Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống và kỹ thuật nuôi trồng tảo xoắn

Các sợi không dị bào màu xanh lam lục, bao gồm các tế bào sinh dưỡng trải qua quá trình phân hạch nhị phân trong một mặt phẳng, hiển thị các vách ngang dễ nhìn thấy. Sự hiện diện của các không bào chứa đầy khí trong tế bào, cùng với hình dạng xoắn của các sợi, dẫn đến các thảm nổi. Các tam giác có chiều dài từ 50 đến 500 µm và chiều rộng từ 3 đến 4 µm. Các trichomes, được bao bọc bởi một lớp vỏ mỏng, cho thấy ít nhiều sự co thắt rõ rệt ở các bức tường chéo. Sắc tố quang hợp chính của nó là Phycocyanin có màu xanh lam.

Tảo xoắn là một loại thực vật bậc thấp, thuộc họ Pseudanabaenaceae, bộ Oscillatoriales, lớp tảo lam, Tảo xoắn là một loại thực vật bậc thấp, thuộc họ Pseudanabaenaceae, bộ Oscillatoriales, lớp tảo lam.

Tảo xoắn là một loại thực vật bậc thấp, thuộc họ Pseudanabaenaceae, bộ Oscillatoriales, lớp tảo lam, khoảng 60 loài đã được ghi nhận vào năm 2012 và đang tiếp tục tăng lên. Tất cả chúng đều chứa ba sắc tố đáp ứng cho màu sắc của chúng bao gồm chất diệp lục, phycocyanin, betacaroten tạo cho nó màu xanh lục, xanh lam và cam tương ứng. Cho đến nay, ba loài được coi là có giá trị và được khuyến cáo tiêu thụ bao gồmS. maxima, S.  pacifica và S. platensis.

(Ảnh minh họa)

Spirulina được tìm thấy trong đất, đầm lầy, nước ngọt, nước lợ, nước biển và suối nước nóng. Nước mặn, kiềm (> 30 g/l) với độ pH cao (8,5-11,0), tạo điều kiện cho Spirulina sản xuất tốt, đặc biệt là ở những nơi có mức bức xạ mặt trời cao ở vùng nhiệt đới. Spirulina là một loài quang tự dưỡng bắt buộc, do đó nó không thể phát triển trong bóng tối trên môi trường có chứa các hợp chất cacbon hữu cơ. Nó làm giảm carbon dioxide trong ánh sáng và đồng hóa chủ yếu là nitrat. Sản phẩm đồng hóa chính của quá trình quang hợp Spirulina là glycogen. Spirulina cho thấy sự phát triển tối ưu trong khoảng từ 35 đến 39°C.

Tại Việt Nam giống thuần chủng tảo xoắn Spirulina được GS. Nguyễn Lân Dũng là một trong những nhà khoa học chuyên ngành sinh vậthọc những năm trước đây lần đầu tiên đưa về Việt Nam và Giáo sư là chuyên gia, cố vấn cấp cao của Tập đoàn Đại Việt đã giúp

Tập đoàn nghiên cứu, đầu tư phát triển tảo xoắn tại Việt Nam với quy mô lớn, tạo ra dòng sản phẩm thực phẩm của thế kỷ 21 đã được thế giới công nhận.

Với sự cần thiết và quan trọng nêu trên, Viện Công nghệ Đại Việt - Tập đoàn Đại Việt đã đầu tư nghiên cứu kỹ thuật nuôi trồng, nhân giống tảo xoắn Spirulina platensis, làm chủ kỹ thuật công nghệ để phát triển vùng nuôi trồng, xây dựng nhà máy sản xuất tảo xoắn đầu tiên tại Việt Nam đạt tiêu chuẩn GMP, tạo nguyên liệu thành phẩm, bào chế sản phẩm thực phẩm bổ sung, kết hợp nhiều loại dược liệu quý tạo ra các dạng thực phẩm BVSK vì sức khỏe cộng đồng người Việt Nam.

Giá trị dinh dưỡng: Spirulina từ lâu đã được sử dụng như một chất ăn kiêng phổ biến trên khắp thế giới từ thời cổ đại. Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về tác dụng dinh dưỡng và sức khỏe của tảo Spirulina. Nó nổi tiếng với hàm lượng protein cao bất thường và giàu vitamin, khoáng chất và các thành phần hoạt tính sinh học.

Thành phần hóa học Spirulina: Vi tảo được coi là nhà sản xuất thực tế của một số đại phân tử có hoạt tính sinh học cao trong tài nguyên biển, bao gồm carotenoid, axit béo không bão hòa đa chuỗi dài, protein, chất diệp lục, vitamin và các sắc tố độc đáo. Spirulina cho thấy nồng độ protein cao, 60 - 70% trọng lượng khô của nó, tùy thuộc vào nguồn gốc. Nó là một loại protein hoàn chỉnh, chứa tất cả các axit amin thiết yếu. Spirulina có một lượng lớn axit béo không bão hòa, vitamin B và tất cả các khoáng chất cần thiết....

