1

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ
(Theo Nghị định thư Khoa học - Công nghệ với Liên bang Nga)
(2008 - 2010)

NGHIÊN CỨU RONG BIỂN VIỆT NAM VÀ XÂY DỰNG
TỔ HỢP CÔNG NGHỆ THU NHẬN CÁC POLYSACARIT
(CARRAGEENAN, FUCOIDAN, ALGINAT CANXI)
Cơ quan chủ trì: Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
NGHIÊN CỨU RONG BIỂN VIỆT NAM VÀ XÂY DỰNG
TỔ HỢP CÔNG NGHỆ THU NHẬN CÁC POLYSACARIT
(CARRAGEENAN, FUCOIDAN, ALGINAT CANXI) Cơ quan chủ trì: Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Chủ nhiệm Nhiệm vụ: PGS.TS. Bùi Minh Lý
Thời gian thực hiện: 24 tháng (từ tháng 4/2008 đến tháng 4/2010) Xác nhận của cơ quan chủ trì Chủ nhiệm Nhiệm vụ
PGS.TS. Bùi Minh Lý

Nha Trang 2010
3

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ

ết tách từ chúng.
- Xây dựng công nghệ phức hợp chế biến rong biển.
- Chế tạo các dịch keo (hydrocolloid) với các tính chất mới, xây dựng tổ hợp
sinh- dược học sản xuất các dịch keo rong biển.
DANH SÁCH CÁC CÁN BỘ THAM GIA NHIỆM VỤ
Stt Họ và tên Đơn vị Nội dung công việc
1 PGS.TS. Bùi Minh Lý Viện NC&ƯDCN NT,
Viện KH&CNVN
Chủ trì nhiệm vụ
2 TS. Trần Thị Thanh Vân Nt Nghiên cứu cấu trúc, công
nghệ tách chiết thu nhận
caragenan, alginat canxi
3 TS. Nguyễn Duy Nhứt Nt Nghiên cứu cấu trúc, công
4

nghệ tách chiết thu nhận
fucoidan
4 TS. Nguyễn Đình Thuất Nt Phân tích thành phần hóa
học
5 TS. Lê Như Hậu Nt Nghiên cứu phân loài các
rong biển có HTSH
6 ThS. Phạm Đức Thịnh Nt Nghiên cứu cấu trúc, công
nghệ tách chiết thu nhận
polysaccarit từ rong biển
7 ThS.Võ Mai Như Hiếu Nt Phân tích cấu trúc, công
nghệ tách chiết thu nhận
polysaccarit từ rong biển
8 ThS. Cao Thị Thúy Hằng Nt Phân tích thành phần hóa
học, công nghệ tách chiết
9 KS. Hoàng Ngọc Minh Nt Công nghệ tách chiết thu

nghệ tách chiết polysaccarit
19 TS. Ignatova Nt Phân tích cấu trúc, công
nghệ tách chiết polysaccarit
20 TS. Shulgina T. V. Nt Phân tích cấu trúc, công
nghệ tách chiết polysaccarit
21 TS. Vilkova O. N. Nt Phân tích cấu trúc, công
nghệ tách chiết polysaccarit

i
MỤC LỤC
Trang
Mục lục
i
Danh mục các từ viết tắt
vi
Danh mục các bảng
viii
Danh mục các hình
xii
MỞ ĐẦU

PHẦN I
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ BIẾN ALGINOPHYTES
VÀ CARRAGEENOPHYTES TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC

1
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
2
1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
9

17
2.3. Các phương pháp phân tích thành phần hóa học rong
carrageenophytes và alginophytes

20
2.3.1. Phân tích protein thô theo AOAC (1996)
20
2.3.2. Phân tích chất béo thô theo Chopar S.L và cs (1991)
21
2.3.3. Phân tích hàm lượng tro theo AOAC. Method 930.05
21
2.3.4. Phân tích hàm lượng fucoidan bằng phương pháp so màu
21
2.3.5. Xác định hàm lượng axít alginic
21
ii

