LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu
Trường Đại học Nha Trang, lãnh đạo phòng Đào tạo Đại học và Ban Chủ nhiệm Khoa
Công nghệ Thực phẩm lời cảm ơn sâu sắc, niềm tự hào vì đã được học tập tại Trường
trong những năm qua.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Duy Nhứt – Viện Nghiên cứu
và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang và ThS. Nguyễn Thị Mỹ Trang – Bộ môn Đảm
bảo chất lượng và An toàn thực phẩm đã tận tâm, tận lực giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong
suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn KS. Nguyễn Đăng Khoa - cán bộ thu nhận rong của
Viện nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang đã giúp tôi phân loại năm loại
rong nâu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị, các bạn làm công tác nghiên cứu tại Viện
nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang đã giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt quá
trình làm đề tài tại Viện.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân và các bạn bè
tôi, đã quan tâm sâu sắc, chia sẻ khó khăn và động viên để tôi hoàn thành đồ án này.
Sinh viên
Đỗ Thị Hồng Thắm
2 2
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RONG BIỂN 3
1.1.1. Phân loại rong biển 3
1.1.2. Phân bố của 3 ngành rong biển trên thế giới 5
1.1.3. Sản lượng rong biển trên thế giới 7
2.3.1.2. Bản quyền EP0645143A1 41
2.3.1.3. Định lượng fucoidan theo quy trình tách chiết của Nguyễn Duy Nhứt và cộng
sự 43
2.3.2. Xác định thành phần đường của fucoidan 45
2.3.3. Bố trí thí nghiệm 51
2.3.3.1. Bố trí thí nghiệm khảo sát các phương pháp định lượng hàm lượng
fucoidan 51
2.3.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng fucoidan trong năm loài rong Nâu tại
tỉnh Khánh Hòa 52
2.3.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định thành phần đường trung tính trong fucoidan
55
2.3.3.4. Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện chiết rút fucoidan ra khỏi nguyên
liệu rong S. polycystum 59 2.4.
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 60
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61
3.1. ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG FUCOIDAN THU TỪ LOÀI RONG S.
SERRATUM BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU 61
3.2. KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG FUCOIDAN TRONG NĂM LOÀI RONG
NÂU THU MẪU TẠI TỈNH KHÁNH HÒA 64
3.3. SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN ĐƯỜNG TRUNG TÍNH TRONG
HAI LOÀI RONG S. MCCLUREI VÀ S. POLYCYSTUM 66
3.4. SƠ BỘ XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH SẠCH
FUCOIDAN TỪ LOÀI RONG S. POLYCYSTUM 70 KẾT
LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78
1. KẾT LUẬN 78
2. KIẾN NGHỊ 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC 1.1
PHỤ LỤC 1.2
3
WHO : World Health Organization
Xyl : D-Xylose
4
5 5
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Chỉ tiêu chất lượng của muối canxi clorua 38
Bảng 3.1. Hàm lượng fucoidan chiết tách bằng các phương pháp khác nhau (% so với
khối lượng rong khô) 61
Bảng 3.2. Hàm lượng fucoidan trong năm loài rong Nâu tại tỉnh Khánh Hòa (% so
với trọng lượng rong khô) 64 Bảng 3.3.
Thành phần đường trung tính của fucoidan 68
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá quá trình chiết fucoidan từ rong nâu S. polycystum 71
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá quá trình tách laminaral 74
5
6 6
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hình thái về rong Lục 4
Hình 1.2. Hình thái về rong Nâu 4
Hình 1.3. Hình thái về rong Đỏ 5
Hình 1.4. Hình dạng rong S. mcclurei 14
Hình 1.5. Hình dạng rong S. binderi 15
Hình 1.6. Hình dạng rong S. microcystum 16
Hình 1.7. Hình dạng rong S. polycystum 17
Hình 1.8. Hình dạng rong S. serratum 18
Hình 1.9. Sơ đồ công nghệ sau thu hoạch rong biển của Việt Nam 19
Hình 1.10. Sơ đồ sơ chế rong biển lần hai 20
Hình 1.11. Đơn vị cấu trúc của fucoidan; liên kết 1,3 [9] 23
Nam.
