Ảnh hưởng của một số nhân tố ngoại sinh lên sự tăng trưởng và tích lũy Lipid ở vi tảo Haematococcus Pluvialis Flotow

Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 23 
ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ NHÂN TỐ NGOẠI SINH LÊN SỰ 
TĂNG TRƯỞNG VÀ TÍCH LŨY LIPID Ở VI TẢO 
HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS FLOTOW 
NGUYỄN TRẦN ĐÔNG PHƯƠNG1,2,* 
LÊ HUYỀN ÁI THÚY2, BÙI TRANG VIỆT1 
1Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TP.HCM 
2Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh 
*Email: nguyentrandongphuong@gmail.com 
(Ngày nhận: 20/07/2018; Ngày nhận lại: 26/09/2018; Ngày duyệt đăng: 15/10/2018) 
TÓM TẮT 
Tế bào vi tảo Haematococcus pluvialis được nuôi cấy trong bình 500mL chứa 250mL môi 
trường lỏng BB được sục khí, theo hai giai đoạn, với mật độ tế bào ban đầu là 4,3.103 tế bào/mL. 
Tất cả các thí nghiệm được đặt ở nhiệt độ 25 ± 3oC, cường độ ánh sáng huỳnh quang 50µmol 
photon m-2s-1 và thời gian chiếu sáng 12 giờ/ngày, trừ các xử lý với ánh sáng đèn LED. Sau 7 
tuần nuôi cấy trong môi trường BB (giai đoạn 1), một số nhân tố ngoại sinh gồm ánh sáng đèn 
LED trắng, đỏ (610 - 760 nm) và lục (460 - 490 nm) đều ở cường độ 50 µmol photon m-2s-1 (xử 
lý trong 3 tuần, 24 giờ, hay gián đoạn đêm 30 phút), sốc nhiệt độ (50oC trong 1,5 hay 2 giờ, 7 ± 
3oC trong 2, 3, 4 hay 6 giờ, 0 ± 2oC trong 1,5 hay 2 giờ), kim loại nặng (bổ sung Cu2+, Fe2+, 
Mg2+, Zn2+ với nồng độ cao gấp 1,5 hay 2 lần so với môi trường BB), hoặc NaCl 0,5; 0,9 hay 
3,0% được áp dụng trong giai đoạn 2 (3 tuần) để khảo sát sự tăng trưởng và tích lũy lipid ở vi 
tảo. Sau 10 tuần nuôi cấy, kết quả cho thấy, chỉ có xử lý ánh sáng đèn LED đỏ trong 24 giờ làm 
tăng lượng dầu sinh học, nhưng làm giảm trọng lượng tươi và khô so với đối chứng (ánh sáng 
huỳnh quang). Xử lý 7 ± 3oC trong 2 giờ làm tăng hàm lượng dầu sinh học và thay đổi không 
đáng kể trọng lượng tươi, nhưng giảm trọng lượng khô. Các xử lý Cu2+, Fe2+, Mg2+ và Zn2+ với 
nồng độ cao gấp 1,5 hay 2 lần làm giảm hoặc không tăng hàm lượng dầu sinh học. Xử lý NaCl 
0,5% làm tăng hàm lượng dầu sinh học, nhưng làm giảm trọng lượng tươi và khô. 
Từ khóa: Haematococcus pluvialis; Kim loại nặng; Sốc nhiệt độ; Tăng trưởng; Tích lũy 
lipid. 
Effects of some exogenous factors on growth and lipid accumulation in microalgae 
Haematococcus pluvialis Flotow 
ABSTRACT 
Haematococcus pluvialis cells were cultured in 500-ml bottles in two stages, each contained 
250ml of liquid BB medium with aeration and an initial cell density of 4.3×103 cells/mL. All the 
experiments were carried out at 25 ± 3°C, and under the effect of fluorescence light (50µmol 
photon m-2s-1, 12 h/12 h light/dark cycle), except the experimentsunder the effect of LED 
24 Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 
lighting. After 7 weeks culture in BB medium (phase 1), some exogenous factors including LED 
light (intensity of 50μmol photon m-2s1): white, red (610 - 760nm) and blue (460 - 490nm) 
(treatment in 3 weeks, or 24 hours, or a 30-minute night interruption), heat shock (50oC during 
1.5 or 2 hours, 7 ± 3oC during 2, 3, 4 or 6 hours, and 0 ± 2oC during 1.5 or 2 hours), heavy 
metals (Cu2+, Fe2+, Mg2+, Zn2 and NaCl at high concentrations during 3 days) were applied to 
study growth and lipid accumulation in Haematococcus pluvialis. After 10- week culture, the 
results showed that only red LED light treatment for 24 hours increased the biodiesel content, 
but reduced the fresh weight and the dry weight compared to the control (under the effect of 
fluorescent light). Treatment of 7 ± 3°C for 2 hours increased the biodiesel content and did 
insignificantly change the fresh weight, and reduced the dry weight. The treatments of Cu2+, 
Fe2+, Mg2+ and Zn2+ in 1,5 or double concentration not increase the biodiesel content. The 
treatment of 0.5% NaCl increased the biodiesel content, but reduced the fresh weight and the dry 
weight. 
