Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)

Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu hàm lượng Lipit, thành phần và hàm lượng các Axit béo có trong một số loại rong điển hình ở Việt Nam (Khóa luận tốt nghiệp)

NGUYỄN BÁ HUY

NGHIÊN CỨU HÀM LƢỢNG LIPIT, THÀNH PHẦN VÀ HÀM LƢỢNG CÁC AXIT BÉO CÓ TRONG MỘT SỐ LOẠI RONG ĐIỂN HÌNH

Ở VIỆT NAM

Hệ đào tạo : Chính quy

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

Khoa

Lớp

: :

CNSH-CNTP K45 – CNTP

Giáo viên hướng dẫn: 1 TS Lê Tất Thành

Viện Hóa học các hợp chất Thiên nhiên Viện Hàm Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2 ThS Đinh Thị Kim Hoa

Khoa CNSH-CNTP Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguuyên

Thái Nguyên, năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS Phạm Quốc Long – Viện trưởng Viện Hóa học các hợp chất Thiên nhiên đã tạo

điều kiện cho tôi được thực tập tại Viện

Tôi xin trân trọng cảm ơn TS Lê Tất Thành – Phó viện trưởng Viện Hóa học

các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn KS Nguyễn Văn Tuyến Anh cùng các cán bộ

nhân viên phòng Hóa sinh hữu cơ đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành nghiên cứu này

Tôi xin gửi lời cảm ơn ThS Đinh Thị Kim Hoa cùng các thầy cô giáo trong

khoa Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, cùng các thầy cô cán bộ trong trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã đồng hành cùng tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Cuối cùng, tôi cũng xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình, những người đã giúp đỡ, động viên và là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho tôi trong suốt thời gian qua

Thái Nguyên, ngày 1 tháng 6 năm 2017

Sinh viên

Nguyễn Bá Huy

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Đặc điểm hình thái và cấu tạo của rong biển 6

Bảng 2.2: Đặc điểm sinh sản của rong biển 7

Bảng 2.3: Tên gọi của một số axit béo thường gặp nhất trong tự nhiên 18

Bảng 2.4: Các axit béo đa nối đôi trong tự nhiên phân bố theo họ cấu tạo 20

Bảng 3.1: Danh sách các mẫu rong nghiên cứu 23

Bảng 4.1: Hàm lượng nước và tro tổng số 30

Bảng 4.2: Hàm lượng lipit tổng của các mẫu nghiên cứu 31

Bảng 4.3: Bảng kết quả phân tích thành phần và hàm lượng các axit béo trong rong biển 33

Bảng 4.4: Chỉ số n3/n6 35

Bảng 4.5: Chỉ số PUFA/SFA 36

Bảng 4.6: Hệ số đánh giá tiềm năng nguyên liệu 37

Bảng 4.7: Thành phần các axit béo trong mẫu cá nục sau khi làm giàu bằng phương pháp kết tinh trong ure 39

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Hình ảnh về rong biển 3

Hình 2.2 Hình ảnh rong nâu 11

Hình 2.3 Hình ảnh rong đỏ 12

Hình 2.4 Hình ảnh rong lục 12

Hình 2.5: Cấu tạo phân tử lipit 16

Hình 2.6: Cấu tạo lipit trên cơ sở glyxerol 16

Hình 2.7: Cấu tạo lipit trên cơ sở sphingozin 17

Hình 3.1: Máy sắc ký khí GC-MS 25

Hình 3.2: Tủ sấy 26

Hình 3.3: Lò nung 26

Hình 3.4: Máy siêu âm 26

Hình 4.1: Phổ GC-MS của hỗn hợp axit béo đã được làm giàu bằng phương pháp kết tinh với ure 39

Hình 4.2: Quá trình lọc màu lipit và Làm giàu các axit béo không no bằng phương pháp kết tinh ure 40

Biểu đồ 1: Hàm lượng lipit tổng của các mẫu 32

Biểu đồ 2: Hàm lượng các nhóm axit béo quan trọng 37

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1 PUFA Axit béo chƣa bão hòa

2 SFA Axit béo no

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC BẢNG ii

DANH MỤC CÁC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

MỤC LỤC v

PHẦN 1:MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Mục tiêu tổng quát 2

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

1.4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 2

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2

PHẦN 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về rong biển 3

2.1.1 Định nghĩa rong biển 3

2.1.2 Sự phân bố 4

2.1.3 Đặc điểm hình thái của rong biển 6

2.1.4 Vai trò của rong biển 7

2.1.5 Phân loại rong biển 9

2.1.6 Tình hình khai thác rong biển thế giới 13

2.1.7 Tình hình khai thác rong riển ở nước ta và khả năng cung cấp cho sản xuất 14

2.2 Lipit và axit béo 15

2.2.1 Lipit và phân loại lipit 15

2.2.2 Axit béo và phân loại axit béo 17

2.3 Lipit và các axit béo có chức năng sinh học 20

PHẦN 3:ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 23

3.2 Nội dung nghiên cứu 25

3.3 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất nghiên cứu 25

3.4 Phương pháp nghiên cứu 26

3.4.1 Xác định hàm lượng nước 26

3.4.2 Xác định hàm lượng tro 27

3.4.3 Xác định hàm lượng lipit tổng 28

3.4.4 Xác định thành phần và hàm lượng các axit béo 28

3.4.5 Làm giàu các axit béo không no tạo chế phẩm PUFAs phục vụ mục đích chăn nuôi 29

PHẦN 4:KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Kết quả xác định hàm lượng nước và tro tổng số của 10 mẫu rong biển 30