Đồng thời tại Việt Nam, nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và dự án sản xuất
fucoidan thô, fucoidan sử dụng cho hỗ trợ điều trị chữa bệnh nan y cũng đã được nhà
nước đầu tư hàng chục tỉ đồng. Tuy nhiên, chưa có phương pháp xác định hàm lượng
fucoidan nào được đưa ra để sử dụng làm phương pháp kiểm chung cho khu vực hoặc
cả nước. Việt Nam, là một trong 3 nước (Ấn Độ, Phillipin, Việt Nam) có phân bố số loài
rong nâu lớn nhất thế giới và Khánh Hòa là một trong những tỉnh có sản lượng nâu Nâu
lớn nhất Việt Nam. Trong bối cảnh đó, việc xác định hàm lượng fucoidan có trong một
số loài rong phổ biến tại Khánh Hòa và vấn đề thời sự, nhằm định hướng cho việc khai
thác chế biến ứng dụng fucoidan trong nghiên cứu cũng như trong sản xuất, định hướng
vật liệu để có sự chọn lựa trong việc sử dụng rong nâu làm dược liệu hay làm keo rong.
Cùng với việc thực hiện các đề tài nghiên cứu dược liệu từ fucoidan của Viện Nghiên
cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang, tôi được Khoa Công nghệ Thực phẩm Trường
Đại Học Nha Trang phân công tiến hành thực hiện đồ án:
“Khảo sát hàm lượng fucoidan từ một số loài rong nâu phổ biến ở Khánh Hòa”
Nhiệm vụ đặt ra của luận văn là:
1) Đánh giá hàm lượng fucoidan thu nhận bằng ba phương pháp ( bản quyền
US6573250B2, Bản quyền EP0645143A1 và phương pháp của Nguyễn Duy Nhứt và
cộng sự).
2) Xác định hàm lượng fucoidan trong năm loài rong nâu thu mẫu tại Khánh Hòa.
3) Sơ bộ đánh giá quá trình tách chiết thu nhận fucoidan từ loài rong có hàm lượng
fucoidan cao.
7
8
Do thời gian nghiên cứu có hạn nên đồ án này không tránh khỏi những hạn
chế, tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và bạn bè để đồ án
được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
8
Hình 1
.
1
. Hình thái
v
ề
rong L
ụcNgành rong Nâu: có trên 190 chi, hơn 900 loài, phần lớn sống ở biển, số chi,
loài tìm thấy trong nước ngọt không nhiều lắm.
10
11 Hình 1.2. Hình thái về rong Nâu
Ngành rong Đỏ: rong Đỏ là những loại rong biển khi tươi có màu hồng lục,
hồng tím, hồng nâu. Khi khô tùy theo phương pháp chế biến chuyển sang màu
nâu hay nâu vàng đến vàng. Rong Đỏ có 2500 loài, gồm 400 chi, thuộc nhiều họ,
phần lớn sống ở biển. [4]
Hình 1.3. Hình thái về rong Đỏ
Năm 1954 Womersley công bố hệ thống phân loại Sargassum của mình ở Úc, cùng với
các tác giả đương thời ở nhiều vùng khác nhau trên thế giới như Phạm Hoàng Hộ của
Việt Nam, Chou, Chiang của Taiwan và Ang, Trono của Philippin, đến nay tổng số loài
của chi Sargassum đã lên đến hơn 500. Sargassum tại Việt Nam hiện nay có khoảng 70
loài (thực vật chí Việt Nam), số lượng loài Sargassum phân bố trên các nước luôn thay
đổi theo các nghiên cứu gần đây nên khó có thể kết luận hiện nay Sargassum phân bố
12
13
nhiều nhất ở nước nào. Riêng tính đến 1998 thì nhiều nhất là ở Ấn Độ, Philippin và
Việt Nam. [phụ lục 1.1]
Phân bố về số loài rong biển tuy đã được tổng kết sơ bộ, tuy nhiên, tuỳ theo diện
tích lãnh hải, điều kiện môi trường phát triển, kỹ thuật nuôi trồng khác nhau của các
nước mà sản lượng rong biển trên thế giới khác với phân bố các loài rong.
