Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến quá trình lên men lactic tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulia

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN --- NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỚI QUÁ TRÌNH LÊN MEN TẠO NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ TẢO XOẮN SPIRULIN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA SINH - KTNN -

NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỚI QUÁ TRÌNH LÊN MEN

TẠO NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ TẢO XOẮN SPIRULINA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Vi sinh học

Người hướng dẫn khoa học PGS.TS ĐINH THỊ KIM NHUNG

Hà Nội, 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA SINH - KTNN -

NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG TỚI QUÁ TRÌNH LÊN MEN

TẠO NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ TẢO XOẮN SPIRULINA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Vi sinh học

Người hướng dẫn khoa học

PGS.TS ĐINH THỊ KIM NHUNG

Hà Nội, 2017

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên

cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến quá trình lên men lactic tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulia”, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp

đỡ tận tình, quý báu của các thầy cô giáo, các anh chị và các bạn

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin được bày tỏ lời cảm

ơn chân thành tới:

PGS TS Đinh Thị Kim Nhung, giảng viên chính, tổ Thực vật - Vi sinh, Trường Đại hoc Sư phạm Hà Nội 2, người đã trực tiếp hướng dẫn, dạy bảo, động viên và cho em nhiều ý kiến quý báu, đồng thời tạo mọi điều kiện thuận lợi để em thực hiện tốt đề tài tốt nghiệp này

Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ

bộ môn Thực vật - Vi sinh, Khoa Sinh - KTNN, trường Đại học sư phạm Hà Nội 2, Sở khoa học công nghệ Vĩnh Phúc, Công ty dược Hậu Giang đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt kinh nghiệm trong suốt thời gian em thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN, Trung tâm thông tin thư viện, Phòng thí nghiệm

Vi sinh vật trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận này

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân, những người luôn quan tâm, động viên, khích lệ, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, tiến hành và hoàn thiện đề tài

Hà Nội, ngày … tháng 04 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Minh Phương

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan những gì viết trong khóa luận này đều là sự thật, đây là kết quả nghiên cứu của riêng cá nhân em Tất cả những số liệu đều được thu thập từ thực nghiệm và qua xử lý thống kê, hoàn toàn không có số liệu sao chép, bịa đặt Đề tài nghiên cứu này không trùng với công trình nghiên cứu của các tác giả khác

Trong đề tài, em có sử dụng một số dữ liệu của một số tác giả khác,

em xin phép các tác giả được trích dẫn để bổ sung cho khóa luận của mình

Nếu sai em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Hà Nội, ngày… tháng 04 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Minh Phương

BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

1 TCN : Trước công nguyên

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 5

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế 2

5 Đóng góp của đề tài 2

NỘI DUNG 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Giới thiệu về tảo xoắn Spirulina 3

1.1.1 Lịch sử về tảo xoắn Spirulina 3

1.1.2 Đặc điểm phân loại 4

1.1.3 Đặc điểm cấu tạo của tảo xoắn 4

1.1.4 Thành phần dinh dưỡng trong tảo xoắn Spirulina 6

1.2 Vi sinh vật và quá trình lên men tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina 6

1.2.1 Vi khuẩn Lactic 6

1.2.2 Vi khuẩn giấm 8

1.2.3 Nấm men 9

1.2.4 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của nhóm vi sinh vật lên men tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina 10

1.2.5 Cơ chế của quá trình lên men lactic 14

1.3 Ứng dụng của Spirulina 14

1.3.1 Ứng dụng trong thực phẩm 14

1.3.2 Ứng dụng trong xử lý môi trường 15

1.3.3 Ứng dụng trong y học 17

1.3.4 Ứng dụng trong mỹ phẩm 17

1.3.5 Ứng dụng tảo làm thức ăn cho vật nuôi 18

1.4 Tình hình nghiên cứu của tảo xoắn Spirulina hiện nay 18

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 18

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 20

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.1 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu 22

2.1.1 Nguyên liệu 22

2.1.2 Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm 22

2.2 Các loại môi trường 23

2.2.1 Môi trường phân lập giống vi khuẩn lactic: MRS thạch (g/l) 23

2.2.2 Môi trường nhân giống vi khuẩn lactic: MRS dịch thể (g/l) 23

2.2.3 Môi trường lên men (g/l): 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 23

2.3.1 Phương pháp vi sinh 23

2.3.2 Phương pháp hóa sinh 26

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng đến quá trình lên men 26

2.3.5 Phương pháp toán học 27

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic có khả năng lên men nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina 29

3.1.1 Phân lập và tuyển chọn sơ bộ chủng vi khuẩn lactic lên men nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina 29

3.1.2 Tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic có khả năng lên men tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina 34

3.2 Ảnh hưởng của điều kiện môi trường tới lên men tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina 37

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men 38

3.2.1 Ảnh hưởng của hàm lượng giống bổ sung 39

3.3.3 Ảnh hưởng của thời gian lên men 41

KẾT LUẬN 45

PHỤ LỤC 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Tảo xoắn (Spirulina) dưới kính hiển vi 4

Hình 3.1 Dịch lên men từ bột tảo xoắn 29

Hình 3.2 Mẫu thử hoạt tính catalaza 33

Hình 3.3 Mẫu thử khả năng sinh acid lactic bằng thuốc thử Ufelmann 34

Hình 3.4 Vòng phân giải CaCO3 của chủng Lactobacillus L5 35

Hình 3.5 Khả năng lên màng của chủng vi khuẩn Lactobacillus L5 36

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn số lượng tế bào ở các mức nhiệt độ khác nhau trong môi trường lên men của các nhóm vi sinh vật đã tuyển chọn 38

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên pH, acid tổng số, ethanol 39