Keywords: Growth; Haematococcus pluvialis; Heat shock; Heavy metal; Lipid accumulation. 
1. Mở đầu 
Sản xuất dầu diesel từ vi tảo được xem là 
phương pháp khả thi do không cạnh tranh đất 
sản xuất nông nghiệp và không làm ô nhiễm 
môi trường. Tảo lục nước ngọt H. pluvialis 
Flotow được chứng minh là vật liệu chứa 
nhiều dầu sinh học và astaxanthin, một chất 
màu có giá trị kinh tế cao. Quá trình tích lũy 
lipid xảy ra trong tế bào H. pluvialis ở giai 
đoạn tạo nang được cảm ứng bởi stress như 
dinh dưỡng giới hạn, cường độ ánh sáng cao, 
FeSO4 450µM hoặc sodium acetate 45mM 
kích thích sự tích lũy lipid (Lei và cộng sự, 
2012). Trong các nghiên cứu trước đây, nhóm 
chúng tôi đã xác định nồng độ BA, IAA và 
GA3 có ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và tích 
lũy lipid ở vi tảo H. pluvialis (Nguyễn Trần 
Đông Phương và cộng sự, 2015). Bên cạnh 
đó, chúng tôi còn tối ưu hóa qui trình xác định 
các gene mã hóa cho enzyme khởi đầu (biotin 
carboxylase, BC) và kết thúc (fatty acyl-acyl 
carrier protein thioesterase, FATA) của quá 
trình sinh tổng hợp lipid ở vi tảo H. pluvialis 
(Nguyễn Trần Đông Phương và cộng sự, 
2016). Nghiên cứu này được thực hiện nhằm 
tìm hiểu sự tăng trưởng và tích lũy lipid ở vi 
tảo H. pluvialis Flotow dưới tác động của số 
yếu tố gồm có loại ánh sáng, nhiệt độ, kim 
loại, nồng độ muối. 
2. Vật liệu và Phương pháp 
Vật liệu 
Vi tảo H. pluvialis Flotow được phòng 
Sinh học thực nghiệm của Viện Nghiên cứu 
và Nuôi trồng Thủy sản II, TP. Hồ Chí Minh 
cung cấp lại từ bộ sưu tập giống tảo của 
phòng Công nghệ Tảo, Viện Công nghệ Sinh 
học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công 
nghệ Việt Nam, Hà Nội. 
Phương pháp 
50mL vi tảo ở tuần thứ 9, được nuôi trong 
bình 500mL có chứa 250mL môi trường lỏng 
BB với pH 7 được sục khí, mật độ tế bào ban 
đầu 4,3.103 tế bào/mL, được dùng để bố trí thí 
nghiệm. Tất cả các thí nghiệm được đặt ở 
nhiệt độ 25 ± 3oC, cường độ ánh sáng huỳnh 
quang 50µmol photon m-2s-1 và thời gian 
chiếu sáng 12 giờ/ngày trừ các xử lý với ánh 
sáng LED. 
Ảnh hưởng của loại ánh sáng lên sự 
tăng trưởng và tích lũy lipid của vi tảo 
 Vi tảo sau 7 tuần nuôi cấy dưới ánh sáng 
huỳnh quang (thời gian chiếu sáng 12 
giờ/ngày) được chuyển sang ánh sáng LED 
trắng phổ rộng hoặc LED đỏ với bước sóng 
610 - 760nm hoặc LED xanh với bước sóng 
460 - 490nm trong 3 tuần tiếp theo, hoặc đặt 
dưới ánh sáng LED trắng, LED đỏ hoặc LED 
xanh trong 24 giờ liên tục, hoặc xử lý một lần 
Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 25 
gián đoạn đêm trong 30 phút từ lúc 0 giờ đến 
0 giờ 30 phút tối. Tất cả các loại ánh sáng 
LED trắng, đỏ, xanh và đèn huỳnh quang 
trong thí nghiệm này đều ở cường độ ánh sáng 
50µmol photon m-2s-1. 
