Tiểu luận Khảo sát việc thay thế hàm lượng NaHCO3 bằng NaCl trong môi trường nuôi trồng tảo Spirulina platensis

Tiểu luận nhằm nuôi Spirulina trong môi trường mà hàm lượng NaHCO3 được thay thế bằng NaCl nhằm hướng đến việc sử dụng nước biển để thay thế môi trường truyền thống. Đánh giá sự tăng trưởng và thành phần lipid của Spirulina platensis trong môi trường có thành phần NaHCO3 được thay thế dần bằng NaCl trong 2 điều kiện nuôi khác nhau.

M C L CỤ Ụ

M C L CỤ Ụ

               ii  

CÁC KÝ HI U, CH  VI T T TỆ Ữ Ế Ắ                v  

DANH M C B NGỤ Ả                vi   

 DANH M C S  ĐỤ Ơ Ồ               viii   

DANH M C HÌNHỤ               viii   

CHƯƠNG 1.M  Đ UỞ Ầ                1  

1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2.MỤC TIÊU 2

1.3.NỘI DUNG 3

CHƯƠNG 2.T NG QUAN TÀI LI UỔ Ệ               4  

2.1.GIỚI THIỆU VỀ TẢO SPIRULINA PLATENSIS 4

2.1.1.Phân loại 5

2.1.2.Đặc điểm sinh học của Spirulina platensis 6

2.1.2.1.Hình thái [8] 6

2.1.2.2.Kích thước 7

2.1.2.3.Cấu tạo sợi 7

2.1.2.4.Đặc điểm vận động và trú quán 8

2.1.2.5.Phân bố 9

2.1.2.6.Nguồn dinh dưỡng của Spirulina platensis 10

2.1.2.7.Đặc điểm sinh sản 15

2.1.3.Thành phần hóa học của Spirulina platensis 16

2.1.3.1.Protein và acid amin [12] [35] 17

2.1.3.2.Glucid 19

2.1.3.3.Lipid [35] 20

2.1.3.4.Sắc tố 21

2.1.3.5.Vitamin 22

2.1.3.6.Khoáng chất 24

2.1.3.7.Enzyme trong Spirulina 26

2.2.ỨNG DỤNG SPIRULINA VÀO ĐỜI SỐNG 26

2.2.1.Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm [10] 26

2.2.2.Chiết xuất các chất có giá trị dinh dưỡng hoặc các chất có hoạt tính sinh học [20] 27

2.2.3.Chế biến thức ăn cho gia súc, gia cầm và thủy hải sản 29

2.2.4.Sản xuất phân bón sinh học 30

2.2.5.Xử lý môi trường 30

2.3.CÔNG NGHỆ NUÔI TRỒNG HIỆN NAY [12] [11] [35] 31

2.3.1.Công nghệ sản xuất Spirulina 31

2.3.1.1.Cơ sở công nghệ nuôi trồng 31

2.3.1.2.Công nghệ nuôi trồng theo hệ thống hở (O.E.S) 31

2.3.1.3.Công nghệ nuôi trồng theo hệ thống kín (C.E.S) 33

2.3.2.Công nghệ nuôi trồng và thu hoạch Spirulina ở Việt Nam [12] 34

CHƯƠNG 3.V T LI U VÀ PHẬ Ệ ƯƠNG PHÁP NGHIÊN C UỨ                37   

3.1.Nguyên liệu và hóa chất 37

3.1.1.Nguyên liệu 37

3.1.2.Hóa chất dùng trong thí nghiệm 37

Hóa chất pha môi trường Zarrouk dùng nuôi Spirulina platensis, xuất xứ từ Trung Quốc 37

3.2.Dụng cụ và thiết bị 37

3.2.1.Dụng cụ 37

3.2.2.Thiết bị sử dụng 37

3.3.Phương pháp nghiên cứu 38

3.3.1.Sơ đồ khối quá trình nghiên cứu 38

3.3.2.Tạo giống Spirulina chịu mặn 39

Để tạo được chủng Spirulina chịu mặn cần bắt đầu từ môi trường chuẩn Zarrouk 39

3.3.3.Khảo sát ảnh hưởng của muối NaHCO3, NaCl đến sự sinh trưởng của Spirulina platensis 42

3.3.3.1.Bố trí thí nghiệm 42

3.3.3.2.Phương pháp phân tích 43

3.3.4.Thu và xử lý sinh khối 44

3.3.5.Khảo sát hàm lượng protein và lipid tổng 44

CHƯƠNG 4.K T QU  VÀ BI N LU NẾ Ả Ệ Ậ               48   

4.1.Nuôi trồng Spirulina platensis chịu mặn 48

4.2.Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng NaHCO3 và NaCl đến sự sinh trưởng của Spirulina platensis 50

4.2.1.Khảo sát sự thay đổi hình thái của tế bào Spirulina platensis

trong các môi trường có hàm lượng NaHCO3 và NaCl khác nhau 50

4.2.2.Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng NaHCO3 và NaCl khác nhau đến sự tăng trưởng của Spirulina platensis 51

4.2.2.1.Kết quả phân tích mật độ quang 53

4.2.2.2.Tốc độ tăng trưởng của Spirulina platensis: 55

4.2.2.3.Kết quả phân tích sinh khối khô 56

4.2.3.Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng NaHCO3, NaCl khác nhau đến hàm lượng dinh dưỡng của Spirulina platensis 59

CHƯƠNG 5.K T LU N VÀ KI N NGHẾ Ậ Ế Ị               62   

5.1.KẾT LUẬN 62

5.2.KIẾN NGHỊ 64

CHƯƠNG 7. PH  L CỤ Ụ               70   

CÁC KÝ HI U, CH  VI T T TỆ Ữ Ế Ắ

DANH M C B NGỤ Ả

B ng 2ả ­1: Thành ph n hóa h c c  b n c a  Spirulina (theo ch t khô)ầ ọ ơ ả ủ ấ 16

B ng 2ả ­2: Thành ph n acid amin c a  Spirulinaầ ủ 18

B ng 2ả ­3: Nhu c u acid amin thi t y u c a ngầ ế ế ủ ười trưởng thành (EAA) và khả  năng cung c p c a 10g  Spirulinaấ ủ 19

B ng 2ả ­4: Thành ph n m t s  acid béo đ c bi t trong Spirulinaầ ộ ố ặ ệ 20

B ng 2ả ­5: Thành ph ncác s c t  t  nhiên trong Spirulinaầ ắ ố ự 21

B ng 2ả ­6: Hàm lượng vitamin trong 10g sinh kh i khô Spirulina platensis so sánhố   v i nhu c u hàng ngày c a m t ngớ ầ ủ ộ ườ ưởi tr ng thành (theo US Daily Value) 22

B ng 2ả ­7: Hàm lượng B12 c a m t s  th c ăn so sánh v i  Spirulinaủ ộ ố ứ ớ 23

B ng 2ả ­8: Hàm lượng khoáng trong 10g sinh kh i khô Spirulina so sánh v i tiêuố ớ   chu n hàng ngày c a m t ngẩ ủ ộ ười (theo US DV) 25

B ng 3­11: Thành ph n môi trả ầ ường NaHCO3 thay th  d n b ng NaClế ầ ằ 41

B ng 3­12: B  trí thí nghi mả ố ệ 43

B ng 4­13: Các đi u ki n khí h u trong quá trình kh o sátả ề ệ ậ ả 53

B ng 4­14: S  tăng trả ự ưởng c a Spirulina trong các môi trủ ường có hàm lượ  ng NaHCO3 và NaCl khác nhau 53

B ng 4­15: T c đ  tăng trả ố ộ ưởng và th i gian th  h  c a Spirulina platensis nuôiờ ế ệ ủ   trong hũ nh aự 55

Qua s  li u b ng 4­15 và x  lý s  li u theo ANOVA cho th y: t c đ  tăngố ệ ả ử ố ệ ấ ố ộ   trưởng gi a các môi trữ ường có hàm lượng NaHCO3 và NaCl trong đi u ki n nuôiề ệ   hũ có s  khác bi t có ý nghĩa (p < 0.05). Trong đó, t c đ  tăng trự ệ ố ộ ưởng c a 2 môiủ   trường Z và R1 là gi ng nhau, còn 3 môi trố ường còn l i R1, R2, R3 l i có t c đạ ạ ố ộ  tăng trưởng tương đương nhau 56

B ng 4­16: Sinh kh i Spirulina platensis khô   các môi trả ố ở ường có hàm lượng dinh 

dưỡng khác nhau (g/l) 56

B ng   4­17:   nh   hả Ả ưởng   c a   môi   trủ ường   đ n   hàm   lế ượng   sinh   kh i   khô   c aố ủ   Spirulina platensis        57

