Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng, độ mặn, mật độ ban đầu lên sự phát triển của tảo nanochloropsis oculata và thử nghiệm nuôi sinh khối luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA NÔNG LÂM NGƯ -----  ------ TRẦN THỊ THÌN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG, ĐỘ MẶN, MẬT ĐỘ BAN ĐẦU LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TẢO (Nanochloropsis oculata) VÀ THỬ NGHIỆM NUÔI SINH KHỐI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN VINH - 2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA NÔNG LÂM NGƯ -----  ------ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG, ĐỘ MẶN, MẬT ĐỘ BAN ĐẦU LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TẢO (Nanochloropsis oculata) VÀ THỬ NGHIỆM NUÔI SINH KHỐI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Người thực hiện: Trần Thị Thìn Lớp: 48K1 - Nuôi trồng thủy sản Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Thị Thanh VINH - 2011 LỜI CẢM ƠN Nhờ có sự giúp đỡ và động viên của các thầy cô, gia đình và bạn bè, tôi đã hoàn thành tốt quá trình học tập và công tác thực tập tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Vinh, ban chủ nhiệm khoa Nông Lâm Ngư, các thầy cô trong tổ bộ môn Nuôi Trồng Thuỷ Sản đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học và công tác tốt nghiệp. Đăc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo – ThS Nguyễn Thị Thanh – người đã dành nhiều thời gian chỉ bảo tận tình, hướng dẫn tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Tôi xin cảm ơn KS Nguyễn Thị Lệ Thủy, KS Lê Thị Hạnh, KS Trần Thị Hồng Nhung thuộc phòng Tảo thuộc Phân Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản Bắc Trung Bộ đã chỉ dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt đợt thực tập tốt nghiệp. Tôi cũng xin cảm ơn các anh chị trong Phân Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản Bắc Trung Bộ đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu và nghiên cứu tại cơ quan. Và tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành của mình tới gia đình, bạn bè – những người đã luôn bên tôi, động viên, giúp đỡ về vật chất, tinh thần trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình hoàn thành khóa luận này. Với thời gian nghiên cứu và hiểu biết còn hạn chế luận văn không tránh khỏi những thiếu sót mong nhận được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô cùng các bạn để bài khóa luận này hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Vinh, tháng 7 năm 2011 Tác giả Trần Thị Thìn i MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................4 1.1 Vài nét về đặc điểm sinh học của tảo Nannochloropsis oculata......................4 1.1.1. Vị trí phân loại.............................................................................................4 1.1.2. Đặc điểm cấu tạo..........................................................................................4 1.1.3. Đặc điểm sinh thái........................................................................................6 1.1.4. Đặc điểm dinh dưỡng.................................................................................10 1.1.5. Đặc điểm sinh trưởng.................................................................................17 1.