4.2 Kết quả xác định hàm lượng lipit tổng của 10 mẫu rong biển 31

4.3 Kết quả nghiên cứu thành phần và hàm lượng các axit béo trong lipit có trong 10 mẫu rong biển 32

4.4 Kết quả nghiên cứu làm giàu các axit béo đa nối đôi để sản xuất chế phẩm PUFAs 37

PHẦN 5:KẾT LUẬN 41

5.1 Kết luận 41

5.2 Kiến nghị 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHẦN 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Rong biển từ lâu đã quen thuộc với đời sống của con người và càng ngày chúng càng được con người quan tâm để ứng dụng trong lĩnh vực đời sống Hiện nay, rong biển không chỉ sử dụng để làm thực phẩm mà chúng còn được sử dụng vào nhiều ngành công nghiệp khác như mỹ phẩm, y tế,… Sản lượng rong biển hàng năm trên thế giới hiện nay đạt khoảng hơn 4 triệu tấn tươi Trong đó gần 80% sản lượng này được sản xuất ở các nước thuộc châu Á Thái Bình Dương như Trung Quốc, Indonesia, Nhật Bản, Philippine, Malaysia

Việt Nam có hệ động, thực vật rất phong phú, có nhiều nguồn gen quý hiếm đặc trưng cho vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Một trong những nguồn tài nguyên phong phú chính là rong biển Rong biển thuộc vào loại những tài nguyên có sản lượng lớn và có vai trò quan trọng trong việc phát triển các nguồn lợi thủy hải sản Tuy nhiên, cho tới nay, việc sử dụng để chế biến các sản phẩm phục vụ cho đời sống con người ở nước ta vẫn còn hạn chế Một số loài rong có giá trị kinh tế chỉ được sơ chế rồi xuất khẩu thô sang các nước trong khu vực, một số loài khác có sản lượng lớn nhưng chưa được quan tâm nghiên cứu nên chỉ được sử dụng làm phân bón, thức ăn gia súc, hay sản phẩm có giá trị kinh tế thấp Một số rất ít các loài rong được dùng để chế biến trực tiếp chiếm chưa tới 0,3 % tổng sản lượng

Với tổng số gần 1000 loài rong được tìm thấy ở vùng biển Việt Nam, rong biển ngày càng trở thành một đối tượng kinh tế quan trọng tại các tỉnh ven biển nước ta Với công nghệ khai thác hiện nay, rong biển có khả năng cung cấp nhiều sản phẩm quan trọng và có ý nghĩa lớn đối với nền kinh tế như polysacarit, alginat, agar, carrageenan,… trong đó lipit và các lớp chất của nó cũng ngày càng được quan tâm bởi chúng có chứa nhiều axit béo có hoạt tính sinh học cao

Tính đến năm 2017, Việt Nam đã có trên 100 công trình khoa học công bố liên quan tới rong biển, nhiều trong số đó đã cung cấp những thông tin thú vị về hàm lượng lipit và các axit béo của rong biển Một số khác đã công bố các công trình

ứng dụng và chế biến rong biển thành các dạng thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ sung hay dùng làm các loại dược liệu phục vụ đời sống Có thể nói việc nghiên cứu rong biển vẫn đang là chủ đề được nhiều nhà khoa học quan tâm, trong đó việc nghiên cứu về lipit và axit béo của đối tượng này cũng thu hút được nhiều sự chú ý của các nhà khoa học trong và ngoài nước

1.2 Mục tiêu đề tài

+ Phân tích hàm lượng nước, hàm lượng tro tổng số trong một số đối tượng rong biển điển hình ở Việt Nam

+ Đánh giá hàm lượng lipit

+ Phân tích thành phần và hàm lượng các axit béo

+ Định hướng tạo sản phẩm PUFA (axit béo chưa bão hòa) có giá trị cao

Nghiên cứu làm giàu axit béo đa nối đôi để sản xuất chế phẩm PUFA

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Bổ sung cơ sở dữ liệu về thành phần và hoạt chất lipit và axit béo của một số ngành rong biển ở Việt Nam

Sàng lọc và lựa chọn được các đối tượng phù hợp cho quá trình nghiên cứu và các quá trình sản xuất tiếp theo

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Tìm ra được những nguồn nguyên liệu mới, dễ kiếm, rẻ tiền để làm làm sản phẩm PUFA

Tận thu nguồn nguyên liệu từ các nhà máy sản xuất agar, carrageenan để tận dụng nguồn lipit rẻ tiền, dễ kiếm

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về rong biển

2.1.1 Định nghĩa rong biển

Rong - tảo (algae) là một trong số những sinh vật xuất hiện sớm nhất trên trái đất, có loài đã xuất hiện hơn 3 tỷ năm Rong-tảo là các thực vật dạng tản (Thallus),

cơ thể gồm một hay nhiều tế bào tập hợp lại Rong biển phân bố ở vùng cửa sông, các đầm nước lợ, vùng triều hay các vùng biển sâu Rong biển là các sinh vật tự dưỡng, có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng từ trong môi trường thuỷ vực tạo thành chất hữu cơ nuôi dưỡng cơ thể, chúng có khả năng hô hấp hay quang hợp trên toàn bộ bề mặt cơ thể Quá trình phát sinh cũng không trải qua giai đoạn phôi mà chỉ dừng ở hợp tử, hợp tử tách ra khỏi cơ thể mẹ và phát triển thành cơ thể mới [9]

Hình 2.1: Hình ảnh về rong biển

Địa bàn sinh trưởng là nơi để rong sống hay để rong bám trong quá trình phát triển ở một quần thể sống trong một tầng nước nhất định đảm bảo ánh sáng và các chất dinh dưỡng [13]

