Đang tải... (xem toàn văn)
Sống trong môi trường dinh dưỡng đựng trong bình, chậu, bể… Được vận động bằng khuấy trộn theo kiểu tịnh tiến hai chiều Tảo hấp thu ánh sáng mặt trời để phát triển. Kiểu nuôi này phụ thuộc vào thời tiết, cần có giải pháp khắc phục. Nuôi theo hệ thống kín (Closed ecosystem) (C.E.S): Được nuôi trong các bể lên men sinh khối (bioreactor). Vận động bằng máy khuấy trộn theo 3 chiều, tảo hấp thu ánh sáng nhân tạo hay tự nhiên. Nhiều kiểu C.E.S được thiết kế như thùng lên men cổ điển hoặc kiểu ống xoắn ốc… Vì nuôi Spirulina theo hệ thống hở ít tốn kém, dễ dàng và cho năng suất khá, sau đây là kỹ thuật nuôi Spirulina với công nghệ nuôi theo hệ thống hở (O.E.S). Một số lưu ý khi chuẩn bị nuôi tảo: - Tìm hiểu về thị trường tiêu thụ. - Hệ thống giao thông phải thuận lợi. - Tìm được thỏa thuận giữa người nuôi và nhà chế biến. - Chuẩn bị nguyên vật liệu xây dựng ao, bể nuôi, hệ thống khuấy nước. - Chuẩn bị nguồn giống. - Chuẩn bị hóa chất, trang thiết bị như: máy đo pH, đo oxygen, nhiệt độ… - Chuẩn bị kĩ thuật nuôi.
Tóm tắt: I. Giới thiệu về tảo Spirulina II. Các đặc điểm III. Nuôi trồng Spirulina IV. Ứng dụng - Năm 1960, tiến sĩ Clement người Pháp đã phát hiện ra ở hồ Tchad – Trung Phi. - Thuộc ngành Cianophyta, lớp Cianophyceae, bộ Oscillatoriales, họ Oscillatoriaceae, giống Spirulina. - Nó là một loại thần dược trị bệnh suy dinh dưỡng và nhiều bệnh khác. - Spirulina được trồng ở nhiều nơi: Hoa Kỳ, Ấn Độ, Thái Lan, Nhật, Việt Nam… - Có mặt cách đây khoảng 3 tỉ năm Có 2 loài quan trọng: Spiruna platensis – nguồn gốc Nam Mỹ. Spiruna maxima / Spirulina geitleri – nguồn gốc Châu Phi. - Ngoài ra: S.jeejibai ở CHLB Đức, S.subsalsa ở Ukraina, S.laxissima ở Kenya, S.pacifica ở Hoa Kỳ… Ở các vùng nước cạn, xung quanh rìa hồ hay kênh bị ô nhiễm thường có mặt tảo Spirulina. - Phân bố: Trên thế giới: • Châu Phi: hồ Tchad – Trung Phi Congo, Ethiopia, Nam Phi… • Châu Mỹ: thung lũng hoang mạc Imperial thuộc bang California, nông trại Hawaii (Mỹ)… • Châu Á: trang trại Twin Tauong (Myanmar), công ty tảo Siam (Thái Lan), trang trại Chenhai (Trung Quốc), Việt Nam… Ở Việt Nam: • Các thủy vực như: sông, ao, hồ, ruộng lúa, vùng nước, … • Được nuôi trồng tại: • Công ty cổ phần nước khoáng Vĩnh Hảo (Bình Thuận) từ năm 1979. • Châu Cát, Lòng Sông (Thuận Hải) • Suối Nghệ (Đồng Nai) • Đak Min (Đak Lak) • Và một số cơ sở ở Bình Chánh và TP. Hồ Chí Minh. • Là một loại tảo lam đa bào • Dạng sợi, xoắn kiểu lò xo, ở cuối hai đầu sợi thường hẹp, mút lại. • Hình dạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố và tùy từng giai đoạn phát triển, như xoắn kiểu chữ C, S… • Các dạng có chiều dài khác nhau. Ví dụ: Sợi uốn sóng dài 5 – 7 nếp gấp, có khi đến 27 nếp gấp. ⇒ Hiện tượng biến dạng trên nói lên khả năng thích nghi với môi trường mà vi sinh vật cổ xưa có được qua hàng triệu năm