Khảo sát khả năng thu nhận protein từ rong đuôi chó (ceretophyllum sp ) trên nhánh sông sài gòn (đường võ văn bích, củ chi tp hồ chí minh)

Tính mới và sáng tạo: Giải quyết các vấn đề môi trường thông qua nghiên cứu các thông số tối ưu nhất đểtrích ly protein từ nguồn nguyên liệu mới - rong đuôi chó một cách hiệu quả, có thể

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA

CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016

• • • •

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG THU NHẬN PROTEIN

TỪ RONG ĐUÔI CHÓ (CERATOPHYLLUM SP.)

(ĐƯỜNG VÕ VĂN BÍCH, CỦ CHI, TP HỒ CHÍ MINH)

Bình Dương, tháng 4 năm 2016

3

3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MÔT

• • •KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA

CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016

T KHẢ NĂNG THU NHẬN PROTEIN TỪ

ÔI CHÓ (CERATOPHYLLUMSP ) TRÊN

NG SÀI GÒN (ĐƯỜNG VÕ VĂN BÍCH, CỦ CHI, TP HỒ CHÍ MINH)

D13MT01 - Khoa Tài Nguyên Môi Trường

3 / Số năm đào tạo: 4Khoa học môi trường

dẫn: ThS Nguyễn Thị LiênNgười h

Bình Dương, tháng 4 năm 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Khảo sát khả năng thu nhận protein từ rong đuôi chó (Ceretophyllum sp.) trên

nhánh sông Sài Gòn (đường Võ Văn Bích, Củ Chi Tp Hồ Chí Minh)

- Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện:

STT Họ và tên MSSV Lớp Khoa

Năm thứ/ Số năm đào tạo

1 Hồ Thị Ngọc Diễm 1324403010014 D13MT01 Tài nguyên

môi trường 3/4

2 Huỳnh Ngọc Thùy

Dương 1324403010011 D13MT01 Tài nguyên môi trường 3/4

3 Nguyễn Thị Thu Hiền 1324403010030 D13MT01 Tài nguyên

môi trường 3/4

- Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Liên

2 Mục tiêu đề tài: Đánh giá chất lượng nước tại khu vực lấy mẫu rong đuôi chó để

trích ly protein Khảo sát mối liên quan giữa các thông số trong quá trình trích ly protein

đến hàm lượng protein thu được Từ đó tìm ra được thông số tối ưu cho ra hiệu suất tốtnhất

3 Tính mới và sáng tạo:

Giải quyết các vấn đề môi trường thông qua nghiên cứu các thông số tối ưu nhất đểtrích ly protein từ nguồn nguyên liệu mới - rong đuôi chó một cách hiệu quả, có thể pháttriển đề tài lấy nguồn protein thu nhận được để làm thức ăn chăn nuôi thủy hải sản gópphần làm giảm chi phí chăn nuôi giúp nông dân

4 Kết quả nghiên cứu:

Qua quá trình nghiên cứu, đề tài đã đưa ra được các điều kiện tối ưu cho quá trìnhtrích ly rong khô bằng NaOH như sau:

Nồng độ của dung môi trích ly là NaOH 1%

Tỷ lệ dung môi và nguyên liệu trích ly là NaOH: rong bằng 20:1

Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Họ và tên: Hồ Thị Ngọc Diễm Sinh

ngày: 15 tháng 01 năm 1995 Nơi sinh: Bình Dương Lớp: D13MT01

Khóa: 2013-2017 Khoa: Tài nguyên môi trường

Địa chỉ liên hệ: Ấp Bình Chánh - Khánh Bình - Tân Uyên - Bình Dương

Điện thoại: 01626036478

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

* Năm thứ 1:

Ngành học: Khoa học môi trường

Kết quả xếp loại học tập: Giỏi

Khoa: Tài nguyên môi trường

Khoa: Tài nguyên môi trường

MỤC LỤC

• •

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10

ABSTRACT 11

TÓM TẮT LUẬN VĂN 12

MỞ ĐẦU 13

1 Tính cấp thiết của đề tài 13

2 Mục tiêu nghiên cứu 14

3 Đối tượng nghiên cứu 14

4 Phạm vi nghiên cứu 14

5 Ý nghĩa của đề tài 14

6 Nội dung nghiên cứu 14

7 Tiến độ thực hiện 14

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 16

1.1 Tổng quan về hiện tượng ô nhiễm hữu cơ 16

1.1.1 Khái niệm 16

1.1.2 Nguyên nhân 16

1.1.3 Hậu quả 16

1.1.4 Một số phương pháp xác định ô nhiễm hữu cơ do phú dưỡng 17

1.2 Tổng quan về rong đuôi chó (Ceratophyllum sp.) 17

1.2.1 Đặc điểm hình thái 17

1.2.2 Sinh sản 18

1.2.3 Dạng sống 18

1.3 Trích ly protein từ rong đuôi chó 19

1.3.1 Tổng quan về protein 19

1.3.2 Các phương pháp trích ly protein từ rong 20

1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về việc dùng rong đuôi chó làm thức ăn chăn nuôi thủy hải sản và tách protein từ rong 21

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 21

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 22

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Nguyên liệu và hóa chất 24

2.1.1 Rong đuôi chó 24

2.1.2 Mẫu nước 24

2.1.3 Hóa chất sử dụng 25

2.1.4 Thiết bị 26

2.1.5 Sơ đồ quy trình nghiên cứu và thu nhận protein từ rong đuôi chó 27

2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 28

2.2.1 Thí nghiệm 1: Xác định một số chỉ tiêu sinh hóa có trong mẫu nước thu nhận rong đuôi chó 28

2.2.2 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu quá trình trích ly rong đuôi chó bằng NaOH T T 33

2.2.2.1 Thí nghiệm 2.1: Khảo sát nồng độ NaOH 33

2.2.2.2 Thí nghiệm 2.2: Khảo sát tỷ lệ NaOH và rong 34

2.2.2.3 Thí nghiệm 2.3: Khảo sát thời gian trích ly 34

2.2.2.4 Thí nghiệm 2.4: Khảo sát nhiệt độ trích ly 35

2.3 Phương pháp xử lý số liệu 35

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Kết quả xác định một số chỉ tiêu sinh hóa trong mẫu nước thu nhận rong đuôi chó 36

3.2 Kết quả tìm điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly rong đuôi chó bằng NaOH 37 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ NaOH 38

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ NaOH và rong 39

3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian trích ly 40

3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát nhiệt độ trích ly 41

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

1 Kết luận quá trình phân tích mẫu nước trên đoạn sông Sài Gòn 42

2 Kết luận việc tìm thông số tối ưu cho quá trình trích ly rong đuôi chó bằng NaOH 42 3 Kiến nghị 42

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHỤ LỤC 44

1 Phân tích protein hòa tan bằng phương pháp Lowry [1] 44

2 Đồ thị đường chuẩn trong phân tích protein hòa tan bằng phương pháp Lowry, Nitơ, Photpho 46

3 Quy chuẩn Việt Nam về tiêu chuẩn nước mặt [9] 47

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Tiến độ thực hiện 15

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của một số loại rong [3] 22

Bảng 2.1 Các loại hóa chất sử dụng 25

Bảng 2.2 Các loại thiết bị sử dụng 26

Bảng 2.3 Bảng xây dựng đường chuẩn xác định Nitrat [5] 30

Bảng 2.4 Bảng xây dựng đường chuẩn phân tích photpho [5] 33

Bảng 3.1 Kết quả xác định một số chỉ tiêu sinh hóa trong mẫu nước thu nhận rong đuôi chó 36

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát nồng độ NaOH 38

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát tỷ lệ NaOH và rong 39

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát thời gian trích ly 40

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát nhiệt độ trích ly 41

Bảng xây dụng đường chuẩn phân tích protein hòa tan 45

Bảng Quy chuẩn Việt Nam về tiêu chuẩn nước mặt 47

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

HÌNH

Hình 1 Hình ảnh về phú dưỡng hoá 13

Hình 2.1 Rong chưa qua xử lý 24

Sơ đồ 2.1 Quy trình nghiên cứu và thu nhận protein từ rong đuôi chó 27

Y ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH lên quá trình trích ly rong đuôi chó 38

Đồ thị 3.2 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu lên quá trình trích ly rong đuôi chó 39

Đồ thị 3.3 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian lên quá trình trích ly rong đuôi chó 40

Đồ thị 3.4 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình trích ly rong đuôi chó 41

