Phân loại và đặc điểm sinh học
*Arthrospira platensis* (tên thương mại quen thuộc là Spirulina) là vi khuẩn lam dạng sợi xoắn (cyanobacterium) thuộc bộ Oscillatoriales, phân bố tự nhiên ở các hồ kiềm nhiệt đới và cận nhiệt đới có độ pH 9-11 và độ kiềm cao. Đặc điểm hình thái sợi xoắn đa bào không phân nhánh giúp nhận diện dễ dàng dưới kính hiển vi quang học ở độ phóng đại 100-400x, và cũng là cơ sở để kiểm soát chất lượng giống bằng phương pháp hình thái học kết hợp đo kích thước sợi (trichome).
Khả năng chịu được pH và độ kiềm cao là lợi thế sinh thái quan trọng của Spirulina trong nuôi cấy công nghiệp: ở môi trường kiềm mạnh (pH 9,5-11), hầu hết vi tảo và vi khuẩn cạnh tranh khác không thể sinh trưởng, giúp giảm đáng kể nguy cơ nhiễm tạp so với các loài vi tảo trung tính khác — đây là lý do Spirulina là một trong số ít loài có thể nuôi hiệu quả trong bể hở (open pond) quy mô lớn mà vẫn duy trì được độ thuần của quần thể.
Điều kiện nuôi cấy tối ưu
Giống được nhân trong môi trường dinh dưỡng Zarrouk hoặc biến thể tương đương, giàu bicarbonate/carbonate làm nguồn carbon và tạo độ kiềm ổn định. Các thông số vận hành khuyến nghị: nhiệt độ 30-35°C (khoảng chịu đựng 15-38°C), cường độ ánh sáng 200-400 µmol photon/m²/s, pH duy trì 9-10, tốc độ khuấy/sục khí đủ để tránh lắng đọng sợi tảo xuống đáy bể nhưng không gây đứt gãy cơ học quá mức làm giảm tốc độ quang hợp.
Chu kỳ nhân giống theo cấp bậc tiêu chuẩn: giống gốc phòng thí nghiệm (ống nghiệm/bình tam giác) → bình carboy 5-20L → bể nhân giống trung gian → bể sản xuất quy mô lớn. Mỗi cấp nhân giống được kiểm tra mật độ bằng buồng đếm hồng cầu (hemocytometer) hoặc đo mật độ quang OD560/750 trước khi chuyển cấp tiếp theo, đảm bảo tảo đang ở pha sinh trưởng log (exponential phase) để tối ưu tỷ lệ sống khi chuyển môi trường.
Thành phần hoạt chất và giá trị dinh dưỡng
Sinh khối Spirulina chứa hàm lượng protein hoàn chỉnh thuộc nhóm cao nhất trong giới sinh vật quang hợp (60-70% khối lượng khô), với đầy đủ các axit amin thiết yếu ở tỷ lệ cân đối gần với protein động vật. Phycocyanin — sắc tố protein xanh dương đặc trưng — chiếm 12-15% khối lượng khô, vừa đóng vai trò sắc tố quang hợp phụ (accessory pigment) hấp thụ ánh sáng ở bước sóng mà chlorophyll không hấp thụ hiệu quả, vừa là hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa được khai thác thương mại (xem thêm sản phẩm Chiết xuất Phycocyanin).
Kiểm soát chất lượng và ứng dụng
Mỗi lô giống xuất xưởng được kiểm tra độ thuần bằng quan sát hình thái dưới kính hiển vi kết hợp xác nhận không nhiễm tạp bằng nuôi cấy trên môi trường thạch chọn lọc. Giống phù hợp làm nguồn nhân sinh khối cho cả ba nhóm ứng dụng: nuôi trồng thủy sản (bổ sung protein, sắc tố cho thức ăn tôm/cá), thức ăn chăn nuôi, và làm nguyên liệu đầu vào cho các sản phẩm giá trị gia tăng (bột sấy khô, bột siêu mịn, paste thủy phân, chiết xuất phycocyanin — xem chi tiết tại mục Sản phẩm liên quan).