Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ ban đầu và độ mặn đến tốc độ sinh trưởng của quần thể tảo thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm

  • 64 trang
  • file .pdf
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
LÊ THỊ THU QUỲNH
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG
CỦA MẬT ĐỘ BAN ĐẦU VÀ ĐỘ MẶN
ĐẾN TỐC ĐỘ SINH TRƯỞNG CỦA
QUẦN THỂ TẢO THALASSIOSIRA SP.
TRONG ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Nuôi trồng thủy sản
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
ThS. Trần Lê Trang
Nha Trang - 2014
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là nghiên cứu của chính bản thân. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong
bất cứ công trình nghiên cứu khoa học nào.
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Thu Quỳnh
ii
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành khóa học cũng nhƣ khóa luận tốt nghiệp này. Với lòng
biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
 Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Viện Nuôi trồng
Thủy sản đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành tốt khóa học.
 Trại sản xuất giống cá biển Đƣờng Đệ - Nha Trang.
 Phòng thí nghiệm công nghệ sinh học và phòng thực tập sinh lý – sinh thái
đã tạo điều kiện cơ sở vật chất giúp tôi hoàn thành tốt khóa học này.
Đặc biệt cho tôi gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn
Th.S Trần Thị Lê Trang đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
tập tốt nghiệp.
Tôi xin tỏ lòng kính trọng và cảm ơn chân thành tới tất cả các thầy cô giáo
trong Viện Nuôi trồng Thủy sản đã cung cấp kiến thức và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian qua.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè luôn quan tâm, giúp đỡ và động
viên để tôi hoàn thành tốt khóa học.
Xin chân thành cảm ơn!
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ......................................................... viii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................ 3
1.1 Đặc điểm sinh học. ............................................................................................ 3
1.1.1 Vị trí phân loại................................................................................................. 3
1.1.2 Phân bố ............................................................................................................ 3
1.1.3 Hình thái và cấu tạo ......................................................................................... 4
1.1.4 Sinh sản ........................................................................................................... 4
1.1.5 Sinh trƣởng ...................................................................................................... 5
1.2 Giá trị dinh dƣỡng ............................................................................................. 7
1.2.1 Protein ............................................................................................................. 8
1.2.2 Lipid ................................................................................................................ 9
1.2.3 Hydratcarbon ................................................................................................. 11
1.2.4 Vitamin và khoáng chất ................................................................................ 12
1.2.5 Sắc tố ............................................................................................................. 12
1.2.6 Chất chống oxy hóa ....................................................................................... 13
1.3 Ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng ............................................................ 13
1.3.1 Ánh sáng ........................................................................................................ 13
1.3.2 Nhiệt độ ......................................................................................................... 14
1.3.3 Độ mặn .......................................................................................................... 15
1.3.4 pH .................................................................................................................. 16
1.3.5 Môi trƣờng dinh dƣỡng ................................................................................. 16
1.3.6 Mật độ ban đầu .............................................................................................. 18
iv
1.3.7 Chế độ sục khí ............................................................................................... 18
1.4 Vai trò của vi tảo trong NTTS ......................................................................... 19
1.4.1 Nuôi động vật thân mềm ............................................................................... 19
1.4.2 Sản xuất giống tôm he ................................................................................... 19
1.4.3 Sản xuất giống cá biển .................................................................................. 20
1.5 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vi tảo trong nuôi NTTS trên thế giới và
ở Việt Nam. ................................................................................................................... 21
1.5.1 Trên thế giới .................................................................................................. 21