Đồ thị 1 Đồ thị đường chuẩn protein hòa tan 46

Đồ thị 2 Đồ thị đường chuẩn Nitrat 46

Đồ thị 3 Đồ thị đường chuẩn photpho 47

In this thesis, the writers analyzed the water samples and survey the optimalparameters of extracting protein from Ceratophyllum submersum in Saigon river on VoVan Bich street (Cu Chi district, Ho Chi Minh city) to fìnd the best efficient ofextraction proteins to supplement crude protein on aquatic food

Water samples were identified Nitrogen and Phosphorus, measured DO by DOgauge Extraction Ceratophyllum demersum samples were analyzed to determined theamount of protein by Lowry method Measurements were processed by Excel software.Samples with algae growth strongly have low DO (<4mg/l) Nitrogen andphosphorus concentrations of Ceratophyllum submersum samples were exceeded thearising limits of algae Survey optimal parameters for extracting protein: concentration

of extracted solvent NaOH is 1%, the rate of NaOH:algae is 20:1, extracted temperature

MỞ ĐẦU

13

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong luận văn này, nhóm chúng tôi đã tiến hành phân tích mẫu nước và khảo sátcác thông số tối ưu trong quá trình trích ly protein từ rong đuôi chó ở nhánh sông SàiGòn trên đường Võ Văn Bích (Củ Chi, Thành phố Hồ Chí Minh) nhằm tìm ra thông sốtrích ly protein tối ưu

Nhóm đã sử dụng các phương pháp: phương pháp quang phổ để xác định Nitơ vàPhotpho có trong mẫu nước; phương pháp quan trắc chất lượng nước bằng máy đo DO,phương pháp Lowry để xác định hàm lượng protein hòa tan có trong mẫu sau trích ly,phương pháp xử lý số liệu bằng phần mềm Excel

DO của mẫu có sự phát triển rong tảo mạnh khá thấp (< 4 mg/l) Nitơ và Photphotrong mẫu lấy rong đều vượt mức giới hạn phát sinh rong tảo Thông số tối ưu đã khỏasát được trong quá trình trích ly protein: nồng độ dung môi trích ly NaOH 1%, tỷ lệ

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, nhiều sông, hồ thuộc các khu đô thị, khu công nghiệp ở nước ta đang có hiệntượng ô nhiễm chất hữu cơ Khi hàm lượng chất hữu cơ trong nước tăng cao, đặc biệt là hàmlượng các chất dinh dưỡng (tổng N, tổng P) cao sẽ dẫn đến hiện tượng phú dưỡng, làm bùngphát rong Klii lượng rong tăng nhanh sẽ làm cho hàm lượng oxy trong nước giảm, gây chếtcác loài thủy sinh, đồng thời sự phân hủy của chúng làm cho nước có mùi hôi, gây ô nhiễmmôi trường và ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của khu vực [6]

Do vậy, việc nghiên cứu các loại rong được thu gom từ các khu vực này sẽ tạo ra nguồnnguyên liệu có giá trị để thu nhận protein đồng thời giảm thiểu các tác động xấu đối vớinguồn nước do hiện tượng phú dưỡng [6]

Trên cơ sở đó đã tiến hành đề tài “Khảo sát khả năng thu nhận protein từ rong đuôi chó(Ceratophyllum sp.) trên nhánh sông Sài Gòn (đường Võ Văn Bích, Củ Chi, TP Hồ ChíMinh” nhằm giảm bớt lượng rong trong các khu vực nước ô nhiễm hữu cơ đồng thời giảiquyết vấn đề ô nhiễm môi trường nước hiện nay

Hình 1 Hình ảnh về phú dưỡng hoá

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá chất lượng nước tại khu vực lấy mẫu rong đuôi chó để trích ly protein.

