LỜI CẢM ƠN
Trải qua thời gian học tập tại trường và 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp tại Viện
nghiên cứu và ứng dụng Nha Trang, tôi đã hoàn thành bài đồ án: “Nghiên cứu trích
ly phlorotannin từ rong Nâu Sargassum Serratum và ứng dụng tạo sản phẩm đồ
uống giàu phlorotannin”.
Để đạt được kết quả đó, trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
PGS.TS Bùi Minh Lý – người đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi tiến
hành thực hiện đề tài.
Tôi chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô Khoa Công nghệ Thực Phẩm – trường
Đại học Nha Trang đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian học tại
trường.
Xin gửi lời cảm ơn đến TS. Trần Thị Thanh Vân, Th.S Võ Mai Như Hiếu,
Ks. Trần Nguyễn Hà Vy cùng các anh chị công tác tại phòng thí nghiệm hóa phân
tích và triển khai công nghệ của Viện đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình thực hiện đồ án này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè là chỗ dựa vững chắc, hết lòng
động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Nha Trang, tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Hoàng Thị Thúy An
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...............................................................................................................I
LỜI MỞ ĐẦU .........................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................3
1.1.
TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN [1]. ............................................................3
1.1.1 Đặc điểm, sự phân bố rong biển. ...............................................................3
1.1.2 Nguồn lợi rong biển – Bảo vệ và phát triển nguồn lợi rong biển Việt Nam.........4
1.1.3 Phân loại rong biển.....................................................................................7
1.1.4 Thành phần sinh hóa của rong biển ............................................................8
1.1.5 Giá trị dinh dưỡng và ứng dụng của rong biển............................................8
1.1.6 Đặc điểm sinh trưởng, phát triển và thời kỳ thu hoạch rong biển hợp lý cho
công nghệ chế biến. ........................................................................................... 10
1.1.7 Tình hình sử dụng, chế biến rong biển ở Việt Nam.................................. 12
1.2
Quá trình vận chuyển và các biện pháp bảo quản rong khô. ........................ 12
1.3
Giới thiệu về rong Nâu và rong Mơ (Sargassum)........................................ 13
1.3.1 Đặc điểm................................................................................................. 13
1.3.2 Sự phân bố [1]......................................................................................... 16
1.3.3 Thành phần hóa học của rong Nâu. ......................................................... 18
1.4
Một số quy trình công nghệ sản xuất các chất từ rong Nâu......................... 24
1.4.1 Công nghệ chế biến Mannitol từ rong Nâu [1]......................................... 24
1.4.2
1.5
Chiết rút Iod từ rong Nâu [1] ....................................................................... 25
Tổng quan về hợp chất Phlorotannin (polyphenol)...................................... 26
1.5.1 Đặc điểm................................................................................................. 26
1.5.2 Cơ chế oxi hóa của polyphenol................................................................ 27
1.5.3 Hoạt tính sinh học của phlorotannin. ....................................................... 28
1.5.4 Ứng dụng. ............................................................................................... 29
1.6
Giới thiệu về quá trình trích ly. ................................................................... 30
1.6.1 Bản chất. ................................................................................................. 30
1.6.2 Phạm vi sử dụng của quá trình. ............................................................... 30
1.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết................................................ 31
ii
1.6.4 Tổng quan về dung môi chiết. ................................................................. 32
1.6.5 Tìm hiểu dung môi chiết trong đề tài. ...................................................... 34
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................. 37
2.1
Đối tượng nghiên cứu. ................................................................................ 37
2.2
Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm. ................................................................. 37
2.3
Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 37
2.4
Quy trình trích ly và thu nhận phlorotannin................................................. 41
2.4.1
Sơ đồ quy trình....................................................................................... 41
2.4.2 Thuyết minh quy trình............................................................................. 42
2.5
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly Phlorotannin. .......................... 43
2.5.1 Tiến hành khảo sát điều kiện môi trường (pH) trích ly............................. 43
2.5.2 Tiến hành khảo sát tỷ lệ dung môi trích ly. .............................................. 44
2.5.3 Tiến hành khảo sát nhiệt độ trích ly......................................................... 45
2.5.4 Tiến hành khảo sát thời gian trích ly........................................................ 46
2.5.5 Tiến hành xác định hiệu suất trích ly ....................................................... 47
2.5.6 Thí nghiệm xác định nhiệt độ cô đặc. ...................................................... 48
2.5.7 Thí nghiệm xác định thời gian ly tâm ...................................................... 49
2.6
Ứng dụng cao chiết phlorotannin vào quá trình tạo sản phẩm: nước uống
rong biển đóng chai. .............................................................................................. 50
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 52
3.1
Kết quả xác định một số thành phần của rong nguyên liệu. ......................... 52
3.2
Kết quả khử mùi của rong biển. .................................................................. 53
3.3
Kết quả xác định thông số thích hợp của quá trình chiết phlorotannin......... 53
3.3.1 Kết quả xác định ảnh hưởng của môi trường (pH) đến khả năng chiết. .... 54
3.3.2 Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ NL/DM (khối lượng/thể tích) đến
khả năng chiết. ................................................................................................... 55
3.3.3 Kết quả xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chiết. ................. 58
3.3.4 Kết quả xác định ảnh hưởng của thời gian đến khả năng chiết................. 59
3.3.5 Xác định hiệu suất trích ly....................................................................... 61
3.3.6 Kết quả xác định thông số thích hợp của quá trình cô đặc........................ 63
iii
3.3.7 Kết quả xác định thông số thích hợp của quá trình ly tâm........................ 66
3.3.8 Đề xuất quy trình chiết phlorotannin từ rong Sargassum Serratum.......... 67
3.3.9 Ứng dụng cao Phlorotannin vào quá trình tạo sản phẩm. ......................... 69
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 77
PHỤ LỤC..................................................................................................................
iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Nguồn lợi, sản lượng thu hoạch và tiềm năng sản xuất rong biển [1]. ......5
Bảng 1.2: Diện tích các vùng có thể qui hoạch nuôi trồng rong biển ở một số tỉnh
duyên hải Việt Nam [1]. ..........................................................................................6
Bảng 1.3: Các giống loài rong Nâu tìm thấy và phân bố. ....................................... 16
Bảng 1.4: Trữ lượng rong Mơ theo vùng biển các tỉnh........................................... 17
Bảng 1.5: Hàm lượng Mannitol 2 loài rong S.mcclurei và S.kjellmanianum tại Hòn
Chồng Nha Trang 1979 (% so với trọng lượng khô tuyệt đối)................................ 18
Bảng 1.6: Hàm lượng axit Alginic trong các loài rong Nâu ................................... 20
Bảng 1.7: Hàm lượng axit amin ở một số loại rong Nâu vung biển Jeddah, Saudi
Arabia (mg %)....................................................................................................... 22
Bảng 1.8: Hàm lượng Iod trong các loại rong Nâu (% trọng lượng khô) Nha Trang –
Khánh Hòa. ........................................................................................................... 23
Bảng 2.1: Các mức chất lượng .............................................................................. 39
Bảng 2.2: Hệ số trọng lượng của sản phẩm............................................................ 40
Bảng 3.1 Thành phần hóa học chính của rong nguyên liệu .................................... 52
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch H2O2 đến khả năng khử mùi............ 53
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng Phlorotannin và Carbohydrate
trong quá trình cô đặc. ........................................................................................... 64
Bảng 3.14: Hàm lượng các thành phần (%) sau khi cô đặc..................................... 65
Bảng 3.15 Kết quả đánh giá cảm quan dịch chiết.................................................. 66
Bảng 3.16: Chỉ tiêu hóa lý và độ nhớt của một số sản phẩm nước ngọt.................. 69
Bảng 3.17: Kết quả đánh giá cảm quan dịch chiết theo tỷ lệ dịch cao bổ sung. ...... 69
Bảng 3.18: Bảng đánh giá cảm quan dịch chiết theo tỷ lệ đường phối chế ............. 70
Bảng 3.19: Kết quả chỉ tiêu vi sinh theo thời gian thanh trùng............................... 71
Bảng 3.20: Bảng mô tả sản phẩm nước rong biển đóng chai có bổ sung cao
phlorotannin. ......................................................................................................... 71
Bảng 3.21: Bảng phân tích các thành phần của sản phẩm sau khi bổ sung cao
phlorotannin. ......................................................................................................... 72
Bảng 3.22: Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm............................ 72
v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ hình chiết Mannitol bằng phương pháp hòa tan trong Alcol ..........25
Hình 1.2: Sơ đồ quy trình tổng quát chiết rút Iod từ rong Nâu................................... 26
Hình 1.3: Phloroglucinol (i) và phlorotannin [tetrafucol A (ii), fucodiphloroethol B
(iii),
fucodiphlorethol
A
(iv),
tetrafuhalol
A
(v),
tetraisofuhalol
(vi),
phlorofucofuroeckol (vii)] và hoạt tính của chúng. ................................................27
Hình 2.1: Rong Mơ (Sargassum serratum) .............................................................37
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình thu nhận phlorotannin từ rong Sargassum Serratum. ......41
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của pH................................44
Hình 2.4: sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi đến khả
năng trích ly. ..........................................................................................................45
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ........................46
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng............................................47
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ cô đặc.....................................48
Hình 2.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ly tâm....................................49
Hình 2.10: Sơ đồ quy trình tạo sản phẩm nước uống rong biển đóng chai...............50
Hình 3.1a: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của pH trích ly đến hàm lượng
phlorotannin trong quá trình chiết ..........................................................................44
Hình 3.1b: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của pH trích ly đến hàm lượng
carbohydrate trong quá trình chiết. .........................................................................55
Hình 3.2a: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ NL/DM đến hàm lượng
phlorotannin trong quá trình chiết...........................................................................56
Hình 3.2b: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ NL/DM đến hàm lượng
carbohydrate trong quá trình chiết. .........................................................................56
Hình 3.3a: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng
phlorotannin trong quá trình chiết...........................................................................58
Hình 3.3b: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng
carbohydrate trong quá trình chiết. .........................................................................58
vi
Hình 3.4a: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng
phlorotannin trong quá trình chiết...........................................................................60
Hình 3.4b: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng
carbohydrate trong quá trình chiết. .........................................................................60
Hình 3.5a: Đồ thị biểu diễn hàm lượng phlorotannin trong các lần trích ly............61
Hình 3.5b: Đồ thị biểu diễn hàm lượng carbohydrate trong các lần trích ly...........62
Hình 3.6a: Đồ thị biểu diễn hiệu suất trích ly phlorotannin trong các lần trích ly....62
Hình 3.6b: Đồ thị biểu diễn hiệu suất trích ly carbohydrate trong các lần trích ly...63
Hình 3.7: Sơ đồ quy trình chiết rút phlorotannin từ rong Sargassum Serratum –
Khánh Hòa. ............................................................................................................67
1
LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng cao.
