuôi trồng thủy sản
Nhà xuất bản
Tế bào


MỤC LỤC


PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Nuôi trồng vi tảo được bắt đầu nghiên cứu từ cuối thế kỉ 19 và trở thành
một trong những thành tựu quan trọng đối với ngành nuôi trồng thủy sản vì giải
quyết được phần nào khó khăn trong việc cung cấp thức ăn đủ chất lượng và số
lượng cho ấu trùng các loài thủy sản.Trong tất cả các loại thức ăn cho đối tượng
thủy sản, thức ăn tươi sống là thức ăn thích hợp ở giai đoạn ấu trùng của nhiều
đối tượng nuôi và ít gây ô nhiễm môi trường nuôi. Vì vậy việc nghiên cứu sử
dụng thức ăn tươi sống trong sinh sản nhân tạo sẽ góp phần nâng cao hiệu quả
của quá trình sản xuất.
Vi tảo được coi là thức ăn tươi sống tốt nhất cho các đối tượng nuôi, ngoài

thành phần dinh dưỡng là các vitamin thiết yếu, vi tảo còn chứa một hàm lượng
đáng kể các acid béo không no, các acid béo này có thể dễ dàng trở thành nguồn
dinh dưỡng cho ấu trùng thủy sản. Trong tất cả các loại tảo đang được áp dụng
rộng rãi, tảo Nannochloropsis oculata có chất lượng khá tốt và được sử dụng
nhiều ở trên thế giới.
Tuy nhiên, sự sinh trưởng, hàm lượng và thành phần các axit béo của tảo ở
các giai đoạn phát triển có sự khác nhau đáng kể, và có thể thay đổi tuỳ thuộc
vào điều kiện nuôi trồng như: môi trường dinh dưỡng, nhiệt độ, độ mặn, độ pH,
cường độ ánh sáng và chu kì chiếu sáng.
Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn
tôi đã thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn ban đầu và môi
trường dinh dưỡng đến sự sinh trưởng của vi tảoNannochloropsis oculata.”
1.2.Mục tiêu của đề tài
- So sánh ảnh hưởng của độ mặnkhác nhau đến sự sinh trưởngcủa vi tảo
Nannochloropsis oculata.
- So sánh ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến sự sinh trưởng của vi
tảoNannochloropsis oculata.
- Lựa chọn được độ mặn và môi trường dinh dưỡng thích hợp nhất cho sự
sinh trưởng của vi tảo Nannochloropsis oculata.

7


PHẦN 2.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Vai trò của vi tảo trong nuôi trồng thủy sản
- Làm ổn định chất lượng nước trong các hệ thống nuôi tĩnh.
- Là nguồn thức ăn trực tiếp thông qua sự hấp thụ tích cực của các ấu trùng
cùng với các polysacarit có ở các vách tế bào làm kích thích hệ thống miễn dịch
không đặc trưng ở các ấu trùng.

- Là nguồn chất dinh dưỡng gián tiếp cho các ấu trùng cá thông qua thức ăn
tươi sống.
- Làm tăng số lần ăn bằng việc tăng cường sự tương phản thị giác và tán xạ
ánh sáng.
- Kiểm soát vi khuẩn bằng các dịch tảo tiết ra trong nước bể hoặc trong một
ấu trùng. [11]
2.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất vi tảo Nannochloropsis oculata trên thế
giới và ở Việt Nam.
2.2.1. Trên thế giới
-Việc nuôi vi tảo dùng làm thức ăn trong nuôi trồng thuỷ sản đã được phát
triển từ rất lâu. Năm 1817, A.C.Phaminxin nhà sinh lý thực vật người Nga đã
tiến hành nuôi tảo lục Protococales [8].Việc phân lập và nuôi tảo thuần khiết
sạch vi khuẩn đã được M.Beijerkin tiến hành năm 1890.
-Năm 1939, Bruce và ctv đã phân lập và nuôi tảo đơn bào Isochrysis
galbana và Pyramimonas grossii để nuôi ấu trùng hầu.
-Sớm hơn nữa, trong năm 1910, Allen và Nelson đã dùng tảo silic để làm
thức ăn cho một số động vật không xương sống. Việc nuôi trồng vi tảo ở diện
tích lớn làm thức ăn cho trai, sò có tiềm năng ứng dụng trong tương lai. Ưu thế
chủ yếu của hệ thống này là nhuyễn thể tự thực hiện quá trình thu hoạch và chế
biến vi tảo – 2 vấn đề cơ bản trong công nghệ nuôi trồng vi tảo. Sau đó có rất
nhiều công trình nghiên cứu môi trường nuôi cho các loài tảo và các phương
pháp nuôi thu sinh khối.
-Theo A.M.Murapharop và T.Tanbaep (1974) để thu được sinh khối tảo cao
cần tạo được môi trường có nồng độ đạm cao đến 172 mg/l và tạo hỗn hợp khí
có hàm lượng CO2 từ 0,5 đến 1% vào dung dịch nuôi.
8


-Năm 1993, Liao và ctv sử dụng thành công tảo Skeletonema costatum làm
thức ăn cho ấu trùng tôm sú P. monodon.

