KHẢO sát các điều KIỆN TRÍCH LY và PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN KHÁNG OXY hóa của DỊCH TRÍCH LIPID từ RONG BIỂN nâu BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGÂM CHIẾT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY VÀ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN KHÁNG OXY HÓA CỦA DỊCH TRÍCH LIPID TỪ RONG BIỂN NÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGÂM CHIẾT.. Với mục tiêu khảo sát các điều

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY VÀ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN KHÁNG OXY HÓA CỦA DỊCH TRÍCH LIPID TỪ RONG BIỂN NÂU BẰNG

PHƯƠNG PHÁP NGÂM CHIẾT

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn : Th.S TRẦN THỊ NGỌC MAI

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ MINH TRANG

MSSV: 0951100124 Lớp: 09DTP3

TP Hồ Chí Minh, 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG

NGHỆ TP HCM

LỜI CẢM ƠN

Xin chân thành cảm ơn Cô Trần Thị Ngọc Mai – giảng viên khoa Công Nghệ Thực Phẩm, trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quý thầy cô bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm của trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho

em trong suốt những năm học qua

Xin Cảm ơn tất cả quý thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ và tạo điều kiện để em có thể hoàn thành đề tài nay

Cuối cùng, kính gửi lời chúc sức khỏe đến tất cả quý thầy cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm, chúc trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh ngà càng phát triển

và vương cao trong sự nghiệp giáo dục và đào tạo

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Rong biển (seaweed, marine algae) là loài thực vật biển có giá trị dinh dưỡng cao, được ứng dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam Rong nâu là một trong những loài thủy sinh có chứa thành phần kháng oxy hóa cũng như các acid béo thiết yếu cho cơ thể, đồng thời với sản lượng dồi dào khoảng 10.000tấn khô/năm [4,5] Do đó, rong nâu được chọn là đối tượng nghiên

cứu của đề tài này, cụ thể là 2 loại rong: Sargassum polycystum var onusta Jag (rong chỉ) và Srgassum feldmannii Phamhoang (rong mơ)

Với mục tiêu khảo sát các điều kiện trích ly và phân tích thành phần kháng oxy hóa của dịch trích lipid từ rong biển nâu bằng phương pháp ngâm chiết Thí nghiệm được tiến hành trên

cơ sở phân tích và lựa chọn các điều kiện thích hợp cho việc trích ly lipid từ 2 loại rong: rong mơ

và rong chỉ đạt tỷ lệ thu hồi dịch trích lipid thô cao Yếu tố khảo sát gồm có: lựa chọn lọai dung môi thích hợp, lựa chọn tỷ lệ nguyên liệu: dung môi, khảo sát thời gian ngâm, khảo sát chế độ lắc (thời gian, tốc độ), lựa chọn số lần bổ sung dung môi (số lần trích) và lựa chọn kích thước nguyên liệu để đạt được tỷ lệ thu hồi dịch trích cao, phân tích khả năng kháng oxy hóa và thành phần acid béo của dịch trích thu được từ quá trình trích ly với các diều kiện tối ưu của những khảo sát trên

Kết quả nghiên cứu cho thấy loại dung môi thích hợp cho quá trình trích ly lipid từ rong nâu đạt tỷ lệ thu hồi cao là hệ dung môi Chloroform – Methanol với tỷ lệ nguyên liệu : dung môi

là 1:6 (w/v) trong thời gian 18h có kết hợp lắc với tốc độ 150 vòng/phút, trích ly 2 lần và kích thước nguyên liệu là 0,25mm

Sau khi trích ly với các điều kiện thích hợp, ta đi phân tích 2 mẫu rong thì thấy khả năng kháng oxy hóa của rong chỉ cao hơn rong mơ, tuy nhiên so với các nghiên cứu khác thì khả năng kháng oxy hóa của 2 loại rong này vẫn thấp hơn

Đối với kết quả phân tích thành phần acid béo thì hàm lượng các acid béo no cao hơn hàm lượng các acid béo không no, tuy nhiên tỷ lệ các acid béo thiết yếu (Omega 6, 9, tiền DHA) thì chiếm tỷ lệ tương đối cao Có nhiều yếu tố có thể gây ảnh hưởng đến kết quả (nguyên liệu, quy trình, nhiệt độ, ánh sáng, oxy, phương pháp bảo quản,…), do có nhiều hạn chế trong quá trình thực hiện nên còn nhiều thiếu sót, để hoàn thiện đề tài kiến nghị cần có thêm các nghiên cứu khác

MỤC LỤC

Trang

Trang bìa……… i

Phiếu giao đồ án Lời cảm ơn……… ii

Tóm tắt………iii

Mục lục……… iv

Danh sách hình vẽ………v

Danh sách bảng biểu……… vi

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu đề tài 1

3 Giới hạn của đề tài 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

1.1 Tổng quan về rong nâu 2

1.1.1 Phân loại thực vật 2

1.1.2 Phân bố 2

1.1.3 Đặc điểm thực vật 3

1.1.4 Thành phần hóa học 10

1.1.5 Tình hình nuôi trồng, khai thác và sử dụng ở Thế Giới và Việt Nam 18

1.2 Tổng quan về các chất kháng oxy hóa trong rong nâu 22

1.2.1 Tocopherol 22

1.2.2 Carotenoid 23

1.2.3 Các hợp chất Polyphenol 25

1.2.4 Phospholipid 25

1.3 Tổng quan về quá trình trích ly bằng phương pháp ngâm - chiết 26

1.3.1 Khái niệm 26

1.3.2 Cơ sở lý thuyết 26

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly 27

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1 Phương pháp nghiên cứu 29

2.1.2 Hóa chất và dụng cụ 29

2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 30

2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu 30

2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: dung môi đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu 30

2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu 31

2.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm- lắc đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu 32

2.3.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ lắc đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu……….32

2.3.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát sự ảnh hưởng của số lần bổ sung dung môi đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu 33

2.3.7 Thí Nghiệm 7: Khảo sát sự ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu sau quá trình xay đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu 34

2.3.8 Thí nghiệm 8: Phân tích khả năng kháng oxy hóa của dịch trích trong các khảo sát trên 34

2.3.9 Phân tích thành phần acid béo của dịch trích trong các khảo sát trên 35

2.4 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 36

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của loại dung môi đến quá trình trích ly 38

3.2 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: dung môi đến quá trình trích ly 43

3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến quá trình trích ly 46

3.4 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm-lắc đến quá trình trích ly 50

3.5 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ lắc đến quá trình trích ly 53

3.6 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của số lần bổ sung dung môi đến quá trình trich ly 57

3.7 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình trích ly 60

3.8 Kết quả phân tích khả năng kháng oxy hóa bằng phương pháp bắt gốc tự do DPPH của dịch

trích 64

3.9 Kết quả phân tích thành phần acid béo bằng phương pháp sắc ký khí của dịch trích 66

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

4.1 Kết luận 67

4.2 Kiến nghị……….67

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 68 PHỤ LỤC……….I Phụ lục 1 Phương pháp xác định độ ẩm trong nguyên liệu……….I Phụ lục 2 Phương pháp sấy……….I Phụ lục 3 Xay (nghiền)……… I Phụ lục 4 Cân định lượng………I Phụ lục 5 Phương pháp sắc ký khí……… I Phụ lục 6 Phương pháp bắt gốc tự do DPPH……… II

