Ảnh hưởng của màu sắc ánh sáng lên sự phát triển của tảo Spirulina platensis

Kim Lệ Chân * , Trương Quốc Phú , Trần Sương Ngọc và Huỳnh Thị Ngọc Hiền

* Tác giả liên hệ (kimchan1088@gmail.com)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 12-03-2018
Ngày nhận bài sửa: 16-10-2018
Ngày duyệt đăng: 28-12-2018
Ngày xuất bản: 27-12-2018
Title: Effects of light colors on the development of Spirulina platensis
DOI: 10.22144/ctu.jvn.2018.183
Lượt xem
579
Downloads
522
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
Trích dẫn
Chân, K. L., Phú, T. Q., Ngọc, T. S., & Hiền, H. T. N. (2018). Ảnh hưởng của màu sắc ánh sáng lên sự phát triển của tảo Spirulina platensis. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, 54(9), 75-81. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2018.183
Số báo
Tập. 54 Số. 9 (2018)
Chuyên mục
Thủy sản

Abstract

The experiment was conducted to evaluate the effect of light color on the growth, development and nutritional composition of Spirulina platensis to find appropriate light color to save energy and achieve high economic efficiency. Four treatments were arranged randomly with red light (664 nm wavelength), mixed light (a combination of red and blue at ratio of 1:1), blue light (wavelength 432 nm), white. Each treatment was repeated 3 times. The results showed that the cultivated time to reach  highest density for S. platensis was different in light sources, 7 days for red light, 12 days for mixed light, 15 days for blue light and 17 days for white light. The maximum density, dry weight, chlorophyll-a, carotenoid, protein and lipid content in S. platensis was obtained in the mixed light treatment. In addition, power consumption for S. platensis to reach maximum density in  mixed light  was lower than blue and white light, so that the mixed light is suggested to replace white light in culture of S. platensis for highest economic efficiency.
Keywords: Growth, light color, maximum density, protein and lipid contents

Tóm tắt

Thí nghiệm được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của màu sắc ánh sáng lên sự sinh trưởng, phát triển và thành phần dinh dưỡng của tảo Spirulina platensis nhằm tìm ra điều kiện chiếu sáng thích hợp giúp tiết kiệm năng lượng và đạt hiệu quả kinh tế cao. Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức được bố trí khối ngẫu nhiên với ánh sáng đỏ (bước sóng 664 nm), tổng hợp (đỏ + lam theo tỉ lệ 1: 1), lam (bước sóng 432 nm), trắng.  Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. Kết quả cho thấy thời gian tảo S. platensis phát triển đạt mật độ cực đại khác biệt giữa các nguồn ánh sáng, tảo đạt cực đại ở ngày nuôi thứ 7 cho ánh sáng đỏ, ngày nuôi thứ 12 cho ánh sáng tổng hợp, ngày nuôi thứ 15 cho ánh sáng lam và 17 ngày nuôi cho ánh trắng. Mật độ tảo, trọng lượng khô, hàm lượng chlorophyll-a, carotenoid,  protein và lipid cao nhất ở nghiệm thức ánh sáng tổng hợp, thêm vào đó điện năng tiêu thụ đến khi tảo  S. platensis phát triển cực đại ở nghiệm thức ánh sáng tổng hợp thấp hơn ánh sáng lam và trắng, do đó ánh sáng tổng hợp có thể  được lựa chọn để thay thế cho ánh sáng trắng trong nuôi tảo S.platensis nhằm  đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất.
Từ khóa: Màu sắc ánh sáng, Mật độ cực đại, Hàm lượng protein và lipid, Tảo Spirulina platensis

Article Details

Tài liệu tham khảo

Becker, E. W. and Ventkataraman, L. V., 1984. Production and utilization of the blue-green algae Spirulina in India. Biomass, 4 (2): 105-125.

Carvalho, A.P., Silva, S.O., Baptista, J.M. and Malcata, F.X., 2011. Light requirements in microalgal photobioreactors: an overview of biophotonic aspects. Applied Microbiology and Biotechnology. 89 (5): 1275-1288.

Dillon, J.C., Phuc, A.P. and Dubacq, J.P., 1995. Nutritional value of the algae Spirulina. World Rev. Nutr. Diet. 77: 32-46.

Koc, C., Gary A. A, and Kommareddy, A., 2013. Use of Red and Blue Light-Emitting Diodes (LED) and Fluorescent Lamps to Grow Microalgae in a Photobioreactor. The Israeli Journal of Aquaculture - Bamidgeh, IJA. 65: 797-805.

Madhyastha, H.K. and Vatsala, T.M., 2007. Pigment production in Spirulina fussiformis in different photophysical conditions. Biomolecular Engineering 24 (3): 301-305.

