Nghiên cứu xây dựng kỹ thuật nuôi trồng vi tảo làm thức ăn cho con giống động vật biển

o trong Viện Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn tới gia đình và toàn thể các bạn đã quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian qua. Kính chúc các thầy cô cùng các bạn sức khoẻ và hạnh phúc! Nguyễn Văn Nho Mục lục. Trang mở đầu.............................................................................................. Chương i tổng quan tài liệu.................................................... I.1. Một số đặc điểm sinh học vi tảo........................................ I.1.1. Phân loại................................................................................. I.1.2. Đặc điểm hình thái, cấu trúc.................................................. I.1.3. Hình thức sinh sản.................................................................. I.1.4. Dinh dưỡng vi tảo................................................................... I.1.4.1. Dinh dưỡng Cacbon............................................................... I.1.4.2. Dinh dưỡng Nitơ.................................................................... I.1.4.3. Dinh dưỡng Phospho............................................................ I.1.4.4. Dinh dưỡng vi lượng............................................................. I.1.4.5. Các vitamin,chất kích thích sinh trưởng................................ I.2. Một số đặc tính sinh lí của vi tảo...................................... I.2.1. ánh sáng................................................................................. I.2.2. Nhiệt độ..................................................................................... I.2.3. Độ mặn...................................................................................... I.2.4. pH. ............................................................................................ I.3. Khả năng ứng dụng của vi tảo trong chăn nuôi thuỷ sản.............................................................................................................. I.3.1 Lịch sử quá trình nghiên cứu sản xuất và ứng dụng vi tảo làm thức ăn cho con giống động vật biển trên thế giới và ở Việt Nam................................................................................................... I.3.2. Giá trị dinh dương của tảo đơn bào sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản................................................................................. I.3.3. Vai trò của VI tảo trong tự nhiên và trong chăn nuôi thuỷ sản.................................................................................................. I.3.4. Yêu cầu của vi tảo trong việc sử dụng làm thức ăn chăn nuôi giống động vật biển............................................................ I.3.5. Các lớp, chi vi tảo thường sử dụng làm thức ăn cho con giống động vật biển. ................................................................... I.3.6. các phương pháp nuôi thu sinh khối vi tảo...................... chương 2 đối tượng và CáC phương pháp nghiên cứu. Ii.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................... II.1.1. Một số đặc điểm của đối ttượng nghiên cứu...................... II.1.2. Thành phần hoá học…………………………………………… II.1.3. Sinh trưởng và phát triển...................................................... II.1.4. ứng dựng của vi tảo Nannochloropsis................................ II.2. Các phương pháp nghiên cứu............................................. II.2.1. Các phương pháp phân lập vi tảo....................................... II.2.2. Làm sạch vi tảo..................................................................... II.2.3. Bảo quản giống tảo.............................................................. II.2.4. Các phương pháp đánh giá sinh trưởng tế bào vi tảo....... II.2.5. Phương pháp đo cường độ quang hợp.............................. II.3. Dụng cụ, thiết bị, hoá chất sử dụng trong nghiên cứu....................................................................................................... II.3.1. Dụng cụ, thiết bị.................................................................... II.3.2. Môi trường, hoá chất…………………………………………… chương iii kết qủa và bàn luận……………………………….. III.1. Nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm………. III.1.1. Phân lập lại và bảo quản giống………………………………. III.1.2. Nhân giống sơ cấp……………………………………………… III.1.3. Nhân giống thứ cấp…………………………………………….. III.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường. ………. III.1.4.1. Xác định phương pháp khử trùng phù hợp với điều kiện nuôi vi tảo trong thí nghiệm cũng như khi ứng dụng vào sản xuất………………………………………………………………………. III.1.4.2. Cải tiến môi trường Walne………………………………….. III.1.4.3. Xác định ảnh hưởng của nồng độ muối…………………… III.1.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nuôi bằng nước biển nhân tạo và bán nhân tạo tới sự phát triển của vi tảo………. III.1.4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng……………………... III.1.4.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ………………………. III.1.4.7. Nghiên cứu đánh giá hoạt tính quang hợp vi tảo………... iii.2. Nghiên cứu trong điều kiện tự nhiên……………………… III.2.1. Tìm kiếm môi trường phân bón thích hợp nuôi sinh khối vi tảo……………………………………………………………………….. III.2.1.1. Sử dụng phân bón N,P làm nguồn thức ăn nuôi sinh khối vi tảo…………………………………………………………….. III.2.1.2. Bổ sung ure vào môi trường phân bón……………….. III.2.1.3. Bổ sung môi trường giàu axit amin vào môi trường phân bón…………………………………………………………… III.2.2. Nhân giống thứ cấp và thử nghiệm nuôI sinh khối trong điều kiện tự nhiên……………………………………………………….. III.3. triển khai áp dụng thực tiễn…………………………………. Chương 5 kết luận và kiến nghị…………………………………….. Tài liệu tham khảo………………………………………………………….. mở ĐầU. I.1.TíNH CấP THIếT CủA Đề TàI. Nước ta có đặc điểm là có bờ biển trải dài 3260 km, có hệ thống ao hồ và kênh rạch chằng chịt, lại có thuận lợi về khí hậu nên có tiềm năng lớn trong ngành nuôi trồng thuỷ sản. Hiện nay ngành thuỷ sản nước ta đang ngày càng được phát triển và mở rộng. Trong thuỷ sản cần đặt ra 3 vấn đề đó là: con giống, thức ăn và bệnh của thuỷ sản. Trong vấn đề thức ăn lại bao gồm thức ăn cho động vật nuôi và thức ăn cho con giống. Thức ăn của con giống trong tự nhiên chủ yếu là thức ăn tươi sống như : vi tảo, động vật phù du,...Trên thế giới, nhiều nước đã nghiên cứu và sử dụng chủ yếu là nguồn thức ăn tươi sống cho con giống động vật biển. ở nước ta cũng có một số cơ sở thuỷ sản đã chủ động về giống cũng như thức ăn tươi sống cho con giống nhưng chủ yếu là ở một số tỉnh phía Nam còn ở miền Bắc thì còn hạn chế, chủ yếu sử dụng thức ăn cho con giống là các loại thức ăn tổng hợp, bột tảo nghiền. Việc sử dụng thức ăn tổng hợp và bột tảo nghiền có kích thước không đồng đều và thường không phù hợp với miệng của ấu thể nên ấu thể khó sử dụng, đồng thời các chất dư thừa, các chất tan của thức ăn tổng hợp dễ dàng làm ô nhiễm môi trường nuôi. Thức ăn tổng hợp không thể cung cấp đầy đủ các dưỡng chất cần thiết cho sự phát triển của ấu thể. Trong khi đó việc cung cấp thức ăn tươi sống vừa đảm bảo giảm thiểu được sự ô nhiễm môi trường vừa cung cấp được những hoạt chất sinh học tối cần cho ấu thể , nâng cao khả năng chống chịu bệnh của ấu thể do đó làm nâng cao tỷ lệ sống và chất lượng của con giống. Việc nghiên cứu và ứng dụng vi tảo làm thức ăn tươi sống cho con giống động vật biển ở miền Bắc nước ta còn nhiều hạn chế, các kĩ thuật nuôi còn chưa ổn định, gặp nhiều khó khăn khi thời tiết khí hậu