Vi sinh vật ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản

CHƯƠNG 9: VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN I/ VI SINH VẬT ỨNG DUNG TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Vi tảo ứng dụng trong sản xuất giống thủy sản Thành tựu nhgien cứu ứng dụng vi tảo - Những kết quả nghiên cứu cho thấy tảo biển Chlorella có nhiều triển vọng ứng dụng tại VN, là nguồn sản xuất biodiesel phong phú mà không xâm hại an ninh lương thực như những loại cây trồng lấy dầu biodiesel khác.Đặc biệt, tảo có thể tồn tại ở bất cứ nơi nào có đủ ánh sáng, kể cả vùng hoang hoá, nước mặn, nước thải, lại có khả năng làm sạch môi trường nước thải.Để nuôi tảo, chỉ cần ánh sáng, CO2, nước và dinh dưỡng có thể là phân hoá học hoặc phân chuồng. Tảo giống thường nuôi trong phòng thí nghiệm, về sau có thể chuyển qua bể hoặc ao để nuôi.Ngoài việc dùng vi tảo để sản xuất nhiên liệu, có thể dùng bụi tảo khô để đốt trong các động cơ diesel thay thế cho than bụi. Đặc biệt, tảo có hàm lượng dầu cao có thể dùng để chiết tách lấy dầu.Nghiên cứu sử dụng nguồn tảo giống Chlorella trong nước, được cung cấp từ Khoa Thuỷ sản Trường ĐH Nông Lâm TP.HCM, Khoa Thuỷ sản Trường ĐH Cần Thơ và Trung tâm Quốc gia giống Hải sản Nam Bộ.Thí nghiệm cho thấy tảo Chlorella cho dầu có màu vàng sậm, năng suất chuyển đổi dầu thành biodiesel là 97% sau 2 giờ phản ứng. Trên thế giới, tảo Chlorella đã được nhiều tác giả nghiên cứu để sản xuất nhiên liệu biodiesel sinh học. Ý tưởng sản xuất Biodisel từ vi tảo có từ lâu (Chisti Y, 1980). Năm 1994, Roessler và cộng tác viên đã nghiên cứu sản xuất biodiesel từ vi tảo, sau đó nhiều tác giả khác đã nghiên cứu. Hàm lượng dầu trong tảo tính trung bình trên thế giới, theo Chisti từ 15 - 77% tuỳ loài. Qua thí nghiệm của nhóm nghiên cứu Trường ĐH Nông Lâm cho thấy, hàm lượng dầu ở tảo tại VN còn thấp, cần có những bước cải tiến để nâng hàm lượng dầu lên.Theo tính toán của các nhà khoa học Mỹ, dùng vi tảo lợi hơn các loại cây có dầu khác do năng suất dầu cao gấp 19 - 23 lần trên cùng một diện tích đất trồng. Chúng ta nên nhập các giống tảo hàm lượng dầu cao để các đơn vị thuỷ sản nghiên cứu triển khai nuôi trồng các vùng ngập mặn, hoang hoá. Đồng thời cần nghiên cứu ứng dụng các thiết bị nuôi quang hợp, chiết tách dầu để tự chế tạo, giảm giá thành sản xuất biodiesl trong tương lai.Việc sản xuất biodiesl từ tảo không cạnh tranh với đất trồng cho thực phẩm và góp phần giảm thiểu khí nhà kính làm sạch môi trường. Theo nhóm nghiên cứu, đây là một hướng đi triển vọng mà nhiều nước trên thế giới đã đi. Một số tiêu chuẩn cần thiết để nuôi vi tảo Tiêu chuẩn bể nuôi tảo Hình dạng :hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn. Kích thước: (3.4 x 2 x 0.8) m ; (3 x 3 x 0.8) m. Dung tích bể: 3 – 4 m3 Đáy bể nghiên: 40 Bể xây dựng bằng: xi măng ,gỗ lót vải, cao su hoặc nhựa