MỞ ĐẦU

Trong những năm cuối cùng của thế kỉ 20, các nhà sinh học đã cố gắng

tìm kiếm những cơ chế đặc thù của các quá trình sinh học cơ bản nhất nhằm chi

phối toàn bộ thế giới sinh vật. Đồng thời phát hiện ra các nhóm sinh vật có tốc

độ sinnh trưởng nhanh. Vi tảo (Microalgae)là những sinh vật bậc thấp có trong

sự chú ý đó vì chúng không chỉ có những cơ chế đặc thù mà còn sinh trưởng và

phát triển cực kì nhanh. Hàng năm có đến 200 tỉ tấn chất hữu cơ được tạo thành

trên toàn thế giới. Trong số đó 170 - 180 tỉ tấn là do tảo tạo thành. Vi tảo chiếm

1/3 sinh khối của thực vật trên trái đất.

Ngày nay công nghệ sinh học phát triển nhanh tạo một cuộc cách mạng

trong nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, vật liệu mới và bảo vệ

môi trường. Ỏ phạm vi hẹp hơn chúng ta đang chứng kiến sự phát triển nhanh

của công nghiệp sản xuất vi tảo trên thế giới do nhiều ưu thế của cơ thể so với

thực vật bậc cao như vòng đời ngắn, năng suất cao, hiệu số sử dụng ánh sáng

cao, công nghệ sản xuất không phức tạp, thích hợp với quy mô sản xuất công

nghiệp.

Cho đến ngày nay hàng loạt các công nghệ nuôi trồng, thu hoạch chế biến

sinh khôi vi tảo. các loại công nghệ này đang không ngừng được hoàn thiện hạ

giá thành và nâng cao chất lượng sinh khối. mặt khác sử dụng vi tảo đang được

mở rộng trong các lĩnh vực như dùng làm thức ăn bổ dưỡng cho người và thức

ăn cho động vật, đặc biệt là các ngành nuôi trồng thủy sản, nguồn phân bón sinh

học, năng lượng sạch, nguồn các hóa chất trong công nghiệp và dược phẩm, sử

lí môi trường.

1

NỘI DUNG

I. Lịch sử công nghệ sản xuất vi tảo đại trà

Vào đầu những năm 1940 ở Đức bắt đầu có những thực nghiệm nuôi

trồng đại tà Chlorella sau khi nguồi ta thấy tế bào tảo này có tới 50% protein

trong sinh khối khô và có khả năng tăng sinh khối gấp nhiều lần trong ngày

Đầu những năm 1950 các nhà khoa học Mĩ, chất lượng chất béo và protein trong

tế bào Chlorella có thể điều khiển bằng các thay đổi điều kiện sống 1 số filốt,

nuôi đại trà tảo này được xây dựng tại đây.

Năm 1957, Tamiya và công sự đã công bố các công trình liên quan tới

nuôi trồng Chlorella, Ở Nhật Bản là một trong những quốc gia hàng đầu sản

xuất và kinh doanh Chlorella dưới dạng thức ăn bổ dưỡng ( heath - food) và tác

nhân kích thích sinh trưởng.

Vào đầu năm 1953, các nhà khoa học Đức đã nghiên cứu khả năng dùng

CO2, phế thải của vùng công nghiệp Rhur để nuôi trồng Chlorella, Scenedesmus.

Nghiên cứu này được giáo sư Soeder và cộng sự được tieps tục tiến hành trong

nhiều năm sau đó . Đầu những năm 1970, Chính phủ Đức đã tài trợ 3 dự án lớn

về nuôi trồng Scenedesmus tại Ấn Độ, Pêru, Thái Lan.

Năm 1960 tại Tiệp Khắc các nhà khoa học đã xây dựng một mô hình nuôi

đại trà Scenedesmus trên nền bể có độ nghiêng 30 và tạo dòng chảy nhờ bơm kĩ

thuật Cascade. Mô hình bể này được ứng dụng thành công tại Rupite, Bungart –

1 địa danh có suối nước nóng nổi tiếng để sản xuất đại trà tảo lục Chlorella va

Scenedesmus.

Đầu những năm 1960, vi khuẩn lam Spirulina lần đầu tiên được phát hiện

tại hồ Tchad, Châu Phi và nhanh chóng được các nhà khoa học Pháp đưa vào

nuôi đại trà tại Texcoco, Mehico. Hiện nay Spirulina được nuôi đại trà ở nhiều

nơi trên thế giới trong đó có Việt Nam.

Một số vi tảo khác như Dunaliella (có nguồn caroten và gliceron)

Porphyridium (là nguồn polisaccarit và phycoerythrin) được đưa vào nuôi trồng

muộn hơn và quy mô nhỏ hơn.

2

Có thể nói rằng hiện nay, tảo được khai thác dưới góc độ là nguồn thức ăn

dinh dưỡng cho người và thức ăn cho động vật, nguồn hóa chất và dược liệu

nguồn phân bón sinh học và đối tượng sinh học để sử lí môi trường.

Tình hình nuôi trồng đại trà vi tảo trên thế giới trong giai đoạn 1996 –

1997/ Theo Yuan – Kun Lee, 1997

Khu vực Tảo được sản xuất Diện tích (ha)

Sản lượng (tấn/năm)

Ứng dụng

Nhật Bản Chlorella -- 1100 và nhập 943

Thuốc bổ dưỡng, thức ăn cho thuỷ sản

Trung Quốc

Spirulina 199,6 2798 Dinh dưỡng và xuất khẩu

Đài Loan Chlorella và Spirulina

24 1600 và 460 Xuất khẩu

Triều Tiên Chlorella và 1 số loài tảo khác

2480 400 Cho người và thuỷ sản

Ấn Độ Spirulina 12,2 258,5 Cho người và động vật

Thái Lan Spirulina 2 170 Cho người và động vật

Việt Nam Spirulina 0,5 8 Xuất khẩuInđônêxia Chlorella -- 150 Xuất khẩuHoa Kì Spirulina

Nitzschia75--

380 Cho người va động vật

Mehico Sprulina -- 500 Cho người và động vật

CuBa Spirulina -- 30 Cho người và động vật

Úc Dunaliella -- 40 Cho người và động vật

Nhìn qua bảng trên ta có thể nhận xét kết quả tình hình sản xuất đại trà vi

tảo trên thế giới như sau:

+ Đã có hàngcác công nghệ sản xuất, thu hoạch, chế biến sinh khối vi tảo chăn

nuôi. Những chi tảo được xem là đối tượng được chủ yếu cho sản xuất đại trà là

Chlorella, Spirulina, Niztchia, Haematococus, Dunaliella, Tetraselmis,

Scenedesmus...

3

+ Spirulina được xem là chất bổ dưỡng và là nguồn thu Phycobiliprotein,

Dunaliella là nguồn β- carotene tự nhiên rất quan trọng.

Trong nhiều trường hợp sản xuất đại trà vi tảo đi kèm với mục đích sử lí nước

thải.

+ Bình diện ứng dụng vi tảo còn hạn hẹp trong khi công nghệ sản xuất đại trà

đang phải đương đầu với nhiều thử thách và cần tiếp tục hoàn thiện hơn.

II. Ứng dụng công nghệ vi tảo trong cuộc sống

Sử dung vi tảo trong đời sống con người và động vật

2.1.1 Sử dụng cho con người

a. Thử nghiệm độc tố các sản phẩm từ vi tảo

Bất cứ một loài protein đơn bào nào cũng phải trải qua thử nghiệm

nghiêm túc trên động vật trước khi trở thành sản phẩm thức ăn của con người và

động vật.

Ví dụ: Sinh khối tảo Spirulina đã được Chamorro (1980) tiến hành thử nghiệm

độc tố ngắn hạn và trường diễn, nghiến cứu ảnh hưởng đến sinh sản, sinh

trưởng, khả năng điều tiết sữa, đột biến gây quái thai, Lượng tảo thử nghiệm

tăng dần từ 10% - 30% khẩu phần ăn hàng ngày, sau 13 tuần thí nghiệm việc xét

nghiệm mô học không cho thấy sự khác biệt giữa các nhóm thí nghiệm và đối

chứng. Theo dõi trong 80 tuần lien tục, sau đó 2 năm theo dõi khả năng tiết sữa

và sinh sản ở động vật ăn tảo spirulina người ta không nhận thấy.

Nhiều nghiên cứu độc tố cấp và độc tố trường diễn đối với các loài tảo

khác như Scenedesmus, Micractinium, Chlorella... cũng không tìm thấy bằng

chứng nào về khả năng hạn chế việc sử dụng sinh khối trong dinh dưỡng.

b. Sử dụng vi tảo trong dinh dưỡng và dược liệu

Nguồn protein đơn bào giá trị và hàm lượng protein trung bình 50-60 %

trong lượng khô, thổ dân Kanembeu sống quanh hồ Chad ở Châu phi và người

Aztec ở Mehico đã sử dụng tảo Spirulina hàng thế kỉ nay.

Sinh khối tảo khô Chrorella được đóng viên và sử dụng như một loại thức ăn bổ

dưỡng, sinh khối Spirulina với các tên Linagreen, Spirulina Kayaky, Spirulina –

C, Professiol,...

4

Ý tưởng dùng vi tảo làm thức ăn và trao đổi khí hô hấp trong chuyến bay

vũ trụ cũng kích thích các nhà nghiên cứu sử dụng vi tảo cho dinh dưỡng của

người. Tuy vậy cho đến nay có ít thông tin về thử nghiệm dinh dưỡng tảo trên

người nên khó có được kết luận tổng quát.