-Trong vài thập niên gần đây do nhu cầu sản xuất giống tăng cao nên các
nghiên cứu về sản xuất giống các loài tảo có giá trị dinh dưỡng cao và có kích
thước phù hợp làm thức ăn cho ấu trùng và động vật phù du được chú trọng phát
triển. Ở Nhật Bản nuôi N. oculata làm thức ăn cho trùng bánh xe rất phổ biến,
nuôi tảo Skeletonema sp và Chaetoceros sp làm thức ăn là điều kiện tiên quyết
đối với việc nuôi ấu trùng tôm từ giai đoạn Nauplius tới giai đoạn Postlarvae.
Tại 20 Thái Lan, Malaysia, Đài Loan, Hàn Quốc… thức ăn tươi sống cho ấu
trùng tôm bao gồm vi tảo và Nauplius của Artemia. Các nhà khoa học Anh đã
nuôi Tetraselmis ở quy mô công nghiệp để làm thức ăn cho Crassostrea gigas,
Mercenaria mercenaria, Ostra edulis... Ở Australia, các loài tảo được nuôi phổ
biến làm thức ăn cho ấu trùng động vật thân mềm như Tetraselmis sp, Pavlova
lutheri, Chaetoseros. Những chủng vi tảo như Tetraselmis, Pavlova, Isochrysis,
Nannochloropsisoculatalà những chủng nhập nội được nhân giống và sử dụng ở
một số cơ quan nghiên cứu.
Hiện nay tảo là thức ăn quan trọng cho nuôi động vật thân mềm (ấu trùng,
con giống và con trưởng thành), Zooplankton, động vật da gai (ấu trùng). Các
loài tảo đơn bào như: Platymonas sp, Chaetoceros mulleri, Nannochloropsis sp,
Thalasiosira sp, Amphiprora sp, Isochrysis galbana được sử dụng trong sản xuất
giống nhân tạo các loài điệp: Pectinopecten yessoensis (Kang Hu, Chen S.C
1982), Chlamys nobilis; Nghêu Meretrix lusoria (Chen 1994), Meretrix meretrix,
Nghêu tím Hiatula diphos, Tapes variegata, sò Manila, sò huyết Anadara
granosa.
-Năm 1991, Wendy và Kevan đã tổng kết: Ở Hoa Kỳ, các loài
Thalasiossira preudomonas, Chlorella minutissima, Skeletonema, Chaetoceros
muelleri, C. calcitrans, N. oculata … được nuôi để làm thức ăn cho luân trùng,
ấu trùng hai mảnh, tôm, cá theo từng đợt hoặc bán liên tục trong những bể
composite 2 ÷ 2,5 m3 [3].
2.2.2. Tại Việt Nam
- Nhưng những nghiên cứu trước đây chủ yếu về phân loại, điều tra thành
phần trong các thủy vực nội địa, những nghiên cứu về tảo biển còn rất hạn chế ở

thời kỳ trước những năm 80 của thế kỷ trước. Điển hình cho những nghiên cứu
về tảo ở Việt Nam là:

9


-Vũ Dũng và Vũ Văn Toàn (1975 – 1981) đã tiến hành hàng loạt các thí
nghiệm về chọn môi trường, lựa chọn một số điều kiện sinh thái thích hợp cho
nuôi tảo S.costatum, Chaetoceros sp, bước đầu hoàn thiện qui trình phổ biến
rộng rãi. [9]
-Những nghiên cứu ứng dụng tảo trong sản xuất chỉ thực sự phát triển kể từ
giữa thập kỷ 80 của thế kỷ 20, với thành công trong công trình của Lê Viện Trí
(1980 – 1986) về ứng dụng nuôi tảo Skeletonema costatum làm thức ăn trong
các trại sản xuất tôm giống ở Hạ Long. [9]
-Theo Nguyễn Thị Xuân Thu (1990), từ năm 1974, Trường Đại học Thuỷ
sản đã thử nghiệm nuôi S. costatum trong phòng thí nghiệm. Năm 1989, Viện
Nghiên cứu Thuỷ sản III cũng đã phân lập được tảo này tại vùng biển Nha Trang
và nuôi đại trà đạt kết quả tốt. Đỗ Văn Khương và ctv (1990) đã nghiên cứu kỹ
thuật giữ giống dài hạn tảo silic gồm S. costatum, C. muelleri, C. laciniosus và
tảo silic hỗn hợp. Kết quả cho thấy trong những biện pháp kỹ thuật giữ giống tảo
silic đã nghiên cứu thì phương pháp giữ giống trong môi trường lỏng ở 5 – 6oC
trong tối có nhiều ưu điểm nổi bật [9].
-Năm 1999, Lục Minh Diệp đã có những công bố quan trọng khi nghiên
cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phân bón, tỷ lệ thu hoạch lên sự phát triển của hỗn hợp
tảo tự nhiên và nuôi thử nghiệm tảo N. oculata. [9]
-Những kết quả từ báo cáo này đã giúp cho chúng ta hiểu biết đầy đủ hơn
về vi tảo và khả năng thay đổi thành phần loài tảo ưu thế của tảo tự nhiên theo tỷ
lệ pha loãng và tỷ lệ phân bón.
- Nguyễn Văn Chung và ctv (2001) đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ,
độ mặn và mật độ ban đầu lên sự phát triển của tảo N. oculata với môi trường

Conway. Kết quả cho thấy tảo này có thể phát triển ở nhiệt độ từ 15 ÷
300Cnhưng thích hợp trong khoảng 15 ÷ 250C và đạt mật độ cao nhất ở 200C. [9]
-Hồng Thị Kiều Nga (2002), ảnh hưởng chế độ phân bón đến sinh trưởng
của quần thể tảo N. oculata và I. galbana ngoài trời; Hoàng Thị Ngọc (2003),
ảnh hưởng của hàm lượng phân bón và sự bổ sung CO 2 đến sự sinh trưởng của
các quần thể tảo; Mai Thị Thùy Linh (2004), nuôi thu sinh khối hai loài 23 tảo
N. oculata và I. galbana ở quy mô túi nilon 50 lít và 2m 3 . Ý nghĩa của những
bài báo cáo này là không thể phủ nhận nhưng chúng lại được tiến hành tại cùng
một địa diểm trong điều kiện của một trại thực nghiệm, vì vậy mà tính thực tiễn
là không cao. [9]

