Kết quả phân lập Schizochytrium mangrove giàu lipid phục vụ cho nuôi trồng thủy sản
TÓM TẮT
Acid béo không no cao phân tử (PUFA) là nguồn dưỡng chất thiết yếu cho động vật thủy sản, giúp
tăng trưởng, tăng tỉ lệ sống và sinh sản, cải thiện hệ số thức ăn. Do những hạn chế cung cấp PUFA
từ động vật và thực vật, nhiều nghiên cứu tìm kiếm nguồn nguyên liệu cung cấp PUFA từ vi sinh
vật và vi tảo. Trong đó vi tảo biển dị dưỡng (hay nấm biển) là nguồn nguyên liệu cung cấp acid béo
không no đầy tiềm năng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành phân lập và sàng lọc một số loài
tảo biển dị dưỡng từ lá cây Đước và cây Mắm ở huyện Cần Giờ và Năm Căn có tích lũy lipid cao và
đồng thời khảo sát môi trường dinh dưỡng, điều kiện môi trường nuôi cấy. Kết quả phân lập được
loài Schizochytrium mangrove ĐCM có khả năng tích lũy lipid tổng số 26,65%. Tảo S. mangrovei
ĐCM phát triển thích hợp ở pH 5-6, nồng độ muối 25-30‰, nồng độ đường 50-60 g.l-1, nguồn nitơ
thích hợp bao gồm peptone, cao nấm men và monosodium glutamate.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Kết quả phân lập Schizochytrium mangrove giàu lipid phục vụ cho nuôi trồng thủy sản
- 60 g/l (Hình 7). MĐTB ở nồng độ đường 60 g/l (7,54 ± 0,11 log) cao khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05) so với nồng độ 30 g/l (7,31 ± 0,10 log). MĐTB ở các nồng độ 20 g/l (7,46 ± 0,35 log), 30 g/l (7,31 ± 0,10 log), 40 g/l (7,43 ± 0,09 log) và 50 g/l (7,39 ± 0,08 log) khác biệt không có ý nghĩa (p > 0,05). TLK ở nồng độ glucose 60 g/l (22,57 ± 0,31 mg/ml) cao khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05) so với những nồng độ còn lại. TLK ở nồng độ glucose 50 g/l và 60 g/l khác biệt khng có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Do vậy, trong thí nghiệm khảo sát môi trường TU của đề tài, sử dụng nồng độ glucose 50 g/l. Hình 7. Mật độ tế bào và trọng lượng khô của tảo S. mangrovei ĐCM được nuôi trên các môi trường có nồng độ glucose khác nhau sau 5 ngày. Theo báo cáo của Wu và ctv., (2005) cho thấy, nồng độ glucose thích hợp nhất cho sự phát triển của chủng Schizochytrium sp. S31 là trong khoảng 20 – 40 g/l. Còn trong báo cáo của Hồng và ctv., (2007) cho thấy, đối với chủng Schizochytrium PQ6 và PQ7, nồng độ glucose thích hợp trong khoảng 60 – 90 g/l. Trong nghiên cứu này cho thấy nồng độ 50g/l được cho là thích hợp cho tăng sinh khối và mật độ tế bào tảo S. mangrovei ĐCM. + Khảo sát ảnh hưởng của các nguồn nitơ Chủng S. mangrovei ĐCM có khả năng phát triển được trong môi trường chứa các nguồn nitơ khác nhau. Xét về TLK, giữa các nguồn nitơ không có sự khác biệt về mặt thống kê (p > 0,05). Xét về MĐTB có sự khác biệt rõ rệt. Cao nấm men (7,46 ± 0,04 log) và peptone (7,63 ± 0,10 log) có MĐTB cao khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05) so với các môi trường chứa các nguồn nitơ khác. Môi trường chứa NH 4 Cl (6,31 ± 0,03 log) có MĐTB thấp nhất khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05) so với các nguồn nitơ còn lại. Vậy tảo S. mangrovei ĐCM có khả năng sử dụng các nguồn nitrogen theo thứ tự: peptone, cao nấm men (yeast extract), monosodium glutamate, NaNO3, NH4Cl. 48 