2.1.2 Sử dụng vi tảo cho động vật

Do thành phần dinh dưỡng quí, vi tảo được xem là nguồn thức ăn bổ

dưỡng song có giá trị cho chăn nuôi và thuỷ sản. Những vi tảo được ứng dụng

trong phạm vi này như Chrorella, Spirulina, Micratimium, Scenedesmus,

Oocystis...

Ở Việt Nam dùng Spirulina bổ sung vào thức ăn cho cá mè trắng, cá mè

hoa, cá trắm cỏ, rô phi với tỉ lệ 5% làm tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của cá

tăng lên.

Một hướng khác sử dụng sinh khối vi tảo làm nguồn bổ sung dinh dưỡng

triển vọng vào nguồn nuôi tôm nhuyễn thể vì vi tảo là mắt xích đầu tiên của

chuỗi dinh dưỡng của thuỷ sản, do đó việc sản xuất tảo luôn là thác tác không

thể thiếu của các trại nuôi thuỷ sản.

Ví dụ năm 1939, Bruce và cộng sự đã phân lập và nuôi tảo đơn bào Isochrysis

galbana và Pyramimonas grossin để nuôi ấu trùng hầu.

Sớm hơn nữa năm 1910, Allen và Nelson đã dùng tảo silic làm thức ăn cho một

số động vật không xương sống, việc nuôi trồng vi tảo ở diện tích lớn làm thức ăn

cho trai, sò có tiềm năng ứng dụng trong tương lai.

Tại Nhật Bản, việc nuôi tảo Silic skeletonema sp à Chaetoceros sp làm

thức ăn là điều kiện tiên quyết đối với việc nuôi ấu trùng tôm ở giai đoạn

Nauplius tới giai đoạn Postlaivae tại Thái Lan, Malaixia, Đài Loan. Làm thức ăn

tươi sống cho ấu trùng tôm, bao gồm vi tảo và Nauplius của Artemia.

Cho đến nay chế độ thức ăn ở hầu hết các trại nuôi và sản xuất thuỷ sản là

sự phối hợp thức ăn tươi sống như vi tảo và Artemia. Bên cạnh đó nhiều loài

được sử dụng dưới dạng sinh khối tươi và khô để làm thức ăn cho ấu trùng tôm,

cá con, nhuyễn thể: Skeletonema costatum, Chaetocerospsis, Nanochaloropsis,

5

Isocrysis, Spirulina. Có thể nói thức ănbtaor là điều kiện tiên quyết cho nghề

nuôi trồng thuỷ sản.

2.1.3. Nghiên cứu sinh học và kĩ thuật nuôi trồng vi tảo và tảo biển ở Việt

Nam

* Nghiên cứu cấu trúc và chức năng của bộ máy quang hợp

Sự thay đổi cấu trúc và chức năng bộ máy quang hợp của tảo dưới các

điều kiện môi trường bất lợi như nhiệt độ tới hạn, muối cao, khô hạn.

Chế chống chịu và bảo vệ của tảo dưới các điều kiện bất lợi của môi trường.

Giám sát in vivo trạng thái sinh lí của tảo dưới các điều kiện môi trường bất lợi.

6

* Nghiên cứu sinh học và kĩ thuật nuôi trồng vi tảo và tảo biển ở Việt Nam

Nâng cao các đặc tính di truyền của tảo bằng việc nuôi cấy mô tế bào trong điều

kiện phòng thí nghiệm.

Áp dung một số phương pháp nghiên cứu dựa trên các kỹ thuật sinh học

phân tử (như RAPD, AFLP, đọc trình tự các đoạn gen 16S, 18S, ITS-1-5,8S-

ITS2, phương pháp PCR đi từ 1 tế bào (Single – Cell PCR method), Real-Time

PCR, điện di nồng độ gel biến tính, lai ADN hay lai RNA bằng phóng xạ hoặc

huỳnh quang, kháng thể đơn dòng và đa dòng v..v.) trong việc hỗ trợ định tên

khoa học nhanh chóng và  nghiên cứu tính đa dạng di truyền của các loài tảo Việt

Nam.

7

* Nghiên cứu cấu trúc và chức năng quần thể tảo trong các hệ sinh thái khác

nhau đặc biệt là hệ sinh thái nước ngọt và biển

Khảo sát thực vật phù du và sự xuất hiện và tồn tại của tảo độc và tảo lam

và thiết lập mối quan hệ giữa sự nở hoa của nước và các yếu tố môi trường khác

nhau (pH, nhiệt độ, cường độ ánh sáng, thành phần dinh dưỡng, nước thải công

nghiệp và nước thải dân dụng, thành phần dinh dưỡng của môi trường biển);

Nghiên cứu và phân tích độc tố tảo bằng phương pháp thử nghiệm sinh

học trên chuột, thử nghiệm liên kết với chất nhận, ELISA, HPLC;

Nghiên cứu thành phần loài, xác định và định tên nhanh chóng các loài

tảo độc, hại ở các ao hồ và vùng biển Việt Nam dựa trên các đặc điểm hình thái

và các phương pháp sinh học phân tử như đọc và so sánh trình tự nucleotit của

một số gen 18SrRNA, 16S rRNA, ITS1-5,8S-ITS2, 28S rRNA, 26S rRNA…và

phương páp Single – Cell PCR

8

* Phát triển các kĩ thuật trong việc xử lí nước thải

Sử dụng các chất hấp thụ sinh học có sẵn ở Việt Nam để loại bỏ các kim loại

nặng trong nước thải công nghiệp;

Áp dụng các phương pháp sinh học trong việc xử lí nước thải giàu N và P.

Xử lý sinh học môi trường (Bioremediation) của bùn hoạt tính và nước thải

nuôi trồng thuỷ sản;

Nghiên cứu sử dụng vi tảo trong xử lý nước thải ở các làng nghề truyền thống

như làng bún Phú Đô, sản xuất tinh bột sắn, miến, rong… theo định hướng sản xuất

nguyên liệu cho công nghiệp như chất dẻo sinh học bioplastic;

Nghiên cứu sử dụng tảo biển Kappaphycus alvarezii, Gracilaria v.v… trong xử

lý nước thải nuôi thuỷ sản tập trung và trong việc làm sạch nước thải sau quá trình đã

nuôi trồng thuỷ sản.

9

*Nghiên cứu cơ sở sinh lý, sinh hoá và các kĩ thuật nuôi sinh khối một số loài vi tảo

(Spirulina, Chlorella, Dunalliella, Chaetoceros, Skeletonema, Labyrinthula,

Thraustochytrium, Schizochytrium …) làm thuốc, thực phẩm chức năng và thức ăn

tươi sống và nhân tạo cho nuôi trồng thuỷ sản.

Xây dựng một tập đoàn giống vi tảo (biển và nước ngọt) phân lập tại Việt Nam

theo định hướng ứng dụng chúng trong thực phẩm chức năng cho người, làm thuốc

chữa bệnh, phục vụ trong nuôi trồng thuỷ sản, khai thác các chất có hoạt tính sinh học,

phục vụ cho xử lý các loại hình nước thải khác nhau và trong thời gian tới được sử

dụng cho việc làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học, chất dẻo sinh học (thân

thiện với môi trường và dễ phân huỷ)

Nghiên cứu sử dụng vi tảo biển (quang tự dưỡng và dị dưỡng) làm thực phẩm

chức năng cho người

Nghiên cứu và đưa vào ứng dụng tại các trại nuôi trồng Thuỷ sản miền Bắc

(Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Định, Thái Bình v.v…) qui trình công nghệ nuôi trồng

một số loài tảo biển chính như Isochrysis, Chaetoceros, Nannochloropsis, Tetraselmis,

Chlorella, Chroomonas... làm thức ăn tươi sống cho các đối tượng thuỷ hải đặc sản

trong nuôi trồng thuỷ sản như: cá, tôm, ngao, cua, tu hài …

10

* Nghiên cứu, khai thác và ứng dụng các chất có hoạt tính sinh học từ vi tảo và tảo

biển Việt Nam

Nghiên cứu và khai thác các chất có hoạt tính sinh học từ tảo biển như chất

kháng viêm, chất chống bám, các axit béo không bão hoà đa nối đôi (EPA, DHA, n-

6DPA)

Nghiên cứu sử dụng sinh khối tảo biển sau khi đã chiết rút các chất có hoạt tính

(như agar, alginate, làm giấy …) để sản xuất Ethanol và dầu Diessel sinh học; nghiên

cứu quá trìnhchuyển hoá sinh khối vi tảo biển tự dưỡng và dị dưỡng giàu hydrate

carbon, lipit và PUFAs làm nguyên để sản xuất nhiên li

2.2. Ứng dụng trong y học và công nghệ thực phẩm

Trong tương lai y dược và những sự tìm kiếm trong y dược bao gồm cả việc

nghiên cứu và trong thực nghiệm các tảo có thể kể ra như việc tìm kiếm các thuốc

chữa bệnh ung thư, dị ứng, tảo tiết chất kháng sinhcos thể thay thế cho Penixiline

(Prescott, 1969). Trong tương lai sẽ có môn chữa bệnh bằng tảo (Algotherapia hay

Phycotheraphia) (Gorunov và cộng sự 1969)

Ở bệnh viện Paris khi chữa bệnh các vết thương phần mêm nhiều thuốc kinh điển của

Pháp đều vô hiệu hoá nhưng khi điều trị bằng các loài tảo Lam thuộc chi

11

Oscillatoriales đã cho kết quả rất khả quan (Lefevre, 1964). Sản phẩm chế từ

Spirulina được xem là chất bổ dưỡng cho người già và người dinh dưỡng, tảo

Spirulina còn có tác dụng tăng khả năng tiết sữa ở phụ nữ cho con bú. Một số hoạt chất

Spirulina (Phycobilin) có tác dụng chống ung thư và 1 số bệnh khác.