Rong biển có hai hình thức sống là sống bám hay cài quấn Rong sống bám thường có cơ quan bám, còn các rong cài quấn không có cơ quan bám, chúng sống vùi mình hay cài quấn vào các vật bám Cơ quan bám là một bộ phận của rong biển dùng để bám vào vật bám

Vật bám là một bộ phận của địa bàn sinh trưởng, ví dụ: đá tảng, đá san hô, các động vật khác, vỏ của động vật thân mềm…

Các rong biển phân bố ở vùng triều thường có cơ quan bám vì ở đây sóng gió nhiều, bắt buộc phải có vật bám để giữ cho chúng cố định trong quá trình sống Các rong biển sống ở vùng nước lợ hay các vùng cửa sông không có cơ quan bám hay cơ quan bám yếu ớt thì sống vùi mình hay cài quấn [14]

2.1.2 Sự phân bố

* Phân bố theo chiều ngang (Phân bố theo vị trí địa lý)

Nhiệt độ là yếu tố quyết định đến sự phân bố của rong biển theo chiều ngang, ánh sáng ảnh hưởng tới sự phân tầng theo chiều ngang tới các sinh vật, ở các vị trí địa lý Nhiệt độ là nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến sự phân bố các quần thể thực vật (Humberman) [13]

Căn cứ vào mối quan hệ giữa nhiệt độ và sự phân bố của rong biển, Sberkof và Kjeman đã phân ra các khu hệ rong biển theo các bậc thang sau:

- 00C – 50C : Khu hệ rong hàn đới,

- 50C – 150C ( 100C ) : Khu hệ rong á hàn đới,

- 100C – 200C ( 150C ) : Khu hệ rong ôn đới,

- 150C – 250C ( 200C ) : Khu hệ rong á nhiệt đới,

- Trên 250C: Khu hệ rong nhiệt đới,

*Quy luật phân bố của rong biển theo vĩ độ (nhiệt độ):

- Thành phần loài giảm từ xích đạo cho đến vùng cực Vùng nhiệt đới là cái nôi của sự sống, nhiệt độ ở đây có ảnh hưởng đến sự biến động thành phần loài rong biển phân bố

- Trọng lượng và kích thước của loài tăng từ xích đạo đến vùng cực Ở các vùng lạnh, quá trình trao đổi chất xảy ra chậm, do đó tiêu hao năng lượng không nhiều, đời sống của các loài rong kéo dài hơn, thêm vào đó lượng thức ăn được cung cấp chủ yếu là ở tầng đáy lên tới tầng mặt, lượng dinh dưỡng nhiều hơn nên trọng lượng và kích thước của chúng lớn hơn so với các loài rong phân bố ở vùng nhiệt đới [15]

- Chu kỳ sinh sản kéo dài từ vùng xích đạo đến vùng cực

- Có những loài phân bố rộng (loài rộng nhiệt) như Cladophora, nhưng cũng

có những loài hẹp nhiệt chỉ phân bố trong một vùng nhiệt độ nhất định như ở vùng nhiệt đới thì có Pandina, Colpomenia; vùng ôn đới có Laminaria, Undaria, Porphyratenera; vùng hàn đới như Macrocystis

Xác định được quy luật phân bố của rong biển, sẽ xác định được đặc tính thích nghi của từng loài rong, từ đó có kế hoạch bảo vệ và khai thác nguồn rong biển hợp

lý Bên cạnh đó, còn đề ra các biện pháp di giống thích hợp đảm bảo cho năng suất cao trong nuôi trồng thuỷ sản [19]

*Phân bố theo chiều thẳng đứng (tuyến triều)

Ánh sáng là yếu tố quyết định sự phân bố của rong biển theo chiều thẳng đứng Theo Ivanop, ánh sáng tán xạ là ánh sáng có tác dụng lớn đối với sự quang hợp của thực vật, Có từ 50 – 60% tia sáng tác dụng đến quang hợp [13]

Do những tia sáng có bước sóng khác nhau nên nó xuyên suốt xuống vùng triều khác nhau: ở các vùng cao triều là ánh sáng đỏ, vùng trung triều là ánh sáng da cam, vàng, ở vùng hạ triều là ánh sáng xanh, tím

Rong lục có chứa chlorophil a thích hợp với cường độ ánh sáng mạnh, ngoài

ra còn có chứa Xantophin (sắc tố quang hợp), Carotene nên cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng màu đỏ Cơ thể rong lục có màu xanh và phân bố ở vùng triều cao Rong nâu có chứa sắc tố Chlorophil a, b, ngoài ra còn có các sắc tố Fucoxanthin nên thích hợp hấp thụ ánh sáng vàng, da cam [14]

Rong đỏ ngoài sắc tố Chlorophil a còn có sắc tố phụ Fucoerythrin và Phicocyanin hấp thụ ánh sáng xanh, tím nên phân bố ở vùng hạ triều

Theo Gaidukop, màu sắc của tảo ngoài do các sắc tố tạo ra thì những màu sắc không được rong hấp thụ mà phản quang lại cũng chính là màu sắc của rong

Cũng có thể thấy một số rong phân bố ngược với quy luật, đó là do sự thích ứng lâu đời của cơ thể môi trường sống hoặc do trình tự sắp xếp của các sắc tố trong

cơ thể và tỉ lệ sắc tố khác nhau làm cho chúng có khả năng phân bố không theo quy

luật Ví dụ như Caulerpa nếu theo quy luật sẽ phân bố ở vùng cao triều nhưng lại phân bố ở vùng trung triều vì có màu xanh [13]