Môi trườ 57ng Hàm lượng sinh kh i khô (g/l)ố 57

Z 57

1.343a 57

R1 57

1.303a 57

R2 57

1.230b 57

R3 57

1.150b 57

R4 57

1.143c 57

T  s  F = 11.47  ; Giá tr  P = 0.0000 ỉ ố ị 57

Nh n xét: ậ 58

B ng 4­20: K t qu  kh o sát t  l  gi a acid béo bão hòa : acid béo không bão hòaả ế ả ả ỉ ệ ữ   trong sinh kh i Spirulina platensis thu nh n t  các môi trố ậ ừ ường có ch a hàm lứ ượ  ng NaHCO3, NaCl khác nhau  61

B ng 4­21: K t qu  phân tích thành ph n  acid béo cua sinh khôi Spirulinaả ế ả ầ ̉ ́ 61

Hình 2.2: H ng h c   m t h  Châu Phi ăn  Spirulinaồ ạ ở ộ ồ

              10   Hình 2.3: C  ch  quang h p    Spirulinaơ ế ợ ở

              13   Hình 2.4: Khu y tr n b ng cánh khu yấ ộ ằ ấ

              15   Hình 2.5: Vòng đ i c a Spirulina [26]ờ ủ

               15   Hình 2.6: S n ph m nả ẩ ước gi i khát đóng h p c a công ty Vĩnh H oả ộ ủ ả

Hình 2.7: M t s  dộ ố ược ph m t  Spirulinaẩ ừ

              27   Hình 2.8: Nước chi t xu t t  Spirulina platensis Spirulinaế ấ ừ

              28           

              28   Hình 2.9: M  ph m và kem dỹ ẩ ưỡng da t  Spirulinaừ

              28   Hình 2.10: M t s  d ng s n ph m cho chăn nuôi gia súc và nuôi tr ng th y h iộ ố ạ ả ẩ ồ ủ ả  

s nả

              29   Hình 2.11: X  lý nử ước th i   h  nuôi Spirulinaả ở ồ

               31          

Hình 2.14: B  nuôi tr ng Spirulina   Earthrise Farms [35]ể ồ ở

               33   Hình 2.75: Nuôi Spirulina trong nhà kính   mi n Nam nở ề ước Pháp [10]

Hình 2.16: B  nuôi tr ng Spirulina  t i  Công Ty C  ph n Nể ồ ạ ổ ầ ước Khoáng Vĩnh 

H o [38]ả

               35   Hình 4.17: Quá trình nuôi tr ng Spirulina platensisồ

               50   A: Gi ng Spirulina platensisố

              50   Hình 4.18: Hình d ng s i Spirulina platensis trong các môi trạ ợ ường khác nhau

Hình 4.19: Đ  th   nh hồ ị ả ưởng c a môi trủ ường đ n hàm lế ượng sinh kh i khô c aố ủ  Spirulina platensis

              58   

gi m cholesterol, ch ng oxy hóa, h  tr  đi u tr  b nh ti u đả ố ỗ ợ ề ị ệ ể ường, tăng cường hệ 

mi n d ch [27]ễ ị

Ngoài vi c nuôi tr ng ệ ồ Spirulina trong nh ng môi trữ ường truy n th ng đã đề ố ượ  cnghiên c u k  trong phòng thí  nghi m, xu hứ ỹ ệ ướng nghiên c u và nuôi tr ngứ ồ  

Spirulina trong m t s  ngu n nộ ố ồ ước khác nhau nh  trong nư ướ ợ ước l , n c bi n vàể  

nước th i có kèm theo vi c đi u ch nh và b  sung m t s  ch t dinh dả ệ ề ỉ ổ ộ ố ấ ưỡng thích 

h p cũng đang đợ ược phát tri n r ng rãi [16]. ể ộ

Bi n bao ph  72% b  m t trái đ t chi m 98% t ng lể ủ ề ặ ấ ế ổ ượng nước c a toàn thủ ế 

gi i. Nớ ước bi n có tính ki m, giá tr  pH = 8, hàm lể ề ị ượng mu i trung bình làố  33,3‰ Đ  m n c a nộ ặ ủ ước bi n có th  dao đ ng trong kho ng t  29‰ (nể ể ộ ả ừ ướ  c

bi n   các c c c a trái đ t) đ n 35‰ (  nh ng n i g n xích đ o), trung bình làể ở ự ủ ấ ế ở ữ ơ ầ ạ  kho ng 34‰, t c là ch a kho ng 34g mu i/lít, ngoài ra nả ứ ứ ả ố ước bi n còn ch a r tể ứ ấ  nhi u các nguyên t  khoáng vi lề ố ượng. Trong nước bi n, hàm lể ượng mu i chi mố ế  nhi u nh t, gi  vai trò ch  đ o là NaCl (26,5g/l chi m kho ng 77,8%), ngoài raề ấ ữ ủ ạ ế ả  không có ch a NaHCOứ 3

Nuôi tr ng ồ Spirulina  yêu c u đ  pH tầ ộ ương đ i cao, do đó hàm lố ượng NaHCO3 cao ph i luôn luôn có m t trong môi trả ặ ường đ  duy trì pH và ngăn ng a bi nể ừ ế  

đ ng. Môi trộ ường Zarrouk giàu hàm lượng NaHCO3 (16,8g/l) đã đượ ử ục s  d ng để nuôi tr ng  ồ Spirulina  trong nhi u năm nay [30]. ề

Môi trường nước bi n và môi trể ường Zarrouk có hàm lượng khoáng tương đ iố  

gi ng nhau. Tuy nhiên, trong môi trố ường nước bi n thì NaCl là thành ph n cóể ầ  hàm lượng cao nh t, còn trong môi trấ ường Zarrouk thì NaHCO3 l i chi m vai tròạ ế  

ch   đ o  ủ ạ Spirulina  mu n nuôi đố ược trong môi trường nước bi n, trể ước h tế  

Spirulina  ph i s ng và phát tri n đả ố ể ược trong môi trường không có ch a hàmứ  

lượng NaHCO3. Tuy nhiên n u thay hoàn toàn lế ượng NaHCO3 trong môi trườ  ngZarrouk b ng NaCl thì  ằ Spirulina platensis  có thích  ng và phát tri n đứ ể ược hay không?  

Vi c nuôi trong môi trệ ường mà thành ph n NaHCOầ 3  được thay th  m t ph nế ộ ầ  

ho c hoàn toàn b ng NaCl s   nh hặ ằ ẽ ả ưởng đ n s  sinh trế ự ưởng và hàm lượng lipid  

ở Spirulina nh  th  nào? ư ế

Đ  tìm hi u xem  ể ể Spirulina    có th  nuôi trong môi trể ường hoàn toàn không có NaHCO3 hay không và thành ph n dinh dầ ương có b  bi n đ i nh  th  nào trong̃ ị ế ổ ư ế  môi trường này, chúng tôi ti n hành th c hi n đ  tài nghiên c u:ế ự ệ ề ứ

“KH O SÁT VI C THAY TH  HÀM LẢ Ệ Ế ƯỢNG NaHCO3 B NG NaCl TRONGẰ  MÔI TRƯỜNG NUÔI TR NG T O SPIRULINA PLATENSIS”Ồ Ả

1.2 M C TIÊUỤ

­ Nuôi  Spirulina trong môi trường mà hàm lượng NaHCO3 được thay th  b ngế ằ  NaCl nh m hằ ướng đ n vi c s  d ng nế ệ ử ụ ước bi n đ  thay th  môi trể ể ế ường truy nề  

th ng.ố

­ Đánh giá s  tăng trự ưởng và thành ph n lipid c a ầ ủ Spirulina platensis trong môi 

trường có thành ph n NaHCOầ 3 được thay th  d n b ng NaCl trong 2 đi u ki nế ầ ằ ề ệ  nuôi khác nhau

1.3 N I DUNGỘ

­ Nuôi tr ng  ồ Spirulina   platensis  trong môi trường Zarrouk   đi u ki n tở ề ệ ự nhiên

­ Nuôi tr ng ồ Spirulina  trong các môi trường có thành ph n NaHCOầ 3 được thay 

th  d n b ng NaCl   đi u ki n t  nhiên.ế ầ ằ ở ề ệ ự

­ Kh o sát s  sinh trả ự ưởng c a ủ Spirulina  platensis trong môi trường có thành 

ph n NaHCOầ 3  được thay th  d n b ng NaCl   hai đi u ki n nuôi khác nhauế ầ ằ ở ề ệ  (nuôi trong hũ nh a và nuôi trong  ng nh a).ự ố ự