1.5.2 Ở Việt Nam ................................................................................................... 23
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................... 26
2.1 Thời gian, địa điểm và đối tƣợng nghiên cứu.................................................. 26
2.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................. 26
2.1.2 Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................... 26
2.2 Chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm .................................................................. 26
2.2.1 Nguồn nƣớc ................................................................................................... 26
2.2.2 Thiết bị, dụng cụ và môi trƣờng dinh dƣỡng ................................................ 26
2.3 Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 28
2.3.1 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ................................................................... 28
2.3.2 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ ban đầu đến tốc độ sinh
trƣởng của quần thể tảo Thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm....................... 28
2.3.3 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ mặn đến tốc độ sinh trƣởng
của quần thể tảo Thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm. ................................. 29
2.4 Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu .................................................................. 30
2.4.1 Phƣơng pháp đếm tế bào ............................................................................... 30
2.4.2 Phƣơng pháp xác định tốc độ sinh trƣởng của quần thể ............................... 31
2.4.3 Phƣơng pháp xác định các yếu tố môi trƣờng............................................... 31
2.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................... 32
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 33
3.1 Ảnh hƣởng của mật độ ban đầu đến tốc độ sinh trƣởng quần thế tảo
Thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm. ............................................................... 33
v
3.2 Ảnh hƣởng của độ mặn đến tốc độ sinh trƣởng quần thể tảo Thalassiosira
sp. trong điều kiện thí nghiệm. ...................................................................................... 36
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................... 40
4.1 Kết luận............................................................................................................ 40
4.2 Đề xuất ............................................................................................................. 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 41
PHỤ LỤC
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 : Các lớp và giống loài vi tảo chủ yếu đƣợc dùng trong NTTS ..................22
Bảng 2.1: Môi trƣờng f/2.............................................................................................27
Bảng 3.1: Khoảng biến động các yếu tố môi trƣờng trong thí nghiệm 1. ...................33
Bảng 3.2: Ảnh hƣởng của mật độ ban đầu đến tốc độ sinh trƣởng của tảo. ...............34
Bảng 3.3: Ảnh hƣởng của độ mặn đến tốc độ sinh trƣởng của tảo. ............................38
vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.2: Các pha phát triển của tảo ................................................................................... 6
Hình 1.3: Thành phần acid béo của 10 loài vi tảo............................................................. 10
Hình 2.2: Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu ....................................................................... 28
Hình 2.3: Bố trí thí nghiệm 1 ............................................................................................ 29
Hình 2.4: Bố trí thí nghiệm 2 ............................................................................................ 30
Hình 2.5 : Cấu tạo buồng đếm Neubauer [11] .................................................................. 30
Hình 3.1: Ảnh hƣởng của mật độ ban đầu đến tốc độ sinh trƣởng của tảo....................... 35
Hình 3.2: Ảnh hƣởng của độ mặn đến tốc độ sinh trƣởng của tảo. .................................. 37
viii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
STT Kí hiệu, chữ viết tắt Viết đầy đủ
1 ArA Acid arachidonic
2 ctv. Cộng tác viên
3 EPA Acid eicosapentaeoic
4 DHA Acid docosahexaenoic
5 ĐVTM Động vật thân mềm
6 MĐBĐ Mật độ ban đầu
7 MĐCĐ Mật độ cực đại
8 MĐTB Mật độ tế bào
9 NTTS Nuôi trồng thủy sản
10 TB Tế bào
1
MỞ ĐẦU
Vi tảo là nguồn thức ăn sống có vai trò quan trọng trong sản xuất giống các
loài động vật thủy sản nhƣ cá, giáp xác và động vật thân mềm. Kỹ thuật lƣu giữ
và nuôi sinh khối tảo là một trong những khâu then chốt, quyết định đến sự thành
công trong ƣơng nuôi ấu trùng. Hiện nay, hầu hết các trại sản xuất giống nƣớc ta
chỉ tập trung một số loài tảo quen thuộc nhƣ: Nannochloropsis, Chaetoceros,
Tetraselmis, với chất lƣợng và số lƣợng luôn biến động đặc biệt là vào mùa mƣa
đã ảnh hƣởng lớn đến tỷ lệ sống của ấu trùng và gián tiếp làm giảm hiệu quả sản
xuất. Đa dạng hóa giống loài vi tảo ngoài các loài bản địa bằng cách di nhập từ
nƣớc ngoài về là hƣớng đi đang đƣợc quan tâm, nhằm cải thiện chất lƣợng và tỷ
lệ sống của con giống.