Nhiều sản phẩm được chế từ tảo Spirulina dùng làm mĩ phẩm và công nghệ thực

phẩm.

2.2.1. Khai thác các hoạt chất

- Vitamin

Nhiều vitamin hòa tan trong nước (B12, B6, B1, Biotin, C) được tìm thấy trong dịch

nuôi tảo lam, tảo lục và tảo silic. Những loại vitamin khác được phát hiện dưới dạng các

chất trao đổi trung gian như α-, β-, γ- tocopherol (vitamin E) ở tảo lam; α- tocopherol và

vitamin K ở Porphyridium cruentum. Hàm lượng vitamin trong sinh khối tảo phụ thuộc

vào kiếu gen, chu trình sinh trưởng, điều kiện nuôi trồng và các thao tác di truyền. Hiện

tại ở Đài Loan và Nhật Bản các chủng tảo Chlorella và Porphyridium được nuôi trồng

tạp dưỡng trong hệ thống kín để sản xuất vitamin, hàm lượng vitamin trong một số loại

tảo đang là đối tượng sản xuất đại trà.

Khi so sánh hàm lượng vitamin trong sinh khối tảo với rau Spinach và gan bê. Ta

thấy hàm lượng Vitamin phụ thuộc nhiều vào thành phàn loài. Do các chủng loại

vitamin còn chưa được đánh giá toàn diện và có hệ thống nên chưa có cơ sở để đánh giá

loài tảo nào cho hàm lượng vitamin nhiều nhấtvaf điều kiện nào sản xuất vitamin là cao

nhất.

Tảo xoắn (Spirulina) là một loại vi tảo dạng sợi xoắn màu xanh lục, chỉ có thể

quan sát thấy hình xoắn sợi do nhiều tế bào đơn cấu tạo thành dưới kính hiển vi. Tảo

Spirulina đã được nghiên cứu từ nhiều năm nay. Chúng có những đặc tính ưu việt và

giá trị dinh dưỡng cao. Các nhà khoa học trên thế giới đã coi tảo Spirulina là sinh vật

có ích cho loài người. Loại tảo này do tiến sĩ Clement người Pháp tình cờ phát hiện

vào những năm 1960 khi đến hồ Tchad ở Trung Phi. Nhà khoa học này không khỏi

kinh ngạc khi vùng đất cằn cỗi, đói kém quanh năm nhưng những thổ dân ở đây rất

cường tráng và khỏe mạnh. Khi Clement tìm hiểu về thức ăn của họ, bà phát hiện

trong mùa không săn bắn, họ chỉ dùng một loại bánh màu xanh mà nguyên liệu chính

là thứ họ vớt lên từ hồ. Qua phân tích, bà phát hiện ra loại bánh có tên Dihe này chính

là tảo Spirulina.

12

Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công nhận tảo Spirulina là thực phẩm bảo vệ sức

khỏe tốt nhất của loài người trong thế kỉ 21. Cơ quan quản lí thực phẩm và dược phẩm

Hoa Kì (FDA) công nhận nó là một trong những nguồn protein tốt nhất.

Hàm lượng protein trong Spirulina thuộc vào loại cao nhất trong các thực phẩm hiện

nay, 56%-77% trọng lượng khô, cao hơn 3 lần thịt bò, cao hơn 2 lần trong đậu tương.

Hàm lượng vitamin rất cao. Cứ 1 kg tảo xoắn Spirulina chứa 55 mg vitamin B1, 40 mg

vitamin B2, 3 mg vitamin B6, 2 mg vitamin B12, 113 mg vitamin PP, 190 mg vitamin

E, 4.000 mg caroten trong đó β-Caroten khoảng 1700 mg (tăng thêm 1000% so với cà

rốt), 0,5mg axít folic,inosit khoảng 500-1.000 mg. Hàm lượng khoáng chất có thể thay

đổi theo điều kiện nuôi trồng, thông thường sắt là 580-646 mg/kg(tăng thêm 5.000%

so với rau chân vịt), mangan là 23-25 mg/kg, Mg là 2.915-3.811/kg, selen là 0,4

mg/kg, canxi, kali, phốtpho đều khoảng là 1.000-3.000 mg/kg hoặc cao hơn (hàm

lượng canxi tăng hơn sữa 500%). Phần lớn chất béo trong Spirulina là axít béo không

no, trong đó axít linoleic 13.784 mg/kg, γ-linoleic 11.980 mg/kg. Đây là điều hiếm

thấy trong các thực phẩm tự nhiên khác. Hàm lượng cacbon hydrat khoảng 16,5%,

hiện nay đã có những thông tin dùng glucoza chiết xuất từ tảo Spirulina để tiến hành

những nghiên cứu chống ung thư 

* Tảo Spirulina có chứa phong phú các axít amin cần thiết như lysin,

threonin...rất quan trọng cho trẻ, đặc biệt là trẻ thiếu sữa mẹ. Hàm lượng khoáng chất

và các nguyên tố vi lượng phong phú có thể phòng tránh bệnh thiếu máu do thiếu dinh

dưỡng một cách hiệu quả, và cũng là nguồn bổ sung dinh dưỡng rất tốt cho trẻ lười ăn.

* Trong tảo Spirulina có chứa nhiều loại chất chống lão hóa như β-caroten,

vitamin E, axít γ-linoleic. Những chất này có khả năng loại bỏ các gốc tự do thông qua

tác dụng chống ôxi hóa, làm chậm sự lão hóa của tế bào, đồng thời sắt, canxi có nhiều

trong tảo vừa dễ hấp thụ vừa có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị các bệnh thường gặp

ở người già như thiếu máu, xốp xương. Các nhà khoa học người Nhật nghiên cứu cho

rằng người trung niên và người già dùng tảo Spirulina và chịu khó vận động là bí

quyết trường thọ của con người. 

Ý nghĩa bảo vệ sức khỏe của tảo Spirulina là ở chỗ sau khi dùng, tất cả các loại

dinh dưỡng mà cơ thể cần đều được bổ sung cùng một lúc, có lợi cho việc trao đổi

chất, đồng hóa tổ chức, tăng cường sức đề kháng từ đó đạt được mục đích phòng

chống bệnh tật và thúc đẩy phục hồi sức khỏe. Ở Nhật Bản, người già không coi tảo

13

Spirulina là một biện pháp bảo vệ sức khỏe tạm thời mà là để bảo vệ sức khỏe lâu dài

để hạn chế chi phí thuốc men và viện phí. 

* Dinh dưỡng chuẩn, khả năng chống ung thư, chống HIV/AIDS

* Sản phẩm chống suy dinh dưỡng rất tốt cho trẻ em, người già và một số đối tượng

khác như người bệnh sau phẫu thuật, thiểu năng dinh dưỡng

* có thể dùng tảo Spirulina hỗ trợ trong điều trị bệnh viêm gan, suy gan, bệnh

nhân bị cholesterol máu cao và viêm da lan tỏa, bệnh tiểu đường, loét dạ dày tá tràng

và suy yếu hoặc viêm tụy, bệnh đục thủy tinh thể và suy giảm thị lực, bệnh rụng tóc

* Các nhà nghiên cứu đã chứng minh tảo Spirulina làm tăng sức đề kháng với nghịch

cảnh và tăng sức dẻo dai trong vận động.

* Với liều dùng vừa phải, Spirulina làm cân bằng dinh dưỡng, tổng hợp các chất

nội sinh, tăng hormon và điều hòa sinh lý, khiến cho người đàn ông có một "sức

mạnh" tự nhiên, bền vững

* Khi dùng Spirulina, các hoạt chất của nó sẽ điều hòa hormon, làm cân bằng cơ

thể, khiến người phụ nữ trở nên "ướt át" hơn, cơ thể sẽ trẻ ra, biểu hiện rõ nhất trên làn

da.

Ngoài ra tảo Spirulina có những tác dụng đã và đang được các nhà khoa học

nghiên cứu như tác dụng kích thích tế bào tủy xương, hồi phục chức năng tạo máu,

chức năng giảm mỡ máu, giảm huyết áp, dưỡng da, làm đẹp.

Lipid

Vi tảo chứa nhiều chất béo và lượng dầu tương tự thành phần dầu thực vật. Trong một

số điều kiện nhất định, tảo có thể chứa lipit tới 85% trọng lượng khô. Nhưng nhìn

chung, hàm lượng của lipit trong sinh khối tảo dao động từ 20-40% chất khô.