1.1.3. Sản lượng rong biển trên thế giới
Rong Lục chủ yếu là của Nhật Bản khoảng 4.000 tấn khô với các chi như
Enteromorpha, Monostroma, Ulva, trong đó nuôi trồng khoảng 2.500 tấn, kế tiếp là
Hàn Quốc khoảng 1.000 tấn chi Enteromorpha, Philippines khoảng 800 tấn chi
Caulerpa, gần như toàn bộ do nuôi trồng.
Rong Đỏ chủ yếu là Pháp khoảng 600.000 tấn, chi Maerl, tiếp theo là Anh
khoảng 200.000 tấn, chi Maerl (t ww), ít hơn là Chile khoảng 75.000 tấn gồm các chi
Gracilaria, Gigatina, Gelidium. Nhật Bản khoảng 65.000 tấn, trong đó khoảng 60.000
tấn là do nuôi trồng, gồm các chi Porphyra và Gelidium. Philippines khoảng 40.000
tấn do nuôi trồng bao gồm chi Euchuema và Kapaphycus. Hàn Quốc cũng có sản
lượng tương đương với chi Porphyra, tiếp đến là Trung Quốc với khoảng 31.000 tấn
chủ yếu là Porphyra, Indonesia khoảng 26.000 tấn chi Euchuema và Gracilaria…Việt
Nam khoảng 2.000 tấn chi Gracilaria.
Sản lượng rong Nâu lớn nhất thế giới tập trung tại Trung Quốc với trên 667.000
tấn khô, tập trung vào 3 chi Laminaria, Udaria, Ascophyllum . Hàn Quốc khoảng
96.000 tấn với 3 chi Udaria, Hizakia, Laminaria. Nhật Bản khoảng 1.000 tấn
Laminaria, Udaria, Cladosiphon, Na Uy khoảng 40.000 tấn, Chile khoảng 27.000
các hợp chất, công nghiệp giấy, trong kỹ thuật nuôi cấy vi sinh, điện di, agar, nó còn là
nguyên liệu không thể thiếu cũng như trong công nghiệp nước giải khát và đồ hộp,
socola, mỹ phẩm cao cấp (carrageenan), ngoài ra rong biển còn dùng làm chất kích
thích sinh trưởng với chất oligo alginat, laminaran (rong Nâu) cùng các hợp chất như
auxin, gibberelin, cytokinin (trong hầu hết các ngành rong). Rong biển còn được sử
dụng chữa trị ung thư theo các bài thuốc gia truyền dưới dạng dùng kết hợp với các
thuốc khác [8] và polyphenol trong rong nâu cũng được dùng làm trà chống lão hoá.
14
15
Đặc biệt trong thời gian gần đây (2007) tại trung tâm đăng ký phát minh sáng chế của
Mỹ đã có qui trình sản xuất biodiesel từ rong.
1.2. TỔNG QUAN VỀ RONG NÂU
1.2.1. Tình hình phân bố rong Nâu tại Việt Nam
Theo số liệu nghiên cứu nguồn lợi rong Nâu có giá trị ở vùng biển Quảng Nam,
Đà Nẵng, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Định cho thấy khu vực miền Trung và Nam
Trung Bộ trữ lượng rong lớn nhất và cho chất lượng cao.
Rong Nâu phân bố ở vùng biển Quảng Nam - Đà Nẵng không nhiều so với vùng
biển Khánh Hòa và Ninh Thuận. Quảng Nam - Đà Nẵng tuy có nhiều triền đá dốc, bãi
đá cội, bãi san hô chết nhưng có chiều ngang rất hẹp (1÷10m) nên diện tích phân bố
rất nhỏ, trữ lượng không cao.
Diện tích rong Mơ tại chỗ vùng biển Quảng Nam- Đà Nẵng khoảng 190000m2.
Trữ lượng rong mọc tại chỗ có thể thu được vào tháng 4 khoảng hơn 800 tấn rong tươi.
