Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2011. QCVN 40-2011/
BTNMT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
công nghiệp.
Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2016. Báo cáo hiện trạng
môi trường Quốc gia 2016. Chuyên đề môi trường
đô thị.
Chi cục Bảo vệ môi trường - Sở Tài nguyên và Môi
trường tỉnh Bắc Ninh, 2017. Báo cáo quản lý chất
thải rắn trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh.
Cục Thống kê tỉnh Bắc Ninh, 2017. Niên giám thống kê
tỉnh Bắc Ninh năm 2016. Nhà xuất bản Thông tin và
truyền thông.
Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, 2015. Báo
cáo hiện trạng môi trường 5 năm tỉnh Bắc Ninh giai
đoạn 2011 - 2015.
Urban solid wastes and treatment solutions in Bac Ninh province
Tran Sy Hai,, Luong Duc Toan
Abstract
The survey results showed that the average solid waste generation was 256.2 tons/day. The major component of solid
waste was organic (about 65%), recyclable waste (paper, plastic, metal) accounting for about 15% with a specific
weight of about 234 kg/m3. The pollutants in solid waste were still within acceptable limit. The organic matter was
quite high. The leachates quality in waste dump sites was mostly in excess of the permitted level when comparing
with QCVN 40-2011/BTNMT. Based on the results of analysis of urban solid waste quality and the current situation
of solid waste treatment in Bac Ninh, the authors proposed several technology solutions for solid waste treatment
which are suitable to socio-economic conditions of Bac Ninh province.
Keywords: Solid waste urban, technology, solution
Ngày nhận bài: 23/9/2018
Ngày phản biện: 16/10/2018
Người phản biện: PGS. TS. Nguyễn Kiều Băng Tâm
Ngày duyệt đăng: 10/12/2018
NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG
NUÔI TẢO XOẮN CÓ BỔ SUNG MUỐI I-ỐT
Dương Hoàng Oanh1
TÓM TẮT
Nghiên cứu nhằm cải tiến môi trường dinh dưỡng Zarrouk có bổ sung muối I ốt để nuôi tảo xoắn Spirulina
platensis. Thí nghiệm nghiên cứu gồm có 4 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần bao gồm: (1) môi trường
Zarrouk (nghiệm thức đối chứng (NT1); (2) 75% Zarrouk + muối i-ốt (NT2); (3) 50% Zarrouk + muối i-ốt (NT3);
(4) 25% Zarrouk + muối i- ốt (NT4). Kết quả nghiên cứu cho thấy trong điều kiện pH 9,23 - 10,18; nhiệt độ 28,00C 32,90C và độ mặn dao động từ 2‰ - 16‰ ở 4 nghiệm thức nghiên cứu thì ở nghiệm thức 4 (NT4) tảo đạt mật độ và
sinh khối tối ưu, lần lượt là 68.667 ± 3.216 tb/mL và 14,40 ± 0,83 g/L, khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05)
so với nghiệm thức đối chứng (NT1) là 66.160 ± 1.604 tb/mL và 13,33 ± 0,53 g/L và NT3 là 66.880 ± 3.322 tb/mL và
13,90 ± 0,51 g/L. Riêng NT2 cho kết quả thấp nhất cả về mật độ tế bào tảo và khối lượng tảo, lần lượt là 54.800 ± 536
tb/mL và 11,78 ± 0,49 g/L khác biệt có ý nghĩa so với ba nghiệm thức trên. Điều này khẳng định rằng khi nuôi tảo xoắn
Spirulina platensis trong môi trường có 25% Zarrouk + muối i-ốt tạo ra kết quả không những đạt năng suất về sinh
khối tảo mà còn tiết kiệm chi phí về hàm lượng dinh dưỡng nuôi tảo khoảng 75% khi nuôi với môi trường Zarrouk.