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Hình 8. Mật độ tế bào và trọng lượng khô của tảo Schizochytrium ĐCM được nuôi trên các môi trường có nguồn nitơ khác nhau sau 5 ngày. + Đánh giá ảnh hưởng của môi trường tối ưu Dựa trên môi trường cơ bản M3 và đồng thời thay đổi các giá trị pH, nồng độ muối và đường, nguồn nitơ thông qua các kết quả khảo sát trên chọn ra nồng độ tối ưu như sau: Môi trường tối ưu (MTTU) bao gồm: glucose (50g/l), cao nấm men (4g/l), monosodium glutamate (1g/l), NaCl (25g/l), CaCl 2 (0,2g/l), KCl (1g/l), KH 2 PO 4 (1g/l), MgSO 4 .7H 2 O (5g/l) và pH 6. Hình 9. Mật độ tế bào, trọng lượng khô và kích thước tế bào của chủng S. mangrovei ĐCM sau khi nuôi 14 ngày trên môi trường MTTU. Theo dõi sự phát triển hàng ngày của chủng Schizochytrium ĐCM trong các môi trường chứa các nguồn nitơ khác nhau cho thấy, tế bào trong các môi trường chứa cao nấm men, peptone và monosodium glutamate đều phát triển tốt về mật độ, trọng lượng khô và kích thước tế bào. Trong khi đó, ở môi trường chứa NH 4 Cl, tế bào phát triển không bình thường, kích thước tế bào nhỏ và trọng lượng khô thấp. Ở môi trường có chứa NaNO3 quan sát thấy, kích thước của tế bào lớn và trọng lượng tế bào cao nhưng ngược lại mật độ tế bào thấp. 49TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Kết quả khảo sát trên MTTU cho thấy MĐTB ban đầu là 5,30 ± 0,06 log sau 1 ngày đã đạt trạng thái cân bằng 7,65 ± 0,06 log. Duy trì trạng thái cân bằng từ ngày thứ nhất (7,65 ± 0,06 log) đến ngày thứ 14 (7,55 ± 0,01 log). Trong khi đó, TLK ở ngày 0 (0,02 ± 0,01 mg/ ml) vẫn tăng mạnh đến ngày thứ 6 (19,03 ± 0,42 mg/ml) sau đó duy trì cân bằng tới ngày thứ 10 (18,62 ± 0,39 mg/ml). Từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 14 (17 ± 0,78 mg/ml) bắt đầu giảm nhẹ. KTTB ở ngày 0 là 14,1 µm, sau 1 ngày giảm mạnh còn 5,1 µm. Từ ngày 1 (5,1 µm) cho đến ngày thứ 4 (12,5 µm) tăng mạnh, sau đó tăng chậm đến ngày thứ 14 (14,31 µm). Kết quả trên cho thấy trên MTTU, chủng S. mangrovei ĐCM đã đạt mật độ cực đại và kích thước tế bào tương đương khi nuôi trên môi trường cơ bản M3. Tuy nhiên trọng lượng khô tăng gấp hơn 2 lần (M3: 9,68mg/ml, MTTU: 19,15 mg/ml). IV. THẢO LUẬN Leaño và ctv., (2003) phân lập được chủng Schizochytrium mangrovei (IAo-1 and IXm- 6), và Schizochytrium sp. BSn-1 có hàm lượng lipid tổng số 16%-39%. Wu và ctv., (2005) khảo sát khả năng tích luỹ lipid tổng số của chủng Schizochytrium sp. S31 (ATCC 20888) đạt 40% trọng lượng khô. Ở Việt Nam, chủng tảo Schizochytrium PQ6 và PQ7 được phân lập từ lá Đước ở vùng biển Phú Quốc có khả năng tích luỹ lipid tổng số đạt 38%-41% trọng lượng khô (Hồng và ctv., 2008). Trong nghiên cứu này chúng tôi phân lập được chủng tảo ĐCM có khả năng tích luỹ lipid tổng số đạt 26,7% trọng lượng khô khi nuôi trên môi trường cơ bản. Do đó chủng ĐCM có tiềm năng tích lũy lipid cao khi nuôi môi trường tối ưu. Theo nghiên cứu của Barclay (2006) đã chỉ ra rằng, chi Schizochytrium phát triển tốt trong môi trường có pH từ 6,0 – 8,5 nhưng tùy theo từng loài sẽ có khoảng pH tối ưu riêng cho sự phát triển tế bào và tích lũy lipid của loài đó. Theo kết quả thí nghiệm có thể thấy, đối với chủng S. mangrovei ĐCM, có