Tài liệu Nuôi trồng Tảo Spirulina.pdf

Tài liệu Nuôi trồng Tảo Spirulina. Vũ Thành Lâm Trung tâm Công nghệ Sinh học Đại học Quốc gia hà nội lamvt@vnu.edu.vn

Nuôi trồng Tảo Spirulina

Hà nội, 17/10/2006 Mục lục Mở đầuThành phần dinh dưỡng của Spirulina

Tại

sao chúng ta lại

nuôi trồng

Spirulina

Nuôi

cấy

tảo

như thế nào?Hệ thống bể

nuôi tảo

Trang trại

nuôi tảo

Giống – Hoá chất

nuôi tảoNuôi cấy tảo

như thế nào?Thu hoạch Hỗn hợp Spirulina khô Ngoài ra còn có một số vấn đề khác sauMở đầu Thiên nhiên ban tặng cho chúng ta nhiều nguồn năng lượng quý,

trong

đó có ánh sáng mặt trời. Các sinh vật sơ cấp như cây xanh, vi sinh vật quang tự dưỡng sử dụng ánh sáng mặt trời để tổng hợp nên nguồn năng lượng sống qua quá trình quang hợp.

Trong

đó

Tảo

(Algae) đóng góp nguồn sinh khối sơ cấp khổng lồ. Việc nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của

tảo

đang ngày càng được chú trọng.

Trong

những thập niên gần đây,

tảo

Spirulina được tập trung nhiều nghiên cứu cho những giá trị dinh dưỡng của chúng. Kỹ thuật

nuôi

đơn giản, thời gian sản xuất hầu như quanh năm. Sinh khối thu được có giá trị dinh dưỡng cao với hàm lượng protein đạt 60-70%

trọng

lượng khô, đầy đủ các axit amin đặc biệt là các axit amin không thay thế, giàu các vitamin, các nguyên tố khoáng, các chất khoáng, các sắc tố và nhiều chất có hoạt tính sinh học khác. Nhờ vậy, những ứng dụng của

tảo

không chỉ là nguồn dinh dưỡng quý mà còn được ứng dụng nhiều

trong

y-dược học. Những thành tựu về công nghệ

nuôi trồng

và sử dụng

tảo

phát triển mạnh. Đã từ lâu,

tảo

Spirulina đã được con người sử dụng làm thức ăn. Một số

tài liệu

sử học ghi nhận ở thế kỷ XVI, thổ dân Aztec sống quanh vùng hồ Texcoco vẫn thường thu vớt một loại thức ăn từ hồ này, họ gọi món ăn đó là “Tecuilat”. Tecuilat được bán

taị

các chợ của Mexico và được ăn cùng với ngô và các ngũ cốc khác hoặc cùng với nước chấm gọi là “Chilmolli”. Về sau “Tecuilat” được xác định là làm từ

tảo

lam Spirulina maxima, một loại thức ăn rẻ tiền và nhiều dinh dưỡng. Dân địa phương quanh thị trấn Fort Lamy, nay là nước cộng hoà Chad thuộc Châu phi, vẫn ăn một thứ thức ăn gọi là “Dihe”. Họ làm “Dihe” từ những váng màu xanh nổi trên mặt nước hồ Chad. Họ thu vớt và phơi khô chúng trên cát dưới ánh sáng mặt trời rồi đập nhỏ đem bán. Làm khô Spirulina nhờ cát Dangeard – một nhà nghiên cứu người Pháp đã xác định thành phần chính của Dihe là loại

tảo

xoắn Arthrospira(=Spirulina) platensis. Năm 1970 việc nghiên cứu và sản xuất

tảo

được tiến hành trên diện tích 12 ha với sản lượng trên 1 tấn

tảo

khô mỗi ngày. Ngày nay, có rất nhiều các nước

nuôi trồng sản xuất tảo

với quy mô lớn. Cháu bé mắc bệnh suy dinh dưỡng trầm

trọng

Cháu bé

trong

ảnh mắc căn bệnh Kwashiorkor – tiếng địa phương của Ghana có nghĩa là “nếu một đứa trẻ mắc phải thì tiếp sau đó đứa trẻ thứ hai cũng

trong

tình trạng tương tự” thực ra đây là căn bệnh suy dinh dưỡng gặp phổ biến ở các nước đang phát triển đặc biệt ở châu Phi và châu Á. Chúng ta biết rằng nguyên nhân dẫn đến trẻ bị suy dinh dưỡng là do chúng không được cung cấp đủ các thành phần dinh dưỡng cơ bản

