Những tiến bộ trong sản xuất các sản phẩm vi tảo giá trị cao

Những tiến bộ gần đây trong sản xuất các sản phẩm vi tảo có giá trị cao mở ra cơ hội phát triển ngành công nghiệp sản xuất sinh khối vi tảo hấp dẫn và bền vững.

nuôi cấy vi tảo
Hệ thống nuôi cấy tảo trong điều kiện phòng lab.

Sự gia tăng các chất thải trong nuôi trồng thủy sản và các tác động xấu đến môi trường của chúng đã dẫn đến ngày càng có nhiều sự quan tâm đến việc áp dụng các phương pháp xử lý nước thải hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí hơn như những giải pháp thay thế cho các quy trình thông thường. Xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản bằng vi tảo có tiềm năng lớn do hiệu quả loại bỏ chất dinh dưỡng cao và chi phí thấp. Quan trọng nhất, sinh khối vi tảo có thể được sử dụng trực tiếp hoặc chuyển đổi thành thức ăn nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, sự phát triển của vi tảo trong điều kiện hạn chế ánh sáng và chi phí thu hoạch cao vẫn là những thách thức đối với việc áp dụng thành công. 

Biện pháp nâng cao hiệu quả sản xuất của vi tảo cũng đòi hỏi năng suất cao hơn phụ thuộc nhiều vào phương thức canh tác. Có ba hình thức cơ bản: quang dưỡng, dị dưỡng và quang dị dưỡng. Hình thức quang dưỡng giới hạn ở sự sẵn có của ánh sáng trong quá trình nuôi cấy do đó việc thiếu ánh sáng sẽ dẫn đến năng suất và sinh khối thấp. Canh tác dị dưỡng sử dụng cacbon hữu cơ, vừa là nguồn cacbon vừa là nguồn năng lượng duy nhất mà không dựa vào ánh sáng mặt trời. So với hai hình thức trên, quang dị dưỡng có nhiều hứa hẹn hơn trong việc cải thiện tăng trưởng vi tảo, sinh khối và các sản phẩm sinh học liên quan (đặc biệt là các carotenoid) được ghi nhận nhiều ở Haematococcus sp, Chlorella sp, … cung cấp năng suất tốt hơn gấp 2-5 lần bằng cách tăng cường khả năng sử dụng hai nguồn năng lượng (ánh sáng và cacbon hữu cơ), làm giảm sự phụ thuộc của vi tảo vào một nguồn carbon, do đó đạt được sự tăng trưởng tốt hơn ngay cả trong những trường hợp thiếu ánh sáng. Đánh giá này sẽ cung cấp và cập nhật thông tin ngắn gọn liên quan đến sự phát triển quy trình sinh học quang dị dưỡng và tiềm năng cho các sản phẩm tảo giá trị cao.


Nuôi cấy vi tảo.

Trong vi tảo các sản phẩm có giá trị cao như astaxanthin, β-caroten và lutein là những carotenoid chính cấu tạo nên bộ máy quang hợp. Haematococcus pluvialis là vi tảo tạo ra astaxanthin thương mại chất lượng tốt nhất. Gần đây, một số nguồn carbon hữu cơ đã được kiểm tra để đề xuất sử dụng trong mô hình nuôi quang dị dưỡng nhằm mục đích tăng khả năng phát triển ở H. pluvialis chẳng hạn như natri gluconate, ribose, melatonin, natri axetat, natri malonat, v.v. Những nguồn này đem lại kết quả khá khả quan, sinh khối tăng gấp 1,3 -2 lần. Trong số đó, gluconate thể hiện tiềm năng cao hơn. Mặt khác, việc sử dụng ribose cũng có triển vọng ở điều kiện ánh sáng cao trong quá trình phân chia tế bào, tăng cường số lượng tế bào cho thấy khả năng quang hợp tương tự như tế bào quang dưỡng. Kết quả chỉ ra rằng các cacbon hữu cơ khác nhau có thể thỏa mãn nhu cầu carbon và năng lượng của tế bào. Hơn nữa, việc bổ sung các nguồn hữu cơ này giúp hỗ trợ tăng trưởng và tăng sinh khối nhanh hơn thông qua quang hợp thông thường. 

Bên cạnh astaxanthin, lutein cũng được coi là sản phẩm có giá trị cao. Carotenoid lutein chủ yếu được tìm thấy trong hầu hết các loại trái cây và rau quả. Chi phí cho 1.000 mg của lutein từ vi tảo ước tính là 2,5 đô la Mỹ. Các nghiên cứu khác cũng cho thấy rằng việc bổ sung carbon từ một nguồn không có hiệu quả đối với việc sản xuất astaxanthin và lutein nhưng sự tương tác giữa carbon hữu cơ với ánh sáng tối ưu là rất quan trọng để cải thiện sự tích lũy chất dinh dưỡng. Một nghiên cứu cho thấy bổ sung acetate và malonate đã cải thiện gấp 3-5 lần hàm lượng carotenoid trong H. pluvialis trong điều kiện quang dị dưỡng. Bên cạnh đó, hàm lượng carotenoid trong Desmodesmus subspicatus được nâng cao từ 3- 3,7 lần đồng thời năng suất lipid cũng tăng 2,0 -2,5 lần bằng việc bổ sung 0,2g/l urea (Eze et al., 2020). Những phát hiện này dẫn dắt các nhà nghiên cứu tìm ra phương hướng để có thể tối ưu hóa điều kiện ánh sáng và chuyển hóa carbon để sản xuất sinh khối tảo tốt hơn. 

