Đặt vấn đề Tảo xoắn Arthrospira platensis là sinh vật nhân sơ đơn bào có khả năng quang hợp, giàu protein, vitamin và khoáng chất cao hơn nhiều loại thực phẩm khác. platensis được The United Nations World Food Conference công nhận là thực phẩm bổ dưỡng (Jung va ctv, 2019). platensis chứa hàm lượng sắc tố tự nhiên cao đến 14% phycocyanin (sắc tố xanh lam), 1% chất điệp lục (sắc t6 xanh lục) và 0,5% carotenoid (sắc tố vàng, cam hoặc đỏ). Vì các hợp chất dinh dưỡng trong A.
platensis đều được cân bang và thành tế bào được cau tạo chủ yếu từ peptidoglycan — con người có thé dé dang hấp thu (tỉ lệ tiêu hóa là 86%) nên tất cả các hợp chất quan trọng đều có khả năng được hấp thụ tối ưu và không bị thất thoát nhiều (Sharoba, 2017). Với ty lệ protein, B — carotene và sắt cao, các hợp chất trên trong A. platensis có thé bố sung và bù đắp được sự thiếu hut có thé xảy ra ở những vùng đất can cỗi, nghèo nàn, kinh tế chưa phát triển (Sharoba, 2017). Mặc dù thu hút nhiều sự quan tâm trong nhiều thập kỷ qua nhưng việc nuôi trồng vi tảo phải đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình công nghiệp hóa.
Tăng trưởng là một trong những yếu tô quan trọng nhất của hệ thống canh tác vi tao. Tảo sử dụng ánh sáng làm nguồn năng lượng cho quá trình quang hợp, đo đó, ánh sáng là nguồn năng lượng cơ bản và là yếu tô quan trọng nhất trong mô hình phát triển của vi tảo (Darvehei và ctv, 2018). Cường độ ánh sáng cao ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng tối đa, trong khi cường độ ánh sáng thấp ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp sinh khối giàu sắc tố và protein, làm tăng nồng độ tế bảo nuôi cấy, tăng khả năng tự che bóng và dẫn đến giảm tốc độ tăng trưởng của tảo xoắn. Cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến sự tích lũy hàm lượng acid béo, thành phần sinh hóa (protein, carbohydrates,.) (Nzayisenga va ctv, 2020), hàm lượng sắc tỐ,.
Hiện nay, nhiều nghiên cứu đang tập trung vào tiềm năng chống oxy hóa của A, platensis. Các hợp chất chống oxy hóa trong A. platensis kích thích mạnh mẽ hoạt động của enzyme chống oxy hóa, giúp ngăn ngừa quá trình peroxy hóa lipid, tôn thương DNA và loại bỏ các sốc tự do (Abdelkhalek và ctv, 2014), các thành phần có khả năng chống oxy hóa được nghiên cứu trên A. platensis có thé ké đến như: hệ sắc tố 1 (Chlorophyll a, Chlorophyll b, Carotenoid,.
Vi vay, dé tai “Anh huong cua điều kiện nuôi cay dén su sinh truong va sinh tông hợp các hợp chat thứ cấp ở Arthrospira platensis” được tiễn hành nhằm tìm ra điều kiện nuôi cay A. platensis phù hợp, cho hiệu quả cao về sinh khối và sự tích lũy của các hợp chất thứ cấp trong tảo. Mục tiêu của đề tài: Đánh giá khả năng sinh trưởng dưới các cường độ ánh sáng khác nhau và ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ H2O> đến sự sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp của tao xoắn A. Nội dung thực hiện: Đề hoàn thành mục tiêu của đề tài cần thực hiện các nội dung chính sau: 1.
Khảo sát ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng đến sự phát triển của A. Khảo sát ảnh hưởng của sự thay đôi nồng độ HaO› đến sự sinh tổng hợp các hợp chat thứ cấp trong A. TONG QUAN VÀ TÀI LIEU 2. Téng quan vé Arthrospira platensis 2.