Con người không chỉ quan tâm đến những vấn đề ăn, mặc, ở đơn giản như trước
đây mà còn có những yêu cầu cao hơn. Khi đời sống được nâng cao, con người
ngày càng quan tâm hơn đến sức khỏe của mình. Do đó, những thực phẩm, vật dụng
có thể gây hại cho sức khỏe dần bị loại bỏ và được thay thế bằng các sản phẩm
được sản xuất từ các thành phần chiết xuất từ thiên nhiên. Nhu cầu của con người là
một trong những yếu tố quan trọng thúc đẩy xã hội phát triển và cũng là động lực
thúc đẩy các nhà khoa học, nhà sản xuất tìm tòi, sáng tạo ra nhiều sản phẩm mới.
Với sự phát triển của khoa học, con người đã biết cách chiết xuất ra nhiều
hợp chất có nguồn gốc tự nhiên có lợi cho sức khỏe con người và ứng dụng chúng
vào trong đời sống thông qua nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp thực
phẩm, công nghiệp xây dựng, dệt may…Trong đó, việc ứng dụng các thành tựu
khoa học vào ngành công nghiệp thực phẩm đóng vai trò quan trọng vì nó ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Hiện nay, có rất nhiều hợp chất được chiết
xuất từ thiên nhiên đã được ứng dụng rộng rãi vào đời sống.
Thật vậy, sản phẩm đồ uống không còn đơn thuần là giải khát mà còn phải
tốt cho sức khỏe. Vì thế việc nghiên cứu sản xuất các chiết xuất từ thiên nhiên để bổ
sung vào đồ uống luôn được quan tâm, và những chất được trích ly đó chính là hợp
chất polyphenol (phlorotannin). Thành phần này được sử dụng trong thực phẩm như
một loại thực phẩm chức năng nhằm mục đích phòng ngừa bệnh do có tính chất
kháng oxi hóa mạnh.
Việt Nam có hệ động vật, thực vật vô cùng phong phú, có nhiều gen quý
hiếm đặc trưng cho khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Một trong những điều kiện tạo nên
sự phong phú và giàu có ấy chính là vùng biển nhiệt đới rộng với bờ dài hơn 3200
km bao bọc hết phía đông và nam đất nước. Một trong những nguồn tài nguyên
phong phú và có giá trị mà vùng biển ban tặng cho chúng ta là rong biển. Rong
biển là loại thực vật biển quý giá được dùng làm nguyên liệu chế biến thành các
sản phẩm có giá trị trong công nghiệp và thực phẩm. Từ lâu, rong biển đã được coi
là đối tượng nghiên cứu của nhiều nước trên thế giới. Ở nước ta trữ lượng rong biển
2
rất lớn, là nguồn tài nguyên biển vô cùng phong phú, rong biển chiếm vị trí quan
trọng trong lĩnh vực kinh tế biển Việt Nam. Ngành rong biển có nhiều loài, một
trong những loài có nhiều tính năng ưu việt được nhiều nhà nghiên cứu ở nước ta
quan tâm tới là ngành rong Nâu mà điển hình là rong Mơ.
Gần đây, ngành nuôi trồng và chế biến rong biển nổi lên như một ngành
công nghiệp mới mang lại một số thành tựu nhất định. Nhiều công trình nghiên cứu
về giá trị dinh dưỡng cũng như dược học từ rong biển đã được công bố và ứng dụng
rộng rãi trên toàn cầu. Người ta đã phát hiện ra nhiều thành phần quý có trong rong
biển như: Iod, Alginate, Fuccoidin, hợp chất chống oxi hóa (phlorotannin), các axit
béo,... rất có giá trị trong y học, thực phẩm, dược phẩm…giúp cho mỗi quốc gia giải
quyết được vấn đề nhập khẩu dược liệu. Ngày nay, nhiều công dụng khác của rong
biển còn đang được các nhà nghiên cứu tiếp tục khám phá.