10


-Nhìn chung, hiện nay nước ta đã có nhiều cơ quan nghiên cứu, phân lập,
nhân giống, lưu giữ và nuôi sinh khối tảo và quy trình sản xuất các loài tảo cũng
tương đối hoàn chỉnh. Tuy vậy, những nghiên cứu ứng dụng tại các cơ sở sản
xuất còn rất hạn chế, cần phải tiến hành nhiều hơn nữa.
2.3. Vài nét về đặc điểm sinh học của vi tảo Nannochloropsis oculata
2.3.1. Đặc điểm phân loại, hình thái
2.3.1.1. Đặc điểm phân loại
Ngành: Heterokontophyta
Lớp: Eustigmatophyceae
Bộ: Eustigmatoles
Họ: Monopsidaceae
Giống: Nannochloropsis
Loài: Nannochloropsis oculata [7].
2.3.1.2. Đặc điểm hình thái cấu tạo

Hình 2.1: Hình dạng tế bào tảo N. oculata

Nannochloropsis oculata thuộc loại tảo có kích thước nhỏ. Tế bào có
dạng hình trứng hay hình cầu, đường kính từ 2 ÷ 4 µm. Đây là loài tảo đơn bào
không roi nên không có khả năng di động.

11


2.1.2. Đặc điểm sinh trưởng
2.1.2.1. Đặc điểm sinh trưởng
Sự sinh trưởng của quần thể tảo đơn nuôi trong điều kiện vô trùng được
đặc trưng bởi 5 pha [20].

Hình 2.2: Các pha sinh trưởng của vi tảo
+ Pha chậm hoặc pha cảm ứng
Ở pha này mật độ tế bào tảo tăng lên rất ít và thời gian kéo dài khi tảo
nuôi mới được chuyển từ bản kính sang môi trường nuôi lỏng. Nếu tảo gốc được
lấy từ nguồn tảo đang ở giai đoạn phát triển mạnh thì có thể giảm đáng kể thời
gian.
T hời
gian pha mật độ này: Ở pha chậm, tế bào tảo thích nghi về mặt sinh lý để thực
hiện quá trình trao đổi chất, chẳng hạn như gia tăng hàm lượng enzyme và các
chất tham gia vào quá trình phân chia tế bào và cố định cacbon[20].
+ Pha sinh trưởng theo hàm số mũ
Trong pha thứ hai, mật độ tế bào gia tăng theo hàm logarit của thời gian
và có dạng:
Ct = Co.e mt
Trong đó:
- Ct và Co tương ứng là mật độ tế bào ở thời điểm t và 0
- m là tốc độ sinh trưởng đặc thù. Tốc độ sinh trưởng đặc thù phụ thuộc
chủ yếu vào loài tảo, cường độ ánh sáng và nhiệt độ [20].

12


+ Pha giảm tốc độ sinh trưởng
Ở pha này sự phân chia tế bào chậm lại khi muối dinh dưỡng, ánh sáng,
pH, CO2 và nhiều yếu tố lý hoá khác trở nên hạn chế đối với sự sinh trưởng của
quần thể tảo [20].
+ Pha ổn định
Sinh khối tảo không tăng, mật độ tảo ở mức tương đối ổn định. Các yếu
tố giới hạn và tốc độ sinh trưởng được cân bằng [20].
+ Pha tàn lụi hoặc sụp đổ
Trong giai đoạn cuối này, chất lượng nước suy giảm và muối dinh dưỡng
cạn kiệt đến mức không còn đủ cho tảo sinh trưởng. Mật độ tế bào giảm nhanh
và cuối cùng tảo tàn.
Trong thực tế, tảo tàn có thể do một số nguyên nhân khác nhau gây ra bao
gồm sự cạn kiệt các chất dinh dưỡng, thiếu oxy, nhiệt độ quá cao, pH biến động
và sự nhiễm bẩn. Tốc độ sinh trưởng của tảo ở mỗi pha có sự khác nhau, phụ
thuộc vào từng loài và còn bị chi phối rất nhiều bởi các điều kiện môi trường.
Mấu chốt của thành công trong sản xuất tảo là duy trì tất cả các giống nuôi cấy ở
18 pha sinh trưởng theo hàm số mũ. Tuy nhiên, giá trị dinh dưỡng của tảo sẽ
thấp khi đối tượng nuôi vượt quá pha 3 do tiêu hóa giảm, thiếu các thành phần
và có thể sản sinh các chất chuyển hóa độc hại [20].
2.1.2. Đặc điểm sinh sản
N. oculata có hai hình thức sinh sản là sinh sản sinh dưỡng
bằng cách phân đôi và sinh sản bằng tự bào tử. N. oculata
không có giai đoạn giao tử chuyển động để sinh sản hữu tính,
tảo N. oculata thuộc vào thể đơn bội, sinh sản vô tính theo kiểu
phân đôi theo chiều ngang, chúng sinh sản vô tính với sự xuất
hiện của tự bào tử.
Sau khi kết thúc sự phân chia, tự bào tử tách ra khỏi tế bào

bằng cách hủy hoại màng tế bào mẹ, phóng thích ra ngoài môi
trường. Các tế bào con này lớn lên cho đến giai đoạn chín sinh
dục, rồi toàn bộ chu trình được lặp lại từ đầu [10].
Giá trị dinh dưỡng của vi tảo
Vi tảo là mắt xích thức ăn đầu tiên trong chuỗi thức ăn ngoài tự nhiên.
Chúng là thức ăn không thể thay thế cho giai đoạn ấu trùng và trong suốt giai
13