2.3.6. Xác định hàm lượng laminaran trong rong
21
2.3.7. Xác định thành phần đường đơn của polysacarit của rong biển
22
2.3.8. Phân tích hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng Hg, As, Cd
và Pb trong fucoidan bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử-lò graphite-chất cải biến hóa học (CM-GF-AAS)

23
2.3.8.1. Thiết bị
23
2.3.8.2. Hóa chất
24

2.4.4.3. Phân tích thành phần monosacarit trong fucoidan
27
2.4.4.4. Xác định hàm lượng axit uronic
27
2.4.4.5. Thủy phân fucoidan để đo MS
27
2.4.4.6. Deacetyl hoá
27
2.4.5. Các phương pháp phân tích vật lý
27
2.4.5.1. Xác định trọng lượng phân tử bằng phương pháp tán
xạ ánh sáng (LS)

27
2.4.5.2. Phổ hồng ngoại (IR)
28
2.4.5.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
28
2.4.5.4. Phổ khối lượng (MS)
28
2.5. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu thu nhận các polysacarit
28
2.5.1. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu thu nhận
28
iii

carrageenan
2.5.1.1. Nguyên liệu
28
2.5.1.2. Phương pháp nghiên cứu

38
3.2. Quy trình xử lý và bảo quản tối ưu rong nguyên liệu
43
3.2.1. Ảnh hưởng của các điều kiện xử lý sau thu hoạch đến chất
lượng của rong nguyên liệu

43
3.2.2. Ảnh hưởng của môi trường nước rửa rong sau thu hoạch và
thời gian bảo quản rong khô đến sự biến đổi thành phần hóa
học và vi sinh của rong nguyên liệu

45
3.2.3. Quy trình sơ chế và bảo quản rong nguyên liệu
54
3.3. Kết quả phân tích thành phần hóa học của 2 loài rong
carrageenophytes và 3 loài rong alginophytess

56
3.4. Kết quả nghiên cứu cơ bản về cấu trúc hóa học của các polysacarit
chiết từ 05 loài rong biển

62
3.4.1. Cấu trúc của polysacarit chiết từ 02 loài rong đỏ K.alvarezii
và K.striatum

63
3.4.1.1. Trọng lượng phân tử của carrageenan
63
3.4.1.2. Thành phần hóa học
63

3.5.1.3. Tính chất vật lý của carrageenan
97
3.5.1.4. Thành phần hóa học của carrageenan
98
3.5.1.5. Xây dựng quy trình công nghệ thu nhận carrageenan
tự nhiên (tủa bằng EtOH)

99
3.5.1.6. Quy trình công nghệ sản xuất carageenan tự nhiên
(tủa bằng EtOH) từ rong đỏ K.alvarezii và K.striatum
được trồng tại Việt Nam theo định hướng sử dụng làm
chất phụ gia cho thực phẩm với chức năng tạo đông,
tạo keo và chất có hoạt tính sinh học

101
3.5.1.7. Quy trình công nghệ sản xuất
κ
-carrageenan (tủa
bằng KCl) từ rong đỏ K.alvarezii và K.striatum được
trồng ở Việt Nam theo định hướng sử dụng làm chất
phụ gia cho thực phẩm với chức năng tạo đông, tạo
keo và chất có hoạt tính sinh học

104
3.5.1.8. Quy trình công nghệ sản xuất κ-carrageenan bán tinh
chế

107
3.5.2. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thu nhận alginat
canxi từ rong nâu

119
3.5.2.10. Quy trình công nghệ sản xuất canxi alginat từ bã
thải rong nâu quy mô pilốt

120
3.5.2.11. Dây chuyền công nghệ sản xuất canxi alginat từ bã
thải rong nâu quy mô pilốt

121
3.5.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất fucoidan
122
3.5.3.1. Chọn nguyên liệu
122
3.5.3.2. Xác định chất lượng rong nguyên liệu
123
3.5.3.3. Xác định điều kiện tối ưu chiết fucoidan
124
3.5.3.4. Loại alginat và các chất khoáng ra khỏi dịch chiết
fucoidan