Theo nghiên cứu của Viện Công nghệ sinh học và Môi trường thuộc Đại học Nha Trang, trong 800 loại rong biển có ở Việt Nam thì rong đỏ Rhodophyta chiếm hơn 400 loại, rong lục Chlorophyta chiếm 180 loại và rong nâu hơn 140 loại và gần 100 loại rong lam Ngoài ra, còn có các loại như rong sụn, rong nho chiếm số lượng ít hơn, Những loại rong này sống chủ yếu ở các tỉnh khu vực Nam Trung bộ như Ninh Thuận, Bình Thuận vì nơi đây có những mô đá để rong bám vào trong quá trình sinh trưởng, đồng thời tính chất nước biển ở đây đủ độ mặn cho cây rong phát triển

2.1.3 Đặc điểm hình thái của rong biển

Bảng 2.1: Đặc điểm hình thái và cấu tạo của rong biển

Hinh dạng,

cấu tạo

Đơn bào, đa bào, -Dạng sợi 1 hàng tế bào, -Dạng sợi chia nhánh, -Dạng bản, -Dạng ống

Đa bào, -Dạng bản giả, -Dạng bản thật, -Dạng đai, -Dạng phiến, sợi,

- Đơn bào, đa bào, -Trụ tròn, -Trụ dẹp, -Đai dẹp, -Dạng phiến,

Sắc tố

Chlorophil a, b Xanthophin Caroten,

Chlorophil a,b Fucoxanthin

Cholorophil a,d Phycocyanin Phycoenrythrin

Thể sắc tố Dạng sao, đai, mạng lưới,

dấu chân ngựa Dạng sao, cầu Dạng đĩa, thấu kính,

Sản phẩm

đồng hóa

Tinh bột tảo lục Lipit Protein

Tinh bột tảo nâu Tinh bột tảo đỏ

Nguồn: Bài giảng sinh vật thủy sinh của Lê Tất Uyên Châu [2]

Bảng 2.2: Đặc điểm sinh sản của rong biển

Bào tử bốn, bào tử đôi, bào tử đơn, bào tử kép,

Sinh sản hữu tính Đẳng giao, dị giao

một số ít noãn giao,

Dị giao, noãn giao, một số ít đẳng giao,

Chu yếu noãn giao

Nguồn: Bài giảng sinh vật thủy sinh của Lê Tất Uyên Châu [2]

2.1.4 Vai trò của rong biển

*Đối với tự nhiên

Mặt lợi: Rong biển là bộ phận quan trọng cuả thế giới tự nhiên, vì nó chính là

tác nhân chính hấp thụ CO2 và thải O2trong các thuỷ vực, Trong một năm, lượng chất hữu cơ được tổng hợp từ tảo biển là 13,5,1010

tấn, thực vật ở cạn tổng hợp được 1,9,1010 tấn

Rong biển hấp thụ chất dinh dưỡng trên toàn bộ bề mặt cơ thể chúng, do đó nó

có khả năng làm sạch môi trường thuỷ vực nơi nó sinh sống

Rong biển không những là thức ăn cho các động vật thuỷ sinh mà còn là nơi

cư ngụ của rất nhiều sinh vật nhỏ khác Rong biển phân bố ở các vùng thềm lục địa

sẽ giúp thềm lục địa không bị bào mòn, tàn phá bởi sóng gió

Mặt hại: Trên đường giao thông biển, sự phát triển mạnh mẽ của rong biển sẽ

cản trở sự lưu thông của thuyền bè Vào mùa tàn lụi rong biển, môi trường dễ bị ô

nhiễm bởi một lượng lớn rong chết đi

Một vài loài rong thuộc các chi như Ectocarpus, Chaetomorpha,

Polysiphonia, Ceranium có khả năng tiết độc tố (caulerpa toxifolia) gây chết các

sinh vật phân bố trong thuỷ vực

Trong các quốc gia châu Âu, sự tăng của Sargassum muticum một loài rong

biển màu nâu, trên mặt nước có thể gây cản trở giao thông thuyền và bơi lội, nó cũng làm giảm thâm nhập ánh sáng cho hệ sinh thái phía dưới nước Việc giảm ánh sáng và không gian ở đáy biển có thể dẫn đến giảm địa hoá trong các loài bản địa

như Laminaria saccharina f, latifolia, Himanthalia elongate,…

*Trong thực phẩm: Từ rất lâu, con người đã sử dụng trực tiếp rong, tảo biển

làm thức ăn, rong được trộn với cơm và cá, dùng trong canh, gia vị hoặc dùng ăn tươi như rau xà lách Bữa ăn của người Nhật thường ngày có đến 25% là rong biển,

ở Anh người ta bổ xung rong vào bánh mỳ và cũng được sử dụng như mứt ở Trung quốc và Triều tiên Hiện nay, sản phẩm thuỷ phân các loài rong biển được sử dụng như thức ăn bổ dưỡng cao cấp được ưa chuộng nhiều ở các nước Âu, Mỹ [17]