Xuất phát từ nhu cầu của xã hội hiện đại, đồng thời tận dụng được nguồn
nguyên liệu dồi dào, các nhà khoa học của nước ta đã và đang tăng cường nghiên
cứu, chuyển nguồn rong biển và phế thải từ rong biển thành các sản phẩm có giá trị,
bằng cách sản xuất ra các loại thực phẩm khác nhau, tách chiết ra các thành phần
khác nhau có hoạt tính sinh học hoặc hỗn hợp các thành phần có hoạt tính sinh học
để gia tăng giá trị rong biển Việt Nam.
Để góp phần vào xu thế đó, tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu trích ly
phlorotannin từ rong Nâu Sargassum Seratum và ứng dụng tạo sản phẩm đồ
uống giàu phlorotannin”. Đề tài gồm các nội dung:
1. Tìm hiểu một số thành phần hóa học chủ yếu của nguyên liệu rong Nâu.
2. Khảo sát quá trình trích ly phlorotannin.
3. Thử nghiệm tạo sản phẩm đồ uống giàu phlorotannin.
Bước đầu tiếp cận với nghiên cứu khoa học, trong điều kiện kiến thức còn
hạn chế, điều kiện cơ sở vật chất, kinh phí nghiên cứu còn thiếu thốn, ngoài việc nỗ
lực của bản thân, sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn cùng các anh chị phụ trách
phòng thí nghiệm của Viện Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang, tôi đã
hoàn thành đề tài được giao. Tuy nhiên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, tôi
rất mong được sự góp ý chân thành của các thầy cô, các bạn độc giả để đề tài được
hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.
TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN [1].
1.1.1 Đặc điểm, sự phân bố rong biển.
Rong biển hay tảo biển có tên khoa học là marine – algae, marine plant hay
seaweed. Rong biển là thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước. Chúng có
thể là đơn bào, đa bào sống thành quần thể. Chúng có kích thước hiển vi hoặc có
khi dài hàng chục mét. Hình dạng của chúng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến
lá hay hình thù rất đặc biệt. Sản lượng hàng năm các Đaị dương cung cấp cho trái
đất hàng 200 tỷ tấn rong. Nhiều nhà khoa học cho rằng trên 90% carbon tổng hợp
hàng năm nhờ quang hợp trong môi trường lỏng, trong đó có 20% do rong biển tổng
hợp nên.
Rong biển thường phân bố ở các vùng nước mặn, nước lợ, cửa sông, vùng
triền sâu,… Rong Đỏ và rong Nâu là hai đối tượng được nghiên cứu với sản lượng
lớn và được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp và đời sống. Đối với rong
Lục thì loại tảo Chlorella được xếp vào loại tảo kì diệu, có tốc độ sinh khối cực
nhanh, đang được nghiên cứu phục vụ cho con người.
Rong biển sống ở biển, hấp thụ một lượng thức ăn phong phú chảy trôi dạt từ
lục địa ra, rong có nhiều tính chất không giống thực vật trên cạn. Một số yếu tố sinh
thái đối với động vật sống trên cạn là rất quan trọng, song đối với rong biển lại
không quan trọng như độ ẩm của không khí, lượng mưa. Nhưng các yếu tố sinh thái
biển có ảnh hưởng đến đời sống rong biển như: địa bàn sinh trưởng, nhiệt độ, ánh
sang, độ muối, độ PH, muối dinh dưỡng, khí hòa tan, mức triều, song, gió, hải lưu.
Nhiều hợp chất hữu cơ trong rong biển có tác dụng điều hòa, kích thích sinh
trưởng đối với cây trồng như auxin, giberelin, cytokinin, mannitol và các
oligosacaride khác. Ngày nay rong biển còn được sản xuất thành phân bón hữu cơ
(phân bón lá và phân bón gốc).
4
1.1.2 Nguồn lợi rong biển – Bảo vệ và phát triển nguồn lợi rong biển Việt
Nam.
a. Nguồn lợi rong biển thế giới.
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). Châu Á là khu vực cung cấp rong Đỏ. Trong đó,
Philippines kể từ năm 1970 sau khi áp dụng thành công phương pháp phát triển
rong Eucheuma bằng bao tử đã chuyển lên hàng đầu thế giới vế rong biển nguyên
liệu, 85% lượng nguyên liệu sản xuất Carrageenan và Furcellaran hằng năm do
Philippins cung cấp. Nam Triều Tiên là nước cung cấp nguyên liệu sản xuất Agar
với khối lượng lớn nhất trên thế giới, chiếm 52%.
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 [1].
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.
5
Sản lượng và nguồn lợi rong biển trên thế giới được thể hiện trên bảng sau.
Bảng 1.1: Nguồn lợi, sản lượng thu hoạch và tiềm năng sản xuất rong biển [1].