Vùng biển Khánh Hòa là vùng có diện tích rong Mơ mọc cao nhất trong các tỉnh
điều tra, tổng diện tích rong lên tới 2.000.000 m2, trữ lượng khai thác được hàng năm
có thể ước tính hơn 11.000 tấn rong tươi. Khánh Hòa có nhiều vùng rong như Hòn
Chồng, Bãi Tiên, bán đảo Cam Ranh, Hòn Tre và một số đảo khác. Trong đó hai vùng
Hòn Chồng và Bãi Tiên là tiếp giáp nhau có các điều kiện thuận lợi cho rong mọc với
mật độ khá dày đặc, sinh lượng trung bình khá cao lên tới hơn 5,5 kg/m2. Vùng Hòn
Chồng, Bãi Tiên là vùng rong lớn, dễ khai thác nhất, nó nằm ngay bên cạnh đường lộ
và rong mọc tập trung gần bờ.
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 hyderogen và nitơ. Ngoài ra
mannitol còn dùng điều chế thuốc sát trùng.
Polysacaride
Alginic: Alginic là một polysacaride tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần
chủ yếu tạo thành tầng bên ngoài tế bào của rong Nâu.
Hàm lượng alginic trong 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.
16
17
Fucoidin: là loại muối giữa axit fucoidinic với các kim loại hóa trị khác nhau
như: Ca, Cu, Zn. Fucoidin có tính chất gần giống alginic nhưng hàm lượng thấp hơn
alginic.
Laminarin: laminarin là tinh bột của rong Nâu. Laminarin có hàm lượng từ 10 ÷
15 % trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại rong, vị trí địa lý và môi trường sinh
sống của từng loại rong Nâu. Thường thì mùa hè hàm lượng laminarin giảm vì phải
tiêu hao cho quá trình sinh trưởng và phải tiêu hao cho quá trình sinh trưởng và phát
triển của cây rong.
Cellulose: là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng cellulose trong rong
Nâu nhiều hơn rong Đỏ.
Protein
Protein trong rong Nâu không cao lắm nhưng khá hoàn hảo. Do vậy rong Nâu có
thể sử dụng làm thực phẩm. Hàm lượng protein vùng biển Nha Trang dao động từ 8,05
÷ 21,11 % so với trọng lượng rong khô. Hàm lượng axit amin cũng đáng kể và có giá
trị cao trong protein của rong biển.
Chất khoáng
Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong rong Nâu thường lớn hơn trong nước
biển. Chẳng hạn Iod trong rong Nâu thường lớn hơn trong nước biển từ 80 ÷ 90 lần.
ở vùng dưới triều như S. binderi, S. microcystum… mọc chậm hơn, đến tháng 6, 7 đôi
nơi vẫn còn quần thể rong này. Một vài loài rong thích nghi trong các vũng, vịnh yên
sóng có thể tồn tại và phát triển tốt vào tháng 7 như S. polycystum và S. longicaulis. [4]
Trong đồ án này, tôi đã thu nhận năm loài rong Nâu trong địa bàn tỉnh Khánh
Hòa là: S. microcystum, S. binderi, S. mcclurei, S. polycystum, S.
serratum để tiến hành bố trí thí nghiệm thực hiện các nội dung của đồ án.
1.2.3.1. S. mcclurei
Rong dài 1 – 2 m, có khi dài đến 4 m hay hơn khi mọc ở sâu. Đĩa bám rộng
khoảng 1 cm, thường mọc liên kết 2 – 3 đĩa bám chung. Đĩa bám có xẻ thùy nhưng
không sâu. Trục chính hình trụ ngắn hơn 1 cm. Nhánh chính nhiều 3 – 5, hình trụ,
không gai, to 1.5 – 2 mm, các nhánh bên mọc cách 3 – 7 cm, dài 20 cm. Lá hơi dày và
18
19
dai chắc, có hình bầu dục kéo dài, dài 1 – 3 cm, mép có răng cưa nhọn, đôi khi lá dày
lên, mép có hai hàng răng hay có mâm nhỏ khi chúng mọc nơi sóng mạnh. Gân giữa
không rõ, ổ long rãi rác, cuống lá ngắn. Phao nhiều, hình xoan hay hơi kéo dài, to 2 – 5
mm, thường nằm trong một lá nhỏ hình dạng rất biến thiên. Khi rong còn non hay ở
phần gốc, phao có cánh bao quanh hình dạng giống như lá. Ở các nhánh thụ cánh này
nhỏ hơn hay có khi là mũi dài ở cuối phao.
