NUÔI CẤY Haematococcus pluvialis GIAI ĐOẠN SINH DƯỠNG KIỂU BÁN LIÊN TỤC TRONG HỆ THỐNG PSBR PHƯƠNG NGHIÊNG

Trần Bảo Xuyên, Nguyễn Thị Thanh Tuyền, Đỗ Thành Trí

Tóm tắt


Bên cạnh việc nuôi kiểu huyền phù để tăng sinh vi tảo Haematococcus pluvialis giai đoạn sinh dưỡng để làm nguồn giống cho các giai đoạn và quy mô nuôi kế tiếp, việc nuôi kiểu cố định trong hệ thống PSBR phương nghiêng đã được phát triển trong thời gian gần đây. Trong nghiên cứu này, lần đầu tiên vi tảo H. pluvialis được nuôi kiểu bán liên tục trong các hệ thống PSBR kích thước 0,05 m2 × 3 để tăng sinh khối giai đoạn sinh dưỡng, cung cấp nguồn tảo cho các hệ thống PSBR lớn hơn. Việc thay mới môi trường dinh dưỡng với tỉ lệ 30% (tương đương 1,5 L) mỗi ngày cho thấy sinh khối có thể đạt tới 76 g.m-2 sau 20 ngày nuôi tảo cố định bán liên tục. Tần suất thu hoạch cách nhau 10 ngày và tỉ lệ thu sinh khối tảo 90% mỗi lần thu hoạch cho hiệu quả cao nhất. Tổng lượng sinh khối tảo đang ở giai đoạn sinh dưỡng thu hoạch được là 104 g.m-2.

 


Từ khóa


astaxanthin; chlorophyll; bán liên tục; H. Pluvialis; PSBR; pha xanh

Toàn văn:

PDF

Trích dẫn


Do, T.-T., Ong, B.-N., Le, T.-L., Nguyen, T.-C., Tran-Thi, B.-H., Bui, T. T. H., Melkonian, M., & Tran, H.-D. (2021). Growth of Haematococcus pluvialis on a Small-Scale Angled Porous Substrate Photobioreactor for Green Stage Biomass. Applied Sciences, 11(4), Article 1788. https://doi.org/10.3390/app11041788

Do, T.-T., Tran-Thi, B.-H., Ong, B.-N., Le, T.-L., Nguyen, T.-C., Quan, Q.-D., Le, T.-C., Tran, D.-L., Melkonian, M., & Tran, H.-D. (2021). Effects of red and blue light emitting diodes on biomass and astaxanthin of Haematococcus pluvialis in pilot scale angled twin-layer porous substrate photobioreactors. Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering, 63(2), 81-88. https://doi.org/10.31276/VJSTE.63(2).81-88.81-88)

Fabregas, J., Otero, A., Maseda, A., & Dominguez, A. (2001). Two-stage cultures for the production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis. J Biotechnol, 89(1), 65-71. https://doi.org/10.1016/s0168-1656(01)00289-9

Imamoglu, E., Dalay, M. C., & Sukan, F. V. (2010). Semi-continuous cultivation of Haematococcus pluvialis for commercial production. Applied Biochemistry and Biotechnology, 160(3), 764-772. https://doi.org/10.1007/s12010-009-8627-7

Khoo, K. S., Lee, S. Y., Ooi, C. W., Fu, X., Miao, X., Ling, T. C., & Show, P. L. (2019). Recent advances in biorefinery of astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Bioresource Technology, 288, Article 121606. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.121606

Kiperstok, A. C., Melkonian, M., & Becker, B. (2016). Optimizing immobilized cultivation of Haematococcus pluvialis for astaxanthin production [Ph.D. Thesis, Universität zu Köln]. http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/6728

Kiperstok, A. C., Sebestyén, P., Podola, B., & Melkonian, M. (2017). Biofilm cultivation of Haematococcus pluvialis enables a highly productive one-phase process for astaxanthin production using high light intensities. Algal Research, 21, 213-222. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.10.025