thay đổi. Vì vậy chúng tôi xây dựng đề tài :”Nghiên cứu xây dựng kĩ thuật nuôi trồng vi tảo làm thức ăn cho con giống động vật biển”. Với các mục tiêu: Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất vi tảo làm thức ăn cho con giống động vật biển và áp dụng vào thực tiễn. I.2.nội dung của đề tài . Đề tài có các nội dung sau: * Nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm: -Làm sạch lại và bảo quản giống thuần chủng. - Nhân giống sơ cấp, thứ cấp trong điều kiện nuôi cấy phòng thí nghiệm. -Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh tới sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo. * Nghiên cứu trong điều kiện tự nhiên: -Tìm kiếm môi trường phân bón thích hợp cho nuôi sinh khối vi tảo. -Nhân giống thứ cấp và thử nghiệm nuôi sinh khối vi tảo trong điều kiện tự nhiên. -Triển khai áp dụng vào thực tế. Phần 1 tổng quan tài liệu. I.1. Một số đặc điểm sinh học vi tảo. Tảo là những thực vật bậc thấp, có tản (cơ thể không thân rễ lá) ,Tế bào chứa diệp lục tố và sống chủ yếu trong nước. Tảo chiếm 1/3 sinh khối trên trái đất. Hiện nay tảo được xác nhận là tập hợp một số ngành thực vật đơn bào, độc lập về nguồn gốc tiến hoá. I.1.1.Phân loại. Căn cứ vào màu sắc người ta phân chia tảo thành 10 ngành khác nhau là: tảo lam (Cyanophyta). tảo giáp (Pyrrophyta). tảo vàng ánh (Chrysophyta). tảo silic (Bacillariophyta). tảo vàng (Xanthophyta) tảo nâu (Phaeophyta). tảo đỏ (Rhodophyta). tảo mắt (Euglenophyta). tảo lục (Chlorophyta). tảo vòng (Charophyta). Ngoài ra người ta còn căn cứ vào sự có mặt của các chất dự trữ, thành phần vỏ, cấu tạo tự nhiên, cấu trúc gen của các tế bào để làm chỉ tiêu phân loại. Một số tác giả xếp tảo lam và vi khuẩn vào cùng nhóm sinh vật tiền nhân (Procariota), do tảo lam chưa có nhân điển hình và khá gần với cấu trúc vi khuẩn. I.1.2. Đặc điểm hình thái, cấu trúc. Vi tảo có cấu trúc hết sức đa dạng, bao gồm những dạng đơn bào, đa bào hoặc tập đoàn với kích thước và cấu tạo khác nhau. Có thể bắt gặp những cấu trúc sau: Cấu trúc momat: Tế bào có roi. Có thể là đơn bào hay tập đoàn. Cấu trúc palmella: Là sự liên kết của một số tế bào trong một bao nhầy chung, không có sự phụ thuộc giữa tế bào này với tế bào khác. Cấu trúc hạt: Bao gồm các tế bào không chuyển động, có hình dạng khác nhau. Có thể đơn độc hoặc hoặc liên kết thành tập đoàn nhưng không ở dạng sợi. Cấu trúc sợi: Các tế bào liên kết thành sợi, phân nhánh hoặc không phân nhánh, không có khả năng chuyển động Cấu trúc dạng bản: Tảo có dạng bản lá rộng hoặc hẹp. Cấu trúc ống(Siphon): Thường gặp ở các loài tảo có kích thước rất lớn. I.1.3. Hình thức sinh sản. Nhìn chung vi tảo có ba phương thức sinh sản là: Sinh dưỡng, vô tính và hữu tính. -Sinh sản sinh dưỡng: Thực hiện bằng cách phân chia tế bào hoặc các tập đoàn phân chia thành các tập đoàn mới. Các vi tảo đơn bào thường sinh sản theo hình thức này. -Sinh sản vô tính: Là hình thức sinh sản phổ biến ở tảo được thực hiện bằng sự hình thành các bào tử chuyên hóa. Đa số tảo có các bào tử có khả năng chuyển động và được gọi là động bào tử. -Sinh sản hữu tính: Được thực hiện bằng những tế bào chuyên hóa gọi là giao tử và kèm theo quá trình sinh sản hữu tính. I.1.4. Dinh dưỡng vi tảo. Về dinh dưỡng, vi tảo được phân thành hai loại chính : tự dưỡng (autotrophy) và dị dưỡng (heterotrophy), dạng trung gian của hai hình thức trên là tạp dưỡng (mixotrophy).ở dạng tạp dưỡng quang hợp vẫn là quá trình cơ bản. Ngoài ra ở tảo còn tồn tại dạng khuyết dưỡng (auxotrophy): để sinh trưởng bình thường, tế bào tảo cần có một lượng rất nhỏ các chất hữu cơ quan trọng như vitamin. Các môi trường dinh dưỡng dùng cho nuôi trồng tảo phải dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của từng loài. Mặc dù vậy việc xác định chính xác nồng độ của từng yếu tố dinh dưỡng cho một loài nào đó là rất khó khăn vì nồng độ dinh dưỡng phụ thuộc rất nhiều vào mật độ quần thể, ánh sáng, nhiệt độ và pH môi trường. I.1.4.1. Dinh dưỡng Cacbon. Đa số vi tảo sử dụng nguồn cacbon vô cơ trong môi trường nước, có thể tồn tại ở các dạng: H2CO3, CO2,, HCO3- , CO32- phụ thuộc vào giá trị pH. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng CO2 là dạng duy nhất được tảo trực tiếp sử dụng trong quá trình quang hợp. Cacbon dưới dạng HCO3- xâm nhập vào tế bào tảo nhờ vận chuyển tích cực hoặc nhờ tác động của enzym cacbonhydrase (CA) phân hủy HCO3- thành CO2 và nước theo các phản ứng thuận nghịch sau: CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- Nguồn cacbon vô cơ đóng vai trò quan trọng trong nuôi sinh khối tảo bằng phương pháp tự dưỡng quang năng vì cacbon vô cơ là nguồn nguyên liệu đầu cho quá trình quang hợp. Một số vi tảo có khả năng đồng hóa nguồn cacbon hữu cơ dưới dạng axetat, đường saccarose, glucose... Do đó để nuôi thu sinh khối vi tảo người ta cũng có thể sử dụng phương pháp dị dưỡng. Các vi tảo tự dưỡng quang năng được coi là các thực vật bậc thấp chứa diệp lục, vi tảo thực hiện quá trình quang hợp như ở thực vật bậc cao. Hoạt động đầu tiên của quá trình quang hợp là quá trình hấp thu ánh sáng. Trong tổng số bức xạ điện từ đến được thực vật quang hợp chỉ có ánh sáng nhìn thấy (bước sóng 400-720 nm) là được hấp thụ và sử dụng cho quang hợp. Tảo chứa 3 sắc tố chính: Chlorophyll hấp thụ ánh sáng lam và đỏ. Carotenoit hấp thụ ánh sáng lam và lục. Phycobilin hấp thụ ánh sáng lục và da cam. Đa số các sắc tố nằm trong cả hai hệ quang hoá là PSI và PSII nhưng với tỷ lệ khác nhau. Ví dụ: PSII của tảo lục có tỷ lệ chlorophyll a trên chlorophyll b thấp hơn ở PSI, còn ở tảo có phycobilin thì đa số các sắc tố này tập trung trong PSII. I.1.4.2. Dinh dưỡng Nitơ. Nitơ chiếm từ 1- 10% trọng lượng chất khô tế bào tảo. Hầu hết các loài tảo có khả năng sử dụng nitơ vô cơ dưới dạng : NO3- , NH4+ , một số vi tảo procaryote lại có khả năng cố định nitơ dạng khí trời. Nếu sử dụng NH4+ làm nguồn nitơ duy nhất thì pH môi trường sẽ giảm nhanh gây tác động tiêu cực tới sự phát triển của vi tảo. Một số loài vi tảo có khả năng sử dụng các nguồn nitơ hữu cơ như: axit amin, ure, amid, asparagin… I.1.4.3. Dinh dưỡng Phospho. Photpho là một trong những nguyên tố quan trọng trong thành phần của vi tảo.Nó có vai trò chính trong các quá trình xảy ra ở tế bào, đặc biệt quá trình truyền năng lượng và tổng hợp axit nucleic. Tảo sử dụng photpho vô cơ là chủ yếu. Khi nồng độ phospho hữu cơ trong môi trường vượt quá lượng Phospho vô cơ thì phospho hữu cơ thường được phân huỷ bởi các enzim ngoại bào như phosphoesterase,phosphatase để chuyển sang dạng phospho vô cơ dễ tiêu. Việc hấp thu phospho ở vi tảo dược kích thích bởi nồng độ phospho trong môi trường, ánh sáng, pH, Na+, K+ , Mg2+ . Phospho đóng vai trò trong việc chuyển hoá orthophosphate sang dạng phân tử năng lượng cao năng ATP theo 1 trong 3 con đường : phosphorin hoá cơ chất , phosphoryl hoá oxi hoá, phosphoryl hoá quang hoá. Phản ứng tổng quát : ADP + Pi + năng lượng ATP . I.1.4.4. Dinh dưỡng vi lượng. Các nguyên tố vi lượng được coi là không thay thế đối với sự sinh trưởng của vi tảo là : Fe , Mn, Cu, Zn, Mo, Cl. Các nguyên tố vi lượng quan trọng khác khác:Co, B, V, Si, Iod. Fe tham gia quá trình đồng hoá Nitơ vì ferredoxin là chất cho điện tử trong hoạt động cuả nitratereductase và nitritereductase Fe tác động đến quá trình sinh tổng hợp Chlorophyl a, C-phycocyamin và cytocrom trong hệ quang hợp. Mn, Cu quan trọng trong hệ truyền điện tử quang hợp, là các cofactor của enzim. I.1.4.5. Các vitamin,chất kích thích sinh trưởng. Vi tảo có nhu cầu về vitamin và các chất kích thích sinh trưởng. Một số loài vi tảo có khả năng