Ảnh hưởng của xử lý nhiệt độ lên sự 
tăng trưởng và tích lũy lipid của vi tảo 
 Vi tảo sau 7 tuần nuôi cấy được xử lý ở 
nhiệt độ 50oC bằng cách đặt bình chứa vi tảo 
trong nồi cách thủy trong 1,5 hoặc 2 giờ. Xử 
lý từ -3 tới 0oC bằng cách đặt bình chứa vi tảo 
ở ngăn đông tủ lạnh trong 1,5 hoặc 2 giờ. Xử 
lý nhiệt độ từ 4 tới 10oC bằng cách đặt bình 
chứa vi tảo ở ngăn mát tủ lạnh trong 2, 3, 4 
hay 6 giờ. 
Ảnh hưởng của Cu2+, Fe2+, Mg2+ và 
Zn2+ lên sự tăng trưởng và tích lũy lipid 
của vi tảo 
Vi tảo sau 7 tuần nuôi cấy trong bình 
chứa môi trường lỏng BB được sục khí được 
chuyển sang môi trường BB mới có sự gia 
tăng nồng độ các kim loại nặng trong 3 ngày: 
CuSO4: 2,355mg/L (gấp 1,5) hoặc 3,14mg/L 
(gấp đôi), MgSO4: 112,5mg/L (gấp 1,5) hoặc 
150mg/L (gấp đôi), FeSO4: 7,47mg/L 
(gấp 1,5) hoặc 9,96mg/L (gấp đôi), ZnSO4: 
13,23mg/L (gấp 1,5) hoặc 17,64mg/L 
(gấp đôi). 
Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl 
trong môi trường nuôi cấy lên sự tăng 
trưởng và tích lũy lipid của vi tảo 
 Vi tảo sau 7 tuần nuôi cấy trong bình 
chứa môi trường lỏng BB được sục khí được 
chuyển sang môi trường BB mới được bổ 
sung NaCl ở tỉ lệ 0,5%, 0,9%, 1,5%, 3,0% 
trong 3 tuần hoặc môi trường bổ sung NaCl 
1,5%, 2,0%, 3,0%, 3,5% trong 24 giờ. 
(A) Hàm lượng dầu sinh học từ vi tảo 
1mL môi trường chứa vi tảo H. pluvialis 
từ bình chứa môi trường lỏng BB được sục 
khí ở các nghiệm thức khác nhau được dùng 
để thu sinh khối và xác định trọng lượng tươi 
và khô của vi tảo, sau đó thêm vào 12mL 
chloroform và 24mL methanol. Ly tâm 3.500 
vòng/phút trong 15 phút. Thu dịch nổi, thêm 
6,8mL methanol, 1,2mL NaOH 0,1N và 8mL 
chloroform. Ủ cách thủy ở 90oC trong 40 
phút, để nguội. Thêm vào 4mL nước cất để 
dung dịch phân thành ba lớp. Lớp dưới cùng 
là dầu sinh học (Bligh và Dyer, 1959; Hossain 
và cộng sự, 2008, Johnson và Wen, 2009). 
Với phương pháp này, cả lipid tích lũy trong 
tế bào lẫn lipid thoát ra môi trường nuôi cấy 
đều được thu nhận bằng sự ester hóa các 
acid béo. 
Tất cả các thí nghiệm được thực hiện với 
3 lần lặp lại, mỗi lần với 3 bình 500mL chứa 
250mL môi trường lỏng BB được sục khí vào 
lúc 8 giờ sáng. 
3. Kết quả 
(B) Ảnh hưởng của xử lý ánh sáng đèn 
LED trắng, đỏ và xanh 
(C) Xử lý ánh sáng trong 3 tuần: dưới 
đèn LED trắng: vi tảo vẫn còn màu xanh 
nhưng có sự phân hủy dần nội dung của tế 
bào, đèn LED đỏ làm cho phần lớn các tế bào 
vi tảo chuyển sang màu nâu sậm và nhiều tế 
bào bị phân hủy, trong khi đèn LED xanh làm 
cho tất cả các tế bào vi tảo bị phân hủy hoàn 
toàn (Hình 1.1). 
Xử lý ánh sáng trong 24 giờ: dưới đèn 
LED trắng và đèn LED xanh: vi tảo có hình 
cầu và vẫn còn màu xanh với ánh sáng, nhưng 
mất dần nội dung với ánh sáng đèn LED đỏ 
(Hình 1.2). 
(D) Xử lý ánh sáng gián đoạn đêm 
trong 30 phút: dưới đèn LED trắng: vi tảo có 
hình cầu hoặc hình elip và một số tế bào 
phóng thích nội dung, mất dần nội dung với 
ánh sáng đèn LED đỏ, một số tế bào chuyển 
sang màu đỏ với ánh sáng đèn LED xanh 
(Hình 1.3). 