­ Kh o sát hàm lả ượng protein tông va lipid  tông trong cac môi tr̉ ̀ ̉ ́ ương co ham̀ ́ ̀  

lượng NaHCO3 va NaCl khac nhau.̀ ́

­ Phân tích các thành ph n lipid qua s c ký khíầ ắ

CHƯƠNG 2 T NG QUAN TÀI LI UỔ Ệ

2.1 GI I THI U V  T O Ớ Ệ Ề Ả SPIRULINA PLATENSIS

Spirulina platensis lam hay còn g i là vi khu n lam (ọ ẩ Cyanobacteria) là m t ngànhộ  

vi khu n có kh  năng h p thu năng lẩ ả ấ ượng qua quá trình quang h p. ợ

Trong s  các c  th  t  dố ơ ể ự ưỡng được thì vi khu n lam đẩ ược xem là nhóm nguyên 

th y nh t. Di tích hóa th ch c a chúng đủ ấ ạ ủ ược phát hi n cách đây kho ng 3,8 tệ ả ỷ năm. Chúng được x p li n sau các vi khu n và riêng v i các nhóm khác vì ngoàiế ề ẩ ớ  

nh ng đ c đi m nh  ch a có nhân th t, ch a có l c l p, ch  có chlorophyll a thìữ ặ ể ư ư ậ ư ụ ạ ỉ  chúng cũng ch a có s  sinh d c h u tính, c u t o đ n gi n (đ n bào hay đa bàoư ự ụ ữ ấ ạ ơ ả ơ  hình s i). Vi khu n lam ợ ẩ Spirulina platensis  không có tiêm mao, chúng di chuy nể  

b ng cách trằ ượt lên b  m t.ề ặ

Spirulina còn có tên là Arthrospira, là lo i vi khu n lam không c  đ nh nit  và ănạ ẩ ố ị ơ  

được  Spriulina  có d ng xo n lò  xo, kích thạ ắ ước nh , chúng s ng trong  môiỏ ố  

trường có đ  ki m cao, giàu ion bicacbonate (HCOộ ề 3­). Spirulina sinh trưởng r tấ  nhanh, nhi t đ  t i thích cho s  phát tri n là 35 – 36ệ ộ ố ự ể oC [20]

Đã t  lâu, ừ Spirulina đã được con ngườ ử ụi s  d ng làm th c ăn. M t s  tài li u sứ ộ ố ệ ử 

h c ghi nh n   th  k  XVI, th  dân Aztecs s ng quanh vùng h  Texcoco v nọ ậ ở ế ỷ ổ ố ồ ẫ  

thường thu v t m t lo i th c ăn t  h  này, h  g i món ăn đó là “Techuilatl”.ớ ộ ạ ứ ừ ồ ọ ọ  

“Techuilatl” được bán t i các ch  c a Mexico và đạ ợ ủ ược ăn cùng v i ngô và cácớ  ngũ c c khác ho c cùng v i nố ặ ớ ước ch m g i là “Chilmolli”. V  sau “Techuilatl”ấ ọ ề  

được xác đ nh là làm t   ị ừ Spriulina maxima, m t lo i th c ăn r  ti n và giàu dinhộ ạ ứ ẻ ề  

dưỡng. Dân đ a phị ương quanh th  tr n Fort Lamy, nay thu c nị ấ ộ ướ ộc c ng hòa Công 

Gô (châu Phi), v n ăn m t th  th c ăn g i là “Dihé”. H  làm “Dihé” t  nh ngẫ ộ ứ ứ ọ ọ ừ ữ  váng màu xanh n i trên m t nổ ặ ước h  Chad.  H  thu v t và ph i khô ch ng trênồ ọ ớ ơ ứ  cát dưới ánh sáng m t tr i r i đ p nh  đem bán [23]. Dangeard – m t nhà nghiênặ ờ ồ ậ ỏ ộ  

c u  ngứ ười  Pháp   đã   xác   đ nh  thành   ph n   chính  c a   “Dihé”   là   lo i  ị ầ ủ ạ Spirulina 

platensis xo n  ắ Arthrospira (Spirulina platensis).

Năm 1970, qui trình s n xu t sinh kh i ả ấ ố Spirulina platensis quy mô l n đ u tiênớ ầ  

được ti n hành trên di n tích 12 hecta t i Pháp đã cho s n lế ệ ạ ả ượng trên 1 t n khôấ  

m i   ngày  [10]  Ngày  nay,  có  r t  nhi u  nỗ ấ ề ước  nuôi  tr ng  s n  xu tồ ả ấ   Spirulina 

platensis v i quy mô l n nh  Nh t B n, Đài Loan, M , các nớ ớ ư ậ ả ỹ ước châu Phi…

2.1.1 Phân lo i ạ

Chi Spirulina là tên g i đ u tiên đọ ầ ược mô t  b i Turpin vào năm 1827.[30]ả ở

Theo phân lo i m i nh t ạ ớ ấ Spirulina platensis thu c: [33] ộ

Có 2 lo iạ  ph  bi n là ổ ế Arthrospira maxima và Arthrospira platensis.

Do hình d ng “lò xo xo n” dạ ắ ưới kính hi n vi nên để ược g i là ọ Spirulina v i tênớ  khoa h c là ọ Spirulina platensis, Spirulina platensis Spirulina maxima (b t ngu nắ ồ  

t  g c spire, spiral có nghĩa là “xo n  c”) và trừ ố ắ ố ước đây được coi là thu c chiộ  

Spirulina.

Th c ra, đây không ph i là sinh v t thu c ự ả ậ ộ Spirulina platensis (algae) vì Spirulina 

platensis  thu c   sinh   v t   nhân  ộ ậ th tậ   (Eukaryota)   còn  Spirulina  (Cyanobacteria) 

thu c sinh v t nhân s  hay nhân nguyên th y (Prokaryota). [5]ộ ậ ơ ủ

Đã có r t nhi u loài ấ ề Spirulina được tìm th y, đ c bi t trong đó có 2 loài có ngu nấ ặ ệ ồ  

g c t  Châu Phi và Nam M  là  ố ừ ỹ S. Geileri  (S. maxima) và  S. platensis  là đượ  c

nghiên c u nhi u nh t. M c dù, có r t nhi u loài s ng t  nhiên trong ao, h ,ứ ề ấ ặ ấ ề ố ự ồ  

ru ng lúa, sông ngòi,   ộ ở d ngạ  đ n đ c ho c k t thành nh ng c m n i trên m tơ ộ ặ ế ữ ụ ổ ặ  

nước, nh ng khi phân lo i đ u ph i d a vào đ c đi m xo n và các tính ch t đ cư ạ ề ả ự ặ ể ắ ấ ặ  

tr ng khác c a ư ủ Spirulina platensis.

2.1.2 Đ c ặ  đi m sinh h c c a Spirulina platensis ể ọ ủ

2.1.2.1 Hình thái [8]

Spirulina  t n t i dồ ạ ướ ại d ng th  đa bào, d ng s i. Dể ạ ợ ưới kính hi n vi ể Spirulina là 

nh ng s i màu ữ ợ xanh l c hay xanh lam, t  bào d ng tr  tròn không phân nhánh,ụ ế ạ ụ  không d  bào, xo n ki u lò xo và đ u nhau,   2 đ u xo n thị ắ ể ề ở ầ ắ ường h p, di đ ngẹ ộ  

b ng cách trằ ượt dài d c theo tr c.ọ ụ

M c đ  xo n c a vòng xo n cu i cùng h p h n t  30 – 50% so v i vòng xo nứ ộ ắ ủ ắ ố ẹ ơ ừ ớ ắ  bình thường, đi u này không x y ra v i nh ng s i du i th ng [30]. Ngoài d ngề ả ớ ữ ợ ỗ ẳ ạ  

xo n lò xo còn có các d ng khác nh  d ng th ng, hình S, hình C…Ph  thu c vàoắ ạ ư ạ ẳ ụ ộ  

đi u ki n ánh sáng, nhi t đ  môi trề ệ ệ ộ ường và đi u ki n dinh dề ệ ưỡng

Các  vòng  xo n c a  ắ ủ Spirulina platensis  d  thay đ i. Ngay trong m t d ng bìnhễ ổ ộ ạ  

thường có th  có đ n 5 – 7 vòng xo n, đ c bi t có th  đ t đ n 27 vòng. Hìnhể ế ắ ặ ệ ể ạ ế  

d ng xo n c a ạ ắ ủ Spirulina platensis là đ c đi m phân bi t v i nh ng d ng khác,ặ ể ệ ớ ữ ạ  tuy nhiên trong cùng m t loài v n th y có nh ng d ng xo n khác nhau. Nguyênộ ẫ ấ ữ ạ ắ  nhân có th  là do có s  thay đ i v  đi u ki n môi trể ự ổ ề ề ệ ường ho c có th  do thay đ iặ ể ổ  nhi t đ  D ng xo n thệ ộ ạ ắ ường d  phát tri n.ễ ể

Hình 2.1: M t s  hình d ng s i Spirulina platensis nhìn d ộ ố ạ ợ ướ i kính hi n vi ể 2.1.2.2 Kích th ướ c