Khảo sát mối liên quan giữa các thông số trong quá trình trích ly protein đến hàm lượng protein thu được Từ đó tìm ra được thông số tối ưu cho ra hiệu suất tốt nhất

3 Đối tượng nghiên cứu

Sử dụng rong đuôi chó làm nguồn nguyên liệu chính để tiến hành thu nhận protein Nguyên liệu được lấy từ nhánh sông Sài Gòn nơi bị ô nhiễm hữu cơ

4 Phạm vi nghiên cứu

Không gian: Phòng thí nghiệm khoa môi trường - Trường Đại học Thủ Dầu Một

Thời gian: từ tháng 10/2015 đến 03/2016

5 Ý nghĩa của đề tài

Tận dụng nguyên liệu rong từ các nguồn nước ô nhiễm hữu cơ để thu nhận protein.Giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế trong ngành chăn nuôi thủy hải sản

6 Nội dung nghiên cứu

- Xác định một số chỉ tiêu sinh hóa có trong mẫu nước lấy rong (Nitơ, Photpho), đánh giá vùng nước bị ô nhiễm hữu cơ thông qua các chỉ tiêu DO, Nitơ, Photpho

- Xác định thông số tối ưu của quá trình trích ly protein:

+ Khảo sát nồng độ NaOH.

+ Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình trích ly.

- Xác định hàm lượng protein trong chế phẩm protein thô thu được (%)

7 Tiến độ thực hiện

11/2015

Xác định điểmlấy mẫu, chuẩn bịnguyên liệu

Mẫu nước; Rong đã sấy khô, xay nhỏ

Hồ Thị Ngọc Diễm Nguyễn Thị Thu Hiền Huỳnh Ngọc Thùy Dương

- Pha hóa chấtdùng trong các thínghiệm

NaOH 0,1N và

Albumin 0.1%; natricitrat 1%; HCl 1%;

NaOH ở các tỷ lệ 0.5%,1%,1.5%,2%

nước lấy rong

DO khá thấp (khoảng 3 mg/l);

Nitơ và Photpho vượt giới hạn xảy ra

ô nhiễm hữu cơ

Hồ Thị Ngọc Diễm Nguyễn Thị Thu Hiền Huỳnh Ngọc Thùy Dương

1/2016-2/2016

Khảo sát ảnhhưởng của nồng

độ NaOH; tỉ lệrong:NaOH đếnquá trình trích ly

Nồng độ NaOH thích hợp là 1%; tỷ

lệ NaOH: rong thíchhợp là 20:1

Hồ Thị Ngọc Diễm Nguyễn Thị Thu Hiền Huỳnh Ngọc Thùy Dương

2/2016-3/2016

Khảo sát ảnhhưởng của thờigian, nhiệt độ đếnquá trình trích ly

Thời gian và nhiệt

độ thích hợp là 60

Hồ Thị Ngọc Diễm Nguyễn Thị Thu Hiền Huỳnh Ngọc Thùy Dương

chuẩn protein hòa

Đường chuẩn protein hòa tan

Hồ Thị Ngọc Diễm Nguyễn Thị Thu Hiền

Huỳnh Ngọc Thùy Dương

1.1 Tổng quan về hiện tượng ô nhiễm hữu cơ

1.1.1 Khái niệm

Ô nhiễm hữu cơ là hiện tượng mà nguồn nước chứa các chất hữu cơ (xác chết độngthực vật, rong, tảo, thuốc trừ sâu ) vượt quá giới hạn cho phép, gây ảnh hưởng xấu đếnđời sống con người và sinh vật

1.1.2 Nguyên nhân

Muối của nitơ và photpho là các chất dinh dưỡng đối với thực vật, ở nồng độ thích

hợp chúng tạo điều kiện cho cây cỏ, rong tảo phát triển Amoni, nitrat, photphat là cácchất dinh dưỡng thường có mặt trong các nguồn nước tự nhiên, hoạt động sinh hoạt vàsản xuất của con người đã làm gia tăng nồng độ các ion này trong nước tự nhiên Mặc dùkhông độc hại đối với người, song khi có mặt trong nước ở nồng độ tương đối lớn, cùngvới nitơ, photphat sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng (eutrophication, còn được gọi là phìdưỡng) [8]

Theo nhiều tác giả, khi hàm lượng photphat trong nước đạt đến mức 0,01 mg/l(tính theo P) và tỷ lệ P:N:C vượt quá 1:16:106, thì sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồnnước Tỷ số N:P = 16: 1 được gọi là “ giá trị biên độ đỏ (redfield value)” Giá trị này biểuthị lượng cần thiết N và P tạo nên rong tảo, từ đó có thể xác định được yếu tố nào là yếu

tố hạn chế tiềm năng phát triển rong tảo.Khi N:P >16 thì P trở thành yếu tố giới hạn.Ngược lại, N:P <16 thì N trở thành yếu tố giới hạn Từ eutrophication bắt nguồn từ tiếng