125
3.5.3.5. Sấy fucoidan
127
3.5.3.6. Dây chuyền công nghệ sản xuất fucoidan từ rong nâu
quy mô pilốt

128
3.6. Các tiêu chất lượng cơ sở 129
3.6.1. Tiêu chuẩn chất lượng cơ sở của sản phẩm carrageenan thu
nhận từ rong đỏ Việt Nam

CÁC TỪ VIẾT TẮT
13
CNMR - phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon-13
1
HNMR - phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton
3,6 AG - 3,6-anhydro galactose
AOAC – Journal of the Association of Official Agricultural Chemists
BDH, UK - hãng BDH cuả Anh Quốc
BGBL - Brilliant Green Bile Lactose Broth - môi trường nuôi cấy BGBL
CFU - colon forming unit - khuẩn lạc
CM-GF-AAS – Chemical modifier-Graphit furnace-Atomic absorption spectrometry
CR-500DX - thiết bị đo lưu biến
DRBC Agar - Môi trường thạch Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol Agar
DNP International Co., Inc - công ty Mỹ chuyên cung cấp polysaccarit
DW – Dried weight (trọng lượng khô)
EC Broth - Môi trường canh Escherichia coli Broth
ESI-MS - khối phổ kế nguồn ion phun điện tử sương mù
FL
5
- phân đoạn laminaran số 5
FT-IR - phổ hồng ngoại biến đổi Furrier
Fuc,Xyl,Rha,Man,Glc,Gal - đường đơn fucose, rhamnose, mannose, glucose, galactose
G - guluronic
G6M - 6-methyl galactopyranosyl
GC-FID-Sắc ký khí đêtectơ ion ngọn lửa-Gas chromatography-Flame Ionization detector
GF/D - màng lọc hãng GF
GM - block mannuronic với guluronic axit
Halg - axit alginic
HMQC, COSY, TOCSY các dạng phổ NMR
HPLC - sắc ký lỏng phân giải cao

T.Đ.T.T - tốc độ tăng trọng
TCVN - tiêu chuẩn Việt Nam
TFA - triflo axetic
TINRO – Pacific Scientific Research Fisheries Center
TSA - Trypton Soya Agar - môi trường nuôi cấy TSA
UV-VIS - thiết bị quang phổ vùng cực tím - khả kiến
VKHK - vi khuẩn hiếu khí
VNIRO – Russian Federal Institute of Fisheries and Oceanography
VRB - Violet Red Bile Agar - môi trường nuôi cấyVRB
VSV - Vi sinh vật
VSVHK vinh vật hiếu khí
WW - trọng lượng rong ướt
viii

DANH MỤC BẢNG
STT
Số bảng Tên bảng Trang
1
Bảng 1.1. Sản lượng rong carrageenophytes (tấn khô) thu hoạch trên
thế giới năm 2001

2
2

Bảng 1.2. Alginophyte resources (tonnens dry weight; 2001)
4
3

Bảng 2.1. Các điều kiện đo quang phổ hấp thụ nguyên tử GF-AAS sử
dụng ống graphite phủ lớp graphite xử lý nhiệt cùng với đĩa

Bảng 3.3. Sự biến đổi của polysacarit và tính chất gel của chúng theo
thời gian nuôi trồng mùa nhiệt độ cao (từ tháng 4 đến
tháng 9)

35
10
Bảng 3.4. Biển đổi thành phần hóa học của carrageenan theo thời
gian nuôi trồng

35
11

Bảng 3.5. Hàm lượng manitol biến đổi theo tháng của 03 loài rong
nâu vùng biển Khanh Hòa

41
12

Bảng 3.6. Hàm lượng alginat biến đổi theo tháng của 03 loài rong
nâu vùng biển Khánh Hòa

41
13
Bảng 3.7. Hàm lượng fucoidan biến đổi theo tháng của 03 loài rong
nâu vùng biển Khánh Hòa