Spirulina platensis   h  Chad thì kích thở ồ ước s i là 60 µm/1 vòng xo n, chi uợ ắ ề  

r ng c a s i là 6 – 8 µm.ộ ủ ợ

Trong đi u ki n nuôi c y t i  u có khi ề ệ ấ ố ư Spirulina platensis dài đ n 20 mm. Nhế ờ kích thướ ếc t  bào l n nên d  dàng quan sát vách t  bào và nh ng túi không bàoớ ễ ế ữ  khí…

2.1.2.3 C u t o s i ấ ạ ợ

B ng   lát   c t   c c   m ng   khi   quan   sát   dằ ắ ự ỏ ưới   kính   hi n   vi,   thành   t   bào   c aể ế ủ  

S.platensis có 4 l p.ớ

L pớ  ngoài cùng hay là l p th  IV đớ ứ ượ ắc s p x p đ u nhau, song song v iế ề ớ  

tr c chính. L p này ụ ớ đượ  xem nh  là thành t  bào c a vi khu n gram âm.c ư ế ủ ẩ

L p th  III đớ ứ ượ ạc t o thành t  nh ng s i protein bao quanh c  th ừ ữ ợ ơ ể

L p th  II ớ ứ ch aứ  peptidolycan, được x p g p l i hế ấ ạ ướng vào trong c a s iủ ợ  

Spirulina.

L p th  I n m sát vào l p th  II.ớ ứ ằ ớ ứ

Vách t  bào đế ược ví nh  cái đĩa m ng, bao l y ph n bên trong c  th  và đư ỏ ấ ầ ơ ể ượ  c

c u t o ch  y u b ng peptidoglycan nên nh y c m v i lysozyme và d  dàngấ ạ ủ ế ằ ạ ả ớ ễ  

được tiêu hóa trong  ng tiêu hóa c a ngố ủ ười và đ ng v t. Nh ng khi phân tích cácộ ậ ư  

ho t ch t mu n chi t xu t thì nh t thi t ph i phá v  màng t  bào.ạ ấ ố ế ấ ấ ế ả ỡ ế

T  bào có d ng hình tr , liên k t l i thành chu i, Gi a các t  bào có vách ngăn,ế ạ ụ ế ạ ỗ ữ ế  

nh ng vách   đ u s i thư ở ầ ợ ường h i dày h n. Vì v y, đây là c  th  đa bào, m i s iơ ơ ậ ơ ể ỗ ợ  

đ i v i nh ng t  bào bố ớ ữ ế ước vào th i k  sinh s n thì màng thylacoid b  gãy và cu iờ ỳ ả ị ố  cùng tr  thành 2 t  bào con.ở ế

Các s c t  chính th c hi n quá trình quang h p là chlorophyl, phycocyanin và cácắ ố ự ệ ợ  carotenoid  Trong  đó, phycocyanin k t t  l i v i nhau và g n k t v i màngế ụ ạ ớ ắ ế ớ  thylacoid. H t cyanophycin đạ ược d  tr  dự ữ ướ ại d ng copolymer c a các aminoacidủ  trong chu i poly – L – aspartic acid và arginin k t h p v i nhóm  ­cacboxyl.[30]ỗ ế ợ ớ βTrong t  bào ch t có ch a các túi không bào khí, có đế ấ ứ ường kính kho ng 0.065ả  

µm. Nh  các túi này mà t  bào n i đờ ế ổ ược trên m t nặ ước, t o đi u ki n thu n l iạ ề ệ ậ ợ  cho thu v i sinh kh i.ớ ố

2.1.2.4 Đ c đi m v n đ ng và trú quán ặ ể ậ ộ

Spirulina có kh  năng v n đ ng theo 2 ki u: ả ậ ộ ể

Ki u t  ể ự xo nắ  v i đớ ường kính vòng xo n có th  thay đ i đ n 80 µm, vàắ ể ổ ế  các vòng xo n có th  th a hay dày. M t khác t  ki u xo n, t  bào s i cóắ ể ư ặ ừ ể ắ ế ợ  

th  t  v n đ ng chuy n sang các d ng sóng, d ng th ng ho c d ng h nể ự ậ ộ ể ạ ạ ẳ ặ ạ ỗ  

h p, mà trong đ c đi m hình d ng đã nêu.ợ ặ ể ạ

Ki u v n ể ậ đ ngộ  ki u t nh ti n, trể ị ế ượt trôi trong môi trường nước, t c đ  diố ộ  chuy n theo c  ch  trể ơ ế ượt, đ t kho ng 5 µm/s. Đ c đi m này ch ng t  sạ ả ặ ể ứ ỏ ự 

g n gũi v i s  v n đ ng b i l i ch  đ ng c a các phiêu sinh đ ng v t,ầ ớ ự ậ ộ ơ ộ ủ ộ ủ ộ ậ  

m t trong b y đ c tính c  b n phân bi t gi a đ ng v t và th c v t.ộ ả ặ ơ ả ệ ữ ộ ậ ự ậ

Chính đ c đi m v n đ ng, k t h p v i đ c tính n i trên m t nặ ể ậ ộ ế ợ ớ ặ ổ ặ ước do ch c năngứ  

c a không bào khí t o ra, quy t đ nh v  trí c  trú – trú quán c a loài vi khu n này.ủ ạ ế ị ị ư ủ ẩ  

Spirulina là sinh v t phiêu sinh s ng t  do trong nậ ố ự ước ki m   kho ng pH t  8,5 –ề ở ả ừ  11,0 giàu khoáng ch t. Các vi phiêu sinh này l  l ng   đ  sâu có th  lên t i 50ấ ơ ử ở ộ ể ớ  

cm, và trong môi trường nhân t o thạ ường nuôi   m c nở ứ ước 10 – 30 cm (nuôi hồ 

h ), ho c có th  trong h  đáy sâu 1 ­1,5 m (s c khí) đ  đ m b o ti p nh n ánhở ặ ể ồ ụ ể ả ả ế ậ  sáng. Trôi n i trong nổ ước và nhu c u ánh sáng là 2 đ c đi m ràng bu t l n nhau,ầ ặ ể ộ ẫ  

h  tr  nhau, r t quan tr ng trong công ngh  nuôi tr ng ỗ ợ ấ ọ ệ ồ Spirulina.

2.1.2.5 Phân bố

 các vùng n

Ở ước kiềm (pH = 8.5 ­11.0) có thể có Spirulina s ng t  nhiên, nh t làố ự ấ  các h , su i ồ ố khoáng  m áp. V  đ a lý, sinh v t này tìm th y   ph m vi r t r ng:ấ ề ị ậ ấ ở ạ ấ ộ  Châu Phi (Tchad, Congo, Ethiopia, Kenya, Nam Phi, Ai C p, Tanzania, Zambia),ậ  Châu M  (Hoa K , Peru, Uruguay, Mexico), Châu Á ( n Đ , Pakistan, Srilanka,ỹ ỳ Ấ ộ  

Vi t Nam), Châu Âu (Nga, Ukraina, Hungary ). ệ

T ng vùng có th  có nh ng loài, gi ng ừ ể ữ ố Spirulina khác nhau, ho c m t loài nhặ ộ ư 

S.platensis l i tìm th y   nhi u nạ ấ ở ề ước, có khi r t xa nhau t i n a vòng trái đ t. Sấ ớ ử ấ ự phân b  này có th  do ch n l c t  nhiên, không k  do con ngố ể ọ ọ ự ể ười ch  đ ng diủ ộ  

th c nuôi tr ng. Cũng có th  đu c di th c theo m t s  loài chim di trú, mà loàiự ồ ể ợ ự ộ ố  

h ng h c (ồ ạ Phoeniconaias minor   Đông bán c u, hay  ở ầ Phoenicoparrus jamesi  ở 

Tây bán c u) thầ ường ăn Spirulina là m t ví d  ộ ụ Spirulina thường bám vào lông vũ 

và theo chim phân b  t i nh ng n i mà h ng h c c  trú theo mùa.ố ớ ữ ơ ồ ạ ư

Hình 2.2: H ng h c   m t h  Châu Phi ăn  Spirulina ồ ạ ở ộ ồ 2.1.2.6 Ngu n dinh d ồ ưỡ ng c a Spirulina platensis ủ