tiến hóa chọn lọc tự nhiên. • Màu xanh lục lam. • Chiều dài thay đổi có thể đạt hơn ¼ mm. • Có khả năng di động nhanh mặc dù không có cơ quan di động. • Không chịu ảnh hưởng của ánh sáng khi di động. • Chúng không hình thành tập đoàn. • Sợi tảo phân chia thành các vách ngăn, không phân nhánh, không có không bào và dị bào (heterocyst). • Dạng xoắn thường giữ được trong phòng nghiên cứu, sang môi trường nuôi đại trà, nó thường biến thành dạng thẳng, tỷ lệ xoắn ÷ thẳng khoảng 15 ÷ 85. • Cấu tạo: • Có cấu trúc nhu mô đơn giản, không có dạng tế bào roi. • Giống vi khuẩn: không có ty thể, không có nhân rõ ràng… • Có chứa sắc tố quang hợp phycocyanin màu xanh, chất diệp lục nằm trong nguyên sinh chất. • Cấu tạo: • Màng tế bào không chứa cellulose mà là monopolysaccharid khá mềm, dễ nghiền và dễ hấp thu. • Không có ty thể nhưng có hạt Cyanophysin là nơi xảy ra quá trình hô hấp cho tế bào. • Có ribosome phân bố trong nguyên sinh chất. • Không có lớp màng nhầy bao phủ tế bào như các loài khác cùng ngành tảo lam, mà chỉ được bao phủ bởi lớp vỏ của nó. • Protein (56% - 77%) • Carbohydrates (15% - 25%) • Các acid béo (18%): acid linoleic, acid linolenic. • Các vitamin: B1, B2, B6, B12, PP, E. • Carotene: β-carotene, chlorophil, các chất màu, folic acid, inosit acid. • Các acid amin: isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophane, valine. • Các nguyên tố vi lượng: K, Mg, Fe, Mn, Zn, Ca, P, Selen. Spirulina là thực vật duy nhất có khả năng sinh sôi và phát triển trong những ao hồ có nhiều hoá chất độc hại. Nói chung, môi trường sống của chúng là nước kiềm. Nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng là 35oC (32 – 40oC). • Ánh sáng: • Là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của tảo. • Nếu chiếu sáng liên tục ngày đêm (24/24) thì năng suất của tảo cao nhất. ⇒ Spirulina không có chu kì quang. • Độ pH: • Chịu được pH cao từ 8,5 – 11. • Cường độ quang hợp đạt mức tối đa ở pH từ 8,5 – 9,0. Vẫn tăng cao ở pH = 10. • pH = 0 và 1,5 làm cường độ quang hợp giảm nhanh hơn. • Các giai đoạn sinh trưởng: thích nghi, logarit, đường thẳng, giảm, ổn định, lão suy. • Hình thức sinh sản: vô tính. • Trong thời kì sinh sản Spirulina nhạt màu, ít sắc tố xanh hơn bình thường. • Vòng đời của Spirulina đơn giản, trong điều kiện tối ưu – nuôi trong phòng thí nghiệm – thì vòng đời khoảng 1 ngày, còn ở điều kiện tự nhiên thì khoảng 3 – 5 ngày. Có 2 công nghệ nuôi trồng chính trên thế giới: Nuôi theo hệ thống hở (Opened ecosystem) (O.E.S): • Sống trong môi trường dinh dưỡng đựng trong bình, chậu, bể… • Được vận động bằng khuấy trộn theo kiểu tịnh tiến hai chiều • Tảo hấp thu ánh sáng mặt trời để phát triển. • Kiểu nuôi này phụ thuộc vào thời tiết, cần có giải pháp khắc phục. Nuôi theo hệ thống kín (Closed ecosystem) (C.E.S): • Được nuôi trong các bể lên men sinh khối (bioreactor). • Vận động bằng máy khuấy trộn theo 3 chiều, tảo hấp thu ánh sáng nhân tạo hay tự nhiên. • Nhiều kiểu C.E.S được thiết kế như thùng lên men cổ điển hoặc kiểu ống xoắn ốc… Vì nuôi Spirulina theo hệ thống hở ít tốn kém, dễ dàng và cho năng suất khá, sau đây là kỹ thuật nuôi Spirulina với công nghệ nuôi theo hệ thống hở (O.E.S). Một số lưu ý khi chuẩn bị nuôi tảo: - Tìm hiểu về thị trường tiêu thụ. - Hệ thống giao thông phải thuận lợi. - Tìm được thỏa thuận giữa người nuôi và nhà chế biến. - Chuẩn bị nguyên vật liệu xây dựng ao, bể nuôi, hệ thống khuấy nước. - Chuẩn bị nguồn giống. - Chuẩn bị hóa chất, trang thiết bị như: máy đo pH, đo oxygen, nhiệt độ… - Chuẩn bị kĩ thuật nuôi. Lựa chọn địa điểm nuôi tảo • Ánh sáng đầy đủ, thích hợp. • Chủ động nguồn nước, không bị ô nhiễm. • Giao thông thuận tiện. • Nếu địa điểm xây bể có nhiều mối thì không nên dùng vật liệu xây bể là plastic vì dễ bị mối ăn. • Bể nuôi tảo hình chữ nhật, góc được vê tròn kết hợp với hệ thống cánh khuấy (paddle-wheel). Thiết kế bể nuôi tảo: • Bể có thể lớn (hoặc nhỏ) về diện tích, thể tích. • Bể nên xây cao 50 – 55 cm để đảm bảo độ sâu mực nước từ 20 – 30 cm. • Bể được xây dựng bằng vật liệu thông thường (xi măng, plastic, gạch cement hay gạch beton cement chịu kiềm). Ngoài ra, còn có thể xây mái che cho bể, thiết kế với 2 mái, nóc nhọn. - Công dụng: • Chống sự xâm nhiễm của bụi đất, cát theo gió đưa vào. • Bụi khói do nhiên liệu bị đốt cháy. • Tránh chim bay vào. Nước là dung môi quan trọng để hòa tan các chất dinh dưỡng nuôi tảo. Tiêu chuẩn chọn giống: - Ở nước ta thường dùng giống S.latensis nguồn gốc nhập ngoại - Có 4 hình dạng chính: thẳng, xoắn lò xo, uốn sóng và xoắn nếp dày, sâu. Chọn giống theo mục đích sử dụng: • Làm thực phẩm • Làm dược phẩm • Làm mỹ phẩm • Chọn giống ít hấp phụ, tích tụ các chất độc của môi trường nuôi cấy như: Pb, Pb, Cd, Hg, As… • Chọn giống cho năng suất cao, dễ thu hoạch, dễ thích nghi, sức chống chịu tốt. • Giống phải được mua ở những cơ sở uy tín. Đồng thời nơi nuôi cũng nên được trang bị những phòng thí nghiệm. • Lợi ích của việc xây dựng phòng thí nghiệm ở nơi nuôi: • Là nơi giúp phân tích chất lượng nước các bể nuôi. • Là nơi cất giữ và nhân giống tảo phục vụ cho sản xuất. • Đảm bảo giống luôn có để phục vụ sản xuất. • Giúp người nuôi tiết kiệm một khoản chi lớn so với việc mua giống tảo bên ngoài. • Đảm bảo giống tảo luôn có để phục vụ sản xuất. • Có thể lai tạo để tìm ra những giống tốt. • Có thể làm nơi tìm ra những công thức môi trường mới nuôi tảo đạt hiệu quả. Chuẩn bị: • Vệ sinh hồ • Cung cấp nước từ 15 – 30cm, không lẫn các chất có hại cho tảo • Bổ sung hóa chất vào nguồn nước (định lượng các thành phần hóa học chủ yếu Na+, K+, HCO3-, NO3-…- theo công thức Zarrouk và thông số pH). • Môi trường nuôi nên để ổn định trong vài giờ trước khi bơm giống xuống