tự tổng hợp vitamin và các chất kích thích sinh trưởng có thể nội bào hoặc ngoại bào. I.2. Một số đặc tính sinh lí của vi tảo. I.2.1. ánh sáng. Vi tảo phát triển tốt trong phổ ánh sáng trắng (400-720nm), vùng ánh sáng nhìn thấy. Sinh trưởng của tảo bị ức chế dưới điều kiện chiếu sáng mạnh gọi là hiện tượng quang ức chế. Hiện tượng quang ức chế có thể làm tảo chết hoặc làm giảm đáng kể năng suất nuôi trồng. Một số vi tảo bị ức chế mạnh trong điều kiện nuôi trồng ngoài trời, cường độ ánh sáng lớn và lượng oxi hoà tan nhiều. Vi tảo có khả năng thích ứng với điều kiện sáng tối bằng sự tổng hợp phycobiliprotein và carotenoit. Người ta phát hiện thấy ở vi tảo có hai cơ chế phản ứng thích nghi với ánh sáng : -Giảm hàm lượng chlorophyll a trong điều kiện ánh sáng cao như ở tảo chlorella. -Giảm nồng độ của các enzim tham gia quá trình quang hợp khi cường độ ánh sáng cao như ở tảo Cyclotella. ánh sáng là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến vận động của hầu hết các loại tảo có khả năng vận động. I.2.2. Nhiệt độ. ảnh hưởng của yếu tố nghiệt độ có thể được giải thích thông qua hai cơ chế : - Nhiệt độ tác động lên cấu trúc tế bào. - Nhiệt độ ảnh hưởng lên tốc độ phản ứng trao đổi chất. Chính vì vậy việc chọn chủng có khả năng chịu nhiệt trong sản xuất là rất quan trọng. Mặt khác nhiệt độ thấp cũng ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của vi tảo. I.2.3. Độ mặn. Nồng độ NaCl cao không chỉ ảnh hưởng đến cơ chế điều hoà áp suất thẩm thấu mà còn ảnh hưởng trục tiếp tới hoạt tính quang hợp và hô hấp của tế bào vi tảo. Một số loài có khả năng chịu được nồng độ muối thấp, vài mM . Trong khi một số khác lại có khả năng chịu được nồng độ muối cao, đó là do chúng có các cơ chế thích nghi như sinh Glyxerol, sucrose, prolin, hoặc tích luỹ beta- caroten để điều hoà áp suất thẩm thấu, duy trì cân bằng nội môi. I.2.4. pH. Mỗi loài vi tảo lại sinh trưởng tối ưu trong môi trường có dải pH nhất định. Giá trị pH ảnh hưởng tới: - Khả năng phân ly muối và các phức chất. Như vậy pH là yếu tố gián tiếp ảnh hưởng tới sinh trưởng của vi tảo. - pH ảnh hưởng tới tính hoà tan của các muối kim loại. ở điều kiện pH cao hay thấp đều ức chế sinh trưởng của vi tảo. PH phải được điều chỉnh tới già trị tối ưu cho từng loài vi tảo nhưng phải đảm bảo hạn chế được sự thất thoát cacbon. Điều này được thực hiện bằng cách bổ sung vào môi trường CO2 hoặc NaHCO3 . Khi amon được sử dụng như là một nguồn Nitơ duy nhất cho vi tảo thì môi trường nuôi nhanh sẽ giảm nhanh độ pH, gây ra các hiệu ứng phụ, gây ảnh hưởng tới sinh trưởng của tảo. I.3. Khả năng ứng dụng của vi tảo trong chăn nuôi thuỷ sản. I.3.1 Lịch sử quá trình nghiên cứu, tình hình sản xuất và ứng dụng vi tảo làm thức ăn cho con giống động vật biển trên thế giới và ở Việt Nam. Việc nghiên cứu nuôi tảo làm thức ăn tươi sống cho động vật thuỷ sản nói chung được bắt đầu từ nhiều thập kỉ trước (Watanabe & CTV,1994). Và từ khi các nhà khoa học nghiên cứu và phát hiện ra tảo là nguồn dinh dưỡng quy giá cần thiết cho sự phát triển của ấu thể thì công nghệ nuôi con giống động vật biển mới bắt đầu hình thành và phát triển. Năm 1910 Allen và Nelson đã dùng tảo Silic làm thức ăn cho 1 số loài động vật thân mềm hai mảnh vỏ. Năm 1939 Bruce và Cộng sự đã phân lập và nuôi tảo đơn bào Isochrysis galvana và Pyraminonas grossii để nuôi ấu trùng hàu. Năm 1969, Liao & CTV đã sử dụng thành công tảo Skeletonema costatum làm thức ăn cho ấu trùng tôm sú.Từ đó một số loài tảo khác cũng được sử dụng làm thức ăn nuôi ấu trùng động vật giáp xác, cá bột, ấu trùng, con giống, và cả con trưởng thành động vật thân mềm,các loại động vật phù du (Zooplankton) như luân trùng, copepod, artemia, rotifer, và những động vật phù du này lại được sử dụng làm thức ăn cho con giống động vật