 Spirulina là vi sinh v t quang t  dậ ự ưỡng b t bu c, không th  s ng hoàn toàn trongắ ộ ể ố  

t i, ố quang h p nh  ánh sáng m t tr i và có kh  năng tích lũy đ m r t cao. Đây làợ ờ ặ ờ ả ạ ấ  

m t trong kho ng 2500 loài  ộ ả Cyanophyta  c  nh t, t  dổ ấ ự ưỡng đ n gi n, có khơ ả ả năng t ng h p đổ ợ ược các ch t c n thi t cho c  th , k  cà các đ i phân t  ph cấ ầ ế ơ ể ể ạ ử ứ  

t p.ạ

Môi trường dinh dưỡng c a ủ Spirulina g m:ồ

Các dưỡng  ch tấ : Trong môi trường nướ Spirulina  c n đ  ngu n dinhc,   ầ ủ ồ  

dưỡng: cacbon, nit , các ch t khoáng đa lơ ấ ượng và vi lượng  Ngoài ra, chúng còn c m  ng v i m t s  ch t nh :  c ch  ho c ch t kích thích sinhả ứ ớ ộ ố ấ ư ứ ế ặ ấ  

trưởng

Các đi u ề ki nệ  lý hóa thích h p: pH, áp su t th m th u, ánh sáng, nhi t đ ,ợ ấ ẩ ấ ệ ộ  

đi u ki n khu y tr n ề ệ ấ ộ

Ngu n ồ carbon đ  nuôi c y thể ấ ường là ngu n carbon vô c  COồ ơ 2 hay NaHCO3 [14].Natri bicacbonat (NaHCO3) được s  d ng vì t o đử ụ ạ ược môi trường ki m, thu nề ậ  

l i cho s  phát tri n c a ợ ự ể ủ Spirulina platensis, trong khi đó, CO2 làm gi m pH môi.ả  Trong th cự  t , ngế ười ta s  d ng NaHCOử ụ 3 v i n ng đ  16,8g/l k t h p v i th iớ ồ ộ ế ợ ớ ổ  

không khí (hàm lượng CO2  dưới 1%) đem nuôi tr ng   nhi t đ  33 – 35ồ ở ệ ộ oC và 

cường đ  ánh sáng kho ng 5.000 lux thì năng su t thu độ ả ấ ược khá cao. Nh  v yư ậ  ngu n carbon chính là NaHCOồ 3, còn CO2 ch  là ngu n carbon b  sung [12].ỉ ồ ổ

 Dinh dưỡng Nit  [12]ơ

Trong quá trình phát tri n c a  ể ủ Spirulina, nit  đóng vai trò r t quan tr ng. N uơ ấ ọ ế  thi u nit , sinh kh i s  gi m r t nhanh. Kh  năng tích lũy đ m c a ế ơ ố ẽ ả ấ ả ạ ủ Spirulina r tấ  cao. Hàm lượng nit  trong sinh kh i khô có th  đ t t i ~10% tr ng lơ ố ể ạ ớ ọ ượng khô, hay thường trên 50% protein. Nh ng ư Spirulina không có kh  năng s  d ng nitả ử ụ ơ 

d ng khí Nạ 2 mà s  d ng dử ụ ướ ại d ng NO3­, ngưỡng 30 ­710 mg N/l, trung bình ở 

412 mgN/l (theo môi trường c a Zarrouk C). ủ

 Các dưỡng ch t khoáng [12]ấ

Photpho: photpho đ c ượ Spirulina s  d ng đ  t ng h p ATP, acid nucleic và cácử ụ ể ổ ợ  

h p ch t c u t o ợ ấ ấ ạ khác. Photpho vô c  dơ ướ ại d ng mu i nitrat, kali photphat hòaố  tan kho ng 90 – 180mg/l.ả

Kali K+ và Natri Na+: d i d ng ướ ạ mu iố  clorid, ho c vài d ng khác k t h p v iặ ạ ế ợ ớ  ngu n nit , photpho.ồ ơ

Spirulina r t  a mu i, có th  t n t i trong môi trấ ư ố ể ồ ạ ường  u trư ương ch a kali t i 5ứ ớ  g/l và natri t i 18 g/l. ớ Trong th c nghi m, t  l  Kự ệ ỷ ệ +/Na+ nên nh  h n 5, l n h n sỏ ơ ớ ơ ẽ 

ch m phát tri n, ho c h n n a gây r i lo n, phá v  c u trúc t  bào, Ion Kậ ể ặ ơ ữ ố ạ ỡ ấ ế + có 

th  coi nh  m t nguyên t  vi lể ư ộ ố ượng, dùng nuôi đ i trà v i hàm lạ ớ ượng kho ng 2,5ả  – 4,0 mEq/l, và r t nh  so v i Ion Naấ ỏ ớ +, t  l  Naỷ ệ +/K+ t  15 – 20.ừ

Magie   (Mg2+):  đóng   vai   trò   t ng   t   nh   photpho   trong   t ng   h p   các   h tươ ự ư ổ ợ ạ  polyphotphat

Canci (Ca2+): không  nh h ng rõ đ n sinh tr ng c a ả ưở ế ưở ủ Spiriulina.

S t:  ắ là dưỡng ch t thi t y u,  nh hấ ế ế ả ưởng tr c ti p  đ n sinh trự ế ế ưởng và hàm 

lượng protein. S t thắ ường dung là mu i FeSOố 4 (0,01g/l). Có th  dùng s t d ngể ắ ạ  

ph c EDTA (etylen diamin tetracetic acid), ph c này hòa tan b n h n trong ki mứ ứ ề ơ ề  

so v i d ng vô c  N ng đ  Feớ ạ ơ ồ ộ 2+ trong môi trường r t r ng t  0,56 – 56 mg/l môiấ ộ ừ  

kh i protein, nh ng t i m t s  thành ph n khác nh  vitamin…ố ư ớ ộ ố ầ ư

Ngoài các d ưỡ  ch t chính c n thi t, n u trong môi tr ng ấ ầ ế ế ường có s  hi n di n c aự ệ ệ ủ  

nh ng vi lữ ượng khoáng khác, Spirulina có th  h p thu ch  đ ng hay th  đ ng.ể ấ ủ ộ ụ ộ

 Các y u t   nh hế ố ả ưởng đ n s  tăng trế ự ưởng c a ủ Spirulina

Ánh sáng [14] [20] [10]

Ánh sáng mang các lượng t  (photon), đử ược các s c t  c a nh ng c  th  tắ ố ủ ữ ơ ể ự 

dưỡng h p thu và s  d ng d n trong ph n  ng sinh t ng h p. S  h p thu năngấ ử ụ ầ ả ứ ổ ợ ự ấ  

lượng ánh sáng được th c hi n b ng con đự ệ ằ ường quang h p.ợ

Công th c t ng quát c a quá trình quang h p là:ứ ổ ủ ợ

Spirulina  có   t i   15   s c   t   có   th   tham   gia   vào   quá   trình   quang   h p   g m:ớ ắ ố ể ợ ồ  Chlorophyll (a), phycocyanin, betacaroten và 11 carotenoid khác, ngoài ra còn có phycoerythrin

Nhi t đ  [14] [17] [20]ệ ộ

Spirulina có th  phát tri n   nhi t đ  khá cao. Chúng có kh  năng phát tri n ể ể ở ệ ộ ả ể ở kho ng nhi t đ  32 – 40ả ệ ộ 0C. Nhi t đ  phát tri n t t nh t c a chúng kho ng 30 –ệ ộ ể ố ấ ủ ả  

350C [17].   nhi t đ  th p, ví d  xu ng 25Ở ệ ộ ấ ụ ố 0C, Spirulina sinh trưởng r t ch m, vàấ ậ  

đ n 12ế 0C không có kh  năng phát tri n.   nhi t đ  cao đ n 40ả ể Ở ệ ộ ế 0C, Spirulina t nồ  

t i đạ ược 4 ngày, và   50ở 0C ch  t n t i đỉ ồ ạ ược ít phút. Các t n thổ ương   t  bào gâyở ế  

b i nhi t đ  cao không th  h i ph c dù đ a tr  l i nhi t đ  thích h p [14].ở ệ ộ ể ồ ụ ư ở ạ ệ ộ ợ

pH [14]

Trong môi trường nuôi Spirulina, thông s  pH là k t qu  c a s  cân b ng.ố ế ả ủ ự ằ

CO2  H2CO3  H+ + HCO3­  2H+ + CO32­+

Vì v y, pH đậ ược coi là y u t  ch  th , ph n ánh các thành ph n nuôi dế ố ỉ ị ả ầ ưỡng cung 

c p cho môi trấ ường nuôi dưỡng Spirulina, ch  y u là ngu n bicarbonate và khíủ ế ồ  

CO2 hòa tan. Ph n  ng quang t ng h p là quá trình s  d ng carbon và  gi i phóngả ứ ổ ợ ử ụ ả  khí Oxy.

pH thích h p v i  ợ ớ Spirulina  = 8.5 – 9.5.   pH   này,  Ở Spirulina  s  d ng ngu nử ụ ồ  carbon hòa tan là d ng bicarbonate (ion HCOạ 3­) r t ít h p thu khí COấ ấ 2 [13]

 pH th p (<5), ph n  ng quang t ng h p r t th p, và cũng t ng t  nh  v y 

pH cao (>11)