bể. Bơm giống: • Mật độ tế bào ~ 150 – 300 mg/L. • Chế, khuấy nên liên tục trong ngày, hạn chế ánh sáng cho phù hợp với sinh khối loãng. • Sinh khối tiếp tục phát triển thì tính toán pha loãng dần để nâng mực nước nuôi đạt độ sâu cao nhất. • Chất nuôi tiếp tục bổ sung theo chỉ dẫn của định lượng thông số hằng ngày, có thể theo chu kỳ: • NaHCO3: cách 2 - 3 ngày, tùy pH tăng lên và ổn định khoảng 10,5. • Nguồn N: ure cách 1 - 2 ngày, các loại đạm khác thưa hơn. • Nước bổ sung hằng ngày để bù đắp lượng nước bốc hơi. - Các yếu tố vật Ánh sáng: • Ánh sáng tự nhiên: thời gian, cường độ chiếu sáng vừa phải để tảo phát triển tốt. • Quản lý: nếu lượng chiếu sáng nhiều có thể che mát cho ao bằng cách trồng cây xung quanh hoặc xây mái che cho ao. Nhiệt độ: • ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của tảo. • Tảo Spirulina phát triển tối hảo ở 35oC. • Nhiệt độ dưới 20oC, tảo phát triển chậm. • Nhiệt độ trên 38oC tảo sẽ chết. Các yếu tố hóa học: • Đảm bảo các lượng chất trong nước theo đúng công thức môi trường nuôi. • Thường xuyên đo đạc các thông số của môi trường, đề xuất các biện pháp quản lý thích hợp. • Ảnh hưởng của kim loại nặng: • Ngoài Pb, Asenic, còn nhiều ion kim loại gây độc cho tảo theo thứ tự: Cu > Ni > Co > Cr > Cd > Zn Hfhf. Ảnh hưởng của các hóa chất khác: chất thải như thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, diệt cỏ đều gây độc cho tảo. Các yếu tố sinh học: • Động vật chân chèo • Động vật nguyên sinh • Amoeba • Tảo lạp • Vi khuẩn - Vấn đề ô nhiễm môi trường do nuôi Spirulina: chúng có thể tạo ra CO2 - nước nuôi thải ra môi trường gây ô nhiễm do tính kiềm mạnh. Jhgh. Do đó nguồn nước thải từ bể nuôi cần phải được pha loãng hay trung hòa trước khi thải ra ngoài. Thu hoạch sinh khối và cách xác định thời điểm thu hoạch • Khi sinh khối đạt > 750 mg/L thì thu hoạch. • Thời gian bắt đầu thu hoạch thường sau khi xuống giống 7 – 10 ngày • Quá trình nuôi thu hoạch liên tục dài 3 – 4 tháng thì thu toàn bộ, làm vệ sinh hồ, nuôi mẻ mới. • Phương pháp thu hoạch: • Ngoài ra còn có cách xác định thời điểm thu hoạch khác: đo độ trong của nước trong bể bằng đĩa Secchi. • Độ sâu nhìn thấy được đĩa Secchi đạt 1,5 – 2cm là thời điểm thu hoạch. • Đến độ sâu 4cm thì dừng và bổ sung hóa chất vào bể, tiếp tục vừa nuôi vừa thu hoạch. • Ta nên thu hoạch buổi sáng vì: • Buổi sáng mát nên việc thu hoạch dễ dàng và đỡ mệt nhọc. • Có nhiều giờ để phơi khô sản phẩm. • Lượng protein của spirulina thu được vào buổi sáng cao hơn những thời điểm khác trong ngày. • Nên thu hoạch vào những ngày nhiều nắng để đảm bảo tảo được phơi khô. • Sử dụng màng lọc Polyester, đường kính mắt lưới 30μm. Thiết bị lọc đặt hơi nghiêng để có thể tiến hành lọc liên tục, đồng thời rửa và vớt. • Sau đó, vắt nước bằng máy vắt hoặc màng rung cho nước chảy bớt xuống. • Bánh tảo được cắt ra từng