Đặt vấn đề Athrospira platensis là loài tảo lam rất giàu dinh dưỡng, giàu vitamin, chất khoáng, axít amin và các axít béo thiết yếu. Bên cạnh đó, khả năng thích ứng tốt với yếu tố môi trường, điều kiện và kỹ thuật nuôi đơn giản cũng là một trong những lợi thế trong nuôi sinh khối loài tảo này. Nhận thức về sức khoẻ và các sản phẩm bảo vệ sức khoẻ của người dân ngày càng tăng, tác dụng của tảo xoắn Athrospira platensis cũng càng được biết nhiều. Trên thế giới nhiều nước đã nghiên cứu và nuôi sinh khối thành công như : Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ.
Trong đó dẫn đầu về khả năng sản xuất loại tảo này là Mỹ. Ở nước ta việc nuôi trồng còn mang tính nhỏ lẻ, chưa đáp ứng được nhu cầu tăng cao. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ và hình thái của tảo xoắn Arthrospira platensis” được được xây dựng nhằm tìm hiểu và nghiên cứu các điều kiện sau: Xác định môi trường nuôi phù hợp bao gồm thành phần dinh dưỡng, pH và nhiệt độ nuôi.Xác định các mật độ tiếp giống phù hợp cho tảo.Xác định các điều kiện chiếu sáng.Xác định các yếu tố về sục khí, tốc độ dòng và độ sâu nuôi trong bể raceway. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.
Mục đích của đề tài Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ và hình thái của tảo xoắn Arthrospira platensis.Yêu cầu Tìm hiểu được các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ và hình thái của tảo Arthrospira platensis. Thử nghiệm thay đổi các yếu tố để biết được ảnh hưởng lên tảo Arthrospira platensis. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về tảo Arthrospira platensis 2.
Phân loại Tảo xoắn Arthrospira platensis là vi khuẩn lam thuộc chi Arthrospira, bộ Oscillatoriaceae, lớp Cyanophyceae, ngành vi khuẩn lam. Tảo xoắn được phân lập từ mẫu nước ngọt vào năm 1827 bởi Turpin, ban đầu xếp vào chi Spirulina. Đến năm 1892, từ những nghiên cứu của Stizenberger về vách ngăn giữa các tế bào trong chi Spirulina đã phân ra thành 2 chi là chi Spirulina (nhìn rõ vách ngăn) và chi Arthrospira (không nhìn rõ). Sau đó chúng được gộp vào cùng một chi một lần nữa và lại tách ra thành 2 chi vào năm 1989 bởi Gomont.
Các phân loại này được chấp nhận đến ngày nay. Năm 1974, Stainer và Van Neil hợp nhất ngành tảo lam vào giới sinh vật tiền nhân và đặt tên là vi khuẩn lam (Cyanobacteria/Cyanophyta). Vị trí của tảo xoắn trong hệ thống phân loại như sau: Giới: Prokaryota; ngành: Cyanobacteria/Cyanophyta; lớp: Cyanophyceae; bộ: Oscillatoriales; họ: Microcoleaceae; chi: Arthrospira. Hình ảnh sợi tảo Arthrospira platensis 2 2.
Đặc điểm hình thái của Arthrospira platensis Arthrospira platensis có cấu tạo dạng sợi không nhánh và thường có dạng vòng xoắn lớn, liên tục hoặc dạng thẳng. Sợi có thể đơn độc hoặc các sợi đan vào nhau. Mỗi sợi là một ống trụ, hai đầu có cùng hình dạng, kích thước, có thể dài hoặc ngắn. Đầu tế bào hình cầu hoặc hình trụ, có thể có thành tế bào dày.
Arthrospira platensis là một chi đa bào, nhưng vách ngăn giữa các tê bào rất khó quan sát. Arthrospira platensis thường không chuyển động nhưng đôi khi có thể chuyển động quay tròn. Hầu hết các loài tảo đều có không bào khí, nên có khả năng nổi trên mặt nước. Arthrospira platensis không có tế bào dị hình, đường kính sợi từ 8–10μm (Janse van Vuuren, 2006).
Arthrospira platensis có thể xuất diện trong các hồ nước ngọt, ao, nước mặn hoặc môi trường ven biển. Chúng có thể sống tự do hoặc bị gắn vào tảo khác. Bên cạnh việc sống trong các môi trường phổ biến, Arthrospira platensis có khả năng sinh sôi nảy nở trong các hệ thống khoáng hoá, nước kiềm và nước ấm mà hầu như không có sinh vật sống nào khác có thể sống sót. Các sợi có thể được tạo thành các cụm đáy có màu xanh lam đến xanh lá cây, màu ô-liu (Janse van Vuuren, 2006).