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng tảo trong sản xuất giống động vật thủy sản trên thế giới và ở Việt Nam.........................................................................................19 1.2.1. Trên thế giới...............................................................................................19 1.2.2. Việt Nam....................................................................................................21 1.3. Các hình thức nuôi tảo hiện nay....................................................................24 1.3.1. Nuôi thu sinh khối toàn bộ (batch culture)................................................24 1.3.2. Nuôi bán liên tục (semi – continuous cultrure)..........................................24 1.3.3. Nuôi tảo thuần sạch khuẩn (axenic culture)...............................................25 1.4. Các hệ thống nuôi.........................................................................................25 1.4.1. Nuôi trong hệ thống hở..............................................................................25 1.4.2. Các hệ thống nuôi kín Photobioreactors....................................................26 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................27 2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu..................................................................27 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................27 2.1.2. Vật liệu nghiên cứu.......................................................................................27 ii 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu.................................................................28 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu..................................................................................28 2.2.2. Thời gian nghiên cứu..................................................................................28 2.3. Nội dung nghiên cứu.....................................................................................28 2.4. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................29 2.4.1. Sơ đồ khối nghiên cứu..............................................................................29 2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm...................................................................31 2.4.3. Phương pháp xác định mật độ tảo..............................................................34 2.4.4. Phương pháp điều chỉnh độ mặn................................................................34 2.4.5. Phương pháp xác định các yếu tố môi trường...........................................35 2.5. Phương pháp xử lý số liệu.............................................................................35 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...........................36 3.1. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến sự phát triển của tảo Nannochloropsis oculata.....................................................................................36 3.2. Ảnh hưởng của độ mặn đến sự phát triển của tảo Nannochloropsis oculata..40 3.3. Ảnh hưởng của mật độ ban đầu đến sự phát triển của tảo Nannochloropsis oculata ..............................................................................................................................43 3.4. Thử nghiệm nuôi sinh khối tảo Nannochloropsis oculata............................47 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.................................................................................52 