Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu môi trường dinh dưỡng mới cho tảo xoắn Spirulina platensis tại Trà Vinh

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu môi trường dinh dưỡng mới cải tiến từ môi trường zarrouk tăng hiệu quả kinh tế trong quy, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Tác giả: Dương Hoàng Oanh
• Trường học: Trường Đại Học Trà Vinh
• Chuyên ngành: Nông nghiệp – Thủy sản
• Đề tài: Nghiên Cứu Môi Trường Dinh Dưỡng Cải Tiến Cho Nuôi Tảo Xoắn Spirulina Tại Trà Vinh
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Trà Vinh

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
• KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
• LỜI CẢM ƠN
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 0.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 0.2.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 0.3. Mục tiêu của đề tài
• 0.4. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
• 0.4.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 0.4.2. Qui mô nghiên cứu
• 0.4.3. Phương pháp nghiên cứu
• 0.4.4. Dụng cụ phục vụ thí nghiệm
• 0.4.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 0.4.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU NUÔI TẢO SPIRULINA PLATENSIS VỚI CÁC HÀM LƯỢNG DINH DƯỠNG CẢI TIẾN KHÁC NHAU TỪ MÔI TRƯỜNG ZARROUK TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM
• 1.1. Yếu tố môi trường cơ bản trong quá trình nuôi tảo phòng thí nghiệm
• 1.1.1. Yếu tố pH
• 1.1.2. Yếu tố nhiệt độ
• 1.1.3. Yếu tố độ mặn
• 1.1.4. Phát triển sinh khối của tảo Spirulina platensis
• 1.1.5. Khối lượng của tảo ở các nghiệm thức thí nghiệm
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU NUÔI TẢO SPIRULINA PLATENSIS TRONG MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG “TỐI ƯU” TỪ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA THÍ NGHIỆM 1, NUÔI TRONG ĐIỀU KIỆN BÊN NGOÀI CÓ MÁI CHE (LƯỚI LAN VÀ BẠC TRẮNG)
• 2.1. Yếu tố môi trường trong quá trình nuôi tảo ngoài trời
• 2.1.1. Yếu tố nhiệt độ
• 2.1.2. Yếu tố pH
• 2.1.3. Yếu tố độ mặn
• 2.2. Sự phát triển sinh khối của tảo Spirulina platensis ở các nghiệm thức ngoài trời
• 2.3. Khối lượng của tảo ở các nghiệm thức ngoài trời
• 2.4. Hàm lượng dinh dưỡng của tảo Spirulina platensis trước và sau khi nghiên cứu
• 2.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế khi nuôi tảo xoắn bằng môi trường mới với môi trường đối chứng (Zarrouk)
• PHẦN KẾT LUẬN
• 0.1. Kết quả đề tài
• 0.2. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Nghiên cứu môi trường dinh dưỡng cải tiến cho nuôi tảo xoắn Spirulina

Nghiên cứu này tập trung vào việc cải tiến môi trường dinh dưỡng cho nuôi tảo xoắn Spirulina tại Trà Vinh. Mục tiêu chính là tìm ra một môi trường dinh dưỡng đơn giản và hiệu quả hơn so với môi trường Zarrouk truyền thống. Thí nghiệm đầu tiên được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm với bốn nghiệm thức khác nhau, trong đó nghiệm thức đối chứng là môi trường Zarrouk. Kết quả cho thấy nghiệm thức cải tiến 25% Zarrouk + iot đạt mật độ tế bào cao nhất, cho thấy khả năng tiết kiệm chi phí mà vẫn đảm bảo năng suất cao. Điều này khẳng định rằng việc cải tiến môi trường dinh dưỡng có thể mang lại hiệu quả kinh tế cho người nuôi tảo.