14

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 & CTV., 1986; Brown & CTV., 1997). 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 du như: khi

nitrat giảm thì hàm lượng carbohydrate có thể tăng gấp 2 lần hàm lượng protein. Mối

liên quan giữa giá trị dinh dưỡng của tảo với hàm lượng lipid tổng cộng, carbohydrat,

và protein không được thể hiện rõ (Webb & Chu,1981; Brown, 2002 ), ví dụ 2 loài tảo

Phaeodactylum tricornutum và Nannochloris atomus giàu hàm lượng protein và

carbohydrate nhưng giá trị dinh dưỡng của chúng lại thấp. Mặt khác thành phần của

các amino acid của các protein tương tự 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. Hơn

nữa, hàm lượng các amino acid cần thiết của vi tảo lại gần giống ở ấu trùng hầu (C.

gigas; Brown & CTV, 1993). Điều này càng chỉ ra rằng protein không phải là yếu tố

xây dựng nên sự khác nhau về giá trị dinh dưỡng của các loài tảo. Tuy nhiên, lipid rất

quan trọng trong việc dự trữ năng lượng cho ấu trùng khi sống trong điều kiện thiếu

thức ăn (Millar & Scott, 1967), sử dụng tảo có hàm lượng protein cao cho sự phát triển

tốt nhất của vẹm giống (Mytilus trossolus; Kreeger & Langdon, 1993) và hầu

(Crassostrea gigas; Knuckey et al., 2002), tảo có hàm lượng hydratcarbon cao cho sự

phát triển tốt nhất của hầu giống và ấu trùng điệp (Whyte, Bourne & Hodgson, 1989).

Thí nghiệm dùng 3 loài tảo Isochrysis galbana, Exuviella sp., Dunaliella teriolecta cho

ấu trùng ốc đụn thấy rằng tỷ lệ giữa hàm lượng lipid : protein: hydratcarbon có trong

tảo có thể liên quan trực tiếp tới giá trị dinh dưỡng của tảo (Pillsbury, 1983).

Phân tích 40 loài tảo thuộc 7 lớp (Bacillariophyceae, Chlorophyceae,

Prymnesiophyceae, Cryptophyceae, Eustigmatophyceae, Rhodophyceae, Prasino-

phyceae) Brown & CTV. (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 lớp tảo khác

nhau không có sự khác biệt về hàm lượng protein, lipid nhưng các loài trong lớp tảo

Chlorophyceae và Prymnesiophyceae giàu hàm lượng carbohydrate hơn các loài thuộc

các lớp tảo khác.

15

Các axit béo không no (PUFA) có trong tảo, ví dụ như: docosahecxaenoic acid

(DHA), eicosapentaenoic acid (EPA), arachidonic acid (AA) rất cần thiết đối với động

vật nuôi thủy sản (McEvoy & Bell, 1997; Brown & CTV, 1997; Vilchis & Doktor,

2001). Hầu hết các loài tảo đều chứa loại acid béo không no EPA ở mức độ từ trung

bình tới cao (7 – 34 %). Lớp tảo Bacillariophyceae (Chaetoceros, Thalassiosira,

Nitzchia, Skeletonema), Prymnesiophyceae (Isochrysis, Paplova), Cryptophyceae

(Rhodomonad, Criptomonad), Rhodophyceae (Rhodosorus), Eustigmatophyceae

(Nannochloropsis) rất giàu một hoặc cả hai loại acid beó 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, Micromonas,

Pyramimonas) chứa khoảng 4 – 10 % DHA hoặc EPA, ngược lại Chlorophyceae

(Chlorella, Nannochloris, Dunaliella) chỉ có khoảng 0 – 3 %, vì vậy chúng được xem

là có giá trị dinh dưỡng thấp.

Vi tảo được coi là có giá trị dinh dưỡng tốt cho các đối tượng nuôi nếu hàm lượng

PUFA (DHA, EPA) dao động từ 1 – 20 mg/ml tế bào (Thinh, 1999). Hàm lượng trung

bình của các acid béo không no có trong một số các loài tảo được thể hiện ở bảng 1.

Hàm lượng acid béo không no (DHA + EPA) của một số loài tảo (Brown và

CTV, 1989)

Loài tảo DHA + EPA (mg/ml tế bào)

Chaetoceros calcitrans

Pavlova lutheri

Thalassiosira pseudonana

Chroomonas salina

Chaetoceros gracilis

Isochrysis sp.

Skeletonema costatum

Nannochloris atomus

Tetraselmis suecica

Dunaliella tertiolecta

17,8

10,1

7,2

3,9

3,2

2,0

0,8

0,3

0,2

0,0

16

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 I. Galbana có nhiều DHA, ít EPA nhưng ngược lại

khuê tảo chứa nhiều EPA và ít DHA (Leonardos và Lucas, 2000). Vì vậy, 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 được hợp lý

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, ví dụ sử dụng đơn loài C. calcitrans cho ấu trùng hầu

(Crassostrea gigas) tốc độ sinh trưởng nhanh hơn so với sử dụng hỗn hợp I. Galbana +

C. calcitrans (Nasciomento, 1980).

Vi tảo là nguồn cung cấp vitamin quan trọng cho các đối tượng nuôi thuỷ sản.

Theo thống kê của Brown (2002), hàm lượng acid ascorbic (vitamin C) trong vi tảo có

sự khác nhau rất lớn giữa các loài (16 mg/g trọng lượng khô ở tảo C.muelleri; 1,1

mg/g ở tảo T. pseudonana). Còn lại các vitamin khác (thiamin – B1, riboflavin – B2,

pyridoxine – B6, cyanocobalamin – B12, biotin, pyridoxine…) chỉ khác nhau từ 2 – 4

lần giữa các loài tảo. Điều này chứng tỏ rằng, việc lựa chọn một cách cẩn thận các loại

vi tảo kết hợp với nhau sẽ cung cấp đầy đủ vitamin cho chuỗi thức ăn của động vật

nuôi thủy sản.

Ngoài ra, các khoáng chất và sắc tố trong tảo cũng đóng góp một vai trò quan

trọng trong việc xây dựng nên giá trị dinh dưỡng của một loài tảo (Fabregas &

Herrero, 1986). Thành phần chủ yếu của 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 lưộng khô. ß-carotene (tiền vitamin

A) được xem là rất quan trọng trong chuỗi thức ăn của giáp xác. Nghiên cứu của

Ronnestad, Helland & Lie (1998) đã phát hiện ra rằng sắc tố lutein và astaxanthin (có

nhiều trong tảo xanh - Tetraselmis spp.) có khả năng chuyển đổi thành vitamin A trong

chuỗi mắt xích thức ăn của động vật nuôi thủy sản.

Tuy nhiên, không phải lúc nào tảo cũng có lợi cho động vật thủy sản. Trong

trường hợp vùng biển bị ô nhiễm bởi các độc tố do sự nở hoa của tảo, động vật thân

mềm và một số loài ăn tảo sẽ bị nhiễm độc tố và là nguồn gây bệnh cho con người.

17

Các bệnh thường gặp như: Paralytic Shellfish Poisoning (PSP), Diarhetic Shellfish

Poisoning (DSP) và Amnesis Shellfish Poisoning (ASP) đã làm nhiễm độc gần 2.000

trường hợp trên toàn cầu hàng năm (Gustaaf M. Hallegraeff, 1991). Sự không an toàn

về thực phẩm như trên có tác hại không nhỏ đối với việc tiêu thụ sản phẩm thủy sản,

đặc biệt là các loài hai mảnh vỏ và gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho các quốc gia.

- Sắc tố:

Ngoài Chlorophyll (a, b, c1 và c2), vi tảo còn chứa các sắc tố bổ trợ như

phycobiliprotein và carotenoit.

Các carotenoit có gam màu từ vàng đến đỏ và có bản chất izoprenoit polyene dẫn

xuất từ lycopen. Các loại carotenoit thông thường chiếm tới 0,1% trọng lượng khô vi

tảo nhưng ở một số loài, β-caroten chiếm tới 5% trọng lượng khô (Amphidinium

carterae), hoặc thậm chí tới 14% (Dunaliella salina). Tảo Haematococcus plyvialis lại

tích lũy nhiều astaxanthin. Carotenoit được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Ví

dụ chúng được coi là chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, là tác nhân làm tăng

màu sắc cho thịt cá hồi và lòng đỏ trứng gà cũng như tăng thể trạng và khả năng sinh

sản ở gia súc nuôi nhốt. β-caroten còn được coi là chất kích thích sinh trưởng ngăn

ngừa ung thư và làm sáng mắt. Hiện nay chúng ta biết khoảng 400 loại carotenoit,

nhưng trong số này chỉ có một ít loại được thương mại hóa dưới dạng chất màu thực

phẩm như β-caroten, lycopene, cryptoxanthin…

Trong cơ thể tảo, carotenoit đóng vai trò như sắc tố bổ trợ quang hợp và là tác

nhân bảo vệ tế bào khỏi tác hại của cường độ ánh sáng quá cao.

Phycobiliprotein là những chất màu tự nhiên có nhiều trong tảo đỏ trong khi tảo

lam chứa C-phycocyamin, C-phycocerythrin và allophycocyanin. Đa số các loài tảo này

chứa nhiều Phycobiliprotein nhưng hàm lượng của chúng bị phụ thuộc khá nhiều vào

yếu tố ngoại cảnh như cường độ và chất lượng ánh sáng, dinh dưỡng Nitơ.

Việc ứng dụng khả năng huỳnh quang của các sắc tố này để đánh dấu kháng thể

đơn dòng trong nghiên cứu miễn dịch là hướng có triển vọng. Mặt khác phycocyanin

và β-caroten được biết đến như những yếu tố nâng cao đề kháng bệnh ung thư. Cùng

với một số carotenoit, sắc tố đỏ và lam hiện nay đang được khai thác như những chất

màu thực phẩm có giá trị.

18

- Carbonhydrat

Vi tảo chứa khối lượng lớn carbonhydrat dưới dạng sản phẩm dự trữ (tinh bột,

glycogen) hoặc các chất điều chỉnh thẩm thấu (glyxerol, trehalose…). Chẳng hạn một

số loài tảo lam sản xuất trehalose, glucose, sucrose, trong khi một số loài tảo lục lại

chứa sucore, glutamate, sorbotol và glyxerol. Một số vi tảo biển khác sản xuất các loại

đường mannitol, mannose.