Kết luận................................................................................................................52 Đề xuất ý kiến......................................................................................................52 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................53 PHỤ LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Tên đầy đủ &: Và CT: Công thức CTTN: Công thức thí nghiệm Ctv: Cộng tác viên FAO: Tổ chức lương thực thế giới KS: Kỹ sư M/L: Mililit N. oculata Nannochloropsis oculata NTTS: Nuôi trồng thủy sản NXB: Nhà xuất bản Tb: Tế bào iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Hình dạng tế bào tảo N. oculata............................................................4 Hình 1.2. Các pha sinh trưởng của vi tảo.............................................................17 Hình 2.1. Sơ đồ khối nghiên cứu......................................................................... 30 Hình 2.2. Sơ đồ nuôi sinh khối tảo N. oculata ngoài trời.................................... 33 Hình 3.1. Sự phát triển của tảo N. oculata ở các công thức thí nghiệm.............36 Hình 3.2. Sự phát triển của tảo N. oculata ở các công thức thí nghiệm.............40 Hình 3.3. Sự phát triển của tảo N. oculata ở các công thức thí nghiệm.............44 Hình 3.4. Sự phát triển của tảo N. oculata trong điều kiện nuôi sinh khối.........48 v DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng khác nhau tới sự phát triển của tảo N. oculata.................................................................................................37 Bảng 3.2. Mật độ cực đại giữa các công thức thí nghiệm....................................39 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của các độ mặn khác nhau tới sự phát triển của tảo N. oculata...41 Bảng 3.4. Mật độ cực đại giữa các công thức thí nghiệm....................................42 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của các mật độ ban đầu khác nhau tới sự phát triển của tảo N. oculata.............................................................................................................45 Bảng 3.6. Mật độ cực đại giữa các công thức thí nghiệm....................................47 Bảng 3.7. Sự biến động yếu tố môi trường trong thí nghiệm sinh khối N. oculata. . .48 Bảng 3.8. Sự phát triển của tảo N. oculata trong điều kiện nuôi sinh khối........48 vi LỜI MỞ ĐẦU Thức ăn tự nhiên đóng vai trò rất quan trọng, quyết định sự thành công trong ương nuôi nhiều loài động vật thuỷ sản, đặc biệt là ở giai đoạn ấu trùng. Các đối tượng chủ yếu hiện nay đang được quan tâm nghiên cứu, sử dụng làm thức ăn cho thuỷ sản nuôi là vi tảo, luân trùng, Artemia, Copepoda… trong đó vi tảo là nguồn thức ăn tự nhiên có ý nghĩa rất lớn. Tảo là thức ăn không thể thay thế cho giai đoạn ấu trùng và trong suốt giai đoạn trưởng thành của động vật thân mềm. Sở dĩ vi tảo có vai trò quan trọng đặc biệt như vậy là do giá trị dinh dưỡng mà chúng mang lại và kích thước phù hợp với vật nuôi. Bên cạnh đó vi tảo có vai trò trong việc ổn định chất lượng môi trường nước, dinh dưỡng của ấu trùng và kiểm soát vi khuẩn trong bể ương ấu trùng. Vi tảo là nguồn thức ăn có giá trị dinh dưỡng cao, tính theo khối lượng khô có hàm lượng protein dao động từ 29 – 57%, lipid 7 – 25%, carbohydrate 5 – 32%, các khoáng chất khác 6 – 39% [14]. Thành phần các amino