Hình 3.8 Sự biến thiên của hàm lượng đường sót ở các 40

hàm lượng giống bổ sung khác nhau 40

Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên pH theo thời gian lên men 42

Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên pH theo thời gian lên men 42

Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn sự biến thiên pH theo thời gian lên men 42

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Đặc điểm hình thái và kích thước của vi khuẩn lactic trong các

mẫu phân lập 31

Bảng 3.2 Kích thước vòng phân giải của 9 chủng vi khuẩn Lactobacillus 35

Bảng 3.3 Đánh giá khả năng tạo màng của các chủng vi khuẩn Lactobacillus 36

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men 46

của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 46

Bảng 3.5 Sự biến đổi thành phần hóa học trong quá trình lên men 46

tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina 46

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển ngày càng cao của xã hội thì ngành công nghiệp sản xuất nước giải khát cũng phát triển mạnh mẽ Với xu hướng của thời đại các sản phẩm nước nước giải khát không chỉ dừng lại từ nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên, từ nguồn nguyên liệu xanh mà còn từ những nguyên liệu có

giá trị dinh dưỡng, dược liệu cao như tảo Spirulina

Tảo xoắn (tên khoa học là Spirulina platensis) là một loại vi tảo dạng sợi

xoắn màu xanh lục, chỉ có thể quan sát thấy hình xoắn sợi do nhiều tế bào đơn cấu tạo thành dưới kính hiển vi Những nghiên cứu mới nhất lại cho biết

chúng cũng không phải thuộc chi Spirulina mà lại là thuộc chi Arthrospira Tên khoa học hiện nay của loài này là Arthrospira platensis, thuộc bộ Oscilatoriales, họ Cyanobacteria Tảo Spirulina đã được nghiên cứu từ nhiều

năm nay Chúng có những đặc tính ưu việt và giá trị dinh dưỡng cao Các nhà

khoa học trên thế giới đã coi tảo Spirulina là sinh vật có ích cho loài người

Tổ chức Y tế thế giới (WHO/OMS) công nhận tảo Spirulina là thực phẩm bảo

vệ sức khỏe tốt nhất của loài người trong thế kỉ XXI Cơ quan quản lí thực phẩm và dược phẩm Hoa Kì (FDA) công nhận nó là một trong những nguồn protein tốt nhất [15]

Trên thế giới, sản phẩm từ tảo xoắn đã được biết đến khá lâu ở dạng là: thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm Ở Việt Nam, sản phẩm từ tảo xoắn chủ yếu được biết đến dưới dạng dược phẩm, tận dụng những lợi ích của tảo xoắn

để cải thiện sức khỏe của con người Tuy nhiên, sản phẩm này chỉ mới phát triển ở những năm gần đây Vì vậy, việc nghiên cứu chế biến nước giải khát

từ tảo xoắn, sẽ góp phần làm phong phú các sản phẩm nước uống trên thị trường và tận dụng các ích lợi từ nguồn dược liệu này đến người tiêu dùng Hơn nữa, các công trình nghiên cứu về tảo xoắn ở nước ta vẫn chưa đầy đủ, hoàn chỉnh Đặc biệt là những nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện môi trường tới quá trình lên men tạo nước giải khát từ tảo xoắn Vì vậy, tôi quyết

định lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến

quá trình lên men lactic tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulia”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến quá trình lên men

lactic tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulia

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic có khả năng lên men từ tảo

xoắn Spirulina để tạo nước giải khát

3.2.Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến quá trình lên men

lactic tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế

Spirulina để sản xuất nước giải khát Từ đó cho ra sản phẩm nước giải khát

đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng

5 Đóng góp của đề tài

5.1 Phân lập được 15 chủng vi khuẩn lactic và dựa vào đặc điểm hình thái,

kích thước tuyển chọn sơ bộ được 9 chủng xác định là vi khuẩn

Lactobacillus Tuyển chọn được 1 chủng vi khuẩn Lactobacillus L5 thích

hợp để lên men lactic tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina

5.2 Tìm ra điều kiện môi trường thích hợp để lên men nước giải khát từ tảo

xoắn Spirulina đạt tiêu chuẩn về an toàn thực phẩm với: nhiệt độ thích

hợp cho lên men 300C, thời gian lên men 5 ngày, hàm lượng giống bổ sung 10%, pH thích hợp 4,5

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu về tảo xoắn Spirulina

1.1.1 Lịch sử về tảo xoắn Spirulina

Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng, tảo Spirulina (có tên khoa học là

Arthrospira platensis) là một trong những loài sinh vật lâu đời nhất trên trái đất

Nó sinh trưởng tự nhiên ở vùng nhiệt đới trong các hồ nước mặn của Châu Phi,

Trung và Nam Mỹ từ 3,5 tỷ năm trước Từ xưa, Spirulina đã được những người

dân vùng đó dùng như một dạng thức ăn Bằng kinh nghiệm, họ nhận thấy

Spirulina là một loại thực phẩm rất bổ dưỡng Spirulina là tên gọi do nhả tảo học

người Đức - Deurben đặt vào năm 1827 dựa trên hình thái đặc trưng nhất là dạng sợi xoắn ốc với khoảng 5 - 7 vòng đều nhau không phân nhánh [15]

Trong những năm 60 của thế kỉ XX, Brandily - một nhà nhân chủng học người Pháp đã phát hiện ra loài tảo này trong lần khảo sát sự đa dạng sinh học tại vùng hồ ở Tchad (Châu Phi), sau khi quan sát và nhận thấy những người dân sống quanh vùng hồ này rất khỏe mạnh vì họ thường vớt loại tảo này về ăn như là một loại thực phẩm chính [15]

