Quy trình nuôi cấy cố định vi tảo biển làm thức ăn cho thủy hải sản

Vi tảo biển là nguồn thức ăn tươi sống đặc biệt quan trọng, giàu dinh dưỡng cho nhiều loài thủy hải sản (nhuyễn thể hai mảnh vỏ, các giai đoạn ấu trùng của hầu hết các loài tôm, cá biển và cho các động vật phù du…). Nannochloropsis oculata là loài vi tảo biển cực kỳ quan trọng trong ngành nuôi trồng thủy sản biển đặc biệt nhờ có nhiều giá trị dinh dưỡng bao gồm axit eicosapentaenoic (EPA), hàm lượng lipid cao, và một số sắc tố tự nhiên. Nannochlocropsis oculata cũng được dùng để sản xuất giống cá biển và nhuyễn thể ngày càng nhiều, do kích thước nhỏ và giá trị dinh dưỡng cao.

 

Phương thức nuôi trồng N. oculata phổ biến nhất trong các trại cá biển và các trại sản xuất giống các loài giáp xác đó là nuôi giống trong các phòng thí nghiệm qua một loạt các bước từ nuôi trên thạch cho đến nuôi dịch treo trong bình, sau đó nuôi trồng quy mô lớn sẽ được thực hiện ngoài trời. Tuy nhiên, có nhiều hạn chế và thách thức trong sản xuất quy mô lớn của Nannochloropsis oculata ở giai đoạn đầu (giai đoạn phòng thí nghiệm) do yêu cầu của kỹ thuật nuôi cấy cụ thể và thường liên quan đến chi phí sản xuất cao. Năng suất sinh khối trong các hệ thống mở tương đối thấp do sự khác biệt trong việc phân phối ánh sáng và carbon dioxide một cách hiệu quả do tỷ lệ bề mặt trên tổng thể tích dịch nuôi thấp. Mặt khác, quá trình nuôi không ổn định, rủi ro do bị nhiễm bẩn và tàn lụi đột ngột. Vì thế mà kỹ thuật nuôi vi tảo bằng phương pháp truyền thống phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu có nhược điểm là quy trình nuôi và chất lượng tảo chưa ổn định, tốn nhân công lao động, làm ảnh hưởng lớn quy mô cơ sở sản xuất giống, chất lượng và giá thành con giống.

 

 

 

Công nghệ nuôi cấy vi tảo hai lớp màng là giải pháp phù hợp để giải quyết bài toán nuôi cấy cố định vi tảo biển làm thức ăn cho thủy hải sản. Đây là công nghệ nuôi mới ứng dụng mô hình nuôi cấy tế bào tảo cố định, cho phép đơn giản hóa quy trình sản xuất, khắc phục những nhược điểm của mô hình nuôi cấy dịch treo tảo, lại có ưu điểm là tiết kiệm nước và năng lượng tốt hơn, đồng thời việc thu hoạch cũng rất dễ dàng, ít tốn kém.

 

Hiện nay, Sàn Giao dịch Công nghệ Techport.vn (thuộc Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ – Sở KH&CN TP.HCM) đang tiếp tục đồng hành cùng nhà cung ứng trong hoạt động hỗ trợ kết nối, tư vấn chuyển giao công nghệ, thiết bị cho doanh nghiệp, tổ chức hoặc cá nhân có nhu cầu.

 

 

Vi tảo đã được tạo dòng đơn bào hoặc axenic, được định danh bằng hình thái và phân tử sẽ được đưa vào đánh giá khả năng sinh học.

 

Các chủng thuần được giữ trong bình tam giác 100ml chứa 50ml môi trường, cấy chuyền cách 3 - 4 tuần, 25oC, chiếu đèn huỳnh quang 12 giờ/ngày.

 

 

Giống gốc được chuyển sang nhân sinh khối cấp 1 bằng cách nuôi tĩnh trong môi trường phù hợp tùy chủng tảo trong bình tam giác 500mL, đến mật độ 0,5x106 tế bào/mL được cấy chuyển sang bình 1,5 lít.

 

Hàng ngày bổ sung môi trường mới đến khi đạt thể tích 1 lít.

 

 

Dụng cụ nuôi vi tảo trong túi PE, được đỡ bằng lồng thép (được làm bằng lưới thép mạ kẽm kích thước lỗ lưới 2x2cm2, làm khung chứa và di chuyển túi PE). Túi chịu nhiệt PE có thể tích tối đa 10 lít, miệng túi được hàn kín và 1 bên có gắn ống falcon đã được cắt bỏ phần đáy nhằm hỗ trợ quá trình cấy giống, đồng thời là nơi lắp đặt đầu sục khí.

 

Chủng tảo thí nghiệm được cho vào túi nuôi PE chứa sẵn 4 lít dinh dưỡng với mật độ ban đầu là 105 tế bào tảo.ml-1, nhiệt độ khoảng 23°C, có sử dụng đèn huỳnh quang.

 

 

Buồng nuôi tảo, trước khi nuôi được được vệ sinh bằng cách cho Javel và nước sạch chạy liên tục trong nhiều giờ. Cọ quét tảo lên giàn phải được ngâm trong cồn 70º, rửa sạch và hấp vô trùng trước khi sử dụng. Con lăn dùng để trải 2 lớp màng cũng được ngâm trong cồn 70º, rửa sạch bằng nước cất trước khi sử dụng.