cứng. Bể có hệ thống cấp- tiêu nước hoàn chỉnh, các ống cấp tiêu nước có đường kimh1 từ 4 – 6 cm Tiêu chuẩn các thiết bị chính Hệ thống cấp khí: máy nén có áp suất hơi từ 2,5 – 3 atm ống dẫn khí từ máy đến bể làm bằng nhựa cứng. Hệ thống cấp nước: máy bơm điện có công suất 4m3/h, có hệ thống dẫn nước và các van ống nối. Các loại lưới vớt: các loại lướt vớt thực vật phù du có N0 65, N0 75va2 lưới vớt động vật phù du N0 38. Các hóa chất : NaNO3 , NaH2PO4, HCl, vitamin, FeCl3….. 1.2.3 Kĩ thuật gây nuôi tảo - Chuẩn bị bể nuôi: + Nếu nuôi riêng thì tổng thể tích bể nuôi tảo gấp 2 lần bể nuôi ấu thể. + Nếu nuôi kết hợp trong bể thì số bể nuôi giữ giống cần 3- 5 bể loại 1m3 1.2.4 Kĩ thuật nhân giống a/ Khi tảo gấy đã mộc tốt: lọc tảo ở tất cả các bể rồi dồn vào một bể để tăng mật độ tế bào nhằm tạo ưu thế lai để lấn áp các loài tảo không mong muốn. b/ Chọn giống: chọn các tế bào tảo mong muốn nuôi thuần thiết dưới kính hiển vi sau đó tiến hành nuôi ở các thể tích nhỏ rồi nhân lên thành thể tích lớn tiếp đến là nuôi đại trà. c/ Bón phân cho bể nuôi tảo: phân được bón hằng ngày vào buổi sáng , nồng độ tùy thuộc vào hình thức nuôi riêng hay nuôi chung. d/ Quản lí và thu hoạch: bể nuôi được sục khí liên tục trong quá trình nuôi , chiếu sáng trực tiếp bằng ánh sáng mặt trời , nhiệt độ dao động từ 28- 300C. 2.Vi khuẩn nà chất lượng nước ao nuôi - Nhiều nghiên cứu cho thấy, chỉ có khoảng 25 - 45% lượng protein có trong thức ăn được chuyển hóa thành sinh khối của tôm nuôi. Phần còn lại tồn tại trong môi trường nuôi dưới dạng thức ăn thừa hoặc các sản phẩm bài tiết của tôm. Thức ăn viên dùng để nuôi tôm thường có hàm lượng protein nguồn gốc động vật khá cao, từ 35 - 45%. Vì vậy hàm lượng nitơ (N) trong ao nuôi tôm thường cao, đặc biệt gần về cuối vụ, khi khối lượng thức ăn đưa xuống ao mỗi ngày một lớn, chất thải của tôm cũng nhiều hơn. Ao nuôi tôm theo công nghệ Biofloc ở Indonesia. Nhờ vào các quá trình tự nhiên, các chất thải hữu cơ sẽ được vi sinh vật phân hủy, tạo ra các muối dinh dưỡng có thể hấp thụ bởi tảo trong ao nuôi, nhờ vậy làm sạch nước dần dần. Loại bỏ chất thải có N theo phương thức này gọi là “quá trình tự dưỡng quang hóa”. Tuy nhiên, thời gian phân hủy của các hợp chất hữu cơ thường kéo dài, nên tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các loại vi sinh vật, trong đó có các vi sinh vật có thể gây bệnh cho tôm. Quá trình phân hủy của các hợp chất hữu cơ có N còn tạo ra các chất độc như NH3 hay NO2 có khả năng làm suy yếu sức khỏe hoặc gây chết cho tôm nuôi… Vì thế, để đảm bảo chất lượng nước tốt, người nuôi cần phải xử lý triệt để chất thải có trong nước ao. Hiện nay có 2 phương thức xử lý: ngay trong ao hoặc bên ngoài ao nuôi. Xử lý nước bên ngoài ao nuôi chính là công nghệ lọc tuần hoàn. Nước trong ao nuôi được dẫn ra ngoài qua các ao xử lý gồm các công đoạn lắng, lọc