đoạn trưởng thành của động vật thân mềm. Đối với ấu trùng giáp xác và ấu trùng
một số loài cá biển, vi tảo cũng là thức ăn bắt buộc ở giai đoạn sớm. Vi tảo với
giá trị dinh dưỡng cao và thỏa mãn yêu cầu về kích thước nên có thể nâng cao tỷ
lệ sống của ấu trùng, quyết định sự thành công trong sản xuất giống nhiều loài
động vật biển có giá trị kinh tế cao [10].
Giá trị dinh dưỡng của tảo đối với các loại ấu trùng, động vật phù du
được đánh giá trên các tiêu chí: kích thước tế bào, khả năng tiêu hoá, thành phần
sinh hoá và việc sản sinh ra các chất độc hại. Đã có hàng trăm loài tảo được thử
nghiệm làm thức ăn, nhưng cho tới này chỉ khoảng 20 loài tảo đơn bào được sử
dụng rộng rãi trong nuôi trồng thuỷ sản [10].
Tính ưu việt của tảo đơn bào là không gây ô nhiễm môi trường, cung cấp
đầy đủ các vitamin, khoáng chất, vi lượng, đặc biệt là chúng chứa rất nhiều loại
acid béo không no. Hơn nữa, tảo đơn bào có tốc độ tăng trưởng nhanh, có khả
năng thích ứng với những thay đổi môi trường như: nhiệt độ, ánh sáng nên được
nuôi thu sinh khối lớn làm thức ăn cho nhiều đối tượng thủy sản [10].
Các chất cấu thành nên khối lượng khô của vi tảo chủ yếu gồm protein,
lipid, carbohydrate. Những chất này chiếm tới 90 – 95% khối lượng khô của tảo.
Phần còn lại chủ yếu là các acid nucleic, chiếm khoảng 5 – 10% [10]. Giá trị
dinh dưỡng của vi tảo có thể thay đổi rất lớn ở các pha phát triển và dưới các
điều kiện nuôi khác nhau [10]. Kết quả nghiên cứu của Renaud, Thinh & Parry
(1999), chỉ ra rằng tảo phát triển đến cuối pha logarit thường chứa 30 – 40%

protein, 10 – 20% lipid và 5 – 15% carbohydrate. Khi tảo được nuôi qua pha cân
bằng thì hàm lượng này bị thay đổi rất lớn, ví dụ như: khi nitrat giảm thì hàm
lượng carbohydrate có thể tăng gấp 2 lần hàm lượng protein [10]. Như vậy giá
trị dinh dưỡng của tảo có thể biến đổi đáng kể theo điều kiện nuôi như thành
phần môi trường dinh dưỡng nuôi tảo, các yếu tố sinh thái (cường độ ánh sáng,
chu kỳ quang), thời điểm thu hoạch[10].
+ Hàm lượng Protein
Hàm lượng protein trong mỗi tế bào được coi là một trong những yếu tố
quan trọng nhất quyết định giá trị dinh dưỡng của vi tảo. Theo kết quả nghiên
cứu của Volkman và cộng sự (1989) hàm lượng protein tổng số ở
Nannochloropsis oculata là 17,8 [15]. Nhu cầu về giá trị dinh dưỡng của protein
còn tuỳ thuộc vào từng đối tượng nuôi cũng như các giai đoạn phát triển. Ở giai
đoạn ấu trùng và cá con thì nhu cầu protein cao hơn ở giai đoạn trưởng thành. Vì

14


vậy, biết được nhu cầu dinh dưỡng ở từng giai đoạn cũng như các đối tượng cụ
thể sẽ giúp cho chúng ta lựa chọn được loài tảo nuôi phù hợp [10].
+Hàm lượng Lipid và thành phần acid béo
Lipid rất quan trọng trong việc dự trữ năng lượng cho ấu trùng đặc biệt là
trong điều kiện môi trường thiếu thức ăn [10]. Trong lipid, thành phần và hàm
lượng của acid béo đóng vai trò quyết định giá trị dinh dưỡng của vi tảo. Hàm
lượng của các acid béo không no (HUFA), đặc biệt là acid eicosapentaenoic –
EPA (20:5n-3), acidarachidonic – ARA (20:4n-6) và acid docosahexaenoic –
DHA (22:6n-3) đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá vai trò dinh dưỡng
của một số loài tảo dùng làm thức ăn cho ấu trùng động vật thân mềm, cá biển
và động vật phù du [14].
Theo Watanabe và ctv (1983), thành phần acid béo đặc trưng của một số
loài vi tảo như Nannochloropsis oculata là EPA, Isochrysis galbana là DHA,

Pavlova lutheri là EPAvà DHA [24].
Thành phần và hàm lượng acid béo vi tảo cũng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi
các yếu tố môi trường, phương pháp nuôi và giai đoạn thu hoạch. Phần trăm
EPA trong Nannochloropsis oculata tăng lên dưới điều kiện nhiệt độ thấp [21].
Nhiệt độ thấp kích thích tăng màng dịch tế bào N. oculata, do đó đã làm tăng
thành phần acid béo không no mạch dài đa nối đôi [7].
Đến nay, tất cả các nghiên cứu đều xác định rằng mỗi loài tảo khác nhau
thì chúng có giá trị dinh dưỡng khác nhau, một loài tảo có thể thiếu ít nhất là
một thành phần dinh dưỡng cần thiết, ví dụ Isochrysis galbana có nhiều DHA, ít
EPA nhưng ngược lại khuê tảo chứa nhiều EPA và ít DHA. Vì vậy, việc sử 12
dụng hỗn hợp các loài tảo làm thức ăn cho động vật thuỷ sản sẽ cung cấp chất
dinh dưỡng tốt hơn cho chúng. Tuy nhiên, việc kết hợp các loài tảo làm thức ăn
phải được hợp lý cả về tỷ lệ và thành phần thích ứng với nhu cầu dinh dưỡng
của từng đối tượng nuôi cụ thể thì mới đem lại hiệu quả cao [11].
+ Hàm lượng Hydrocacbon
Thành phần và hàm lượng hydratcarbon khác nhau ở các loài khác nhau.
Thông thường glucose chiếm tỷ lệ cao nhất trong các loại đường tiếp theo là
galactose, manose và ribose. Ngoài ra còn có các loại Polysaccharide khác. Theo
Brown (1991) thành phần hydratcarbon của N. oculata chiếm 7,8 % khối lượng
khô [15]. Thành phần này cũng thay đổi theo điều kiện nuôi. N. oculata nuôi trong
phòng thí nghiệm có thành phần hydratcacbon thấp hơn nuôi ngoài trời [7].