Hy Lạp, có nghĩa là "được nuôi dưỡng tốt" Phú dưỡng chỉ tình trạng của một hồ nướcđang có sự phát triển mạnh của rong Mặc dầu rong phát triển mạnh trong điều kiện phúdưỡng có thể hỗ trợ cho chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái nước, nhưng sự phát triển bùng

nổ của rong sẽ gây ra những hậu quả làm suy giảm mạnh chất lượng nước.[8]

1.1.3 Hậu quả

Hiện tượng phú dưỡng thường xảy ra với các hồ, hoặc các vùng nước ít lưu thôngtrao đổi Khi mới hình thành, các hồ đều ở tình trạng nghèo chất dinh dưỡng

(oligotrophic) nước hồ thường khá trong Sau một thời gian, do sự xâm nhập của các chấtdinh dưỡng từ nước chảy tràn, sự phát triển và phân hủy của sinh vật thủy sinh, hồ bắt đầutích tụ một lượng lớn các chất hữu cơ Lúc đó bắt đầu xảy ra hiện tượng phú dưỡng với sựphát triển bùng nổ của rong, nước hồ trở nên có màu xanh, một lượng lớn bùn lắng đượctạo thành do xác của rong chết Dần dần, hồ sẽ trở thành vùng đầm lầy và cuối cùng làvùng đất khô, cuộc sống của động vật thủy sinh trong hồ bị ngừng trệ [8]

1.1.4 Một số phương pháp xác định ô nhiễm hữu cơ do phú dưỡng

tương quan của dộ phú dưỡng và độ trong để làm thước đo phú dưỡng

phú dưỡng làm lượng chất hữu cơ trong hồ lớn Lượng chất hữu cơ này có thể xácđịnh thông qua lượng oxi cần thiết để oxi hóa chúng Càng cần nhiều Oxi thì lượngchất hữu cơ càng lớn cũng đồng nghĩa với mức độ giàu dinh dưỡng cao Thông số

DO cũng là một chỉ thị hiệu quả cho sự phú dưỡng

và P Hồ sẽ ở tình trạng phú dưỡng khi nồng độ phú dưỡng vượt quá giới hạn chophép.Ví dụ: tiêu chuẩn của nitơ trong nước là 0.2mg/l, photpho là 0.03 mg/l.Nhưng để đánh giá sự phú dưỡng của hồ cần phải dựa vào tương quan nồng độgiữa chúng [8]

1.2 Tổng quan về rong đuôi chó ( Ceratophyllum sp )

1.2.1 Đặc điểm hình thái

Các loài trong họ này là thực vật sống lâu năm, đôi khi là thực vật một năm, và chủyếu là rậm lá, mặc dù có một vài loài là cây thân gỗ Một số loài là thực vật sống trên đấtliền còn chủ yếu là thực vật thủy sinh nước ngọt

Thân thảo, mềm, không có rễ, dài 30 - 50 cm, phân nhánh nhỏ dài, mọc lơ lửng trongnước Chúng không chịu được sự khô hạn Tại các khoảng dọc theo các đốt của

thân cây chúng sinh ra các vòng lá màu xanh lục sáng, thường là hẹp bản và tạo nhánh, mọcđối hay mọc vòng; dài từ 1,5 đến 4 cm được chia hai thành 2 (đôi khi 4) mặt phẳng hoặc các

được sắp xếp trong vòng xoắn của 5-12 lá với các vòng xoắn trở nên dày đặc về phía chópgốc Các lá phân nhánh này khá giòn và cứng; vò ra có mùi khét đặc biệt, phiến lá chia nhỏ

Ở Việt Nam, rong đuôi chó mọc ở các ao hồ, mương máng Phát triển mạnh nhất vàotháng 6 - 7 và từ tháng 9 thì lụi dần.