- Chất chống oxy hóa

Có thể liệt kê một số chất chống oxy hóa có mặt trong sinh khối tảo như

carotenoit (sắc tố); tocopherol, vitamin C (vitamin); superoxydismutase, catalase và

glutaion peroxydase (enzym). Các vi tảo - nguồn các chất chống oxy hóa có triển vọng

đang được khai thác là:

- Dunaliella salina: để sản xuất β-caroten,

- Haematococcus pluvialis: để sản xuất astaxanthin,

- Porphyridium cruentum: để sản xuất Superoxydismutase (SOD).

2.3. Nguồn phân bón sinh học

Phân bón chứa nitơ được coi là yếu tố hạn chế trong sản xuất lương thực. Người

ta dự báo nhu cầu phân bón của các nước đang phát triển là khoảng gần 100 triệu tấn

hàng năm, trong đó 30% là phân nitơ. Với việc cố định nitơ từ không khí, tảo có vai

trò rất quan trọng trong chu trình biến đổi nitơ.

Tảo lam cố định đạm và tăng dộ phì nhiêu của đất. Hiện nay trên thế giới đang

chú ý đến cố định đạm sinh học Rhizobium cộng sinh đã được chú ý cùng với những

vi khuẩn sống tự do quanh rễ nhưng không cộng sinh như Pneudomonas, Bacillus,

Azotobacter. Mặt khác người ta chú ý đến tảo lam gần một thế kỉ trước đây người ta đã

biết đến sự cố định đạm của tảo này nhung đến năm 1928 Drewes mới chứng minh tảo

lam thuần khiết (không có vi khuẩn) khả năng cố định đạm tự do. Tuyệt đại đa số nó

thuộc họ Nostocacrae, Anabaenacrae, Seytonematacaea, Rivulaviacaea (G.M. Smith

1950) đó là những loài có tế bào dị hình. Những thực nghiệm gần đâycủa

Venkataramann ở Ấn Độ đã chỉ ra nhiều tảo Lam không có tế bào dị hình có khả năng

tổng hợp cố định đạm như Lyngbya, Oscillatoria, Phormidium. Ở bộ Oscillatoria có

khoảng 250 loài có khả năng cố định đạm. Lượng đạm do tảo Lam cố định được rất

19

lớn. Trong một năm trên 1ha được 14,5kg (Prasal, 1949) hoặc đến 22kg (Piocco,

1957). Đôi khi đến 79,3kg (De et Mandal, 1956) Thậm trí ở Califonia đến

53kh/ha/1tháng (Allen, 1956).

Một lượng đáng kể, có khi đến 50% đạm cố định được thải ra môi trường dưới

dạng chú yếu là polypeptide hoà tan trong nước và một lương nhỏ ammonia.

Khả năng của cây trồng đồng hoá đạm do tảo thải là môi trường kém hơn khả

năng đồng hoá đạm do sự thối rữa của chính cơ thể tảo tạo nên. Trên các cánh đồng có

tảo Lam phát triển, chất hữu cơ được tích luỹ nhiều trong đất, khả năng giữ nước trong

nước tăng lên 40% (Singh, 1950). Tảo làm cho muối độc, phèn ở các tầng dưới dâng

lên bề mặt chậm hơn.

Nhiều tác giả (De Singh, Watanabe, Venkataraman, Dutta, ...) đã chỉ ra rằng: ở

các cánh đồng lúa và đất nhiệt độ tảo Lam là yếu tố chủ yếu tạo nên sự cân bằng đạm

và sự mầu mỡ của đất đai. Tảo nâng cao hiệu quả của Azotobacter, kích thích sự phát

triển của các loài vi khuẩn Azotobacter, Clostridium. Như vậy tảo đã kích thích hệ vi

sinh vật cố định đạm.

* Tảo lam cố định nitơ:

Cho đến nay người ta biết tới 152 loài tảo lam (còn gọi là vi khuẩn lam) có khản

năng cố định đạm. Các loài này được xếp vào 4 nhóm chính sau đây:

- Tảo dạng sợi có tế bào dị hình, cố định N2 trong điều kiện có O2.

- Tảo đơn bào hoặc tập đoàn, cố định N2 trong điều kiện có O2.

- Tảo dạng sợi, không có tế bào dị hình, chỉ cố định N2 trong điều kiện thiếu O2.

- Tảo dạng sợi, không có tế bào dị hình, cố định N2 trong điều kiện có O2.

Các đại diện điển hình của tảo lam đơn bào cố định N2 là các chi Aphanothece,

Myxosarcina, Chroococcidiopisis, Pleurocapsa. Đại diện tảo lam dạng sợi, không có

teesbaof dị hình là các chi Oscillatoria, Pseudoanabaena, Lyngbya, Tricodesnmus...

Các chi tảo lam cố định nitơ có cấu trúc sợi kèm theo tế bào dị hình là Anabaena,

Gloeotrichia, Hapalosiohon, Mastigocladus, Nostoc, Scytonema, Stigonema,

Tolypothiris, Westiella, Westillopsis.

20

Trong số các vi sinh vật khử N2 thành NH4+ thì Cyanobacteria đóng vai trò chính

vì chúng cố định nitơ cả trong trạng thái sống tự do và sống cộng sinh. Đại diện điển

hình nhất của tảo lam cố định nitơ là các loại dạng sợi, chứa tế bào dị hình như

Anabaena và Nostoc. Các tế bào dị hình đặc thù cho quá trình cố định nitơ trong điều

kiện có oxy là nơi chứa enzyme Nitrogenase - enzyme xúc tác quá trình chuyển hóa N2

thành NH4+.

Có thể nói rằng gây ô nhiễm tảo lam cố định như N2 sống tự do hoặc cộng sinh

đóng vai trò rất to lớn trong việc bón phân cho đất, đặc biệt là bón phân cho lúa. Có

thể giảm thiểu lượng phân bón hóa học cho lúa tới 15% nếu dùng tảo lam cố định đạm.

Trong mùa phát triển thích hợp, tảo lam có thể cố định được 20-30 kg nitơ/ha. Mặt

khác nó còn tăng hàm lượng mùn cho đất có tác dụng cải tạo đất trồng. Ngoài ra chúng

còn tiết ra các chất kích thích sinh trưởng làm tăng sự sinh trưởng và năng suất cây

trồng. Hiện nay việc gây nhiễm tảo lam trên các cánh đồng lúa đang được ứng dụng

rộng rãi ở Trung Quốc, Mianma, Ấn Độ, Philipin, Thái Lan, Indonexia, Israel, Mỹ…

Ở Trung Quốc dùng Anabaena azotica và Nostoc sphaeroides trên 25.000ha, trong khi

Ấn Độ sử dụng Aulosira, Anabaena, Nostoc, Plectonema, Scytonema, Tolypothrix trên

2.000.000 ha canh tác. Hiện tại hãng Cyanotech giới thiệu một lại phân bón sinh học

gồm 8 loài vi tảo có hoạt lực cố định N2 100kg/ha trong 1 vụ. Ở Việt Nam cũng đã có

một số công trình phân lập các loài tảo lam từ ruộng lúa. Hiện đã biết 100 loài tảo lam

cố định đạm và đã có những công trình nghiên cứu bước đầu về khả năng nẩy mầm,

sinh trưởng và năng suất thu hoạch lúa, quá trình cải tạo đất trồng.

* Các yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng của tảo lam cố định nitơ

Hệ sinh thái ruộng lúa rất phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của tảo lam cố

định đạm (ánh sáng, nhiệt độ, nước, dinh dưỡng) nên ở đây mật độ tảo cao hơn những

vùng trồng cây khác. Thành công của việc nhân tảo lam trên các cánh đồng lúa phụ

thuộc rất nhiều yếu tố:

- Yếu tố vật lí: Nhiệt độ, ánh sáng, pH, gió, cấu tượng đất.

- Yếu tố sinh học: Vi khuẩn, nấm, siêu vi khuẩn gây bệnh cho tảo, các loài tảo tiết

chất ức chế sinh trưởng các động vật ăn tảo.

21

- Phương pháp canh tác: Thuỷ lợi, phân bón, khi bón nhiều phân nitơ và photpho

thường ức chế sinh trởng của tảo lam, thuốc bảo vệ thực vật cũng ảnh hưởng rất lớn

đến sự sinh trưởng và phát triển của tảo lam.

* Tảo lam cố định nitơ ở bèo hoa dâu

Bèo dâu là một loại dơng xỉ thuỷ sinh sống cộng sinh với tảo lam cố định nitơ là

Anabaena azolae. Sự cộng sinh giữa Azola- Anabaena là nguồn phân bón chứa nitơ .

Tuỳ theo vùng địa lí mà có một loài Azola tơg ứng. Các loài Azola thờng gặp A.

filicaloides, A. rubra, A. caroliniana, A. mexicana, A. microphylla, A. pinata và A.

nilotica. Tuy nhiên việc sử dụng béo dâu trên ruộng lúa là không đơn giản vì đòi hỏi

nhiều công lao động, thuỷ lợi, thời gian gieo trồng nên giá thành sẽ tăng cao hơn sử

dụng đạm urê tổng hợp.

Phân bón sinh học chứa nitơ thích hợp với các nước Châu Á, nơi có nhiều ruộng

lúa nước. Sử dụng phân bón sinh học sẽ giảm được phân bón hoá học - tác nhân gây ô

nhiễm môi trường.