15


+ Hàm lượng Vitamin và khoáng chất
Vi tảo là nguồn cung cấp vitamin quan trọng cho các đối tượng nuôi thuỷ
sản. Nghiên cứu vitamin C trong 11 loài tảo (Chaetoceros calcitrans;
Chaetoceros muelleri; Skeletolema costatum; Thalassiosira pseudonana;
Dunaliella tertiolecta; Nannochloris atomus; Rhodomonas salina;

Nannochloropsis oculata; Tetraselmis suecica; Isochrysis sp đã cho thấy hàm
lượng cao nhất là 16 mg/g khối lượng khô (Chaetoceros muelleri) và thấp nhất
là 1,1 mg/g khối lượng khô (Thalassiosra pseudonana).
Hàm lượng vitamin không liên quan đến sự sai khác trong phân loại,
nhưng hàm lượng vitamin C ở nhiều loài có sự khác biệt lớn giữa pha logarit và
pha cân bằng. Các loài tảo Chaetoceros muelleri, Thalassiosira pseudonana,
Nannochloropsis oculata và Isochrysis sp có hàm lượng vitamin C cao ở pha
logarit, trong khi đó Dunaliella tertiolecta và Nannochloris atomus có hàm
lượng vitamin C cao ở pha cân bằng. Như vậy tảo là nguồn vitamin C rất tốt cho
các 13 động vật nuôi. Các loài động vật nuôi chỉ cần 0,03 – 0,2 mg/g trong khẩu
phần thức ăn của chúng [4].
De Roeck – Holtzhauer và ctv đã xác định hàm lượng vitamin trong 5 loài
tảo: thiamin (B1), riboflavin (B2), B6, B12, vitamin C, pyridoxyl phosphat và
các loại vitamin tan trong mỡ như vitamin A, D, E và K [12]. Tuy tảo có chứa
hầu hết các loại vitamin song mỗi loại vẫn còn thiếu một hay vài loại vitamin.
Chính sự sai khác về thành phần vitamin đã dẫn đến giá trị dinh dưỡng khác
nhau của các loài tảo. Do vậy phải lựa chọn các loài tảo làm thức ăn hỗn hợp
thích hợp để tạo được đầy đủ các vitamin cung cấp cho động vật phù du và ấu
trùng cá và động vật thân mềm [12].
Khoáng chất và sắc tố trong tảo cũng đóng góp một vai trò quan trọng
trong việc xây dựng nên giá trị dinh dưỡng của mỗi loài tảo. Thành phần chủ
yếu của sắc tố là chlorophyll và các loại carotenoid (chủ yếu là sắc tố vàng)
chiếm 0,5 – 5% trọng lượng khô. Ngoài ra còn có Phycoerythin và Phycocyanin
nhưng chỉ chiếm 1 lượng nhỏ khoảng 1% khối lượng khô. Beta – carotene (tiền
vitamin A) được xem là rất quan trọng đối với giáp xác. Chlorophyll a là thành
phần sắc tố quang hợp chính trong tất cả các loài tảo. Ngoài ra, Chlorophyll b
cũng hiện diện cùng với Chlorophyll a trong lớp tảo lục. Ngược lại Chlorophyll
c lại hiện diện cùng với Chlorophyll a trong lớp tảo nâu. Ở một số loài tảo đặc
16

biệt là Dunaliella salina hàm lượng sắc tố này lên tới 10% trọng lượng khô.
Chlorophyll còn cung cấp 1 lượng đáng kể magie cho động vật nuôi [21].
+ Nhu cầu dinh dưỡng của tảo
Chất dinh dưỡng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh
trưởng và phát triển của vi tảo, đặc biệt đến số lượng và chất lượng vi tảo [9].
Theo Coutteau, mật độ tế bào trong môi trường nuôi thường cao hơn mật độ 14
trong tự nhiên, muốn thế thì môi trường nuôi tảo phải được làm giàu bằng các
chất dinh dưỡng để bù đắp những thiếu hụt trong nước biển [13]. Các chất dinh
dưỡng đặc biệt cần thiết cho sự phát triển của tảo bao gồm: các thành phần dinh
dưỡng đa lượng như nitrate, phosphate (với tỷ lệ xấp xỉ 6:1) và silicate (đối với
tảo silic); các thành phần vi lượng gồm một số kim loại (Fe, Cu, Mg, Mn, Mo,
Zn, Co) và vitamine B1, B12, Biotin [13].
Hai loại môi trường nuôi cấy được dùng rộng rãi và phù hợp cho hầu hết
các loài tảo là môi trường Walne và Guillard F/2. Các cách pha môi trường nuôi
cấy tảo khác nhau đã được mô tả bởi Vonska (1986) [20].
Trong thành phần các chất đa lượng thì muối nitơ rất cần thiết cho quá
trình sinh trưởng và phát triển của tảo vì nitơ là thành phần cơ bản cấu tạo nên
các loại protein, trong đó có protein cấu trúc (tham gia vào cấu trúc của tế bào)
và protein chức năng (các enzyme, các chất có hoạt tính). Ngoài ra nitơ còn
tham gia vào cấu tạo của nhiều loại vitamin B1, B2, B6, BP là thành phần của hệ
men oxy hoá khử và nhiều men quan trọng khác. Nitơ thường được cung cấp
dưới dạng NO3 - , amonia (NH4 + ) và urê, với tốc độ tăng trưởng của tảo tương
tự được ghi nhận [9].
Nitơ thiếu gây kích thích quá trình tổng hợp của Triglycerides gồm số
lượng lớn acid béo không no mạch nối đơn và nối đôi, trong khi acid béo không
no đa nối đôi và Glycolipids giảm với lipid phân cực. Khi hàm lượng nitơ trong
môi trường nuôi tảo N. oculata thiếu hụt, tỷ lệ phần trăm hydratcarbon tăng lên,
protein giảm đi, trong khi lipid vẫn giữ tỷ lệ ổn định [7].
Phốt pho được coi là chìa khoá của quá trình trao đổi chất. Hàm lượng