Từ khóa: Công thức cải tiến, i-ốt, Spirulina platensis, Zarrouk
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tảo xoắn (Spirulina platensis) được tách chiết
để mang lại chế phẩm 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
1
ung thư (Đặng Xuyến Như, 1995). Ngoài ra, tảo
xoắn Spirulina 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… Vì vậy, chúng
Trường Đại học Trà Vinh
113
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
được ứng dụng hiệu quả trong dinh dưỡng, trong
dược phẩm và công nghiệp hóa mỹ phẩm cho con
người và cho thấy Spirulina rất nhiều tiềm năng của
một loại siêu thực phẩm (Belay et al., 2002). Sau
một khoảng thời gian dài tìm hiểu về vai trò, chức
năng, tác dụng của tảo Spirulina, 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, dạng môi trường dinh dưỡng nuôi
tảo thích hợp và mang lại hiệu quả tốt là môi trường
Zarrouk (Madkour et al., 2012). 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,
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 thiên về nghiên cứu
môi trường dinh dưỡng nuôi tảo Spirulina dựa trên
môi trường Zarrouk, các nghiên cứu nhằm mục đích
giảm hàm lượng dinh dưỡng trong môi trường và
thay thế những thành phần khác vào để giảm giá
thành về môi trường dinh dưỡng. Lê Quỳnh Hoa
(2013) cho biết khi khảo sát việc thay thế hàm lượng
NaHCO3 bằng NaCl trong môi trường nuôi trồng tảo
Spirulina platensis, có thể giảm hàm lượng NaHCO3
bằng NaCl nhưng năng suất giảm. Bên cạnh đó đề
tài Nuôi 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) cũng đã
xác định được 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 dẫn đến giá thành cao khi nuôi
tảo xoắn. Vì vậy môi trường dinh dưỡng nuôi tảo
Spirulina còn là một bài toán cần tiếp tục giải mã.
Do đó, hướng nghiên cứu tiếp theo là giảm NaHCO3
nhưng phải tăng lượng muối bổ sung để vừa tạo
môi trường đủ nhưng lại giảm liều lượng của môi
trường dinh dưỡng nuôi tảo. Trong đó, muối I ốt có
các thành phần cần thiết cho tảo xoắn phát triển.
Xuất phát từ những vấn đề trên, việc tạo giống tảo
NT1
114
giàu dinh dưỡng cùng với tìm kiếm môi trường
dinh dưỡng rẻ tiền thay thế hoặc giảm bớt lượng
muối dinh dưỡng cần thiết trong nuôi tảo Spirulina
platensis nhằm giảm chi phí là điều cần thiết.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu bao gồm dụng cụ và thiết bị
thí nghiệm được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1. Các dụng cụ và thiết bị
được sử dụng trong thí nghiệm
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
Lam + Lamel
Bình định mức
Nước cất
Micropipet, Đầu col
Bình xịt cồn
Đèn cồn, Cồn 700, 900
Pipetpaster
Bình tam giác 1 lít
Hệ thống sụt khí
Kính hiển vi
Nồi hấp tiệt trùng
Buồng đếm Naubauer
Máy đo cường độ ánh sáng
Khúc xạ kế + Nhiệt kế
Cân điện tử 4 số lẻ + Giấy bạc
Bếp đun + cá từ
Môi trường dinh dưỡng
Đèn huỳnh quang
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm một nhân tố được bố trí hoàn toàn
ngẫu nhiên trong bình tam giác có thể tích 1 lít,
với 4 nghiệm thức (3 môi trường tương ứng với 3
hàm lượng dinh dưỡng cải tiến khác nhau từ môi
trường Zarrouk có bổ sung muối iốt và 1 môi trường
đối chứng: Zarrouk), mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần
(Hình 1).
NT2
NT3
Hình 1. Tảo Spirulina platensis được bố trí thí nghiệm
NT4
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
Tảo được cấy vào bình tam giác với mật độ ban
đầu là 104 tb/mL, sục khí liên tục trong suốt quá
trình nuôi, tiến hành nuôi với cường độ ánh sáng
2.500 lux, chiếu sáng 12/24 giờ. Môi trường nuôi cấy
và dụng cụ nuôi được hấp khử trùng bằng autoclave
ở 121oC trong 15 phút. Môi trường dinh dưỡng cho
tảo phát triển được cung cấp vào ngày đầu tiên của
thí nghiệm, muối iốt bổ sung mỗi ngày 1 ml. Môi
trường dinh dưỡng theo 4 dạng công thức tương ứng
với 4 nghiệm thức như sau được thể hiện ở bảng 2.
Bảng 2. Môi trường dinh dưỡng theo 4 dạng công thức tương ứng với 4 nghiệm thức
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Thành phần
EDTA
NaNO3
K2HPO4
FeSO4.7H2O
NaHCO3
K2SO4
NaCl
MgSO4.7H2O
CaCl2.2H2O
NT1 (ĐC)
0,08
2,5
0,5
0,01
16,8
1,0
1,0
0,2
0,04
Liều lượng (g/L)
NT2
NT3
0,06
0,04
1,875
1,25
0,375
0,25
0,0075
0,005
12,6
8,4
1 ml/ngày
Muối I ốt đã pha
có độ mặn 100‰
Độ mặn ở các nghiệm thức khác nhau có độ mặn
ban đầu khác nhau. Cụ thể độ mặn ban đầu bố trí
thấp nhất là NT4 (4‰) đến NT3 (7‰) đến NT2
(10‰) và cao nhất là NT1 đạt 15‰.