2.4. Tảo xử lí nước thải

2.4.1. Nguồn nước thải

Nước thải từ hoạt động của con người bao gồm nước thải sinh hoạt, nông nghiệp

và công nghiệp.

Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải từ các hộ gia đình, bệnh viện, trường học,

khách sạn, kho tàng, sân bay, nhà hát, sân vận động, các cơ sở dịch vụ khác… Nước

thải nông nghiệp bắt nguồn từ hoạt động sản xuất động, thực vật và các sản phẩm có

nguồn gốc động, thực vật. Nguồn nước này bao gồm cả nước rửa trôi từ cánh đồng,

các khu đất canh tác khác nhau.

Nước thải công nghiệp có nguồn gốc khá đa dạng: từ công nghiệp sản xuất thực

phẩm cho người và thức ăn chăn nuôi, công nghiệp dược phẩm, công nghiệp may mặc,

nhuộm hấp, công nghiệp giấy, hóa dầu, chế tạo máy, công nghiệp ảnh, in ấn….

Tác nhân gây ô nhiễm nước thải rất đa dạng và ảnh hưởng của chúng tới môi

trường cũng với mức độ khác nhau.

2.4.2. Các giai đoạn của xử lý nước thải

22

Việc loại trừ các chất gây ô nhiễm ra khỏi nước thải để đem lại chất lượng nước

tốt phục vụ sinh hoạt, sản xuất và bảo vệ môi trường là mục tiêu cần đạt được trong xử

lí nước thải. Mức độ và yêu cầu chất lượng nước sau khi xử lí tuỳ thuộc vào mục đích

sử dụng sau khi xử lí: dùng vào thuỷ lợi, dùng vào sản xuất nông nghiệp, dùng vào

sinh hoạt, dùng vào bãi tắm… Để đạt được tiêu chuẩn đề ra sau khi xử lí thì cần có

những qui trình, thiết bị, diện tích, thời gian… Trong quá trình xử lý có nhiều công

đoạn và có sự kết hợp giữa vi sinh vật và tảo. Trong đó, vai trò của tảo (và thực vật nói

chung) là sử dụng các chất bẩn trong nớc để dinh dưỡng đồng thời cung cấp oxy đẩy

nhanh quá trình oxy hoá trong nước.

2. 4.3. Vai trò của tảo trong hồ ô xy hóa

Hồ ô xy hóa nước thải hoặc hồ ổn định là phương tiện làm sạch nước thải có hiệu

quả với giá thành thấp nhất. Dạng hồ này hoạt động rất tốt tại vùng có cường độ ánh

sáng cao và không băng giá. Người ta thống kê tới 10.000 hệ thống hồ này dùng cho

xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp ở Mỹ.

Điểm mấu chốt của hồ ô xy hóa nước thải là sự tham gia trực tiếp của tảo vào quá

trình thải ôxy quang hợp. Bản thân sinh khối tảo cũng là một sản phẩm có hàm lượng

protein cao.

Mục tiêu của việc xử lý nước thải trong hồ ô xy hóa là loại bỏ hoặc làm giảm

COD, BOD, các chất rắn lơ lửng, các chất dinh dưỡng chứa nitơ, P, vi khuẩn gây bệnh

và một số chất độc tiềm tàng.

Có hai kiểu hồ ô xy hóa nước thải với sự tham gia của tảo là hồ tùy nghi (FP) và

hồ tảo cao tốc (HRAT)

* Hồ tùy nghi:

Là hồ có chiều sâu từ 1,5 - 4m. Trong hồ xảy ra cả 2 quá trình lên men hiếu

khí và kị khí. Hiệu quả của quá trình phụ thuộc nhiều vào hoạt động của gió hoặc

khả năng tạo dòng chảy nhờ khuấy sục. Phản ứng sinh hóa cơ bản xảy ra ở đáy hồ -

vùng kỵ khí, là lên men methan và các loại axit bay hơi.

* Hồ tảo cao tốc:

Là dạng hồ nông (0,2 - 0,9m) và việc phân hủy xảy ra hoàn toàn trong điều kiện

hiếu khí. Quá trình sinh hóa chính xảy ra ở đây là hô hấp và quang hợp. Khi có mặt O 2

23

hòa tan, các chất thải hữu cơ được vi sinh vật ôxy hóa thành CO2, H2O, NO3-, NO2

-,

PO43-, … Tảo sẽ sử dụng các chất vô cơ của quá trình ô xy hóa này để tăng trưởng và

tái tạo O2 phục vụ cho hoạt động của vi khuẩn.

Có thể nói đây là sự hợp tác rất có hiệu quả giữa tảo và vi sinh vật trong hoạt

động của hồ ôxy hóa nước thải. Các nhà khoa học tính toán tỉ lệ vi khuẩn/tảo (W/W)

tối ưu cho hoạt động của hồ là từ 1/3 đến 1/4.

Vì nitơ chiếm 8 - 10% thành phần tế bào tảo nên việc hấp thụ nitơ dưới dạng

NO3-, NH4

+, NO2-, từ nước thải là cơ chế rất quan trọng để loại bỏ nguồn ô nhiễm này.

Vì phốt pho chỉ chiếm 1 - 2% trọng lượng khô tảo nên không thể loại bỏ hoàn toàn P

chỉ thông qua sinh trưởng của tảo. Tuy vậy, nếu ta dùng vôi hoặc sunphat nhôm để thu

hoạch tảo thì gần như toàn bộ P sẽ bị kết tủa và loại bỏ khỏi nước thải cùng với tế bào

tảo.

Trong hồ ô xy hóa nước thải quá trình nitrat hóa và phản nitrat hóa cũng như việc

bay hơi của NH3 là cơ chế quan trọng để loại bỏ các hợp chất nitơ vô cơ - sản phẩm

của quá trình ôxy hóa của vi sinh vật. Mức pH tăng cao trong hồ cũng là yếu tố quan

trọng gây kết tủa muối phốt phát canxi.

Một số vi sinh vật gây bệnh trong hồ ôxy hóa bị tiêu diệt do hai nguyên nhân

chính là thời gian nước thải lưu trong hồ tương đối dài và độ pH của nước hồ tăng do

tăng quang hợp của tảo.

Tất cả các điều nêu trên cho thấy vai trò rất quan trọng của tảo trong hồ ôxy hóa

nước thải. Vai trò này có thể tóm tắt như sau:

- Thông qua quang hợp, tảo thải ô xy cần thiết cho quá trình ôxy hóa các chất hữu

cơ bởi vi khuẩn. Hiệu quả của hệ thống liên quan chặt chẽ tới sự hợp tác hai chiều giữa

tảo và vi sinh vật hiện diện trong hồ.

- Trong quá trình tăng trưởng, tảo hấp thu NO3-, NH4

+, NO2-, CO2, PO4

3- - sản

phẩm hình thành từ quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ và quá trình nitrat hóa và phản

nitrat hóa của vi sinh vật. Các chất vô cơ trên là những tác nhân ô nhiễm và sẽ được

loại bỏ bởi tảo và một số thực vật thủy sinh khác có mặt trong hồ.

2.4.4. Thành phần loài của tảo trong hồ ô xy hóa nước thải

24

Trên thế giới có hơn 15000 loài tảo liên quan đến sự ô nhiễm. Tuy nhiên những

loài quan trọng trong kĩ thuậtxử lí thì tương đối ít (Palmer và Tarzwell, 1955) và chia

thành 4 nhóm chính là:

Tảo Lam, Nhóm tảo có tiêm mao (tảo mắt, tảo vàng ánh, tảo Giáp), Tảo Lục và

Tảo Silic.

Một số tảo quang hợp đặc trưng cho các hồ sử lí nước thải là:

- Tảo Lục: Volvoccales: Chlamydomonas, Chlorogonium, Pas- Cheriella,

Pandorina, Carteria.

- Chlorococcales, Chlorella, Golenkinia, Micractinium, Ankis – trodesmus,

Scenedesmus, Oocystis. Tetraedone.

- Tảo Mắt: Euglena, Phacus

- Tảo Silic: Nitzschia; Tảo Lam Oscillatoria, Anbaena ( Clare et al, 1961)

Dạng và đặc điểm của hồ xử lí nước thải có ảnh hưởng trực tiếp lên hiệu quả

của quá trình và tiềm năng sử dụng sinh khối tảo. Chẳng hạn các loài tảo dạng tập

đoàn hoặc dạng sợi (Microctinium, Oscillatoria, Spirulina) dễ thu hoạch hơn so với

Chlorella. Tảo lam và tảo có roi đôi khi tạo thành đám nổi trên bề mặt hồ và nếu

không bị rã ra do gió hoặc khuấy sục thì chúng sẽ bị phân hủy và tạo ra mùi khó chịu.

Tại các hệ thống xử lí nước thải bằng hồ ôxy hóa ở California, người ta đã xác

định sự hiện diện của các loài tảo sau đây: Chlamydomonas sp, Chlorella vulgaris,

Golekinia radiata,Stichococcus baclaris, Navicula sp, Scenedesmus spp, Euglena

spp,Ankistrodesmus falcatus.