Kumar, M., Kulshreshtha, J. and Singh, G.P., 2011. Growth and biopigment accumulation of cyanobacterium Spirulina platensis at different light intensities and temperature. Brazilian Journal of Microbiology, 42: 1128 - 1135.

Matthijs, H.C.P., Balke, H., Hes van, U.M., Kroom, B.M.A., Mur, L.R. and Binot R.A., 1996. Application of light emitting diodes in bioreactors: Flashing light effects and energy economy in algal culture (Chlorella pyrenoidosa). Biotechnol Bioeng 50: 98-107.

Hultberg, M., Jönsson, H. L., Bergstrand, K. J and Carlsson, A. S., 2014. Impact of light quality on biomass production and fatty acid content in the microalga Chlorella vulgaris. Bioresource Technology, Vol. 159: 465-467.

Godia, F., Albiol, J.,Pérez, J.,Montesinos, J.L.,Creus, N., Cabello, F., Mengual, X., Montras, A. and Lasseur, C.,2002. MELISSA: a loop of interconnected bioreactors to develop life support in space. J Biotechnol 99: 319-330.

Mitchell, S. A and Richmond, A., 1988. Optimization of a growth medium for Spirulina based on cattle waste. Biological Waste, 25: 41-50.

Nusch, E.A., 1980. Comparison of different methods for chlorophyll and phaeopigment determination. Ergb. Limnol. 14: 14-36.

Niizawa, I., Heinrich, J. M. and Irazoqui, H. A., 2014. Modeling of the influence of light quality on the growth of microalgae in a laboratory scale photo-bio-reactor irradiated by arrangements of blue and red LEDs. Biochemical engineering journal, 90: 214-223.

Nguyen Thi Huynh Nhu and Nguyen Huu Hiep, 2014. The effect of pH, dark – light cycle and light colour on the chlorophyll and carotenoid production of Spirulina sp. KKU Res. J. 19: 190-197.

Rivkin, R.B., 1989. Influence of irradiation and spectral quality on carbon metabolism of phytoplankton. I. Photosynthesis, chemical composition and growth. Mar. Ecol. Prog. Ser., 55: 291-304.

Sili, C., Torzillo, G. and Vonshak, A., 2012. In book: Ecology of Cyanobacteria II: Their Diversity in Space and Time, Chapter: 25, Publisher: Springer Dordrecht Heidelberg New York London, Editors: B.A. Whitton: 677-705.

Strickland, J. D. H., and Parsons, T. R., 1972. A Practical Handbook of Seawater Analysis. Fisheries Res. Board of Canada, Ottawa: 310 .

Chainapong, T., Traichaiyaporn, S. and Deming, R.L., 2012. Effect of light quality on biomass and pigment production in photoautotrophic and mixotrophic cultures of Spirulina platensis. Journal of Agricultural Technology 8 (5): 1593-1604.

Vonshak, A., 1997. Spirulina platensis (Athrospira): physiology, Cell Biology and Biotechnology. Taylor and Francis, London: 233.

Vonshak, A. and Tomaselli, L., 2000. Arthrospira (Spirulina): systematics and ecophysiology. In: Whitton, B.A., Potts, M. (Eds.), Ecology of Cyanobacteria. Kluwer, The Netherlands: 505-523.

Võ Hồng Trung, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Trần Huỳnh Phong và Nguyễn Thị Hồng Phúc, 2017. Ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng lên sự tang trưởng, hàm lượng carbohydrate và protein ở Spirulina sp. Tạp chí khoa học Trường Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh. 14 (12): 117-126.

Wang, C.Y., Fu, C.C., and Ciu, Y.C., 2007. “Effects of using light-enutting diodes on the cultivation of Spirulina platensis,” Biochemical Engineering Journal, 37: 21-25.

Wallen, D.G. and Geen, G.H., 1971. Light quality in relation to growth, photosynthetic rates and carbon metabolism in two species of marine plankton algae. Mar Biol 10 (1):34-43.

Zarrouk, C., 1966. Contribution à l’étude d’une cyanophycée. Influence de divers facteurs physiques et chimiques sur lacroissance et la photosynthèse de Spirulina maxima (Setch. Et Gardner) Geitler. PhD thesis. University of Paris, Paris, France: 83pp.

Yorio, N.C., Goins G.D., Kagie H.R., Wheeler R.M. and Sager J.C., 2001. Improving spinach radish and lettuce growth under red light-emitting diodes (LEDs) with blue light supplementation. Hort. Sci. 36: 380-383.

Yan, C. and Zheng, Z., 2014. Performance of mixed LED light wavelengths on biogas upgrade and biogas fluid removal by microalga Chlorella sp. Applied Energy. 113: 1008-1014.