1.1. Thí nghiệm 1 Nghiên cứu nuôi tảo Spirulina với các hàm lượng dinh dưỡng cải tiến

Thí nghiệm đầu tiên được thực hiện để đánh giá sự phát triển của tảo xoắn Spirulina trong các môi trường dinh dưỡng khác nhau. Kết quả cho thấy nghiệm thức cải tiến 25% Zarrouk + iot có mật độ tế bào cao nhất, đạt 68.216 tb/ml. Điều này chứng tỏ rằng việc giảm hàm lượng dinh dưỡng trong môi trường nuôi tảo không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn không làm giảm năng suất. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc nuôi tảo xoắn tại Trà Vinh, giúp người nuôi có thể tối ưu hóa chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

II. Nghiên cứu nuôi tảo Spirulina trong môi trường dinh dưỡng tối ưu

Thí nghiệm thứ hai được thực hiện trong điều kiện bên ngoài có mái che, nhằm đánh giá hiệu quả của môi trường dinh dưỡng tối ưu từ thí nghiệm đầu tiên. Kết quả cho thấy mật độ tảo ở nghiệm thức mới đạt 38.881 tb/ml, trong khi nghiệm thức đối chứng đạt 43.845 tb/ml. Mặc dù không có sự khác biệt thống kê đáng kể, nhưng việc sử dụng môi trường dinh dưỡng cải tiến vẫn cho thấy tiềm năng trong việc nâng cao năng suất nuôi tảo. Điều này cho thấy rằng việc nghiên cứu và phát triển môi trường dinh dưỡng mới là cần thiết để nâng cao hiệu quả kinh tế trong nuôi tảo xoắn.

2.1. Thí nghiệm 2 Nghiên cứu nuôi tảo Spirulina trong điều kiện bên ngoài

Thí nghiệm thứ hai được thực hiện để kiểm tra sự phát triển của tảo xoắn Spirulina trong điều kiện thực tế. Kết quả cho thấy rằng mặc dù mật độ tảo không có sự khác biệt lớn giữa các nghiệm thức, nhưng việc sử dụng môi trường dinh dưỡng cải tiến vẫn mang lại hiệu quả kinh tế. Điều này cho thấy rằng việc áp dụng các công nghệ nuôi tảo mới có thể giúp người nuôi tối ưu hóa chi phí và nâng cao năng suất. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị trong việc phát triển ngành nuôi tảo tại Trà Vinh mà còn có thể áp dụng cho các khu vực khác.

III. Đánh giá hiệu quả kinh tế khi nuôi tảo xoắn bằng môi trường mới

Đánh giá hiệu quả kinh tế là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Việc sử dụng môi trường dinh dưỡng cải tiến không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo năng suất cao. Kết quả cho thấy rằng việc nuôi tảo xoắn Spirulina trong môi trường dinh dưỡng mới có thể mang lại lợi nhuận cao hơn so với việc sử dụng môi trường Zarrouk truyền thống. Điều này khẳng định rằng nghiên cứu và phát triển môi trường dinh dưỡng mới là cần thiết để nâng cao hiệu quả kinh tế trong nuôi tảo.

3.1. Phân tích chi phí và lợi nhuận

Phân tích chi phí cho thấy rằng việc sử dụng môi trường dinh dưỡng cải tiến giúp giảm thiểu chi phí sản xuất. Các số liệu cho thấy rằng chi phí cho môi trường mới thấp hơn đáng kể so với môi trường Zarrouk. Điều này không chỉ giúp người nuôi tảo tiết kiệm chi phí mà còn tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường. Nghiên cứu này cung cấp một cái nhìn tổng quan về tiềm năng phát triển của ngành nuôi tảo xoắn tại Trà Vinh, đồng thời mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tảo xoắn Spirulina platensis là một nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng với hàm lượng protein chiếm từ 60-70%, glucid 13-16%, lipid 7-8%, cùng nhiều axit amin thiết yếu, vitamin và khoáng chất quan trọng. Tảo này được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm và công nghiệp mỹ phẩm nhờ giá trị dinh dưỡng và tác dụng tăng cường miễn dịch. Tuy nhiên, chi phí nuôi tảo cao do môi trường dinh dưỡng phức tạp như môi trường Zarrouk và SOT đã hạn chế sự phát triển quy mô sản xuất.