Một số chủng vi tảo tiềm năng như Chlorella sp., Neochloris sp., Duneliella sp., Botryococcus sp. và Scenedesmus sp. đã và đang được thử nghiệm. Tuy nhiên, carbon hữu cơ trong điều kiện quang dị dưỡng này làm gia tăng sự phát triển của các loài vi sinh vật khác như vi khuẩn, nấm, nấm men, động vật nguyên sinh, v.v. do giàu chất hữu cơ trong môi trường nuôi đồng thời xảy ra quá trình phân hủy tảo. Cần tiến hành thêm nghiên cứu để xác định các kỹ thuật giảm thiểu các chất gây ô nhiễm dưới điều kiện quang dị dưỡng ví dụ như thay đổi các chỉ tiêu: pH, chất dinh dưỡng, nồng độ oxy,…

Nhìn chung, sinh khối vi tảo đã trở thành một nguồn nguyên liệu hấp dẫn và bền vững để sản xuất tái tạo các chất hóa sinh và nhiên liệu sinh học khác nhau. Những ưu điểm của hình thức nuôi cấy kết hợp quang dị dưỡng nâng cao sinh khối, khả năng tái sử dụng carbon, hiệu suất chuyển đổi tăng và sản xuất các sản phẩm giá trị cao đã được thảo luận. Tiềm năng của phương thức kết hợp này đang được các nhà nghiên cứu khám phá để tối đa hóa tuy nhiên đây vẫn là một thách thức trong ứng dụng công nghiệp nó đòi hỏi sự phát triển hơn nữa để đạt đến giai đoạn thương mại hóa. 

Đăng ngày 01/02/2021
Uyên Đào
Nuôi trồng

FLOCponics: Sự tích hợp hoàn hảo của công nghệ biofloc và cây thủy canh

FLOCponics là một loại Aquaponics thay thế tích hợp công nghệ biofloc (BFT) với sản xuất cây trồng không sử dụng đất.

flocponics
• 15:51 07/03/2022

Mô hình nuôi ba ba lãi 300 triệu đồng/năm

Mô hình nuôi ba ba của ông Lương Thành Kỷ, ở thị trấn Búng Tàu, huyện Phụng Hiệp. Qua 14 năm phát triển, đến nay đàn ba ba sinh sản của ông Kỷ đã phát triển hơn 1.500 con, mỗi năm xuất bán ra thị trường từ 8.000-10.000 con giống, trừ hết các khoản chi phí, lợi nhuận gần 300 triệu đồng/năm.

Ba ba.
• 09:38 14/06/2021

Kinh tế ổn định nhờ nuôi ba ba sinh sản

Hơn 20 năm nuôi ba ba sinh sản, anh Nguyễn Đức Lợi, ấp Phước Thọ B, xã Mỹ Phước, huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng có cuộc sống khấm khá. Gắn bó lâu năm với con ba ba một phần cũng vì sự yêu thích loài vật này, ba ba lại dễ nuôi, nhẹ công chăm sóc, thị trường tiêu thụ tốt, đem lại nguồn thu nhập ổn định cho gia đình anh.

• 15:40 03/03/2021

Thu trăm triệu đồng mỗi năm từ nuôi ba ba

Nuôi ba ba gai là một công việc đòi hỏi phải có nguồn vốn lớn và kỹ thuật cao. Nhưng bằng ý chí, nghị lực, sự đam mê tận tụy với công việc cùng với áp dụng các kiến thức khoa học kỹ thuật mà ông Phạm Tất Đạt ở xã Yên Bình, thành phố Tam Điệp đã thành công, vươn lên trở thành triệu phú.

kỹ thuật sản xuất giống baba
• 10:00 30/05/2017

Tháo gỡ 'nút thắt' trong cấp phép nuôi biển tại Quảng Ninh

Quảng Ninh nổi bật với hơn 45.100 ha vùng biển quy hoạch cho nuôi trồng thủy sản, mở ra tiềm năng lớn cho ngành nuôi biển. Tuy nhiên, thủ tục hành chính rườm rà, thiếu hướng dẫn cụ thể và nhận thức hạn chế của ngư dân đang kìm hãm sự phát triển. Bài viết phân tích những khó khăn, giải pháp thực tiễn tại Quảng Ninh và định hướng thúc đẩy nuôi trồng thủy sản bền vững, hướng tới xuất khẩu.