Trong các xử lý chiếu sáng bằng đèn 
LED xanh và đỏ liên tục trong 24 giờ hoặc 
gián đoạn đêm trong 30 phút vào lúc 0 giờ, 
chỉ có xử lý ánh sáng đèn LED đỏ trong 24 
giờ làm tăng có ý nghĩa lượng dầu sinh học, 
nhưng làm giảm mạnh trọng lượng tươi và 
khô so với đối chứng (ánh sáng huỳnh quang) 
(Bảng 1). 
26 Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 
Bảng 1 
Ảnh hưởng của xử lý ánh sáng đèn LED trắng, đỏ và xanh lên sự tăng trưởng và tích lũy lipid 
của vi tảo trong bình chứa môi trường lỏng BB được sục khí. 
Xử lý Trọng lượng tươi 
(mg/mL) 
Trọng lượng khô 
(mg/mL) 
Dầu sinh học 
(mg/mL) 
Đối chứng 
(đèn huỳnh quang) 
29,370a 3,270a 0,050b 
LED trắng, 24 giờ 21,570b 1,720c 0,054ab 
LED đỏ, 24 giờ 15,300c 0,920d 0,063a 
LED xanh, 24 giờ 15,760c 0,970d 0,059ab 
LED trắng, 30 phút 27,100a 2,200b 0,057ab 
LED đỏ, 30 phút 26,870a 2,180b 0,058ab 
LED xanh, 30 phút 27,000a 2,280b 0,055ab 
Các chữ cái theo sau số trung bình trong cùng một cột khác nhau biểu hiện sự khác biệt có ý 
nghĩa thống kê ở mức P ≤ 0,05 
Hình 1. Vi tảo sau 7 tuần được nuôi cấy dưới ánh sáng đèn huỳnh quang trong bình chứa môi 
trường lỏng BB được sục khí và xử lý ánh sáng đèn LED 
Trong 3 tuần (1a) Trắng: màu lục, phân hủy nhiều (1b) Đỏ: màu nâu đỏ, phân hủy nhiều (1c) 
Xanh: phân hủy hoàn toàn 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
Hình 
3.1. 
Vi tảo 
sau 7 
tuần 
được 
nuôi 
cấy 
dưới 
ánh 
sáng 
đèn 
huỳn
h 
quang 
trong 
bình 
chứa 
môi 
trườn
g lỏng 
BB 
được 
1a 
A 
A 
A 
A’ 
A 
A 
A 
A’ 
A 
A 
A 
A’ 
1b 
B 
B 
B 
B’ 
B 
B 
B 
B’ 
B 
B 
B 
B’ 
1c 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
C’ 
3c 
D 
D 
D 
3a 
C 
C 
C 
3b 
B 
B 
B 
10 µm 
2b 
B 
B 
B 
B 
B 
2c 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
2a 
B 
B 
B 
B 
B 
10 µm 10 µm 
10 µm 
10 µm 10 µm 
Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 27 
Trong 24 giờ (2a) Trắng: Vi tảo màu lục, phân hủy một phần (2b) Đỏ: Vi tảo màu đỏ, phân hủy 
nhiều (2c) Xanh: Vi tảo màu lục, phân hủy nhiều 
Gián đoạn đêm 30 phút (3a) Trắng: Vi tảo màu lục, phân hủy một phần (3b) Đỏ: Một số vi tảo có 
màu đỏ, phân hủy một phần (3c) Xanh: Một vi số tảo có màu đỏ 
Ảnh hưởng của xử lý nhiệt độ 
Sau 7 tuần nuôi cấy vi tảo trong bình 
chứa môi trường lỏng BB được sục khí, trong 
số các xử lý nhiệt độ cao (50oC) và thấp (0 ± 
2oC) trong 1,5 hoặc 2 giờ, và xử lý nhiệt độ 
nhiệt độ 7 ± 3oC trong 2, 3, 4 hoặc 6 giờ, chỉ 
có xử lý 7 ± 3oC trong 2 giờ làm tăng hàm 
lượng dầu sinh học và thay đổi không đáng kể 
trọng lượng tươi, nhưng giảm trọng lượng khô 
so với đối chứng (Bảng 2). 