42
14

Bảng 3.8. Thời gian các bãi rong có thể bắt đầu khai thác

48
20

Bảng 3.14. Sự biển đổi hàm lượng carrageenan phụ thuộc vào thời
gian và cách thức bảo quản

49
21

Bảng 3.15. Sự biến đổi hàm lượng alginat phụ thuộc vào thời gian
cách thức bảo quản

50
22

Bảng 3.16. Biến đổi hàm lượng tổng vi sinh vật hiếu khí phụ thuộc vào
thời gian và cách thức bảo quản rong nguyên liệu

51
23

Bảng 3.17. Biến đổi hàm lượng tổng nấm men và nấm mốc phụ thuộc
vào thời gian và cách thức bảo quản rong nguyên liệu

52
24
Bảng 3.18.
Biến đổi hàm lượng Coliform tổng số phụ thuộc vào thời
gian và cách thức bảo quản rong nguyên liệu



Bảng 3.25. Tính chất lý hóa của polysacarit chiết từ loài rong
Kappaphycus striatum

59
32

Bảng 3.26. Polysacarit chiết từ loài rong Kappaphycus alvarezii (2) và
K.striatum (1) không xử lý kiềm

60
33

Bảng 3.27. Thành phần hóa học và tính chất lý hóa của alginat canxi
chiết từ rong nâu

60
34
Bảng 3.28. Thành phần hóa học của fucoidan chiết từ 03 loài rong nâu 61
35

Bảng 3.29. Chỉ tiêu chất lượng một số sản phẩm fucoidan nước ngoài
62
36

Bảng 3.30. Kết quả đo trọng lượng phân tử (M
w
) trung bình của
carrageenan chiết từ hai loài rong K.alvarezii và
K.striatum bằng phương pháp tán xạ ánh sáng (LS)

69
42

Bảng 3.36. Một số mảnh đặc trưng trên phổ ESI-MS của mẫu
70
43

Bảng 3.37. Một số dao động đặc trưng của gốc M và G trong vùng
750-950 cm
-1

71
44

Bảng 3.38. Hiệu suất tách phân đoạn của các mẫu natri alginat

72
45

Bảng 3.39. Một số vân phổ chính trong vùng “vân tay” trên phổ hồng
ngoại của các phân đoạn natri alginat thủy phân

73
46

Bảng 3.40.
Độ dịch chuyển hóa học (
δ
ppm) của
13


90
52

Bảng 3.46. Các mảnh MS/MS nhiều lần của fucoidan F-20
90
53

Bảng 3.47. Hợp phần của các mảnh ion con từ ion mẹ m/z 448
91
54

Bảng 3.48. Kết quả phân tích vi sinh vật của mẫu rong nguyên liệu thô
97
55

Bảng 3.49. Thành phần hóa học cơ bản của rong đỏ thuộc chi
Kappaphycus

97
56

Bảng 3.50. Hiệu suất các loại carrageenan khác nhau theo phần trăm
khối lượng cân từ rong thuộc chi Kappaphycus

97
57

Bảng 3.51. Tính chất vật lý của gel 2% dung dịch carrageenan được
tách ra từ rong đỏ thuộc chi Kappaphycus

carrgeenan chiết từ rong K.alvarezii

108
63

Bảng 3.57. Thành phần hóa học và tính chất vật lý của carrageenan
108
64

Bảng 3.58. Kết quả phân tích vi sinh vật của mẫu rong nguyên liệu thô
109
65

Bảng 3.59. Thành phần hóa học của rong nâu và bã thải rong nâu
trong quy trình sản suất fucoidan

110
66

Bảng 3.60. Ảnh hưởng của điều kiện tiền xử lý lên hiệu suất,độ nhớt
(mCps) và màu của alginat

112
67

Bảng 3.61. Ảnh hưởng của pH và thời gian chiết lênhiệu suất thu hồi
alginat

114
68

117
73

Bảng 3.67. Ảnh hưởng của clorin ( NaOCl) 1% lên độ nhớt của
alginat

118
74

Bảng 3.68. Kết quả thử nghiệm gây độc tế bào của fucoidan được tách
chiết từ một số loài rong nâu thuộc vùng biển phía Nam
Việt Nam