*Trong y dược: Rong biển là đối tượng có chứa nhiều hợp chất có hoạt tính

sinh học cao như các sắc tố của hệ quang tổng hợp, các polysaccharid, lipit dự trữ,,,

có tiềm năng ứng dụng cao trong lĩnh vực y dược Các nhà khoa học trên thế giới đã tìm ra nhiều hoạt chất từ rong biển có khả năng ứng dụng cao trong lĩnh vực này điển hình như: Curacin-A chiết từ một loài rong tại bờ biển vùng Curacao, chất này thể hiện hoạt tính chống ung thư vú cao hơn cả taxol chiết từ cây thông đỏ [19] Chất fucan, một loại sulphat polysaccharid hay fucan sunphat hoá (fucoidan) chiết

từ rong Nâu, có khả năng ngăn ngừa di căn của ung thư, điều trị và hỗ trợ điều trị một số bệnh nan y như ung thư, viêm loét dạ dầy, rối loạn đường tiêu hoá, viêm nhiễm; Phloroglucinnol có tác dụng trung hoà các gốc tự do làm giảm cơ chế hình thành khối u,,,[19] Người ta còn sử dụng rong biển trong vấn đề khử độc, loại bỏ các nguyên tố kim loại nặng độc hại hay các nguyên tố phóng xạ như strontium khỏi cơ thể Trong y học dân tộc, tuy không có một lịch sử lâu dài như các sinh vật trên cạn nhưng các sinh vật biển trong đó có rong biển ngày càng được sử dụng

rộng rãi Người Nhật: sử dụng rong Digenea để trị giun sán (các loài rong này chứa

một lƣợng lớn axít kainic); dùng rong Laminaria để chữa bệnh cao huyết áp hay phụ nữ Nhật sử dụng nhiều rong biển Kelp (Chlorella và Spirulina) trong bữa ăn để

phòng ngừa ung thƣ, tỷ lệ ung thƣ vú chỉ bằng 1/3 so với phụ nữ Mỹ, Y học Trung Quốc sử dụng rong biển trong điều trị viêm hoặc sử dụng phối hợp với thuốc tân dƣợc, đặc biệt trong điều trị u tuyến giáp, ngoài các loại thuốc tân dƣợc, đơn thuốc

bao giờ cũng sử dụng rong Laminaria và Sargassum

2.1.5 Phân loại rong biển

Phân loại trên thế giới

Dựa vào thành phần cấu tạo, sắc tố, đặc điểm hình thái, sinh sản mà rong biển

đƣợc chia thành 9 ngành: Bài giảng sinh vật thủy sinh của Lê Tất Uyên

Châu[2]

1- Ngành Rong Lục (Chlorophyta)

2- Ngành Rong Trần (Englenophyta)

3-Ngành Rong Giáp (Pyrophyta)

4- Ngành Rong Khuê (Bacillareonphyta)

5- Ngành Rong Kim (Chrysophyta)

6- Ngành Rong Vàng (Xantophyta)

7- Ngành Rong Nâu (Phacophyta)

8- Ngành Rong Đỏ (Rhodophyta)

9- Ngành Rong Lam (Cyanophyta)

Các ngành rong chính phân bố ở vùng biển Việt Nam

Có ba ngành rong chính phân bố ở vùng biển Việt Nam

+ Rong biển đỏ (Rhodophyta)

+ Rong biển nâu (Phaeophyta)

+ Rong biển lục (Chlorophyta)

Sự phân bố của ba ngành rong biển này trên thế giới

Xét về số lƣợng các loài rong, thì rong lục (Chlorophyta) trên thế giới chủ yếu phân bố tập trung tại Philipin, tiếp theo là Hàn Quốc, kết là Indonesia, Nhật Bản và

ít hơn là Việt Nam với các loài Caulerpa racemosa, Ulva reticulata, Ulva lactuca

Ngoài ra, rong lục còn phân bố rải rác ở các nước bao gồm: Achentina, Bangladesh, Canada, Chile, Pháp, Malaysia, Bồ Đào Nha…[13,2]

Rong đỏ (Rhodophyta) phân bố nhiều ở Việt Nam bao gồm một số loài như:

Betaphycus gelatinum, Calaglossa leprieurii, Gelidiella acerosa, Gigartina intermedia, Gloiopeltis spp,, Gracilaria spp,,Gracilaria asisatica, Gracilaria coronopifera, Gracilaria salicornia, Gracilaria tenuistipitata var,liui, Gracilaria eucheumoides, Gracilaria firma, Gracilaria heteroclada, Hypnea muscoides, Hypnea valentiae, Kappaphycus cottonii, Porphyra crispata, Porphyra suborbiculata, Acanthophora spicifera [19], Sau đó cùng với số lượng loài tương

đương nhau ở Nhật Bản, Chile, Indonesia, Philippin, Canada, Hàn Quốc tiếp theo sau là Thailan, Brazil, Pháp, Bồ Đào Nha, Trung Quốc, Hawaii, Myanmar, Nam Phi, ít hơn nữa là Anh, Bangladesh, Caribbe, Ireland, Peru, Tây Ban Nha, Achentina, Ấn Độ, Italy, Malaysia, Mexico, New Zealand, Mỹ sau hết là rải rác có mặt ở Iceland, Alaska, Kenya, Madagascar, Kiribati, Ai Cập, Israel, Ma rốc, Namibia, Tanzania

Rong biển nâu (Phaeophyta) phân bố nhiều nhất ở Nhật Bản, tiếp theo là Canada, Việt Nam, Hàn Quốc, Alaska, Ireland, Mỹ, Pháp, Ấn Độ, tiếp theo là Chile, Achentina, Brazil, Hawaii, Malaysia, Mexico, Myanmar, Bồ Đào Nha Trong đóbộ Fucales, đối tượng phổ biến và kinh tế nhất của rong nâu đại diện là họ

Sargassaceae với hai giống Sargassum và Turbinaria phân bố chủ yếu ở vùng cận

nhiệt đới [14]

Đặc điểm của ba ngành rong chính phân bố ở vùng biển Việt Nam

* Rong biển nâu (Phaeophyta)