cơ học, lọc sinh học rồi được dẫn về ao để tái sử dụng hoặc thải ra ngoài môi trường. Tuy nhiên phương thức này khá phức tạp, chi phí cao và đòi hỏi diện tích lớn. Để xử lý nước ngay trong ao nuôi, người ta có thể tạo điều kiện để các loài tảo bám (periplankton) hoặc vi khuẩn dị dưỡng phát triển. Sử dụng tảo bám không tiện lợi vì cần phải tạo giá thể cho chúng bám và khả năng xử lý chất thải phụ thuộc vào khả năng đảm bảo thời gian, cũng như cường độ chiếu sáng. Hướng sử dụng vi khuẩn tự dưỡng để chúng có thể chuyển cơ chất (các chất thải hữu cơ) trực tiếp thành sinh khối vi khuẩn được xem là giải pháp hiệu quả hơn. Đây cũng chính là cơ sở của công nghệ Biofloc. II/ VI SINH VẬT ỨNG DỤNG TRONG PHÒNG TRỪ DỊCH HẠI THÙY SẢN Một số bệnh do vi sinh vật 1.1. Virus: Là tác nhân gây bệnh có kích thước nhỏ nhất, thông thường bằng 1/20 kích thước của vi khuẩn. Chúng xâm nhập vào sinh vật sống, sinh sản bên trong ký chủ và gây bệnh bằng cách làm tổn hại các mô của ký chủ. Ở cá mú có 2 loại virus được báo cáo là virus gây hoại tử thần kinh (VNN) và irido virus… Có thể ngăn ngừa bệnh bằng cách: Tiệt trùng các bể và phương tiện khác trước khi sử dụng. Tránh làm sốc cá khi vận chuyển và thả giống. Cung cấp đầy đủ thức ăn, chất dinh dưỡng cho cá. 1.2. Bệnh do vi khuẩn Trong môi trường nuôi có thể thấy vi khuẩn bám vào lưới, sống với cây cỏ và động vật trong môi trường nuôi. Kết với các phân tử trong nước. Dạng phiêu sinh hoặc nổi tự do trên mặt nước. Cơ quan bị lây nhiễm: Vây và đuôi, thân, mắt. Dấu hiệu: Vây bị rữa, xuất huyết dưới da, có khối u. Màu sắc đậm, mắt đục, mắt lồi có xuất huyết hoặc không. Cá chết ở đáy. Vi khuẩn bị nhiễm bệnh cho cá khi: Mật độ nuôi quá cao, chất lượng dinh dưỡng và nước kém. Nhiễm ký sinh trùng và chúng tạo vết thương, đó chính là lối vào cho vi khuẩn xâm nhập. Ô nhiễm chất hữu cơ vì thức ăn thừa và nước kém lưu chuyển. Cá bị thương. Phòng ngừa: Duy trì mật độ cá và sinh khối thích hợp bên trong hệ thống nuôi. Duy trì sự lưu thông nước cho lồng nuôi bằng cách vệ sinh và thay lồng để giảm thiểu sinh vật bám trên lưới. Thức ăn tươi hoặc nhân tạo cho cá phải được bảo quản tốt. Xử lý: Tắm cá trong nước ngọt, không kéo dài quá 15 phút. Tắm cá nhanh bằng dung dịch formalin và iodine. 1.3. Các bệnh do nấm: Nấm là vi sinh vật có dạng sợi, tăng trưởng không cần ánh sáng, chúng tạo năng lượng bằng cách tiêu thụ chất hữu cơ… Phòng ngừa: Tránh làm cá bị thương, chuyển ngay cá có dấu hiệu bị nhiễm nấm khỏi hệ thống nuôi. Không cho cá thức ăn bẩn và hư. Bảo quản tốt thức ăn nhân tạo. 1.4. Bệnh do ký sinh trùng: Cơ quan bị ảnh hưởng: Mang và thân. Dấu hiệu: Cá tập trung tại mặt nước hoặc gần nơi sục khí. Mang có màu lợt. Màu sắc của thân đậm hơn, trên thân xuất hiện những đốm như nhung. Hậu quả: Da và mang cá bị hoại tử. Cá chết nhiều nếu không được điều trị. Điều trị: Tắm cho cá