biển ở các giai đoạn khác nhau (Yufera và Lubian, 1990; Okauchi,1991; Liao & CTV, 1993; Reintan & CTV, 1993). Các loài tảo đơn bào như: Platymonas sp, Chaetoceros muelleri, Chlorella sp, Isochrysis galbana, Nannochloropsis sp, Thalassiosira sp, Amphiprora sp được sử dụng trong sản xuất giống nhân tạo điệp Pectinopecten yesssensis (Khang Hu,Cheng & CTV, 1982), Chlamys nobilis (Toma, Teruya & Oshira, 1983); Nghêu Meretrix lusoria (Chen, 1984), Meretrix meretrix (Kalyanasundaram, Ramamoorthi, 1987); Nghêu tím Hiatula diphos (Lai, 1984); Tapes variegata; sò Manila (Yen,1985),Sò huyết Anadara granosa (Tsai, 1986). Tại Việt Nam, Nhật Bản,Thái Lan,Malaixia,Đài Loan đã dùng tảo Silic skeletonema costatum và Chaetoceros sp làm thức ăn nuôi ấu thể tôm giống đặc biệt ở giai đoạn 2 của sự phát triển của ấu thể (Zoea) sử dụng 100% thức ăn là vi tảo. Hiện nay nhiều cơ sở nuôi tôm giống ở nước ta đã tự tiến hành nuôi tảo Skeletonema, Chaetoceros sp trong các bể 4-8m3 đạt 200-260 ngàn tế bào/ml. I.3.2. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản. Tảo đơn bào là nguồn thức ăn đặc biệt quan trọng cho tất cả các giai đoạn phát triển của động vật thân mềm hai mảnh vỏ (Bivalvia) như : hàu, vẹn, điệp, sò. Chúng còn là thức ăn cho ấu trùng của hầu hết các loàI tôm cá và cho các động vật phù du. Đã có hàng trăm loài tảo được thử nghiệm làm thức ăn cho giống động vật biển nhưng chỉ có khoảng 20 loài tảo được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thuỷ sản (Brown, 2002). Tính ưu việt của tảo đơn bào là không làm ô nhiễm môi trường, cung cấp đầy đủ các Vitamin, khoáng chất, vi lượng, đặc biệt chúng chứa rất nhiều axit béo không no. Tảo đơn bào có tốc độ tăng trưởng nhanh, có khả năng thích ứng với sự thay đổi của môi trường như : nhiệt độ, ánh sáng, độ mặn… Giá trị dinh dưỡng của vi tảo có thể bị thay đổi rất lớn ở các pha phát triển và dưới các điều kiện nuôi khác nhau (Enright,1986; Brown & CS ,1997). Kết quả nghiên cứu của Renaud, Thinh và Parry (1999) chỉ ra rằng: Tảo phát triển đến cuối pha logarit thường chứa 30-40% protein ,10 - 20% lipid và 5 -10% là carbonhydrate. Khi tảo phát triển qua pha cân bằng thì thành phần này bị thay đổi rất lớn. Ví dụ: nếu hàm lượng nitrat giảm thì hàm lượng cacbonhydrat có thể tăng gấp đôi hàm lượng protein. Mối quan hệ giữa giá trị dinh dưỡng của tảo với hàm lượng lipid tổng cộng, carbonhydrat và protein không được thể hiện rõ nét (Webb & Chu & Brown, 2002). Ví dụ hai loài tảo Phaeodactylum tricornutum và Nannochloropsis atomus giàu hàm lượng protein và carbohydrate nhưng giá trị dinh dưỡng của chúng lại thấp. Mặt khác thành phần của các amino axit của các protein lại tương đối giống nhau giữa các loài tảo, tương đối bền vững ở các pha phát triển khác nhau và dưới tác động của các điều kiện ánh sáng khác nhau. Hơn nữa, hàm lượng các amino axit cần thiết của vi tảo lại gần giống ở ấu trùng hàu (C.gigas ; Brown & CS,1993). Điều này càng chỉ ra rằng Protein không phải là yếu tố xây dựng lên sự khác nhau về giá trị dinh dưỡng của các loài vi tảo. Tuy nhiên thành phần lipid rất quan trọng việc dự trữ năng lượng cho ấu trùng trong điều kiện thiếu thức ăn (Millar & Scott,1967). Sử dụng tảo có hàm lượng Protein cao cho sự phát triển của vẹm giống (Mytilus trossolus; Kreeger & Langdon, 1993) và hàu (Crassostrea gigas; Knuckey et al, 2002), tảo có hàm lượng hydratcarbon cao cho sự phát triển tốt nhất của hàu giống và ấu trùng điệp (Whyte, Bourne & Hodgson, 1989). Phân tích 40 loài tảo thuộc 7 lớp, Brown và cộng tác viên (1997) đã xác định rằng trong tảo đơn bào hàm lượng protein dao động từ 6 - 52%; carbohydrate từ 5 - 23% và lipid từ 7 - 23%. Các loài tảo khác nhau không có hàm lượng protein và lipid nhưng các loài trong lớp tảo Chlorophyceae và Prymnesiophyceae