khả năng phát triển tốt trên môi trường có tính acid (pH = 5 và pH = 6). Theo báo cáo của Barclay (2006) đã chỉ ra rằng chi Schizochytrium có khả năng sống trong môi trường có nồng độ muối dưới 75‰ nhưng tốt hơn nếu nồng độ muối nhỏ hơn 50‰ và tốt nhất là ở 25‰. Schizochytrium N-2 được phân lập từ những lá già của cây Đước (Kandelia candel) tại Hong Kong, có khả năng phát triển trên môi trường có độ mặn từ 0 – 30 ‰ và độ mặn tối ưu cho sự phát triển dao động từ 20 – 30 ‰ (Kamlangdee và Fan, 2003). Theo Leaño và ctv., (2003) thử nghiệm điều kiện nuôi cấy các chủng Schizochytrium mangrovei (IAo-1 và IXm-6) và chủng Schizochytrium sp. BSn-1, cho thấy chúng phát triển tốt ở độ mặn 15 – 30‰ và nhiệt độ 20 -30 oC, đạt sinh khối khô 7 mg/ml và hàm lượng lipid tổng số 16 – 39%. Kết quả thí nghiệm cho thấy, chủng Schizochytrium ĐCM cũng phát triển tốt nhất ở nồng độ muối từ 25 - 30‰. Điều này phù hợp với những nghiên cứu trước đây. Theo báo cáo của Wu và ctv., (2005) cho thấy, nồng độ glucose thích hợp nhất cho sự phát triển của chủng Schizochytrium sp. S31 là trong khoảng 20 – 40 g/l. Còn trong báo cáo của Hồng và ctv., (2007) cho thấy, đối với chủng Schizochytrium PQ6 và PQ7, nồng độ glucose 50 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 thích hợp trong khoảng 60 – 90 g/l. Trong nghiên cứu này cho thấy nồng độ 50g/l được cho là thích hợp cho tăng sinh khối và mật độ tế bào tảo S. mangrovei ĐCM. Theo mô tả của Wu (2005) khảo sát các nguồn nitơ khác nhau cho thấy cao nấm men (0,4%) thích hợp cho tảo Schizochytrium sp. phát triển tăng sinh khối, tích lũy lipid và DHA. Còn đối với các nguồn nitơ khác như monosodium glutamate, NH 4 Cl và NaNO3 thì monosodium glutamate 0,1% cho kết quả cao nhất cho quá trình tích lũy lipid và phát triển tế bào. V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1. Kết luận Kết quả phân lập được chủng tảo dị dưỡng Schizochytrium mangrovei ĐCM có khả năng tích lũy lipid tổng số 26,65%. Tảo S. mangrovei ĐCM phát triển thích hợp ở pH 5-6, nồng độ muối 25-30‰, nồng độ đường 50-60 g/l, nguồn nitơ thích hợp bao gồm peptone, cao nấm men và monosodium glutamate. 5.2. Đề nghị Cần nghiên cứu thêm các điều kiện nuôi cấy nhằm nâng cao hàm lượng lipid và HUFA. Thử nghiệm ứng dụng tảo S.mangrovei ĐCM làm giàu luân trùng và Artemia nhằm nâng cao tỉ lệ sống một số ấu trùng cá biển. Thử nghiệm dùng tảo S.mangrovei ĐCM làm thức ăn cho zoea tôm thẻ, ương nuôi động vật hai mảnh vỏ. LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành nghiên cứu này, tôi xin chân thành cảm ơn các Anh Chị ở phòng Nguồn Lợi và Khai thác thủy sản nội địa (Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản II) đã giúp thu mẫu. Tôi chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo phòng Sinh học Thực nghiệm và Viện Nghiên Cứu NTTS II đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất cho tôi thực hiện nghiên cứu này. Xin cảm ơn các bạn sinh viên trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ đã cùng tôi nghiên cứu đề tài này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Akimoto, M., Ishii, T., Yamagaki, K., Ohtaguchi, K., Koide, K., and Yazawa, K., 1990. Production of eicosapentaenoic