123
75

Bảng 3.69. Kết quả phân tích vi sinh vật của mẫu rong nguyên liệu thô
123
76

Bảng 3.70. Thành phần hóa học chính của các loài rong nâu
124
77
Bảng 3.71. Ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, thời gian chiết, tỷ lệ rong
nước lên khả năng chiết fucoidan

125
78

Bảng 3.72. Sự biến đổi thành phần hóa học chính của tủa vào nồng độ

(dòng màu nâu và màu xanh) và K. alvarezii

33
3

Hình 3.2. Hiệu suất carrageenan từ K. alvarezii qua thời gian trồng
(mùa nhiệt độ thấp) với các biện pháp xử lý khác

36
4

Hình 3.3. Hiệu suất carrageenan từ K. striatum qua thời gian trồng
(mùa nhiệt độ thấp)với các biện pháp xử lý khác

36
5

Hình 3.4. Sức đông carrageenan từ K. alvarezii qua thời gian trồng
(mùa nhiệt độ thấp) với các biện pháp xử lý khác nhau

36
6

Hình 3.5. Sức đông carrageenan từ K. striatum qua thời gian trồng
(mùa nhiệt độ thấp) với các biện pháp xử lý khác nhau

36
7

Hình 3.6. Độ nhớt carrageenan từ K. alvarezii qua thời gian trồng

ình 3.11. Sức đông carrageenan từ K. striatum qua thời gian trồng
(mùa nhiệt độ cao) với các biện pháp xử lý khác nhau

37
13

Hình 3.12. Độ nhớt carrageenan từ K. alvarezii qua thời gian trồng
(mùa nhiệt độ cao) với các biện pháp xử lý khác nhau

37
14

H
ình 3.13. Độ nhớt carrageenan từ K. striatum qua thời gian trồng
(mùa nhiệt độ cao) với các biện pháp xử lý khác nhau

37
15

Hình 3.14. Biển đổi thành phần hóa học của carrageenan theo thời gian
nuôi trồng tại mùa nhiệt độ thấp

37
16

H
ình 3.15. Biển đổi thành phần hóa học của carrageenan theo thời gian
nuôi trồng tại mùa nhiệt độ cao

37

vùng biển Khánh Hòa

41
22

H
ình 3.21. Hàm lượng alginat biến đổi theo tháng của 03 loài rong nâu
vùng biển Khánh Hòa

41
23

H
ình 2.22. Hàm lượng fucoidan biến đổi theo tháng của 03 loài rong tại
vùng biển Khánh Hòa

42
24

H
ình 3.23. Sự biến đổi của độ nhớt và hiệu suất alginat của rong nâu
theo phương pháp làm khô nhanh và làm khô chậm

44
25

H
ình 3.24. Sự biến đổi hiệu suất fucoidan của rong nâu theo phương
pháp làm khô nhanh và làm khô chậm


H
ình 3.29. Sự biển đổi protein của rong đỏ thời gian và phương pháp
bảo quản

49
31

H
ình 3.30. Sự biển đổi protein của rong nâu theo thời gian và phương
pháp bảo quản

49
32

H
ình 3.31. Hàm lượng caragenan phụ thuộc vào thời gian và cách thức
bảo quản

50
33

H
ình 3.32. Sự biến đổi alginat theo thời gian và phương pháp bảo quản
khác nhau

51
34

H
ình 3.33. Sơ đồ quy trình sơ chế và bảo quản rong nâu


40
Hình 3.39. Phổ
13
C NMR của carrageenan chiết từ rong K.alvarezii
66
41

H
ình 3.40. Phổ
13
C NMR của carrageenan chiết từ rong K.alvarezii
66
42

H
ình 3.41. Phổ HMQC của mẫu đo tại 80
0
C
67
43

H
ình 3.42. Phổ H
1
-H
1
COSYcủa mẫu đo tại 80
0
C


H
ình 3.47. Phổ ESI-MS của phân đoạn fucoidan chiết từ rong
Turbinaria ornata

77
49

H
ình 3.48. Phổ H
1
-NMR của phân đoạn 1,0N-fucoidan
78
50

H
ình 3.49. Sắc ký đồ GLC phân tích thành phần đường trung tính
80
51

Hình 3.50. Phổ hồng ngoại của phân đoạn fucoidan F
20
của loài rong
nâu S.polycystum