Rong là cây khác gốc, cây đực và cây cái riêng. Đế cái hình ba cạnh, có gai
mọc thành chùm 2 – 3 không chia nhánh. Đế đực hình trụ có u, không gai. Ở các
nhánh thụ phao rất nhiều, trà trộn với các chùm đế.
S. mcclurei thích nghi với các dạng vật bám, và điều kiện môi trường khác nhau.
Chúng có thể mọc lên cao đến vùng triều thấp hay xuống sâu đến 4 – 5 m hay hơn tùy
điều kiện môi trường và vật bám, nhưng thường bị giới hạn bởi đai san hô và hoa đá
mềm ở độ sâu 2 – 4 m. Ở nơi sóng mạnh, lá dày, cứng, mép có hai hàng răng cưa hay
chót lá dày lên thành mâm nhỏ, ở nơi sóng yếu lá mỏng, mép không có bìa đôi. [1]
19
20
nhưng không dai, cuống ngắn, chót lá không nhọn, răng cưa nhỏ, không sâu. Lá dài 2 –
4 cm, rộng 0.4 – 1 cm, gân giữa thấy được, mờ dần về phía đỉnh, ổ lông nhiều, nhỏ, rải
rác. Các lá ở phần trên hẹp và ngắn. phao nhiều, nhỏ 1 – 2 mm, hình cầu hay hơi xoan,
không cánh nhưng đôi khi có vài gai nhỏ, cọng phao mịn và ngắn. Khi rong trưởng
thành nhiều nhánh phụ chỉ mang toàn phao và đế. Đế dẹp hay hình 3 cạnh, ngắn 2 – 3
mm, mọc thành chùm 2 – 3, có gai, nhất là ở chót đế. Đế đực hình trụ, không gai.
21
22
Hình1.6. Hình dạng rong S. microcystum
Rong mọc ở đai dưới quần xã rong Mơ nơi sóng mạnh, sâu hơn 2 m, trưởng
thành vào tháng 4. [1]
1.2.3.4. S. polycystum (Rong Mơ nhiều phao)
Rong mọc thành bụi to có khi dài 2 m. Đĩa bám hình nón to cỡ 1 cm, có các rễ bò
phân nhánh, phát triển nhiều. Trục chính hình trụ dài 0.5 – 1 cm, mang theo 3 – 5
nhánh chính hình trụ to 1 – 2 mm có nhiều gai nhỏ, đơn hay kép, đầu thường phù ra,
các nhánh bên mọc dày. Lá hình bầu dục dài 2 – 4 cm, nhánh và lá rất dày. Phao nhiều,
hình cầu to 2 mm, phao luôn luôn có cánh nhỏ, cánh này nhiều khi chỉ là một mũi nhỏ
ở đầu hay nhiều gai nhỏ.
22
23
Hình 1.7. Hình dạng rong S. polycystum
Đây là loài rong gặp phổ biến khắp nơi, thích nghi rộng ngoại trừ những nơi có
sóng mạnh, chúng có khả năng mọc gần cửa sông. Chúng bao phủ các vùng san hô
chết từ phía trên mực thủy triều cho đến nhiều mét sâu hơn. Các cá thể ở vùng trên
thường bị bày khô nhiều giờ khi triều xuống. Rong trưởng thành phóng thích giao tử
vào tháng 4. Vào lúc phần lớn các loài rong biển hay rong Mơ khác tàn lụi (tháng 9,
10), ta vẫn gặp các quần thể S. polycystum. Nhờ hệ thống rễ bò phát triển, chúng có thể
sinh sản sinh dưỡng. Các rễ này như những nhánh có mang các lá nhỏ, ở các nách lá
Thu hái
R
ửa lần 1
Làm khô s
ở bộ (W = 30
-
)
%
40
Lo
ại tạp chấtPhơi khô
Rong bi
ển
25
Copyright: Tài liệu đại học ©