Bảng 3. Thành phần định lượng của muối iốt
TT
1
2
3
4
5
6
7
Thành phần
Hàm lượng NaCl
Hàm lượng I ốt
Độ ẩm
Hàm lượng Ion Ca2+
Hàm lượng Ion Mg2+
Hàm lượng Ion SO2Hàm lượng tạp chất không tan
(%/g)
92
0,2 - 0,4
5
0,4
0,6
1,2
0,5
(Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5647:1992).
Hàm lượng muối i-ốt bổ sung vào 3 nghiệm thức
môi trường cải tiến được pha bằng cách cân 130 g
muối iốt như bảng 5 pha trong 1 lít nước cất để đạt
độ mặn 100‰, sau đó đem hấp tiệt trùng trong nồi
autoclave ở 1210C trong 15 phút. Lượng nước muối
iốt đã pha được bổ sung vào 3 lô thí nghiệm mỗi
ngày 1ml trong suốt quá trình nghiên cứu.
2.2.2. Các chỉ tiêu theo dõi
a) Các yếu tố môi trường
Các yếu tố môi trường bao gồm nhiệt độ, pH, độ
mặn được kiểm tra 2 lần/ngày lúc 8 giờ sáng và 2
giờ chiều. pH được đo bằng pH kế, nhiệt độ nuôi đo
bằng nhiệt kế, độ mặn đo bằng khúc xạ kế.
1 ml/ngày
Muối I ốt đã pha
có độ mặn 100‰
NT4
0,02
0,625
0,125
0,0025
4,2
1 ml/ngày
Muối I ốt đã pha
có độ mặn 100‰
b) Sinh khối tảo
Tảo được thu mỗi ngày lúc 8 giờ sáng để xác định
mật độ tảo. Mật độ tảo được xác định bằng cách
dùng micropipep có thể tích 1 ml hút tảo từ trong
bình tam giác vào ống ly tâm có thể tích 10 ml, tiến
hành pha loãng bậc 5 (1 tuần đầu tiên) và pha loãng
bậc 10 (tuần tiếp theo), sau đó lắc đều và hút 1 ml đã
pha loãng vào buồng đếm Sedgewick-Rafter có thể
tích 1 ml, đậy lamel lại và tiến hành đếm tảo đại diện
trên 125 ô (25 ô/góc: 4 góc và 1 giữa) ở vật kính 10,
lặp lại 3 lần đếm. Xác định khối lượng tảo sau khi kết
thúc thí nghiệm: Khi mật độ tảo đạt cực đại thì sau
1-2 ngày, toàn bộ sinh khối tảo được thu bằng lưới
lọc có kích thước mắt lưới là 5 - 10 µm và khối lượng
tảo được xác định bằng cân 2 số lẻ, sau đó so sánh
khối lượng tảo ở 4 nghiệm thức.
- Cách tính mật độ tảo:
Số lượng tảo = T ˟ (A/N) ˟ V pha loãng
Trong đó: T: tổng số tế bào đếm được; A: tổng
số ô của buồng đếm; N: tổng số ô đếm được; V pha
loãng : thể tích pha loãng
Thể tích buồng đếm: 1,0 mL. Buồng đếm tảo
Sedgwick-Rafter.
c) Phương pháp phân tích các thành phần dinh dưỡng
của tảo Spirulina platensis
Protein: Theo phương pháp TCVN 4328-1:2007
phương pháp Kjeldahl; Lipid: Theo phương pháp
TCVN 4331:2001 xác định hàm lượng chất béo;
115
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
Carbohydrate/Gluxid: Theo phương pháp (Ref. TCVN
4594:1988) phương pháp xác định đường tổng số,
đường khử và tinh bột.
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu được phân tích bằng phương sai một
yếu tố (ANOVA) trên phần mềm SPSS 16.0 với phép
kiểm định Duncan’s Test và Tukey Test được sử dụng
để xác định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với mức
ý nghĩa p < 0,05. Tất cả các số liệu trong thí nghiệm
được trình bày dưới dạng trung bình (Mean) ± sai
số chuẩn (SE).
2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 8/2016 đến
6/2017, tại Khoa Nông nghiệp - Thuỷ sản, Trường
Đại học Trà Vinh.
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Yếu tố môi trường cơ bản trong quá trình
nuôi tảo
3.1.1. Yếu tố pH
Yếu tố pH trong quá trình thí nghiệm được thể
hiện cụ thể qua Hình 2.