Tảo Thalassiosira sp. là loài tảo khuê mới đƣợc di nhập về nƣớc ta trong
những năm gần đây, có giá trị dinh dƣỡng rất cao, đặc biệt là các acid béo không no
với hàm lƣợng DHA và EPA đạt 7,2 mg/ml [15]. Trong điều kiện nuôi nhân tạo, tảo
có tốc độ tăng trƣởng nhanh, có khả năng thích ứng với những thay đổi môi trƣờng
nhƣ: nhiệt độ, ánh sáng, pH,…Với những lợi thế trên cộng với kích thƣớc siêu vi, 4
– 6 µm, Thalassiosira sp. là một trong những loài tảo đƣợc ƣu tiên lựa chọn trong
các trại sản xuất giống cá biển (làm thức ăn cho copepoda), các trại sản xuất nhuyễn
thể (giai đoạn nhuyễn thể có kích thƣớc 200µm trở lên) và các trại sản xuất tôm
giống (giai đoạn mysis đến post-larvae).
Độ mặn và mật độ ban đầu đƣợc xem là hai yếu tố quan trọng hàng đầu ảnh
hƣởng trực tiếp đến tốc độ sinh trƣởng, sinh khối cực đại và thời điểm đạt sinh khối
cực đại của tảo nói chung và Thalassiosira nói riêng [2], [9], [17]. Biến động về độ
mặn sẽ dẫn đến các thay đổi về khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu, quá trình
quang hợp, trao đổi chất và thành phần sinh hóa của tảo [27]. Trong khi đó, việc xác
định mật độ ban đầu thích hợp không những cho năng suất cao mà còn tiết kiệm
đƣợc nguồn năng lƣợng điện và nguồn tảo giống ban đầu nhằm đem lại hiệu quả
kinh tế khi nuôi ở quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, cho đến nay các nghiên cứu về
ảnh hƣởng của độ mặn và mật độ ban đầu lên sinh trƣởng của tảo Thalassiosira sp.
2
ít đƣợc đề cập đến. Xuất phát từ thực tế đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu ảnh hƣởng của mật độ ban đầu và độ mặn đến tốc độ sinh trƣởng của
quần thể tảo Thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm”
Mục tiêu của đề tài: Xác định mật độ ban đầu và độ mặn thích hợp cho sinh
trƣởng của quần thể tảo Thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm.
Nội dung thực hiện:
1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ ban đầu đến tốc độ sinh trƣởng của
quần thể tảo Thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm.
2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ mặn đến tốc độ sinh trƣởng của quần
thể tảo Thalassiosira sp. trong điều kiện thí nghiệm.
Ý nghĩa của đề tài:
 Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học cho việc xây dựng quy trình nuôi
sinh khối tảo Thalassiosira sp. ở quy mô lớn.
 Kết quả của đề tài góp phần cung cấp nguồn thức ăn phù hợp và đáp
ứng nhu cầu của công tác sản xuất giống và nuôi các đối tƣợng thủy sản.
3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Đặc điểm sinh học.
1.1.1 Vị trí phân loại
Ngành Bacillariophyta
Lớp Bacillariophyceae
Bộ Centrales
Bộ phụ Discineae
Họ Thalassiosiraceae
Giống Thalassiosira
Loài Thalassiosira sp. [14]
Hình 1.1: Tế bào tảo Thalassiosira sp. (độ phóng đại 400 lần)
1.1.2 Phân bố
Tảo silic có khu vực phân bố rộng, chúng phân bố ở hầu hết mọi thủy vực nhƣ
nƣớc ngọt, nƣớc lợ, nƣớc mặn, cũng nhƣ trên thân cây ở đỉnh núi cao, trên đất, đá
ẩm ƣớt. Tảo silic còn có thể gặp ở cả đáy biển sâu tới hàng nghìn mét, số lƣợng loài
ở đáy nhiều hơn nhƣng số lƣợng cá thể và sinh khối lại ít hơn so với các loài sống
trôi nổi. Ở các biển lạnh tảo silic phân bố nhiều hơn các biển ấm. Trong những hồ
4
nƣớc ngọt trong suốt chúng có thể phân bố ở độ sâu 50 – 60 m còn trong nƣớc biển
khoảng 100 – 350m [14].