Hình thái của các chủng Arthrospira 3 Ghi chú : Sợi mới lấy từ trong phòng thí nghiệm, (b) sợi ở hồ tự nhiên cố định trong formaldehyde (2%), (c) sợi nuôi trong bể raceway, (d) tự phát quang dưới tia UV. Đặc điểm sinh trưởng của tảo Arthrospira platensis Sự sinh trưởng của tảo được diễn tả bằng sự phân chia tế bào. Với chế độ dinh dưỡng thích hợp và điều kiện sinh lý học thuận lợi, quá trính sinh trưởng của tảo trải qua ít nhất các pha sau : Pha chậm : Sự vô hiệu hóa các enzyme, sự giảm tốc độ trao đổi chất của tảo giống, tế bào gia tăng kích thước nhưng không có sự phân chia; một số yếu tố khuyếch tán được tạo ra do chính các tế bào thì cần cho quá trình cố định carbon; hoạt động trao đổi chất của các tế bào đã ức chế sự hoạt động của các độc tố nào đó có mặt trong môi trường, hay do cấy tảo vào môi trường có chứa một vài chất có nồng độ quá cao. Pha tăng trưởng : là giai đoạn mà tế bào phân chia rất nhanh và liên tục.
Tốc độ tăng trưởng trong giai đoạn này tùy thuộc vào kích thước tế bào, cường độ ánh sáng, nhiệt độ. Pha tăng trưởng chậm : Khi có một vài nhân tố xuất hiện như : sự giảm sút của yếu tố dinh dưỡng nào đó, tỷ lệ cung cấp oxy và carbonic, sự thay đổi pH, sự hạn chế ánh sáng, sự xuất hiện các yếu tố ngăn cản sự phân chia các tế bào do một chất độc nào đó.thì quá trình sinh trưởng của tảo bị ức chế, đây là giai đoạn đầu của pha tăng trưởng chậm. Tuy nhiên, pha này diễn ra rất nhanh với sự cân bằng được tạo ra giữa tốc độ tăng trưởng và các nhân tố giới hạn, nó được xem là pha quân bình. Pha suy tàn : Khi các chất dinh dưỡng trở nên cạn kiệt không đủ cung cấp cho sự sinh trưởng và trao đổi chất đến mức trở nên độc hại, tảo sẽ bị suy tàn gọi là pha chết.
Vòng đời của tảo Ghi chú: 1: Sợi tảo ngắn (Hormognia); 2: Tảo phân chia thành đoạn ngắn; 3: Tảo bắt đầu xoắn; 4: Hình thành cấu trúc xoắn điển hình; 5: Một số tế bào chết sẽ tách sợi dài thành các sợi ngắn hơn (necridia); 6: Các thể sợi ngắn sẽ tiếp tục phân chia nguyên phân để hình thành dạng Hormongonia. Giá trị của tảo xoắn Arthrospira platensis Tảo xoắn Arthrospira platensis rất giàu protein, tới 70% khối lượng khô và đầy đủ các axit amin không thay thế. Ngoài các sắc tố tự nhiên như chlorophyll, phycocyanin, xanthophyll, ß-caroten, tảo còn giàu các chất khoáng quan trọng như kẽm, sắt, canxi, magnesium và phospho. Hàm lượng β-carotene trong tảo xoắn cao hơn 30 lần so với cà rốt trong khi hàm lượng sắt cao hơn 20 lần so với mầm lúa mỳ.
Tảo xoắn giàu vitamin nhóm B (thiamine, pyridoxine, panthothenic acid, folic acid và cyanocobalamin), vitamin E, tiền vitamin A (β- carotene). Đặc biệt, tảo xoắn còn chứa acid béo không no đặc biệt là γ-linoleic acid (GLA, 18:3 (n-6), ω-6) tới 1% trọng lượng khô giúp ngăn ngừa các bệnh về tim mạch, điều hòa huyết áp, bảo vệ gan và các tế bào thần kinh. Do đó, tảo 5 Arthrospira platensis được coi là thực phẩm dinh dưỡng hoàn hảo và được sử dụng làm thực phẩm chức năng, ngăn ngừa lão hóa, giảm nguy cơ ung thư, tăng cường khả năng miễn dịch, ức chế virus nên tảo xoắn Arthrospira platensis được tổ chức Y tế Thế giới công nhận là thực phẩm tốt nhất cho loài người trong thế kỷ XXI [FAO, 1981, 2006]. Khả năng chống oxy hóa và chống viêm Trong tảo Arthrospira Platensis có chứa nhiều chất chống lão hóa như β- caroten, vitamin E, acid γ-linoleic.