Hình 2. Biểu đồ thể hiện giá trị pH trung bình hằng ngày
Kết quả ở hình 2 cho thấy, pH ở 4 nghiệm thức
tăng dần theo thời gian nghiên cứu. Từ ngày thứ 1
đến ngày 5 pH tăng nhanh từ 9,23 - 9,88, từ ngày
thứ 6 trở đi pH tăng chậm dần và đạt chỉ số cao nhất
vào ngày nuôi thứ 20 ( 10,00 - 10,18). Nhìn chung,
pH ở nghiệm thức 4 (NT4) là thấp nhất, kế đến là
nghiệm thức 2 (NT2), tới nghiệm thức 3 (NT3) và
cao nhất là nghiệm thức 1 (NT1) nhưng cả 4 nghiệm
thức đều có chỉ số pH nằm trong khoảng thích hợp
cho tảo phát triển dao động từ 9,23 - 10,18. Kết quả
này tương tự như Ismaiel và cộng tác viên (2016)
đã khẳng định rằng Spirulina platensis phát triển tốt
nhất ở pH 9,0 - 10 và pH của thí nghiệm đã nằm
trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của tảo.
pH là một trong những nhân tố môi trường có ảnh
hưởng rất lớn lên sự phát triển của tảo Spirulina
platensis. Kết quả pH ở bốn nghiệm thức có sự khác
biệt nhau là do hàm lượng các thành phần môi
trường dinh dưỡng ban đầu của bốn nghiệm thức
tương ứng khác nhau, thêm vào đó môi trường
dinh dưỡng khác nhau cũng ảnh hưởng đến mật
độ phát triển của tảo theo thời gian nuôi nên pH ở
bốn nghiệm thức có sự khác biệt nhau nhưng các
chỉ số pH vẫn nằm trong khoảng thích hợp cho tảo
phát triển. Theo Trần Văn Tựa (1993) thì Spirulina
platensis tăng trưởng tối ưu ở pH 9,0 - 11,0; pH = 9,0
116
tối ưu cho sự hấp thu carbon ghi dấu phóng xạ và sự
phóng thích oxygen quang hợp.
3.1.2. Yếu tố nhiệt độ
Nhiệt độ ở cả 4 nghiệm thức trong quá trình thí
nghiệm dao dộng rất nhỏ (Hình 3). Nhiệt độ trong
khoảng thời gian nghiên cứu có sự thay đổi giữa các
ngày không quá 5 đơn vị. Cụ thể NT1 nhiệt độ thấp
nhất là 28,00C và cao nhất là 32,90C. Ở NT2 nhiệt độ
thấp nhất là 28,30C và cao nhất là 33,00C. Ở NT3 nhiệt
độ thấp nhất là 29,00C và cao nhất là 32,90C. Ở NT4
nhiệt độ thấp nhất là 28,70C và cao nhất là 32,20C.
Nhiệt độ giữa các ngày có sự chênh lệch nguyên
nhân là do sự thay đổi của nhiệt độ xung quanh dưới
ảnh hưởng của thời tiết (mưa). Nhiệt độ môi trường
nuôi rất dễ bị chi phối và tác động bởi điều kiện xung
quanh, mức độ và thời gian chiếu sáng (Đặng Đình
Kim, Đặng Hoàng Phước Hiền, 1998).
Nhìn chung, nhiệt độ của của các nghiệm thức
trong suốt quá trình nghiên cứu dao động từ 28,0
- 33,20C luôn nằm trong khoảng tối ưu cho tảo
sinh trưởng và phát triển. Kết quả này phù hợp với
nghiên cứu của Nguyễn Thị Bích Ngọc (2010) cho
rằng Spirulina platensis có thể nuôi trong khoảng
nhiệt độ từ 26 - 340C.
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
Hình 3. Biểu đồ thể hiện giá trị nhiệt độ trung bình hằng ngày
3.1.3. Yếu tố độ mặn
Độ mặn ở các nghiệm thức khác nhau có độ mặn
ban đầu khác nhau. Cụ thể độ mặn ban đầu bố trí
thấp nhất là NT4 (4‰) đến NT3 (7‰) đến NT2
(10‰) và cao nhất là NT1 đạt 15‰. Độ mặn của các
nghiệm thức này có sự biến động nhẹ giữa các ngày
nhưng không quá 2‰. Ở NT1 không bổ sung muối
i-ốt, độ mặn của nghiệm thức này vẫn duy trì 14‰
- 16‰. Ba nghiệm thức còn lại có bổ sung muối i-ốt
hằng ngày và đến ngày cuối cùng độ mặn cũng tăng
cao hơn ban đầu lần lượt: NT2 (6‰); NT3 (4,5‰);
NT4 (4,5‰). Nhìn chung, tuy có sự tăng nhẹ về độ
mặn trong quá trình nghiên cứu so với nghiệm thức
đối chứng nhưng cho thấy tảo Spirulina platensis có
khả năng hấp thu muối cao, đặc biệt ở các ngày đầu
bố trí độ mặn cả 4 nghiệm thức đầu có xu hướng
giảm mặc dù có bổ sung muối i-ốt, điều này xảy ra
là do tảo sinh trưởng và phân cắt tế bào, những ngày
gần cuối thí nghiệm do mật độ tảo tăng cao kèm
theo có sự thay đổi về pH, ánh sáng và môi trường
dinh dưỡng cạn kiệt nên tảo bắt đầu bị ức chế về
sự tăng trưởng dẫn đến hấp thu muối kém, làm cho
độ mặn càng về cuối thí nghiệm càng tăng cao như
(Nguyễn Thị Bích Ngọc, 2010) cho rằng độ mặn có
ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng và phát triển của vi
tảo. Độ mặn thay đổi làm thay đổi áp suất thẩm thấu
của tế bào, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, hô
hấp, tốc độ tăng của tảo.