bằng Sulfat đồng, hàm lượng 0,5ppm trong 3 – 5 ngày, sục khí mạnh. Thay nước và hóa chất hàng ngày hoặc tắm cho cá bằng Formalin, hàm lượng 200ppm trong 1 giờ, sục khí mạnh. Chuyển cá vào bể nước sạch 2 lần trong 3 giờ xử lý cá. 1.5. Trùng lông tơ: Chúng có hình quả lê, kích thước 0,5mm với lớp lông tơ trên bề mặt. Ký sinh trên da cá. Cơ quan bị nhiễm: Bề mặt thân, mắt cá Các dấu hiệu của bệnh: Xuất hiện các chấm trắng trên da cá. Cá cọ mình vào các vật cứng khi bơi. Trên thân cá xuất hiện nốt nhày. Điều trị: Tắm 0,5ppm CuSO4 (0,5g CuSO4 trong 1 tấn nước) 5 – 7 ngày, sục khí mạnh, thay nước đã xử lý và hóa chất hàng ngày. Tắm cá bằng nước có 25ppm Formalin (25ml Formalin trong 1 tấn nước) 5 – 7 ngày, sục khí mạnh, thay nước đã xử lý và hóa chất hàng ngày. Chuyển cá đã xử lý vào bể nước sạch 2 lần trong vòng 3 ngày. 1.6. Sán lá ở da: Là loài sán ký sinh bên ngoài cơ thể, có chiều dài 2 – 6mm. Cơ quan bị nhiễm: Bên ngoài cơ thể, mắt. Điều trị: Tắm cá trong nước ngọt 10 – 30 phút hoặc tắm cá trong dung dịch oxy già 150ppm, trong 10 – 30 phút, sục khí mạnh. Ngoài ra còn chú ý sán lá ở mang và giun tròn gây hại. Vi tảo gây độc - Các loài vi tảo này thường xuất hiện theo mùa ở khắp các vùng biển trên cả nước, tập trung nhiều nhất ở vùng Trung Trung bộ và Nam Trung bộ. Đó là kết quả nghiên cứu bước đầu về các loại tảo biển độc hại của Viện Hải dương học Nha Trang. - Dựa vào các chỉ số như số loài, mật độ tế bào và tần suất nở hoa của vi tảo gây độc trong một khu vực, có thể xác định được khu vực đó có phải là "điểm nóng" về tảo độc hay không. Từ những quan sát ban đầu, các nhà khoa học nhận thấy vùng biển Bình Thuận là một điểm nóng như vậy. Gần đây, đã có hơn 80 người ở tỉnh này phải nhập viện do tiếp xúc với một loại vi tảo là vi khuẩn lam Lyngbya majuscula. Ông Lâm cũng cho biết, tại các điểm nóng, các loài vi tảo có thể phát triển rất mạnh, tạo nên hiện tượng thủy triều đỏ. Trong giai đoạn bào xác, vi tảo tồn tại dưới dạng tiềm sinh ở đáy cát thềm lục địa. Vào một thời điểm nào đó mà con người khó đoán trước, chúng sản sinh rất nhanh với mật độ dày đặc (60-70 triệu tế bào trong 1 lít nước), biến nước biển từ màu xanh chuyển sang vàng nhạt, vàng thẫm rồi đỏ như pha máu. Thủy triều đỏ làm nước đại dương bị nhiễm độc nặng, dẫn đến cái chết của nhiều loài thủy tộc. Cả con người cũng không tránh khỏi tai nạn khi ăn tôm cá bị nhiễm độc hoặc khi tiếp xúc với nước biển có các loại tảo trên. - Sự xuất hiện thủy triều đỏ liên quan đến nhiều yếu tố tự nhiên và xã hội. Theo một nghiên cứu của Hong Kong, việc tập trung dân cư, gia tăng mật độ dân số ở các vùng ven biển là một trong các nguyên nhân làm tăng tần suất xảy ra hiện tượng này. - Để ngăn chặn tác hại của vi tảo độc hại, hiện chưa có cách nào tốt hơn việc cảnh báo trong cộng đồng khi phát hiện ra sự có mặt của chúng. a/ Nhóm độc tố gan:có