1.2.2 Sinh sản

Việc nhân giống chúng khá dễ dàng Chỉ với một mẩu nhỏ thân cây thì cuối cùng nócũng sẽ phát triển thành một cây mới Hoa nhỏ và không hấp dẫn, với hoa đực và hoa cáitrên cùng một cây

Rong đuôi chó xảy ra bởi sự phân mảnh của dòn của thân cây Hoa nào xảy ra đối với

các loài đơn tính cùng gốc này, mặc dù không có bằng chứng về sản xuất giống ở NewZealand (NIWA, 2005b) Một nghiên cứu của Nhật Bản cho thấy gần 90% các chồi non vàomùa xuân có nguồn gốc từ turions, với sự tăng trưởng tích cực của chồi chính được quan sátthấy từ tháng Sáu đến tháng Bảy Tự động phân mảnh đã được quan sát vào cuối tháng Tám,

và chồi có turions lại nhô cao từ tháng mười (Fukuhara et al 1997) [11]

1.2.3 Dạng sống

Các loài trong chi Ceratophyllum mọc hoàn toàn dưới mặt nước, thông thường (mặc dù

không phải luôn luôn) trôi nổi trong môi trường sống của chúng

Chúng sinh sống tốt trong môi trường nhiều ánh sáng Mặc dù có thể sống được trongmôi trường ít ánh sáng nhưng tốc độ phát triển rất chậm Ở nhiệt độ thấp chúng cũng pháttriển chậm và tạo ra các lá dày hơn, tạo ra bề ngoài giống như một loài khác Trong ao hồ nótạo thành các chồi dày vào mùa thu và chìm xuống đáy tạo ra cảm giác như thể nó bị sươnggiá làm chết nhưng khi mùa xuân đến thì các chồi này sẽ phát triển trở lại dạng thân dài vàdần dần phủ kín ao hồ

1.3 Trích ly protein từ rong đuôi chó

1.3.1 Tổng quan về protein

Protein là hợp chất hữu cơ có ý nghĩa quan trọng bậc nhất trong cơ thể sống, nó tham

gia mọi hoạt động sống trong cơ thể sinh vật, từ việc tham gia xây dựng tế bào, mô, đếntham gia hoạt động xúc tác và nhiều chức năng khác Về thành phần cấu trúc, protein đượctạo thành chủ yếu từ các amino acid qua liên kết peptide

Thông thường trong cấu trúc của protein gồm bốn nguyên tố chính với tỷ lệ như sau

C 50%, H 7%, O 23% và N 16% Đặc biệt tỷ lệ N trong protein khá ổn định Nhờ tính chấtnày người ta có thể định lượng protein theo phương pháp Kjeldahl, tính lượng N rồi nhân với

hệ số 6,25 Ngoài ra trong protein còn gặp một số nguyên tố khác như S, P, Fe, Zn, Cu (FAO, 1987) [4]

Protein gồm hàng trăm, hàng ngàn amino acid nối với nhau bằng liên kết peptide tạonên một hay nhiều chuỗi polypeptide có cấu trúc rất phức tạp Căn cứ sự có mặt hay vắngmặt của một số thành phần có bản chất không phải protein mà người ta chia protein thành hainhóm lớn:

• Protein đơn giản

Là những phân tử mà thành phần cấu tạo của nó gồm hoàn toàn amino acid Dựa theokhả năng hoà tan trong nước hoặc trong dung dịch đệm muối, kiềm hoặc dung môi hữu cơngười ta có thể chia các protein đơn giản ra một số nhóm nhỏ như: albumin, globulin,prolamin, glutein và histon

• Protein phức tạp

Protein phức tạp là những protein mà thành phần phân tử của nó ngoài các aminoacid còn có thêm thành phần khác có bản chất không phải là protein còn gọi là nhóm ngoại.Tuỳ thuộc vào bản chất của nhóm ngoại, người ta chia các protein phức tạp ra các nhóm nhỏ

và thường gọi tên các protein đó theo bản chất nhóm ngoại:

- Lipoprotein: nhóm ngoại là lipid

- Nucleoprotein: nhóm ngoại là acid nucleic

- Glycoprotein: nhóm ngoại là carbohydrate và dẫn xuất của nó

- Phosphoprotein: nhóm ngoại là acid phosphoric

- Cromoprotein: nhóm ngoại là hợp chất có màu Tuỳ theo tính chất của từng nhómngoại mà có những màu sắc khác nhau như đỏ(ở hemoglobin), vàng (ở flavoprotein) [4]