trong

thức ăn hàng ngày như protein, vitamin và các nguyên tố vi lượng. Cách đây nhiều năm, UNICEF đã báo cáo rằng hàng ngày có khoảng 40.000 trẻ em đói ăn và mắc các bệnh liên quan đến suy dinh dưỡng. Ngày nay, UNICEF cho biết khoảng 30.000 ca tử vong/ngày do suy dinh dưỡng. Từ chiến tranh thế giới thứ 2 trở lại đây theo tính toán đã có tới 700 triệu người chết do suy dinh dưỡng. Hàng ngày, có rất nhiều trẻ em phải hứng chịu cảnh đói khát do thiếu các điều kiện chăm sóc cần thiết. Tuy nhiên, sẽ thật vô lý nếu chúng ta không thể làm gì tốt hơn, đặc biệt nạn nhân lại là trẻ em. Bởi vậy, điều bức thiết đặt ra là chúng ta phải nhìn thẳng vào sự thật và tìm kiếm các điều kiện nâng cao chất lượng cuộc sống. Từ lâu, đông đảo người dân lao động các nước trên thế giới thường mơ ước một điều đơn giản: Thế giới được

tạo

nên bởi các khu vườn và ở đó cây lương thực được

trồng

một cách thừa thãi, nó thậm chí còn mọc được trên cả các vách đá, sa mạc và cả các đại dương có băng tuyết và sóng dữ. Tuy nhiên cuộc đấu tranh của con người với miếng ăn không bao giờ công bằng. Một số

trong

chúng ta phải mất cả thời gian nghỉ ngơi để tìm kiếm thức ăn do điều kiện sống khắc nghiệt và kỹ thuật canh tác lạc hậu.

Trong

khi đó một số khác lại có dư thừa lương thực và họ có thời gian học và xây dựng những công trình to lớn, vui chơi và làm nhiều việc khác nữa. Sự bất công của

tạo

hóa đã khiến cho

tài

sản được phân bố không đồng đều đối với từng khu vực.

Liệu

chúng ta có thể làm tốt hơn để cải

tạo

cuộc sống so với những gì thiên nhiên đã ban tặng ? Có nhiều lý do chúng ta biện minh rằng để phát triển cuộc sống đầy đủ là điều không dễ dàng song sẽ là không chính đáng nếu như trẻ em phải chịu cảnh đói khát, suy dinh dưỡng. Qua các phương tiện truyền thông hoặc trực tiếp chứng kiến chúng ta không thể làm ngơ trước những thảm họa đói khát xảy ra

tại

nhiều nơi trên thế giới. Mỗi ngày có tới 33.000 trẻ em

trong

độ tuổi từ 0 – 5 chết vì thiếu dinh dưỡng và

trong

một năm con số đó tăng lên tới 12 triệu! Spirulina được xem là chi vi khuẩn lam cổ đã từng xuất hiện từ cách đây hơn 3 tỷ năm. Trước đây, người ta cũng gọi nó là

tảo

lam nhưng chính xác nó là vi khuẩn lam cổ có lịch sử lâu đời hơn

tảo

nhân thật hoặc thực vật bậc cao tới hơn 1 tỷ năm. Và nó cũng mang nhiều đặc điểm khác biệt so với các nguồn thức ăn truyền thống khác bởi vì: – Nó có chứa tất cả các loại protein, vitamin, acid béo không bão hòa và muối khoáng thiết yếu cho nhu cầu dinh dưỡng. – Nó được sử dụng như loại thực phẩm ăn liền cho người tị nạn. –

Liều

lượng cần thiết là một thìa cà phê

trong

ngày. Thiếu dinh dưỡng thường liên quan tới sự thiếu calo thông qua việc hấp thụ thực phẩm năng lượng như ngũ cốc, chất béo và dầu. -Spirulina có kích thước hiển vi và sinh trưởng

trong

điều kiện nước hòa tan muối vô cơ với độ kiềm cao, ở đó vi khuẩn gây bệnh cho người khó phát triển. – Sợi Spirulina có dạng lò xo không chứa cellulose

trong

thành tế bào nên rất dễ dàng cho tiêu hóa. Hơn 1 ngàn năm trước tổ tiên của những người Aztect ở Mexico đã biết thu hái Spirulina từ các hồ kiềm tính, phơi khô dưới ánh nắng mặt trời và dùng làm thực phẩm. Ngày nay tập quán này vẫn rất phổ biến