Nuôi biển
• 10:32 13/06/2025

Bão giá thức ăn, con giống năm 2025: Lời giải cho bài toán lợi nhuận

Năm 2025 đang đến gần, đặt ra cho ngành tôm Việt Nam một bài toán kinh tế nan giải: làm thế nào để tồn tại và phát triển khi các chi phí đầu vào cốt lõi là thức ăn và con giống được dự báo sẽ tiếp tục ở mức cao? Trong bối cảnh này, quản lý chi phí không còn là một lựa chọn, mà đã trở thành yếu tố sống còn, quyết định sự thành bại của mỗi vụ nuôi.

Tôm thẻ chân trắng
• 11:47 12/06/2025

Nuôi trồng kết hợp đa bậc dinh dưỡng (IMTA): Giải pháp bền vững cho ngành thủy sản

Trong bối cảnh ngành thủy sản toàn cầu đang đối diện với các thách thức nghiêm trọng như ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, dịch bệnh thủy sản và áp lực cạnh tranh gia tăng, nhu cầu chuyển đổi sang các mô hình sản xuất bền vững ngày càng trở nên cấp thiết.

Nuôi trồng thủy sản
• 10:59 12/06/2025

Cà Mau quyết liệt bảo vệ nguồn lợi thủy sản, xử lý nghiêm vi phạm

Ngày 9‑6‑2025, Chủ tịch UBND tỉnh Cà Mau đã phát đi chỉ đạo khẩn cấp và toàn diện về tăng cường quản lý, bảo vệ nguồn lợi thủy sản trên địa bàn. Động thái này được đưa ra dù thời gian qua, qua nỗ lực của chính quyền và cộng đồng, nguồn lợi thủy sản đã có sự phục hồi rõ rệt, mang lại thu nhập cao hơn cho ngư dân. Tuy nhiên, tình trạng khai thác cá non, cá bố mẹ khi chưa đến thời gian sinh sản vẫn tiếp diễn, gây lo ngại về tác động lâu dài đến hệ sinh thái cũng như hiệu quả tái tạo nguồn lợi.

• 13:43 10/06/2025

Nước mưa ảnh hưởng đến hồ cá cảnh như thế nào?

Hồ cá cảnh là một hệ sinh thái thu nhỏ, nơi các yếu tố môi trường cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo sức khỏe và sự phát triển ổn định của cá, cây thủy sinh và vi sinh vật. Một trong những yếu tố môi trường thường bị bỏ qua nhưng lại có ảnh hưởng rất lớn đến hồ cá chính là nước mưa. Mặc dù nước mưa là một nguồn nước tự nhiên, nhưng nó có thể mang lại cả lợi ích lẫn tác hại nếu không được quản lý đúng cách. Bài viết sau sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của nước mưa đến hồ cá cảnh, đặc biệt là những hồ đặt ngoài trời.

Hồ cá
• 04:30 16/06/2025

Khuyến khích thay thế thịt đỏ bằng cá trong khẩu phần ăn

Trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến sức khỏe và lối sống lành mạnh, xu hướng điều chỉnh khẩu phần ăn theo hướng giảm thịt đỏ và tăng tiêu thụ cá đang ngày càng phổ biến. Không chỉ là sự thay đổi mang tính cá nhân, mà đây còn là một hướng đi được nhiều chuyên gia dinh dưỡng và tổ chức y tế toàn cầu khuyến khích nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng và giảm áp lực lên môi trường.

Ăn cá
• 04:30 16/06/2025

Gỡ khó cho thủy sản khai thác: Bà Rịa – Vũng Tàu vào cuộc quyết liệt

Trong bối cảnh Bà Rịa – Vũng Tàu là một trong những điểm nóng về xuất khẩu thủy sản khai thác, đặc biệt là cá mối xuất đi EU, doanh nghiệp vẫn gặp rào cản lớn do quy định nghiêm ngặt về nguồn gốc khai thác (IUU).

Tàu cá
• 04:30 16/06/2025

Báo cáo xu hướng môi trường và sức khỏe tôm

Theo báo cáo định kỳ từ Farmext LAB (Từ ngày 08/06 – 13/06/2025) mang đến những tín hiệu tích cực khi tình hình dịch bệnh đã được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, các chỉ số về vi khuẩn trong gan và ruột tôm vẫn ở mức báo động, đòi hỏi sự quan tâm đặc biệt từ người nuôi.

Nuôi trồng thủy sản
• 04:30 16/06/2025

Đà Nẵng: Người nuôi mất trắng sau một đêm

Đợt mưa lũ trái mùa từ ngày 11 đến 13 tháng 6 năm 2025, do ảnh hưởng của cơn bão số 1 (WUTIP), đã gây ra những thiệt hại nặng nề cho người dân các tỉnh miền Trung, đặc biệt là các hộ nuôi trồng thủy sản tại Đà Nẵng. Lũ lên nhanh và bất ngờ trong đêm đã khiến nhiều gia đình mất trắng tài sản, với ước tính thiệt hại lên đến hàng tỷ đồng.

Bão
• 04:30 16/06/2025
Some text some message..