Đi u ki n s y s c khíề ệ ấ ụ

Khu y tr n là m t trong nhi u y u t  tác đ ng đ n s  đ ng hóa ngu n nit  dinhấ ộ ộ ề ế ố ộ ế ự ồ ồ ơ  

dưỡng thành sinh kh i ố Spirulina, nh  v y có  nh hư ậ ả ưởng đ n quá trình trao đ iế ổ  

ch t c a t  bào ấ ủ ế Spirulina. Khu y tr n tác đ ng vào môi trấ ộ ộ ường t o dòng ch y,ạ ả  

đ y t  bào chuy n đ ng theo chi u lên xu ng và t nh ti n, nh  m t s  chuy nẩ ế ể ộ ề ố ị ế ư ộ ự ể  

đ ng h n lo n tộ ỗ ạ ương đ i có ki m soát. Đi u này trố ể ề ước h t không đ  t o tế ể ạ ụ thành đám n i dày trên m t nổ ặ ước, che ánh sáng. Sau đó giúp tr n đ u ch t dinhộ ề ấ  

dưỡng, hòa tan CO2 vào môi trường giúp đi u chình pH, t o đi u ki n thoát khíề ạ ề ệ  

O2 kh i môi trỏ ường, và đ c bi t giúp các t  bào ặ ệ ế Spirulina ti p xúc đ  v i ánhế ủ ớ  sáng đ  cho quang h p, tăng cể ợ ường quá trình ti p xúc th m th u h p thu dế ẩ ấ ấ ưỡ  ng

ch t và sinh t ng h p   m c đ  cao.ấ ổ ợ ở ứ ộ

Có th  t o dòng ch y tr n đ u nh  ch  đích trên b ng cách: (a) s c khí tr i (cóể ạ ả ộ ề ư ủ ằ ụ ờ  

ho c không tr n thêm COặ ộ 2), và (b) khu y tr n b ng cánh khu y.ấ ộ ằ ấ

Hình 2.4: Khu y tr n b ng cánh khu y ấ ộ ằ ấ 2.1.2.7 Đ c ặ  đi m  ể sinh s n  ả

Spirulina có phương th c sinh s n vô tính, phân m nh, t  m t c  th  m  trứ ả ả ừ ộ ơ ể ẹ ưở  ngthành (s i ợ Spirulina platensis = Trichome), t  phân chia thành nhi u m nh (đo n),ự ề ả ạ  

m i ph n g m m t s  vòng xo n (g m 2­ 4 t  bào = Hormogonia). Đ  đ t t iỗ ầ ồ ộ ố ắ ồ ế ể ạ ớ  các Hormogonia, ph i thông qua s  thành l p các t  bào chuyên bi t cho s  sinhả ự ậ ế ệ ự  

s n (đo n Necridia) t  c  th  m  Trong các Necridia hình thành các đĩa lõm   2ả ạ ừ ơ ể ẹ ở  

m t và s  tách r i t o các Hormogonia b i s  chia c t t i v  trí các đĩa này. Trongặ ự ờ ạ ở ự ắ ạ ị  

s  phát tri n, d n d n ph n đ u g n tiêu gi m, 2 đ u Hormogonia phát tri n,ự ể ầ ầ ầ ầ ắ ả ầ ể  

trưởng thành và chu k  sinh s n l i l p l i m t cách ng u nhiên, đ m b o vòngỳ ả ạ ặ ạ ộ ẫ ả ả  

đ i khép kín. Trong giai đo n sinh s n đo n homogonia dờ ạ ả ạ ường nh  nh t màu, ítư ạ  

s c t  xanh h n bình thắ ố ơ ường [12]

Hình 2.5: Vòng đ i c a Spirulina [26] ờ ủ

Phương th c sinh s n c a ứ ả ủ Spirulina v i vòng đ i đ n gi n và tớ ờ ơ ả ương đ i ng n.ố ắ  Trong đi u ki n t i  u (nuôi tr ng thí nghi m), vòng đ i c a ề ệ ố ư ồ ệ ờ ủ Spirulina r t ng nấ ắ  trong kho ng 1 ngày.   đi u ki n ít thu n l i h n (nuôi tr ng t  nhiên, phả Ở ề ệ ậ ợ ơ ồ ự ụ thu c vào th i ti t), vòng đ i s  là 3 ­ 5 ngày.ộ ờ ế ờ ẽ

Do cách sinh s n nêu trên, t  bào con có đ  dài kém h n đ  dài c a t  bào mả ế ộ ơ ộ ủ ế ẹ nhi u l n, nên khi nuôi liên t c, ngề ầ ụ ười ta có th  s  d ng các màng l c đ  v tể ử ụ ọ ể ớ  

đượ ợc s i trưởng thành (dài 0,25 – 0,5 mm), còn đo n ch a trạ ư ưởng thành l t quaọ  màng l c, vào môi trọ ường, ti p t c đế ụ ược chăm sóc và trưởng thành. Cách thu 

ho ch này gi n đ n và đó là l i th  c a công ngh  nuôi tr ng s n xu t sinh kh iạ ả ơ ợ ế ủ ệ ồ ả ấ ố  

Cifferi, 1985N.H.Thước, 1996Cifferi, 1985N.H.Thước, 1996Cifferi, 1985N.H.Thước, 1996Cifferi, 1985Cifferi, 1985N.H.Thước, 1996N.H.Thước, 1996Ngu n: Earthfood ồ Spirulina; Nguy n H u Thễ ữ ước (1996)

Spirulina được coi là lo i th c ph m đ c bi t vì giá tr  dinh dạ ự ẩ ặ ệ ị ưỡng c a nó caoủ  

h n b t k  m t lo i th c ăn nào khác. Trong ơ ấ ỳ ộ ạ ứ Spirulina hàm lượng protein trung bình g n 65% tr ng lầ ọ ượng khô, giàu carotene và nhi u s c t  (phycocyanin,ề ắ ố  chlorophyll, ) và có ch a nhi u ch t có ho t tính sinh h c cao. C  quan FDAứ ề ấ ạ ọ ơ  Hoa K  (the United States Food and Drug Administration) đu c thành l p nămỳ ợ ậ  

1981 đã xác nh n r ng sinh kh i ậ ằ ố Spirulina là ngu n protein, khoáng ch t, các ch tồ ấ ấ  kích thích sinh h c tuy t v i và là m t th c ăn b  sung có giá tr  dinh dọ ệ ờ ộ ứ ổ ị ưỡng cao, không đ c h i và có nhi u đ c đi m  u vi t mà các ngu n th c ăn khác khôngộ ạ ề ặ ể ư ệ ồ ứ  

có, được dùng làm thu c, làm th c ăn b  dố ứ ổ ưỡng và s n xu t m t s  ch t có ho tả ấ ộ ố ấ ạ  tính sinh h c cao dùng trong đi u tr  m t s  b nh hi m nghèo [20]ọ ề ị ộ ố ệ ể

2.1.3.1 Protein và acid amin [12] [35]

Spirulina có hàm lượng protein r t cao (kho ng 65% tr ng lấ ả ọ ượng khô), cao h nơ  

m t lo i th c ph m nào khác. Nhi u h n th t đ ng v t và cá tộ ạ ự ẩ ề ơ ị ộ ậ ươi (15 ­25% tr ngọ  

lượng tươi), đ u nành (35% tr ng lậ ọ ượng khô), s a khô (35% tr ng lữ ọ ượng khô), 

tr ng (12% tr ng lứ ọ ượng tươi), đ u ph ng (25% tr ng lậ ộ ọ ượng khô), lúa g o (8ạ  

­14% tr ng lọ ượng khô), s a (3% tr ng lữ ọ ượng tươi)

Thành ph n acid amin c a ầ ủ Spirulina ph  thu c nhi u vào đi u ki n nuôi c y vàụ ộ ề ề ệ ấ  

phương pháp phân tích, vì v y s  li u thu đậ ố ệ ược thường dao đ ng (xem b ng 2­ộ ả2). Tuy nhiên, nhìn chung thành ph n acid amin c a nó luôn có ch t lầ ủ ấ ượng cao 

h n các ngu n th c ph m t  nhiên khác và đ t đơ ồ ự ẩ ự ạ ượ ực s  cân đ i v  thành ph nố ề ầ  acid amin g n nh    protein đ ng v t.ầ ư ở ộ ậ

4,24,84,22,22,62,81,44,2

Ngu n: Earthrise Farms (1995)ồ

M i lo i acid amin có nh ng vai trò nh t đ nh trong vi c tham gia c u t oỗ ạ ữ ấ ị ệ ấ ạ  

protein. Spirulina đ ng đ u trong danh sách các ngu n protein có ch t lứ ầ ồ ấ ượng cao. 