trong

cộng đồng người Kanembous ở Chad. – Cùng với việc bổ xung thêm ngũ cốc, nó trở thành thứ thực phẩm hoàn hảo và đó là cách thức

tạo

ra thức ăn của người Aztecs và Kanembous. – Chỉ 10 gam Spirulina đáp ứng đủ nhu cầu vitamine B12 cho trẻ em từ 8 tuổi trở xuống

trong

ngày. – Spirulina cũng có tác dụng hiệu qủa chống lại bệnh anemia vì nó có chứa một hàm lượng sắt lớn. Ngoài ra, chúng còn giết chết nấm gây bệnh Candida albicans, tăng cường hệ thống miễn dịch,… – Chỉ cần 2 gam Spirulina/ngày cung cấp đủ lượng beta-cartoten cần thiết giúp cho cơ thể chống lại xerophthalmia. Spirulina có thể được

trồng

ở đâu? Nó được

nuôi trồng

ở khắp nơi trên thế giới,

trong

các hồ kiềm tính. Tuy nhiên để nâng cao năng suất và cht lng ngi ta ó a chỳng vo nuụi

trong

cỏc b xõy dng nhõn to v cung cp nc cú tớnh kim. Kớch thc v mc hon thin ca b nuụi ph thuc vo kh nng thc t v ti chớnh, k thut, khớ hu ni bn sng. Thnh phn dinh dng ca Spirulina Thnh phn dinh dng ca Spirulina: – Khong 9% trng lng khụ tng s l cỏc cht khoỏng; hydrocarbon chim 15%. – Khong 6,5% l lipid

trong

ú bao gm 2,6% l cỏc acid bộo omega-3 v omega-6 cha bóo hũa (v õy l mt t l rt cao); thờm vo ú t l trung bỡnh ca beta-caroten l 0,17% (rt cao) v vitamine B bao gm 4àg B12

trong

khu phn 10g Spirulina cn thit cho mt ngi trng thnh

trong

1 ngy. Sơ đồ qúa trình quang hợp Spirulina là loài

trong

họ Osciliatoriaceae- nghĩa là chúng có khả năng vận động tiến về phía trước hoặc phía sau. Vận động này được thực hiện bởi các lông ở sườn bên cơ thể (fimbria)- là các sợi có đường kính 5-7nm và dài 1-2 micron nằm quanh cơ thể. Các lông này hoạt động như tay chèo giúp cho vi khuẩn lam hoạt động. Spirulina có khả năng

tạo

ra các không bào khí nhỏ (gas vesicle) có đường kính cỡ 70 nm và được cấu trúc từ các sợi protein bện lại. Không bào khí sẽ nạp đầy khí khi sợi Spirulina muốn nổi lên trên bề mặt để nhận ánh sáng và để tiến hành quang hợp. Đến cuối ngày là lúc tế bào

tạo

ra một lượng lớn carbohydrate, lúc đó các tế bào tụ tập lại và

tạo

ra một áp suất thẩm thấu cao bên

trong

cơ thể, sau đó các không bào khí sẽ không thể duy trì áp suất thẩm thấu lâu bên

trong

tế bào và chúng sẽ vỡ, giải phóng ra các khí được nén rồi khí đó được hấp thụ bởi các dịch xung quanh. Bây giờ, không bào khí hoạt động giống như một qủa bóng thu nhỏ hoặc qủa khí cầu bị vỡ, các sợi chìm xuống đáy và

tại

đây xảy ra qúa trình chuyển hóa carbohydrate thành protein. Có hai phương thức vận động của Spirulina giúp cho chúng chống lại tác động của ánh sáng mặt trời

trong

cùng thời điểm chúng phải hấp thụ ánh sáng cần thiết bằng cách nổi lên hoặc chìm xuống

trong

khối cột nước và bằng cách bơi

trong

dòng nước.

Trong

môi trường sống có độ kiềm cao Spirulina nổi lên hoặc lặn xuống ít nhất một lần

trong

suốt thời gian 24 giờ và sẽ thường xuyên hơn nếu như có gió nhẹ trên bề mặt hồ và nó sản sinh ra 2-4 gam sinh khối mỗi ngày

trong

điều kiện khí hậu thích hợp.