1.3.2 Các phương pháp trích ly protein từ rong

Các phương pháp trích ly và tinh sạch protein đều dựa trên những tính chất hóa lý củaprotein như độ tích điện, kích thước phân tử, độ hòa tan của protein cần thu nhận Nhiều

protein còn liên kết với các phân tử sinh học khác nên việc trích ly các protein này còn phụthuộc vào bản chất của các liên kết Muốn thu nhận được các protein nguyên thể tức làprotein có tất cả tính chất tự nhiên đặc trưng của nó, cần sử dụng các biện pháp khác nhau.Các tác nhân thường sử dụng trong quá trình trích ly và thu nhận protein đó là sự thay đổinhiệt độ, nồng độ proton (pH) và sử dụng các dung môi hóa học [4]

Tác nhân chủ yếu được sử dụng để trích ly protein trong rong là dung môi kiềm.Fleurence (1995) chỉ ra rằng việc trích ly protein qua hai giai đoạn, lần đầu bằng nước khửion và lần thứ hai bằng dung môi NaOH 0,1M và 2-mercaptoethanol cho hiệu suất trích lyprotein cao nhất trên hai loài rong Ulva rigidavà Ulva rotundata Barbarino và Lourenẹo(2005) đã nghiên cứu quá trình trích ly protein từ 15 loại rong khác nhau và đưa ra một quytrình trích ly và thu nhận protein từ rong Tác giả đã chỉ ra rằng sử dụng dung dịch NaOH0,1N với sự hỗ trợ của quá trình đồng hóa trên rong được lạnh đông sẽ cho hiệu suất trích lytốt nhất [4]

Trong một nghiên cứu của thạc sĩ Bạch Ngọc Minh, trường đại học Bách Khoa, thànhphố Hồ Chí Minh về xác định các nhóm protein trong rong bằng 4 loại dung môi khác nhau:nước cất (30ml:1g mẫu), 0,5M NaCl (30ml:1g mẫu), 70% ethanol (20ml:1g mẫu) và 0,1MNaOH (25ml:1g mẫu) Kết quả cho thấy Protein trong rong chủ yếu là nhóm protein tantrong kiềm và protein tan trong nước lần lượt chiếm 55,76% và 30,33% trong tổng sốprotein Hai nhóm protein tan trong muối và trong cồn chỉ chiếm lần lượt là 8,69% và5,22% Trong các nhóm protein đơn giản thì:

- Globulin: không tan hoặc tan ít trong nước, tan trong dung dịch muối loãng của một số

bão hoà

- Prolamin: không tan trong nước hoặc dung dịch muối loãng, tan trong ethanol,isopanol 70-80%

- Glutein: chỉ tan trong dung dịch kiềm hoặc acid loãng

- Histon: là protein có tính kiềm dễ tan trong nước, không tan trong dung dịch amoniacloãng

Như vậy, protein trong rong chủ yếu thuộc các nhóm albumin, glutein và histon.Chính vì vậy tác giả đã chọn dung môi kiềm để trích ly rong nhằm thu được lượngprotein tối đa và có thể thu được cả hai loại protein tan trong nước lẫn tan trong kiềm so với

việc trích ly bằng các dung môi khác [4]

1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về việc dùng rong

đuôi chó làm thức ăn chăn nuôi thủy hải sản và tách protein từ rong

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Hiện nay rong đã được nghiên cứu sử dụng trong nhiều lĩnh vực: thực phẩm, côngnghiệp và dược phẩm ở nhiều nước trên Thế Giới Các thành phần chiết xuất từ rong có giátrị sinh học như B-carotein, các chất chống oxy hóa cũng đang được các nhà khoa học quantâm Rong rất giàu protein và khoáng chất, có thể sử dụng để tận dụng trong thực phẩm vàthức ăn chăn nuôi thủy hải sản (Akiko Isa và cộng sự, 2009)

Đối với thức ăn chăn nuôi, đặc biệt trong ngành thủy sản rong được sử dụng để thaythế một phần nguồn thức ăn hoặc thay thế hoàn toàn Kalla et al.(2008) cho thấy việc bổsung Porphyra spp vào khẩu phần ăn của cá vền (Seabream) sẽ làm tăng tốc độ tăng trưởnghoặc Valente et al.(2006) cho thấy việc thay thế 5 - 10% bột cá trong thức ăn của cá vượcchâu Âu bằng Gracilaria busra-pastonis sẽ làm tăng tốc độ tăng trưởng Tác động của rongtrong thức ăn chăn nuôi thay đổi tùy theo loài rong và loài thủy sản sử dụng [4]