cấu trúc peptit mạch vóng bao gồm : Mycrocystin, Nodularin Mycrocystin: xâm nhập vào được tế bào là nhờ axit mật, Myorocystin kích thích tạo ra khối u gây ung thu da và gan , gây quái thai ở động vật. Nodularin: là chất gây ung thư b/ Mhóm độc tố thần kinh Độc tố gây liệt cơ PSP: gặp ở tảo Alexandrium, Gymnodinium catenatim, Pyrodinium, thuộc ngành tảo 2 rãnh hay tảo giáp, Độc tố gây mất trí nhớ ASP: do các loài tảo silic gây ra như Amphora, Pseudo- nitsschia.Các triệu chứng nhiễm độc: đau vùng bụng nôn mữa, đau đầu, tiếp theo là hiện tượng lẫn lộn , mất trí nhớ.Độc tố gây ra các triệu chứng trên là Axit domoic. Độc tố gây rối loạn thần kinh NSP: do tảo giáp Gymnodinium gây ra c/ Nhóm độc tố gây tiêu chảy: do vi tảo biển Prorocentrum và Dinophysis tiết ra. Ocadaic là thành phần chiếm ưu thế , gây ra tiêu chảy buồn nôn đau bụng, lạnh. III/ VI SINH VẬT TRONG CHẾ BIẾN , BẢO QUẢN THỦY SẢN Công nghệ sản xuất sinh khối tảo. 1.1.Đặc điểm chung cùa tảo - Tốc độ sinh trưởng phát triển của tảo rất nhanh, khó nhiễm tap. - Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của tảo là CO2 và các loại muối khoáng (NH4)2SO4, MgSO4, KNO3.Taỏ hấp thu CO2 và nhả ra O2 làm cho môi trường trong sạch. - Do tảo có chứa diệp lục nên có khả năng quang hợp như cây xanh. Sản phẩm quang hợp của tảo rất đa dạng : tinh bột , glicogen, chất dầu…. Hiệu suất sử dụng năng lượng mặt trời của tảo rất cao tới 3-4 % Tảo có giá trị dinh dưỡng cao , đặc biệt là protein( 40-55%),ngoài ra cón có vitamin A, B, K, …. 1.2.Phương pháp nuôi cấy tảo 1.2.1 Điều kiện nuôi trồng tảo Spirulina - Spirulina cần môi trường kiềm tính để nuôi trồng. - Nhiệt độ nước từ 25-400C, nhiệt độ tối thích là 350C. - Bể nuôi phải nhận được nhiều ánh sáng để tảo có thể tạo sinh khối. - Môi trường nước cần được khuấy đều liên tục. Các chất dinh dưỡng cần được cung cấp chủ yếu là C, P, N và Fe... - Dưới điều kiện tối ưu, Spirulina có thể tăng gấp đôi khối lượng và thể tích sau 24 giờ. 1.2.2Hệ thống bể nuôi tảo Việc lựa chọn xây dựng bể  tùy thuộc vào điều kiện như số nhân lực, khí hậu, diện tích mặt bằng, nước, các hóa chất cần thiết, nguồn điện, khả năng tài chính,… Bể tròn sử dụng để nuôi trồng tảo được tạo ra từ chất liệu plastic có thể làm được với diện tích 100 m2 với khung gỗ cao 40 cm, khuấy bằng tay. Tuy nhiên, thiết kế bể phù hợp nhất trong nuôi trồng tảo Spirulina là loại bể hình chữ nhật có góc vòng cung, được áp dụng cho các bể có diện tích từ 1 m2 cho đến 1 ha. Bể nuôi cấy Spirulina phải được khuấy trộn liên tục (bằng thủ công hoặc bằng cánh khuấy sử dụng mô-tơ nếu là qui mô lớn) vào lúc có ánh sáng vì những lý do sau đây: - Dinh dưỡng trong môi trường nuôi được đảm bảo cung cấp đều đặn và đầy đủ cho  tảo . - Các sợi tảo phía bên dưới có thể di chuyển lên trên để tiếp xúc được với ánh sáng mặt trời và tiến hành quang hợp. - Tránh việc