miếng, lúc này nước vẫn chiếm 70 – 80%. • Phải phơi tảo ngoài nắng hoặc bằng các thiết bị làm khô khác trong vòng vài giờ tùy nhiệt độ. • Ứng dụng của Spirulina vô cùng to lớn trong cuộc sống con người và trong thủy sản. • Vào những năm 1990, Tổ chức nhân đạo Antenna ở Thuỵ Sĩ đã đưa ra một ý tưởng mới, đó là dùng tảo spirulina để chống đói nghèo ở những nước kém và đang phát triển. Và họ đã thành công. • Điều trị bệnh suy dinh dưỡng • Hỗ trợ điều trị suy gan, viêm gan, bệnh lao. • Tăng cường miễn dịch ở người và động vật. • Tham gia phản ứng phát hiện kháng nguyên đặc hiệu. • Đánh dấu kháng thể đơn dòng để chuẩn đoán. • Các cuộc thí nghiệm mới đây còn chứng minh khi sử dụng các hợp chất trong tảo spurilina cho những con chuột bị ung thư thì chúng đã giảm được những cơn đau đớn và các khối u cũng phát triển chậm lại. • Tại Mỹ và Công ty dược phẩm Equilibre Attitude của Pháp người ta chiết xuất tảo làm dược phẩm để phá huỷ các lớp mỡ, căn bệnh của những người giàu. • Là siêu thực phẩm để tăng cường sinh lực, làm săn chắc cơ bắp đối với các vận động viên thể thao, thể hình. • Kháng virus Herpes gây bệnh mụn giộp. • Chống oxy hóa khử các gốc oxy hóa: OH-, … • Hỗ trợ điều trị bệnh viêm thấp khớp. • Kháng thrombin, ngăn ngừa thành lập cục máu đông trong mao mạch. • Các nhà khoa học tuyên bố rằng spurilina có thể được sử dụng để chế tạo thành thuốc chống căn bệnh thế kỉ AIDS và tăng cường sức đề kháng cho bệnh nhân nhiễm HIV. • Hai trường Đại học danh tiếng Harvard và Boston của Mỹ đang nhân giống Spirulina thành một loại tảo mới có khả năng chống được virut cảm cúm hoặc tăng cường sức lực cho DNA. • Trong khi đó, các nhà khoa học Đức phát hiện ra rằng tảo spurilina còn có thể làm cho các cơ quan nội tạng như tim, tuyến giáp tuyến tuỵ, tuỷ xương và màng tế bào trở lên khoẻ mạnh hơn. • Sắc tố β-carotene và các carotenoid giúp hoạt tính vitamin A hay tiền vitamin A. Chúng chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch, hỗ trợ trị liệu ung thư, nhiễm trùng. Ngoài ra betacaroten còn có tác dụng bảo vệ mắt. • Sắc tố Clorophyl khử mùi hôi ở vết thương ở đường tiêu hóa, khử độc ở gan (sắc tố phycocyanin của tảo cũng giúp bảo vệ gan và thận). • Sắc tố Zeaxanthin bảo vệ mắt ở người cao tuổi. • Các khoáng vi lượng (Fe2+, Mg2+, K+, Se4+, Ge2+) tham gia tạo hồng cầu và cấu tạo nên hệ enzyme của người và động vật. • Selen là chất antioxydant và chống lão hóa. • Germani có vai trò trong lưu thông khí quyết, tăng cường vận chuyển oxy từ máu vào mô, tác dụng tốt cho hệ tim mạch . vì dễ bị mối ăn. • Bể nuôi tảo hình chữ nhật, góc được vê tròn kết hợp với hệ thống cánh khuấy (paddle-wheel). Thiết kế bể nuôi tảo: • Bể có thể lớn (hoặc. trưởng và phát triển của tảo. • Tảo Spirulina phát triển tối hảo ở 35oC. • Nhiệt độ dưới 20oC, tảo phát triển chậm. • Nhiệt độ trên 38oC tảo sẽ chết. Các yếu