tiểu luận CÔNG NGHỆ sản XUẤT tảo công nghệ sản xuất tảo spirulina

Từ nhu cầu thực tiễn đó, kết hợp với những phát hiện mới về nguồn dinh dưỡng thay thế trong nghiên cứu đã làm khiến cho công nghệ nuôi trồng tảo ngày càng phát triển mạnh, với nhiều chủn

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TẢO

1 Giới thiệu tảo

1.1 Giới thiệu chung, phân loại (Hoàng)

1.2 Giới thiệu Spirulina (Hoàng)

1.2.1 Đặc điểm hình thái và cấu tạo tảo Spirulina 1.2.2 Điều kiện sinh trưởng

1.2.2.1 Nhiệt độ và pH 1.2.2.2 Dinh dưỡng 1.2.3 Giá trị dinh dưỡng

1.2.4 Ưu điểm của tảo Spiralina

1.2.5 Ứng dụng của tảo Sprirulina

2 Quy trình công nghệ

2.1 Hở (Huy vs Đạt)

2.2 Kín (Bách vs Pha)

3 Đánh giá, so sánh 2 quy trình

(Video)

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong 1 thập kỉ trở lại đây, hiện tượng dân số gia tăng nhanh chống dẫn đến diện tích đất nông nghiệp giảm mạnh, cùng với đó là sự nóng lên toàn cầu đã đặt vấn đề an ninh lương thực lên mức báo động, đặc biệt là tình trạng thiếu hụt protein Từ đó nhu cầu đảm bảo nguồn dinh dưỡng thiết yếu này càng cấp bách

Từ nhu cầu thực tiễn đó, kết hợp với những phát hiện mới về nguồn dinh dưỡng thay thế trong nghiên cứu đã làm khiến cho công nghệ nuôi trồng tảo ngày càng phát triển mạnh, với nhiều chủng loài đa dạng được ứng dụng không chỉ trong sản xuất thực phẩm, nuôi trồng thủy sản, mà còn được ứng dụng trong y tế, dược phẩm và môi trường

Có 2 loại tảo được ứng dụng chủ yếu trong ngành sản xuất tảo là

tảo xoắn Spirulina và tảo lục Chlorella

Trong bài báo cáo hôm nay, nhóm em sinh trình bày về công nghệ

sản xuất tảo Spirulina Vậy loài sinh vật này có những ưu điểm như

thế nào về mặt dinh dưỡng cũng thuận tiện gì trong kỹ thuật canh tác

mà lại được ứng dụng phổ biến như vậy

Mời cô cùng các bạn đến với bài thuyết trình sau đây của nhóm em

1 TỔNG QUAN

1.1 Lịch sử

Tảo xoắn Spirulina (tên khoa học Spirulina Platensis) là loài tảo

lam đơn bào cổ đại, xuất hiện trên hành tinh cách đây khoảng 3.5 tỷ năm

Một số tài liệu đã ghi nhận rằng từ khoảng thế kỷ 16, thổ dân Aztec sống quanh vùng hồ Texcoco (Mexico) đã thu vớt những loại thực vật màu xanh dưới nước để chế biến thức ăn và đem bán

Tuy nhiên phải đến năm 1960, nhà khoa học Clement người Pháp, trong một lần đến Trung Phi, ông đã rất kinh ngạc khi phát hiện những thổ dân Kanebo với sức khỏe rất cường tráng và khỏe mạnh dù điều sinh sống thiếu thốn, đất đai cằn cọc, nghèo nàn Sau khi tìm hiểu, ông phát hiện họ đã dùng một thứ tảo vớt trong hồ Chad về trộn với bột làm bánh, đó chính là tảo Spirulina

Năm 1963, tảo xoắn Spirulina đã được nghiên cứu và nuôi trồng thành công ở quy mô công nghiệp ở Pháp, Đức, Mĩ,

Năm 1973, Tổ chức Lương nông quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế thế giới (WHO) chính thức công nhận tảo xoắn Spirulina là nguồn dinh dưỡng và dược liệu quý giá cho con người

1.2 Giới thiệu xoắn tảo Spirulina

- Là một loại vi khuẩn lam dạng sợi xoắn lò xo màu xanh lục, kích thước từ 0,25 mm trở lên, chỉ có thể quan sát thấy hình xoắn sợi do nhiều tế bào đơn cấu tạo thành dưới kính hiển vi, và thường bị hiểu nhầm là dạng vi tảo Tên khoa học hiện nay của loài này là Arthrospira platensis, thuộc bộ Oscilatoriales, họ Cyanobacteria