acid của tảo gần giống với thành phần amino acid của trứng nên dễ tiêu hoá và có giá trị dinh dưỡng cao [4]. Ở hầu hết các loài vi tảo biển, hàm lượng các amino acid không thay thế tương đương hoặc cao hơn hàm lượng của chúng trong ấu trùng một số đối tượng thủy sản có giá trị kinh tế. Điều này khẳng định thêm giá trị dinh dưỡng vi tảo biển. Vi tảo biển là nguồn cung cấp các acid béo cần thiết cho hệ động vật biển. Đặc biệt là các acid béo không no rất cần thiết cho quá trình sinh trưởng ở giai đoạn ấu trùng và con non của động vật biển như là EPA và DHA. Tỷ lệ giữa hai loại acid béo này quyết định sự hình thành sắc tố của một số loài ấu trùng cá. Theo Pohl (1982), Olssen (1989), quá trình tổng hợp các acid béo chưa no nhiều 1 nối đôi (n – 3 PUFA) chỉ xảy ra ở các tế bào thực vật, còn các loại acid béo không no (3 – n PUFA) mạch dài chỉ thấy có hàm lượng cao ở các loài tảo biển [16]. Hàm lượng các vitamin trong vi tảo biển nhiều, phong phú: những vitamin chính thường gặp trong tảo nuôi gồm Thiamin (B 1), Riboflavin (B 2), Pyridoxine (B6), Cyanocobalamin (B 12), Biotin, Ascorbic acid (C), Nicotinic acid, Pantothenic acid, Choline, Inositol, Tocopherol (E) và β carotene (Provitamin A) [7]. Ngoài ra, chúng còn chứa nhiều nguyên tố cần thiết cho sự sinh trưởng, phát triển của đối tượng nuôi và con nguời như: Ca, P, K, Zn, Fe,… Hiện nay, trên thế giới chỉ khoảng 40 loài vi tảo được sử dụng phổ biến trong NTTS (Couteau,1996) như: Isochrysis galbana, Tetraselmis suecica, Platymonas sp, Nannochloris atomus, Nannochloropsis oculata. Nannochloropsis oculata là một loài tảo đơn bào có kích thước 2 ÷ 4 µm, sống ở biển, chứa một hàm lượng Eicosapentaenoic acid – EPA (20:53) rất cao (chiếm khoảng 28% tổng số các acid béo). Loài tảo này còn có hàm lượng vitamin C và riboflavin cao đạt giá trị tương ứng là 8 mg/g và 50 µg/g khối lượng khô [4]. Với giá trị dinh dưỡng cao, Nannochloropsis oculata được ứng dụng nuôi thu sinh khối trong các trại sản xuất giống hải sản với mục đích là: (1) làm thức ăn chính hoặc bổ sung cho sản xuất rotifer, (2) để làm giàu rotifer, (3) tạo “hiệu ứng nước xanh” trong bể nuôi ấu trùng cá, giáp xác [23]. Nhằm tìm hiểu một số đặc điểm về môi trường dinh dưỡng để nuôi tảo, độ mặn, mật độ nuôi ban đầu cũng như khả năng nuôi sinh khối của loài tảo Nannochloropsis oculata chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng, độ mặn, mật độ ban đầu lên sự phát triển của tảo Nannochloropsis oculata và thử nghiệm nuôi thu sinh khối tảo”. 2 Mục tiêu của đề tài: Xác định được môi trường dinh dưỡng, mật độ nuôi cấy ban đầu, độ mặn phù hợp cho sự phát triển của tảo Nannochloropsis oculata để nuôi sinh khối tảo phục vụ cho sản xuất giống nhân tạo động vật thủy sản. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Vài nét về đặc điểm sinh học của tảo Nannochloropsis oculata 1.1.1. Vị trí phân loại Ngành: Heterokontophyta Hocck, Mann và Jahns, 1985 Lớp: Eustigmatophyceae Hibberd,1981 Bộ: Eustigmatoles Hibberd, 1981 Họ: Monopsidaceae Hibberd, 1981 Giống: Loài: Nannochloropsis Hibberd, 1981 Nannochloropsis oculata (Droop) Hibberd, 1981 [5]. Hình 1.1. Hình dạng tế bào tảo N. oculata 1.1.2. Đặc điểm cấu tạo Nannochloropsis oculata thuộc loại tảo có kích thước nhỏ (Nannoplankton). Tế bào có dạng hình trứng hay hình cầu, đường kính từ 2 ÷ 4 µm. Đây là loài tảo đơn bào không roi nên không có khả năng di động. 4 Cấu tạo hiển vi của tế bào: Năm 1986, Maruyama đã nghiên cứu cấu trúc của N. oculata dưới kính hiển vi điện tử cho thấy tế bào chỉ có một nhân [14]. Tế bào tảo chỉ có một thể sắc tố quang hợp (Chloroplast) hình trứng. Thể sắc tố được bao bọc bởi hai lớp màng, lớp màng ngoài dính liền với màng nhân. Trong thể sắc tố có nhiều bản sắc tố (lamela), mỗi bản gồm 3 phiến sắc tố (thylakoid) xếp song song, không có đai nối giữa các phiến sắc tố. Sắc tố quang hợp duy nhất thấy ở N. oculata là chlorophyll a, không thấy sắc tố quang hợp chlorophyll b và c. Đây có thể coi là một đặc trưng sinh hoá chủ yếu để phân loại tảo Nannochloropsis nói riêng và ngành Eustigmataphyta nói chung. Các carotenoid bao gồm carotene, violaxathin, vaucheriaxanthin. Hàm lượng của các sắc tố này như sau: chlorophyll a chiếm 100% (tính theo % của chlorophyll). Hàm lượng carotene chiếm 11% (trong tổng số carotenoid); violaxanthin chiếm 51% vaucheriaxanthin chiếm 26%; leutein chiếm 0% và các carotenoid khác chiếm 12% [5]. Chất dự trữ của N. oculata không phải là tinh bột. Theo Maruyama và ctv (1986) không tìm thấy sự xuất hiện chất tinh bột (starch) hay hạt tạo tinh bột (pyrenoid) [14]. Tảo N. oculata có các thành phần acid béo ưu thế là: palmitic acid (C 16:0), palmitoleic acid (16:1n-7) và eicosapentaenoic acid – EPA (20:5n-3), ba thành phần này chiếm 74,8% hàm lượng acid béo tổng số và không thấy docosahexaenoic acid – DHA (20:4n-6). Khác với tảo lục, tảo Eustigmatophyceae phong phú EPA (gần như chiếm 1/3 hàm lượng acid béo tổng số) và gần như không có acid béo chưa no đa nối đôi (PUPA) C16 và C18 (là dấu hiệu để nhận biết tảo lục). Sự phong phú các acid béo C16:0, 16:1n-7, 20:5n-3 cũng là những chỉ thị sinh hóa phân loại [2]. 5 1.1.3. Đặc điểm sinh thái + Ánh sáng Ánh sáng là yếu tố ảnh hưởng rất mạnh đến sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo. Đây là nguồn năng lượng chính cho quá trình quang hợp của tảo. Ảnh hưởng của ánh sáng được thể hiện trên các khía cạnh: chất lượng ánh sáng (phổ màu), cường độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng (chu kỳ quang). Theo Coutteau (1996) cường độ ánh sáng đóng một vai trò quan trọng, nhưng yêu cầu về cường độ ánh sáng thay đổi rất lớn theo độ sâu của môi trường nuôi và mật độ tảo: ở độ sâu lớn và mật độ tế bào cao thì cường độ ánh sáng phải tăng để có thể xuyên qua được môi trường nuôi (1000 lux là thích hợp với các bình tam giác, 5000 ÷ 10000 lux cho các dung tích lớn hơn) cường độ ánh sáng tối ưu là 2500 ÷ 5000 lux. Cường độ ánh sáng quá lớn có thể làm ức chế sự quang hợp. Tuy nhiên, dù là chiếu sáng tự nhiên hay nhân tạo cũng cần tránh nóng quá mức. Tốt nhất nên dùng các đèn huỳnh quang phát sáng ở phổ ánh sáng xanh da trời hoặc đỏ vì đó là những phần tích cực nhất của phổ ánh sáng đối với sự quang hợp [11]. Chu kỳ chiếu sáng ngày/đêm 14/10 hoặc 16/8 là thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của tảo. Ánh sáng liên tục không những không làm tăng năng suất của tảo mà còn làm giảm tỷ lệ protein, carbonhydrate và PUFA. Renaude và cộng sự (1991) khi nghiên cứu N. oculata ở các chế độ chiếu sáng khác nhau thấy rằng hàm lượng protein, hydratcacbon và lipid thay đổi theo cường độ chiếu sáng. Hàm lượng protein và hydatcacbon tăng khi cường độ chiếu sáng tăng, ngược lại hàm lượng lipid giảm đi. Tương ứng hàm lượng acid béo cũng thay đổi, phần trăm EPA giảm đi khi nuôi ngoài trời [5]. Tuy nhiên cũng có một số loài vi tảo