Tác dụng dược lý: Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, tảo xoắn Spirulinacó các hoạt động chống oxy hóa, chống viêm,chống dị ứng,chống vi rút vi khuẩn, chống bệnh tiểu đường và chống béo phì…

Kỹ thuật nuôi nhân giống tảo xoắn cấp I (trong hệ thống Photobioreactor):

Môi trường dinh dưỡng trong quá trình nuôi giống cấp 1 (trong hệ thống Photobioreactor) sẽ được bổ sung theo đúng môi trường nuôi trồng chuẩn trong phòng thí nghiệm, cả về điều kiện môi trường (nhiệt độ, ánh sáng, môi trường nuôi, độ pH được đảm bảo).

Sự khác biệt giữa quá trình nuôi giống cấp 1 và nuôi giống trong phòng thí nghiệm là ở quy mô. Thể tích nuôi trồng giống cấp 1 sẽ lớn hơn gấp nhiều lần so với nuôi giống trong phòng thí nghiệm (tùy thuộc vào diện tích nuôi trồng quy mô lớn để cung cấp giống).

Kỹ thuật nuôi trồng sản xuất tảo xoắn Spirulina quy mô lớn

Chọn địa điểm, vùng nuôi trồng tảo với quy mô lớn

Vùng nuôi trồng sản xuất tảo xoắn Spirulina platensis phải là nơi có giao thông thuận tiện.

Nguồn nước chủ động, không bị ô nhiễm và thích hợp cho nuôi trồng tảo.

Hệ thống điện lưới tốt.

Lượng chiếu sáng đảm bảo, thích hợp cho tảo phát triển và giảm được chi phí chiếu sáng.

Thiết kế hệ thống nuôi trồng

Hệ thống bể nuôi tảo thường có 2 loại là hệ thống nuôi hở và nuôi kín. Bể được xây dựng bằng xi măng, gạch cement, gạch bê tông cement có tính chịu kiềm. Bể thường thiết kế hình chữ nhật, các góc được vê tròn; Cao 50 - 55 cm; Mực nước 20 - 30 cm; Bể xây một bức tường ngăn hụt ở giữa để tạo dòng chảy trong hệ thống nuôi. Trong bể ở các quy mô nuôi lớn, thường đặt hệ thống cánh khuấy tạo dòng chảy giúp cho tảo không bị lắng tại các góc của bể và tảo tiếp xúc tốt hơn với dinh dưỡng, ánh sáng, giữ cho nhiệt độ nước ổn định.

Giống tảo đưa ra sản xuất

Giống tảo đưa vào sản xuất phải là giống thuần chủng, giống gốc đúng loài tảo Spirulina platensis được duy trì, lưu giữ, bồi dục và nhân giống tại phòng thí nghiệm đầy đủ các trang thiết bị đạt tiêu chuẩn cao của Viện Nghiên cứu Công nghệ Đại Việt. Giống được chọn lọc cho năng suất cao, chất lượng đảm bảo, dễ thu hoạch, dễ thích nghi, có sức chống chịu tốt với môi trường.

Lựa chọn môi trường vùng nuôi trồng tảo quy mô lớn

- Ánh sáng:

+ Đối với hệ thống nuôi hở cần ánh sáng tự nhiên, thời gian chiếu sáng có cường độ đạt lượng chiếu sáng.

+ Đối với hệ thống nuôi kín có thể chủ động điều chỉnh ánh sáng thông qua điều chỉnh hệ thống đèn hoặc mái che.

- Nhiệt độ: Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của tảo xoắn; Kiểm tra nhiệt độ nước.

- Độ pH: pH cho tảo Spirulina platensis phát triển tối ưu. Kiểm tra pH trong ngày để có biện pháp xử lý kịp thời.

Các yếu tố sinh học ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của tảo

Trong quá trình nuôi tảo các sinh vật có thể xâm nhập vào hệ thống nuôi và gây hại cho tảo. Cần chú ý xử lý nguồn nước cấp cẩn thận đảm bảo cho tảo phát triển tốt nhất.

Luôn theo dõi để tiến hành diệt luân trùng, và xử lý tạp nếu có thể bị nhiễm một số loài tảo tạp khác.

Quy trình kỹ thuật nuôi trồng sản xuất tảo xoắn Spirulina platensis Đại Việt

Chuẩn bị giống, xuất giống ra sản xuất: Giống tảo xoắn Spirulina platensis sau quá trình nuôi dưỡng tạo giống giai đoạn giống cấp 1, toàn bộ tảo xoắn thu được sẽ chuyển qua bể nuôi trồng quy mô lớn để sản xuất và thu hoạch sản phẩm.

Kỹ thuật các bước tiến hành nuôi trồng tảo:

- Bước 1: Chuẩn bị dung dịch nuôi trồng và nước khoáng sạch.