B ng 2­3 so sánh thành ph n các acid amin thi t y u trong sinh kh i ả ầ ế ế ố Spirulina v iớ  nhu c u hàng ngày c a ngầ ủ ườ ưởi tr ng thành.

B ng  ả 2­3: Nhu c u acid amin thi t y u c a ng ầ ế ế ủ ườ i tr ưở ng thành (EAA) và kh   ả

0,350,540,290,200,580,320,40

42483529524341Ngu n: Jassby (1983), FNB (1975), Earthrise Farms (1995).ồ

S  li u ố ệ trong b ng 2­3 cho th y v i 10g ả ấ ớ Spirulina khô đã cung c p đấ ược g n ½ầ  nhu c u đ i ầ ố v iớ  các acid amin không thay th  cho m i ngày cho ngế ỗ ười trưở  ngthành

Spirulina là th c ph m lý tự ẩ ưởng cho nh ng ai c n ăn nhi u protein, ít năng lữ ầ ề ượ  ng

và cholesterol. Năng lượng c a ủ Spirulina th p h n r t nhi u so v i s a bò, th t vàấ ơ ấ ề ớ ữ ị  

cá vì v y vi c s  d ng ậ ệ ử ụ Spirulina nh  m t ngu n protein b  sung c n ư ộ ồ ổ ầ thi tế  là r tấ  

h u ích.ữ

2.1.3.2 Glucid

Trong  Spirulina có 15 – 20% glucid. Rhamnose và glycogen là d ng glucid chạ ủ 

y u, d  dàng ế ễ h pấ  th  vào máu mà ch  c n m t lụ ỉ ầ ộ ượng nh  insulin đ  chuy n hóa.ỏ ể ể  

Nh  gi i phóng năng lờ ả ượng nhanh mà không c n s  ho t đ ng c a tuy n t y nênầ ự ạ ộ ủ ế ụ  

Spirulina là m t lo i th c ăn b  dộ ạ ứ ổ ưỡng r t phù h p cho nh ng ngấ ợ ữ ườ ị ệ  i b  b nh

0,245,05,60,31,42,217,924,92,5

Ngu n: Earthrise Farms (1995).ồ

14,001,000,370,200,170,020,170,070,060,010,010,02Ngu n: Earthrise Farms (1995).ồ

Chlorophyll: còn đ c g i là máu xanh vì nó gi ng hemoglobin, ch  khác là nhómượ ọ ố ỉ  kim lo i c a nó là Mg   d ng ion (nên có màu xanh) thay vì Fe trong hemoglobinạ ủ ở ạ  (màu đ ). Có ý ki n cho r ng n u nh  kim lo i trong chlorophyll đỏ ế ằ ế ư ạ ược thay b ngằ  ion Fe thì nó có th  thay th  hemoglobin trong mô bào [21]. Trong  ể ế Spirulina  platensis Spirulina có ch a 1% chlorophyll, chi m t  l   cao nh t trong t  nhiên,ứ ế ỷ ệ ấ ự  cao nh t so v i các lo i th c ph m t  nhiên khác [22]ấ ớ ạ ự ẩ ự

Carotenoid:  là s c t  màu vàng cam. Trong  ắ ố Spirulina  nó   d ng  ở ạ β  – carotene, xantophylls,   cryptoxanthin,   echinenone,   zeaxanthin   và   myxoxanthophyll. Carotenoid chi m kho ng 0,37% ế ả Spirulina platensis khô.

Phycocianin: là s c t  quan tr ng nh t trong ắ ố ọ ấ Spirulina, và t n t i dồ ạ ướ ại d ng m tộ  protein ph c t p, chi m đ n 14% tr ng lứ ạ ế ế ọ ượng sinh kh i khô. Phycocianin cóố  

trước chlorophyll hàng t  năm và có th  nó là ngu n g c t o c  chlorophyll l nỷ ể ồ ố ạ ả ẫ  hemoglobin. Trong phycocyanin có c  nguyên t  s t, magie và vì v y nó có ýả ố ắ ậ  nghĩa đ i v i dinh dố ớ ưỡng   ngở ười và đ ng v t.ộ ậ

2.1.3.5 Vitamin

Sinh kh i ố Spirulina giàu các vitamin, đ c bi t là vitamin A, vitaim B12, vitaminặ ệ  

B3, B1. 10g Spirulina cung c p m t lấ ộ ượng đáng k  vitamin c n thi t cho s  s ngể ầ ế ự ố  hàng ngày c a chúng ta. Ngu n vitamin A trong ủ ồ Spirulina là carotenoid r t cao vàấ  

d  h p th , không gây đ c n u dùng quá li u, r t an toàn cho ngễ ấ ụ ộ ế ề ấ ười và đ ng.ộThành ph n các vitamin trong 10g sinh kh i ầ ố Spirulina được bi u hi n   b ng 2­6ể ệ ở ả

B ng  ả 2­6: Hàm l ượ ng vitamin trong 10g sinh kh i khô Spirulina platensis so sánh  ố

v i nhu c u hàng ngày c a m t ng ớ ầ ủ ộ ườ i tr ưở ng thành (theo US Daily  Value).

80 mcg20mcg

5000 UI1,5 mg1,7 mg

20 mg

2 mg

6 mcg

460232374330

10 mcg0,5 mgc6,4 mg

200 mcg

60 mg

400 UI

30 UI0,4 mg

10 mg0,3 mg

­

80 mcg

1

­3

­1

­

­250Ngu n: Earthrise Farms (1995).ồ

S  li u trong b ng 2­6 cho th y hàm lố ệ ả ấ ượng   – carotene và vitamin B12 trong viβ  khu n lam này r t cao, ch  c n 0,02g ẩ ấ ỉ ầ Spirulina là c  th  đã đơ ể ược cung c p đấ ủ 

lượng vitamin A và vitamin B12 trong ngày. Spirulina platensis Spirulina là m tộ  

lo i th c ph m r t giàu   – carotene, cao h n cà r t 10 l n.   – carotene, ti nạ ự ẩ ấ β ơ ố ầ β ề  

vitamin A trong  Spirulina platensis  r t an toàn. Vì v y khi b  sung  ấ ậ ổ Spirulina  platensis quá li u cũng không gây đ c vì c  th  không khi nào h p th  quá lề ộ ơ ể ấ ụ ượ  ngcarotene c n thi t, trong khi đó b  sung vitamin A quá li u s  gây ng  đ c cho cầ ế ổ ề ẽ ộ ộ ơ 

th  Ch  v i 3g ể ỉ ớ Spirulina trong kh u ph n ăn hang ngày đã cung c p m t lẩ ầ ấ ộ ượ  ngvitamin A t  nhiên và an toàn b ng 140% US DV (United states Daily Value).[23]ự ằNgu n vitamin B12  ồ Spirulina platensis   r t cao so v i m t s  lo i  ấ ớ ộ ố ạ Spirulina 

platensis  khác và m t s  lo i th c  ộ ố ạ ự ph m  khác, trong 10g  ẩ Spirulina platensis  Spirulina có 20mcg B12, b ng 330% US DV.ằ

B ng  ả 2­7: Hàm l ượ ng B12 c a m t s  th c ăn so sánh v i  Spirulina ủ ộ ố ứ ớ

Tr ngứ

S a chuaữGan bò

Cá h pộ

2,000,1180,002,20

(Ngu n: Nguy n H u Thồ ễ ữ ước, 1986)

2.1.3.6 Khoáng ch t  ấ

Spirulina ch a nhi u nguyên t  khoáng có ý nghĩa đ i v i dinh dứ ề ố ố ớ ưỡng c a ngủ ườ  i

và đ ng v t. Hàm lộ ậ ượng m t s  ch t khoáng trong ộ ố ấ Spirulina nh  sau.ư

B ng  ả 2­8: Hàm l ượ ng khoáng trong 10g sinh kh i khô Spirulina so sánh v i tiêu  ố ớ

chu n hàng ngày c a m t ng ẩ ủ ộ ườ i (theo US DV)