Đến năm 1973, Tổ chức Lương nông quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế

thế giới (WHO) đã chính thức công nhận thảo Spirulina là nguồn dinh dưỡng

và dược liệu quý, đặc biệt trong chống lão hóa và chống suy dinh dưỡng Hai mươi năm sau, vào những năm cuối của thập kỉ 80 thế kỉ XX - nhiều giá trị

dinh dưỡng và chức năng sinh học của tảo Spirulina đã được khám phá và

công bố rộng rãi không chỉ ở Pháp và ở cả nhiều nước khác trên thế giới như

Mỹ, Nhật, Canada, Mehico, Đài Loan

1.1.2 Đặc điểm phân loại

Tảo Spirulina là các vi sinh vật có hình xoắn sống trong nước mà ta quen gọi là Tảo xoắn với tên khoa học là Spirulina platensis Thực ra đây

không phải là một sinh vật thuộc ngành Tảo (Algae) vì Tảo thuộc giới sinh

vật có nhân thật (Eukaryotes) Spirulina thuộc ngành Vi khuẩn lam (Cyanobactera), chúng thuộc giới sinh vật có nhân sơ hay nhân nguyên thủy

(Prokaryotes) Những nghiên cứu mới nhất lại cho biết chúng cũng không

phải thuộc chi Spirulina mà lại thuộc chi Arthrospira [14]

Về phân loại khoa học [14, 22], tảo Spirulina thuộc:

- Giới (domain): Bacteria

- Ngành (phylum): Cyanobactera

- Lớp (class): Chroobacteria

- Bộ (order): Oscillatoriales

- Họ (family): Phormidiaceae

- Chi (genus): Arthrospira

- Loài (species): Anthrospira platensis

Vì có cấu tạo và chức năng khác các loài thông thường nên Spirulina

còn có tên là vi khuẩn lam hay phiêu sinh thực vật

1.1.3 Đặc điểm cấu tạo của tảo xoắn

Hình 1.1: Tảo xoắn (Spirulina) dưới kính hiển vi

Tảo Spirulina là một loài vi tảo có dạng xoắn hình lò xo, màu xanh lam

với kích thước chỉ khoảng 0,25mm Chúng sống trong môi trường nước giàu

bicarbonat (HCO3) độ kiềm cao (pH từ 8,5 - 11) Quan sát dưới kính hiển vi điện

tử cho thấy Spirulina có dạng lông, cấu tạo đơn bào, có lớp vỏ capsule, thành tế

bào có nhiều lớp, có cơ quan quang hợp hoặc hệ phiến thylakoid, riboxom và những sợi ADN nhỏ Capsule có cấu trúc sợi nhỏ và bao quanh là một lớp sợi khác bảo vệ cho chúng Bề ngang của lông thay đổi từ 6 - 12µm và được cấu tạo

từ các tế bào hình trụ tròn Đường kính xoắn ốc của nó từ 30 - 70µm, chiều dài của lông là khoảng 500µm, trong một vài điều kiện nuôi cấy khi có kích thích thì chiều dài của các sợi có thể lên đến 1mm Điều này giải thích tại sao hình dáng

xoắn ốc của Spirulina trong môi trường lỏng bị thay đổi thành hình xoắn lò xo

trong môi trường rắn Những thay đổi này là do sự hút nước hoặc khử nước của oligopeptide trong màng peptidoglican tạo nên [14, 15]

Thành tế bào của Spirulina có cấu tạo gồm 4 lớp, xếp theo thứ tự từ bên

trong ra ngoài là: LI, LII, LIII và LIV Các lớp này đều rất mỏng, ngoại trừ lớp 2 được cấu tạo từ peptidoglycan, chất này giữ cho thành tế bào cứng chắc Lớp 1 chứa β- 1,2-glucan, một chất khó tiêu hoá đối với con người Tuy nhiên, lớp này chiếm tỉ lệ thấp (<1%), độ dày nhất của nó là 12nm, còn các protein và các lipo-polysaccarit tự nhiên của lớp thứ hai là lý do cho sự tiêu

hóa Spirulina rất dễ dàng của con người [5]

Chlorophyll a, caroten và phycobilisome nằm trong hệ thylakoid - cơ quan quang hợp của tảo này Phycobilisome là nơi chứa phycocyanin (có sắc

tố xanh) Riboxom và các sợi ADN nằm ở vùng trung tâm

Spirulina chứa nhiều tổ chức ngoại vi kết hợp với thylakoid, chúng là

các hạt cyanophycin, thể polyhedral, các hạt poliglucan, hạt lipid, các hạt poliphotphat Các hạt cyanophycin, hay còn gọi là các hạt dự trữ, có vai trò quan trọng do các hợp chất hoá học tự nhiên của chúng và các nhóm sắc tố của chúng Thể polyhedral hay carboxysome cho phép cố định CO2 trong hệ thống quang hợp và có thể mang ra một cơ quan dự trữ Các hạt polyglucan

hoặc glycogen hoặc hạt α là những polyme glucose, nhỏ, tròn và khuếch tán rộng trong thylacoidal Các hạt lipid, hạt β hoặc hạt osmophile từ cơ quan dự trữ, được cấu tạo bởi poly-β hydroxybutyrate, chỉ tìm thấy ở trong các tế bào prokaryote, chúng được coi như là những chất dự trữ năng lượng [14,5]

1.1.4 Thành phần dinh dưỡng trong tảo xoắn Spirulina

Spirulina chứa hàm lượng protein rất cao và chứa đầy đủ các vitamin Spirulina có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa hàm lượng protein cao và các chất có

hoạt tính sinh học khác Giá trị protein trung bình của Spirulina là 65%, cao hơn

so với nhiều loại thực phẩm. Spirulina là nguồn giàu vitamin B12 nhất Ngoài ra,

Spirulina còn chứa các vitamin khác như A, B1, B2, B6, E và H (Fox, 1986)