Những chất này có khả năng loại bỏ các gốc tự do thông qua tác dụng chống oxy hóa, làm chậm sự lão hóa của tế bào. Ngoài ra, trong tảo xoắn chứa chất chống oxy hóa tuyệt vời với thành phần chính là phycocyanin. Phycocyanin có khả năng trung hòa các gốc tự do, qua đó giảm thiểu những thiệt hại mà quá trình oxy hóa mang lại, chúng cũng là chất tạo nên màu xanh lam độc đáo của tảo xoắn. Ngoài ra phycocyanin cũng có khả năng chống viêm hiệu quả.
Ngoài ra, tảo xoắn còn giúp tăng cường hệ miễn dịch cho cơ thể. Các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng bổ sung spirulina trong 12 tuần có thể cải thiện sự phát triển miễn dịch bằng cách nâng cao số lượng tế bào hoàn chỉnh và hoạt động của enzym indoleamine 2,3-dioxygenase, như một dấu hiệu của chức năng miễn dịch ở những người lớn tuổi. Điều hòa hormon sinh lý Với liều dùng vừa phải, Arthrospira Platensis làm cân bằng dinh dưỡng, tổng hợp các chất nội sinh, tăng hormon và điều hòa sinh lý, khiến cho người đàn ông lấy lại sự dẻo dai, sức mạnh bền vững một cách tự nhiên. Trong nhiều nghiên cứu có độ chính xác cao, tảo xoắn đã được chứng minh có khả năng cải thiện sức mạnh cũng như nâng cao sức chịu đựng của cơ bắp.
Đối với phụ nữ, khi dùng Arthrospira Platensis, các hoạt chất của nó sẽ điều hòa hormon, làm cân bằng cơ thể, khiến người phụ nữ trở nên tươi trẻ hơn, biểu hiện rõ nhất trên làn da. Một số tác dụng khác 6 Ngoài ra, có thể dùng tảo Arthrospira Platensis hỗ trợ trong điều trị bệnh viêm gan, suy gan, bệnh nhân bị cholesterol máu cao và viêm da lan tỏa, bệnh tiểu đường, loét dạ dày tá tràng và suy yếu hoặc viêm tụy, bệnh đục thủy tinh thể và suy giảm thị lực, bệnh rụng tóc. Các sản phẩm của tảo 2. Các thành phần dinh dưỡng của tảo Arthrospira Platensis Hàm lượng lipid và thành phần acid béo Arthrospira platensis có chứa nhiều acid béo không, trong đó nổi bật là acid linoleic với hàm lượng 13.784mg/kg, γ-linoleic 11.
Đây là điều hiếm thấy trong các thực phẩm tự nhiên khác (Paoletti et al. Hàm lượng khoáng chất có thể thay đổi theo điều kiện nuôi trồng, thông thường với sắt là 580- 646mg/kg; mangan là 23- 25mg/kg; magie là 2.810mg/kg, selen là 0,4mg/kg, canxi, kali, phospho đều khoảng là 1.000mg/kg hoặc cao hơn (Paoletti et al. 7 Hàm lượng Carbohydrate Hàm lượng carbohydrate khoảng 16,5%, hiện nay đã có những thông tin dùng glucose chiết xuất từ tảo Arthrospira platensis để tiến hành những nghiên cứu chống ung thư (Paoletti et al. Carbohydrate có hàm lượng dưới 50% TLK (trọng lượng khô), trong nước dạng: CO2, H2CO3, HCO3-, CO3 2-, NaHCO3 cần thiết cho sự sinh trưởng của tảo (Martinez Nadal, 1971; Santillan, 1982).
Hàm lượng Vitamin Theo nghiến cứu của Hu năm 2003 cứ 1kg tảo xoắn Arthrospira platensis chứa 55mg vitamin B1, 40mg vitamin B2; 3mg vitamin B6; 2mg vitamin B12; 113mg vitamin PP; 190mg vitamin E; 4.000mg caroten trong đó β-Caroten khoảng 1700mg (cao hơn 10% so với cà rốt), 0,5mg acid folic, inosit khoảng 500- 1.