81
52

H
ình 3.51. Phổ 13C-NMR của phân đoạn fucoidan F

56

H
ình 3.55. Cấu trúc (a) và sơ đồ phân mảnh (b) của một đoạn trong
phân đoạn F-20 của mẫu fucoidan được tách chiết từ loài
rong S. polycystum

86
57
H
ình 3.56. Phổ IR của phân đoạn fucoidan F-20 chiết từ rong nâu
S.swartzii

88
58

H
ình 3.57. Phổ C
13
-NMR của phân đoạn fucoidan F-20 từ rong nâu
S.swartzii được đo trong nước nặng

89
59

H
ình 3.58. Phổ H
1
-NMR của phân đoạn fucoidan F-20 từ rong nâu
S.swartzii được đo trong nước nặng

rong K.alvarezii và K.striatum bằng phương pháp kết tủa với
cồn ethylic

103
65
Hình 3.64. Sơ đồ quy trình công nghệ tách chiết carrageenan từ rong
biển bằng phương pháp kết tủa với KCl

105
66

H
ình 3.65. Quy trình thu nhận carrageenan bằng xử lý kiềm
dung dịch chiết từ rong K.alvarezii

109
67

H
ình 3.66. Biểu đồ ảnh hưởng của pH và thời gian chiết lên hiệu suất
thu hồi alginat từ bã thải rong nâu

114
68

Hình 3.67. Biểu đồ biến đổi hiệu suất chiết alginat phụ thuộc vào thời
gian chiết

115
69


MỞ ĐẦU
Với tổng chiều dài bờ biển nhiệt đới trên 3.600 km nước ta có một nguồn lợi lớn
rong biển cho phép sản xuất ra nhiều loại polysacarit quý giá, trong đó có 3 sản phẩm
polysacarit hiện đang được thị trường thế giới đặc biệt quan tâm. Đó là carrageenan,
fucoidan và alginat canxi đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm và
trong các lĩnh vực y học khác nhau. Carrageenan thể hiện nhiều tính chất đặ
c biệt: iota
carrageenan tạo gel trong suốt, đàn hồi khi có mặt muối canxi, trong khi kappa tạo gel
có độ cứng cao với muối kali, nhưng với muối Ca nó lại tạo gel giòn, còn lambda thì
không tạo gel mà tạo dung dịch độ nhớt cao. Fucoidan có tính năng kháng u, chống
huyết khối, tăng cường khả năng miễn dịch, chống viêm nhiễm. Alginat canxi được biết
như một vật liệu trung gian lý tưởng để cố định các loại enzym khác nhau hoặc chuyển
đổ
i thành các muối kim loại khác nhau, đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi với giá
trị gia tăng trong công nghệ thực phẩm, sinh học và y học.
Trong nhiệm vụ hợp tác nghiên cứu theo Nghị định thư này, cùng với các nhà
khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Thủy sản và Hải dương học L.B.Nga chúng tôi đã
nghiên cứu rong biển Việt Nam và xây dựng tổ hợp công nghệ thu nhận các polysacarit
carrageennan, fucoidan và alginat canxi, với các nội dung chính như sau:
- Thu mẫu, nghiên cứu quá trình tích lũ
y sinh khối, sinh tổng hợp các polysacarit
ở những giai đoạn phát triển khác nhau của 5 loài rong nguyên liệu, xử lý và bảo quản
chúng.
- Nghiên cứu thành phần hóa học của 2 loài rong đỏ và 3 loài rong nâu Việt Nam,
các đặc tính cấu trúc và các tính chất lý-hóa của các polysacarit được tách chiết từ
chúng.
- Nghiên cứu thiết lập quy trình công nghệ thu nhận carrageenan từ loài rong đỏ
Kappaphycus được nuôi trồng tại Việt nam.
- Nghiên cứu xây dựng công nghệ phức hợp thu nhận fucoidan và alginat canxi từ