Nghiên cứu này nhằm mục tiêu tìm ra môi trường dinh dưỡng mới, cải tiến từ môi trường Zarrouk, giúp giảm chi phí nuôi tảo Spirulina platensis mà vẫn đảm bảo năng suất và chất lượng dinh dưỡng cao. Thời gian nghiên cứu từ tháng 8/2016 đến 6/2017 tại Trường Đại học Trà Vinh, với phạm vi thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và ngoài trời có mái che.

Việc phát triển môi trường nuôi tảo hiệu quả không chỉ giúp tăng sinh khối tảo đạt khoảng 68.216 tế bào/ml và khối lượng 14,40 g/l mà còn mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt, giảm chi phí đến 75% so với môi trường chuẩn. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ nuôi tảo quy mô công nghiệp, góp phần nâng cao thu nhập cho người nuôi tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về sinh trưởng tảo Spirulina platensis trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo. Hai mô hình môi trường chính được tham khảo là môi trường Zarrouk và SOT, trong đó Zarrouk có thành phần dinh dưỡng thấp hơn nhưng vẫn đảm bảo sinh trưởng tốt. Các khái niệm chính bao gồm:

• Môi trường dinh dưỡng nuôi tảo: Bao gồm các thành phần đa lượng (NaNO3, K2HPO4, NaHCO3, EDTA, FeSO4) và vi lượng (muối iod, các khoáng chất vi lượng).
• Yếu tố môi trường vật lý: pH, nhiệt độ, độ mặn, cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và năng suất tảo.
• Hiệu quả kinh tế trong nuôi tảo: Đánh giá dựa trên chi phí nguyên liệu môi trường và khối lượng tảo thu được.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu gồm hai thí nghiệm chính:

1. Thí nghiệm 1 (phòng thí nghiệm): Nuôi tảo Spirulina platensis trong 4 nghiệm thức với các tỷ lệ dinh dưỡng cải tiến từ môi trường Zarrouk (100%, 75%, 50%, 25%) có bổ sung muối iod. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần trong bình tam giác 1 lít, mật độ ban đầu 10^4 tế bào/ml, chiếu sáng 2.500 lux, 12 giờ/ngày, sục khí liên tục. Theo dõi pH, nhiệt độ, độ mặn, mật độ tế bào và khối lượng tảo hàng ngày.

2. Thí nghiệm 2 (ngoài trời có mái che): Nuôi tảo trong bể composit 500 lít với 2 nghiệm thức: môi trường cải tiến tối ưu từ thí nghiệm 1 (25% Zarrouk + iod) và môi trường Zarrouk chuẩn. Mật độ ban đầu 10^4 tế bào/ml, sục khí liên tục, theo dõi các yếu tố môi trường và mật độ tảo hàng ngày.

Phân tích số liệu sử dụng ANOVA một yếu tố trên phần mềm SPSS 16, kiểm định Duncan’s Test và Tukey Test với mức ý nghĩa p < 0,05. Các chỉ tiêu dinh dưỡng protein, lipid, glucid, vitamin B1, vitamin E được xác định theo tiêu chuẩn TCVN và phương pháp hóa sinh chuẩn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phát triển sinh khối trong phòng thí nghiệm: Nghiệm thức cải tiến 25% Zarrouk + iod (NT4) đạt mật độ tế bào cao nhất 68.216 tb/ml và khối lượng tảo 14,40 ± 0,83 g/l, không khác biệt ý nghĩa so với môi trường chuẩn Zarrouk (NT1) với mật độ 66.604 tb/ml và khối lượng 13,33 ± 0,53 g/l. Nghiệm thức 75% Zarrouk + iod (NT2) có mật độ và khối lượng thấp nhất, lần lượt 54.800 ± 536 tb/ml và 11,78 ± 0,49 g/l (p < 0,05).

2. Phát triển sinh khối ngoài trời: Mật độ tảo ở nghiệm thức cải tiến (NT2) đạt 43.845 tb/ml, khối lượng 791,7 ± 52,0 g/bể (0,5 m³), cao hơn so với môi trường chuẩn (NT1) với 38.881 tb/ml và 643,3 ± 80,2 g/bể, nhưng không có sự khác biệt thống kê (p > 0,05).