Cùng với sự thay đổi về hàm lượng dầu 
sinh học và trọng lượng tươi và khô, các xử lý 
nhiệt độ làm thay đổi hình thái của tế bào vi 
tảo. Sau 2 giờ xử lý ở 50oC, vi tảo vẫn giữ hình 
cầu và có màu lục như đối chứng. Ở 0 ± 2oC, vi 
tảo có hình cầu và một số tế bào chuyển sang 
màu đỏ sau 1,5 giờ xử lý, nhưng phần lớn có 
màu đỏ và phóng thích nội dung ra ngoài môi 
trường sau 2 giờ xử lý (Hình 2). Ở 7 ± 3oC, các 
vi tảo chuyển dần sang màu đỏ sau 2 giờ xử lý, 
trong khi một số tế bào bị phân hủy và một số 
tế bào khác phân chia sau 3 giờ xử lý. Các tế 
bào có thể bị phân hủy, có màu đỏ hay vẫn giữ 
màu xanh sau 4 và 6 giờ xử lý (Hình 2). 
Bảng 2 
Ảnh hưởng của xử lý nhiệt độ lên sự tăng trưởng và tích lũy lipid của vi tảo trong bình chứa môi 
trường lỏng BB được sục khí 
Xử lý Trọng lượng tươi 
(mg/mL) 
Trọng lượng khô 
(mg/mL) 
Dầu sinh học 
(mg/mL) 
Đối chứng 25 ± 3oC 29,370a 3,800a 0,052c 
50oC, 2 giờ 29,000a 2,470b 0,053c 
0 ± 2oC, 1,5 giờ 24,170a 2,400b 0,061bc 
0 ± 2oC, 2 giờ 16,630ab 1,600d 0,061bc 
7 ± 3oC, 2 giờ 27,100ab 2,200bc 0,108a 
7 ± 3oC, 3 giờ 26,870ab 2,180bcd 0,069b 
7 ± 3oC, 4 giờ 27,000ab 2,280bc 0,060bc 
7 ± 3oC, 6 giờ 21,570b 1,720cd 0,060bc 
Các chữ cái theo sau số trung bình trong cùng một cột khác nhau biểu hiện sự khác biệt có ý 
nghĩa thống kê ở mức P ≤ 0,05 
28 Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 
Hình 2. Vi tảo sau 7 tuần được nuôi cấy trong bình chứa môi trường lỏng BB được sục khí, xử 
lý nhiệt độ và quan sát ngay khi kết thúc thí nghiệm 
(A) Đối chứng: màu lục (B) 50oC, 2 giờ: màu lục (C) 0 ± 2oC; 1,5 giờ: màu đỏ 
(D) 0 ± 2oC; 2 giờ: màu đỏ (E) 7 ± 3oC; 2 giờ: màu đỏ (F) 7 ± 3oC; 3 giờ: màu đỏ hoặc lục, có 
sự phân hủy nội dung (G) 7 ± 3oC; 4 giờ: màu đỏ nhạt và phân hủy nội dung (H) 7 ± 3oC; 6 giờ: 
Một số tế bào vi tảo có màu đỏ hoặc lục, có sự phân hủy nội dung 
Ảnh hưởng của Cu2+, Fe2+, Mg2+ và Zn2+ 
Sự bổ sung CuSO4 (2,355 hoặc 3,14mg/L), 
FeSO4 (7,47 hoặc 9,96mg/L), MgSO4 (112,5 
hoặc 150mg/L) và ZnSO4 (13,23 hoặc 
7,64mg/L) vào môi trường nuôi cấy ở tuần thứ 
7, trong 3 ngày, không làm thay đổi đáng kể 
hay làm giảm lượng dầu sinh học, dù các xử 
lý có thể gây thay đổi tăng trưởng, hình thái 
và màu sắc vi tảo: sự tăng nồng độ FeSO4 gấp 
1,5 lần (7,47mg/L) cảm ứng gia tăng mật độ 
tế bào, trong khi sự tăng nồng độ CuSO4 gấp 2 
lần (3,14mg/L) cảm ứng sự gia tăng trọng 
lượng tươi và cả trọng lượng khô của vi tảo 
(Bảng 3, Hình 3). 
D E 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
H 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
G 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
F 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
A C B 
 10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
20 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
20 µm 
 10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
 10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
 10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µ 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
 10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 29 
Bảng 3 
Ảnh hưởng của kim loại nặng sau 3 ngày xử lý lên sự tăng trưởng của vi tảo sau 7 tuần nuôi cấy 
Xử lý 
Mật độ tế bào 
(x103 tb/ mL) 
Trọng lượng 
tươi (mg/mL) 
Trọng lượng khô 
(mg/mL) 
Dầu sinh học 
(mg/mL) 
Đối chứng 100,670b 79,330bc 2,330b 0,049a 
CuSO4 
(mg/L) 
2,355 52,670c 137,330bc 4,000b 0,000 
3,14 130,700b 427,000a 23,330a 0,080a 
FeSO4 
(mg/L) 
7,47 184,000a 131,000bc 5,000b 0,080a 
9,96 41,670c 77,000c 2,000b 0,083a 
MgSO4 
(mg/L) 
112,5 50,330c 159,670bc 5,330b 0,000 
150 46,000c 237,670b 10,000b 0,000 
ZnSO4 
(mg/L) 
13,23 43,670c 143,670bc 4,330b 0,000 
7,64 13,670c 103,670bc 2,000b 0,000 
Các chữ cái theo sau số trung bình trong cùng một cột khác nhau biểu hiện sự khác biệt có ý 
nghĩa thống kê ở mức P ≤ 0,05. 