Theo Ergranshev và Tajiev (1986), trong hệ thống hồ xử lí nước thải ở Trung Á,

các loài thuộc ngành tảo lục (Chlorophyta) luôn chiếm ưu thế về mật độ và thành phần

loài. Sau đó là các đại diện của tảo lam (Cyanophyta), tảo Silic (Baccillariophyta) và

tảo mắt (Euglennophyta)

Người ta ghi nhận một số yếu tố ngoại cảnh chính ảnh hưởng tới thành phần loài

tảo trong hệ thống xử lý nước thải như tải trọng các chất hữu cơ, thời tiết, khuấy sục và

động vật phù du ăn thực vật. Điển hình cho các loài chống chịu tải trọng các chất hữu

cơ cao là đại diện của 8 chi tảo sau: Euglena, Oscillatoria, Chlamydomonas,

Scenedesmus, Chlorella, Nitzchia, Navicula và Stigioclonium. Có một số loài điển

25

hình hay gặp trong hồ xử lí có tải trọng hữu cơ lớn là Euglena viridis, Nitzchia palea,

Oscillatoria limosa,scenedesmus quadricauda, Oscillatoria tenuis. Theo Azov và CS

(1980) thì các chi tảo Scenedesmus, Micractinium, Chlorella và Euglena là thường gặp

nhất trong hồ ô xy hóa nước thải.

2. 4.5. Tảo và việc xử lí kim loại nặng trong nước thải:

Một trong những nguyên nhân làm ô nhiễm môi trường nước là kim loại nặng

(KLN) từ nước thải công nghiệp không qua xử lí. Ảnh hưởng độc hại của KLN rất lớn,

ngay cả khi nồng độ thấp do độc tính cao và khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể

sống.

Nhiều nguồn nước thải từ công nghiệp sản xuất giấy, acqui, sơn, xăng dầu, chế

tạo máy, mỏ, mạ, thuộc gia, phim ảnh... chứa các kim loại nặng độc hại như Hg, Pd,

Cd, Cr, Ni, Zn, Cu, As…

Thông thường để loại bỏ kim loại nặng khỏi môi trường nước, người ta thường

dùng các phương pháp kết tủa hóa học, ôxy hóa khử, xử lí điện hóa, kĩ thuật màng,

trao đổi ion, bốc hơi… Các phương pháp này đòi hỏi chi phí đầu tư và vận hành cao và

tỏ ra kém hiệu quả khi xử lý nguồn thải có lưu lượng lớn nhưng nồng độ kim loại nạng

lại không cao lắm.

Trong trường hợp sử dụng các vật liệu sinh học để làm chất hấp phụ kim loại

nặng thì các ion kim loại nặng sẽ liên kết với các polyme sinh học như protein,

polysacarit, axit nucleic thông qua các nhóm gắn kết dạng cacboxyl, photphat,

sunphat,amin… Hiện tượng hấp phụ sinh học chính là cơ sở để phát triển một loại

công nghệ mới nhằm loại bỏ hoặc thu hồi kim loại nặng từ môi trường lỏng. Tảo chính

là một trong các vật liệu sinh học kiểu này. Nghiên cứu cho thấy các chất hấp phụ sinh

học khi được sử dụng để tách kim loại nặng có những ưu điểm chính sau đây:

- Có thể loại bỏ kim loại nặng với nồng độ thấp một cách chọn lọc,

- Hoạt động hiệu quả trong khoảng pH và nhiệt độ rộng,

- Do có ái lực thấp với Ca2+ và Mg2+ nên hệ thống vận hành tương đối ổn định,

- Đầu tư ban đầu và giá vận hành hệ thống thấp,

- Vật liệu để chế tạo chất hấp phụ sinh học đa dạng, dễ kiếm và tương đối rẻ.

26

Theo Wilde & Benemann (1993) một số chủng vi tảo đã qua chọn lọc có tiềm

năng rất lớn trong việc giảm ô nhiễm KLN trong nước thải công nghiệp. Việc phát

triển kĩ thuật cố định tế bào (Cellimmobilization) là bước đột phá quan trọng trong

công nghệ này.

Cũng cần nói thêm là cho đến nay trên thị trường thế giới đã xuất hiện hai chế

phẩm AlgaSorb và AMT - Bioclaim dùng để loại bỏ kim loại nặng từ nước thải.

AlgaSorb rất hiệu quả trong việc loại bỏ kim loại nặng với nồng độ thấp và ít bị ảnh

hưởng bởi Ca2+ và Mg2+, trong khi AMT - Bioclaim có khả năng loại tới 99% các kim

loại Pb, Cu, Zn, Cd từ dung dịch.

2.5. Tảo và nguồn năng lượng sạch:

Nguồn năng lượng mà chúng ta đang dùng chủ yếu từ các nhiên liệu mỏ không

tái sinh được như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên. Điều chắc chắn là dự trữ của các tài

nguyên này là có hạn nên việc tìm kiếm các nguồn năng lượng khác cần phải được xúc

tiến. Cũng cần nói thêm là việc đốt cháy nhiên liệu truyền thống làm tăng đáng kể

lượng CO2 trong sinh quyển và gây hậu quả xấu đến môi trường.

Một giải pháp hấp dẫn để thay thế nguồn dầu hỏa và than đá là sử dụng sinh khối

tạo ra thông qua quá trình quang hợp. Sinh khối này có khả năng tái tạo được và việc

sử dụng chúng làm nguồn nhiên liệu không gây ra hiệu ứng tăng CO2 của khí quyển.

Tất cả các loài tảo có thể nhóm vào 2 nhóm theo kích thước của chúng: vi tảo và

tảo kích thước lớn. Nhiều tảo biển có kích thước lớn như Laminaria, Porphyra,

Ascophyllum, Chondrus, Gelidium,Glaciraria, Sargassum đã được sử dụng làm thức

ăn hoặc chiết xuất các chất hóa học. Để sản xuất methan thay thế dầu lửa, người ta đã

tiến hành đề án sản xuất Macrocystis pyrifera - một loài tảo nâu có kích thước lớn.

Một số vi tảo lại được coi là nguồn sản xuất các nhiên liệu có năng lượng cao như

glyxerol, Lipit, izoprenoid, H2.

2. 5.1. Sản xuất methan từ sinh khối tảo:

Năng lượng mặt trời có thể được khai thác để sản xuất methan (CH4) thông qua

hoạt động phối hợp giữa tảo và vi khuẩn. Trong quá trình này, tảo được sản xuất đại

trà nhờ quang hợp. Sau đó sinh khối tảo được sử dụng để sản xuất methan thông qua

quá trình lên men kị khí. Một số loài vi tảo được sử dụng thử nghiệm thành công để

sản xuất methan như hỗn hợp Scenedesmus + Chlorella spp.; Scenedesmus spp. +

27

Chlorella spp. + Euglena spp. + Oscillatoria spp. + Synechocystis. sp, Hydroctyon

reticuratum + Cladopdora glomerata + Anabaena sp.. Sản phẩm chính của quá trình

lên men kị khí sinh khối tảo là methan và CO2 với tỉ lệ 70:30 tương ứng.

2.5.2. Sản xuất các nhiên liệu giàu năng lượng

* Sản xuất Ethanol và dầu lửa từ Glyxerol

Trong điều kiện nuôi trồng Dunaliella tối ưu, người ta có thể thu được 8gr

glyxerol/m2. Glyxerol cũng như một gluxit khác (đôi khi chiếm tới 75% trọng lượng

khô tảo) có thể là nguồn nguyên liệu để sản xuất rượu và dầu lửa. Ethanol đang được

dùng để thay thế xăng dầu ở Brazil trong khi ở một số vùng của Mỹ người ta bổ sung

ethanol vào xăng để tạo hỗn hợp gasohol. Quá trình lên men glyxerol nhờ vi khuẩn

Bacillus có thể đạt hiệu suất ethanol: axetat là 92:8.

* Sản xuất Hydrocarbon

Đa số các loài tảo sản xuất Hydrocarbon là vi tảo. Các isoprenoit với phân tử

lượng thấp (<16) có thể dùng trực tiếp làm nhiên liệu lỏng thông qua hoạt động của

chất xúc tác phù hợp. Tuy nhiên, loại hình công nghệ này mới đang ở giai đoạn

nghiên cứu và phát triển. Vi tảo Botryococcus baraunii là loài sản xuất

hydrocarbon điển hình với hiệu suất lớn tới 86% trọng lượng khô.

* Sản xuất Hydrogen (H2):

Sản xuất hydrogen được tiến hành thông qua hai cơ chế: sử dụng enzyme

nitrogenase của tảo lam hoặc enzyme hydrogenase có mặt trong đa số các loài tảo.

Hoạt tính của nitrogenase được phát hiện trong hơn 125 chủng tảo lam, ở cả dạng

có và không có tế bào dị hình.

Nitrogenase xúc tác phản ứng chuyển N2 sang amôn:

Nitrogenaza

N2 + 8 H+ + 8e à 2 NH3 + H2

Trong khi enzyme hydrogenase xúc tác phản ứng:

Hydrogenaza

2H+ + 2e à H2

28

Việc sản xuất H2 ngoài sáng được thực hiện ở nhiều loài tảo lục, tảo lam, tảo mắt

và tảo đỏ.

Tuy vậy, các nhiên liệu có nguồn gốc từ sinh khối tảo khó có thể thay thế hoàn

toàn xăng dầu hoặc khí tự nhiên. Nhưng cho dù chỉ dưới hạn ở mức bổ sung nguồn

nhiên liệu tự nhiên thì chúng vẫn có vai trò quan trọng trong việc hạn chế gây ô nhiễm

môi trường.