Phụ lục 7 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi đến quá

trình trích ly rong mơ……… III

Phụ lục 8 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi đến quá

trình trích ly rong chỉ……… IV

Phụ lục 9 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu: dung môi

đến quá trình trích ly rong mơ……… IV

Phụ lục 10 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu: dung môi

đến quá trình trích ly rong chỉ……… V

Phụ lục 11 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến quá trình

trích ly rong mơ……… VI

Phụ lục 12 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến quá trình

trích ly rong chỉ……… VII

Phụ lục 13 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm – lắc đến quá

trình trích ly rong mơ……….VIII

Phụ lục 14 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm – lắc đến quá

Phụ lục 17 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng số lần bổ sung dung môi đến

quá trình trích ly rong mơ……… XII

Phụ lục 18 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng số lần bổ sung dung môi

Phụ lục 19 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến quá trình trích ly rong mơ……….XII

Phụ lục 19 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến

quá trình trích ly rong mơ………XIII

Phụ lục 20 Kết quả phân tích ANOVA và LSD khảo sát ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến

quá trình trích ly rong chỉ………XIV

Phụ lục 21 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi đến quá trình trích ly………XIV

Phụ lục 22 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: dung môi đến quá trình trích

ly………XVI

Phụ lục 23 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của thởi gian ngâm đến quá trình trích ly…………XVII Phụ lục 24 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của thởi gian ngâm – lắc đến quá trình trích ly………XX Phụ lục 25 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của tốc độ lắc đến quá trình trích ly………XXII

Phụ lục 26 Số liệu khảo sát ảnh hưởng của số lần bổ sung dung môi đến quá trình trích

Danh sách hình vẽ

Hình 1.1: Hình thái rong mơ……… 4

Hình1.2: Các Cơ quan bám……… 5

Hình 1.3: Các kiểu nhánh chính của rong biển………6

Hình1.4: Các kiểu lá của rong mơ……… 6

Hình 1.5: Các kiểu phao của rong mơ……….7

Hình1.6: Các kiểu đế của rong mơ……… 7

Hình1.7: Cấu tạo hình thái S polycystum……… 8

Hình1.8: Cấu tạo hình thái S.polycystum………9

Hình1.9 : Cấu trúc của acid alginic……… 13

Hình1.10: UCP1 biểu hiện ở WAT trong bụng……….24

Hình 2.1: Sơ đồ khảo sát loại dung môi đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu……… 30

Hình 2.2: Sơ đồ khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu……… 31

Hình2.3: Sơ đồ khảo sát thời gian ngâm đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu……….31

Hình 2.4: Sơ đồ khảo sát thời gian lắc đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu………32

Hình 2.5: Sơ đồ khảo sát tốc độ lắc đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu……….33

Hình 2.6: Sơ đồ khảo sát số lần bổ sung dung môi đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu……… 33

Hình 2.7: Sơ đồ khảo sát kích thước nguyên liệu đến quá trình trích ly lipid từ rong nâu………34

Hình 2.8: Sơ đồ phân tích khả năng kháng oxy hóa từ dịch trích lipid thô của rongnâu……… 34

Hình 2.9: Sơ đồ phân tích thành phần acid béo từ dịch trích lipid thô rong nâu……… 35

Hình 2.10: Quy trình nghiên cứu quá trình trích ly rong nâu……… 3

Danh sách bảng biểu

Bảng 1.1 Diện tích rong nâu theo vùng biển các tỉnh……… 3 Bảng 1.2 Thành phần hóa hoc của rong nâu……… 10 Bảng 1.3 Thành phần hóa học của một số loại rong biển……… 11 Bảng 1.4 Thành phần acid béo chính của lipid trong rong nâu (Glycolipids, Phospholipid và các

Bảng 3.6 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:

dung môi của rong mơ……… 44

Bảng 3.7 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:

dung môi của rong chỉ……… 44

Bảng 3.8 Kết quả khảo sát ảnh hưởng củatỷ lệ nguyên liệu: dung môi đến quá trình trích ly bằng

phương pháp xử lý ANOVA và LSD……… 44

Bảng 3.9 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến tỷ lệ thu hồi dịch trích… 47

Bảng 3.10 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát thời gian ngâm của

rong mơ……….47

Bảng 3.11 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát thời gian ngâm của

rong chỉ……….48

Bảng 3.12 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến quá trình trích ly bằng phương

pháp xử lý ANOVA và LSD………48

Bảng 3.13 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm – lắc đến tỷ lệ thu hồi dịch

trích……….50

Bảng 3.14 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát thời gian ngâm –

lắc của rong mơ………51

Bảng 3.15 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát thời gian ngâm –

lắc của rong chỉ……….51

Bảng 3.16 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm – lắc đến quá trình trích ly bằng

phương pháp xử lý ANOVAvà LSD……… 52

Bảng 3.17 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ lắc lắc đến tỷ lệ thu hồi dịch trích………… 54

Bảng 3.18 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát tốc độ lắc của rong

Bảng 3.22 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát số lần bổ sung

dung môi của rong mơ……… 58

Bảng 3.23 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát số lần bổ sung

dung môi của rong chỉ……… 58

Bảng 3.24 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của số lần bổ sung dung môi đến quá trình trích ly bằng

phương pháp xử lý ANOVA và LSD……… 58

Bảng 3.25 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến tỷ lệ thu hồi dịch

trích……… 61

Bảng 3.26 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo sát kích thước nguyên

liệu của rong mơ……… 61

Bảng 3.27 Kết quả phân tích LSD của tỷ lệ thu hồi dịch trích đối với khảo kích thước nguyên liệu

của rong chỉ……… 62

Bảng 3.28 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình trích ly bằng phương pháp xử lý ANOVA và LSD……… 62

Bảng 3.29 Kết quả phân tích DPPH của dịch trích từ rong nâu……….64

Bảng 3.30 Kết quả phân tích thành phần acid béo……… 66

Biểu đồ 1.1 Biểu đồ sản lượng khai thác rong nâu toàn cầu (thống kê của FAO)………19

Biểu đồ 1.2 Biểu đồ sản lượng nuôi trồng rong nâu trên toàn cầu (thống kê của FAO)… 20

Biểu đồ 3.1 Biểu diễn sự ảnh hưởng của loại dung môi đến quá trình trích ly rong nâu……… 40

Biểu đồ 3.2 Biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: dung môi đến quá trình trích ly rong nâu………45

Biểu đồ 3.3 Biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian ngâm đến quá trình trích ly rong nâu 49

Biểu đồ 3.4 Biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian ngâm và thời gian ngâm – lắc đến quá trình trích ly rong nâu……… 52

Biểu đồ 3.5 Biểu diễn sự ảnh hưởng của tốc độ lắc đến quá trình trích ly rong nâu……….56

Biểu đồ 3.6 Biểu diễn sự ảnh hưởng của số lần bổ sung dung môi đến quá trình trích ly rong nâu……… 59

Biểu đồ 3.7 Biểu diễn sự ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình trích ly rong nâu……… 61

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Rong biển (seaweed, marine algae) là những loài thực vật sống ở biển có giá trị dinh dưỡng cao Rong biển mọc tự nhiên rất nhiều ở biển đặc biệt là vùng biển miền trung Việ Nam, nhưng hiện nay có nhiều quốc gia cũng lập nhiều trang trại nuôi trồng rong để đáp ứng nhu cầu hằng ngày của con người