Hình 3. Vi tảo sau 3 tuần được nuôi cấy trong bình chứa môi trường lỏng BB 
được sục khí và xử lý kim loại trong 3 ngày 
 (A) Đối chứng: màu lục, vách mỏng (B) MgSO4 112,5mg/L: màu cam, vách dày 
(C) MgSO4 150mg/L: màu cam, vách dày (D) FeSO4 7,98mg/L: màu lục, vách mỏng 
(E) FeSO4 9,96mg/L: màu cam, vách dày (F) CuSO4 2,355mg/L: màu cam, vách mỏng 
(G) CuSO4 3,14mg/L: màu đỏ, vách rất dày (H) ZnSO4 13,23mg/L: màu lục 
(I) ZnSO4 26,46mg/L: màu lục với một số tế bào bị phân hủy 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
B 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
F 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
A 
G 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
H 
D 
D 
D 
D 
D 
D 
A 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
D 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
L 
E 
E 
E 
E 
E 
E 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
30 Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 
Ảnh hưởng của NaCl 
NaCl 0,5%, làm tăng lượng dầu sinh học 
trích được so với đối chứng, nhưng làm giảm 
trọng lượng tươi và khô (Bảng 4). Trong môi 
trường với NaCl ở nồng độ từ 0,9% đến 3%, tế 
bào vi tảo có màu đỏ, vách rất dày. Nồng độ 
muối càng cao, vách tế bào càng dày và rất nhiều 
tế bào bị phân hủy trong môi trường (Hình 4). 
Bảng 4 
Ảnh hưởng của NaCl ở các nồng độ khác nhau lên sự tăng trưởng của vi tảo trong bình chứa môi 
trường lỏng BB được sục khí sau 3 tuần xử lý 
NaCl 
(%) 
Trọng lượng tươi 
(mg/mL) 
Trọng lượng khô 
(mg/mL) 
Dầu sinh học 
(mg/mL) 
0,0025 (Đối chứng) 12,000a 3,070a 0,050b 
0,5 6,870b 1,040b 0,640a 
0,9 2,500b 1,630ab 0,110b 
1,5 3,330b 2,040ab 0,090b 
3,0 1,400b 2,380ab 0,060b 
Các chữ cái theo sau số trung bình trong cùng một cột khác nhau biểu hiện sự khác biệt có ý 
nghĩa thống kê ở mức P ≤ 0,05 
Hình 4. Vi tảo sau 7 tuần nuôi cấy trong bình chứa môi trường lỏng BB được sục khí 
và xử lý với các nồng độ NaCl trong 3 tuần 
(A) 0,5%: màu lục (B) 0,9%: màu đỏ 
(C) 1,5%: màu đỏ (D) 3,0%: màu đỏ, vách dày, tế bào phân hủy nhiều 
4. Thảo luận 
Các loại ánh sáng LED trắng, LED đỏ và 
LED xanh ở các thời gian xử lý khác nhau 
trong nghiên cứu này làm giảm sự tăng trưởng 
và không kích thích sự tích lũy lipid ở vi tảo. 
Điều này có lẽ do cường độ ánh sáng chưa 
thích hợp. Quá trình thích nghi/đáp ứng với 
ánh sáng phụ thuộc vào quá trình quang hợp, 
thông qua nhiều biến đổi liên quan tới kiểu và 
số lượng các sắc tố, tăng trưởng vi tảo, hô hấp 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
10 µm 
A 
C 
B 
D 
Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 31 
tối và các acid béo cơ bản (Dubinsky và cộng 
sự, 1995). Bên cạnh cường độ, chu kỳ và phổ 
ánh sáng cũng có ảnh hưởng trên tảo. Phổ ánh 
sáng 300 - 400nm (gần tia UV) hoặc 400 - 
480nm (ánh sáng xanh lơ) tốt hơn 620 - 750nm 
(ánh sáng đỏ). Khi dùng ánh sáng đỏ cần bổ 
sung một ít photon của ánh sáng xanh lơ. 
Ngoài năng lượng, các thành phần đặc biệt của 
ánh sáng có tác động trong các quá trình điều 
hòa nội bào gồm: tổng hợp chlorophyll, sửa 
chữa hư hỏng do ánh sáng và phân chia tế bào. 