Tên khoáng ch tấ Hàm lượng / 10g US DV % US DVCa

­(Ngu n: Earthrise Farms, 1995)ồ

Trong các s  li u trên, đáng chú ý nh t là s t. S t là y u t  quan tr ng đ i v i số ệ ấ ắ ắ ế ố ọ ố ớ ự 

t o máu c a c  th  đ ng v t. S t trong ạ ủ ơ ể ộ ậ ắ Spirulina r t d  h p th  trong c  thấ ễ ấ ụ ơ ể 

người và đ ng v t. Theo lý thuy t thì s c t  xanh (phycocyanin) khi k t h p v iộ ậ ế ắ ố ế ợ ớ  

m t s  ch t khoáng khác s  thành m t ph c h p có giá tr  sinh h c cao h n.ộ ố ấ ẽ ộ ứ ợ ị ọ ơ  Chính vì th , s t trong ế ắ Spirulina được c  th  ngơ ể ườ ấi h p th  m nh h n 2 l n soụ ạ ơ ầ  

v i s t trong rau và h u h t các lo i th t khác.ớ ắ ầ ế ạ ị

Ngoài ra, Spirulina còn ch a nhi u canxi, cao h n cá, s a. Ch  10g ứ ề ơ ữ ỉ Spirulina đã 

th a mãn đỏ ược 10% canxi theo DV. Canxi đ c bi t quan tr ng đ i v i s  hìnhặ ệ ọ ố ớ ự  thành xương và s  chuy n thông tin th n kinh t i các c , thi u h t ca có th  d nự ể ầ ớ ơ ế ụ ể ẫ  

đ n b nh loãng xế ệ ương   ph  n  10g ở ụ ữ Spirulina cung c p đấ ược 10% nhu c u vầ ề 

Mg theo khuy n cáo c a DV. Mg làm cho ca h p th  d  dàng h n và giúp đi uế ủ ấ ụ ễ ơ ề  hòa áp l c c a máu trong c  th  10g ự ủ ơ ể Spirulina cung c p 16% nhu c u Mn, 17%ấ ầ  nhu c u Cr và m t lầ ộ ượng nh  đ ng, k m, selen. ỏ ồ ẽ

2.1.3.7 Enzyme trong Spirulina

Enzyme quan tr ng nh t trong sinh kh i  ọ ấ ố Spirulina  khô là superoxide dismutase 

(SOD). Nó xúc tác kh  các s n ph m c a ph n  ng peroxide hóa và lo i b  cácử ả ẩ ủ ả ứ ạ ỏ  

y u t  thúc đ y quá trình lão hóa c  th  s ng. ế ố ẩ ơ ể ố

2.2 ỨNG D NG Ụ SPIRULINA VÀO Đ I S NG Ờ Ố

2.2.1 Ứ ng d ng trong công ngh  th c ph m [10] ụ ệ ự ẩ

Trong công nghi p ch   bi n th c ph m hi n nay ngệ ế ế ự ẩ ệ ười ta b  sung ổ Spirulina vào:

­ Nước gi i khát đóng h p: Công ty c  ph n nả ộ ổ ầ ước khoáng Vĩnh 

H o đang chu n b  đ a ra th  trả ẩ ị ư ị ường nước u ng th  thao có b  sungố ể ổ  

­ S a ít béo, yoghurt và phó mát đ  gi m calories.ữ ể ả

­ Trà th o dả ược, nước khoáng và nước tinh khi t. Khi b  sungế ổ  

Spirulina  t o nên d ng nạ ạ ước u ng cung c p nhi u  năng lố ấ ề ượng và không có các ph  gia hóa h c, hụ ọ ương li u, màu th c ph m, đệ ự ẩ ườ  ngkính

Hình 2.6: S n ph m n ả ẩ ướ c gi i khát đóng h p c a công ty Vĩnh H o ả ộ ủ ả

2.2.2 Chi t xu t các ch t có giá tr  dinh d ế ấ ấ ị ưỡ ng ho c các ch t có ho t tính ặ ấ ạ  

sinh h c [20] ọ

T  khi có ừ Spirulina platensis Spirulina, trên th  gi i đã có r t nhi u s n ph mế ớ ấ ề ả ẩ  

được   bán   dưới   d ng   thu c   v i   tên   g i   khác   nhau   nh   Lingagreen,   heilina,ạ ố ớ ọ ư  

Spirulina  Kayaky,  Spirulina  C,   Professional   Metabolics,   Light   Force  Spirulina. 

Riêng    Vi t Nam, m t s  lo i thu c s n xu t t  ở ệ ộ ố ạ ố ả ấ ừ Spirulina platensis Spirulina 

nh  Linavina, Lactoryl, Pirulamin dùng đ  đi u tr  m t s  b nh nh : suy dinhư ể ề ị ộ ố ệ ư  

dưỡng   tr  em, thi u s a   s n ph , ti u đở ẻ ế ữ ở ả ụ ể ường, viêm gan…

Nh t B n đã chi t xu t Phycocyanin đ  s n xu t màu th c ph m tên g i là Linaậ ả ế ấ ể ả ấ ự ẩ ọ  – Blue A, s  d ng m t s  s c t  lam khác t  ử ụ ộ ố ắ ố ừ Spirulina làm thu c m  ph m bôiố ỹ ẩ  

m t và môi đ  tránh th m nắ ể ấ ướ β – Phycoerythrin s ch đc.  ạ ược dùng làm ch t màuấ  

hu nh quang trong xác đ nh hùynh quang mi n d ch nh  hi u su t lỳ ị ễ ị ờ ệ ấ ượng t  cao.ử

Hình 2.8: N ướ c chi t xu t t  Spirulina platensis Spirulina ế ấ ừ

         Hình 2.9: M  ph m và kem d ỹ ẩ ưỡ ng da t  Spirulina ừ

Vi Spirulina platensis còn là ngu n s n xu t hàng lo t ch t có ích khác, các acidồ ả ấ ạ ấ  béo m ch dài ch a bão hòa. M t s  ch t cao phân t  có ti m năng  ng d ng caoạ ư ộ ố ấ ử ề ứ ụ  là: poly β­ hydroxybutyric (PHB) dùng đ  ch  bi n thành các màng m ng ho cể ế ế ỏ ặ  thành d ng bông.ạ

Hướng s  d ng sinh kh i vi ử ụ ố Spirulina platensis (đ c bi t là ặ ệ Spirulina) hi n nay ệ ở 

nước ta ch  y u là dùng trong đi u tr  b nh, còn trong th c ph m thì r t h nủ ế ề ị ệ ự ẩ ấ ạ  

h p. Phòng Công ngh  ẹ ệ Spirulina platensis, Vi n Sinh h c đang tri n khai quyệ ọ ể  

trình công ngh  ch  bi n sinh kh i ệ ế ế ố Spirulina platensis Spirulina thành nhi u s nề ả  

ph m khác ph c v  cho y t  và dinh dẩ ụ ụ ế ưỡng. Vi c phát tri n theo hệ ể ướng này sẽ mang l i hi u qu  kinh t  khôi ph c vùng nuôi tr ng t  nhiên s n cóạ ệ ả ế ụ ồ ự ẵ

2.2.3 Ch  bi n th c ăn cho gia súc, gia c m và th y h i s n ế ế ứ ầ ủ ả ả

Hình 2.10: M t s  d ng s n ph m cho chăn nuôi gia súc và nuôi tr ng th y h i ộ ố ạ ả ẩ ồ ủ ả  

s n ả

Do có thành ph n dinh dầ ưỡng cao nên Spirulina được xem là ngu n th c ăn bồ ứ ổ sung r t có giá tr  Vì ấ ị Spirulina platensis đượ ức  ng d ng r t hi u qu  trong nghụ ấ ệ ả ề nuôi t m   Liên Xô (cũ), trong nuôi cá c nh   Nh t và đ a sinh kh i vào kh uằ ở ả ở ậ ư ố ẩ  

ph n ăn c a gà cũng mang l i hi u qu  kinh t  cao [24]. Vi n Sinh V t và Sầ ủ ạ ệ ả ế ệ ậ ở Nông Nghi p Hà N i (năm 1978) đã ti n hành b  sung ệ ộ ế ổ Spirulina vào th c ăn choứ  

gà. T ng h p k t qu  cho th y hàm lổ ợ ế ả ấ ượng caroten trong lòng đ  tr ng tăng rõ r tỏ ứ ệ  (t  25% lên 66%) khi cho gà ăn 1% trong 6 ngày[14].ừ

M t hộ ướng khác s  d ng sinh kh i ử ụ ố Spirulina platensis đ  b  sung vào th c ănể ổ ứ  nuôi tr ng th y s n cũng đ t  năng su t cao nh  nuôi tôm, cá, nhuy n th  ồ ủ ả ạ ấ ư ễ ể Ở 

Vi t Nam, năm 1973, Giáo s  Nguy n H u Thệ ư ễ ữ ước, Nguy n Ti n C , đ ng Đìnhễ ế ư ặ  Kim cùng v i Giáo s  Mai Đình Yên   Trớ ư ở ường Đ i H c T ng H p Hà N i đãạ ọ ổ ợ ộ  

th  nghi m b  sung ử ệ ổ Spirulina vào th c ăn cho gà, cá, tôm th y r ng đã đ t đứ ấ ằ ạ ượ  cnhi u k t qu  kh  quan trong  ng d ng, m  ra kh  năng  ng d ng r ng rãi trongề ế ả ả ứ ụ ở ả ứ ụ ộ  

th c t ự ế