Hình 4. Biểu đồ thể hiện giá trị độ mặn trung bình hằng ngày
3.2. Phát triển sinh khối của tảo Spirulina platensis
Qua kết quả nghiên cứu cho thấy, sau 3 tuần nuôi
các nghiệm thức đều có xu hướng tăng mật độ tế
bào tảo ở 2 tuần đầu tiên. Bắt đầu tuần thứ 3, mật
độ tế bào tảo có tăng theo thời gian nhưng không
nhiều và đạt cực đại ở ngày thứ 20, 21 và giảm ở
ngày thứ 22 trở đi. Mật độ tảo ở 3 nghiệm thức đạt
cao nhất ở ngày thứ 20 (NT1: 66.160 ± 1.604 tb/mL;
NT3: 66.880 ± 3.322 tb/mL; NT4: 68.667 ± 3.216 tb/
mL) và ngày thứ 21 (NT2: 54.800 ± 536 tb/mL). NT2
đạt mật độ thấp nhất và có sự khác biệt thống kê (p
< 0,05) so với ba nghiệm thức còn lại (Bảng 4). Tuy
nhiên, ở NT3 và NT4 mật độ tế bào tảo đạt cao hơn
NT1 khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05).
Kết quả về mật độ tảo ở NT1 (môi trường Zarrouk)
đạt 66.160 ± 1.604 tb/mL tương đồng với kết quả
nghiên cứu của Ngô Thị Thùy Tâm (2009) khi nuôi
tảo trong môi trường Zarrouk, với mật độ ban đầu
10.000 tb/mL đạt mật độ (65.677 ± 15.913 tb/mL).
Theo nghiên cứu của Lê Quỳnh Hoa (2013) khi khảo
117
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
sát việc thay thế hàm lượng NaHCO3 bằng NaCl
trong môi trường nuôi tảo Spirulina platensis đã kết
luận tảo nuôi trong môi trường Zarrouk có tốc độ
tăng trưởng đạt cao nhất, các nghiệm thức càng giảm
dần NaHCO3 tỷ lệ thuận với tốc độ tăng trưởng. Vì
vậy, khi nghiên cứu giảm NaHCO3 và thay thế NaCl
không hiệu quả bằng việc giảm NaHCO3 và bổ sung
nước muối i-ốt. Điều này cho thấy, trong môi trường
nước muối i-ốt có các thành phần Ca2+, Mg2+, SO42-
và hàm lượng i-ốt chiếm tỷ lệ rất nhỏ nhưng đã tác
động đến tăng trưởng của tảo rất nhiều. Kết quả
nghiên cứu, khi nuôi tảo xoắn Spirulina platensis
trong môi trường có ~25% Zarrouk có bổ sung nước
muối i-ốt tạo ra kết quả cao nhất, không những đạt
năng suất về sinh khối tảo mà còn tiết kiệm chi phí
về hàm lượng dinh dưỡng nuôi tảo khoảng 75% khi
so với môi trường Zarrouk.