Rong được ứng dụng rộng rãi và rất nhiều trên thế giới, là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng mang lại giá trị kinh tế cao, đã được ứng dụng trên quy mô công nghiệp với nhiều sản phẩm được chiết xuất từ tảo phục vụ cho nhiều lĩnh vực: y học, công nghệ mỹ phẩm, sản xuất thực phẩm,…Theo như nghiên cứu chủ yếu ở Nhật Bản cho thấy ở rong biển, đặc biệt là rong nâu

có chứa các thành phần dinh dưỡng quan trọng như các chất kháng oxy hóa, thành phần carbonhydrate chiếm tỷ lệ cao, hiện đã được nghiên cứu khá kỹ trên thế giới và Việt Nam Còn

về lipid ở rong biển thì hầu như chưa được nghiên cứu ở Việt Nam

Từ những lý do trên cho thấy việc nghiên cứu trích ly lipid và phân tích khả năng kháng oxy hóa của rong nâu là vấn đề cần thiết phải được triển khai đúng mức để khai thác các tiềm năng quan trọng từ thiên nhiên

2 Mục tiêu đề tài

 Tìm ra loại dung môi, tỷ lệ dung môi và nguyên liệu, chế độ nhiệt, thời gian và tốc độ lắc, kích thước nguyên liệu… cho hiệu suất trích ly lipid cao nhất

 Phân tích khả năng kháng oxy hóa tan trong lipid của rong nâu

 Phân tích thành phần acid béo trong lipid của rong nâu

 Đưa ra quy trình trích ly hoàn chỉnh với đầy đủ thông số kỹ thuật

3 Giới hạn của đề tài

 Thời gian ngắn nên không thể tìm kiếm nhiều loại rong, thực nghiệm nhiều phương pháp

 Sử dụng thiết bị còn thô sơ

 Chi phí nghiên cứu han chế

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về rong nâu

 Loài Sargassum Virgatum (rong mơ chổi), Sargassum feldmannii P.Hoang (rong

mơ Việt Nam), Sargassum mcclurei setchell (rong mơ McClurei), Sargassum graminifolium (rong mơ cỏ), Sargassum carpophyllum (rong mơ chụm), Sargassum horneri (rong mơ Horner), v.v…

1.1.2 Phân bố

Rong nâu sống bám vào các vật thể khác nhờ đĩa bám, do đó rong nâu thường sống ở các vùng biển đá hoặc nơi có các vật bám khác như chân đập, cầu cảng, san hô Rong nâu tại các vùng ôn đới, hàn đới có kích thước cá thể lớn, số lượng cá thể nhiều, số loài ít Còn ở vùng nhiệt đới, á nhiệt đới, rong nâu có kích thước cá thể nhỏ, số lượng loài phong phú Nguồn lợi rong nâu chủ yếu tập trung ở các nước châu Âu và Bắc Mỹ Ở châu Á, rong nâu phân bố dọc theo ven biển các nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Ấn Độ, khu vực Đông Nam Á.[6]

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho rong biển phát triển Theo thống kê, nước ta có khoảng 794 loài rong biển, phân bố ở vùng biển phía bắc

310 loài, miền Nam 484 loài, 156 loài tìm thấy ở cả hai miền.[6]

Rong phát triển trên vùng bãi triều nền cứng Các nguồn dự trữ lớn nhất của

Sargassum tập trung ở phía Bắc ở vịnh Bắc bộ, ở miền Trung và ven bờ biển phía Nam Việt Nam ở vịnh Thái Lan Mùa sinh trưởng đối với hầu hết các loài Sargassum kéo dài từ tháng

11 đến tháng 6 Chúng mọc trên nền đáy cứng là các đá tảng, sinh trưởng trong vực nước có nhiệt độ và độ mặn tương đối cao (nhiệt độ: 29,3 ± 2,23°C và độ mặn 25÷ 34,5‰), độ bao phủ trung bình đạt 43,71%, mật độ cây trung bình 43,8 ± 20,2 cây/m2

và sinh lượng trung bình đạt 456,1 ± 64,2 g khô/m2 Sự tương quan giữa chiều dài với trọng lượng các thể của các loài rong

Mơ có giá trị trung bình là 0,7 và giữa chiều dài với sinh lượng là 0,78 Rong Mơ phân bố phổ biến từ 0 m hải đồ cho đến chiều sâu 15 m nước, mùa vụ khai thác rong Mơ được phân làm ba thời điểm theo ba vùng: Vùng bãi rong cạn, sâu và cạn ngầm

Rong mơ phân bố dọc theo bờ biển nước ta, ở miền Trung và miền Nam rong tập trung chủ yếu ở các tỉnh: Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quãng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Vũng Tàu, Kiên Giang và các đảo: Lý Sơn, Phú Quý, Phú Quốc, quần đảo Trường Sa Ở các tỉnh phía Bắc rong mơ có ở các tỉnh: Quảng Ninh, Hải Phòng và một số đảo như Cô Tô, Cát Bà,…

Bảng 1.1 Diện tích rong nâu theo vùng bi ển các tỉnh

Các địa danh Diện tích (m 2 ) Năng suất (kg/m 2

Thân rong gồm một trục chính rất ngắn, đa số thường dài trên dưới 1cm, hình trụ, sần sùi Đỉnh của trục chính sẽ phân ra làm 2 đến 5 nhánh chính, hai bên nhánh chính sẽ mọc ra nhiều nhánh bên Nhánh chính và nhánh bên sẽ tạo ra chiều dài của rong Chiều dài này khác nhau tùy vào các chi, loài và trong cùng một loài kích thước này cũng thay đổi tùy vào điều kiện sống, tùy nơi phân bố

Trên các nhánh có các cơ quan dinh dưỡng gần giống như lá và các túi chứa đầy không khí được gọi là phao Khi rong trưởng thành trên các nhánh bên mọc ra các nhánh phụ, ngắn (thường từ tháng 3 đến tháng 6) có mang nhiều cơ quan sinh sản đực và cái gọi là đế Nhờ có

hệ thống phao rong luôn giữ vị trí thẳng đứng trong môi trường biển Nếu nước cạn rong khá dài thì phần trên của rong nằm trên mặt nước

Hình 1.1: Hình thái rong mơ

Nhánh bên

Đĩa bám Trục chính

Lá

Nhánh chính

Phao Nhánh thụ

Đế

 Cấu tạo

a Cơ quan bám

So với các rong biển khác cơ quan bám của rong mơ khá vững chắc để có thể chịu được thân rong mơ khá lớn và trong môi trường sóng mạnh Hình dạng của cơ quan này biến đổi từ dạng rễ bò đến dạng đĩa bám

Hình 1.2: Các Cơ quan bám

1.2a: Đĩa bám dạng rễ bò 1.2b: Đĩa bám mỏng, tròn

1.2c: Đĩa bám hình nón dày 1.2d: Đĩa bám dạng đĩa

1.2e: Hai hay nhiều gốc rong chung đĩa bám mỏng

b Trục chính

Mỗi rong chỉ có một trục chính, thường có hình trụ, sần sùi Cây mầm mọc ra trục chính, trục chính phát triển đến chiều dài nhất định khác nhau tùy mỗi loài, sau đó sẽ ngừng tăng trưởng và phân ra các nhánh chính Đây là cơ chế đặc biệt cho các loài của họ

Sargassaceae

c Các nhánh chính và nhánh bên

Các nhánh chính quyết định chiều dài của rong Số lượng các nhánh chính của một cây rong thay đổi tùy loài Các nhánh bên mọc chung quanh các nhánh chính theo cách xoay tròn hay mọc hai bên trong một mặt phẳng, thường mọc hướng lên trên nhưng cũng có loài

mọc cong xuống (Sargassum serra-tifolium, Sargassum tortile…)