Tại

sao chúng ta lại

nuôi trồng

Spirulina. Hiệu qủa chữa bệnh của Spirulina Người ta đã chỉ ra rằng ở hơn 30 trung tâm dinh dưỡng, bệnh viện và nhà thương ở các nước đang phát triển sử dụng Spirulina làm thức ăn với hàm lượng 10g/ngày, kết quả cho thấy các bệnh nhân đã hồi phục trạng thái suy dinh dưỡng chỉ sau 1- 3 tuần lễ. Sự phục hồi đến nhanh hơn gấp 2-3 lần so với các

liệu

pháp truyền thống. Spirulina là phương thức nhằm giải quyết vấn đề bức thiết của suy dinh dưỡng không phụ thuộc vào cứu trợ từ nước ngoài. Nó có thể được sản xuất ngay

tại

địa phương. Đã có hơn 1000 bài báo khoa học được xuất bản đề cập đến hiệu qủa sinh học của loài này. Chỉ cần 2 gam/ngày giúp cho bạn chống lại bệnh xerophthalmia, một căn bệnh phát sinh do thiếu vitamine A. Các tiền vitamine A và beta-caroten

trong

thành phần

tảo

có tác dụng chống lại ung thư vì chúng là các chất chống oxy hóa. Nó có chứa hàm lượng cholesterol thấp. Hàm lượng cao của sắt và hàm lượng B12 cao (không kể các chất tương tự B12) có tác dụng rất mạnh chống lại anemia. Hai tác dụng chữa bệnh quan

trọng

của Spirulina là kết hợp với polysaccharide giúp cho DNA sửa chữa những sai hỏng do tác dụng của chất phóng xạ – giúp chữa trị cho các bệnh nhân

trong

thảm họa Chernobyl và các thảm họa hạt nhân khác. Và tác động ức chế vi rus HIV-1 từ bản sao của chính nó và từ đó xuyên qua màng của tế bào vật chủ. Tác động này đã được chứng minh bằng các

tài liệu

liên quan đến bệnh cúm A, bệnh quai bị, bệnh sởi,…

Nuôi

cấy

tảo

như thế nào? Để

nuôi

Spirulina thành công bạn phải chú ý đáp ứng các điều kiện sau: – Spirulina cần môi trường

nuôi

kiềm tính (muối natri cacbonat và pH cao) – Nhiệt độ nước dao động từ 25-40 độ C,

trong

đó nhiệt độ tối thích là 35 độ C – Cần ánh sáng để tiến hành qúa trình quang hợp

tạo

ra sinh khối […]… phần

tảo

có tác dụng chống lại ung thư vì chúng là các chất chống oxy hóa. Nó có chứa hàm lượng cholesterol thấp. Hàm lượng cao của sắt và hàm lượng B12 cao (không kể các chất tương tự B12) có tác dụng rất mạnh chống lại anemia. Mục lục Mở đầuThành phần dinh dưỡng của Spirulina Tại sao chúng ta lại

nuôi trồng Spirulina Nuôi cấy tảo

như thế nào?Hệ thống bể

nuôi tảo

Trang trại

nuôi tảo

Giống… độ

nuôi

cấy từ 40 – 44 độ C

trong

1 ngày (cùng với giá trị cao của pH) là rất hiệu qủa để diệt trừ các dạng amip. Tảo Mơi trường ni cấy cịn bị nhiễm các loại

tảo

khác. Nhưng do nồng độ muối, pH cao của mơi trường, do đó thường trở nên khơng thuận lợi với đa số các loài tảo. Ở nồng độ muối đạt 20 g/l hầu như các loài

tảo

bị tiêu diệt. Tuy nhiên, điều lạ lùng là loài

tảo

silic Navicula, tảo. .. khống, các sắc tố và nhiều chất có hoạt tính sinh học khác. Nhờ vậy, những ứng dụng của

tảo

khơng chỉ là nguồn dinh dưỡng q mà cịn được ứng dụng nhiều

trong

y-dược học. Những thành tựu về

công nghệ nuôi trồng

và sử dụng

tảo

phát triển mạnh. Đã từ lâu,

tảo

Spirulina đã được con người sử dụng làm thức ăn. Một số

tài liệu

sử học ghi nhận ở thế kỷ XVI, thổ dân Aztec sống quanh vùng hồ Texcoco vẫn thường… cát Dangeard – một nhà nghiên cứu người Pháp đã xác định thành phần chính của Dihe là loại