acid by a bacterium isolated from mackerel intestines. Journal of the American Oil Chemists’ Society 67, 911-915. Alonso, D. L., Grima, E. M., Pérez, J. A. S., Sánchez, J. L. G., and Camacho, F. G., 1992. Isolation of clones of Isochrysis galbana rich in eicosapentaenoic acid. Aquaculture 102, 363-371. Ando, S., Nakajima, K., and Hatano, M., 1992. Incorporation of n-3 polyunsaturated fatty acids into phospholipids of a marine bacterium Vibrio sp. cultivated with sardine oil. Journal of Fermentation and Bioengineering 73, 169-171. Bajpai, P., Bajpai, P., and Ward, O., 1991. Production of docosahexaenoic acid by Thraustochytrium aureum. Applied Microbiology and Biotechnology 35, 706-710. Barclay, W. R., 1992. Process for the heterotrophic production of microbial products with high concentrations of omega-3 highly unsaturated fatty acids. U.S. Patent 5, 130, 242. Barclay, W. R., 2006. Schizochytrium and Thraustochytrium strains for producing high concentrations of omega-3 unsaturated fatty acids, Martek Biosciences Corporation, United States Patent 7,022,512 B2. Carmona, M. L., Naganuma, T., and Yamaoka, Y., 2003. Identification by HPLC-MS of carotenoids of the Thraustochytrium CHN-1 strain isolated from the Seto Inland Sea. Biosci Biotechnol Biochem 67, 884-8. Chini Zittelli, G., Lavista, F., Bastianini, A., Rodolfi, L., Vincenzini, M., and Tredici, M. R., 1999. Production of eicosapentaenoic acid by Nannochloropsis sp. cultures in outdoor tubular 51TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 photobioreactors. Journal of Biotechnology 70, 299-312. Goldstein, S., 1963. Development and nutrition of new species of Thraustochytrium. American Journal of Botany 50, 271-279. Gunstone, F. D., 1996. Fatty acid and lipid chemistry. Blackie Academic, London. Honda, D., Yokochi, T., Nakahara, T., Erata, M., and Higashihara, T., 1998. Schizochytrium limacinum sp. nov., a new thraustochytrid from a mangrove area in the west Pacific Ocean. Mycological Research 102, 439-448. Hồng, Đ. D., Anh, H. L., and Thu, N. T. H., 2008. Phân lập được vi tảo biển dị dưỡng Schizochytrium giàu DHA ở vùng biển huyện đảo Phú Quốc. Tạp chí sinh học 30, 50-55. Hồng, Đ. D., Hiền, H. M., Hưng, N. Đ., Nam, H. S., Anh, H. L., Thu, N. H., and Chi, Đ. K., 2007. Nghiên cứu về quá trình sinh tổng hợp DHA từ các loài vi tảo biển dị dưỡng mới Labyrinthula, Schizochytrium và ứng dụng. Tạp Chí Khoa Học và Công Nghệ 45, 144-154. Kamlangdee, N., and Fan, K. W., 2003. Polyunsaturated fatty acids production by Schizochytrium sp. isolated from mangrove. Songklanakarin J. Sci. Technol. 25, 643-650. Kanazawa, A., Teshima, S., and Endo, M., 1979. Requirements of prawn Penaeus japonicus for essential fatty acids. Memories of the Faculty of Fisheries of Kagoshima University 28, 27-33. Kendrick, A., and Ratledge, C., 1992. Lipids of selected molds grown for production of n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids. Lipids 27, 15-20. Kyle, D. J., and Gladue, R. M., 1991. Eicosapentaenoic acids and methods for their production. International Patent Application, Patent Cooperation Treaty Publication WO 91/14427, October 3, 