1.2a 1.2b 1.2c 1.2d 1.2e

d Lá

Hình dạng của lá có những thay đổi rất lớn giữa các loài Trong cùng một loài lá cũng

có những thay đổi giữa phần gốc và phần ngọn, giữa rong còn non và rong đã trưởng thành Ngoài ra, đôi khi chúng ta còn nhận thấy chúng có những thay đổi theo môi trường

Hình 1.4: Các kiểu lá của rong mơ

1.4a: Lá phân nhánh hình lông chim 1.4b: Lá xẻ sâu

1.4c: Mép lá có răng cưa nhọn, xẻ sâu 1.4d: Mép lá có chia đôi hay mâm nhỏ

1.4e: Mép lá có răng cưa mịn 1.4f: Mép lá nguyên

e Phao

Sự hiện diện của phao hay túi khí là một tính chất rất đặc sắc của họ Sargassaceae Hệ

thống phao giữ cho rong nổi lơ lửng trong môi trường biển Hình dạng, vị trí, cấu tạo phao có khác nhau và đều có quan hệ mật thiết với lá

1.3a 1.3b 1.3c

Hình 1.3: Các kiểu nhánh chính của rong biển

1.4a 1.4b 1.4c 1.4d 1.4e 1.4f

Hình 1.5: Các kiểu phao của rong mơ

Số lượng, hình dạng, kích thước của phao cũng thay đổi theo tùy loài Có loài phao rất

nhiều, làm thành chùm như chùm nho ở Sargassum polycystum nhưng cũng có loài phao rất ít như Sargassum swartzii, Sargassum crassifolium… Đa số chúng có hình cầu, hình xoan, một

số ít có hình thoi kéo dài (Sargassum herklotsii)

f Đế

Khi rong trưởng thành mọc ra các nhánh hình trụ ngắn, trên đó có mang các chùm

đế Đế đực thường có dạng hình trụ hay hình bắp, có u, đôi khi có gai Đế cái thường ngắn hơn

đế đực, hẹp hoặc có hình 3 cạnh và có gai nhất là ở phần chót đế

Hình 1.6: Các kiểu đế của rong mơ

1.6a: Đế mọc xung quanh một trục

1.6b: Đế mọc cô đơn ở nách lá

1.6c: Các chùm đế dày với phao lá

1.6d: Đế phân nhánh nhiều, dẹp hay ba cạnh

1.5a 1.5b 1.5c 1.5d 1.5e 1.5f 1.5g 1.5h

1.6a 1.6b 1.6c 1.6d

 Đặc điểm một số loại thuộc rong nâu

Sargassum polycystum(rong mơ): Thân chính với phân nhánh phát triển tươi tốt trong

bùn Đế đực dạng trụ tròn, chia nhánh hoặc không, dài 14 mm, đường kính 1 mm Đế cái dẹp hoặc có dạng tam lăng, dài 4 mm, đường kính 1 mm, chia nhánh Cấu tạo trong đế đực gồm các ổ sinh sản hình tứ diện, bên trong chứa các giao tử phòng đực sinh giao tử đực Đế cái

gồm các ổ sinh sản, mỗi ổ chỉ chứa một noãn bào hình cầu Quá trình phát triển của S polycystum có liên quan chặt chẽ vào vị trí phân bố của nó trên vùng triều

Hình 1.7: Cấu tạo hình thái S polycystum

biệt, đột xuất phân tán, không quá trình; túi tròn để hình elip, dài 0,6-1,5 cm, 0,5-0,8 cm đường kính, cơ sở phẳng hoặc có cánh, cuống ngắn, chiều dài ít hơn một phần ba trong túi, pedicles lá, cryptostomata rải rác, tỷ suất lợi răng cưa, dài 5 mm, rộng ít hơn 1 mm

Chất xơ

7,00 - 15,95

13 - 15

8 - 17

Bảng 1.3: Thành phần hóa học của một số loại rong biển

Ascophyllum nodosum

Laminaria digitata

Alaria esculenta

Palmaria palmata

Porphyra yezoensis

1.1.4.1 Lục lạp và sắc tố

a Lục lạp

Lục lạp có dạng hình đĩa, hoặc hình dãi, thường có màu vàng nâu vì màu lục của chlorophyll bị che lấp bởi màu sắc của các sắc tố phụ fucoxanthin Hạt tạo bột (pyrenoid) như cuống nhô ra từ phần cuối của lục lạp Mỗi lục lạp thường có một hoặc vài hạt tạo bột có dạng quả lê

Lục lạp được bao bọc bởi bốn lớp màng trong đó gồm hai lớp màng của lục lạp và hai lớp màng lưới nội sinh chất lục lạp Mạng lưới nội sinh chất lục lạp nối với màng nhân Giữa màng nhân và hai lớp màng của lục lạp có periplastidal Periplastidal gồm hệ thống các vi ống liên kết với nhau ở khoảng hẹp giữa màng nhân và hai lớp màng của lục lạp

Phía trong lục lạp, ba thylacoid thường xếp chồng lên nhau tạo thành các tấm lamella Lục lạp của tảo nâu có các lamella ngoại vi chạy sát màng lục lạp, bao bọc các lamella khác ở phía trong Đặc điểm cấu tạo lục lạp của tảo nâu cũng là một trong những đặc điểm quan trọng

để xếp tảo nâu vào cùng một ngành với tảo silic, tảo vàng, tảo vàng ánh và các lớp khác vào cùng một ngành Cấu trúc lục lạp của tảo nâu giống với cấu trúc điển hình của ngành

Heterokontophyta ADN của lục lạp có dạng vòng.[10]

b Sắc tố

Sắc tố trong rong nâu là diệp lục tố (chlorophyll), diệp hoàng tố (xantophyl), sắc tố màu nâu (fucoxanthin), sắc tố đỏ (caroten) Tùy theo tỷ lệ các loại sắc tố mà rong có màu từ nâu - vàng - nâu đậm - vàng lục Nhìn chung sắc tố của rong mơ là khá bền

Sắc tố quang hợp của tảo nâu hòa tan trong lục lạp không tập trung thành các phycobilisome trên bề mặt của thylacoid như ở tảo đỏ hay tảo lam Sắc tố quang hợp là chlorophyll a, chlorophyll c, không có chlorophyll b Sắc tố quang hợp phụ là fucoxanthin và các sắc tố xanthophyll cùng có hiện diện ở tảo nâu như: violaxanthin, antheraxanthin, neoxanthin, diadinoxanthin, diatoxanthin Bên cạnh đó còn có β_carotene Ở tảo nâu các sắc

tố quang hợp phụ đặc biệt là fucoxanthin có màu sắc lấn át sắc tố quang hợp nên tảo có màu

nâu Ở Chrysophyceae và Bacillariophyceae cũng có màu nâu do sắc tố fucoxanthin.[10]

1.1.4.2 Glucid:

Monosacharide: quan trọng nhất trong rong là đường Mannitol, được Stenhouds phát hiện

năm 1884 và được Kylin (1913) chứng minh thêm Mannitol có công thức tổng quát: HOCH2 – (CHOH)4 – CH2OH

 Mannitol tan được trong alcol, dễ tan trong nước có vị ngọt Hàm lượng từ 14 - 25% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lý nơi sinh sống

