- SẢN XUẤT CHẤT BÉO TỪ VI TẢO CHLORELLA SP.. - Chất béo, Chlorella sp., diesel sinh học, vi tảo Keywords:. - Việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu tiềm năng cho quá trình tổng hợp biodiesel là rất cần thiết hiện nay và vi tảo Chlorella sp. - có thể sử dụng để tổng hợp biodiesel do có khả năng tích lũy nhiều chất béo. - Do đó, nghiên cứu này được tiến hành nhằm khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp. - Kết quả cho thấy rằng vi tảo Chlorella sp. - có thể đạt được nồng độ sinh khối 0,306 g/L với chất béo tích lũy lên đến 35,86% khi được nuôi cấy ở điều kiện cường độ chiếu sáng 1342 lux, nhiệt độ 25ºC, độ mặn của nước 0‰ và thời gian nuôi cấy là 8 ngày. - Thêm vào đó, thành phần acid béo của vi tảo Chlorella sp. - Qua nhiều khảo sát đánh giá cho thấy vi tảo là vi sinh vật tiềm năng để sản xuất chất béo nguyên liệu do chúng có khả năng quang hợp mạnh, phát triển nhanh kể cả trong những điều kiện khắc nghiệt mà các loại cây trồng không thể chịu được. - Vì thế, nghiên cứu này được thực hiện nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của các điều kiện nuôi cấy đến sự phát triển và khả năng tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp. - Nguồn vi tảo được sử dụng là Chlorella sp.. - được cung cấp bởi phòng thí nghiệm vi tảo – Khoa Thủy sản – Trường Đại học Cần Thơ. - Môi trường nuôi cấy vi tảo được chuẩn bị dựa trên môi trường. - 2.2 Nuôi cấy vi tảo. - Nguồn nước máy nuôi cấy vi tảo được tiến hành khử trùng bằng javel đậm đặc với nồng độ 1 mL/L trong 30 phút. - Sử dụng phương pháp khảo sát luân phiên từng biến để khảo sát sự ảnh hưởng của các điều kiện nuôi cấy đến khả năng tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp. - như cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, thời gian và độ mặn của nước dùng để nuôi cấy. - Sinh khối vi tảo ở mỗi thí nghiệm được thu hoạch bằng cách ly tâm và sấy khô ở nhiệt độ 50ºC trong 8 giờ rồi được tiến hành trích ly đánh giá hàm lượng chất béo. - Từ đó tìm ra được điều kiện tối ưu để nuôi cấy vi tảo Chlorella sp. - nhằm thu được nhiều chất béo và thành phần phù hợp cho quá trình tổng hợp biodiesel.. - Vi tảo giống. - Sinh khối Dầu vi tảo. - Chất béo. - Hình 1: Sơ đồ quy trình nuôi cấy vi tảo Chlorella sp 2.3 Phương pháp phân tích đánh giá. - 2.3.1 Xác định nồng độ sinh khối vi tảo Nồng độ sinh khối vi tảo Chlorella sp. - 5 mẫu sinh khối sau đó được sấy khô ở 50ºC để xác định khối lượng vi tảo khô trên một đơn vị thể tích.. - 2.3.2 Đánh giá hàm lượng chất béo. - Sinh khối vi tảo được thu hoạch bằng phương pháp ly tâm sau đó được sấy ở nhiệt độ thấp ~50. - Lượng chất béo (g/L. - Chất béo tích lũy. - 2.3.3 Phân tích thành phần chất béo. - 3.1 Ảnh hưởng của thời gian và cường độ chiếu sáng đến sự phát triển và tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp.. - Vi tảo Chlorella sp. - Kết quả cho thấy rằng cường độ chiếu sáng ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo Chlorella sp.. - Ở cường độ chiếu sáng quá cao (9840 lux) hay quá thấp (333 lux) không phải là điều kiện thuận lợi để vi tảo Chlorella sp. - Cheirsilp and Torpee, 2012) làm ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của vi tảo và cường độ chiếu sáng ở 333 lux