tảo

xoắn Arthrospira(=Spirulina) platensis. Năm 1970 việc nghiên cứu và sản xuất

tảo

được tiến hành trên diện tích 12 ha với sản lượng trên 1 tấn

tảo

khơ mỗi ngày. Ngày nay, có rất nhiều các nước

nuôi

trồng sản xuất

tảo

với quy mô lớn. Cháu bé mắc bệnh suy dinh dưỡng trầm

trọng

Cháu bé

trong

ảnh mắc căn… nam có cung cấp giống và tư vấn xây dựng quy trình ni

tảo

đó là bảo tàng giống

tảo

Việt nam do Giáo sư Dương Đức Tiến thành lập từ năm 1982. Nuôi cấy

tảo

như thế nào? Gíơng gốc ni

trong

PTN cần được khuấy liên tục Bể tròn loại được sử dụng

trong

sử lý rác thải cũng có thể được sử dụng, chủ yếu ở Đài loan và Ấn độ. Bể được

tạo

ra từ chất

liệu

plastic có thể làm được với diện tích 100 mét vng… để tổng hợp nên nguồn năng lượng sống qua q trình quang hợp.

Trong

đó

Tảo

(Algae) đóng góp nguồn sinh khối sơ cấp khổng lồ. Việc nghiên cứu giá trị dinh dưỡng của

tảo

đang ngày càng được chú trọng.

Trong

những thập niên gần đây,

tảo

Spirulina được tập trung nhiều nghiên cứu cho những giá trị dinh dưỡng của chúng. Kỹ thuật nuôi đơn giản, thời gian sản xuất hầu như quanh năm. Sinh khối thu được… lục, và

tảo

lục Chlorella vẫn sống sót được

trong

các bể ni Spirulina. Thật may mắn chúng thường sống ở đáy bể và nếu như mật độ của Spirulina trở nên dày đặc thì ức chế các

tảo

khác do ánh sáng không xuống được tới đáy.

Trong

trường hợp chúng phát triển mạnh thì người ta sẽ tắt các cánh khuấy, thu vớt sinh khối

tảo

Spirulina trên bề mặt, chuyển chúng sang bể khác, tiếp theo đó sử lý loại bỏ tảo. .. của sản phẩm. Vì vậy các trang trại

nuôi trồng

Spirulina thủ công, nhỏ lẻ thường phơi bằng cách cho dịch tảo vào

trong

các hộp kim loại rồi đem phơi ngồi nắng từ đó sử dụng hơi nóng và gió thổi qua làm bay hơi nước. Người ta cịn sử dụng thiết bị đơn giản hình xy lanh, một đầu có châm các lỗ nhỏ đường kính 2 mm, rồi cho

tảo

vào trong. Sau đó ép mạnh một đầu,

tảo

sẽ chảy ra thành các sợi như sợi… cách đơn giản bằng cách trộn bánh

tảo

với một lượng ngũ cốc khô, chưa chế biến như lúa mì, ngơ, thóc, hạt kê, lúa mạch hoặc yến mạch,… Ví dụ, để có 5 gam Spirulina khơ, cần có 26,3 ml bánh tảo, có

trọng

lượng 25 gam. Trộn ngũ cốc khô với bánh

tảo

theo tỷ lệ thể tích 10:1, như vậy bạn cần có 263 ml bột mì, có trọng lượng 110 gam. Vì vậy, hỗn hợp gồm 25 gam bánh

tảo

cộng với 110 gam bột. Bột chứa… (kích thước từ 2 – 1mm) Chúng không độc cho người, cũng không hại cho tảo. Có lẽ chúng cịn giúp ích cho

tảo

bởi vì chúng

tạo

ra một lượng nhỏ CO2

trong

nước. Dù sao thì cũng khơng nên giữ lại chúng

trong

bể

nuôi

giống như kiến

trong

bếp nhà bạn vào mùa hè. Amoeba Những loài này khác với động vật nguyên sinh ở chỗ chúng ăn tảo. R.R. Kudo đã mơ tả 74 lồi amoeba khác nhau. Có một lồi

trong

số . Nuôi trồng Tảo Spirulina Hà nội, 17/10/2006 Mục lục Mở đầuThành phần dinh dưỡng của Spirulina Tại sao chúng ta lại nuôi trồng Spirulina Nuôi cấy tảo. như thế nào?Hệ thống bể nuôi tảo Trang trại nuôi tảo Giống – Hoá chất nuôi tảoNuôi cấy tảo như thế nào?Thu hoạch Hỗn hợp Spirulina khô Ngoài