Spirulina cung cấp 21% thiamin và riboflavin so với nhu cầu hàng ngày

Các chất màu trong Spirulina: Spirulina có màu xanh lam - lục là do

Spirulina chứa nhiều sắc tố với hàm lượng cao như chlorophyll,

phycocyanin, β - caroten Caroten trong tảo Spirulina cao gấp 10 lần trong

củ cà rốt Sắc tố tạo cho tảo có mầu xanh lam là phycocyanin [14]

1.2 Vi sinh vật và quá trình lên men tạo nước giải khát từ tảo xoắn Spirulina

Hệ vi sinh vật lên men dịch tảo xoắn Spirulina là một tập đoàn vi sinh

vật cộng sinh bao gồm các vi khuẩn và nấm men

Những vi khuẩn gây lên men sinh axit Lactic được gọi là vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic được đặc trưng bởi khả năng sinh axit Lactic rất

mạnh từ các loại đường khác nhau, đặc biệt là đường lactose Hầu hết các

vi sinh vật sinh axít Lactic đều thuộc về họ Lactobacillaceae và được xếp bốn chi: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus và Leuconostoc Chúng

có dạng hình cầu hoặc hình que, Gram dương, không bào tử, không di động Tuy nhiên, hiện nay người ta tìm thấy một số giống trong họ vi khuẩn lactic có khả năng tạo bào tử Vi khuẩn lactic không khử nitrate, phản ứng catalase âm tính, kỵ khí tuỳ ý, một vài loài kỵ khí sống trong hệ tiêu hoá của con người [5]

Vi khuẩn lactic là những vi sinh vật có nhu cầu dinh dưỡng cao Để sinh trưởng bình thường, ngoài nguồn cacbon, chúng cần nitơ, một phần dưới dạng cacaxit amin, một số vitamin, các chất sinh trưởng, và các chất khoáng… Chúng không thể phát triển được trong môi trường có thành phần đơn giản như glucose và NH4+ như một số loài khác Vì thế người ta phải cho vào môi trường một số chất giàu dinh dưỡng: cao nấm men, cao thịt, các loại đường để chúng có thể lên men

Vi khuẩn lactic có thể tồn tại trong môi trường khô, có thể chịu được hàm lượng cồn từ 10 - 15% và có thể chịu được nồng độ CO2 cao Chúng được tìm thấy khắp nơi trong tự nhiên, dưới da, trong hệ tiêu hoá…

Lactobacillus có vai trò quan trọng nhất trong lên men lactic

Vi khuẩn lactic là vi khuẩn kỵ khí Gram dương, có dạng hình que dài, không sinh bào tử, tế bào thường xếp đôi hoặc thành chuỗi, không di động Chúng là nhóm chính của vi khuẩn axit lactic, hầu hết các chủng của chúng biến đổi đường lactose và những đường khác thành axit lactic Chúng là vi khuẩn rất phổ biến và thường là lành tính Ở người, chúng có mặt ở âm đạo

và ở ruột Nhiều loài có ở thực vật đang phân rã Sự sản xuất axit lactic làm

ngăn cản sự phát triển của một vài loài vi khuẩn có hại khác [2], [5]

1.2.2 Vi khuẩn giấm

Vi khuẩn giấm là tác nhân chính của quá trình lên men acetic Giống

vi khuẩn acetic, phân bố rộng rãi trong tự nhiên và có thể dễ dàng tìm thấy các vi khuẩn này từ không khí, đất, nước, lương thực thực phẩm, giấm, rượu, bia, hoa quả… Ngày nay người ta đã biết tới hơn 20 loài vi khuẩn có

khả năng lên men acetic thuộc nhóm khác nhau [1]

Về hình dạng tế bào vi khuẩn giấm là những trực khuẩn hình que hay hình elip, hình chỉ, hình cầu hoặc có hình bán nguyệt, kích thước tế bào thay đổi tùy loài (0.3 - 0.6 x 1.0 - 8.0μm) Các tế bào đứng riêng rẽ hoặc xếp thành chuỗi, có hoặc không có tiêm mao, sống và phát triển trong điều kiện hiếu khí bắt buộc hóa dị dưỡng hữu cơ, không sinh bào tử Ở môi trường dịch thể vi khuẩn giấm có sự hình thành màng trên mặt thoáng, màng tạo thành có độ dày mỏng khác nhau và đặc điểm của các loại màng cũng khác nhau tùy loại [1]

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn giấm rất phong phú Nguồn carbon có thể được cung cấp từ các hợp chất đường, rượu etylic và các acid hữu cơ Vi khuẩn giấm có thể sử dụng các muối amon làm nguồn cung cấp nitơ và phân giải pepton Một số acid amin như acid pantothenic và các chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S… cũng

có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển Do đó bia, dịch tự phân nấm men, nước mạch nha, nước trái cây… là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vi khuẩn Một số loài vi khuẩn còn tổng hợp được vitamin B1, vitamin B2, oxy hoá sorbit thành đường sorbose

(dùng trong công nghiệp sản xuất vitamin C), hay như Acetobacter xylinum

có thể tổng hợp được sợi cellulose giống như những sợi bông [1]

có thành phần và cấu tạo khá phức tạp gồm thành tế bào, màng nguyên sinh chất, tế bào chất, ty thể, riboxom, nhân, không bào và các hạt dự trữ

Có rất nhiều cách phân loại, nấm men chủ yếu gồm hai lớp là nấm

men thật (Ascomyces) và nấm men giả (Fungiimporfecti)

+ Lớp nấm men thật (Ascomyces): phần lớn nấm men dùng trong công nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces; giống