- Bước 2: Tính phần trăm Tảo giống cấp 1 được đưa vào các bể theo tỉ lệ cộng với phần

trăm dung dịch sau bước 1.

- Bước 3: Tận dụng ánh sáng mặt trời hoặc bằng hệ thống đèn led và sục khí, đảo dòng tuần hoàn bằng hệ thống quạt nước ở 2 đầu mỗi bể nuôi tảo xoắn.

- Bước 4: Trong quá trình nuôi trồng sản xuất tảo cần bổ sung thêm các dưỡng chất cần thiết cho tảo.

Bổ sung dưỡng chất theo chu kỳ.

+ Phải liên tục kiểm tra độ pH và bổ sung các dưỡng chất cần thiết khác.

Một số kỹ thuật quan trọng khác trong nuôi trồng quy mô lớn:

- Ánh sáng: Nuôi trồng quy mô lớn, tảo cần nhiều ánh sáng để phát triển, duy trì cường độ

lux sáng trung bình trong nuôi trồng tảo và thời gian cần chiếu sáng/ngày.

- Nhiệt độ: Tảo xoắn Spirulina phát triển cần để ổn định nhiệt độ trong vùng nhiệt.

- Độ pH: Trong quá trình nuôi trồng tảo phải luôn luôn kiểm soát độ pH trong bể nuôi.

- Thu hoạch, sơ chế, đóng gói và bảo quản.

- Tính ngày xuống tảo giống và sinh khối tảo đạt được để có thể tiến hành thu hoạch.

- Tảo xoắn được thu hoạch bằng hệ thống vợt lưới lọc

- Sau khi vớt tảo, tảo tươi sẽ được đem rửa qua nước sạch để hạn chế loại bỏ bớt bụi, tạp chất có thể có trong bể nuôi.

- Tiếp đó, tảo tươi được đem qua ngâm rửa bằng nước ozone để khử trùng.

- Sau đó tảo được đem đi sấy khô, nghiền nhỏ và đóng gói (theo yêu cầu của từng thị trường).

- Tảo sau khi đóng gói (khối lượng/gói tùy theo yêu cầu) sẽ được bảo quản tại nơi khô ráo,thoáng mát. Không tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời.

Những lưu ý trong quá trình nuôi trồng và chế biến

Dung dịch nuôi trồng có thể cung cấp thêm một số các dưỡng chất để tăng chất lượng và sản lượng của tảo xoắn.

Trong bể nuôi quy mô lớn, có thể cung cấp thêm bộ đo pH tự động (tự cảnh báo khi độ

pH quá cao), bộ làm ấm nước (dùng trong tiết trời quá lạnh).

Trong quá trình nuôi trồng tại bể lớn, có thể bổ sung thêm các chất dinh dưỡng và vi khoáng cần thiết cho tảo xoắn trong quá trình nuôi trồng.

Toàn bộ nguồn nước sử dụng trong các quá trình nuôi trồng là nước khoáng sạch.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Ali S., Saleh A. M. (2012), Spirulina - tổng quan, Tạp chí Quốc tế về Dược phẩm và Khoa học Dược phẩm, 4 (3), 9-15.

Rouhier B. (2006), Spirulina và suy dinh dưỡng, FAO và các Đối tác

Richmond A. E. (1986), Nuôi cấy vi tảo, Các đánh giá quan trọng của CRC trong Công nghệ sinh học, 4 (4), 369-438.

Kay A. (1991), Vi tảo làm thực phẩm và chất bổ sung, Các đánh giá quan trọng trong Khoa học Thực phẩm và Dinh dưỡng, 30 (6), 555-573.

Romay C., Ledón N., González R. (1998), Các nghiên cứu sâu hơn về hoạt động chống viêm của phycocyanin trong một số mô hình động vật bị viêm, Nghiên cứu về viêm, 47 (8), 334-338.

Kebede E., Ahlgren G. (1996), Điều kiện sinh trưởng tối ưu và hiệu quả sử dụng ánh sáng của Spirulina platensis (= Arthrospira fusiformis) (Cyanophyta) từ Hồ Chitu, Ethiopia, Hydrobiologia, 332 (2), 99-109.

Đỗ Tất Lợi - Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y học

Nguyễn Thị Như Ngọc, Phạm Thị Quỳnh Mai, Trần Bích Lam - Thành phần dinh dưỡng - vi dinh dưỡng của tảo Spirullina và triển vọng ứng dụng - Hoá học thế kỷ XXI vì sự phát triển bền vững: Tuyển tập các session: Tập II: Quyển II,Năm xuất bản: 2003, Số 2, Trang:1a-5

Viện dược liệu - Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam

Tạp chí Dược liệu, 2016, Vol. 21, số 5 (tr.287 - 293)-Journal of Medicinal Materials, 2016, 21, No. 5 (pp.287 - 293)

Ths. Ngô Quốc Luật, Bùi Văn Thụy, Nguyễn Xuân Diệu, Bùi Thị Nga - Viện Công nghệ Đại Việt