 Hàm lượng Mannitol biến động theo thời gian sinh trưởng trong năm của rong khá

rõ rệt, tăng dần từ tháng 1, tập trung cao vào mùa hè (tháng 4) rồi sau đó giảm đi Theo Kylin (1993) và Vedrinski (1938) cho thấy hàm lượng Mannitol đạt 25% về mùa hè rồi bị phân hủy dần trong các tháng mùa đông chỉ còn 4 - 6%

 Rong bảo quản không tốt, độ ẩm cao làm cho Mannitol bị phá hủy

 Công dụng của Mannitol: dùng trong y học chữa bệnh cho người già yếu, trong quốc phòng dùng điều chế thuốc nổ theo tỷ lệ hỗn hợp Mannitol với Hydrogen và Nitơ Ngoài ra Mannitol còn dùng điều chế thuốc sát trùng (Mannitol với kim loại

có tác dụng diệt trùng cao).[10]

Polysacaride:

Alginic: Là một polysacaride tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần chủ yếu tạo thành tầng bên ngoài của màng tế bào rong Alginic và các muối của chúng có nhiều công dụng trong ngành công nhiệp, y học, nông học và thực phẩm Hàm lượng alginic trong các loại rong nâu khoảng 2 - 4% so với rong tươi và 13 - 15% so với rong khô Hàm lượng này phụ thuộc vào loài rong và vị trí địa lý môi trường mà rong sinh sống Hàm lượng alginic trong rong nâu ở các tỉnh miền trung Việt Nam thường cao nhất vào tháng 4 trong năm.[7,10]

Hình 1.9 : Cấu trúc của acid alginic

Fucxinic: Có tính chất gần giống với acid alginic Acid fucxinic tác dụng với acid sunfuric tạo hợp chất màu phụ thuộc vào nồng độ acid sunfuric Có tính chất gần giống với alginic Acid fucxinic tác dụng với acid sunfuric tạo hợp có chất màu phụ thuộc vào nồng độ acid sunfuric, nhờ tính chất này mà fucxinic được ứng dụng vào sản xuất sợi tơ màu, phim ảnh màu.[10]

Fucoidan: là một polysaccharide với bộ khung chính được tạo bởi α-L-fucose sulfat (chiếm hơn 90%) và một lượng nhỏ các đường đơn khác như: D-manose, D-galactose, D-xylose, L-rhamnonse, D-glucose và acid D-uronic Là muối giữa acid fucoidinic với các kim loại hóa trị khác nhau như Ca, Cu, Zn Fucoidan có tính chất gần giống với acid alginic, nhưng hàm lượng thấp hơn Những nghiên cứu gần đây cho thấy fucoidan thể hiện nhiều hoạt tính sinh học đặc biệt như chống đông tụ, chống viêm nhiễm và điều tiết miễn dịch, ức chế sự phát triển u bướu và ung thư, kháng virút kể cả virút HIV.[7]

Laminarin: Là tinh bột của rong Laminarin thường ở dạng bột không màu, không mùi có hai loại: tan trong nước và không tan trong nước Laminaran là một glucose polysaccharide chỉ

có trong rong nâu Laminaran được biết đến như là những chất kháng ung thư, chất bảo vệ phóng

xạ và chống đông tụ máu [7]

Cellulose: Là thành phần tạo nên vỏ cây rong Hàm lượng cellulose trong rong nâu nhiều hơn rong đỏ Công dụng: dùng cho công nghiệp giấy, trong công nghiệp xây dựng (l2 phụ gia kết cấu xi măng).[10]

Protein của rong nâu không cao lắm nhưng khá hoàn hảo Do vậy rong nâu có thể sử dụng làm thực phẩm Protein của rong nâu thường ở dạng kết hợp với Iod tạo Iod hữu cơ như: Monoiodinzodizin, Diodinzodizin Iod có giá trị trong y học, do vậy rong nâu còn được dùng làm thuốc phòng chống và chữa bệnh bướu cổ

 Hàm lượng các acid amin cũng đáng kể và có giá trị cao trong protein của rong biển

 Hàm lượng protein rong nâu vùng biển Nha Trang dao động từ 8,05 -21,11% so với trọng lượng rong khô và hàm lượng cũng phụ thuộc vào loài, giai đoạn phát triển và đặc biệt là điều kiện sống [10]

Uganomoku (n=17)

Kitahiwah ige (n=10)

Matsum o(n=8)

Bảng 1.5 Hàm lƣợng lipid thu đƣợc từ một số loài rong nâu.

Hàm lƣợng lipid tổng tối đa (mg/g khối lƣợng khô)

Sargassum thunbergii Umitoranoo 31,8 ± 13,1 50,0

Cystoseira hakodatensis Uganomoku 42,9 ± 6,2 59,1

Sargassum confusum Fujisujimoku 47,4 ± 12,8 66,2

Sargassum patens Yatumatamoku 58,9 ± 25,1 90,1

Silvetia babingtonii Ezoishige 39,1 ± 11,8 55,0

Melanosiphon intestinale Kitaiwahige 34,9 ± 17,1 55,0

 Lipid trong rong nâu chứa tới 6 - 15% hàm lượng arachidonic acid

 Arachidonic acid (20 : 4n-6) cũng rất cần thiết đối với sức khỏe con người

 Gần đây, có sự quan tâm đặc biệt về tầm quan trọng của acid arachidonic lên các chức năng của não bộ

 Ngoài ra, các chất béo là nguồn tốt đối với chức năng của các hợp chất hóa học như carotenoids và polyphenol

b Fucoxanthin

 Fucoxanthin chứa liên kết allenic, chứa

nhóm epoxy, keto, và hai nhóm hydroxyl

 Fucoxanthin cụ thể là carotenoid chỉ tìm

thấy trong rong biển màu nâu và vi tảo

Fucoxanthin chứa dồi dào các carotenoid,

được thống kê là trên10% trong tổng số

sản lượng thu được tự nhiên của

carotenoids

 Thuộc tính sinh lý của fucoxanthin, theo nghiên cứu thì fucoxanthin có tác dụng phòng chống béo phì và đáy tháo đường Ngoài ra, còn là chất chuyển đổi omega-3 thành DHA.[19,20]

 Đối với fucosterol và tocopherols của chất béo được biết đến do một số hoạt động sinh học bao gồm: ức chế hấp thu cholesterol và hoạt động chống oxy hóa

c Phospholipid

 Phospholipid đóng vai trò là chất hoạt động bề mặt trong trao đổi chất, chuyển hóa chất béo trong quá trình thẩm thấu qua màng tế bào, vừa là chất chống oxy hóa vừa là chất hỗ trợ sự oxy hóa dầu tùy thuộc vào hàm lượng phospholipid và kim loại xúc tác

 Cơ chế chống oxy hóa của phosphplipid vẫn chưa được giải thích cụ thể nhưng những nhóm phân cực đóng một vai trò quan trọng, đặc biệt là các phospholipid chứa Nitơ như phosphatidylcholine và phosphatidyethanolamine có hiệu quả chống oxy hóa dưới mọi điều kiện

 Phospholipid làm giảm sự oxy hóa bằng cách cô lập kim loại, chỉ thể hiện tính oxy hóa khi có sự hiện diện của sắt bằng cách cô lập sắt

Tóm lại:

 Chất béo trong rong nâu chứa nhiều loại hợp chất chức năng

 Glycolipids trong rong nâu là những nguồn giàu omega-3 HUFA (18 : 04n - 3 và EPA) vào mega - 6 HUFA (arachidonic acid)