Schizosaccharomyces giống Endomyces

+ Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti) gồm: Crrytococus (toscula,

tornlopsis); Mycoderma; Candida; Rhodotorula

Khi cấy nấm men vào môi trường dinh dưỡng đầy đủ, tế bào nấm men tăng nhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy nhiều cho đến khi cơ chất của môi trường giảm đến mức thấp nhất thì quá trình sinh trưởng phát triển của chúng chậm và ngừng hẳn Các nấm men sinh sản bằng phương pháp nhân đôi thường cho lượng sinh khối rất lớn sau một thời gian ngắn Tế bào sẽ già đi khi môi trường thiếu chất dinh dưỡng và tế bào không còn khả năng sinh sản nữa Tuy nhiên đa số nấm men sinh sản bằng phương pháp nảy chồi nên hiện tượng phát hiện tế bào già rất rõ [13]

1.2.4 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của nhóm vi sinh vật lên men tạo nước

giải khát từ tảo xoắn Spirulina

1.2.4.1 Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic

Các loại vi khuẩn lactic khác nhau thì có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau Chúng không chỉ có nhu cầu về các nguồn cơ chất chứa các nguyên

tố cở bản như cacbon, nitơ, photphat và lưu huỳnh mà còn có nhu cầu về một số chất cần thiết khác như vitamin, muối vô cơ…

Nhu cầu dinh dưỡng cacbon

Vi khuẩn lactic có thể sử dụng nhiều loại hydrat cacbon từ các monosaccarit (glucoza, fructoza, manoza), các disaccarit (saccaroza, lactoza, maltoza) cho đến các polysaccarit (tinh bột, dextrin)

Chúng sử dụng nguồn cacbon này để cung cấp năng lượng, xây dựng cấu trúc tế bào và làm cơ chất cho quá trình lên men tổng hợp các acid hữu cơ

Nhu cầu dinh dưỡng nitơ

Phần lớn vi khuẩn lactic không tự tổng hợp được các hợp chất chứa nitơ Vì vậy để đảm bảo cho sự sinh trưởng và phát triển chúng phải sử dụng các nguồn nitơ có sẵn trong môi trường

Các nguồn nitơ vi khuẩn lactic có thể sử dụng như: cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân casein từ sữa, pepton,… Hiện nay cao nấm men là nguồn nitơ được sử dụng nhiều nhất và có hiệu quả nhất Tuy nhiên

ở quy mô công nghiệp không thể sử dụng nguồn nitơ này vì rất tốn kém

Nhu cầu về vitamin

Vitamin đóng vai trò là các coenzyme trong quá trình trao đổi chất của tế bào, nên rất cần thiết cho hoạt động sống Tuy nhiên, đa số các loài

vi khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin Vì vậy cần bổ sung vào môi trường các loại vitamin Các chất chứa vitamin thường sử dụng như nước chiết từ khoai tây, ngô, cà rốt hay dịch tự phân nấm men…

Nhu cầu các hợp chất hữu cơ khác

Ngoài các acid amin và vitamin, vi khuẩn lactic còn cần các hợp chất

hữu cơ khác cho sự phát triển như các bazơ nitơ hay các acid hữu cơ

Một số acid hữu cơ có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng của

vi khuẩn lactic như acid xitric, acid oleic Nên hiện nay người ta sử dụng các muối citrat, dẫn xuất của acid oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập và bảo quản các chủng vi khuẩn lactic

Tương tự như hai acid hữu cơ trên, acid axetic cũng có những tác động quan trọng đến sự sinh trưởng của tế bào Nên người ta thường sử dụng acid axetic dưới dạng các muối axetat để làm chất đệm cho môi trường khi nuôi cấy vi khuẩn lactic

Nhu cầu các muối vô cơ khác: Để đảm bảo cho sinh trưởng và phát

triển đầy đủ, vi khuẩn lactic rất cần các muối vô cơ

Nhu cầu dinh dưỡng oxi

Vi khuẩn lactic vừa có khả năng sống được trong môi trường có oxy

và vừa sống được trong môi trường không có oxy Trong điều kiện hiếu khí sinh khối vi khuẩn sẽ phát triển nhanh hơn so với điều kiện kỵ khí, trong điều kiện này từ một phân tử glucose sẽ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2 và

H2O và tổng hợp các enzyme, từ một phân tử glucose tạo ra 36 hoặc 38 ATP

Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men

Tế bào nấm men có thể sống độc lập Quá trình sống của chúng gồm các quá trình dinh dưỡng, quá trình sinh trưởng và đặc điểm di truyền

Dinh dưỡng

Dinh dưỡng carbon: các hợp chất hữu cơ khác nhau như các loại đường

và dẫn xuất, rượu, acid hữu cơ, acid amin… có thể là nguồn dinh dưỡng carbon của nấm men, trong đó nguồn đường là chủ yếu Nấm men có thể sử dụng nhiều nguồn đường khác nhau như sucrose, maltose, lactose, glucose… Dinh dưỡng nitơ: đa số nấm men không đồng hóa được nitrat mà chỉ

có khả năng sử dụng các muối amon ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ Nguồn nitơ hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, urê, nucleotit… Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat, acetat…

Dinh dưỡng các chất sinh trưởng: các vitamin, các purin và prymidin

là nhân tố sinh trưởng cơ bản của nấm men

1.2.4.2 Quá trình trao đổi chất

Quá trình trao đổi chất và năng lượng của vi khuẩn lactic thực hiện thông qua việc lên men lactic Dựa vào khả năng lên men lactic người ta chia vi khuẩn lactic làm hai nhóm: Lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình

Lên men lactic đồng hình [1], [2]

Lên men lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản phẩm acid lactic tạo ra chiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ acid acetic, aceton, di-acetyl…

Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men:

C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 21,8.104 J Trong quá trình lên men lactic đồng hình, glucoza được chuyển hoá theo chu trình Embden - Mayerhoff, vi khuẩn sử dụng cho qui trình này tất cả các loai enzym aldolase, còn hydro tách ra khi dehydro hoá triozophophat dược chuyển đến pyruvat Vì trong vi khuẩn lên men lactic đồng hình không

có enzyme cacboxylase cho nên acid pynivic không phân huỷ nữa mà tiếp tục khử thành acid lactic theo sơ đồ chuyển hoá dưới đây[17], [2]

Sơ đồ: Sơ đồ chuyển hóa glucose thành acid lactic

Glucose - 6 - photphat Fructose - 6 -

Fructose -1, 6 -

Acid - 1,3 - diphotphoglyceric

Acid pyruvic Glucose

Cũng có một số tác giả cho rằng lên men lactic đồng hình tiến hành theo hai giai đoạn:

Giai đoạn 1: thời kỳ sinh trưởng cấp số mũ của vi khuẩn, từ hexoza nhờ

sự oxi hoá photphoglyceraldehyde kèm theo việc khử pividinnucleotide (PN) để tạo acid photphoglyceriaic

PCH2 - CHOH + H2O + PN P CH2CHOG - COOH + PNH2 Giai đoạn 2: do chất nhận hydro là PN - H2 tăng mà thế oxy hoá khử của môi trường giảm xuống dẫn đến sự nhường hydro từ PN-H2 cho acid photphoglycerinic để khử nó thành acid lactic

CH2OP - CHO - COOH + H2O (PN-H2) CH3CHOHCOOH + H3PO4+PN+ H2OTuỳ thuộc vào tính đặc hiệu quang học của enzym lactate - dehydrogenase

và sự có mặt của lactataxemase mà loại acid lactic dạng nào được tạo ra D (-), L (+) hoặc DL

Lên men lactic dị hình[1], [2]

Lên men lactic dị hình là quá trình lên men trong đó ngoài sản phẩm acid lactic còn tạo ra một lượng đáng kể các sản phẩm phụ như acid acetic, etanol, acid succinic, CO2,…

Phương trình chung biển diễn quá trình lên men:

C6H12O6CH3CHOHCOOH+HOOC(CH2)COOH+CH3COOH+C2H5OH+CO2… Trong đó, acid lactic chiếm khoảng 40%, acid succinic khoảng 20%, rượu etylic và acid acetic 10% các lọai khí 20% đôi khi không có các khí

mà thay vào đó là sự tích luỹ một lượng ít acid foocmic Như vậy, các sản phẩm phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá trình lên men lactic dị hình chứng tỏ rằng quá trình này phức tạp hơn so với lên men lactic đồng hình Theo quan điểm tiến hoá sinh lý trong vi sinh vật học người ta cho rằng lên men lactic đồng hình là hướng tiến hoá độc lập của lên men dị hình

1.2.5 Cơ chế của quá trình lên men lactic

Lên men lactic là một quá trình trao chuyển hóa sinh học kỵ khí làm biến đổi các hợp chất đường thành acid lactic (chủ yếu) và một số sản phẩm khác Các sản phẩm như acid lactic, ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi trường lên men còn các phân tử ATP được giữ lại trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật Kết quả

là hàm lượng acid lactic tích lũy trong môi trường lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi hóa lý khác [2] Có hai kiểu lên men lactic:

Lên men lactic đồng hình hầu như chỉ cho ra sản phẩm là acid lactic Lên men lactic dị hình là quá trình lên men lactic ngoài sản phẩm acid lactic còn có các sản phẩm khác như acid acetic, ethanol, CO2…

Ngoài ra, trong dịch lên men còn xuất hiện nhiều hợp chất hóa học mới là sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men Một

số hợp chất dễ bay hơi có vai trò quan trọng góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng cho các sản phẩm lên men lactic Lượng sản phẩm phụ thu được hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật, môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh [2]

1.3 Ứng dụng của Spirulina

1.3.1 Ứng dụng trong thực phẩm

Từ những năm 1970, ở Nhật Bản và ở Mỹ, tảo Spirulina đã đựơc xem là một loại siêu thực phẩm Hiện tại, có 2 loại thực phẩm Spirulina: loại thứ nhất là các viên và dạng con nhộng được làm từ bột Spirulina, loại thứ 2

là thực phẩm chứa Spirulina và các thành phần khác Ví dụ như mì ăn liền,

các bánh dinh dưỡng, thức uống và bánh bao

Đến những năm 1990 vấn đề tiêu thụ Spirulina đã phát triển vượt bậc tại Trung Quốc, Ấn Độ, Châu Á, Bắc Mỹ làm cho Spirulina ngày càng trở

nên phổ biến Gần đây, trên thị trường Việt Nam xuất hiện nhiều chế phẩm bán ở cửa hàng thực phẩm, siêu thị hoặc cả trong nhà thuốc với thành phần

và công dụng rất gần với thực phẩm dinh dưỡng và thuốc chữa bệnh Những chế phẩm đó là sản phẩm giao thoa giữa thực phẩm và thuốc - còn gọi là thực dược hay thực phẩm chức năng [15] Đặc biệt trong những

tháng giữa năm 2005 tới nay, các chế phẩm chứa tảo Spirulina đang bán

trong nhóm sản phẩm nêu trên được khá nhiều người chú ý Thực phẩm dinh dưỡng được dùng ở dạng nước uống, siro, yaourt, bột dinh dưỡng Có thể dùng tảo nguyên chất để uống hoặc trộn vào thức ăn như nấu canh, làm

bánh Một số nước còn có trà Spirulina Ở Đức, người ta đã bắt đầu đưa tảo

vào bia, gọi là bia xanh Cơ thể có thể hấp thụ mỗi ngày 30 - 45g Dùng thừa cũng vô hại Người bị bệnh nặng không ăn được có thể bơm tảo thẳng vào dạ dày là đủ các chất dinh dưỡng Ngoài ra, trên thị trường Việt Nam xuất hiện ở một số cửa hàng thực phẩm, siêu thị một số loại nước giải khát

nhập ngoại được tạo từ tảo xoắn Spirulina [15]