Đặc điểm: Rong nâu có khoảng 265 chi và 1,500 - 2,000 loài, rong nâu chủ yếu sống ở biển Từ những năm 1920, rong nâu đã được sử dụng làm nguyên liệu tươi để sản xuất alginat Những rong nâu được tập trung khai thác là Macrocytis, Nereocystis, Laminaria và Ascophyllum Lớp rong nâu khác biệt khá rõ với các lớp còn lại của ngành Heterokontophyta do tất cả các loài rong nâu có cấu trúc đa bào

và hình dạng tản thay đổi từ dạng sợi có nhánh kích thước hiển vi đến tản có kích thước lớn hàng mét Chỉ tế bào sinh sản có roi và roi gắn phía bên tế bào [13,15], Vách tế bào cấu tạo bởi một hệ thống vi sợi cellulose được làm vững chắc bởi calcium alginat cùng với phần cơ chất nhầy không định hình Lục lạp chứa chlorophyll a, c1, c2, Sắc tố fucoxanthin lấn át chlorophyll làm cho tảo có màu nâu, Sản phẩm quang hợp là chrysolaminarin [19]

Hình 2.2 Hình ảnh rong nâu

Đa số các loài rong nâu có cấu tạo đa bào, các loại đơn giản nhất có dạng

nhánh, thallus sợi (Trần Đình Toại, Châu Văn Minh, Tiềm năng biển Việt Nam,

NXB Khoa học & Kỹ thuật [14])

*Rong biển đỏ (Rhodophyta)

Rong đỏ là những sinh vật quang tự dưỡng thuộc ngành Rhodophyta Phần lớn các loài rong đều thuộc nhóm này Các thành viên trong ngành có đặc điểm chung

là màu đỏ tươi hoặc tía Màu sắc của chúng là do các hạt sắc tố phycobilin tạo thành, Phycobilin là sắc tố đặc trưng cho rong đỏ và vi khuẩn lam Người ta cho rằng lục lạp của rong đỏ có nguồn gốc từ vi khuẩn lam cộng sinh với tảo mà thành Hiện nay đã phân loại được gần 2500 loài, 400 chi phần lớn sống ở biển, chỉ

có một số ít sống ở nước ngọt Mặc dù rong đỏ có mặt ở tất cả các đại dương nhưng chúng chỉ phổ biến ở các vùng biển ấm nhiệt đới nơi chúng có thể phân bố sâu hơn bất kỳ một sinh vật quang hợp nào Rong đỏ là các sinh vật đa bào và cơ thể phân nhiều nhánh Tuy nhiên, cơ thể chúng lại không có sự biệt hóa thành các mô riêng

biệt Thành tế bào rong đỏ có một lớp cứng bằng cellulose ở bên trong và một lớp gelatin ở bên ngoài Tế bào của chúng có thể có một hay nhiều nhân tùy thuộc vào từng loài Tế bào phân chia bằng cách nguyên phân, rong đỏ hoàn toàn không

có roi bơi, không có các tế bào có khả năng di chuyển ở bất kỳ dạng nào

Hình 2.4 Hình ảnh rong lục

Rong lục có thể là đơn bào (một tế bào), đa bào (nhiều tế bào), colonial (sống nhƣ một tập hợp lỏng lẻo của các tế bào) hoặc coenocytic (bao gồm các tế bào lớn

nhất, những tế bào có thể được uninucleate hoặc multinucleate) Chúng có lục lạp màng và nhân Hầu hết các màu xanh lá cây là thuỷ sản và được tìm phổ biến ở nước ngọt (chủ yếu là charophytes) và các sinh cảnh biển (chủ yếu là chlorophytes), Sinh sản vô tính có thể là do sự phân hạch (chia tách), nảy chồi, phân mảnh hoặc bằng zoospores (di động hơn các bào tử

2.1.6 Tình hình khai thác rong biển thế giới

Trên thế giới, vấn đề khai thác bền vững rong biển cũng đã được một số nước quan tâm Về quản lý nguồn lợi rong biển, một số nước ở bờ Tây Bắc châu Mỹ đã

có một số điều luật trong quản lý khai thác rong biển, ví dụ ở Alaska, rong biển chỉ được khai thác qua các công cụ sử dụng bằng tay, hạn chế chỉ một số vùng được khai thác với một số loài và theo phương pháp được chỉ định, Ở British columbia, Canada thì chỉ cho người dân trong địa phương khai thác, không khai thác quá 20%

tổng sinh lượng của bãi rong, đối với rong Macrocystis integrifolia không được khai

thác gốc bám, không khai thác ở độ sâu dưới 1,5m dưới mặt nước [9] Ở California, phí khai thác thương mại 100USD/năm, và phải đóng nghĩa vụ đối với địa phương 5

cent/tấn rong tươi Về phương pháp khai thác, đối với loài Chondracanthus

chamissoi ở Bắc Chi lê, thu hoạch vào mùa xuân nhưng phải để lại 1 kg/m2 tương đương với sinh khối nhỏ nhất trong năm và chỉ nên thu 4kg/m2…aq [11]

Bên cạnh các biện pháp chế tài, một số nước cũng đã có các dự án phát triển rong biển công nghiệp

Đầu tháng 11/2008 một dự án hợp tác được ký giữa Hàn Quốc và Indonesia nhằm trồng rong ở các đảo Maluku, Belitung và Lombok để sản xuất biodiesel theo công nghệ Italia

Tháng 3/2007 là dự án của Nhật Bản bắt đầu triển khai, theo đó họ sử dụng

tổng cộng 10,000km2 mặt nước để trồng loài rong mơ Sargassum hondawara nhằm

sản xuất mỗi năm 20 triệu mét khối bioethanol, nghĩa là tương đương với 1/3 nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu của nước này