- Spirulina là loài quang tự dưỡng, sinh sản vô tính bằng hình thức

vô tính

- Giá trị dinh dưỡng: Spirulina có hàm lượng protein thuộc loại cao nhất trong thực phẩm hiện nay, từ 60-70%,gấp 3,4 lần thịt gà Hàm lượng vitamin rất cao lên đến 10%, đặc biệt là vitamin B như B1, B2, B6, B12 gấp 2 lần gan bò,vitamin E, β-caroten cao gấp 10 lần cà rốt Acid béo ɣ-linoleic, omega-3, omega-6 acid Các acid amin thiết yếu như tryptophan, arginine, Các yếu tố vi lượng như ion Zn, Fe, Mn,

K, Mg, đặc biệt là Phycoyanin là một chất chống oxy hóa có triển vọng trong điều trị ung thư

- Ưu điểm của giống trong canh tác: Vòng đời sinh trưởng ngắn, từ 3-5 ngày vì vậy có thể thu được một lượng sinh khối lớn Kích thước

lớn vì vậy dễ thu hồi sinh khối Không có thành tế bào, dễ dàng phá

vỡ để chiết xuất các hợp chất mong muốn

2 Quy trình công nghệ

(SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ)

2.1 Chuẩn bị giống

- Nguồn giống: Trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh học vi tảo (Học viện Nông nghiệp Việt Nam –Khoa CNSH)

- Giống được hoạt hóa trong môi trường Zarrouk và nhân giống các cấp

- Tỷ lệ giống cấy thường bằng 10-30% thể tích nước nuôi

2.2 Nguồn nước

- Nguồn nước không bị ô nhiễm, tốt nhất nên có chưa các yếu tố vi lượng, khoáng chất cần thiết

- Nước có thể từ các nguồn sau:

+ Nước giếng khoan: có chứa nhiều chất vô cơ có ích, nhưng cần phải loại bỏ các chất độc như chì, arsenic…

+ Nước máy đô thị : chất lượng nước đảm bảo độ sạch lớn tuy nhiên giá thành chuẩn bị đắt

+ Nước biển, nước suối khoáng: có chứa dưỡng chất, các yếu tố khoáng vi lượng …tiết kiệm chi phí bổ sung hóa chất sau này

2.3 Thành phần môi trường bổ sung và các yếu tố ảnh hưởng.

- Cần kiểm soát các yếu tố sau đây:

* Yếu tố vật lí:

+ Ánh sáng: Cường độ ánh sáng thích hợp 25-30Klux

• Với hệ thống hở, nếu lượng chiếu sáng nhiều quá có thể che mát cho

bể nuôi bằng hệ thống bạt lưới

• Với hệ thống kín: kiểm tra để điều chỉnh lượng chiếu sáng phù hợp bằng cách điều chỉnh hệ thống đèn

+ Nhiệt độ: nhiệt độ quang hợp cực đại 37,5-38,5oC

• Nhiệt độ dưới 20oC tảo không chết nhưng phát triển chậm

• Nhiệt độ 44 oC sau 6-9h tảo chết

+ Chế độ sục khí: Dùng hệ thống cánh khuấy, môi trường có sục khí để cung cấp bổ sung cacbon đồng thời duy trì pH

* Yếu tố hóa học

+ pH: khoảng pH tối thích từ 8,5-9,5 pH tối ưu 9,5

• Khi pH = 7-8 thì tốc độ phát triển của tảo giảm rõ rệt

• Khi pH=11,5 thì tảo mất khả năng quang hợp

+ Các kim loại nặng và hóa chất gây độc cho tảo: Pb, As, Cu, Ni, cũng như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ

* Yếu tố sinh học

Cần kiểm soát các sinh vật như: Động vật chân chèo, động vật nguyên sinh, tảo tạp, vi khuẩn

- Các chất dinh dưỡng cần cung cấp cho bể nuôi tảo:

+ Nguồn C chính: khoảng 1,2 -16,8 g NaHCO3/L

Nếu thiếu tảo sẽ chậm sinh trưởng do không đảm bào nguồn C cho quang hợp

+ Nguồn N: Khoảng 4,2-4,5 g NaNO3/L

Nếu thiếu Spirulina chậm sinh trưởng, hàm lượng protein trong tảo

giảm mạnh

+ Photpho (P): Khoảng 90-180 mg/L K2HPO4

Nếu thiếu P trong 10 ngày liên tục sẽ làm tảo bị vàng và giảm hàm lượng protein

+ Mg2+: khoảng 0,2g/L MgSO4.7H20

Đóng vai trò giống photpho

+ Fe2+: Là yếu tố không thể thay thế Nồng độ từ 0,56 – 56 mg/L dưới dạng FeSO4

Ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và hàm lượng protein trong tảo