1.1.3 Hình thái và cấu tạo
 Hình thái:
Tế bào tảo Thalassiosira sp. có dạng hình hộp, kích thƣớc từ 6 – 20 µm x 8 –
15 µm. Mặt vỏ hình chữ nhật và có đƣờng kính dài hơn trục vỏ tế bào. Đai vỏ
không đều, mép đai có 2 – 28 mấu nhỏ. Một mấu có dạng hình môi để liên kết với
tế bào bên cạnh. Bề mặt của màng tế bào tỏa tròn nhiều vằn, sọc. Các vằn sọc này
có thể thẳng hoặc ngoằn ngoèo, mặt độ vằn sọc khoảng 10 – 20 vằn sọc/10 µm [14].
Tảo Thalassiosira sp. là tảo đơn bào, chủ yếu sống đơn độc, đôi khi các tế bào
liên kết với nhau thành tập đoàn (dạng bản). Màu của tảo Thalassiosira sp. thay đổi
từ màu nâu đến màu xanh hoặc vàng tùy thuộc vào số lƣợng của diệp lục [14].
 Cấu tạo:
 Vỏ tế bào đƣợc cấu tạo bởi hai lớp: lớp trong là pectin và lớp ngoài là silic.
 Thể sắc tố: nhiều, nhỏ, hình hạt. Màu của tảo Thalassiosira sp. thay đổi từ màu
nâu đến màu xanh hoặc màu vàng tùy thuộc vào số lƣợng của diệp lục.
 Nhân tế bào: mỗi tế bào có một nhân dạng hình cầu.
 Tế bào chất trong suốt, tạo thành lớp mỏng nằm bên dƣới thành tế bào hay tạo
thành khối nhỏ ở trung tâm với nhiều sợi sinh chất nối với nhau thành tế bào [14].
1.1.4 Sinh sản
Theo Hoàng Thị Sản (2007) (trích theo [14]) tất cả các loài tảo silic trong
đó có Thalassiosira sp. đều sinh sản theo 2 kiểu: phân chia tế bào và sinh sản
bằng bào tử:
 Phân chia tế bào: Hai mảnh vỏ tế bào tách rời nhau ra, mỗi mảnh vỏ đều
chứa tế bào chất với nhân và thể màu. Mỗi tế bào con nhận đƣợc 1 mảnh vỏ của tế
bào mẹ và tự tạo 1 mảnh vỏ mới bé hơn lồng vào mảnh vỏ cũ. Do đó sau mỗi lần
phân chia sẽ dẫn đến sự suy giảm kích thƣớc của tế bào từ 1/3 đến 1/2 kích thƣớc
ban đầu.
 Sinh sản bằng bào tử: Trong điều kiện môi trƣờng trở nên bất lợi tảo
Thalassiosira sp. sinh sản theo hình thức bào tử nghỉ, bào tử sinh trƣởng.
5
 Sự hình thành bào tử nghỉ (bào tử bảo vệ): Khi gặp điều kiện bất lợi tảo silic
hình thành bào tử nghỉ bằng cách chất nguyên sinh co lại tích trữ chất dự trữ, mất
nƣớc và tạo ra lớp vỏ tạm thời khá dày, cứng gồm 2 mảnh, nhiều khi có gai nhƣng
vẫn nằm trong nắp cũ. Khi gặp điều kiện thuận lợi trở lại thì nắp vỏ ngoài tan đi và
phát triển thành tế bào mới và sinh trƣởng bình thƣờng. Các loài tảo trong bộ silic
trung tâm thƣờng có hình thức sinh sản này nhƣ chi Chaetoceros, Melosira,
Thalassiosira,…
 Sự hình thành bào tử sinh trƣởng (phục hồi độ lớn): Sau nhiều lần phân chia
kích thƣớc tế bào tảo giảm, tảo silic tiến hành phục hồi lại kích thƣớc ban đầu bằng
cách phân chia đặc biệt hình thành bào tử sinh trƣởng. Nó hình thành lớp vỏ tạm là
perizonium, trong lớp vỏ đó tế bào lớn lên, do đó nó đƣợc gọi là bào tử sinh trƣởng
(auxospore). Khi đã lớn đến mức đạt kích thƣớc chuẩn của loài thì bào tử sinh
trƣởng tổng hợp nên hai mảnh vỏ mới.