Lịch sử hình thành A. platensis là một vi khuẩn quang hợp, dang sợi, hình xoắn ốc, da bao và có màu xanh lam. platensis hay tảo xoắn Spirullina platensis là tên gọi do nhà tảo học Deurben (Đức) đặt vào năm 1827. Cũng vào năm 1827, Turpin lần đầu tiên phân lập được A.
platensis từ nguồn nước tự nhiên (Koru, 2012). Năm 1960, Tiến si Clement (Pháp) tình cờ phát hiện 4. platensis ở hồ Tchad (Trung Phi). Điều đáng kinh ngạc là, ở vùng đất can cdi quanh năm này, thé dân nơi đây rất cường tráng, khỏe mạnh.
Khi tìm hiểu về thức ăn của họ, phát hiện trong mùa không săn ban, họ sử dụng một loại bánh màu xanh với nguồn nguyên liệu được vớt lên từ hồ Tchad. Qua phân tích, phát hiện loại bánh có tên “Dihe” chính là A. platensis là thực vật sông lâu đời nhất trên Trái Dat cách đây khoảng 3,6 tỷ năm và là sinh vật quang hợp đầu tiên đã tạo ra oxy cho bầu khí quyên dé mọi sự sống có thé tiến hóa (Soni va ctv, 2017). platensis là sinh vật phù du tạo thành quan thể khổng 16 trong các vùng nước nhiệt đới cũng như cận nhiệt đới có chứa hàm lượng cao các muối carbonat và muối bicarbonate với pH kiềm dao động khoảng 9,5.
platensis thuộc: Vuc (Domain): Bacteria Ngành (Phylum): Cyanobacteria Lớp (Class): Cyanophyceae Bộ (Order): Oscillatoriales Ho (Family): Microcoleaceae Chi (Genus): Arthrospira Loai (Species): Arthrospira platensis Hình 2. Tế bào Arthrospira platensis dưới kính hién vi. (a), (ð) Chup ở vật kính 40X; (c) Chụp ở vật kính 100X; A: Tảo xoăn Arthrospira platensis dưới các độ phóng đại khác nhau. Hình thái cau tạo A.
platensis có dang soi xoắn ốc hoặc các đoạn tao là đặc trưng của chi. Sự có mặt của không bào chứa đầy khí nằm trong tế bào cùng với dạng xoắn ốc của các sợi làm thành những tam thảm nổi. Soi tảo có độ dài từ 50 — 500 um và chiều rộng từ 3 — 8 um. Soi tảo không được bao phủ bang bao nhay như thay ở tảo lam nói chung.
Điều này giải thích sự không bám chặt của vi khuẩn hoặc các vi sinh vật khác với tế bào A. Hàm lượng dinh dưỡng trong Arthrospira platensis A. platensis là một vi tảo chứa hàm lượng cao các chất dinh dưỡng đa lượng va vi lượng, các amino acid thiết yếu, protein, lipid, vitamin, khoáng chat và các chất chống oxy hóa (Ruma và ctv, 2017). Trong những năm gan đây, A.
platensis ngày càng được chú ý như một nguồn dược phẩm tiềm năng. Nhiều nghiên cứu cho thấy A. platensis có nhiều lợi ích cho sức khỏe bao gồm chống oxy hóa, điều hòa miễn dịch, chống viêm, chống ung thư, chống virus và vi khuân cũng như tác dụng tích cực trong việc giảm lipid máu, thiếu máu, suy dinh dưỡng, béo phì, tiểu đường và độc tính của các kim loại nặng (Lee và ctv, 1998; Lorenz, 1999; Kulshreshtha và ctv, 2008; Hoseini và ctv, 2013). platensis được chứng minh là siêu thực phẩm (Sushma va ctv, 2022), cũng được coi là điều kỳ diệu trong tự nhiên trong các đại dương và hồ nước mặn ở vùng khí hậu nhiệt đới.
platensis là nguồn giàu protein nhất A. platensis có nhiều protein thực vật chiếm 60 — 71% trọng lượng của nó (Balasubramani và ctv, 2016). platensis có lượng protein cao nhất trong số các loại thực phẩm tự nhiên (65%), nhiều hơn thịt động vật và cá (15 — 25%), đậu nành (35%), sữa bột (35%), đậu phộng (25%), trứng (12%), ngũ cốc (8 — 14%) hoặc sữa tươi nguyên chat (3%) (Henrikson, 2009). Ngoài ra, trong thành phan protein của A.
platensis có chứa các phycobiliprotein — môt loại protein tan trong nước, có tính huỳnh quang cao, rất bền ở pH sinh lý — một loại sắc tố lam có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp của tảo lam, tảo đỏ (Glazer, 1994), là chất tạo màu tổng hợp vì chúng không gây độc hại và không gây ung thư (Hsieh — Lo, 2019). Phycobiliprotein được sử dụng rộng rãi trong các xét nghiệm miễn dịch do tính huỳnh quang cao, bảo quản tốt ở nhiệt độ từ 4 — 10 °C (Sharma, 2014). Lipid Theo Hoseini (2013), lipid có trong A. platensis được chia thành hai thể là thé xà phòng hóa (83%) và thể không xà phòng hóa (17%), chứa nhóm sắc tố thiết yếu như paraffin, sterols và rượu terpene.