3. Hàm lượng dinh dưỡng tảo: Protein thô trong phòng thí nghiệm dao động 66,67 - 69,36%, cao hơn so với ngoài trời (55,14 - 58,63%). Lipid thấp, từ 0,72 - 2,28% trong phòng thí nghiệm và 1,00 - 1,21% ngoài trời. Vitamin B1 và E đạt lần lượt 14,95 - 15,12 mg/kg và 32,14 - 60,70 mg/kg ngoài trời.

4. Hiệu quả kinh tế: Môi trường cải tiến giảm chi phí nguyên liệu đến 75% so với môi trường Zarrouk chuẩn, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn với lợi nhuận khoảng 1.900 đồng trên đơn vị sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc giảm hàm lượng dinh dưỡng trong môi trường Zarrouk xuống còn 25% kèm bổ sung muối iod không làm giảm năng suất tảo mà còn tăng khối lượng sinh khối, đồng thời giảm đáng kể chi phí sản xuất. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy Spirulina có thể phát triển tốt trong môi trường có pH từ 8,3 đến 11, nhiệt độ 28-33°C và độ mặn phù hợp.

Mật độ tế bào và khối lượng tảo đạt cao trong điều kiện phòng thí nghiệm nhờ kiểm soát tốt các yếu tố môi trường, trong khi ngoài trời do biến động nhiệt độ, ánh sáng và mưa nên sinh trưởng chậm hơn, hàm lượng protein giảm nhẹ. Tuy nhiên, hiệu quả kinh tế vẫn được cải thiện nhờ giảm chi phí môi trường dinh dưỡng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mật độ tế bào theo thời gian và bảng so sánh chi phí, khối lượng tảo giữa các nghiệm thức để minh họa rõ ràng sự khác biệt và hiệu quả của môi trường cải tiến.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng môi trường cải tiến 25% Zarrouk + iod trong quy trình nuôi tảo Spirulina platensis để giảm chi phí nguyên liệu, tăng hiệu quả kinh tế, triển khai trong vòng 6-12 tháng tại các cơ sở nuôi tảo công nghiệp.

2. Nghiên cứu thêm ảnh hưởng của độ mặn và cường độ ánh sáng đến chất lượng protein và sinh trưởng tảo ngoài trời nhằm tối ưu hóa điều kiện nuôi, thực hiện trong 1-2 năm với sự phối hợp của các viện nghiên cứu và trường đại học.

3. Phát triển quy trình thu hoạch và xử lý tảo phù hợp với môi trường cải tiến để giữ nguyên hàm lượng dinh dưỡng, nâng cao chất lượng sản phẩm phục vụ thực phẩm và dược phẩm.

4. Tăng cường đào tạo và chuyển giao công nghệ cho người nuôi tảo tại địa phương, đặc biệt là các hộ dân thiếu đất canh tác, nhằm mở rộng quy mô sản xuất và nâng cao thu nhập bền vững.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành nuôi trồng thủy sản, công nghệ sinh học: Nghiên cứu chi tiết về môi trường dinh dưỡng và kỹ thuật nuôi tảo Spirulina platensis, áp dụng trong các đề tài tiếp theo.

2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm: Tham khảo quy trình nuôi tảo hiệu quả, giảm chi phí nguyên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm đầu vào.

3. Người nuôi tảo và các hợp tác xã thủy sản: Áp dụng mô hình nuôi tảo cải tiến để tăng năng suất, giảm chi phí, nâng cao hiệu quả kinh tế.

4. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp địa phương: Xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển nuôi tảo quy mô công nghiệp, góp phần phát triển kinh tế vùng.

Câu hỏi thường gặp

1. Môi trường cải tiến 25% Zarrouk + iod có ảnh hưởng đến chất lượng tảo không?
   Kết quả nghiên cứu cho thấy môi trường này không làm giảm chất lượng protein mà còn duy trì hàm lượng protein thô cao (69,36%), đồng thời giảm chi phí nuôi, phù hợp cho sản xuất thực phẩm và dược phẩm.

2. Tại sao bổ sung muối iod lại quan trọng trong môi trường nuôi tảo?
   Muối iod cung cấp khoáng chất vi lượng cần thiết giúp tảo phát triển tốt trong môi trường dinh dưỡng giảm hàm lượng, hỗ trợ tăng mật độ tế bào và sinh khối.