Bảng 4. Tăng trưởng của tảo ở các nghiệm thức
Ngày
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Nghiệm thức
NT1 (ĐC)
10.000 ± 0 a
11.365 ± 189 a
14.947 ± 322 a
15.840 ± 229 a
18.440 ± 3.609 a
20.360 ± 1.479 a
22.933 ± 1.894 a
31.253 ± 3.857 a
37.467 ± 1.468 a b
40.720 ± 1.301 a
42.800 ± 2.811 a
41.627 ± 945 a
48.107 ± 3.827 ab
44.533 ± 3.190 a
52.115 ± 2.656 b
51.867 ± 2.568 a
55.773 ± 478 b
53.853 ± 3.576 ab
54.667 ± 3.308 a
66.160 ± 1.604 b
58.240 ± 1.334 ab
56.907 ± 2.003 ab
55.780 ± 1.697 ab
NT2
10.000 ± 0 a
10.987 ± 79 a
14.680 ± 100 a
15.480 ± 205 a
18.320 ± 237 a
20.720 ± 794 a
28.440 ± 622 ab
31.440 ± 999 a
31.600 ± 909 a
36.560 ± 447 a
38.000 ± 540 a
41.200 ± 649 a
43.600 ± 652 a
45.360 ± 1.436 a
40.480 ± 1.026 a
46.960 ± 945 a
46.640 ± 1028 a
46.400 ± 1.022 a
53.680 ± 603 a
50.960 ± 1.190 a
54.800 ± 536 a
51.120 ± 793 a
49.120 ± 439 a
NT3
10.000 ± 0 a
12.053 ± 1.563 a
17.613 ± 745b
20.200 ± 494 b
26.653 ± 1.141 b
26.453 ± 2.285 ab
33627 ± 1.423 b
42.480 ± 2.159 b
50.053 ± 2.626c
52.213 ± 1.969 b
54.560 ± 1.484 b
55.520 ± 914 b
59.600 ± 2.874 c
56.587 ± 7.983 ab
59.093 ± 1.486 b
64.187 ± 743 b
62.480 ± 2.920 bc
66.408 ± 4.082 b
65.787 ± 4.113 ab
66.880 ± 3.322 b
63.013 ± 3.641 bc
65.360 ± 4.362 b
58.613 ± 934 b
NT4
10.000 ± 0 a
12.853 ± 19 a
17.440 ± 997 b
19.813 ± 1.975 b
27.440 ± 2.224 b
31.093 ± 5.624 b
33.600 ± 6.037 b
42.373 ± 3.279 b
44.907 ± 4.339 bc
51.120 ± 3.169 b
50.293 ± 3.332 b
57.200 ± 4.133 b
55.707 ± 4.183 bc
64.040 ± 6.808 b
60.053 ± 4.979 b
67.733 ± 3.324 b
65.733 ± 3.605 c
66.000 ± 5.807 b
67.840 ± 6.209 b
68.667 ± 3.216 b
68.320 ± 3.091 c
65.813 ± 6.050 b
61.834 ± 4.761 b
Ghi chú: Số liệu trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (SD) (tb/mL). Trong cùng một hàng ngang các chữ
cái viết kèm bên trên khác nhau chỉ sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
3.3. Sinh khối tảo
Sinh khối lượng tảo đạt cao nhất ở NT4 với
14,40 ± 0,83 g/L, kế đến là NT3 đạt 13,90 ± 0,51 g/L,
2 nghiệm thức này khác biệt không có ý nghĩa thống
kê. NT2 có khối lượng thấp nhất 11,78 ± 0,49 g/L
thấp hơn đáng kể so với 2 nghiệm thức trên và khác
biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05). Riêng NT1 đạt
khối lượng 13,33 ± 0,53 g/L, thấp hơn NT3, NT4
118
và cao hơn NT2 nhưng khác biệt không có ý nghĩa
thống kê (p > 0,05) so với ba nghiệm thức trên. Theo
“Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng
lên sinh trưởng của quần thể tảo Spirulina platensis
nuôi trong nước mặn ở điều kiện phòng thí nghiệm”
của Đặng Thị Men (2013), tảo được nuôi trong môi
trường f/2 sinh trưởng tốt nhất, đạt sinh khối cực đại
nhất 5,2 ± 0,03 g/L vào ngày nuôi thứ 15. Một nghiên
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
cứu khác của Thạch Thị Mộng Hằng (2015) cho biết,
khi nuôi tảo trong môi trường Zarrouk khối lượng
tảo thu được là 7,67 ± 0,21 g/L. Cả hai kết quả nghiên
cứu trên đều đạt khối lượng thấp hơn nghiên cứu
hiện tại. Điều này có thể khẳng định rằng, khi nghiên
cứu môi trường cải tiến từ môi trường Zarrouk theo
tỷ lệ 25% (NaNO3, K2HPO4, EDTA, FeSO4.7H2O,
NaHCO3) có bổ sung nước muối i-ốt và tỷ lệ 50%
(NaNO3, K2HPO4, EDTA, FeSO4.7H2O, NaHCO3) có
bổ sung nước muối i-ốt cho kết quả không những về
khối lượng tảo cao hơn các nghiên cứu trước đây mà
còn giảm được một lượng môi trường dinh dưỡng
đáng kể, mang lại hiệu quả kinh tế khi nuôi đại trà.
Bảng 5. Khối lượng tảo ở các nghiệm thức
Nghiệm thức
Khối lượng (g/l)
NT1
13,33 ± 0,53ab
NT2
11,78 ± 0,49a
NT3
13,90 ± 0,51b
NT4
14,40 ± 0,83b
Ghi chú: Số liệu trình bày là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (SD) (tb/ml). Trong cùng một hàng ngang các chữ cái
viết kèm bên trên khác nhau chỉ sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
3.4. Hàm lượng dinh dưỡng của tảo Spirulina
platensis trước và sau khi nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu hàm lượng Protein thô của
tảo Spirulina platensis dao động 66,67 - 69,36%.