Protein trong rong được xem là chứa các thành phần acid amin tương đối phù hợp cho

sử dụng làm thức ăn cho con người hay trong chăn nuôi (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của một số loại rong [3]

Lcii nitrogen. Tống Tống a Him àíid Acid Jratli residue n

Niiroge ỉì ihu hói ữ acid am

in lẹũdue

Xitnũịtr prủiỂÍn (50

Nitrogen phi protein (%)

9 Lùm lượng.

Nitrogen

Gi J tri

trung Will hàm lượng Nitr-ửítn

KmlU lne

Rí?ng lụt 5.13 i 0.39 (n = [li|

Caa/er/w faXfjgj'ufa 4J7 ± 0,25 23,IH± 1.35 20.24 ± 1,16 3,29 ± 0.19 ĨỈ.6 26.4 4,52 ± D,SI

O.DH. I5.S6± 1.12 13,72 ± 0,97 2,38 ± 0,17 96,7 3.3 5,59 ± 0.58 Korag nâu

Rang niu 5,33 ĩ 030

(11 = 129

ữỉciyơra Mííinraatíí 330 ± 0,13 I8.39± CHS 6 15.94 ± 0,75 2.71 ± 0.13 774 22.6 4.55 ± 1) 38

fì*ÍÍJia Jt>ĩrtiww™ 2.41 ± 0,15 li,S9± IJU3 13,74 ± 0,89 2.37 ± 0,15 98,3 1.7 5.72 ± U.73

Ron í đ»

Roagđã 4.89 ĩ 034 Ú

Pũrphyrđ tìíđ«? 339 ± 0,15 I8.Ỉ5± IJ07 16.ÍU ± 0,93 2.80 ± 0.16 78.0 22J& 4.47 ± 0.44

firtCiWirnt hnidftauv 4.24 ± 0,14 2l.79± 039 tlL?8± 0.51 3.27 * U.U9 77 t 22.9 4,43 ± 0.27

protein thay thế cho thức ăn gia súc (Vinoj Kumar, V và P Kaladharan, 2007) hoặc cho conngười (Sergio O Lourenẹo et al., 2002) [6]

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Rong là một nguồn thực phẩm quý phục vụ cho công tác chăn nuôi Nhiều nơi rongcòn được sử dụng như phân bón, một số loại rong có tác dụng cải tạo đất rất tốt nhưAnabaena có khả năng cố định đạm sống cộng sinh trong bèo hoa dâu được người nông dânViệt Nam sử dụng từ rất lâu đời

Theo kết quả khảo sát sơ bộ được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Viện Sinh họcnhiệt đới trong khuôn khổ dự án FSPS II/SUDA 3.3.4 năm 2009 (do DANIDA tài trợ) chothấy, sự hiện diện của một số loài rong nước lợ trong ao nuôi tôm sẽ giúp cải thiện môitrường, làm thức ăn cho tôm và cải thiện năng suất nuôi tôm Kết quả phân tích sơ bộ thànhphần hóa sinh cho thấy rong có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng carbohydrate đạt 30 - 45%khối lượng khô, hàm lượng lignin thấp rất thuận tiện cho việc chuyển hóa carbohydratethành đường có thể lên men

Ngoài ra, hàm lượng protein trong rong thay đổi từ 10 - 20% khối lượng khô, vớinhiều loại acid amin thiết yếu gần với chế độ acid amin cần thiết cho nuôi tôm

Một nội dung quan trọng của dự án này là tách chiết thành phần protein ra khỏi nguyên liệurong nhằm thu nhận chế phẩm protein và sử dụng làm thức ăn cho tôm cá Có thể thấy việcdùng các loại rong phát sinh do nước ô nhiễm hữu cơ là một ý tưởng mới về nguồn nguyênliệu để trích ly protein rẻ tiền và góp phần giảm ô nhiễm ở các hệ thống sông, suối, ao, hồnước ta [6]

Thuốc thử xác định nitrattrong nước.

Pha dd thuốc thử hỗn hợpxác định photpho trong nước.6

Tủa dịch nổi sau khi đã trích

ly và ly tâm rong

2.1.4 Thiết bị

Bảng 2.2 Các loại thiết bị sử dụng

ST

Đo mật độ quang dung dịch để xác định nitrat, photpho trong mẫu nước và protein hòa tan

2.1.5 Sơ đồ quy trình nghiên cứu và thu nhận protein từ rong