 

Lớp nguồn (tấm sợi thủy tinh) được cắt vừa với kích thước của chamber, ngâm ngập nước và trải lên giàn, đè lên hệ thống ống nhỏ giọt, xịt cồn 70º và dùng con lăn để làm phẳng lớp nguồn.

 

Lớp cơ chất được cắt theo kích thước 10 cm x 10 cm, vẽ ô và đánh số thứ tự các ô. Sau đó cuộn giấy vào ống nhựa, ngâm ngập nước và hấp khử trùng trước khi trải lên giàn. Trải lớp chất nền sau khi xử lý được trải lên trên lớp nguồn, xịt cồn 70º và dùng con lăn để làm phẳng lớp chất nền, không để nhăn, gấp hoặc có bóng khí.

 

Cho hệ thống chạy có đầy đủ dinh dưỡng 30 phút trước khi cố định tảo lên giàn để môi trường dinh dưỡng làm ướt các lớp màng trước khi tiếp nhận mẫu tế bào tảo. Tắt hệ thống dẫn 5 phút trước khi quét tảo. Sử dụng cọ (đã hấp vô trùng) để cố định tảo các lớp chất nền rời rạc. Sau đó mở lại hệ thống bơm môi trường. Thay môi trường mỗi 5 ngày nuôi để tránh cạn kiệt, ảnh hưởng đến sức sinh trưởng của tảo.

 

 

Tảo được nuôi trong 18 ngày bằng 10 lít môi trường f/2 có độ mặn phù hợp cho 1 chamber. Sinh khối vi tảo được thu hoạch để làm thức ăn nuôi thủy hải sản.

 

Công nghệ được chuyển giao theo hình thức trọn gói, thời gian và kinh phí tùy thuộc vào quy mô đầu tư, nhu cầu của khách hàng. Ước tính thời gian chuyển giao công nghệ hoàn tất sau 12 tháng, đảm bảo điều kiện để doanh nghiệp tiếp nhận công nghệ và vận hành vào sản xuất ổn định.

 

Bên cung ứng sẽ tiến hành tư vấn và thiết kế hệ thống theo đặc thù quy mô của doanh nghiệp, tư vấn chọn lọc chủng vi tảo thích hợp, đào tạo nhân viên kỹ thuật vận hành hệ thống, hỗ trợ công tác thu hoạch, phân tích sản phẩm sinh khối vi tảo, bảo quản vi tảo và chế biến sản phẩm phù hợp mục đích sử dụng.

 

Công nghệ nuôi cấy vi tảo hai lớp màng ứng dụng mô hình nuôi cấy tế bào tảo cố định (twin–layer porous substrate photobioreactor – TPSPB, do GS. Michael Melkonian ở Đại học Cologne (Đức) phát minh), được PGS.TS. Trần Hoàng Dũng (Viện trưởng Viện nghiên cứu ứng dụng và chuyển giao công nghệ - IRT, Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM) và cộng sự ở Đại học Nguyễn Tất Thành nghiên cứu cải tiến phù hợp với điều kiện, hoàn cảnh của Việt Nam. Công nghệ nuôi mới này cho phép đơn giản hóa quy trình sản xuất, khắc phục những nhược điểm của mô hình nuôi cấy dịch treo tảo, lại có ưu điểm là tiết kiệm nước và năng lượng tốt hơn, đồng thời việc thu hoạch cũng rất dễ dàng, ít tốn kém.

 

Các thiết bị, máy móc sử dụng trong hợp đồng chuyển giao công nghệ khá đơn giản, không phức tạp, gồm có: (1) buồng nuôi (chamber) bằng mica 5mm trong suốt; (2) hệ thống cung cấp, dẫn truyền môi trường dinh dưỡng; (3) hệ thống bơm và dẫn khí; (4) hệ thống khung thép (giá đỡ); (5) hệ thống đèn chiếu sáng bật tắt tự động (đèn Natri cao áp 250-400W, đèn huỳnh quang, đèn LED); (6) hai lớp màng (cố định vi tảo và cung cấp dưỡng chất). Một module quang sinh học nhỏ có diện tích 1,2m2, gồm 6 buồng nuôi, dễ dàng kết nối và mở rộng quy mô sản xuất.

 

Tỷ lệ nuôi sống tảo bằng công nghệ nuôi cấy vi tảo hai lớp màng đạt 90% trở lên, có thể nuôi sống hầu hết các loại tảo hiện có.

 

Viện nghiên cứu ứng dụng và chuyển giao công nghệ - IRT, Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM

Địa chỉ: 140 Lê Trọng Tấn, Phường Tây Thạnh, Quận Tân Phú, TP.HCM

Điện thoại: 0772 999 537

E-mail: tranhoangdung1975@gmail.com

 

Địa chỉ: 79 Trương Định, P. Bến Thành, Q.1, TP.HCM

Điện thoại: (028) 3822 1635 - Fax: (028) 3829 1957

Email: pgdcn@cesti.gov.vn