(Đơn vị: 1.000 tấn)
Rong Đỏ
Rong Nâu
Khu vực
Sản lượng
Sản lượng
Nguồn lợi
Nguồn lợi
thu hoạch
thu hoạch
Bắc cực
-
-
-
-
Tây bắc Đại Tây dương
35
100
6
500
Đông bắc Đại Tây dương
72
150
223
2.000
-
10
1
1.000
Trung tâm đông Đại Tây dương
10
50
1
150
Địa Trung Hải và biển đen
50
1.000
1
50
Tây nam Đại Tây dương
23
100
75
2.000
Đông nam Đại Tây dương
7
100
13
100
Tây Ấn Độ dương
4
120
5
150
Đông Ấn Độ dương
3
100
10
500
545
650
822
1.500
-
10
-
1.500
Trung tâm tây Thái Bình dương
20
100
1
50
Trung tâm đông Thái Bình dương
7
50
153
3.500
Tây nam Thái Bình dương
1
20
1
100
Đông nam Thái Bình dương
30
100
1
1.500
-
-
-
-
807
2.660
1.315
14.600
Trung tâm tây Đại Tây dương
Tây bắc Thái Bình dương
Đông bắc Thái Bình dương
Nam cực
Tổng cộng
b. Nguồn lợi rong biển Việt Nam
Ở nước ta có khoảng 794 loài rong biển, phân bố ở vùng biển miền Bắc 310
loài, miền Nam 484 loài, 156 loài tìm thấy ở cả 2 miền (Nguyễn Hữu Dinh, 1998).
Trong đó có các đối tượng quan trọng là: rong Câu (Gracilaria), rong Mơ
6
(Sargassum), rong Đông (Hypnea), rong Mứt (Porohyza) và rong Bún
(Enteromorpha).
Nguồn rong trồng bao gồm chủ yếu các loại rong Đỏ như: rong Câu chỉ vàng
(G.verrucosa), rong Câu cước (G.acerosa), rong Câu (G.asiatica và G.heteroclada),
rong Sụn (Alvarezii).
Trong đó G.verrucosa và G.asiatica được trồng ở vùng nước lợ (Blackish
water) từ năm 1970 ở phía Bắc, phía Nam từ 1980 với tổng diện tích 1.000 ha đạt
sản lượng khoảng 1.500 đến 2.000 tấn khô/năm. Rong Câu cước (G.acerosa) cũng
được trồng ở vùng thủy triều, vịnh, ao, đìa với diện tích khoảng 100 ha, sản lượng
khoảng 150 đến 200 tấn khô/năm.
Rong Sụn kapaphycus alvarezii được di trồng vào vùng biển nước ta năm
1993, loại rong này có chất lượng tốt để sản xuất Carrageenan. Ngày nay trong nuôi
trồng Thủy sản, các nhà nghiên cứu đang kết hợp việc nuôi trồng rong biển với các
loài thủy sản tôm, cá, nhuyễn thể để nâng cao hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện
tích mặt nước. Đây là phương pháp hữu hiệu để vừa phát triển nuôi thủy sản vừa
phát triển nguồn lợi rong biển ở các nước trên thế giới nói chung và ở nước ta nói
riêng.
Bảng 1.2: Diện tích các vùng có thể qui hoạch nuôi trồng rong biển ở một số tỉnh
duyên hải Việt Nam [1].
(Đơn vị: ha)
Diện tích các vùng có thể qui hoạch nuôi trồng
Vùng qui hoạch
Rong Câu cước
Rong Sụn
Bình Định
1.140
610
Phú Yên
1.750
2.580
Khánh Hòa
5.050
8.160
Ninh Thuận
390
2.030
Bình Thuận
Chưa qui hoạch
Chưa qui hoạch
4.500
6.140
12.824 ha
19.520 ha
Bà Rịa – Vũng Tàu
Tổng cộng
7
1.1.3 Phân loại rong biển
Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, thành phần sắc tố, đặc điểm hình thái, đặc
điểm sinh sản mà rong biển được chia thành 9 ngành sau đây:
1. Ngành rong Lục (Chlorophyta)
2. Ngành rong Trần (Englenophyta)
3. Ngành rong Giáp (Pyrophyta)
4. Ngành rong Khuê (Bacillareonphyta)
5. Ngành rong Kim (Chrysophyta)
6. Ngành rong Vàng (Xantophyta)
7. Ngành rong Nâu (Phacophyta)
8. Ngành rong Đỏ (Rhodophyta)
9. Ngành rong Lam (Cyanophyta)
Trong đó, ba ngành có giá trị kinh tế cao là rong Lục, rong Nâu, rong Đỏ.
* Ngành rong Lục: có trên dưới 360 chi và hơn 5.700 loài, phần lớn sống
trong nước ngọt, nét đặc trưng của loài rong này là có màu lục, sản phẩm quang hợp
là tinh bột. Rong có dạng tế bào đơn giản hoặc phức tạp, nhiều tế bào dạng hình
phiến hay dạng sợi, chia nhánh hoặc không chia nhánh. Trừ một số trường hợp rong
chỉ là một tế bào trần không có vỏ còn đại đa số có vỏ riêng là chất pectin hay
Cellulose.