không đủ cung cấp cho quá trình quang hợp của vi tảo. - Do đó, cường độ chiếu sáng phải đảm bảo cung cấp đủ cho vi tảo quang hợp nhưng không vượt quá mức độ ức chế quang học của vi tảo. - Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy rằng nồng độ vi tảo tăng nhanh theo thời gian và cao nhất vào ngày thứ 8. - Hình 2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian và cường độ chiếu sáng đến sự phát triển của vi tảo Chlorella sp.. - Sau 8 ngày nuôi cấy vi tảo Chlorella sp. - được thu hoạch và đánh giá khả năng tích lũy chất béo.. - Kết quả cho thấy rằng chất béo tích lũy đạt cao nhất khi vi tảo được nuôi cấy ở 730 lux (39,65%) và thấp nhất ở 9840 lux (20,96. - Tuy nhiên, nồng độ sinh khối vi tảo thu được khi nuôi cấy ở 1342 lux (0,306 g/L) cao hơn nhiều so với khi nuôi cấy ở 730 lux (0,262 g/L) (Bảng 1). - được nuôi cấy ở điều kiện đầy đủ ánh sáng thì vi tảo tập trung vào quá trình phân tách tế bào để tăng số lượng hơn là tích lũy chất béo (Scott, Davey et al., 2010. - Từ đó cho thấy cường độ chiếu sáng 1342 lux đảm bảo cho vi tảo Chlorella sp. - Bảng 1: Khả năng tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp. - sau 8 ngày nuôi cấy. - Lượng chất béo (g/L . - Ảnh hưởng của thời gian tiếp tục được xem xét khi vi tảo Chlorella sp. - được nuôi cấy ở điều kiện nhiệt độ 25ºC, cường độ chiếu sáng trung bình 1342 lux, bằng nước có độ mặt 0‰ trong khoảng thời gian từ 7-10 ngày. - Kết quả cho thấy rằng nồng độ sinh khối không thay đổi sau 8 ngày nuôi cấy hay nói cách khác vi tảo suy tàn sau ngày thứ 8 (Bảng 2). - Điều này có thể là do dinh dưỡng trong môi trường không còn đủ cung cấp cho sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo. - của vi tảo đạt cao nhất vào ngày nuôi cấy thứ và giảm dần ở các ngày nuôi cấy tiếp theo vì bắt đầu từ ngày thứ 9 là giai đoạn phát triển chậm do lượng dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy không còn đủ để cung cấp cho các quá trình sinh tổng hợp chất béo của vi tảo (Sharma 1998;. - Do đó, thời gian để thu hoạch vi tảo Chlorella sp. - cho nhiều chất béo nhất là ở ngày nuôi cấy thứ 8.. - Bảng 2: Khả năng tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp. - theo thời gian nuôi cấy. - Thời gian nuôi cấy (ngày) 7 8 9 10. - 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy đến sự phát triển và tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp.. - được nuôi cấy ở 2 điều kiện nhiệt độ phổ biến là 25ºC và 30ºC (vì khoảng nhiệt độ thích hợp để nuôi cấy vi tảo Chlorella sp. - Nồng độ sinh khối vi tảo được nuôi cấy ở nhiệt độ 30ºC tăng nhanh hơn so với vi tảo được nuôi cấy ở nhiệt độ 25ºC. - Điều này cho thấy nhiệt độ thích hợp để thu nhiều sinh khối vi tảo Chlorella sp. - là khoảng 30ºC vì đây là nhiệt độ phù hợp cho quá trình phân bào của vi tảo (Renaud, Thinh et al., 2002. - Ở nhiệt độ 30ºC thì nồng độ sinh khối vi tảo tăng nhanh hơn so với ở 25ºC, tuy nhiên khả năng tích lũy chất béo lại thấp hơn do có thể ở nhiệt độ 25 ºC thì quá trình sinh tổng hợp chất béo diễn ra tốt hơn so với ở nhiệt độ 30ºC (Renaud, Thinh et al., 2002. - Điều này chứng tỏ nhiệt độ 25ºC là nhiệt độ thích hợp để nuôi cấy vi tảo Chlorella sp. - vì cho lượng chất béo nhiều hơn (0,09 g/L).. - Bảng 3: Khả năng tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp. - Nồng độ sinh khối (g/L Chất béo tích lũy. - Lượng chất béo (g/L Ảnh hưởng của nước dùng để nuôi cấy đến sự phát triển và tích lũy chất béo của vi tảo Chlorella sp.. - Nồng độ sinh khối vi tảo được nuôi cấy với nước có độ mặn 25‰ tăng nhanh hơn so với được nuôi cấy với nước có độ mặn 0‰ vì khi được nuôi cấy ở môi trường có độ mặn 25‰. - thì hàm lượng muối trong môi trường cũng đóng vai trò như một thành phần dinh dưỡng giúp vi tảo phát triển tốt hơn (Takagi, Karseno et al., 2006;. - hạn chịu mặn khác nhau nên độ mặn của môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của vi tảo (Harwati, Willke et al., 2012). - Điều này cho thấy, nước có độ mặn 25‰ thích hợp để nuôi cấy vi tảo Chlorella sp. - Từ đó, có thể kết luận nước thích hợp để nuôi cấy vi tảo Chlorella sp. - cho nhiều chất béo là nước có độ mặn 0‰ vì hàm lượng muối trong môi trường có ảnh hưởng nhất định đến khả năng tích lũy chất béo của vi tảo (Takagi, Karseno et al., 2006;. - Bảng 4: Khả năng cung cấp chất béo của vi tảo Chlorella sp. - được nuôi cấy ở 2 loại nước khác nhau. - Lượng chất béo (g/L Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy đến thành phần chất béo vi tảo Chlorella sp. - Chất béo của vi tảo Chlorella sp. - Hàm lượng acid béo tự do chiếm khá cao đối với vi tảo Chlorella sp. - Bảng 5: Thành phần của chất béo vi tảo Chlorella sp.. - Ngoài ra thành phần các acid béo của chất béo từ vi tảo Chlorella sp. - Kết quả phân tích được trình bày trong Bảng 6 và cho thấy rằng khi vi tảo được nuôi ở những cường độ sáng khác nhau thì thành phần các acid béo của chất béo cũng thay đổi. - Ở cường độ chiếu sáng 7680 lux thì vi tảo Chlorella sp. - Nhìn chung, thành phần chất béo thu được từ vi tảo có khả năng sử dụng để tổng hợp biodiesel.. - Bảng 6 cũng trình bày ảnh hưởng của nhiệt độ đến thành phần acid béo của chất béo. - Khi được nuôi cấy ở 30ºC thì thành phần được tích lũy cao nhất là C khác với thành phần chất béo thu được khi vi tảo được nuôi cấy ở nhiệt độ 25ºC chủ yếu là C16:0, và C18:2. - Ngoài ra, môi trường nước nuôi cấy cũng ảnh hưởng rất lớn đến thành phần acid béo của chất béo từ vi tảo Chlorella sp.. - Cụ thể, khi vi tảo Chlorella sp. - được nuôi cấy ở môi trường nước có độ mặn 25‰ thì hầu như vi tảo tích lũy chất béo có thành phần acid béo chủ yếu là C17:0 và C17:1. - Do đó, tùy vào thành phần chất béo mong muốn mà chúng ta có điều kiện nuôi cấy phù hợp.. - Bảng 6: Thành phần acid béo của chất béo vi tảo Chlorella sp. - được nuôi cấy ở những điều kiện khác nhau. - Nghiên cứu cho thấy rằng vi tảo Chlorella sp.. - phát triển nhanh và khả năng tích lũy chất béo cao khi được nuôi cấy ở cường độ chiếu sáng 1342 lux, nhiệt độ 25 ºC, khoảng thời gian 8 ngày trong môi trường nước có độ mặn 0‰. - Đồng thời, thành phần acid béo của chất béo từ vi tảo Chlorella sp. - Đây là loại chất béo chủ yếu để tổng hợp biodiesel. - Với thành phần acid béo tự do chiếm hơn 54%, các phương pháp như xúc tác hai giai đoạn, tới hạn hay cận tới hạn đều có thể sử dụng để tổng hợp biodiesel từ vi tảo. - Do đó, qua nghiên cứu này cho thấy vi tảo có tiềm năng rất lớn để làm nguồn nguyên liệu tổng hợp biodiesel.. - Chlorococcum sp."