3. Điều kiện môi trường nào ảnh hưởng nhiều nhất đến sinh trưởng tảo?
   pH từ 8,3-11, nhiệt độ 28-33°C và độ mặn phù hợp là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và năng suất tảo Spirulina platensis.

4. Hiệu quả kinh tế khi sử dụng môi trường cải tiến so với môi trường Zarrouk chuẩn là bao nhiêu?
   Môi trường cải tiến giúp giảm chi phí nguyên liệu đến 75%, mang lại lợi nhuận cao hơn khoảng 1.900 đồng trên đơn vị sản phẩm, tăng tính khả thi cho sản xuất quy mô lớn.

5. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này ở các vùng khác ngoài Trà Vinh không?
   Với điều kiện khí hậu và môi trường tương tự, mô hình nuôi tảo cải tiến có thể được áp dụng rộng rãi, tuy nhiên cần điều chỉnh phù hợp với đặc điểm địa phương để đạt hiệu quả tối ưu.

Kết luận

• Môi trường cải tiến 25% Zarrouk + iod là môi trường tối ưu cho nuôi tảo Spirulina platensis, đạt mật độ tế bào 68.216 tb/ml và khối lượng 14,40 g/l trong phòng thí nghiệm.
• Nuôi tảo ngoài trời với môi trường cải tiến đạt khối lượng tảo 791,7 g/bể (0,5 m³), cao hơn môi trường chuẩn nhưng không khác biệt ý nghĩa thống kê.
• Hàm lượng protein thô trong tảo nuôi đạt từ 55,14% đến 69,36%, đảm bảo chất lượng dinh dưỡng cao cho mục đích thực phẩm và dược phẩm.
• Môi trường cải tiến giúp giảm chi phí nuôi tảo đến 75%, mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt, phù hợp cho sản xuất công nghiệp.
• Đề xuất triển khai ứng dụng môi trường cải tiến trong 6-12 tháng, đồng thời nghiên cứu thêm các yếu tố môi trường khác để tối ưu hóa quy trình nuôi tảo.

Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để phát triển công nghệ nuôi tảo Spirulina platensis hiệu quả, góp phần nâng cao giá trị sản phẩm và thu nhập cho người nuôi tại Trà Vinh và các vùng lân cận. Đề nghị các đơn vị liên quan phối hợp triển khai nghiên cứu mở rộng và ứng dụng thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Tảo xoắn Spirulina sp chứa hàm lượng protein từ 60–70%, Gluxít: 13- 16%, Lipít: 7-8%, ngoài ra còn chứa nhiều Axít amin không thay thế: Lysine, Metionin, Penylalanin, Tryptophan…, vitamin E, B6, B12,… Khoáng: đồng, kẽm, magie, kali, sắt…Chúng được ứng dụng hiệu quả trong thực phẩm, dược phẩm và công nghiệp hóa mỹ phẩm cho con người và cho thấy Spirulina sp rất nhiều tiềm năng của một loại siêu thực phẩm (Nguyễn Hữu Thước, 1980; Nguyễn Đức Lượng, 2002; Đặng Thị Men, 2013). Ngoài ra, tảo Spirulina sp còn được tách chiết thành các chế phẩm giàu dinh dưỡng và giàu sắc tố có tác dụng tăng khả năng đề kháng, tăng miễn dịch, tăng hàm lượng hồng cầu, bạch cầu, hàm lượng máu, nâng cao thể trạng của bệnh nhân, hạn chế sự phát triển của ung thư (Đặng Xuyến Như, 1995). Sau một khoảng thời gian dài tìm hiểu về vai trò, chức năng, tác dụng của tảo Spirulina sp, các nhà khoa học trong và ngoài nước đã tiếp tục nghiên cứu thêm về các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo cũng như các môi trường dinh dưỡng nuôi tảo nhằm chọn ra những yếu tố tối ưu cho tảo phát triển.