giàu hàm lượng cacbonhydrate hơn các loài thuộc các lớp tảo khác. Các axit béo không no (PUFA) có trong tảo ví dụ như: docosahexaenoic acid (DHA), eicosapentaenoic acid (EPA), arachidonic acid (AA) rất cấn thiết đối với động vật nuôi thuỷ sản (McEvoy & Bell,1997; Brown và CTV, 1997; Vilchis & Doktor, 2001). Hầu hết các loài vi tảo đều chứa các loại axit béo không no EPA ở mức độ từ trung bình tới cao (7-34%). Lớp tảo Bacillariophyceae (Chaetoceros, Thalassiosira, Nitzchia, Skeletonema), Prymnesiophyceae (Issochrysis, Paplova), Cryptophyceae (Rodomonad, Criptomonad), Rhodophyceae (Rhodosorus), Eustigmatophyceae (Nannochloropsis) rất giàu 1 hoặc cả hai loại acid béo không no DHA và EPA. Từ 0,2-11% DHA có trong tảo Prymnesiophyceae, trong khi đó Eustigmatophyceae lại có nhiều nhất AA (0-4%). Prasinophyceae (Tetraselmis, Micromosas, Pyraminonas) chứa khoảng 4-10% DHA hoặc EPA ngược lại Chlorophyceae (Chlorella, Nannchloris, Dunalienlla) chỉ có khoảng 0-3 % vì vậy chúng được xem là có giá trị dinh dưỡng thấp. Vi tảo được xem là có giá trị dinh dưỡng tốt cho các đối tượng nuôi nếu hàm lượng PUFA dao động từ khoảng 1-20 mg/ml tế bào (Thing, 1999). Mỗi loài tảo khác nhau thì chúng có giá trị dinh dưỡng khác nhau. Một loài tảo có thể thiếu ít nhất 1 thành phần dinh dưỡng cần thiết. Ví dụ Galbana có nhiều DHA nhưng lại thiếu EPA, ngược lại khuê tảo lại chứa nhiều EPA và thiếu DHA (Leonardos và Lucas,2000). Vì việc sử dụng hỗn hợp các loài tảo làm thức ăn cho động vật thuỷ sản sẽ cung cấp chất dinh dưỡng tốt hơn cho chúng. Tuy nhiên việc kết hợp các loài tảo làm thức ăn phải hợp lí cả về tỷ lệ và thành phần, thích ứng với nhu cầu dinh dưỡng của từng đối tượng nuôi cụ thể thì mới đem lại hiệu quả cao. Vi tảo là nguồn cung cấp vitamin quan trọng cho các đối tượng nuôi thủy sản. Theo thống kê của Brown (2002), hàm lượng acid ascobic (vitamin C) trong vi tảo có sự khác biệt lớn giữa các loài vi tảo. Ví dụ: ở C.muelleri là 16mg/g trọng lượng khô còn ở tảo T.pseudonana là 1,1 mg/g. Còn lại các vitamin khác như thiamin-B1, riboflavin-B2, pyridoxine-B6, cyanocobanamin-B12, biotin-H, ...chỉ khác nhau 2- 4 lần giữa các loài vi tảo. Điều này chứng tỏ rằng việc lựa chọn các loài vi tảo kết hợp với nhau sẽ đảm bảo cung cấp đầy đủ vitamin cho chuỗi thức ăn của con giống động vật biển. Ngoài ra các khoáng chất, sắc tố trong tảo cũng đóng góp 1 vai trò quan trọng trong việc xây dựng nên giá trị dinh dưỡng của 1 loài tảo (Fabreas & Herrero, 1986). Thành phần chủ yếu của các sắc tố là chlorophyll và các loại carotenoid chiếm 0,5-5% trọng lượng khô. Ngoài ra còn có phycoerythin và phycocyanin nhưng chỉ chiếm một lượng nhỏ khoảng 1% khối lượng khô. Beta-caroten (provitamin A) được xem là rất quan trọng trong chuỗi thức ăn của giáp xác. Ngiên cứu của Ronnestad, Helland & Lie (1998) đã phát hiện ra rằng sắc tố lutein và astaxanthin có khả năng chuyển đổi thành vitamin A trong chuỗi thức ăn của động vật biển. I.3.3. Vai trò của VI tảo trong tự nhiên và trong chăn nuôi thuỷ sản. Hình1: Vi tảo, mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn của động vật biển. Trong tự nhiên vi tảo đóng một vai trò cực kì quan trọng. Chúng có khả năng quang hợp, hấp thu năng lượng mặt trời để hấp thu, chuyển hoá CO2 thành các dạng Carbon hữu cơ cao phân tử , oxi và tạo sinh khối. Sinh khối tảo trở thành mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn trong tự nhiên. Oxi do vi tảo tạo ra có thể làm tăng nồng độ oxi trong nước, cung cấp oxi cho các động vật thuỷ sinh và cho quá trình tự làm sạch của nước. Trong chăn nuôi thuỷ sản, vi tảo đã trở thành nguồn thức ăn tươi sống không thể thiếu được đối với ấu thể của một số các động vật thuỷ sinh như ấu trùng của một số loài động vật thân mềm, ấu trùng tôm, cá…Do đó hiện nay