năm được ước tính đạt cỡ 5,5-6,0 tỷ USD. Trong đó các sản phẩm thực phẩm chức năng
mà loài người tiêu thụ đóng góp cỡ 5 tỷ USD. Các hợp chất chiết từ rong biển-
hydrocolloids-được ghi nhận chiếm m
ột phần lớn của tỷ USD còn lại, trong khi phần
còn lại với lượng nhỏ hơn được dành cho các ứng dụng khác như phân bón và phụ gia
thức ăn gia súc. Hàng năm công nghiệp sử dụng 7,5- 8 triệu tấn rong tươi nhưng chỉ
khoảng 10% là từ nguồn lợi tự nhiên còn hơn 90% là nhờ canh tác. Việc trồng rong đã
được mở rộng rất nhanh do nhu cầu đã vượt quá khả năng cung cấp từ ngu
ồn lợi tự
nhiên [80].
Rong biển có thể được xếp vào 3 nhóm lớn dựa trên sắc tố của chúng: nâu
(Phaeophyta), đỏ (Rhodophyta) và lục (Chlorophyta).
Rong biển đã được sử dụng làm thức ăn từ thế kỷ thứ 14 ở Nhật Bản, thế kỷ thứ
16 ở Trung Quốc và gần đây nữa là ở Hàn Quốc. Trung Quốc là nước sản xuất rong biển
có thể ăn được lớn nhấ
t thế giới, sản lượng hàng năm đạt cỡ 5 triệu tấn rong tươi
Laminaria japonica (Kombu). Hàn Quốc trồng cỡ 800.000 tấn tươi Undaria pinnatifida
(Wakame). Sản lượng của Nhật Bản là cỡ 600.000 tấn tươi (Porphyra, Kombu,
Wakame).
Các loài rong đỏ và nâu khác được sử dụng để sản xuất ba loại keo
(hydrocolloids): agar, alginate và carrageenan. Một hydrocolloid (hydrocoloit) là một
chất không kết tinh với phân tử rất lớn và khi hòa tan trong nước cho ra một dung dịch
quánh đặc (viscous).
Ngày nay, hàng năm gần một triệu tấn rong tươi được thu hoạch để chiết xuất ra
3 loại hydrocolloids kể trên. Tổng sản lượng hydrocolloids là vào cỡ 55.000 tấn với giá
trị 585 triệu USD.
Alginat được sản xuất (213 triệu USD) bằng cách chiết chúng từ rong nâu khai
thác tự nhiên. Trồng rong nâu là quá đắt để cung cấp nguyên liệu thô cho những ứng
dụng công nghiệp.
Ngoài alginat, rong nâu còn chứa fucoidan và laminaran, là những polysacarit

Có một số tiềm năng sử dụng rong biển trong xử lý nước thải. Một số loài rong
biển có khả năng hấp thụ các ion kim loại nặng nh
ư: Zn và Cd từ nước bị ô nhiễm.
Trên thế giới các nhà khoa học cũng đã nghiên cứu tổng hợp thử các polysacarit
giống keo rong biển. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một sản phẩm nào tổng hợp ra có
được tính chất keo cũng như độ nhớt tương tự các keo rong biển tự nhiên.
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
 Carrageenan được chiết xuất từ các loài rong carrageenophytes. Hàng năm
trên thế giới thu hoạch được cỡ 120.000 tấn rong
Kappaphycus alvarezii khô chủ yếu là
từ Philipine, Indonesia, Tanzania (Zanzibar). Cũng từ các nước trên, sản lượng thu
hoạch rong Eucheuma denticulatum là 30.000 tấn khô/năm, rong Betaphycus gelatinum
khoảng 300 tấn khô/năm được thu hoạch ở đảo Hải Nam-Trung Quốc.
Bảng 1.1.
Sản lượng rong carrageenophytes (tấn khô) thu hoạch trên thế giới năm 2001
Chondrus