 Sinh sản hữu tính theo kiểu tiếp hợp: Hai cá thể ở gần nhau tách nắp ra, chất
nguyên sinh kết hợp với nhau tạo hợp tử. Sau đó phân chia giảm nhiễm tạo vỏ mới
bao bọc bên ngoài và thành cơ thể mới.
1.1.5 Sinh trƣởng
Sinh trƣởng của quần thể vi tảo là sự tăng lên về kích thƣớc của tế bào cũng
nhƣ sự phân chia tế bào trong quần thể. Theo Coutteau (1996) (trích theo [10]) cho
rằng sự phát triển của tảo nuôi trong điều kiện vô trùng đặc trƣng bởi 5 pha:
 Pha thích nghi (pha chậm hay pha cảm ứng): ở pha này mật độ tế bào
tăng ít do sự thích nghi sinh lí của sự chuyển hóa tế bào để phát triển nhƣ: tăng các
mức enzyme, các mức chuyển hóa liên quan đến sự phân chia tế bào và cố định
cacbon.
 Pha sinh trƣởng theo hàm mũ (pha logarit): mật độ tế bào tăng nhƣ
hàm số của thời gian theo hàm logarit: Ct = C0.emt
Trong đó: Ct, C0: mật độ tế bào tại thời điểm t và 0 tƣơng ứng.
m: tốc độ tăng trƣởng đặc thù (phụ thuộc vào loài tảo, cƣờng độ
ánh sáng, nhiệt độ,..).
6
 Pha giảm tốc độ sinh trƣởng: sự phân chia tế bào sẽ chậm lại khi các
chất dinh dƣỡng, ánh sáng, độ pH, CO2 hoặc yếu tố sinh hóa khác bắt đầu hạn chế
sự sinh trƣởng.
 Pha ổn định: sinh khối tảo không tăng và đạt mật độ cực đại. Quá trình
quang hợp và phân chia tế bào vẫn xảy ra trong suốt pha này nhƣng số lƣợng tế bào
mới sinh ra gần ngang bằng với số lƣợng tế bào chết đi. Do đó, ở pha này không có
sự tăng trƣởng về số lƣợng tế bào.
 Pha tàn lụi: trong pha cuối cùng này, chất lƣợng nƣớc xấu đi và các chất
dinh dƣỡng cạn kiệt tới mức không thể duy trì đƣợc sự sinh trƣởng. Mật độ giảm
nhanh và cuối cùng công việc nuôi bị dừng lại.
1. Pha thích nghi
2. Pha logarit
3. Pha giảm tốc độ sinh trƣởng
4. Pha ổn định
5. Pha tàn lụi
Hình 1.2: Các pha phát triển của tảo
Trong thực tế, công việc nuôi tảo phải dừng lại do nhiều nguyên nhân gây ra,
bao gồm sự cạn kiệt các chất dinh dƣỡng, thiếu oxy, nhiệt độ quá cao, pH thay đổi
hoặc do nhiễm tạp. Mấu chốt của thành công trong nuôi tảo là duy trì tảo ở pha
logarit. Giá trị dinh dƣỡng của vi tảo có thể bị thay đổi rất lớn ở các pha phát triển
và dƣới các điều kiện nuôi khác nhau. Kết quả nghiên cứu của Renaud, Thing và
Pary (1999) (trích theo [15]) chỉ ra rằng tảo phát triển đến cuối pha logarit thƣờng
chứa 30 – 40% protein, 10 – 20% lipid và 5 – 15% hydratcarbon. Khi thời gian nuôi
7
vƣợt quá pha giảm tốc độ sinh trƣởng thì giá trị dinh dƣỡng của tảo sản xuất sẽ thấp
do tính tiêu hóa giảm, thiếu các thành phần dinh dƣỡng và có thể sản sinh ra các
chất chuyển hóa độc hại.