1.3.2 Ứng dụng trong xử lý môi trường

Từ năm 1975, Oswald và cộng sự tại trường Đại Học Tổng Hợp

Califonia đã thử nghiệm dùng Spirulina trong xử lý nước thải công nghiệp và

đi đến kết luận rằng: trong hệ xử lý nước thải Spirulina có vai trò tạo O2, tăng

độ kết lắng, loại trừ kim loại và các chất hữu cơ độc hại Tảo Spirulina đang

được rất nhiều nước trên thế giới sử dụng để cải tạo nước, xử lý nước thải từ các nhà máy, nước thải công nghiệp, nước ô nhiễm [15]

Ở Việt Nam hiện nay, quy mô và mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải công nghiệp đang gia tăng với tốc độ đáng lo ngại Việc áp dụng các biện pháp hóa lý như đã nêu thường có giá thành cao, khiến nhiều hoạt động công nghiệp vẫn tiếp tục thải nước thải chứa kim loại nặng vào môi trường Vì vậy nghiên cứu sử dụng vi tảo để loại trừ kim loại nặng trong

nước thải công nghiệp ở nước ta là một hướng công nghệ đáng được quan tâm Tuy nhiên đây là một lĩnh vực còn rất mới mẻ ở Việt Nam Đã có một vài công trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này đạt được một số kết quả trong việc sử dụng chất hấp thu sinh học để xử lý ô nhiễm Cr, Ni và Pb

trong nước thải công nghiệp Thử nghiệm cố định tế bào tảo Spirulina

platensis trên các chất mang khác, xây dựng được phương pháp cố định tế

bào vi tảo trên các chất mang khác nhau như polyurethane, agar và carageenan Tế bào tảo sau khi cố định vẫn có khả năng hoạt động sống bình thường trong một thời gian dài Sự hấp thu kim loại nặng phụ thuộc trạng thái của tảo khi đói dinh dưỡng có khả năng hấp thu cao hơn Như vậy triển vọng sử dụng sinh khối vi tảo sống hay chết, tự do hay cố định vào việc loại trừ kim loại nặng trong nước thải là to lớn Nước thải sinh hoạt sau khi xử lý sinh học được tách bùn và dùng như là môi trường để nuôi cấy tảo, sinh khối được tách ra và đem đi xử lý nhiệt hoặc đem đi cố định trong chất mang, sau đó sinh khối này được sử dụng như chất hấp phụ sinh học để thu nhận kim loại nặng Nước thải công nghiệp nặng có nồng

độ kim loại cao và các chất độc sẽ được xử lý bằng các phương pháp hóa lý trước sau đó hoặc được trộn với nước thải sinh hoạt đã xử lý và tiến hành nuôi cấy các chủng tảo đã chọn lọc trong hồ nuôi tảo hoặc cho tiếp xúc với chất hấp thụ sinh học làm từ sinh khối vi tảo trong bể hay cột hấp phụ Sinh khối tảo sau khi thu hồi được xử lý theo chế độ xử lý bùn: phân giải yếm khí

để tạo biogas hoặc làm khô rồi thiêu hủy nhiệt hoặc chôn lấp, còn nước thải sau xử lý sẽ thải vào nguồn tiếp nhận nước Sử dụng sinh khối vi tảo để loại

bỏ kim loại nặng là một hướng công nghệ có nhiều tiềm năng Tuy nhiên còn rất nhiều thách thức phải vượt qua để có thể hình thành và làm chủ được công nghệ này Cần có nhiều sự quan tâm hơn nữa của các khoa học cũng như các nhà quản lý đối với lĩnh vực nghiên cứu đang còn mới mẻ này [19]

1.3.3 Ứng dụng trong y học

Nhờ những tác dụng có lợi cho cơ thể, tảo Spirulina đang chứng minh

hiệu quả vượt trội của nó trong vai trò là một loại thực phẩm chức năng hữu hiệu, cũng như một loại bổ sung tuyệt vời để tăng cường hoạt chất của các loại thuốc chữa bệnh Các yếu tố cấu tạo nên tảo lam gồm 75% là chất hữu

cơ và 25% là khoáng chất Vì thế tảo chứa các chất căn bản trong việc trị liệu Các đặc tính trị bệnh của tảo rất nhiều như tái bổ sung nước, muối khoáng và dinh dưỡng cho cơ thể Thời gian ngâm mình trong nước tảo thường kéo dài khoảng 20 phút Ngoài ra người ta thường dùng tảo lam dưới dạng cao dán nóng đắp lên toàn cơ thể hay trên những vùng đặc biệt trong 30 phút Trong các trường hợp khác, người ta xoa bóp thân thể với dược liệu là tảo, có tác dụng làm dịu làn da hoặc dùng cả trong việc mát xa mặt Chất chiết từ tảo lam được dùng làm chất tá dược bao viên thuốc, thuốc sủi hoặc thuốc viên nang 24 và cả những loại thuốc không tan trong

dạ dày, chỉ phóng thích hoạt chất ở ruột non Ngoài ra tảo lam còn được nghiên cứu làm thuốc cầm máu và sát trùng Sau sự kiện này hàng loạt tập đoàn dược phẩm thế giới đã nhảy vào phát triển tảo thành thuốc Hiện nay loài tảo này đã được trồng ở nhiều nước như Mỹ, Nhật, Thái Lan, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp, Nigiêria, Nam Phi, Kênya [19]