* Ngành 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. Rong có cấu tạo nhiều tế bào
dạng màng giả, dạng phiến, dạng sợi đơn giản, một hàng tế bào chia nhánh, dạng
nhánh hoặc phân nhánh phức tạp hơn thành dạng cây có gốc, rễ, thân, lá. Rong sinh
trưởng ở đỉnh (apical), ở giữa, ở gốc, các lóng. Ngoài ra, do các tế bào rong dạng
phiến chia cắt sinh trưởng khuếch tán gọi là sinh trưởng bề mặt.
* Ngành rong Đỏ: Rong Đỏ hay tảo đỏ là những loại rong biển khi tươi có
màu hồng lục, hồng tím, hồng nâu. Khi khô tùy theo phương pháp sơ chế chuyển
sang màu nâu hay nâu vàng đến vàng. Trên thế giới rong Đỏ được sử dụng với khối
lượng lớn để phục vụ con người, một số loài có hàm lượng cao về Agar,
Carrageenan, Fucellaran được sử dụng để chế biến keo rong.
8
Phần lớn rong Đỏ có cấu trúc đa bào, rong Gracilaria Verrucosa có độ dài
nhất. Tuy vậy chiều dài của rong Đỏ đều ngắn hơn nhiều so với rong Nâu. Rong Đỏ
có 2.500 loài, gồm 400 chi, thuộc nhiều họ, phần lớn sống ở biển, có cấu tạo từ
nhiều tế bào, trừ một số ít thuộc dạng một tế bào hay quần thể. Rong có dạng hình
trụ dẹp dài, phiến chia hoặc không chia nhánh. Phần lớn chia nhánh kiểu một trục
(monopodial), một số ít theo kiểu hợp trục (symodial). Sinh trưởng chủ yếu ở đỉnh,
ở giữa đốt hay phân tán. Đặc trưng của loài này là chứa nhiều sắc tố đỏ, giữa các tế
bào có chứa nhiều chất keo (Agar). Loài này sinh trưởng ở vùng biển sâu, nơi thủy
triều thấp, độ sâu từ 6m đến 7m.
1.1.4 Thành phần sinh hóa của rong biển
Theo Noris, Symeon, Williams trong 100 gam rong khô có [1]:
Đạm
: 24.5 g
Provitamin A
: 1.23 g
Mỡ
: 0.95 g
Vitamin B1
: 0.41 g
Đường
: 31.0 g
Vitamin B2
: 2.07 g
Acid nicotinic
: 5.1 mg
Nhiệt lượng : 30.3 Kcal
Fe
: 32 mg
Muối khoáng : 30.3 g
Vitamin C
P
: 1.0 mg
: 440 mg
1.1.5 Giá trị dinh dưỡng và ứng dụng của rong biển.
Giá trị dinh dưỡng của rong biển là cung cấp đầy đủ các khoáng chất đặc biệt
là các nguyên tố vi lượng, các acid amin cần thiết cho cơ thể, các loại vitamin, các
carbohydrate đặc trưng và các hoạt chất sinh học có lợi cho cơ thể, đồng thời có khả
năng phòng và trị bệnh. Theo số liệu nghiên cứu của Nhật Bản trong rong
Laminaria có chứa các vitamin sau đây (miligam %): tiền vitamin A (caroten)-1.1;
A – 622; B1 – 0.53; B2 – 0.41; acid nicotin- 1.6; acid folic – 0.14; B12 – 0.0033 và
ascorbic – 28. Rong biển có hàm lượng lipid rất thấp (ít hơn 2%). Nhưng acid
licozopentae khá cao tới 20 ÷ 25% tổng số lượng các acid béo, trong rong biển còn
tìm thấy nhiều fucosterol và nhiều nguyên tố vi lượng khác. Trong rong biển có
chứa nhiều Iod. Iod hữu cơ rất có giá trị trong y học. Do vậy rong Nâu còn được
dùng làm thuốc phòng chống và chữa bệnh bướu cổ (Basedow) [1]. Thí dụ 1 Kg
rong Laminaria chứa một lượng Iod bằng lượng Iod có trong 100.000 lít nước biển.
9
Trong 10 gam rong khô loài Alginatearia esculenta chứa một lượng vitamin E bằng
trong 100 gam củ cải đường, trong 10 gam rong khô Gracilaria sản phẩm chứa một
lượng Canxi có trong một cốc sữa [1].
Các sản phẩm hữu cơ từ rong biển ngày nay được sử dụng hết sức rộng rãi
trong các ngành như: thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, công nghiệp dệt, nông
nghiệp, công nghệ sinh học và nghiên cứu khoa học.
Các polysaccharide từ rong biển được coi là những hợp chất hữu cơ không
thể thay thế trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khi được sử dụng như chất tạo đông,
làm đặc, chất ổn nhũ và chất ổn định. Giá trị công nghiệp của rong biển là cung cấp
các chất keo rong quan trọng như: Agar, Alginate, Carrageenan, Fucryllanzan…
dùng cho thực phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác. Khoảng 20% sản lượng
rong biển thế giới được dùng để sản xuất các loại keo rong, chế biến thức ăn cho vật
nuôi và làm phân bón, số còn lại chủ yếu được dùng làm thức ăn cho người (Ohno
và Critchley, 1997). Năm 1870 người ta điều chế xà phòng từ các chất K2O, Na2O
lấy từ rong biển (rong Nâu), phát hiện trong rong Nâu có chứa Iod, từ đó người ta
dùng nguyên liệu rong Nâu để điều chế Iod [1].