Có nhiều cách phân chia và tên gọi khác nhau về các pha phát triển của tảo.
Nhiều tác giả nhƣ Đặng Ngọc Thanh (1974); Fulks và Main (1991); Sato (1991);
Chen và Long (1991) cũng chia sự phát triển của tảo thành 5 pha nhƣng tên gọi
khác bao gồm pha gia tốc dƣơng, pha logarit, pha gia tốc âm, pha cân bằng, pha tàn
lụi. Theo O’Meley và Daintith (1993), sinh trƣởng của tảo nuôi chỉ có 4 pha. Đó là
pha tăng trƣởng chậm (lag phase), pha hàm mũ (exponential phase), pha cân bằng
(stationary phase), pha chết (death phase) [4].
Còn theo Lee và Shen (2004) (trích theo [4]), trong nuôi thu hoạch toàn bộ tảo
trải qua 3 pha khác nhau phản ánh sự thay đổi về sinh khối và môi trƣờng của nó.
Đó là pha tăng trƣởng chậm (lag phase), pha hàm mũ (exponential phase), pha tăng
trƣởng tuyến tính (linear growth phase). Trong pha tăng trƣởng tuyến tính một khi
mật độ đạt cực đại, sinh khối sẽ tích lũy ở một tốc độ không đổi cho đến khi một số
chất trong môi trƣờng nuôi hoặc chất ức chế trở thành yếu tố hạn chế.
Nhƣ vậy, sự phát triển của tảo chia thành nhiều pha khác nhau do tốc độ sinh
trƣởng khác nhau. Ngoài ra, tốc độ sinh trƣởng hay phát triển của tảo còn phụ thuộc
vào từng loài tảo và sự thay đổi của các yếu tố môi trƣờng nhƣ cƣờng độ và chế độ
chiếu sáng, nhiệt độ, độ mặn, pH, mùa vụ, các yếu tố dinh dƣỡng, kích thƣớc, hình
dạng của thiết bị nuôi, các hình thức nuôi, và mức độ xáo trộn hoặc sục khí của môi
trƣờng nuôi.
1.2 Giá trị dinh dƣỡng
Các chất cấu thành nên khối lƣợng khô của vi tảo chủ yếu gồm protein, lipid,
hydratcarbon, những chất này chiếm tới 90 – 95% trọng lƣợng khô của tế bào tảo,
phần còn lại chủ yếu là các acid nucleic, vitamin và khoáng chất chiếm khoảng 5 -
10% [19].
8
Giá trị dinh dƣỡng của vi tảo có thể thay đổi rất lớn ở các pha phát triển và
dƣới các điều kiện nuôi khác nhau. Kết quả nghiên cứu của Renaud, Thing và Parry
(1999) (trích theo [18]), chỉ ra rằng tảo ở giai đoạn cuối pha logarit thƣờng chứa 30
– 40% protein, 10 – 2-% lipid và 5 – 15% hydratcarbon. Sau pha cân bằng thì hàm
lƣợng này bị thay đổi rất lớn, ví dụ nhƣ: khi nitrat giảm thì hàm lƣợng hydratcarbon
có thể tăng gấp 2 lần hàm lƣợng protein.
Giá trị dinh dƣỡng của vi tảo thay đổi khác nhau tùy thuộc vào từng loài nuôi
và điều kiện nuôi nhƣ chu kỳ chiếu sáng, nhiệt độ, chế độ dinh dƣỡng trong từng
môi trƣờng nuôi và thời gian thu hoạch ở các giai đoạn khác nhau [18].
1.2.1 Protein
Kết quả thống kê của Brown và ctv. (1989) (trích theo [14]) về thành phần hóa
sinh của hơn 40 loài tảo thƣờng sử dụng trong NTTS cho thấy hàm lƣợng protein
của tảo dao động từ 6 - 34% trọng lƣợng khô và cao nhất ở Cryptomonas chiếm
32%, thấp nhất ở Prasinophyceae chiếm 20%. Mặc khác theo Parsons (1961) (trích
theo [4]), các loài tảo thuộc Bacillariophyceae có hàm lƣợng protein 29 - 30% khối
lƣợng khô, còn hàm lƣợng protein của các loài tảo thuộc Prymnesiophyceae là 41 -
49% khối lƣợng khô.