phốt pho không cần thiết phải cao, song nếu thiếu phốt pho thì tảo không phát
triển được. Do vậy, phốt pho được xem như là một yếu tố giới hạn trong sự phát
triển của tảo [4]. Phốt pho là chất dinh dưỡng không thể thiếu được đối với tảo
vì phốt 15 pho tác dụng lên hệ keo dưới dạng các ion. Phốt pho ở dạng vô cơ
liên kết với các kim loại tạo nên hệ đệm đảm bảo cho pH của tế bào luôn xê dịch
trong phạm vi nhất định 6 – 8 là điều kiện tốt cho các hệ men hoạt động. Phốt
17


pho tham gia vào cấu trúc, có vai trò quan trọng trong những khâu chuyển hoá
trung gian và có ý nghĩa then chốt trong trao đổi năng lượng. Ngoài ra phốt pho
còn ảnh hưởng tới hàm lượng lipid và thành phần acid béo có trong tảo [18].
Theo Harrison và ctv, cho thấy khi giảm hàm lượng phốt pho trong môi trường
nuôi Nannochloropsis oculata gây ra giảm thành phần acid béo mạch dài nối
đôi. Do đó khi nuôi tảo cần phải cung cấp đầy đủ hàm lượng phốt pho để có thể
thu được thành phần acid không no đa nối đôi như 20:5ω3 và 22:6ω3 với hàm
lượng cao nhất [5].
Silic rất cần thiết cho sự tăng trưởng của tảo silic vì nó tham gia vào cấu
tạo màng tế bào. Theo nhiều tác giả khi thiếu silic sự phát triển của tế bào không
bị ngừng trệ nhưng màng tế bào bị thay đổi cấu trúc nên rất khó xác định loài.
Cấu trúc phức tạp của vỏ silic đã giúp cho tảo có khả năng hấp thụ đầy đủ ánh
sáng mặt trời. Theo Gusep, tảo silic phát triển tốt nhất ở hàm lượng 1 – 3 mg/L
[8]. Bên cạnh các nguyên tố đa lượng, bổ sung các nguyên tố vi lượng và
vitamin trong nuôi tảo là rất cần thiết. Các nguyên tố vi lượng gồm một số các
muối kim loại với nồng độ thấp như CuSO4, CoCl 2, ZnSO4, FeCl3… Vai trò của
các nguyên tố vi lượng này hầu như là đều tác động đến quá trình trao đổi chất
của tảo. Sắt là nguyên tố vi lượng được bổ sung nhiều nhất so với các muối kim
loại khác trong nhiều môi trường nuôi. Tuy sắt không phải là chất tham gia cấu
tạo của diệp lục nhưng nó là tác nhân bổ trợ hoặc là thành phần tham gia cấu
trúc của các hệ men và chủ yếu là các men oxy hoá khử, tham gia tích cực vào

dây chuyền sinh tổng hợp của các chất quan trọng. Sắt đóng vai trò quan trọng
vào quá trình vận chuyển điện tử, quang phân ly nước và quá trình phosphoryl
16 hoá quang hợp. Do vậy sắt cần cho quá trình sinh trưởng và phát triển của tảo
nhưng chỉ ở hàm lượng thấp (khoảng vài mg/L). Khi hàm lượng này cao quá có
thể gây độc cho tảo [8].
Vitamin bổ sung vào môi trường nuôi với một lượng rất nhỏ đã có thể
thúc đẩy phát triển của vi tảo. Thành phần vitamin bổ sung chủ yếu là thiamin,
cyanocobalamin và biotin. Theo Guillard (1975) một số loài tảo cần vitamin cho
sự phát triển nhưng một số không có nhu cầu, song chúng vẫn kích thích sự phát
triển của tảo. Hai loại vitamin cần nhất cho tảo đó là B12 và B1, sau cùng là
biotin. Đối với biotin chỉ có một số loài tảo có roi là sử dụng có hiệu quả. Mặc
dù vậy nên bổ sung cả 3 loại vitamin này vì giá thành cũng không cao lắm [9].
2.1.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự biến động của quần thể vi tảo