III. Những thành tựu ứng dụng vi tảo trong lĩnh vực di truyền

Các nhà khoa học đã thực hiện các thao tác di truyền trên tảo và đạt được nhiều

thành tựu đáng kể:

3.1. Nâng cao giá trị dinh dưỡng của sinh khối vi tảo nuôi trồng công nghiệp

Thông qua việc tạo dòng gen mã hóa tổng hợp protein giàu các axit amin không

thay thế hoặc khai thác các siêu chủng sản xuất vitamin, các sắc tố quý có thể nâng cao

giá trị dinh dưỡng của sinh khối vi tảo nuôi trồng công nghiệp. Bên cạnh đó nhiều

chủng vi khuẩn siêu sản axit amin và vitamin cũng đã được tạo ra nhờ đột biến.

3.2. Nâng cao năng suất sản phẩm thông qua loại bỏ hay thay đổi các gen điều

hòa.

Ví dụ: người ta đã thu được thể đột biến sản xuất carotenoit mà chủng hoang dã

không có khả năng này; đã tạo ra dòng gen kích thích tổng hợp astaxanthin và

cantaxanthin ở tảo lục Dunaliella salina.

Mức độ trao đổi chất được điều khiển bởi nhiều cơ chế điều hòa hoạt động ở mức

phiên mã, dịch mã hoặc chức năng enzyme. Bằng kỷ thuật đột biến ta có thể loại bỏ

hoặc thay đổi các cơ chế này. Ví dụ, chỉ cần thay đổi một chút cấu trúc enzyme cũng

có thể loại bỏ việc ức chế của sản phẩm cuối cùng. Công nghệ gen có thể nâng cao

năng suất sản phẩm bằng nhiều cách khác nhau như tăng số lượng gen quý được tạo

dòng, thay thế các tín hiệu biểu hiện gen tự nhiên bằng các tín hiệu mạnh hơn.

3.3. Hoàn thiện các đặc điểm sinh học và công nghệ của tế bào tảo trong nuôi

trồng công nghiệp.

Các đặc điểm sinh học của tế bào là tốc độ tăng trưởng, cấu trúc thành tế bào,

tính chống chịu nhiệt độ, pH, độ mặn, quang oxy hóa, quang ức chế, chống chịu địch

hại, bệnh…

29

Các đặc điểm công nghệ của chủng tảo nuôi trồng công nghiệp là khả năng tạo

bông, tốc độ kết lắng, không tạo bọt, không dính bể phản ứng… Khả năng tạo bông và

tốc độ kết lắng là hai đặc điểm quan trọng liên quan tới kỹ thuật thu hoạch sinh khối -

một công đoạn có chi phí cao trong sản xuất đại trà vi tảo.

3.4. Nghiên cứu đa dạng chủng, loài

Với sự phát triển của công nghệ sinh học một số kỹ thuật ADN đã cho phép đánh

giá ở mức độ phân tử sai khác giữa các cá thể trong quần thể, giữa các chủng, loài

trong hệ sinh thái. Các chỉ thị phân tử như đa dạng chiều dài phân đoạn cắt hạn chế

(RFLP). Đa dạng ADN được nhân bản ngẫu nhiên (RAPD), đa dạng chiều dài các

phân đoạn gen được nhân bản (AFLP), ADN vi vệ tinh, gen 16SrRNA … đã và đang

được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong việc đánh giá tính đa dạng sinh học. Các

chỉ thị phân tử này được chọn làm cơ sở cho việc lập bản đồ gen, phân lập các gen quý

hiếm cũng như chọn và cải tạo giống thông qua việc chọn cặp lai và đánh giá cây, con

lai.

Phát hiện và khai thác tính đa dạng các phân đoạn ADN là một trong những thành

công đáng kể của sinh học phân tử. Khi ADN được cắt bởi các enzyme cắt hạn chế

thành các phân đoạn khác nhau rồi lai với các mẫu lai đã được đánh dấu phóng xạ thì

ta có thể nhận biết những phân đoạn lai có kích cỡ khác nhau. Đây chính là kỹ thuật

RFLP - một kỹ thuật đã được dùng khá rộng rãi trong nghiên cứu di truyền. Tuy nhiên

tính phức tạp của kỹ thuật khi thao tác đi kèm với việc sử dụng rộng rãi đồng vị phóng

xạ là hạn chế lớn của phương pháp này.

Kỹ thuật PCR ra đời thực sự đã cách mạng hóa nhiều kỹ thuật sinh học phân tử.

Chính trên kỹ thuật PCR, các chỉ thị RAPDs và AFLP đã ra đời. Phương pháp RAPDs

có ưu thế là đơn giản về mặt kỹ thuật, nhanh chóng trong thao tác, chỉ cần lượng nhỏ

ADN và không sử dụng phóng xạ. Phương pháp này thích hợp cho chọn gióng thực

vật, nghiên cứu di truyền quần thể và nghiên cứu đa dạng sinh học. Cũng như RAPD,

kỹ thuật AFLP dựa trên nguyên tắc PCR nhưng đoạn mồi được thiết kế theo trình tự

của những đoạn ADN đã biết nên sản phẩm nhận được không phải ngẫu nhiên mà

mang tính xác định cao.

Có thể nêu ví dụ chứng tỏ tầm quan trọng của sinh học phân tử trong nghiên cứu

tính đa dạng của tảo độc chẳng hạn. Tính đa dạng giữa các loài tảo lam Cyanobacteria

30

liên quan đến hình thái, cố định nitơ, khả năng điều chỉnh tỉ trọng, thành phần sắc tố và

phương thức sinh sản. Đây là các chỉ thị sống còn để phân biệt chủng, loài. Người ta

có thể phân biệt được các chủng Cyanobacteria trong một quần thể tảo nở hoa thông

qua kỹ thuật kính hiển vi. Tuy nhiên phương pháp soi kính không cho chúng ta về tiềm

năng độc tố của một số chủng. Các loài Cyanobacteria có đặc điểm hình thái tương

đối khác biệt thì có thể phân loại chính xác được, nhưng chúng ta sẽ gặp nhiều khó

khăn hơn khi phải nhận biết toàn bộ các loài trong một mẫu thu từ hiện trường. Việc

nuôi trồng trong phòng thí nghiệm sẽ làm mất đi nhiều đặc điểm phân loại quý giá như

thói quen tạo khuẩn lạc, độ xoắn của sợi, hình thành không bào khí, hình thành

hormogonia và phân hóa tế bào dị hình. Thậm chí sinh tổng hợp toxin cũng bị thay đổi

đáng kể dưới tác động của điều kiện ngoại cảnh.

Cách đây không lâu người ta tiến hành người ta tiến hành những nghiên cứu phân

loại trên cơ sở sử dụng các đại phân tử đặc trưng như các axit béo của màng tế bào,

isozyme, protein ( đặc biệt những enzyme tham gia quá trình quang hợp) và plasmid

để phân biệt các chủng, loài Cyanobacteria. Tuy nhiên, các yếu tố nêu trên cũng thay

đổi phụ thuộc điều kiện môi trường giống như các đặc điểm hình thái.

Như vậy, rõ ràng việc phân tích genome trên cơ sở sử dụng các chỉ thị 16S rARN

oligonicleotide, RFLP, RAPDs hoặc AFLD sẽ có ưu thế rất lớn.

So sánh các phương pháp phân loại dựa trên đặc điểm hình thái thì phân tích ở

mức phân tử cho phép phân biệt các chủng nhanh và chính xác hơn nhiều. Trong số

các phương pháp này thì việc sử dụng nhân bản ADN tỏ ra có nhiều triển vọng hơn cả.

Hy vọng trong tương lai không xa, việc phân loại các sinh vật nói chung và tảo nói

riêng sẽ dần dần được tiêu chuẩn hóa trên cơ sở sử dụng những thành tựu mới nhất của

sinh học phân tử.

31

KẾT LUẬN

    1. Vi tảo có vai trò quan trọng trong đời sống và  sản xuất, nhiều loài tảo có ý nghĩa

đã nuôi trồng đại trà như: Chlorella, Spirulina, Scenedesmus, Dunaliella,

Porphyridium, Haematococcus và một số loài tảo nước mặn khác.

    2. Vi tảo có nhiều thành tựu ứng dụng trong đời sống và trong lĩnh vực di truyền

như:

    -  Sử dụng vi tảo trong dinh dưỡng cho người và động vật

    - Khai thác các hoạt chất từ tảo: Vitamin, Lipit, Sắc tố, Carbonhydrat, Chất chống

ôxy hóa…

    - Sử dụng làm phân bón sinh học

    - Tảo xử lý nước thải

    - Tạo ra nguồn năng lượng sạch

    - Nâng cao giá trị dinh dưỡng của sinh khối vi tảo nuôi trồng công nghiệp thông qua

việc tạo dòng gen mã  hóa tổng hợp protein giàu các axit amin không thay thế hoặc

khai thác các siêu chủng sản xuất vitamin, các sắc tố quý.

    - Nâng cao năng suất sản phẩm thông qua loại bỏ hay thay đổi các gen điều hòa.

- Nghiên cứu đa dạng chủng, loài… 

32

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đặng Đình Kim, Hoàng Phước Hiền (1999), Công nghệ sinh học vi tảo, NXB

nông nghiệp, Hà Nội

2. Phạm Thành Hổ (2005), Nhập môn công nghệ sinh học, NXB Giáo Dục

3. Nguyễn Như Hiền (2005), Công nghệ sinh học, tập một, NXB Giáo dục

4. Vũ Văn Vụ, Nguyễn Mộng Hùng (2005), Công nghệ sinh học, tập hai, NXB

Giáo dục

5. Võ Hành (2007), Tảo học, NXB khoa học kĩ thuật, Hà Nội

6. Vũ Văn Tuyên(2003), Đa dạng sinh học tảo trong thuỷ vực nội địa Việt Nam,

Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản II, NXB Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh

33