1.3.4 Ứng dụng trong mỹ phẩm

Trong mỹ phẩm, Spirulina làm phóng thích các hoạt chất tác động hiệu

quả trong nước tắm, trong kem xoa mặt và toàn thân nhờ hàm lượng magie và kali cao, giúp cơ thể chống lại các khối u xơ ở cơ bắp Dịch chiết từ tảo còn được sử dụng trong một số sản phẩm như thuốc đắp, thuốc làm mặt nạ, kem hoặc để dùng tắm trong liệu pháp biển Ngoài ra, các thành phần chiết xuất từ

tảo Spirulina như protein, polysaccharid, vitamin và khoáng được dùng để sản

xuất các mỹ phẩm làm đẹp cho phụ nữ như: mỹ phẩm chăm sóc, bảo vệ da

đầu; bảo vệ tóc; bảo vệ da; làm lành sẹo mau chóng; chống mụn nhọt và làm trắng da [15]

1.3.5 Ứng dụng tảo làm thức ăn cho vật nuôi

Spirulina có thể được sử dụng làm thức ăn thay thế quan trọng cho tôm

để kích thích khả năng tăng trưởng nhanh, tăng khả năng miễn dịch và sống

sót của tôm Thức ăn cho tôm có bổ sung Spirulina giúp làm giảm thời gian

nuôi và tỉ lệ tử vong

Spirulina giúp tăng sức đề kháng của các loài cá có giá trị cao, tăng khả

năng sống sót từ 15% lên 30% Khi thêm Spirulina vào thức ăn gia súc, gia

cầm, tốc độ sinh trưởng của chúng tăng lên

Vào năm 1985, công ty Weihai Aquatic Produce bắt đầu sản xuất sản

phẩm chứa Spirulina CH-881 1981 cho bào ngư Tỉ lệ sống sót của bào ngư tăng từ 37,4% lên 85% khi bổ sung Spirulina vào thức ăn Spirulina cũng

được sử dụng làm thức ăn cho cá cảnh, loại thứ ăn này được sản xuất tại công

ty Guangdong Jiande, phổ biến ở Nhật Bản và các nước Đông Nam Á

1.4 Tình hình nghiên cứu của tảo xoắn Spirulina hiện nay

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trước những năm 1960, việc cấy trồng Spirulina làm thực phẩm chưa

có một khát niệm thực sự Năm 1960 Spirulina mới biết đến, loại tảo này do tiến

sĩ Clement người Pháp tình cờ phát hiện khi đến hồ Sat ở Trung Phi Năm 1963, Viện dầu hỏa Pháp đã bắt đầu quan tâm đến báo cáo về loại bánh tảo Dihe [9]

Từ năm 1970, Spirulina đã được trồng ở nhiều nước trên thế giới, các

nước sản xuất vi tảo chủ yếu tập trung ở Châu Á và vành đai Thái Bình Dương Những khu vực và vùng lãnh thổ có sản lượng vi tảo lớn là Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, Hàn Quốc, Hoa Kỳ, Mehico…Vào những năm

1970, một doanh nghiệp tảo đầu tiên của Hoa Kỳ đã bắt tay vào nuôi thử nghiệm

mô hình pilot trên các bể nhân tạo Họ chọn thung lũng hoang mạc Imperial

thuộc bang California vì nơi đây có nhiệt độ trung bình cao nhờ ánh nắng mặt trời và tránh xa vùng ô nhiễm đô thị

Năm 1973, Tổ chức Lương nông quốc tế và Tổ chức Y tế thế giới đã

chính thức công nhận Spirulina là nguồn dinh dưỡng và dược liệu quý, đặc biệt

trong chống suy dinh dưỡng và chống lão hóa Đáng lưu ý trước hết là công trình nghiên cứu phòng chống ung thư gây ra bởi tia phóng xạ hạt nhân cho các nạn nhân của sự cố Nhà máy Điện hạt nhân Chernobul đã thu được kết quả rất tốt khi

điều trị bằng Spirulina nguyên chất Khi uống Spirulina, lượng chất phóng xạ đã

được đào thải khỏi đường tiểu của người bị nhiễm xạ rất cao

Kết quả này đã được biểu dương tại Hội nghị quốc tế về tảo năm

1998 ở cộng hòa Czech Tại Ấn Độ, một nghiên cứu năm 1995 đã chứng tỏ

với liều 1g Spirulina/ngày, có tác dụng trị ung thư ở những bệnh nhân ung

thư do thói quen nhai trầu thuốc [13] Ở Nhật, Hiroshi Nakamura cùng Christopher Hill thuộc Liên đoàn vi tảo quốc tế cùng một số nhà khoa học bắt

đầu nghiên cứu Spirulina từ năm 1968 [15] Cũng ở Nhật, đã có một số đề tài nghiên cứu chống HIV/AIDS sử dụng Spirulina Gần đây, việc phát hiện và đưa vào sử dụng một số chất có hoạt tính sinh học ở Spirulina đã góp phần

không nhỏ thúc đẩy quá trình nghiên cứu, sản xuất cũng như ứng dụng có hiệu quả sinh khối tảo này

Năm 1994, người Nga đã cấp bằng sáng chế cho Spirulina như một loại

thực dược giúp làm giảm các phản ứng do các bệnh nhiễm xạ gây ra, 270 trẻ

em nạn nhân vụ nổ Chernobyl được dùng 5g tảo Spirulina mỗi ngày liên tục

trong vòng 45 ngày đã giúp lượng nucheic nhiễm xạ giảm xuống 50% và bình thường hóa những cơ quan nhạy cảm bị dị ứng [15]

Nhu cầu Spirulina trên thế giới là rất lớn, tuy nhiên sản xuất chưa nhiều, nên giá bán những chế phẩm Spirulina rất đắt Gần đây việc phát hiện và đưa vào sử dụng một số chất có hoạt tính sinh học ở Spirulina đã