tảo bện với nhau thành đám dày đặc, đây là nguyên nhân dễ gây chết tảo, dẫn đến sự phát triển vi khuẩn trong bể nuôi. Công thức môi trường dùng để nuôi cấy Spirulina Có thể áp dụng theo bảng sau: STT Loại hóa chất Hàm lượng (g/l) 1 Natri bicarbonate 8 2 Muối biển chưa tinh lọc 5 3 Kali nitrat 2 4 Di kali sulphat 1 5 Monoammonium phosphate 0.08 6 Magie sulphat 0.16 7 Vôi (canxi carbonate) 0.020 8 Ure 0.015 9 Sắt sulphate (tinh thể) 0.005 (Vũ Thành Lâm, 2006) 1.2.3Thời điểm và cách thu hoạch sinh khối tảo Dùng đĩa Secchi (là đĩa dùng đo độ đục của nước) để xác định thời điểm thu hoạch. Khi độ sâu của đĩa Secchi đạt từ 1,5-2 cm là thời điểm phù hợp để thu vớt tảo trong bể nuôi, cho đến khi độ sâu của đĩa Secchi nhìn thấy được là 4 cm thì ngưng lại. 1.2.4Cách thu hoạch: - Sinh khối tảo được thu hoạch bằng cách lọc qua màng polyester có đường kính mắt lưới 30μm và được đem vắt hết nước. Bánh tảo sau đó được cắt ra nhờ dao; sau giai đoạn này nước vẫn chiếm 70-80% bánh tảo. - Ở qui mô nuôi trồng Spirulina thủ công nhỏ có thể cho dịch tảo vào trong các hộp kim loại rồi đem phơi ngoài nắng từ đó sử dụng hơi nóng và gió thổi qua làm bay hơi nước. - Ngoài hai phương pháp trên, người ta còn sử dụng thiết bị đơn giản tương tự xylanh, một đầu được đục các lỗ nhỏ đường kính 2 mm, rồi cho tảo vào trong. Dùng lực ép mạnh một đầu, tảo sẽ chảy ra thành các sợi ở đầu kia rồi được đưa đi làm khô tảo. 1.2.5Chế biến và bảo quản Bánh tảo thành phẩm được bán cho các nhà sản xuất để chế biến thành các thực phẩm chức năng trong y học hoặc có thể trộn chúng với bột các loại ngũ cốc thành hỗn hợp Spirulina-ngũ cốc để bảo quản và sử dụng. Người ta có thể điều chỉnh tỷ lệ thành phần hỗn hợp bột khô để đạt được các mức cân bằng năng lượng và protein cần thiết cho trẻ em ở các lứa tuổi khác nhau. Từ sản phẩm này người ta có thể sử dụng chúng như một loại thực phẩm rất giàu dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Ứng dụng tảo trong dinh dưỡng -Tảo Spirulina cho sinh khối có hàm lượng protein rất cao, đạt 60-70% trọng lượng khô, chứa đầy đủ các axit amin đặc biệt là các axit amin không thay thế, không những vậy còn giàu các vitamin, các chất khoáng, các acid béo omega-3 và omega-6 chưa bão hòa, β-caroten... Nhờ vậy, những ứng dụng của tảo này không chỉ là nguồn dinh dưỡng quý mà còn được ứng dụng nhiều trong y học. 2.Một số quy trình công nghệ chế biến thủy sản 2.1.Sơ đồ quy trình sản xuất cá phi lê Nguyên liệu Nước thải Rửa Nước thài Nước thải Chất thải rắn Chất thải rắn Cấp đông Xếp khuôn Rửa lần 2 Phân cỡ hạng Rửa lần 1 Rút xương, vanh sửa Tách phi lê bỏ vỏ Ra đông, mạ băng Ra đông Đóng thùng SƠ ĐỒ SẢN XUẤT CÁ PHI LÊ 2.2.Quy trình sản xuất cá nguyên con Nước thải Nước thải Đóng thùng Ra đông mạ băng Đông lạnh Phân cỡ, xếp khuôn Ngâm lạnh Rửa Nguyên liệu SƠ ĐỒ SẢN XUẤT CÁ TƯƠI SƠ ĐỒ SẢN XUẤT CÁ TƯƠI