18


Quá trình quang hợp của thực vật cần nhiều vật chất dinh
dưỡng
để
tổng
hợp
chất hữu cơ và sinh trưởng, trong số các nguyên tố cần thiết
cho
thực
vật
thì
trong nước chỉ có vài nguyên tố có thể đáp ứng đủ nhu cầu (O 2
và
H2),

các
nguyên tố còn lại đều có hàm lượng rất thấp so với nhu cầu của
thực
vật.
Do
đó,
thực vật thường tăng cường hấp thu và dự trữ các nguyên tố đó
để
phục
vụ
cho
quá trình sinh trưởng cũng như tổng hợp chất hữu cơ. Bên cạnh
cacbon,
nitơ
và
phospho là hai nguồn dinh dưỡng cho quá trình phát triển của
tảo
và
tỉ
lệ
N:P
thường được đề nghị là 6:1 (Valero, 1981). Các nguyên tố cần
thiết
cho
sinh
trưởng trong mô của thực vật nước, để phát triển bình thường
tảo cần tới khoảng 20 nguyên tố để xây dựng tế bào (12
nguyên tố đa lượng: C, H, N, O, P, S,K, Mg, Ca, Na, Cl, Si và 8
nguyên tố vi lượng: Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Bo, Co,V). Môi trường
dinh dưỡng nuôi cấy tảo gồm có nhiều chất đa lượng và hỗn

hợp chất vi lượng. Môi trường dinh dưỡng nuôi tảo phổ biến nhất
hiện nay là Walne, Guilard, Liao,... [10].
Trong thành phần các chất đa lượng thì muối nitơ rất cần
thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của tảo vì nitơ là
thành phần cơ bản cấu tạo nên các loại protein, trong đó có
protein cấu trúc (tham gia vào cấu trúc của tế bào) và
protein chức năng (các enzyme, các chất có hoạt tính). Ngoài ra
nitơ còn tham gia vào cấu tạo của nhiều loại vitamin B1, B2, B6,
BP là thành phần của hệ men oxyhoá khử và nhiều men quan
trọng khác. Nitơ thường được cung cấp dưới dạng NO 3-, amonia
(NH4+) và urê, với tốc độ tăng trưởng của tảo tương tự được ghi
nhận. Nitơ thiếu gây kích thích quá trình tổng hợp của
Triglycerides gồm số lượng lớn acid béo không no mạch nối đơn
và nối đôi, trong khi acid béo không no đa nối đôi và Glycolipids
giảm với lipid phân cực. Khi hàm lượng nitơ trong môi
19


trường nuôi tảo N. oculata thiếu hụt, tỷ lệ phần trăm
hydratcarbon tăng lên, protein giảm đi, trong khi lipid vẫn giữ tỷ
lệ ổn định. Nitrogen được tảo sử dụng để tạo ra các amino acid,
acid nucleic, chlorophyll và các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ
khác. Nitơ chiếm 1 – 10 % trọng lượng khô của tế bào tảo. Hầu
hết các loài tảo đều có thể sử dụng N-NH4+ và N-NO3- ở màng tế
bào (Graham, 2000). Nitrite cũng được một số loài tảo sử dụng
nhưng với nồng độ rất thấp. Nguồn nitrogen cung cấp không
những ảnh hưởng đến quá trình phát triển của tảo mà còn ảnh
hưởng đến thành phần sinh hóa của tế bào tảo [10].
Lân là một trong những nguyên tố chính trong thành phần
của tảo. Lân có vai trò chính trong đa số các quá trình xảy ra

trong tế bào, đặc biệt là quá trình chuyển hóa năng lượng và
tổng hợp acid nucleic. Giống như đạm, lân cũng là yếu tố
giới hạn sinh trưởng của tảo.
Tảo sử dụng chủ yếu là phospho vô cơ. Phospho hữu
cơ thường được thủy phân bởi các emzym ngoại bào như
phosphoesterase, phosphatase để chuyển sang dạng phospho
vô cơ dễ tiêu. Phốt pho được coi là chìa khoá của quá trình trao
đổi chất. Hàm lượng phốt pho không cần thiết phải cao, song
nếu thiếu phốt pho thì tảo không phát triển được. Do vậy, phốt
pho được xem như là một yếu tố giới hạn trong sự phát triển
của tảo. Phốt pho là chất dinh dưỡng không thể thiếu được đối
với tảo vì phốt pho tác dụng lên hệ keo dưới dạng các ion. Phốt
pho ở dạng vô cơ liên kết với các kim loại tạo nên hệ đệm đảm
bảo cho pH của tế bào luôn xê dịch trong phạm vi nhất định 6 –
8 là điều kiện tốt cho các hệ men hoạt động. Phốt pho tham gia
vào cấu trúc, có vai trò quan trọng trong những khâu chuyển
hoá trung gian và có ý nghĩa then chốt trong trao đổi
năng lượng. Ngoài ra phốt pho còn ảnh hưởng tới hàm lượng
lipid và thành phần acid béo có trong tảo. Theo Harrison và ctv,
cho thấy khi giảm hàm lượng phốt pho trong môi trường nuôi N.
oculata gây ra giảm thành phần acid béo mạch dài nối đôi. Do
đó khi nuôi tảo cần phải cung cấp đầy đủ hàm lượng phốt pho
để có thể thu được thành phần acid không no đa nối đôi như
20:5ω3 và 22:6ω3 với hàm lượng cao nhất [10].
20