Một nửa của lipid tông số là acid béo (chủ yếu là œ — 6) va Cholesterol (< 0,1 mg/100g sinh khối khô của Arthrospira). Trên thực tế, A. platensis rất giàu y — linolenic acid (36% tổng số Polyunsaturated fatty acids (PUFAs)). Vitamin và khoáng chất Các vitamin tự nhiên trong A.
platensis là B — carotene, BI, B2, B12 và E,. Hàm lượng — carotene trong A. platensis cao gấp nhiều lần (khoảng 30 lần) so với ca rot (Tang va ctv, 2011). platensis được coi là nguồn thực phẩm giàu vitamin B12 nhất (thậm chí là cả các dang corrinoid, chất tương tự vitamin B12 hoặc giả vitamin B12) và provitamin A (Yin va ctv, 2017).
platensis chứa khoảng 13,6% carbohydrates, bao gồm glucose, rhamnose, mannose, xylose va galactose (Shekharam va ctv, 1987). platensis không chứa cellulose trong mang murein — có lợi cho bệnh nhân có đường ruột hấp thụ kém hoặc người lớn tuôi (Mathur, 2019). Thành phan cao phân tử chính trong A. platensis là một polysaccharide phan nhánh có cau trúc tương tự glycogen.
Các polysaccharide anion có trọng lượng phân tử 5 lớn với các hoạt tính kháng virus và điều hòa miễn dịch đã được phân lập từ 4. Astaxanthin Astaxanthin (3,3' — dihydroxy — B, B’ — carotene — 4,4’ — dione) là một keto — carotenoid, một sắc tố màu đỏ thuộc nhóm xanthophyll, công thức phan tử là C4oHs204 và khối lượng phân tử 596,84 g/mol. Astaxanthin gồm hai vòng tận cùng được nối với nhau bởi một chuỗi polyene, gồm hai nguyên tử carbon không đối xứng nằm ở vị trí 3, 3” của vòng — ionone và nhóm hydroxyl (-OH) ở hai đầu phân tử. Astaxanthin tồn tại ở dạng đồng phân lập thể, đồng phân hình học, dạng tự do và dạng este hóa (Higuera — Ciapara va ctv, 2006).
(Nguồn: Higuera — Ciapara và ctv, 2006) Astaxanthin có thê được tông hợp nhân tạo hoặc được tim thay từ nhiêu loài sinh vật tự nhiên như các loài hải sản (cá hôi, tôm, cua, v.), nâm, địa y, vi khuân, một sô loài vi tảo, v.v hoặc ở một sô loài chim. Phân lớn các loài động vật không có khả năng tự tong hợp astaxanthin. aAiestnxdrh “iow 100 = Free = Monoester = Diester 80 60 (%) 40 0 Antaractic Marine Deapsea Edible Alga Red yeast krill copepode shrimp crab shell Astaxanthin sources Hình 2. Astaxanthin và các dang ester cua Astaxanthin trong các sinh vat khác nhau.
Astaxanthin được cho là một “siêu carotenoid” vì đặc tính chống oxy hóa mạnh mẽ, cao gap 10 lần so với B — carotene va 80 — 550 lần so với a — tocopherol. Astaxanthin còn có nhiều hoạt tinh sinh học cần thiết cho động vật trên cạn cũng như dưới nước như bảo vệ chúng chống lại quá trình oxy hóa và tia UV, tăng cường thị lực, phản ứng miễn dịch, sắc tố, sinh sản và phát triển (Đỗ Thanh Trí, 2019). Astaxanthin cho thấy các hoạt động chống oxy hóa cao hơn các carotenoid khác như — carotene, lutein, canthaxanthin, zeaxanthin và vitamin E (Miki, 1991).