Hàm lƣợng protein trong mỗi tế bào đƣợc coi là một trong những yếu tố quan
trọng nhất quyết định giá trị dinh dƣỡng của vi tảo. Theo kết quả nghiên cứu của
Volkman và ctv. (1989) (trích theo [4]) hàm lƣợng protein tổng số ở tảo
Thalassiosira pseudonana là 17,8%; tảo T. pseudonana dòng CS - 216 là 22,1%;
tảo T. pseudonana dòng CS - 179 là 20,2% trong tổng khối lƣợng khô.
Nhu cầu protein của đối tƣợng nuôi thay đổi theo loài và giai đoạn phát triển.
Ở giai đoạn ấu trùng và cá con thì nhu cầu protein cao hơn ở giai đoạn trƣởng
thành. Vì vậy để đánh giá giá trị dinh dƣỡng của vi tảo thông qua hàm lƣợng protein
ta phải đặt trong mối tƣơng quan với nhu cầu dinh dƣỡng của đối tƣợng nuôi. Tùy
từng đối tƣợng nuôi, từng giai đoạn phát triển khác nhau chọn loài vi tảo thức ăn
cho phù hợp.
9
1.2.2 Lipid
Lipid rất quan trọng trong việc dự trữ năng lƣợng cho ấu trùng đặc biệt là
trong điều kiện môi trƣờng thiếu thức ăn (Millar và Scott, 1967) (trích theo [4]).
Theo Brown và ctv. (1997) [19], hàm lƣợng lipid của 40 loài vi tảo hiện nay đang
đƣợc sử dụng phổ biến trong nuôi trồng thủy sản dao động từ 7 – 23% trọng lƣợng
khô. Bacillariophyceae có hàm lƣợng lipid cao nhất với giá trị trung bình 18%;
Prymnesilophyta có hàm lƣợng 17% và ngành Eustigmatophyta có hàm lƣợng lipid
đạt 13%.
Trong lipid thì thành phần và hàm lƣợng của acid béo đóng vai trò quyết định
giá trị dinh dƣỡng của vi tảo. Hàm lƣợng của các acid béo không no (HUFA), đặc
biệt là các EPA (20:5n-3), ArA (20:4n-6) và DHA (22:6n-3) đóng vai trò quan trọng
trong việc đánh giá vai trò dinh dƣỡng của một số loài tảo dùng làm thức ăn cho ấu
trùng động vật thân mềm, cá biển và động vật phù du (trích theo [18]). Theo công
bố của FAO (1996) [21] thành phần acid béo của 10 loại vi tảo đƣợc trình bày ở
hình 1.3.
Theo Watanabe và ctv. (1983) (trích theo [18]), thành phần acid béo đặc trƣng
của một số loài vi tảo nhƣ Nannochloropsis là EPA, Isochrysis galbana là DHA,
Pavlova lutheri là EPAvà DHA. Còn Volkman và ctv. (1993) (trích theo [18]) cho
rằng thành phần acid béo chủ yếu của hai dòng tảo Thalassiosira pseudonana (CS -
126 và CS - 179) là C16:1(n-9) với tỷ lệ phần trăm tƣơng ứng là 26,6% và 29,4% và
acid béo không no mạch đa nối đôi C20:5(n-3) với tỷ lệ tƣơng ứng là 28,4% và
28,8% trong tổng số acid béo.
Thành phần và hàm lƣợng acid béo vi tảo cũng chịu ảnh hƣởng rất lớn bởi các
yếu tố môi trƣờng, phƣơng pháp nuôi và giai đoạn thu hoạch. Phần trăm EPA trong
tảo T. pseudonana tăng lên dƣới điều kiện nhiệt độ thấp (While và ctv., 1984; Jame
và ctv., 1989; trích theo [4]). Nhiệt độ thấp kích thích tăng màng dịch tế bào, tảo T.
pseudonana do đó đã làm tăng thành phần acid béo không no mạch dài đa nối đôi
(Quinn,1981 trích theo [18]).