thích ứng với cường độ ánh sáng yếu và chu kỳ chiếu 6 sáng ngày đêm [1]. Flym và cộng sự (1993) đã chứng minh được loài N. oculata hấp thụ ammonium trong pha sáng (12 giờ sáng/ 12 giờ tối) và phân chia tế bào ở pha tối, thể tích tế bào đạt kích thước lớn nhất vào cuối pha sáng [13]. Guillard (1975) thì cho rằng chỉ có loài tảo nuôi làm thức ăn thì mới thích ứng với điều kiện chiếu sáng liên tục. Ánh sáng ban ngày đủ cung cấp cho tảo quang hợp, song các bình tảo giống chỉ phát triển tốt trong điều kiện ánh sáng khuyếch tán chứ không phải ánh sáng mặt trời trực tiếp. Tảo chỉ có thể chịu được ánh sáng mặt trời trực tiếp khi mật độ tảo nuôi đã đạt khá cao. Ngoài ra cường độ ánh sáng mạnh có thể làm tăng nhiệt độ trong bể nuôi, ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo [8] . + Nhiệt độ Hầu hết các loài vi tảo có thể sống trong khoảng nhiệt độ từ 16 ÷ 30 oC. Nếu nhiệt độ thấp hơn 16oC sẽ làm tảo phát triển chậm, trong khi nhiệt độ cao hơn 35oC có thể gây chết một số loài. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển hầu hết các loài tảo là 20 ÷ 24oC, mặc dù nhiệt độ này có thể thay đổi theo thành phần loài, môi trường nuôi. Theo Lương Văn Thịnh mỗi một loài tảo thích ứng với khoảng nhiệt độ khác nhau và được chia thành 4 nhóm sau: Nhóm rộng nhiệt: gồm các loài tảo thích ứng với khoảng nhiệt độ từ 10 oC đến 30oC như: Tetraselmis suecia, Tetraselmis chuii, Dunaliella tertiolecta, Nanochloris atomus, Chaetoceros calcitrans. Nhóm nhiệt đới và cận nhiệt đới: gồm những loài tảo phát triển tốt ở nhiệt độ từ15oC đến 30oC như: Isochrysis sp, Chaetoceros gracilis và Pavlova salina. Nhóm các loài chỉ phát triển tốt nhất ở khoảng nhiệt độ từ 10 oC đến 25oC ngừng phát triển ở 30oC như: Pavlova lutheri. 7 Nhóm các loài tảo chỉ phát triển tốt ở nhiệt độ 10 oC đến 20oC như: Thalassiosira pseudonana, Skeletonema costatum và Chrodomonas salina [14]. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự sinh trưởng và phát triển của các loài tảo là rất cần thiết. Xác định được khoảng nhiệt độ tối ưu, để từ đó lựa chọn được các loài tảo nuôi phù hợp với từng điều kiện cụ thể. N. oculata tăng trưởng tốt nhất trong khoảng nhiệt độ nước từ 10 ÷ 30 oC. Ở nhiệt độ là 10oC, tảo sinh trưởng chậm lại [17]. Thành phần sắc tố của N. oculata thay đổi theo nhiệt độ. Hàm lượng Chlorophyll a cao nhất ở 25 oC, thấp nhất ở 18oC. Hàm lượng Carotenoid thay đổi không tương xứng với Chlorophyll a, thấp nhất ở 25oC và cao nhất ở 32oC. Hàm lượng lipid đạt cực đại ở 32oC. Tỷ lệ EPA tăng cao nhất ở 25oC [5]. + pH Theo Lê Viễn Chí, pH được coi là yếu tố biến đổi nội tại. Sự thay đổi nhiệt độ, cường độ ánh sáng đều có tác động đến giá trị pH thông qua quá trình quang hợp của tảo. pH môi trường quá cao hay quá thấp đều làm chậm tốc độ sinh trưởng của tảo [1]. Khoảng pH thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của tảo là từ 7 – 9 và theo Ukeles (1971), khoảng pH tối ưu cho các loài vi tảo từ 8,2 – 8,7. Tuy nhiên, một số loài có khả năng thích ứng với khoảng pH rộng từ 5 – 9 như: Isochrysis galbana, Pavlova lutheri có thể chịu được pH là 9,8 [20]. Sự biến động pH trong môi trường nuôi tảo phụ thuộc vào sự cân bằng sau: HCO-3 ↔ CO2 + OHTrong quá trình quang hợp tảo hấp thụ CO2 rất mạnh nên làm pH tăng lên rất cao. Biện pháp khắc phục bằng cách sục khí có bổ sung CO 2 hoặc bổ sung NaHCO3 vào môi trường. 