Rong lục chủ yếu là của Nhật Bản khoảng 4,000 tấn khô với các chi như

Enteromorpha, Monostroma, Ulva, trong đó nuôi trồng khoảng 2,500 tấn, kế tiếp là

Hàn Quốc khoảng 1,000 tấn chi Enteromorpha, Philippines, khoảng 800 tấn chi

Caulerpa, gần như toàn bộ do nuôi trồng

Rong đỏ chủ yếu là Pháp khoảng 600,000 tấn, chi Maerl, tiếp theo là Anh khoảng 200,000 tấn, chi Maerl (t ww), ít hơn là Chile khoảng 75,000 tấn gồm các chi Gracilaria, Gigatina, Gelidium, Nhật Bản khoảng 65,000 tấn, trong đó khoảng 60,000 tấn là do nuôi trồng, gồm các chi Porphyra và Gelidium, Philippines khoảng 40,000 tấn do nuôi trồng bao gồm các chi Euchuema và Kapaphycus, Hàn Quốc cũng có sản lượng tương đương với chi Porphyra, tiếp đến là Trung Quốc với khoảng 31,000 tấn chủ yếu lad Porphyra, Indonesia khoảng 26,000 tấn chi

Euchuema và Gracilaria… Việt Nam khoảng 2,000 tấn chi Gracilaria [19]

Sản lượng rong nâu lớn nhất thế giới tập trung tại Trung Quốc với trên

667,000 tấn khô, tập trung vào 3 chi Laminaria, Udaria, Ascophyllum,Korea khoảng 96,000 tấn với 3 chi Udaria, Hizakia, Laminaria, Nhật Bản khoảng 51,000 tấn Laminara, Udaria, Cladosiphon, Na Uy khoảng 40,000 tấn, Chile khoảng

27,000 tấn [14]

2.1.7 Tình hình khai thác rong riển ở nước ta và khả năng cung cấp cho sản xuất

Rong biển hiện là sản phẩm quý hiếm, có loại đạt sản lượng thu được rất ít, mà đơn vị tính là theo tờ mỗi năm Loại này chủ yếu dùng để làm món ăn sushi kiểu Nhật hay kimbap kiểu Hàn Quốc

Trong năm 2015, cả nước có hơn 10,000 ha sản xuất rong biển, trong đó rong cau chiếm 8,200 ha và rong sụn chiếm 1,500 ha, rong guột và rong mứt chỉ chiếm

400 ha

Tuy nhiên, hiện nay ngành rong biển chưa được chú trọng đầu tư tương xứng với giá trị của nó Sản lượng rong biển thu hoạch tự nhiên của cả nước chỉ đạt 56,000 tấn tươi, tương đương 8,000 tấn rong khô [4]

Sản lượng rong biển nuôi trồng tại hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận hiện năng suất chưa cao do chưa chú trọng đầu tư, có nơi chỉ đạt 3,5 tấn tươi/ha/năm Vì vậy, ngành rong biển cần có giải pháp riêng để phát triển mạnh hơn nữa trong thời gian tới

2.2 Lipit và axit béo

2.2.1 Lipit và phân loại lipit

2.2.1.1 Lipit

Lipit (có nguồn gốc từ tiếng Hy lạp cổ - Lipos nghĩa là mỡ hay là chất béo) là

những hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế bào các cơ thể sống, trong động vật, thực vật và vi sinh vật Chúng có thành phần hoá học và cấu tạo khác nhau nhưng có tính chất chung là không hoà tan trong nước mà thường hoà tan trong các dung môi hữu cơ như: ete, clorofom, benzen, ete dầu hỏa,,, Lipit là hợp phần cấu tạo quan trọng của các màng sinh học tế bào, là nguồn cung cấp năng l-ượng (37,6,106 J/kg), nguồn cung cấp các vitamin A, D, E, F, K và F cho cơ thể sống [11]

Trong tự nhiên, những hợp chất thuộc về lớp chất lipit tồn tại rất đa dạng như: các hydrocacbon bậc cao, các ancol, các aldehyde, các axit béo, các dẫn xuất của chúng như glyceride, sáp, phospholipit, glucolipit, sulfolipit,,, Lipit có nhiều kiểu cấu trúc khác nhau, tuy nhiên cấu tạo lipit thường có chung một nguyên tắc trong thành phần phân tử lipit bao gồm hai phần: đầu phân cực ưa nước và đuôi hydrocacbon kị nước (hình 2.5) Hai phần của phân tử lipit được liên kết với nhau bởi mắt xích liên kết ở giữa, Thường người ta dùng nguồn gốc tự nhiên của mắt xích liên kết, giữa phần phân cực và phần không phân cực để làm cơ sở phân loại lớp chất lipit [7]

Chất béo cần thiết cho sự sống của động vật và thực vật trong nhiều mặt Chúng thường được biết đến như năng lượng từ thức ăn, Rất nhiều cơ quan trong cơ thể dự trữ thức ăn dưới dạng chất béo Điển hình như các loại thực vật chứa đựng chất béo như một loại thức ăn trong thời kỳ phôi/mầm Ở ruột non nhờ tác dụng xúc tác của các enzyme lipza và dịch mật chất béo bị thuỷ phân thành các acid béo và glyxerol rồi được hấp thụ vào thành ruột, Mỗi dạng chất béo thể hiện một phần quan trọng trong màng tế bào của cơ thể, giúp bảo vệ các tế bào sống [15]