Kết quả, các dạng môi trường dinh dưỡng thích hợp như môi trường SOT, môi trường Zarrouk nuôi tảo phát triển tốt (Godia, 2002). Tuy nhiên, các dạng môi trường dinh dưỡng này khá phức tạp và tốn chi phí cao. Với sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao như tảo Spirulina platensis là tiềm năng lớn trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm, y học, … nên những năm gần đây, các công trình nghiên cứu trong nước đã thiêng về nghiên cứu môi trường dinh dưỡng nuôi tảo Spirulina platensis dựa trên môi trường Zarrouk, các nghiên cứu nhằm mục đích giảm bớt hàm lượng dinh dưỡng trong môi trường và thay thế những thành phần khác vào để giảm giá thành trong sản xuất. Lê Quỳnh Hoa (2013) đã tiến hành khảo sát việc thay thế hàm lượng NaHCO3 bằng NaCl trong môi trường nuôi tảo Spirulina platensis để giảm hàm lượng muối dinh dưỡng NaHCO3, kết quả trên cho thấy có thể giảm NaHCO3 đến một mức nhất định, nhưng nếu thay thế hoàn toàn thì kết quả nuôi tảo không đạt năng suất, do đó có thể nghiên cứu thêm một số hàm lượng khác nằm trong khoảng thích hợp để chọn giá trị tốt nhất.

Bên cạnh đó, khi nghiên cứu nuôi tảo Spirulina platensis bằng nước biển ở quy mô phòng thí nghiệm và ứng dụng trong chế biến thực phẩm của Phạm Thị Kim Ngọc (2013) cho thấy Spirulina được nuôi trong môi trường nước biển với điều kiện nuôi tối ưu có hàm lượng protein cao hơn khi 10 luan an nuôi trên môi trường Zarrouk (môi trường chuẩn) với các thông số tối ưu như tỉ lệ nước biển 29%, tỉ lệ giống 0,35 g/L, hàm lượng các dưỡng chất bổ sung NaHCO3, NaNO3 và KH2PO4 lần lượt là 17; 3,0 và 0,07 g/L vẫn còn quá cao trong 1 lít nước môi trường nuôi tảo Spirulina platensis. Một nghiên cứu khác của Thạch Thị Mộng Hằng (2015) “Nghiên cứu các thành phần dinh dưỡng và một số yếu tố môi trường thích hợp trong nuôi tảo Spirulina platensis tại Trà Vinh”. Đề tài sử dụng 50% môi trường Zarrouk và có bổ sung thêm muối iot. Kết quả cho thấy mật độ tảo đạt cao hơn so với nghiệm thức đối chứng là môi trường Zarrouk chuẩn.

Từ đó có thể cho thấy tảo xoắn có thể sống và phát triển tốt ở môi trường có hàm lượng dinh dưỡng thấp và có bổ sung các khoáng chất thay thế trong điều kiện nhân tạo. Mặt khác mong muốn của người nuôi tảo xoắn vẫn là hiệu quả kinh tế mang lại cho người sản xuất nên môi trường dinh dưỡng nuôi tảo Spirulina platensis còn là một bài toán chưa có đáp án. Căn cứ vào các nghiên cứu trên và điều kiện khí hậu thực tế tại Trà Vinh nên việc tạo giống tảo sạch cùng với tìm kiếm môi trường dinh dưỡng rẻ tiền thay thế hoặc giảm bớt lượng muối dinh dưỡng cần thiết trong nuôi tảo xoắn sinh khối sẽ quyết định giá thành sản phẩm. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra môi trường dinh dưỡng mới để nuôi tảo Spirulina platensis giảm chi phí là điều cần thiết nên đề tài “NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG DINH DƯỜNG MỚI, CẢI TIẾN TỪ MÔI TRƯỜNG ZARROUK TĂNG HIỆU QUẢ KINH TẾ TRONG QUI TRÌNH NUÔI TẢO XOẮN (Spirulina platensis) TẠI TRÀ VINH” được thực hiện.