Kobayashi, M., Kurimura, Y., Kakizono, T., Nishio, N., & Tsuji, Y. (1997). Morphological changes in the life cycle of the green alga Haematococcus pluvialis. Journal of Fermentation and Bioengineering, 84(1), 94-97. https://doi.org/10.1016/S0922-338X(97)82794-8

Li, F., Cai, M., Lin, M., Huang, X., Wang, J., Ke, H., Wang, C., Zheng, X., Chen, D., & Yang, S. (2020). Enhanced Biomass and Astaxanthin Production of Haematococcus pluvialis by a Cell Transformation Strategy with Optimized Initial Biomass Density. Marine Drugs, 18(7), Article 341. https://doi.org/10.3390/md18070341

Li, J., Zhu, D., Niu, J., Shen, S., & Wang, G. (2011). An economic assessment of astaxanthin production by large scale cultivation of Haematococcus pluvialis. Biotechnology Advances, 29(6), 568–574. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.04.001

Li, T., Podola, B., Schultze, L. K. P., & Melkonian, M. (2019). Design scenario analysis for porous substrate photobioreactor assemblies. Journal of Applied Phycology, 31(3), 1623-1636. https://doi.org/10.1007/s10811-018-1700-2

Lorenz, R. T., & Cysewski, G. R. (2000). Commercial potential for Haematococcus microalgae as a natural source of astaxanthin. Trends in Biotechnology, 18(4), 160-167. https://doi.org/10.1016/S0167-7799(00)01433-5

Mantzorou, A., & Ververidis, F. (2019). Microalgal biofilms: A further step over current microalgal cultivation techniques. Science of The Total Environment, 651, 3187-3201. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.355

Oslan, S. N. H., Shoparwe, N. F., Yusoff, A. H., Abdul Rahim, A., Chang, C. S., Tan, J. S., Oslan, S. N., Arumugam, K., Ariff, A. B., Sulaiman, A. Z., & Mohamed, M. S. (2021). A Review on Haematococcus pluvialis Bioprocess Optimization of Green and Red Stage Culture Conditions for the Production of Natural Astaxanthin. Biomolecules, 11(2), Article 256. https://doi.org/10.3390/biom11020256

Panis, G., & Carreon, J. R. (2016). Commercial astaxanthin production derived by green alga Haematococcus pluvialis: A microalgae process model and a techno-economic assessment all through production line. Algal Research, 18, 175-190. https://doi.org/10.1016/j.algal.2016.06.007

Shah, M. M., Liang, Y., Cheng, J. J., & Daroch, M. (2016). Astaxanthin-producing green microalga Haematococcus pluvialis: from single cell to high value commercial products. Front Plant Sci, 7, Article 531. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00531

Tran, H. D., Ong, B. N., Ngo, V. T., Tran, D. L., Nguyen, T. C., Tran, T. B. H., Do, T. T., Nguyen, T. M. L., Nguyen, X. H., & Melkonian, M. (2022). New Angled Twin–Layer Porous Substrate Photobioreactors for Cultivation of Nannochloropsis oculata. Protist, Article 125914. https://doi.org/10.1016/J.PROTIS.2022.125914

Wen, X., Wang, Z., Ding, Y., Geng, Y., & Li, Y. (2020). Enhancing the production of astaxanthin by mixotrophic cultivation of Haematococcus pluvialis in open raceway ponds. Aquaculture International, 28(2), 625-638. https://doi.org/10.1007/S10499-019-00483-2/TABLES/3

Wu, K., Ying, K., Zhou, J., Hanotu, J., Zhu, X., & Cai, Z. (2021). Optimizing the growth of Haematococcus pluvialis based on a novel microbubble-driven photobioreactor. Iscience, 24, Article 103461. https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103461

Zhang, B. Y., Geng, Y. H., Li, Z. K., Hu, H. J., & Li, Y. G. (2009). Production of astaxanthin from Haematococcus in open pond by two-stage growth one-step process. Aquaculture, 295(3), 275-281. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2009.06.043

Zhang, W., Wang, J., Wang, J., & Liu, T. (2014). Attached cultivation of Haematococcus pluvialis for astaxanthin production. Bioresour Technol, 158, 329-335. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.02.044




DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.20.12.3820(2023)

Tình trạng

  • Danh sách trống