Nhiệt độ cao 50oC trong 2 giờ, không làm 
tế bào vi tảo chuyển đổi trạng thái và tăng 
tổng hợp lipid. Điều này chưa phù hợp với 
nghiên cứu của Lei và cộng sự (2012), nhiệt 
độ 42oC trong bốn ngày kích thích vi tảo tổng 
hợp acid béo. Có lẽ, trong nghiên cứu này, 
thời gian xử lý chưa đủ và vi tảo này được 
phân lập ở Việt Nam nên thích nghi với nhiệt 
độ cao. Nhiệt độ thấp 7 ± 3oC làm giảm sự 
tăng trưởng nhưng kích thích sự tích lũy lipid 
ở vi tảo. Lúc này, các tế bào vi tảo chuyển 
sang màu đỏ, vách tương đối dày. Sự tổng 
hợp astaxanthin vào lúc này có lẽ giúp vi tảo 
chống chịu với stress nhiệt độ (Bảng 2, Hình 
2). Nhiệt độ quá cao hay quá thấp ảnh hưởng 
đến sự tăng trưởng của vi tảo giống như ở 
thực vật. Nhiệt độ cao gây mất cân bằng giữa 
hô hấp và quang hợp. Quang hợp và hô hấp 
đều giảm nhưng quang hợp giảm nhanh hơn 
hô hấp. Nhiệt độ cao làm xáo trộn màng 
thylakoid trước khi giảm hoạt tính enzyme 
quang hợp. Nhiệt độ cao còn làm giảm tính 
bền của các màng tế bào. Tuy nhiên, một số 
sinh vật đơn bào có thể hoàn tất chu trình 
sống ở 50oC. Nhiệt độ thấp làm sự tăng 
trưởng bị chậm lại, thoát các chất hòa tan do 
làm giảm tính lỏng của màng plasma (Bùi 
Trang Việt, 2016). 
FeSO4 gấp 1,5 lần kích thích sự gia tăng 
mật độ tế bào và tích lũy lipid ở vi tảo. Tuy 
nhiên, sự gia tăng mật độ tế bào (184x103 tế 
bào/mL) không đi kèm với sự tích lũy chất 
khô (5,00mg/mL) (Bảng 3). FeSO4 gấp 2 lần 
không kích thích sự gia tăng mật độ tế bào 
nhưng kích thích sự tích lũy lipid. Harker và 
cộng sự (1996), nghiên cứu ảnh hưởng của Fe 
ở nồng độ 36,0µM (gấp 2 lần) và 72,0µM 
(gấp 4 lần so với đối chứng là 18µM trong 
môi trường BB) trong 7 ngày cho thấy Fe 
36µM làm giảm nhẹ mật độ tế bào và tăng 
nhẹ tích lũy astaxanthin. Ngược lại, Fe 7,2µM 
làm giảm mật độ tế bào nhưng kích thích tích 
lũy astaxanthin ở vi tảo H. pluvialis. Như vậy, 
sắt có thể kích thích sự tăng trưởng hoặc sự 
tích lũy lipid và astaxanthin tùy theo nồng độ. 
Fe là thành phần của nhiều enzyme (hiện diện 
trong vòng porphyrin của cytochrome, 
catalase và peroxidase), và có vai trò quan 
trọng trong sinh tổng hợp chlorophyll (Bùi 
Trang Việt, 2016). Fe là khoáng vi lượng 
quan trọng cho sự tăng trưởng bình thường, 
chức năng quang hợp và hô hấp, hoạt động 
như chất xúc tác trong quang hợp, đồng hóa 
nitrogen (nitrogen assimilation) và các phản 
ứng chuyển electron ở sinh vật quang hợp 
(Terry và cộng sự, 1985). Thiếu hụt Fe làm 
giảm chuyển electron trong quang hợp dẫn tới 
sự hình thành NADPH. Tăng nồng độ Fe kích 
thích sự gia tăng lipid (Liu và cộng sự, 2008). 
CuSO4 gấp 2 lần giúp tế bào vi tảo tích lũy 
các chất khô, nhưng lượng dầu sinh học gia 
tăng nhưng không có ý nghĩa so với đối chứng 
(Bảng 3). Cu liên kết với plastocyanin, 
enzyme chuyển electron trong quang hợp (Bùi 
Trang Việt, 2016). Cu là một trong các kim 
loại gây độc (Cu, Ni, Fe, Zn) cho tế bào tảo ở 
nồng độ cao. Các kim loại này có thể ức chế 
cố định carbon và làm chậm hấp thu các chất 
dinh dưỡng (Rai và cộng sự, 1993). 