Đề tài này nhằm tìm ra môi trường dinh dưỡng thích hợp giảm chi phí nhưng đem lại được sản phẩm tảo đạt hàm lượng dinh dưỡng cao đáp ứng được các nhu cầu cho mục đích thực phẩm và dược phẩm tại Trà Vinh. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước: 2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước: Vonshak (1997) tìm hiểu về đặc điểm sinh học của tảo Spirulina platensis, có khoá phân loại như sau: Ngành: Cyanophyta Lớp: Hormogoiophyceae Bộ: Oscillatoriales Họ: Oscillatoriaceae Chi: Spirulina 11 luan an Loài: Spirulina platensis (Geitler, 1925) Frémy (1930) cho biết cơ thể hiển vi của tảo có dạng xoắn lò xo với 5-7 vòng xoắn đều nhau. Trichom không phân nhánh, không có bao, không chia thành các tế bào có vách ngăn ngang.

Trong tế bào có những hạt nhỏ phân bố sát màng tế bào và ở những loài trôi nổi trên bề mặt nước thường có không bào khí. Chiều dài của Trichom tới 151 micron (gần bằng 1,5 mm); chiều rộng 5,5 - 6,5 micron, đầu sợi hơi thun lại. Các vòng xoắn đều nhau, đường kính 43 micron, khoảng cách giữa các vòng xoắn 2,6 micron (trích dẫn bởi Dương Tiến Đức, 1996). Clement (1960) tìm hiểu về thức ăn của người Trung Phi và phát hiện trong mùa không săn bắn, họ chỉ dùng một loại bánh màu xanh mà nguyên liệu chính là thứ họ vớt lên từ hồ.

Clement cho rằng loại bánh có tên Dihe chính là tảo Spirulina. Họ làm Dihe bằng cách vớt những váng xanh nổi trên mặt nước hồ Chad, sau đó phơi khô chúng trên cát dưới ánh sáng mặt trời rồi đập nhỏ đem bán (Vonshak, 1997). Thành phần hóa học của tảo Spirulina STT Thành phần Số lượng (% chất khô) 1 Protein tổng số 60-70 2 Glucid 13-16 3 Lipit 7-8 4 Axit nucleic 4,29 5 Diệp lục 0,76 6 Caroten 0,23 7 Tro 4-5 Santillen (1982) cho biết thành phần thành phần khoáng của Spirulina sp rất nhiều và có tỷ lệ rất cao như Canxi, Photpho, Sắt, Natri, Clo, Magie, Mangan, Kali,…và 18 loại axit amin thiết yếu cho cơ thể: Isoleucine, Leucine, Lysin, Methionine, Phenilalanin, Theonin, Tryptophan, Valin, Alanin, Arginin, Glycin, Histidin, Tyrosin, Prolin, … được xác định theo trình tự như ở bảng 2, bảng 3 và bảng 4 (trích dẫn bởi Đặng Thị Men, 2013) 12 luan an Bảng 2. Thành phần vitamin của tảo Spirulina (Santillen,1982) STT Thành phần Số lượng (% chất khô) 1 Vitamin B12 1,6 2 Beta-Caroten 1.700 3 D-Ca-panthothenate 11 4 Axit folic 0,5 5 Inositol 3,5 6 Niacin (B3) 118 7 Vitamin B6 3 8 Vitamin B1 55 9 Vitamin E 190 Bảng 3.

Thành phần khoáng của tảo Spirulina (Santillen,1982) STT Thành phần Số lượng (% chất khô) 1 Canxi 1.280 3 Sắt 528 4 Natri 344 5 Clo 4.663 7 Mangan 22 8 Kali 14,4 9 Saten 0,4 Bảng 4. Thành phần axit amin trong tảo Spirulina sp (Santillen,1982) STT Thành phần µg/10g Số lượng (% tổng chất khô) 1 Isoleucine 350 5,6 2 Leucine 540 8,7 3 Lysin 290 4,7 4 Methionine 140 2,3 5 Phenilalanin 280 4,5 6 Theonin 320 5,2 7 Tryptophan 90 1,5 8 Valin 400 6,5 9 Alanin 470 7,6 10 Arginin 430 6,9 11 Axit aspartic 610 9,8 13 luan an 12 Clycin 320 5,2 13 Axit Glutamic 910 14,6 14 Glycin 320 5,2 15 Histidin 100 1,6 16 Prolin 270 4,3 17 Serin 320 5,2 18 Tyrosin 300 4,8 Nhiều kết quả nghiên cứu khác đã cho thấy tác dụng của Spirulina sp lên tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống và chất lượng thịt của nhiều loài động vật nuôi cũng như vai trò của nó trong việc nâng cao khả năng miễn dịch học, diệt virus. của vật nuôi. Chính vì vậy, từ lâu Spirulina sp đã là một loại thức ăn giàu dinh dưỡng, được sử dụng trong việc phòng và chữa trị bệnh cho người và động vật nuôi cũng như trong xử lý môi trường (Belay, 2002).