Hàm lượng Protein thô của tảo ở NT1 là thấp
nhất đạt 66,67%, thấp hơn hàm lượng Protein thô
của tảo ban đầu bố trí 67,92% và 3 NT còn lại, cao
nhất là NT4 đạt 69,36%. Kết quả này cao hơn kết
quả nghiên cứu của Trần Thị Lê Trang (2016), hàm
lượng protein trong tế bào tảo nuôi mức cường độ
ánh sáng 2000 lux - 3000 lux đạt 60,14 - 67,78% và
Tang and Suter (2011) cho rằng hàm lượng protein
có trong tảo Spirulina hiện nay được đánh giá cao
nhất, khoảng 56% - 77% khối lượng khô. Ngoài ra,
hàm lượng Lipid giữa các nghiệm thức rất thấp dao
động từ 0,72 - 2,28% và sự khác biệt giữa các nghiệm
thức là không đáng kể. Hàm lượng thấp nhất ở NT2
với 0,72% và cao nhất ở NT4 với 2,28%. Các kết quả
này thấp hơn lượng Lipid có trong tảo ban đầu cấy
nuôi đạt 3,66% và thấp hơn nghiên cứu của Trần Thị
Lê Trang (2016) đạt 10,05 - 13,15%.
trường Zarrouk theo tỷ lệ 25% (NaNO3, K2HPO4,
EDTA, FeSO4.7H2O, NaHCO3) có bổ sung 1 ml/L
I-ốt / ngày có mật độ tảo và sinh khối lượng tảo đạt
kết quả cao nhất và đạt mật độ cực đại ở ngày thứ 20
tương ứng mật độ tế bào tảo 68.667 ± 3.216 (tb/mL)
và sinh khối 14,40 ± 0,83 (g/L).
Bảng 6. Thành phần dinh dưỡng của tảo
Spirulina platensis trước và sau khi nghiên cứu
Lê Quỳnh Hoa, 2013. Khảo sát việc thay thế hàm lượng
NaHCO3 bằng NaCl trong môi trường nuôi trồng tảo
Spirulina platensis. Nghiên cứu khoa công nghệ sinh
học. Trường Cao đẳng kinh tế - Công nghệ TP HCM.
Nghiệm
thức
Ban đầu
NT1
NT2
NT3
NT4
Chỉ tiêu (%)
Protein
Lipit
thô
(Béo)
67,92
3,66
66,67
1,37
68,47
0,72
68,44
0,82
69,36
2,28
Carbohydrate
≈ 28,42
≈ 31,96
≈ 30,81
≈ 30,74
≈ 28,36
IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
4.1. Kết luận
Môi trường cải tiến 3 (NT4): Cải tiến từ môi
Hàm lượng Protein thô của tảo ở đạt 66,67 69,36% và Lipid đạt từ 0,72 - 2,28%.
4.2. Đề nghị
Ứng dụng nuôi tảo Spirulina platensis ngoài thực
địa bằng môi trường cải tiến từ môi trường Zarrouk
theo tỷ lệ 25% (NaNO3, K2HPO4, EDTA, FeSO4.7H2O,
NaHCO3) có bổ sung 1 ml/l I ốt hằng ngày.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
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.
Luận văn tốt nghiệp Đại học. Chuyên ngành Nuôi
trồng Thủy sản. Trường Đại học Trà Vinh.
Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999. Công
nghệ Sinh học Vi tảo. Nhà xuất bản Nông nghiệp.
Hà Nội.
Đặng Thị Men, 2013. Nghiên cứu ảnh hưởng của cường
độ ánh sáng và môi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng
của quần thể tảo Spirulina platensis nuôi trong nước
mặn ở điều kiện phòng thí nghiệm. Đồ án tốt nghiệp
Đại học. Trường Đại học Nha Trang.
Nguyễn Thị Bích Ngọc, 2010. Nghiên cứu sử dụng
nguồn nước khoáng để xây dựng qui trình sản xuất
tảo Spirulina platensis đảm bảo chất lượng làm
nguyên liệu chế biến thức ăn cho người và động
119
Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018
vật nuôi thuỷ sản. Đề tài nghiên cứu thuộc Chương
trình Công nghệ Sinh học. Viện Nghiên cứu Nuôi
trồng Thuỷ sản 3, Nha Trang.