 Fucoxanthin đủ khả năng mang lại lợi ích và đặc trưng sinh lý giống như tác dụng chống béo phì và chống bệnh tiểu đường

 Hiệu quả việc tổng hợp của omega - 3 HUFA và Fucoxanthin:

+ Tăng tác dụng chống béo phì và chống bệnh tiểu đường

+ Giàu nguồn DHA

1.1.4.4 Chất khoáng

Rong nâu có khả năng tích lũy hàng loạt các nguyên tố với hệ số tập trung cao, nồng

độ của các nguyên tố này trong tro của chúng có thể gấp hàng vạn lần so với nước biển Có 23 nguyên tố là Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba, Fe, V, Mor, Ti, Co, Ni, Cr, Sn, As, Bi, Cu, Pb, Zn, Ga, Be,

Na và K Ðặc biệt, rong mơ chứa một lượng khá lớn nguyên tố Strontium (Sr), cao hơn khoảng

100 lần hàm lượng trong nước biển Vì Sr là thành phần của chất thải phóng xạ nên tính chất này của rong mơ góp phần làm sạch chất thải phóng xạ trong nước biển Người ta còn phát hiện chất Natri alginate chiết từ rong mơ có thể chữa được bệnh nhiễm phóng xạ vì chất này uống vào sẽ hấp thu Sr phóng xạ đã bị nhiễm trong cơ thể rồi thải ra ngoài

Hàm lượng Iod trong một số loài rong nâu dao động 0,05 – 0,16 % so với rong khô tuyệt đối Sự biến đổi hàm lượng Iod khá rõ rệt, thường vào mùa đông rong nâu có hàm lượng Iod cao hơn mùa hè.[1]

1.1.5 Tình hình nuôi trồng, khai thác và sử dụng ở Thế Giới và Việt Nam

a Ở Thế Giới

Rong biển đã được sử dụng từ rất sớm, khoảng 2700 năm trước công nguyên ở Trung Quốc 600 năm trước công nguyên, rong biển đã được chế biến thành một món ăn quý dành cho vua chúa Thuốc “trường sinh bất tử” được Tần Thuỷ Hoàng vị hoàng đế đầu tiên của Trung Hoa

sử dụng vào năm 200 trước công nguyên, nhưng mãi hơn 2000 năm sau khoa học hiện đại mới chứng minh được đó chính là thành phần của rong nâu Trong mười năm gần đây, chính quyền Trung Quốc đã chi phí đến 12 triệu USD để phát triển một loại thuốc trị AIDS từ rong nâu với tên thương phẩm là Fucoidan Glycocalyx (FGC) Loại thuốc tự nhiên này có khả năng diệt virút HIV, tăng cường hệ miễn dịch Ngày 01 tháng 01 năm 2003 loại thuốc này đã được chính phủ Trung Quốc cấp phép sản xuất và đưa vào sử dụng

Tại Nhật Bản rong nâu đã được sử dụng làm thức ăn từ thế kỷ thứ V [22], cuối năm

2001 cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm đã xem xét và cấp phép cho các sản phẩm thực

phẩm chức năng của Nhật được bổ sung thêm thành phần fucoidan để tăng cường hệ miễn dịch, giảm cholesterol, giảm mỡ máu,… [21] và trở thành thực phẩm hỗ trợ điều trị bệnh nan y ngay cả ung thư

Theo số liệu công bố hằng năm của tổ chức FAO [26], rong biển ngày càng được ưa chuộng sử dụng nhiều hơn trên thế giới và trong vòng 30 năm trở lại đây sản lượng rong biển đã tăng lên 4 lần đạt gần 10 triệu tấn tươi/năm, trong đó chỉ khoảng 10% là nhờ khai thác tự nhiên, còn lại hơn 90% là nhờ canh tác Các sản phẩm polysaccharide công nghiệp chính từ rong biển là Agar, Agarose, Carrageenan và Alginate Chúng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm để làm chất phụ gia thức ăn, thực phẩm chức năng, đồ uống, sản xuất bia, chế biến thịt, cá hộp, sản xuất sữa và bánh kẹo, trong mỹ phẩm, nha khoa và y dược, trong các ngành công nghiệp, dệt may, công nghệ sinh học, v.v…

Biểu đồ 1.1 Biểu đồ sản lƣợng khai thác rong nâu toàn cầu (thống kê của FAO)

Biểu đồ 1.2: Biểu đồ sản lƣợng nuôi trồng rong nâu trên toàn cầu (thống kê của FAO)

Các polysaccharide từ rong nâu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, công nghệ sinh học và y học Ngoài ra trong công nghiệp chế biến phức hợp rong biển ta cũng có thể thu nhận các thành phần có giá trị khác như: fucoidan, laminaran và những chất chuyển hóa phân tử thấp như mannitol, các acid amin tự do, polyphenol, các hợp chất chứa iod, các vitamin

và acid béo

Nguồn lợi rong biển trên thế giới rất lớn, song sản lượng rong được khai thác và sử dụng hàng năm không đều (theo tài liệu của FAO về sản lượng rong biển hàng năm trên thế giới: Nguồn lợi rong nâu chủ yếu tập trung ở các nước Châu Âu và Bắc Mỹ, Canada tập trung hơn 75% khối lượng rong nguyên liệu sản xuất Alginate, trong khi đó khối lượng rong Nâu Châu Á chỉ khoảng 5% Theo FAO ước tính mỗi năm trên thế giới rong Nâu được khai thác dọc bờ Đại Tây Dương kể cả biển Đen và Địa Trung Hải Trên thế giới Alginate được sản xuất từ rong Nâu

có sản lượng lớn hơn Agar, Carrageenan, Furcellanan được sản xuất từ rong Đỏ Về sản lượng rong Nâu thì khu vực Bắc Mỹ có sản lượng lớn nhất, tiếp đến là Châu Âu, Mỹ La Tinh và Châu

Á Đối với rong Đỏ thì sản lượng chủ yếu tập trung lớn tại Châu Á, đến Châu Mỹ La Tinh rồi đến Châu Âu

Việc chọn loại rong nào làm nguyên liệu chính để sản xuất các loại keo rong phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Một trong các yếu tố quan trọng nhất là tính chất ổn định và

nguồn nguyên liệu, hay nói một cách khác là phụ thuộc vào khả năng phát triển của loài rong đó trong điều kiện tự nhiên của mỗi nước cũng như chất lượng keo rong được chiết rút từ loài rong

đó

b Ở Việt Nam

Ở nước ta có khoảng 794 loài rong biển phân bố ở miền Bắc 310 loài, miền Nam 484 loài Trong đó có các đối tượng quan trọng là: Rong Câu, Rong Mơ, Rong Đông, Rong Mứt, Rong Bún

Diện tích rong mơ ở vùng biển Quảng Nam Đà Nẵng khoảng 190.000m2, trữ lượng khoảng 800 tấn rong tươi Diện tích rong mơ của tỉnh Bình Định khoảng hơn 400.00m2, trữ lượng rong khoảng hơn 100 tấn/năm.Vùng biển Khánh Hòa là vùng có diện tích rong mơ mọc cao nhất khoảng 2.000.000m2, trữ lượng có thể khai thác được hàng năm khoảng 11.000 tấn rong tươi Sản lượng rong mơ trung bình của các tỉnh duyên hải miền Trung là 18.000 tấn rong tươi/vụ Trữ lượng rong thu hái tự nhiên của Việt Nam là 100 – 105 tấn khô/năm Trong các đối tượng trên thì rong mơ và rong câu được chú trọng khai thác để chiết xuất keo rong và làm thực phẩm, chữa bệnh, thức ăn gia súc… Rong biển mọc tự nhiên rải khắp bờ biển các tỉnh Quảng Ninh đến Cà Mau, Hà Tiên nhưng nhiều nhất là từ Quảng Bình đến Khánh Hòa