+ Cl-: Là một thành phần vi lượng rất quan trọng Bổ sung dưới dạng NaCl, nồng độ từ 1-1,5g/L

Thiếu Clo làm tảo xoắn chặt và cấu trúc bị phá hủy Nồng độ Clo cao không gây độc cho tảo

2.4 Nuôi cấy

- Có 2 công nghệ nuôi cấy Spirulina

+ Công nghệ nuôi theo hệ thống hở (Opened ecosystem) (O.E.S): Spirulina nuôi trong hệ thống dạng bể hoặc hồ… được khuấy trộn tịnh tiến và tảo hấp thu ánh sáng mặt trời để phát triển

+ Công nghệ nuôi theo hệ thống kín (Closed ecosystem) (C.E.S): Spirulina được nuôi trong các hệ thống photobioreator vận động bằng máy bơm đẩy từ bể sinh khối qua các đường ống tủy tinh trong suốt, tảo hấp thu ánh sáng nhân tạo hoặc tự nhiên

- So sánh 2 phương pháp OES và CES

2.5 Thu hoạch

- Cách xác định thời điểm thu hoạch ta sử dụng đĩa Secchi (thiết bị đơn giản để đo độ trong của nước trong bể) Khi độ sâu nhìn thấy được đĩa Secchi đạt từ 1,5 – 2 cm thì đó là thời điểm thu hoạch

- Ngoài ra ta có thể tiến hành đo mật độ sinh khối tảo.Khi sinh khối đạt > 750 mg/L thì thu hoạch

2.6 Lọc thu sinh khối

- Mục đích: Thu được sinh khối tảo ở dạng ướt

- Trải qua 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: để loại bỏ các thành phần có kích thước lớn

+ Giai đoạn 2: để loại nước kết thúc quá trình ta thu được sinh khối tảo dạng ướt chứa 20 % nước

Thiết bị lọc sàn cong (loại bỏ các phần có kích thước lớn)

Thiết bị lọc khung bản (Loại bỏ nước, thu sinh khối tảo ướt)

2.7 Sấy

- Mục đích: Loại bỏ nước ra khỏi sinh khối tảo ướt Để thu được sinh khối khô

- Sinh khối tảo sau khi được sấy khô sẽ được kiểm tra và đóng gói

Thiết bị sấy thăng hoa

3 Ứng dụng

- Trong thực phẩm

- Thức ăn chăn nuôi thủy sản

- Trong mỹ phẩm

- Trong y tế- dược phẩm

Tảo Spirulina platensis là nguồn thức ăn dinh dưỡng, chứa nhiều nguồn đạm thực vật, vitamin và muối khoán có tác dụng :

 Bồi dưỡng sức khỏe cho lứa tuổi, đặc biệt cho các vận động viên

 Tăng tiết sữa cho các bà mẹ trong thời kì cho con bú

 Bổ sung đầy đủ chất dinh dưỡng cho người ăn chay, ăn kêng

 Giúp phục hồi sớm một số trường hợp: đái tháo đường, viêm gan, xơ gan, viêm tụy, thiếu máu, rụng tóc, loét dạ dày và tăng thị lực

 Ngăn ngừa trường hợp thừa choelsterol xấu trong máu và cao huyết áp

 Đặc biệt tảo Spirulina cón cò tác dụng chống béo phì (Obesity ), vì khi dùng tảo Spirulina platensis trước bữa ăn sẽ mất cảm giác đói, ăn ít đi vẫn khỏe mạnh

Câu hỏi

(1) Tại sao khoảng nồng Fe lại rộng 0,56 – 56 mg/L dưới dạng FeSO4 (2) Vì sao Thiếu Clo làm tảo xoắn chặt và cấu trúc bị phá hủy?

(3) Ta tiến hành đo sinh khối bảo bằng cách nào?

(4) Nếu nuôi bể hỡ thì có nguy cơ tạp nhiễm VSV khác, làm thế nào

để kiểm soat?

, sử dụng ánh sáng làm năng lượng quang hợp, nguồn cacbon là HCO3- Cường độ quang hợp tốt cực đại khi cường độ ánh sáng trong khoảng 25-30Klux, nhiệt độ trong khoảng 37,5-38,5˚C Phát triển tốt

ở pH=8,5-11, (pH kiềm)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

https://mediworld.vn/lich-su-xuat-hien-va-phat-trien-cua-tao-xoan-spirulina/

https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%A3o_xo%E1%BA

%AFn