Phạm Thị Kim Ngọc, 2013. Nuôi Spirulina platensis
bằng nước biển ở quy mô phòng thí nghiệm và ứng
dụng trong chế biến thực phẩm. Thông tin Khoa học
Công nghệ, Sở Khoa học Công nghệ, liên hiệp các hội
KH & KT tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, số 3, 11-13.
Đặng Xuyến Như, 1995. Nghiên cứu công nghệ sản xuất
các chế phẩm giàu dinh dưỡng và giàu hoạt tính sinh
học từ nguồn vi tảo để phục vụ cho dinh dưỡng người
và động vật. Đề tài nghiên cứu cấp bộ. Hà Nội.
Ngô Thụy Thùy Tâm, 2009. Phát triển nuôi sinh khối tảo
Spirulina platensis trong phòng thí nghiệm. Luận văn
tốt nghiệp Đại học. Trường Đại học Cần Thơ.
Trần Thị Lê Trang, 2016. Ảnh hưởng của cường độ ánh
sáng lên sinh trưởng, hàm lượng Protein và Lipid
của tảo Spirulina platensis nuôi trong nước mặn. Tạp
chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 2/2016, trang
124-129.
Trần Văn Tựa, 1993. Ảnh hưởng của pH môi trường
lên quang hợp của tảo Spirulina platensis. Vấn đề
nguồn Cacbon cho quang hợp. Tạp chí sinh vật học,
15 (1): 15-17.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5647:1992 về muối iốt do
Ủy ban Khoa học và Nhà nước ban hành.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4328-1:2007 (ISO 59831:2005) về thức ăn chăn nuôi - Xác định hàm lượng
nitơ và tính hàm lượng protein thô - Phương pháp
Kjeldahl.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4331:2001 (ISO
6492:1999) về thức ăn chăn nuôi - Xác định hàm
lượng chất béo.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4594:1988 (ST SEV 3450-81)
về đồ hộp - phương pháp xác định đường tổng số,
đường khử và tinh bột.
Belay A., Kato, T., Ota, Y., 2002. The Potential
Application of Spirulina (Arthrospira) as a
Nutritional and Therapeutic Supplement in
Health Management. The Journal of the American
Nutraceutical Association, Vol. 5, No.2.
Ismaiel, S, M, M., El-Ayouty, M, Y., Piercey-Normore, M.,
2016. Role of pH on antioxidants production by
Spirulina (Arthrospira) platensis. Brazilian Journal
of Microbiology. Braz. J. Microbiol., Vol.47, No.2
Sao Paula.
Madkour, F. F., Kamil, E. A., Nasr, S. H., 2012.
Production and nutritive of Spirulina platensis in
reduced cost media. The Egyptian Journal of Aquatic
Research. Nationnal Institute of Oceanography and
Fisheries. Vol 38, 51-57.
Tang G. and Suter P.M., 2011. Vitamin A, Nutrition,
and Health Values of Algae: Spirulina, Chlorella,
and Dunaliella. Journal of Pharmacy and Nutrition
Sciences 1, 111-118.
Study on media supplemented with iodized salt
for culture of Spirulina platensis
Duong Hoang Oanh
Abstract
This study aimed to improve Zarrouk nutrient medium supplemented with iodized salt for culture of Spirulina
platensis. The study included 4 experiments with 3 replications, including: (1) Zarrouk standard medium (expt 1
- control); (2) ~75% Zarrouk + Iodized salt (expt 2); (3) ~50% Zarrouk + Iodized salt (expt 3); (4) ~25% Zarrouk
+ Iodized salt (expt 4). Under condition of pH 9.23 - 10.18; 28.00C - 32.90C and salinity 2‰ - 16‰, the result
showed that Spirulina platensis in Expt 4 grew optimally and reached 68,667 ± 3,216 cells/ml with total biomass of
14.40 ± 0.83 g/l and the difference was significant at P-value > 0.05 in comparison with that in Expt 1 which was
66,160 ± 1,604 cells/ml and 13.33 ± 0.5 mg/l of biomass and in Expt 2 which was 66,880 ± 3,322 (cells/ml) and 13.90
± 0.51 (g/l) of biomass. The result showed the minimum density at 54,800 ± 536,0 cells/ml and lowest biomass at
11.78 ± 0.49 g/l in Expt 2 (P-value < 0.05 with 3 other expts). In conclusion, the improved nutrient medium with
25% of original Zarrouk supplemented with iodized salt can improve Spirulina culture effectiveness in economic
efficiency (decrease up to 75% of expenditure compared to Zarrourk medium).
Keywords: Improved formulation, Spirulina platensis, Zarrouk, Iodized salt
Ngày nhận bài: 15/11/2018
Ngày phản biện: 5/12/2018
120
Người phản biện: PGS.TS. Vũ Ngọc Út
Ngày duyệt đăng: 10/12/2018