NaCl 0,5% kích thích tế bào vi tảo tạo 
lipid. Khi nồng độ NaCl cao hơn 0,9%, tế bào 
vi tảo chuyển sang trạng thái stress tạo nang, 
nội dung tế bào màu đỏ và vách tế bào rất dày 
(Bảng 4, Hình 4). Các kết quả nghiên cứu này 
phù hợp với nghiên cứu của Sarada và cộng 
sự (2002). Nồng độ NaCl cao gây cản tăng 
trưởng, xáo trộn cân bằng nước, và gia tăng 
áp suất thẩm thấu. Nhiễm muối (salinity) hay 
stress nồng độ muối cao (salinity stress), hiễm 
32 Nguyễn T. Đ. Phương và cộng sự. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 62(5), 23-32 
sodium (sodicity) và stress nước (water stress) 
có liên quan chặt chẽ với nhau. Ở thực vật, 
nhiễm muối hay nhiễm sodium (Na+) cản tăng 
trưởng và quang hợp và gây xáo trộn cân bằng 
nước vì thế nước bên ngoài hệ thống thực vật 
bị hạ thấp (Bùi Trang Việt, 2016). Sự thay đổi 
nồng độ muối cao hơn hoặc thấp hơn điều 
kiện sống tự nhiên của tảo đều ảnh hưởng đến 
tăng trưởng và thay đổi thành phần, và nồng 
độ muối cao làm gia tăng thành phần lipid 
trong tảo (Zhila và cộng sự, 2011). 
5. Kết luận 
Ánh sáng đèn LED (liên tục hoặc gián 
đoạn) chưa kích thích sự tăng trưởng và tích 
lũy lipid ở vi tảo. Xử lý nhiệt độ 7 ± 3oC trong 
2 giờ, CuSO4 gấp 2 lần, FeSO4 gấp 1,5 hoặc 2 
lần hoặc xử lý NaCl 0,5% kích thích sự tích 
lũy lipid ở vi tảo 
Lời cảm ơn: Các tác giả xin chân thành cảm ơn phòng Công nghệ Tảo, Viện Công nghệ Sinh 
học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà Nội đã cho phép sử dụng 
nguồn vật liệu này. 
Tài liệu tham khảo 
Bùi Trang Việt (2016). Sinh lý thực vật đại cương, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đại học 
Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh. 
Dubinsky Z., Matsukawa R., & Karube I. (1995). Photobiological aspects of algal mass culture, 
J. Mar. Biotechnol., 2, 61-65. 
Harker M., Tsavalos A.J., & Young A.J. (1996). Factors responsible for astaxanthin formation in 
the chlorophyte Haematococcus pluvialis. Bioresource Technology, 55, 207-214. 
Lei A., Chen H., Shen G., Hu Z., Chen L., & Wang J. (2012). Expression of fatty acid synthesis 
genes and fatty acid accumulation in Haematococcus pluvialis under different stressors. 
Biotechnology for Biofuels, 5(18), 2-11. 
Liu Z.Y., Wang G.C., & Zhou B.C. (2008). Effect of iron on growth and lipid accumulation in 
Chlorella vulgaris. Bioresour. Technol., 99, 4717-4722. 
Nguyen Tran Dong Phuong, Lao Duc Thuan, Le Huyen Ai Thuy, & Bui Trang Viet (2016). 
Initial studies on Biotin carboxylase (BC) and acyl-acyl carrier protein thioesterase (FATA) 
genes in Haematococcus pluvialis Flotow. J Biotech 14(1A): 531-538 The 7th AFOB 
regional symposium (In English). 
Nguyễn Trần Đông Phương, Lê Huyền Ái Thúy, Bùi Trang Việt (2015). Ảnh hưởng cùa các chất 
điều hòa sinh trưởng thực vật lên sự sinh trưởng của vi tảo Haematococcus pluvialis Flotow. 
Tạp chí Công nghệ Sinh học, 13(2), 269-247. 
Rai L., & Mallick N. (1993). Heavy metal toxicity to algae under synthetic microcosm. 
Ecotoxicology, 2, 231-242. 
Sarada R., Tripathi U., & Ravishankar G.A. (2002). Influence of stress on astaxanthin production 
in Haematococcus pluvialis grown under different culture conditions. Process Biochemitry, 
37, 623-627. 
Terry N. , & Abadía J. (1986). Function of iron in chloroplasts. J. Plant. Nutr., 9, 609 - 646. 
Zhila N.O., Kalacheva G.S., & Volova T.G. (2011). Effect of salinity on biochemical composition 
of the alga Botryococcus braunii Kutz IPPAS H-252. J. Appl. Phycol., 23, 47-52.