chế độ thức ăn cho con giống hải sản hầu hết là phối hợp giữa vi tảo tươi sống và một số thức ăn nhân tạo. Việc bổ sung vi tảo tươi sống vào thành phần dinh dưỡng cho con giống sẽ có các tác dụng sau: Làm tăng khả năng chống chịu của con giống với bệnh tật,với sự thay đổi của môi trường,do đó làm tăng khả năng sống xót của chúng,giảm được tổn thất. Trong vi tảo tươi sống có hàm lượng các axit béo không no cao rất cần thiết cho sự phát triển của ấu trùng của các loài động vật biển,giúp chúng phát triển nhanh và tạo sự đồng đều. Các cơ sở thuỷ sản có thể chủ động về thức ăn tươi sống (tảo). Điều đó có thể là tốn kém cho chi phí ban đầu nhưng lại co lợi về sau,vì việc nuôi tảo băng các nguồn nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm thay vì sử dụng hoá chất có thể làm giảm nhiều giá thành sản xuất. I.3.4. Yêu cầu của vi tảo trong việc sử dụng làm thức ăn chăn nuôi giống động vật biển. Để làm thức ăn tươi sống cho con giống động vật biển ,vi tảo phải đáp ứng được các yêu cầu sau: Không làm hại con giống. Kích thước phù hợp với miệng của ấu thể. Thành tế bào dễ dung giải. Thành phần tế bào phù hợp. Trong các chỉ tiêu về thành phần hoá học thì chỉ tiêu về thành phần axit amin và axit béo là quan trọng nhất.Ví dụ:một số axit béo mạch dài không no ở vi tảo là 1 trong những yếu tố có ỳ nghĩa quyết định đến tỷ lệ sống và khả năng sinh trưởng của cá biển,tôm và các động vật thân mềm 2 mảnh.Thiếu một số axit béo có thể làm giảm giá trị dinh dưỡng của một số loài vi tảo. Ngoài ra để áp dụng vào sản xuất,vi tảo phải đáp ứng được các yều cầu sau: Tốc độ tăng trưởng cao. Khả năng chịu muối và sự thay đổi của nồng độ muối(sinh trưởng và phát triển được trong dải nồng độ muối thấp nhưng chịu được nồng độ muối cao khi đưa vào bể nuôi ấu trùng động vật biển). Giá thành sản xuất thấp. Có khả năng đạt mật độ tế bào cao. Chịu được khuấy sục mạnh. Có khả năng bảo quản được lâu dài. I.3.5. Các lớp, chi vi tảo thường sử dụng làm thức ăn cho con giống động vật biển. Các lớp, chi vi tảo thường sử dụng làm thức ăn cho con giống động vật biển được phân loại theo bảng sau: Lớp Chi Đối tượng dùng vi tảo Bacillarriophyceae Skeletonema PL,BL,BP Thalassiosira PL,BL,BP Phaeodactylum PL,BL,BP,ML,BS Chaetoceros PL,BL,BP,BS Nitzschia,Cyclotella BS Haptophyceae Isochrysis PL,BL,BP,BS Pseudoisochrysis BL,BP,ML Dicrateria,Coccolithus BP Prasinophyceae Tetraselmis PL,BL,BP,AL,BS,MR Pyraminonas BL,BP Chrysophyceae Monoshrysis BL,BP,BS,MR Cryptophyceae Chroomonas BP Cryptomonas BL,BP Xanthophyceae Olisthodiscus BP Chlorophyceae Carteria,Chrorococum BP Brachiomonas BP Dunaliella BP,BS,MR Chlamydomonas BP,BS,MR Chlorella BL,BP,FZ,MR,BS Scenedesmus FZ,MR,BC Cyanophyceae Spirulina PL,PP,BS,MR Bảng 1: Các lớp chi vi tảo sử dụng trong chăn nuôi thuỷ sản. Ghi chú: PL:ấu trùng tôm. AL:ấu trùng bào ngư. BL:ấu trùng nhuyễn thể hai vỏ. MR:Luân trùng. ML:ấu trùng tôm nước ngọt. BS:Artemia. BP:Hậu ấu trùng nhuyễn thể hai vỏ. SC:Saltwatercopepods. FZ:Phù du động vật. Các loài tảo trên có kích thước vài àm đến hơn 100àm,đa số là nước mặn và được sản xuất làm thức ăn tươi sống.(Đặng Đình Kim, 1998). I.3.6. các phương pháp nuôi thu sinh khối vi tảo. Việc nuôi thu sinh khối vi tảo có thể tiến hành theo các phương pháp sau: -Phương pháp gián đoạn : là phương pháp nuôi thu sinh khối gián đoạn theo mẻ sau đó thiết bị lại được khử trùng ,bổ sung môi trường và giống cho mẻ mới.Giống phải luôn sẵn sàng cung cấp đủ cho các mẻ. Ưu,nhược điểm của phương pháp là :kĩ thuật nuôi đơn giản,chi phí thấp, dễ sử lý khi gặp tạp nhiễm,nhưng vận hành khó khăn,tốn nhiều nhân lực. -Phương pháp nuôi bán liên tục: sau khi thu hoạch sinh khối tảo được giữ lại 1 phần từ 10-50% tuỳ theo từng loại tảo và từng trường hợp,điều kiện nuôi sau đó tiếp tục bổ s._.