Hình 2.5: Cấu tạo phân tử lipit

Lipit thường được chia làm 2 nhóm chính là lipit đơn giản và lipit phức tạp: lipit đơn giản là este của axit béo và alcol, bao gồm triacylglycerol (dầu, mỡ thực vật), sáp, sterol; lipit phức tạp là trong phân tử của chúng ngoài axit béo và ancol còn có các thành phần khác như: gốc axit phosphoric, cholin, saccharide, ví dụ như glycolipit và phospholipit [18]

Trong thực tế đa phần lipit tồn tại dưới dạng este của glyxerol với các axit béo (gọi

là glyxeride), khi mà cả ba nhóm hydroxyl (OH) của glyxerol đều được este hóa thì gọi

là triglyxeride hoặc là triaxylglyxerol, công thức cấu tạo chung (hình 2,6)

Hình 2.6: Cấu tạo lipit trên cơ sở glyxerol

Nhóm chất lipit khác cũng phân bố rộng rãi trong lớp màng tế bào, đặc biệt ở não là các sphingolipit, chúng được cấu tạo trên cơ sở liên kết nhóm amin của sphingosine với các axit béo Các sphingolipit đóng vai trò quan trọng trong việc truyền dẫn tín hiệu và nhận biết tế bào, chúng có tác động đặc biệt vào mô thần kinh, Một trong những dẫn xuất phổ biến trong động vật biển là ceramide và có công thức (hình 2,7):

Sphingosine (3)

Ceramide (4)

Hình 2.7: Cấu tạo lipit trên cơ sở sphingozin

2.2.1.2 Phân loại lipit

Có nhiều quan điểm phân loại lipit:

Nếu dùng bản chất tự nhiên của mắt xích liên kết giữa phần phân cực và phần không phân cực để làm cơ sở phân loại lớp chất lipit (Obtinnhikov, 1987) thì thực tế

đa phần mắt xích liên kết là triancol (glyxerol) trong đó có chứa ba nhóm hydroxy (-OH), khi đó lipit cấu tạo trên cơ sở là este của glyxerol với axit béo gọi chung là glyxerit, Còn nếu lớp lipit màng đƣợc xây dựng trên cơ sở mắt xích liên kết là sphingozin, thì các amin của sphingozin với axit béo đƣợc gọi chung là các sphingolipit (Obtinnhikov, 1987) [19]

Dựa vào phản ứng xà phòng hóa, có thể chia các lớp lipit ra hai nhóm (Lê Ngọc Tú, 2000):

Nhóm thứ nhất là lipit xà phòng hóa đƣợc: nhóm này bao gồm các glyxerit, glyxerolphospholipit và sáp (cerit) nghĩa là những lipit mà trong hân tử có chứa este của các axit béo cao phân tử

Nhóm thứ hai là lipit không xà phòng hóa đƣợc: tức là những lipit mà trong phân tử không chứa nhóm este, nhóm này gồm các hydrocacbon, các chất màu và các sterol [17]

2.2.2 Axit béo và phân loại axit béo

2.2.2.1 Axit béo

Một axít béo là axit cacboxylic với một đuôi không vòng (chuỗi), và có thể

là no hoặc không no Hầu hết các axit béo trong tự nhiên bao gồm một chuỗi các số

O

CH NH

HO CH

HO CH2

chẵn của các nguyên tử carbon, từ 12 tới 28 (một số ít axit béo có mạch lẻ carbon) Axit béo thường có nguồn gốc từ triglyceride hoặc phospholipit Khi chúng không gắn liền với các phân tử khác, chúng được gọi là axit béo "tự do"

Cấu trúc đa dạng của lipit được bắt nguồn từ các axit béo khác nhau tham gia vào trong thành phần của nó Ngày nay đã phát hiện được hơn 500 các axit khác nhau ở mức độ và đặc điểm phân nhánh của mạch hydrocacbon, số lượng và vị trí các nối đôi trong mạch, vị trí và số lượng các nhóm chức, độ dài của mạch hydrocacbon … Các axit béo có mặt trong thành phần lipit thực vật, động vật thường có từ 16 đến 20 nguyên tử cacbon trong phân tử Trong khi ở sinh vật biển đa phần chứa các axit béo mạch dài từ 20 đến 26, thậm chí đến 30 nguyên tử cacbon [18]

Cách gọi tên axit béo theo danh pháp quốc tế, theo tên thông thường hay tên gọi nhanh Ví dụ C18:2n-6 hay C18:29, 12 là tên gọi nhanh của axit linoleic hay tên theo danh pháp quốc tế là 9,12-octadecadienoic Trong đó, trong tên gọi nhanh, chỉ số đầu tiên chỉ số nguyên tử cacbon, chỉ số thứ hai chỉ số lượng nối đôi trong mạch cacbon, chỉ số thứ ba sau n (hoặc ω) cho biết vị trí đầu tiên của nối đôi kể từ đầu metyl (CH3), delta () với các số đếm đằng sau để chỉ sự có mặt của vị trí nối đôi (hoặc nối ba) ở trong mạch hydrocacbon tính từ đầu cacbon carboxyl Ngoài ra,

có thể có thêm kí hiệu của đồng phân lập thể như cis (Z) hay trans (E)

Bảng 2.3: Tên gọi của một số axit béo thường gặp nhất trong tự nhiên

(EPA)

eicosapentaenoic 22:6n-3 Docosahexaenoic

5,8,11,14,17-(DHA)

docosahexaenoic

4,7,10,13,16,19-2.2.2.1 Phân loại axit béo

* Axit béo bão hòa

Hầu hết các axit béo no thường có mặt trong tự nhiên có cấu tạo mạch thẳng