1991. Leaño, E. M., Gapasin, R. S. J., Polohan, B., and Vrijmoed, L. L. P., 2003. Growth and fatty acid production of thraustochytrids from Panay mangroves, Philippines. Fungal Diversity 12, 111-122. Product Technical Information Sheet, 2012. Nile Red *UltraPure Grade*, AAT Bioquest®, Inc., US. Raghu-Kumar, S., 1988. Schizochytrium mangrovei sp. now., a Thraustochytrid from mangroves in India. Trails. Br. My col. Soc. 90, 627-631. Raghu-kumar, S., 2002. Ecology of the marine protists, the Labyrinthulomycetes (Thraustochytrids and Labyrinthulids). European Journal of Protistology 38, 127-145. Ringø, E., Jøstensen, J., and Olsen, R., 1992. Production of eicosapentaenoic acid by freshwater Vibrio. Lipids 27, 564-566. Shinmen, Y., Kawashima, H., Shimizu, S., and Yamada, H., 1992. Concentration of eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid in an arachidonic acid-producing fungus, Mortierella alpina 1S-4, grown with fish oil. Applied Microbiology and Biotechnology 38, 301-304. Sijtsma, L., and Swaaf, M. E., 2004. Biotechnological production and applications of the ω-3 polyunsaturated fatty acid docosahexaenoic acid. Applied Microbiology and Biotechnology 64, 146-153. Watanabe, T., 1993. Importance of docosahexaenoic acid in marine larval fish. Journal of the World Aquaculture Society 24, 152-161. Watanabe, T., and Vassallo-Agius, R., 2003. Broodstock nutrition research on marine finfish in Japan. Aquaculture 227, 35-61. Wu, S.-T., Yu, S.-T., and Lin, L.-P. (2005). Effect of culture conditions on docosahexaenoic acid production by Schizochytrium sp. S31. Process Biochemistry 40, 3103-3108. Yokochi, T., Honda, D., Higashihara, T., and Nakahara, T., 1998. Optimization of docosahexaenoic acid production by Schizochytrium limacinum SR21. Applied Microbiology and Biotechnology 49, 72-76. 52 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 ResUlTs oF isolaTion oF Schizochytrium mangRoVe WiTh high liPid FoR aQUacUlTURe Vo Minh Son1*, Vuong Thi Hong Hanh1 ABSTRACT PUFA is essential nutrient for aquatic animal, promoting growth, increasing survival rate and repro- ductivity, improving FCR. Because PUFA/HUFA supplying source is limitated from animals and plants, many scientist are looking for PUFA/HUFA supplying from micro-bacteria and microalgae in which heterotrophic microalgae (or marine fungi) have ability to stimulate high unsaturated fatty acid. This research, heterotrophic microalgae were isolated from leaf of mangrove in Can Gio and Nam Can province and evaluation of culture condition. The result showned that Schizochitryum mangrove ĐCM had ability to stimulate 26,65% total lipid. S. mangrove ĐCM was culture in the medium with pH 5-6, salinity 25-30% 0 , 50-60 g/l glucose, and nitrogen source is from peptone, yeast extract, and monosodium glutamate. Keywords: HUFA, Schizochytrium, heterotrophic microalgae. Người phản biện: TS. Đặng Tố Vân Cầm Ngày nhận bài: 29/5/2015 Ngày thông qua phản biện: 10/6/2015 Ngày duyệt đăng: 15/6/2015 1 Department of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No 2. * Email: vominhson@yahoo.com
File đính kèm:
- ket_qua_phan_lap_schizochytrium_mangrove_giau_lipid_phuc_vu.pdf