8 + Độ mặn Độ mặn có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và phát triển của vi tảo. Điều này có thể thấy rõ trong thực tế sản xuất. Khi độ mặn biến đổi đột ngột (do mưa nhiều hay nắng hạn kéo dài) thì dẫn đến sự thay đổi thành phần vi tảo trong thuỷ vực. Theo Coutteau, thực vật phù du biển có khả năng chịu đựng rất lớn những thay đổi về độ mặn. Hầu hết các loài đều phát triển rất tốt ở độ mặn hơi thấp hơn độ mặn của môi trường sống và điều này có thể thực hiện bằng cách dùng nước ngọt làm loãng nước biển [11]. Theo Ukeles 1976; also see Duerr and Mitsui (1982), độ mặn thích hợp để ương nuôi các loại vi tảo là 12 ÷ 40‰, tối ưu là 20 ÷ 24‰ [20]. Theo Lê Viễn Chí, độ mặn thay đổi làm biến đổi áp suất thẩm thấu của tế bào, hạn chế quá trình quang hợp, hô hấp, tốc độ sinh trưởng của tế bào bị hạn chế và giảm sự tích luỹ glucose (khi độ mặn giảm đột ngột 4,8‰) [1]. Ngoài ra, độ mặn còn ảnh hưởng đến thành phần sinh hoá và thành phần acid béo của tảo. Khi tăng độ mặn thì Nannochloropsis oculata và Isochrysis sp có hàm lượng lipid tăng, nhưng đối với Nitzchia thì có xu hướng ngược lại [4]. N. oculata là loài rộng muối, có thể thích ứng trong khoảng 7 ÷ 35‰ [17]. Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Thị Lam Hồng (1999) N. oculata nuôi ở Nha Trang có thể phát triển trong biên độ độ mặn từ 10 ÷ 35‰, nhưng ưa thích ở độ mặn cao từ 30 ÷ 35‰ [4]. Thành phần acid béo của N. oculata đạt cao nhất ở độ mặn 35‰ . Độ mặn tốt nhất cho sản xuất N. oculata để có hàm lượng lipid và EPA cao nhất là 20 ÷ 30‰ [5]. + Sục khí, khuấy đảo Việc khuấy đảo là rất cần thiết để ngăn ngừa tình trạng tảo lắng đáy, đảm bảo cho tất cả các tế bào đều tiếp cận được ánh sáng và dinh dưỡng như nhau, hạn chế tình trạng phân tầng nhiệt (trong trường hợp nuôi ngoài trời) và nâng cao 9 khả năng trao đổi khí giữa môi trường nuôi cấy và không khí. Không khí là yếu tố quan trọng hàng đầu vì nó chứa nguồn cacbon ở dạng CO 2 phục vụ cho quang hợp. Tùy thuộc vào quy mô hệ thống nuôi, việc đảo nước thực hiện hàng ngày bằng cách thủ công, sục khí hoặc dùng thuyền guồng và bơm phun tia. Tuy nhiên cần lưu ý không phải tất cả các loài tảo đều chịu được sức khuấy đảo mạnh. 1.1.4. Đặc điểm dinh dưỡng + Giá trị dinh dưỡng của tảo Vi tảo là mắt xích thức ăn đầu tiên trong chuỗi thức ăn ngoài tự nhiên. Chúng là thức ăn không thể thay thế cho giai đoạn ấu trùng và trong suốt giai đoạn trưởng thành của động vật thân mềm. Đối với ấu trùng giáp xác và ấu trùng một số loài cá biển, vi tảo cũng là thức ăn bắt buộc ở giai đoạn sớm. Vi tảo với giá trị dinh dưỡng cao và thỏa mãn yêu cầu về kích thước nên có thể nâng cao tỷ lệ sống của ấu trùng, quyết định sự thành công trong sản xuất giống nhiều loài động vật biển có giá trị kinh tế cao. Giá trị dinh dưỡng của tảo đối với các loại ấu trùng, động vật phù du được đánh giá trên các tiêu chí: kích thước tế bào, khả năng tiêu hoá, thành phần sinh hoá và việc sản sinh ra các chất độc hại. Đã có hàng trăm loài tảo được thử nghiệm làm thức ăn, nhưng cho tới nay chỉ khoảng 20 loài tảo đơn bào được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thuỷ sản [9]. Tính ưu việt của tảo đơn bào là không gây ô nhiễm môi trường, cung cấp đầy đủ các vitamin, khoáng chất, vi lượng, đặc biệt là chúng chứa rất nhiều loại acid béo không no. Hơn nữa, tảo đơn bào có tốc độ tăng trưởng nhanh, có khả năng thích ứng với những thay đổi môi trường như: nhiệt độ, ánh sáng nên được nuôi thu sinh khối lớn làm thức ăn cho nhiều đối tượng thủy sản. 10 Các chất cấu thành nên khối lượng khô của vi tảo chủ yếu gồm protein, lipid, carbohydrate. Những chất này chiếm tới 90 – 95% khối lượng khô của tảo. Phần còn lại chủ yếu là các acid nucleic, chiếm khoảng 5 – 10% [9]. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo có thể thay đổi rất lớn ở các pha phát triển và dưới các điều kiện nuôi khác nhau [9]. Kết quả nghiên cứu của Renaud, Thinh & Parry (1999), chỉ ra rằng tảo phát triển đến cuối pha logarit thường chứa 30 – 40% protein, 10 – 20% lipid và 5 – 15% carbohydrate. Khi tảo được nuôi qua pha cân bằng thì hàm lượng này bị thay đổi rất lớn, ví dụ như: khi nitrat giảm thì hàm lượng carbohydrate có thể tăng gấp 2 lần hàm lượng protein [9]. Như vậy giá trị dinh dưỡng của tảo có thể biến đổi đáng kể theo điều kiện nuôi như thành phần môi trường dinh dưỡng nuôi tảo, các yếu tố sinh thái (cường độ ánh sáng, chu kỳ quang), thời điểm thu hoạch. + Protein Hàm lượng protein trong mỗi tế bào được coi là một trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định giá trị dinh dưỡng của vi tảo. Theo kết quả nghiên cứu của Volkman và cộng sự (1989) hàm lượng protein tổng số ở Nannochloropsis salina là 17,8%; N. oculata dòng CS – 216 là 22,1%; N. oculata dòng CS – 179 là 20,2% trong tổng khối lượng khô [13]. Nhu cầu về giá trị dinh dưỡng của protein còn tuỳ thuộc vào từng đối tượng nuôi cũng như các giai đoạn phát triển. Ở giai đoạn ấu trùng và cá con thì nhu cầu protein cao hơn ở giai đoạn trưởng thành. Vì vậy, biết được nhu cầu dinh dưỡng ở từng giai đoạn cũng như các đối tượng cụ thể sẽ giúp cho chúng ta lựa chọn được loài tảo nuôi phù hợp. 11 + Lipid và thành phần acid béo Lipid rất quan trọng trong việc dự trữ năng lượng cho ấu trùng đặc biệt là trong điều kiện môi trường thiếu thức ăn [9]. Trong lipid, thành phần và hàm lượng của acid béo đóng vai trò quyết định giá trị dinh dưỡng của vi tảo. Hàm lượng của các acid béo không no (HUFA), đặc biệt là acid eicosapentaenoic – EPA (20:5n-3), acidarachidonic – ARA (20:4n-6) và acid docosahexaenoic – DHA (22:6n-3) đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá vai trò dinh dưỡng của một số loài tảo dùng làm thức ăn cho ấu trùng động vật thân mềm, cá biển và động vật phù du [12]. Theo Watanabe và ctv (1983), thành phần acid béo đặc trưng của một số loài vi tảo như Nannochloropsis là EPA, Isochrysis galbana là DHA, Pavlova lutheri là EPAvà DHA [22]. Volkman và cộng sự (1993) cho rằng thành phần acid béo chủ yếu của hai dòng Nannochlorosis (CS – 126 và CS – 179) là C16 :1(n-9) với tỷ lệ phần trăm tương ứng là 26,6% và 29,4% và acid béo không no mạch đa nối đôi C 20:5(n-3) với tỷ lệ tương ứng là 28,4% và 28,8% trong tổng số acid béo [21]. Thành phần và hàm lượng acid béo vi tảo cũng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các yếu tố môi trường, phương pháp nuôi và giai đoạn thu hoạch. Phần trăm EPA trong Nanochloropsis tăng lên dưới điều kiện nhiệt độ thấp [19]. Nhiệt độ thấp kích thích tăng màng dịch tế bào N. oculata, do đó đã làm tăng thành phần acid béo không no mạch dài đa nối đôi [5]. Đến nay, tất cả các nghiên cứu đều xác định rằng mỗi loài tảo khác nhau thì chúng có giá trị dinh dưỡng khác nhau, một loài tảo có thể thiếu ít nhất là một thành phần dinh dưỡng cần thiết, ví dụ Isochrysis galbana có nhiều DHA, ít EPA nhưng ngược lại khuê tảo chứa nhiều EPA và ít DHA [9]. Vì vậy, việc sử 12