Canada 20.000

France, Span and Portugal 14.000

Republic of Korea 5.000

Cộng 39.000 2,3%
Eucheuma and Kappaphycus
Indonesia 25.000

Philippines 115.000

Tanzania (Zanzibar) 8.000

SO
O
OH
O
HO
O
O
OH

O
O
3
SO
O
OH
O
OSO
3
-
O
O
OH
O
OH
OSO
3
-
OSO
3
-
4

Trong phương pháp thứ 2, không phải chiết carrageenan ra khỏi rong. Trong quá
trình chiết rong trong dung dịch kiềm, carrageenan và các chất không hòa tan được giữ
lại trong bã rong. Phần còn lại không tan này chứa lượng lớn carrageenan và cellulose,
sau đó được sấy khô và bán như là carrageenan bán tinh chế (semirefined carrageenan-
SRC). Do không đòi hỏi phải thu hồi carrageenan từ dung dịch nên quá trình là ngắn
hơn và rẻ hơn nhiều.
Mới đây Karuppanan và cs 2005 [67] đã đưa ra một phương pháp cho phép thu
nhận đồng thời carrageenan và dung dịch làm phân bón lá trực tiếp từ rong
Kappaphycus alvarezii
tươi. Bản chất của phương pháp là thay vì sấy khô rong sau khi
thu hoạch một cách bình thường thì người ta cho nghiền rong tươi, ép lấy dịch làm phân
bón cây, phần bã còn lại được sử dụng làm nguyên liệu hảo hạng để sản xuất
κ-carrageenan. Phương pháp cho phép rút ngắn tối đa thời gian sấy khô rong và loại hầu
hết nước chỉ để lại một lượng ẩm nhỏ, trong khi κ-carrageenan không bị mất theo vào
dịch ép, đồng th
ời nguyên liệu dưới dạng bã rong gọn nhẹ, dễ vận chuyển, it màu hơn và
chứa hàm lượng κ-carrageenan nhiều hơn từ 1,5- 2 lần so với phương pháp sấy khô
thông thường.
 Alginat và fucoidans được sản xuất từ rong nâu. Hàng năm trên thế giới thu
hoạch được cỡ 126.500 tấn rong nâu khô. Trong đó, sản lượng Ascophyllum là cỡ


có thể kết hợp với nhau tạo thành các block kiểu M-block, G-block và MG-block. Thành
phần và cấu trúc của các block này ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất alginat.
O
HO
HO
CO OH
O
O
HO
HO
COOH
O
O
OH
O
HO
CO OH
10.3A
0
β
β

M - Block

O
O
OH
OH
COO H

CO OH
OH
O
HO
HO
CO OH
O
OH
O
HO
COOH
O
COOH
OH
O
OH
O

MG-Block
Các ứng dụng của alginat dựa trên ba tính chất chính. Trước tiên là khả năng của
chúng khi hòa tan trong nước, làm đặc quánh dung dịch thu được (mô tả một cách kỹ
thuật hơn là khả năng của chúng làm tăng độ nhớt của dung dịch nước). Thứ 2 là khả
năng tạo gel của chúng, gel tạo thành khi một muối caxi được đưa vào trong dung dịch
nước alginat natri. Tính chất thứ 3 của alginat là khả năng tạo màng (film) của alginat
natri hoặ
c canxi và sợi của alginat.
Alginat được sử dụng trong in vải dệt (chiếm 50%) công nghiệp thực phẩm, cố
định xúc tác sinh học (cố định enzym) trong y khoa và dược, giấy, que hàn, chất kết
dính cho thức ăn thủy sản, tác nhân nhả chậm.
Alginat có ở thành tế bào của rong nâu dưới dạng các muối canxi, magie và natri.