Rong biển ngày càng được sử dụng rộng rãi làm thực phẩm. Nhu cầu về rong
làm thực phẩm ở Châu Á chiếm tới 90% toàn thế giới còn ở Châu Âu chỉ chiếm 1%.
Tiêu thụ rong nhiều nhất là ở Nhật, Nam Triều Tiên, Trung Quốc chiếm 70÷ 90
nghìn tấn/năm, ở Bắc Mỹ tiêu thụ 240 tấn/năm. Nhờ các tính chất vật lý, rong được
chế biến cùng với đậu, nhiều loài ngũ cốc và rau quả khác thành các món ăn đặc
sắc, ở dạng tự nhiên hay qua sơ chế. Rong được sử dụng làm phụ gia trong các món
ăn chế biến từ cá, giáp xác, nhuyễn thể, giò chả, kẹo bánh, đồ uống. Porpyra còn
gọi là rong mứt có giá trị thực phẩm cao nhất và được các nước phương Đông rất ưa
chuộng. Rong mứt tươi được đưa vào chế biến các món ăn khác nhau với thịt, cá
như xào, nấu canh…hay nấu chè giải khát.
Rong có đặc tính y học: Bồi bổ cơ thể về khoáng chất, tăng sức đề kháng tự
nhiên, điều hòa sự biến dưỡng và các nội tuyến, làm giảm lượng mỡ, làm tươi trẻ,
chống lão hóa, chống viêm đường ruột, chống bướu, chống khớp, kích thích sự tuần
hoàn. Rong biển dùng để chữa các bệnh thiếu khoáng, biếng ăn, viêm thấp khớp,
10
béo phì, tim mạch, thần kinh, bướu cổ…Các oligosaccharide có tác dụng kháng
nấm bệnh, ức chế các quá trình phát triển của tế bào ung thư, tế bào HIV, các bệnh
thuộc hệ tuần hoàn cũng như hệ tiêu háo ngày càng được phát triển trong nhiều loại
rong biển. Vì vậy ngày nay rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng và
ngày càng được sử dụng rộng rãi khắp thế giới.
Theo nghiên cứu rong Lục Nhật Bản Laminaria có chứa nhiều cellulose, các
glucid, acid Alginic, Fucoidin, các muối của acid Alginic. Tính chống nhiễm xạ cao
của acid Alginic và các muối của nó được sử dụng rộng rãi. Ngoài ra Fucoidin và
Alginate hòa tan trong nước còn làm giảm các tính chất đông tụ trong máu và chống
tạo ra các khối u. Rong Laminaria còn là nguồn cung cấp các acid amin asparagin
và glutamine được cơ thể con người hấp thụ dễ dàng. Trong các tế bào của rong
Laminaria còn tìm thấy các acid amin đồng đẳng đặc thù Laminin có tác dụng giảm
huyết áp của động vật.
1.1.6 Đặc điểm sinh trưởng, phát triển và thời kỳ thu hoạch rong biển hợp lý
cho công nghệ chế biến.
Quá trình lớn lên của cây rong gồm có năm thời kỳ: Sinh trưởng – phát triển
– tích lũy – sinh sản – tàn lụi.
Ở cuối thời kỳ tích lũy, hàm lượng các chất keo đạt cao nhất và hoàn thiện
nhất về cấu trúc của nó. Do đó cần thu hoạch ở cuối thời kỳ này là tốt nhất. Nếu thu
hoạch rong non (chưa tích lũy tối đa) hiệu suất qui trình giảm, chất lượng keo rong
giảm. Nếu thu hoạch rong đã tàn lụi cũng phạm phải các nhược điểm trên. Có thể
xác định được thời kỳ này theo các chỉ tiêu cảm quan sau:
Rong đang ở thời kỳ phân nhánh cấp II mạnh, chiều dài nhánh trên 20 cm đối
với rong hái tự nhiên và hơn 30 cm đối với rong nuôi trồng. Khối lượng cá thể đạt
từ 2 đến 3.5 gam.
Tỷ lệ rong khô/ rong tươi đạt 1/8 đến 1/10.
Với rong Nâu, thường quan sát phao sinh sản của nó.
Khả năng khai thác Mannitol tập trung cao vào tháng 3 và 4.
11
Thời điểm khai thác tốt nhất đối với rong Nâu để sản xuất Alginic là vào
cuối tháng 4 khi rong đã thành thục sinh dục và đã phóng thích giao tử vào nước
biển để lưu truyền nòi giống cho thế hệ sau.