10
Tỷ lệ phần trăm tổng các acid béo
Hình 1.3: Thành phần acid béo của 10 loài vi tảo.
C.CAL: Chaetoceros calcitrans; C.GRA: C.gracilis; SKEL: Skeletonema
costatum; THAL: Thalassiosira pseudonana; ISO: Isochrysis sp. (Tahitian); PAV:
Pavlova lutheri; DUN: Dunaliella tertiolecta; NAN: Nannochloris atomus; TET:
Tetraselmis suecica; CHRO: Chroomonas salina.
Acid béo có vai trò rất quan trọng đối với ấu trùng động vật thân mềm, giáp
xác, cá biển và các loài động vật phù du. Khi nghiên cứu thành phần lipid và acid
11
béo của 10 loài tảo Wolkman và ctv. (1993) (trích theo [18]) đã chỉ ra rằng, hàm
lƣợng acid béo không no mạch dài (PUFA) trong 4 loài tảo silic Chaetoceros
calcitrans, C. gracilis, T. pseudonama và Skeletonema costatum biến động từ 4,6 –
11,1% tổng acid béo. Theo Thinh (1999) [28], vi tảo đƣợc coi là có giá trị dinh
dƣỡng tốt cho các đối tƣợng nuôi nếu hàm lƣợng PUFA 20:5(n-3) và 22:6(n-3) nằm
trong khoảng từ 1 – 20 mg/ml tế bào. Theo Wolkman và ctv. (1993) (trích theo
[18]) thì tảo T. pseudonama có thành phần HUFA cao và nó có chứa đầy đủ các
thành phần dinh dƣỡng với số lƣợng cao.
Đến nay, tất cả các nghiên cứu đã xác định rằng mỗi loài tảo khác nhau thì
chúng có giá trị dinh dƣỡng khác nhau, một loài tảo có thể thiếu ít nhất một thành
phần dinh dƣỡng cần thiết, ví dụ I. galbana có nhiều DHA, ít EPA nhƣng ngƣợc lại
tảo khuê chứa nhiều EPA và ít DHA. Vì vậy việc sử dụng hỗn hộp các loài tảo làm
thức ăn cho động vật thủy sản sẽ cung cấp chất dinh dƣỡng tốt hơn cho chúng. Tuy
nhiên, việc kết hợp các loài tảo làm thức ăn phải đƣợc hợp lý cả về tỷ lệ và thành
phần thích ứng với nhu cầu dinh dƣỡng của từng đối tƣợng nuôi cụ thể thì mới đem
lại hiệu quả cao.
1.2.3 Hydratcarbon
Theo Brown và ctv. (1989) (trích theo [14]), hàm lƣợng hydratcarbon của các
loài tảo khá cao, dao động từ 5 – 23% trọng lƣợng khô. Trong đó các loài thuộc lớp
Chlorophyceae và Prymnesilophyceae có hàm lƣợng cao nhất đạt 14 – 23% trọng
lƣợng khô, các lớp còn lại thấp hơn 10% trọng lƣợng khô nhƣ Prymnessophyceae
có hàm lƣợng hydratcarbon từ 5 – 31% trọng lƣợng khô, tảo silic biến động từ 17 –
24% trọng lƣợng khô. Đối với động vật thân mềm, hydratcarbon đóng vai trò quan
trọng, với hàm lƣợng biến động từ 5 – 30% đƣợc coi là thức ăn tốt.
Ở tảo hydratcarbon tồn tại chủ yếu ở các dạng glucose, galactose, manose,
ribose, và các polysaccharid khác. Thông thƣờng glucose chiếm tỷ lệ cao nhất trong
các loại đƣờng dao động từ 21 – 87%, tiếp theo là galactose, manose và ribose [28].
Theo Brown (1991) [19] thành phần hydratcarbon của tảo Thalassiosira
pseudonana chiếm 7,8 % khối lƣợng khô. Thành phần này cũng thay đổi theo điều