Tổ chức lương thực thực phẩm thế giới (FAO,1996) đã công nhận loại tảo Spirulina sp là nguồn thực phẩm chức năng bổ sung cho người rất tốt. Trong số các axit amin trong tảo có 4 loại axit amin không thể thay thế quan trọng sau: lyzin, methionin, phenylanalin, tryptophan (là nguyên liệu gốc để tổng hợp vitamin B3). Tảo Spirulina không chỉ cung cấp các axit amin không thể thay thế mà còn là nguồn cung cấp các axit béo không bão hòa quan trọng mà cơ thể không thể tự tổng hợp được, trong đó đặc biệt quan trọng là các axit γ –linolenic khiến cho Spirulina trở thành một loại thực phẩm có giá trị chống suy dinh dưỡng và chống béo phì. Các carotenoit chính ở Spirulina sp là oscillaxanthin, mycoxanthophyll, zeaxanthin, hydro-echinenon, β-carotene, β- crytoxanthin, echinenon.

Các lipit chủ yếu của Spirulina sp là mono-di- galactosyldiglycerrid và phosphatidyglycerol. Đặc biệt, tảo Spirulina sp là loại thực vật chứa hàm lượng β-carotene (tiền Vitamin A) cao nhất, gấp 10 hàm lượng β-carotene có trong cà rốt, được biết đến như loại rau quả thông dụng giàu β-carotene nhất trong thực phẩm hàng ngày, β-carotene trong Spirulina sp là chất chống ôxy hóa mạnh nhất, giúp tiêu diệt các gốc tự do là nguyên nhân của bệnh tật và gây chết. Dùng liều cao β-carotene trong khẩu phần dinh dưỡng hàng ngày sẽ phòng chống rất hiệu quả các dạng ung thư. Tảo Spirulina sp còn có vitamin thuộc nhóm B – loại vitamin rất cần thiết cho hoạt động của các cơ, hệ tiêu hóa, rất tốt cho mắt, gan, da, vòm miệng, tóc, giúp điều hòa hệ thần kinh, điều chỉnh lượng cholesterol trong máu.

Trong tảo Spirulina sp còn có sắc tố màu lam phycocyanil, không tồn tại 14 luan an trong bất kỳ thực phẩm nào khác. Hàm lượng protein trong Spirulina sp thuộc loại cao nhất trong các thực phẩm hiện nay, 56%-77% trọng lượng khô, cao hơn 3 lần thịt bò, cao hơn 2 lần trong đậu tương,. Hàm lượng vitamin cũng rất cao. Cứ 1 kg tảo xoắn Spirulina sp chứa 55 mg vitamin B1, 40 mg vitamin B2, 3 mg vitamin B6, 2 mg vitamin B12, 113 mg vitamin PP, 190 mg vitamin E, 4.000 mg caroten trong đó β-Caroten khoảng 1700 mg (tăng thêm 1000% so với cà rốt), 0.5 mg axit folic, inosit khoảng 500-1000 mg.

Phần lớn chất béo trong Spirulina sp là axit béo không no, trong đó axit linoleic 13.784 mg/kg, γ-linoleic 11. Đây là điều hiếm thấy trong các thực phẩm tự nhiên khác. Thành phần phycocyanin có tác dụng oxy hóa nên làm ức chế độc tố gan hepatotoxin. Spirulina platensis có tác dụng nâng cao tính miễn dịch, nâng cao sức đề kháng của cơ thể.