Mặc dù được thiên nhiên ưu đãi về biển nhưng sự đầu tư phát triển nuôi trồng, chế biến và khai thác rong biển vẫn còn hạn chế và chưa hiệu quả Sinh khối của rong nâu của nước

ta là rất lớn và đa dạng, song thành phần, cấu trúc và tính chất của các chất chứa trong đó lại chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ, ngay cả những đối tượng đã được quan tâm như fucoidan, laminaran, lipid Chính vì vậy đã làm hạn chế việc sử dụng rong nâu như là nguồn cung cấp các hợp chất có phổ hoạt tính sinh học rộng Ngành công nghiệp sản xuất rong biển chưa phát triển, hiện nay nước ta mới chỉ có nhà máy cá hộp Hạ Long – Hải Phòng sản xuất với công suất nhỏ Năm 1985, bộ Thủy sản xuất khẩu được 150 tấn và năm 1986 xuất khẩu được 100 tấn rong khô cho Nhật Bản Nhu cầu alginat và agar ngày càng tăng, có nhiều cơ sở công nghiệp phải mua alginat của Nhật với giá rất cao Trong thời gian tới nền công nghiệp càng phát triển nhu cầu về alginat và agar sẽ còn tăng cao gấp bội Nếu được đầu tư và định hướng phát triển đúng mức, công nghệ rong biển sẽ mang lại hiệu quả lớn cho nền kinh tế nước nhà

Các nhà khoa học Viện Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang đánh giá, Việt Nam có vùng biển rộng lớn, thuận tiện để trồng rong biển nhằm chiết xuất etanol Ước tính diện tích mặt nước có tiềm năng nuôi trồng và khai thác rong biển trong thời kỳ 2010 - 2015 là 900,000 ha với sản lượng 600 – 700 ngàn tấn khô/năm, trong đó nhóm rong Lục có tiềm năng lớn nhất về diện tích và sản lượng nuôi trồng

1.2 Tổng quan về các chất kháng oxy hóa trong rong nâu

Chất chống oxy hóa là chất có khả năng ngăn ngừa, chống lại và loại bỏ tác dụng độc hại của các gốc tự do một cách trực tiếp hoặc gián tiếp

Chất chống oxy hóa có thể trực tiếp phản ứng các gốc tự do như gốc alkyl lipid, gốc peroxy lipid, cô lập kim loại chuyển tiếp, vô hoạt các chất làm tăng độ nhạy quang học cho lipid,

ức chế các enzyme xúc tác cho các quá trình sinh ra gốc tự do nhằm ngăn cản sự hình thành gốc

1.2.1 Tocopherol

 Tocopherol là chất chống oxi hóa tan trong lipid Tocopherol cạnh tranh với các acid béo không bão hòa và với các gốc peroxy Các gốc peroxy phản ứng với tocopherol nhanh hơn nhiều so với lipid

 Tocopherol nhường điện tử cho gốc peroxy và hình thành nên hydroperoxide (ROOH) và gốc tocopheroxy Gốc tocopheroxy bền hơn gốc peroxy Vì thế, sự oxy hóa lipid giảm

 Ngoài ra, tocopherol còn làm giảm sự oxy hóa do ánh sáng theo cơ chế dập tắt 1

O2, chuyển oxy hoạt động và dạng ít hoạt động hơn (3O2)

 Tocopherol có 4 dạng đồng phân: α – tocopherol (vitamin E), β – tocopherol,  - tocopherol,  - tocopherol, trong đó, α - tocopherol là hợp chất thể hiện hoạt tính chống oxy hóa cao nhất

1.2.2 Carotenoid

 Carotenoids là nhóm chất màu hoàn tan trong chất béo, là nhóm hợp chất có công thức cấu tạo tương tự nhau và tác dụng bảo vệ cũng tương tự nhau Gồm có: Carotene, Xanthophylls, Capsanthin, Lycopene, Lutein, Fucoxanthin, Zeaxanthin… Carotenoid nhạy cảm với O2 và ánh sáng Khi các tác nhân bị loại bỏ, Carotenoid trong thực phẩm rất bền, kể cả ở nhiệt độ cao Tất cả carotenoid đều rất nhạy đối với acid và chất oxy hóa nhưng lại bền vững trong môi trường kiềm

 β – carotene có thể làm giảm sự oxi hóa lipid bằng cách lọc ánh sáng, dập tắt oxy đơn bội,

vô hoạt chất nhạy ánh sáng và loại bỏ các gốc tự do

 Các carotenoid vô hoạt các chất nhạy ánh sáng bằng cách hấp thu năng lượng từ chúng Các carotenoid hoạt hóa này sẽ quay trở lại trạng thái cơ bản bằng cách phóng thích năng lượng của nó vào trong lipid Do carotenoid có điện thế khử cao (E0

= 1060mV) nên khó

có thể nhường điện tử cho alkyl (E0 = 600mV) hoặc gốc peroxy (E0 = 770 – 1440mV), tuy nhiên, có thể nhường điện tử cho gốc hydroxy (E0 = 2310mV) và hình thành gốc carotene Gốc caratene là một loại gốc bền Gốc carotene này có thể phản ứng với các gốc khác như peroxy để tạo thành sản phẩm không còn gốc tự do

Carotenoid + HO•  Carotene• + H2O Carotene• + ROO•  Car-OOR (carotene-peroxy)

 Fucoxanthin:

Cơ chế chống béo phì của fucoxanthin

Fucoxanthin là chất chuyển hóa chủ yếu trong mô mỡ tích tụ trong bụng Chống béo phì hiệu quả của fucoxanthin được dựa trên các tác động trực tiếp trên một số phân tử sinh học trong tế bào mỡ Trong số đó việc tách cặp protein1 (UCP1) là một phân tử sinh học quan trọng

Cơ chế như sau: Fucoxathin sẽ tách cặp protein1 (UCP1) làm trung gian tiêu tán năng

lượng từ quá trình oxy hóa lipid, có nghĩa là sản sinh ra nhiệt Sinh nhiệt thích ứng này đóng một vai trò quan trọng trong vai trò cân bằng năng lượng, bằng cách phân năng lượng dư thừa dưới dạng nhiệt để chống lại sự gia tăng WAT trong bụng.[16,,19]

Hình 1.10 UCP1 biểu hiện ở WAT trong bụng.[16]

 Ngoài ra, nó còn tác dụng ức chế sự xâm nhập của đại thực bào vào mô mỡ

 Các nghiên cứu đã tìm thấy: [18]

 Hiệu quả của việc chống béo phì và chống bệnh tiểu đường đã được tăng rõ rệt khi kết hợp 2 chất fucoxanthin và Omega-3 HUFA

 Ngoài ra, fucoxanthin còn là chất chuyển hóa Omega-3 HUFA (18:03n-3,

18:04n-3, 20:05n-3) thành DHA có nhiều trong rong biển nâu

 Theo nghiên cứu của Tsukui et al thì việc chuyển hóa Omega-3 HUFA thành DHA trong rong biển nâu tương tương với hàm lượng DHA của các loài cá mòi đáp ứng.[24]

