Nuôi vi tảo dạng bán lỏng: Mô hình mới trong công nghệ sinh học vi khuẩn

Bạn có biết vi tảo được nuôi trồng như thế nào?

Công nghệ nuôi trồng vi tảo truyền thống diễn ra như thế nào?

Việc nuôi trồng quy mô lớn các loài vi tảo trên thế giới đã bắt đầu tại Nhật Bản vào năm 1960. Đến nay, có nhiều loài vi tảo đã được nuôi trồng với quy mô công nghiệp, trong đó điển hình nhất có thể kể tới các loài vi tảo Spirulina platensis, Chlorella, Dunalliella… Trong số đó, vi tảo Spirulina platensis được nuôi trồng nhiều nhất tại hơn 22 quốc gia trên toàn thế giới, trong đó có Việt Nam.

Để nuôi trồng vi tảo ở quy mô công nghiệp, người nuôi trồng sẽ phải hiểu rất rõ về các đặc điểm sinh lý, hóa sinh của từng loại tảo. Việc nuôi trồng vi tảo ở quy mô công nghiệp cũng đòi hỏi đầu tư cơ sở hạ tầng và các thiết bị kỹ thuật đặc biệt.

Nuôi trồng vi tảo đòi hỏi nhiều kỹ thuật đặc biệt

Một số công nghệ nuôi trồng vi tảo truyền thống có thể kể đến như:

Nuôi trồng vi tảo trong các hệ thống mở: Vi tảo Arthrospira có thể được nuôi trong các hồ miệng núi lửa, trong hệ thống bể race-way; Dunalliella có thể được nuôi trong các đầm nước mặn… Tuy nhiên, việc nuôi trồng vi tảo trong các hệ thống mở yêu cầu một số tiêu chí nhất định về nồng độ muối, nhiệt độ, độ pH…

Chưa kể, nuôi trồng trong hệ thống mở khiến vi tảo bị đe dọa bởi động vật, nguy cơ mầm bệnh, nhiễm ký sinh trùng cũng cao hơn.

Vi tảo - nguyên liệu tiềm năng trong sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe

Những lời khuyên về chế độ ăn phù hợp cho người bệnh đái tháo đường

Tại sao người bệnh đái tháo đường cần có chế độ ăn phù hợp?

Hướng dẫn tường tận 4 tư thế yoga giúp hạ nhiệt và làm mát cơ thể

Nên đọc

Nuôi trồng vi tảo trong các hệ thống kín: Vi tảo có thể được nuôi trồng trong các bể chứa lớn, đặc biệt là trong hệ thống photobioreactor - bình phản ứng quang học (thường ở dạng tấm hoặc dạng ống).

Công nghệ này cho phép người trồng vi tảo hạn chế tình trạng nhiễm bẩn, giúp kiểm soát các điều kiện môi trường (độ pH, cường độ ánh sáng, nhiệt độ…) tốt hơn và giúp tăng mật độ tập trung vi tảo.

Tuy nhiên, công nghệ này có chi phí triển khai, duy trì khá cao và việc thu hoạch vi tảo cũng gặp nhiều khó khăn. Đây cũng chính là lý do cho sự chuyển dịch công nghệ nuôi trồng vi tảo truyền thống sang một công nghệ mới - nuôi trồng vi tảo trên màng dạng bán lỏng. Công nghệ này đã được GS. Michael Melkonian từ Đại học Cologne (Đức) nghiên cứu và ứng dụng thành công.

Cuối năm 2018, GS. Michael Melkonian đã có báo cáo về công nghệ nuôi trồng vi tảo cố định trên màng dạng bán lỏng và những ứng dụng của vi tảo tại Hội nghị  khoa học quốc tế về Thực phẩm chức năng (TPCN) tại Hà Nội. Báo cáo đã thu hút được sự quan tâm của rất nhiều doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh TPCN tại Việt Nam.

Công nghệ nuôi trồng vi tảo cố định trên màng dạng bán lỏng có điểm gì nổi bật?

Với mục đích giảm bớt chi phí, tăng cao năng suất nuôi trồng vi tảo, GS. Michael Melkonian đã phát triển một công nghệ nuôi trồng vi tảo mới với tên gọi Twin Layer. Với công nghệ này, thay vì được nuôi trồng trong môi trường lỏng, vi tảo sẽ được cấy lên màng thấm ướt với lớp giá xốp có khả năng hút thấm, cho phép trao đổi khí trong quá trình nuôi.

Nguyên lý hoạt động của Twin Layer giúp tách biệt vi tảo và môi trường nuôi cấy

Các công nghệ nuôi cấy vi tảo truyền thống chỉ cho tỷ lệ sinh khối khô khá thấp (dưới 0,5%) và cần nhiều năng lượng để tách vi tảo khỏi môi trường nuôi cấy (thông qua quá trình keo tụ, ly tâm, sấy phun). Trong khi đó, công nghệ nuôi trồng vi tảo cố định trên màng dạng bán lỏng Twin Layer có thể cho tỷ lệ sinh khối khô lớn hơn nhiều (từ 20 - 30%) và quá trình thu hoạch cũng dễ dàng hơn.

Hiện các nhà nghiên cứu đã thử nuôi cấy 547 loài vi tảo với công nghệ nuôi trồng vi tảo cố định trên màng dạng bán lỏng. Kết quả cho thấy có khoảng 432 loài (79%) phù hợp với công nghệ nuôi cấy mới này.

Tóm lại, công nghệ nuôi trồng vi tảo cố định trên màng dạng bán lỏng Twin Layer có thể giúp tách phần lớn vi tảo với môi trường nuôi cấy, từ đó giúp tăng năng suất vi tảo, tiết kiệm chi phí và có thể phù hợp để nuôi trồng nhiều loài vi tảo.

Hiện nay, Công ty TNHH Tư vấn Y Dược Quốc tế (IMC) đã chuẩn bị tiếp nhận công nghệ này cùng các chế phẩm vi tảo sau nuôi cấy từ GS. Michael Melkonian. Dự kiến, sang đầu năm 2020, công nghệ này sẽ chính thức được ứng dụng tại Việt Nam.