Silic rất cần thiết cho sự tăng trưởng của tảo silic vì nó tham
gia vào cấu tạo màng tế bào. Theo nhiều tác giả khi thiếu silic sự
phát triển của tế bào không bị ngừng trệ nhưng màng tế bào bị

thay đổi cấu trúc nên rất khó xác định loài. Cấu trúc phức tạp của
vỏ silic đã giúp cho tảo có khả năng hấp thụ đầy đủ ánh sáng mặt
trời. Theo Gusep, tảo silic phát triển tốt nhất ở hàm lượng 1 – 3
mg/l [10].
Ngoài ra, còn một số khoáng vi lượng không thể thiếu là
kim loại như Fe, Co, Cu,… và vitamin (Coutteau, 1996).
Kali: thường có nồng độ cao trong nước thiên nhiên, kali có
ý nghĩa rất lớn trong đời sống thực vật, xúc tiến quá trình quang
hợp bằng cách thúc đẩy quá trình vận chuyển glucid từ phiến lá
vào các cơ quan khác. Mặc dù kali không tham gia vào thành
phần của enzym nhưng nó có ảnh hưởng rất lớn đến sự hình
thành và chuyển hóa các phân tử protein và tổng hợp các acid
amin.
Natri: ion Na+ phổ biến rộng rãi trong nước thiên nhiên và
mức độ phổ biến trong các cation nó chiếm vị trí hàng đầu.
Trong nước ngọt chiếm khoảng 5,15 %, trong thành phần cơ thể
thủy sinh vật chiếm khoảng 0,5 – 1 % trọng lượng cơ thể
chúng.
Mg: Mg2+ rất quan trọng đối với thực vật vì nó là cấu tử
trung tâm của diệp lục tố. Thiếu Mg thực vật không tạo được
diệp lục tố nên không quan hợp được vật chất hữu cơ. Mg2+ rất
cần thiết cho sự hấp thu và di chuyển chất lân. Mg là
thành phần của chlorophyl, ribosom và nhiễm sắc thể (Metzler,
1997).
Ca: ion Ca2+ có trong nước thiên nhiên là sản phẩm của quá
trình phong hóa đất đá, đặc biệt là quá trình rửa trôi đá vôi,
dolomit và thạch cao. Ca làm cho nước bớt chua, làm tăng độ
hòa tan, đồng hóa các chất dinh dưỡng khác như phospho, kali,
tạo sự quân bình giữa các muối dinh dưỡng trong nước, giúp cho
sinh vật hoạt động hữu hiệu hơn, cung cấp Ca cho thực vật.

Fe: sắt là một trong những nguyên tố rất cần thiết cho thủy sinh
21


vật
mặc
dù
nhu
cầu về nó không lớn lắm. Chất diệp lục cây xanh không thể tạo
thành
được
nếu
không có sắt, mặc dù trong thành phần diệp lục không có sắt.
Hàm
lượng
sắt
trong nước ngọt cao hơn trong nước biển đến hàng chục ppm.
Hàm
lượng
các
muối sắt hòa tan tỉ lệ nghịch với pH, pH càng cao muối hòa tan
của sắt càng thấp (Trương Quốc Phú, 2003). Mn2+: ở hàm lượng
thấp (0,001 – 0,002 ppm) có tác dụng kích thích sự tăng trưởng
của thực vật [10].
Cu: cũng là nguyên tố vi lượng cần cho thực vật phát triển.
Tiếp xúc với đồng cao sẽ ức chế thực vật phát triển hoặc giết
chết thực vật do phá hủy chức năng của tế bào đảm nhận các
quá trình quang hợp, hô hấp, tổng hợp chlorophyl và phân chia
tế bào của thực vật [10].
Zn: là thành phần cấu tạo của carbonicanhydrase (xúc tác

phản ứng hydrase hóa) làm tăng khả năng vận chuyển CO2
[10].

22


23


PHẦN 3.
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu
-Tảo Nannochloropsis oculata.
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
3.2.1. Thời gian nghiên cứu
-Thời gian nghiên cứu từ 01/2017-05/2017
3.2.2. Địa điểm nghiên cứu
-Phòng thí nghiệm Khoa thủy sản,Trường đại học nông lâm
Huế.
3.2.3.Nội dung nghiên cứu
- Theo dõi các yếu tố môi trường trong quá trình thí nghiệm.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn đến sự sinh trưởng của
vi tảo Nannochloropsis oculata.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng khác
nhau đến sự sinh
- Lựa chọn độ mặn ban đầu và môi trường nuôi thích hợp
nhất cho sự sinh trưởng của vi tảo Nannochloropsis oculata.
3.3.Vật liệu nghiên cứu
-

Các dụng cụ cân đo và kiểm tra các yếu tố môi trường chuyên dụng (nhiệt độ,
pH, S‰...)

-

Hệ thống thùng ương nuôi vi tảo, máy sục khí, máy lọc nước…

-

Micropipet, buồng đếm, kính hiển vi…

-

Cốc nhựa, cốc thủy tinh, que khuấy…
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp đo các yếu tố độ mặn trong quá
trình thí nghiệm
24


- Nhiệt độ : Đo bằng nhiệt kế thủy ngân, đo 2 lần/ ngày vào
lúc 8h và 14h
- pH: Đobằng pH test so màu, pH đo 2 lần/ ngàyvàolúc 8h và
14h
- DO: pH đo 2 lần/ ngàyvàolúc 8h và 14h
3.4.2. Phương pháp xác định mật độ
Mật độ tế bào tảo được xác định bằng phương pháp đếm tế bào bằng
buồng đếm hồng cầu với kính hiển vi có độ phóng đại x10
C*1000
Mật độ tảo =

A*P*F
Trong đó: C: số lượng tế bào đếm được.
P: chiều cao mỗi ô
A: diện tích ô
F: số lượng ô đếm
3.4.3.Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn ban đầu đến
sự sinh trưởng của vi tảo Nannochloropsis oculata
Ảnh hưởng của độ mặn ban đầu đến sự sinh trưởng của tảo
Nannochloropsis oculata
- 20‰

A1

A3

A2

30‰

25‰

B1

B2

B3

C1

C2

C3

-Theo dõi sự biến động các yếu tố môi trường.
-Xác định sự sinh trưởng của tảo Nannochloropsis oculata.
-

trong từng độ mặn.
25