1.2.3 Các hợp chất Polyphenol

Polyphenol là hợp chất chứa nhiều nhóm chức phenol trong cấu trúc phân tử, chúng

có khả năng ngăn chặn các chuỗi phản ứng dây chuyền gây ra bởi các gốc tự do bằng cách phản ứng trực tiếp với gốc tự do đó tạo thành một gốc tự do mới bền hơn, ngăn chặn sự phân hủy hydroperoxide thành các gốc tự do, hoặc cũng có thể tạo phức với các ion kim loại

Flavonoid là nhóm hợp chất polyphenol Chúng được đặc trưng bởi mạch carbon C3-C6 Cấu trúc cơ bản của những hợp chất này bao gồm 2 vòng thơm được liên kết bởi một mạch 3 carbon Do bản chất là polyphenol, các flavonoid có tính chống oxy mạnh giúp cơ thể chống lại các tổn thương do gốc tự do một cách hữu hiệu flavonoid gồm: flavonol, isoflavone, flavonone, chalcone

C6-Cơ chế chống oxy hóa của flavonoid: trung hòa các gốc tự do (các anion superoxide, gốc peroxy và gốc hydroxyl), triệt tiêu oxy đơn bội, tạo phức với các ion kim loại do đó ngăn chặn sự peroxid hóa lipid, ức chế việc tạo ra gốc tự do bằng cách ức chế một số enzyme như xanthin, oxidase, cyclooxygenase, lipoxygenase

1.2.4 Phospholipid

Phospholipid đóng vai trò là chất hoạt động bề mặt trong trao đổi chất, chuyển hóa chất béo trong quá trình thẩm thấu qua màng tế bào, vừa là chất chống oxy hóa vừa là chất hỗ trợ

sự oxy hóa dầu tùy thuộc vào hàm lượng phospholipid và kim loại xúc tác

Cơ chế chống oxy hóa của phosphplipid vẫn chưa được giải thích cụ thể nhưng những nhóm phân cực đóng một vai trò quan trọng, đặc biệt là các phospholipid chứa Nitơ như phosphatidylcholine và phosphatidyethanolamine có hiệu quả chống oxy hóa dưới mọi điều kiện

Phospholipid làm giảm sự oxy hóa bằng cách cô lập kim loại, chỉ thể hiện tính oxy hóa khi có sự hiện diện của sắt bằng cách cô lập sắt

1.3 Tổng quan về quá trình trích ly bằng phương pháp ngâm - chiết

1.3.1 Khái niệm

Trích ly là quá trình tách một hoặc một số chất tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất lỏng khác (dung môi) Là sự chuyển cấu tử chất tan từ nguyên liệu vào dung môi thực hiện bằng khuếch tán phân tử ( chuyển chất tan từ nội tâm nguyên liệu vào dung môi) và khuếch tán đối lưu (chuyển chất tan từ bề mặt nguyên liệu vào dung môi)

Sự lựa chọn dung môi và nhiệt độ trích ly thích hợp có thể cho phép giả định rằng sự tương tác giữa dung môi và sản phẩm làm các chất tan tan trong dung dịch Quá trình khuấy trộn môi trường dung môi bên ngoài cho phép một phần chất tan ở bề mặt trao đổi được trích ly ra và được chuyển từ bề mặt vật liệu trích ly vào môi trường dung môi bởi sự đối lưu Một phần của chất tan (ở bên trong vật liệu) được chuyển vào dung môi bằng quá trình khuếch tán xảy ra ngay bên trong vật liệu và dung môi

Phương pháp trích ly này thích hợp cho các nguyên liệu có chứa lượng cần trích không quá lớn hoặc chứa những cấu tử không chịu được nhiệt độ quá cao Nguyên liệu được ngâm vào dung môi, để tăng khả năng trích ly, nguyên liệu cần được xay nhỏ trước Hỗn hợp nguyên liệu và dung môi cần được xáo trộn đều trong suốt thời gian trích ly

Ưu điểm: sản phẩm thu được theo phương pháp này thường giữ được bản chất tự nhiên của chất cần tách, thiết bị đơn giản

Nhược điểm: Thất thoát dung môi, tốn nhiều thời gian

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly

1.3.3.1 Nguyên liệu

a Mức độ phá vỡ của mô

Mức độ cơ học hay lý học của các mô ảnh hưởng ngược lại trên năng suất trích ly Đây

là một nhân tố cơ bản đẩy nhanh và làm triệt để tiến trình trích ly bởi dung môi Với cấu trúc tế bào hoàn toàn bị phá vỡ, các phân tử có thể tiếp xúc hoàn toàn với dung môi

Đối với kích cỡ và dạng các phân tử nguyên liệu, khi thực hiện với các phân tử mịn sẽ

có lợi như: quá trình thẩm thấu sẽ nhanh hơn, kích cỡ thích hợp thì quá trình chuyển động của các phân tử trích ly sẽ dễ dàng hơn Tuy nhiên, độ nhỏ của phân tử cũng phải có giới hạn, nếu kích cỡ nhỏ quá sẽ làm giảm khả năng thấm của lớp vật liệu rắn vào dung môi, do làm tắt ống mao dẫn, cản trở tiến trình trích ly ở vài vị trí, nơi mà dung môi không thể thấm qua

b Ẩm độ của các phân tử:

Ẩm độ cao sẽ làm chậm quá trình khuếch tán và gây ra sự dính bết giữa các phân tử Nước còn lại trong nguyên liệu sẽ liên kết protein và các chất háo nước khác, ngăn chặn sự thấm của dung môi, làm chậm quá trình khuếch tán và đối lưu

1.3.3.2 Tỷ lệ dung môi và nguyên liệu

Với khối lượng nguyên liệu ban đầu cố định, khi lượng dung môi gia tăng, quá trình trích ly diễn ra nhanh chóng và lượng dầu còn lại trong bã sẽ giảm

1.3.3.5 Loại dung môi

Nhiều dung môi như benzen, etanol, propan, aceton, n – hexan, … đã được dùng để trích ly lipid Việc lựa chọn dung môi dựa trên các vấn đề: hằng số điện môi là một dấu hiệu tốt cho độ phân cực, điểm sôi, hay các chỉ số khác như khả năng trộn lẫn với các dung môi khác hay tính dễ dàng làm sạch nó Trong thực tế không tồn tại dung môi lý tưởng, nhưng lựa chọn dung môi sử dụng phải dựa vào các yêu cầu sau:

+ Hoà tan chọn lọc: dung môi chỉ hòa tan cấu tử cần tách

+ Không tác dụng hoá học

+ Khối lượng riêng khác: phân lớp tốt với dung dịch còn lại, khối lượng riêng của dung môi chọn phải nhỏ hơn khối lượng riêng của dung môi đầu

+ Không phá hủy thiết bị

+ Không biến đổi khi bảo quản

+ Không gây độc, rẻ, dễ kiếm

+ Dễ tách và thu hồi

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là rong chỉ (Sargassum polycystum var onusta Jag) và rong mơ (Srgassum feldmannii Phamhoang) Được thu nhận từ vùng biển Khánh Hòa ở trạng thái khô (độ

ẩm khoảng 25-30%)

2.1.1 Phương pháp nghiên cứu

 Sấy đến khối lượng không đổi

 Nghiền

 Ray

 Cân

 Cô quay

 Phân tích khả năng kháng oxi hóa bằng phương pháp bắt gốc tự do DPPH

 Phân tích thành phần acid béo bằng sắc kí khí

 Bình tam giác, phiểu, pipet

 Máy xay, rây