Nếu khai thác sớm hơn (tháng 3 chẳng hạn) thì nên bằng cách cắt chừa lại
gốc 20 cm để rong có thể tái phát triển và hình thành cơ quan sinh sản.
Qua kết quả phân tích hàm lượng các chất axit Alginic, Mannitol và Iod
trong các loài rong Nâu tìm thấy ở vùng biển Quảng Nam – Đà Nẵng đến Ninh
Thuận (Trần Thị Luyến, Nguyễn Anh Tuấn và cộng tác viên, 1998) cho thấy:
Hàm lượng axit Alginic tích lũy trong các loài rong khác nhau có sự sai khác
nhau rõ rệt. Hàm lượng axit Alginic cao nhất thường vào tháng 4 là lúc các loài
rong đã trưởng thành, phóng thích giao tử và kích thước của cây rong là lớn nhất
sau đó từ tháng 5 trở đi thì có hiện tượng hàm lượng axit Alginic giảm dần theo sự
tàn lụi của rong.
Hàm lượng axit Alginic trong 5 loài rong Nâu dao động trung bình từ 23.5 ÷
37.05% trọng lượng khô tuyệt đối. Hàm lượng này cao nhất vào tháng 4, đúng vào
thời kỳ rong trưởng thành.
Hàm lượng Mannitol cũng biến đổi tương tự như axit Alginic,cao dần theo sự
sinh trưởng của rong và cũng đạt giá trị cao nhất lúc rong đã trưởng thành, phóng
thích giao tử vào tháng 4.
Hàm lượng Mannitol trong 5 loài rong Nâu ở vùng biển Khánh Hòa được phân
tích, có hàm lượng trung bình vào khoảng 6.3 ÷ 11.35% trọng lượng rong khô tuyệt
đối. Trong đó loài S.mcclurei có hàm lượng lớn hơn cả. Hàm lượng này thường cao
vào khoảng tháng 3, 4.
Hàm lượng Iod trong các loài rong Nâu được phân tích có dao động trung bình
từ 0.07 ÷ 0.09% trọng lượng khô tuyệt đối. Trong đó loài Turbinaria ornate và loài
S.kjellmanianum có hàm lượng cao. Thường hàm lượng Iod tập trung cao vào các
tháng mùa đông còn các tháng mùa hè thì hàm lượng lượng này thấp.
Các loài rong có hàm lượng axit Alginic và Mannitol cao là Sargassum
mcclurei, Sargassum kjellmanianum, Sargassum quinhoneness Dai, Sargassum
12
polycystum. Cao nhất là loài Turbinaria ornate. Trong đó loài Sargassum mcclurei
có trữ lượng lớn nhất, và Turbinaria ornate có trữ lượng không đáng kể.
Từ đó cho thấy nên khai thác rong vào tháng 4 và đầu tháng 5 là lúc rong
Nâu đã trưởng thành, có kích thước lớn nhất, hàm lượng axit Alginic và Mannitol
cao nhất. Mặt khác lúc này rong đã phóng thích các giao tử vào nước biển do vậy ta
vừa thu vừa bảo vệ được lợi ích lâu dài, tránh được nạn hủy diệt nguồn lợi.
1.1.7 Tình hình sử dụng, chế biến rong biển ở Việt Nam.
Mặc dù được thiên nhiên ưu đãi về biển nhưng sự đầu tư phát triển nuôi
trồng, chế biến khai thác rong biển còn hạn chế và chưa có hiệu quả. Ngành công
nghiệp chế biến rong biển chưa phát triển, hiện nay chỉ mới 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 được 100 tấn rong khô cho Nhật Bản. Nhu cầu Alginate
và Agar ngày càng tăng, có nhiều cơ sở công nghiệp phải mua Alginate của Nhật
Bản với giá khá cao. Trong thời gian tới nền công nghiệp càng phát triển thì nhu cầu
về Alginate, Agar và các keo rong khác sẽ còn tăng gấp bội. Nếu được đầu tư và
phát triển đúng mức, công nghệ rong biển sẽ mang lại hiệu quả lớn cho nền kinh tế
nước nhà.
Rong biển là nguồn nguyên liệu quý, có khả năng giúp cho cơ thể phòng
chống được một số loại bệnh. Do vậy nhiều nước trên thế giới giành khoản ngân
sách khá lớn cho việc nghiên cứu ứng dụng sản xuất thực phẩm từ rong biển. Ở
nước ta, thực phẩm từ rong biển chưa thực sự được chú ý, là một vấn đề còn đang
bỏ ngỏ. Một số cơ sở chế biến nhỏ tại gia đình như: làm gỏi, nấu thạch, đông sương,
mứt, kẹo, chè rong biển,…Tuy nhiên các sản phẩm này chưa nhiều, chưa phổ biến,
rất ít người dân biết đến các loại thực phẩm đặc biệt này. Do đó cần phải có kế
hoạch phát triển mạnh hơn tiến tới các sản phẩm rong biển phải phong phú hơn,
được sản xuất theo quy mô công nghiệp trong điều kiện vệ sinh am toàn thực phẩm
cao để phục vụ tiêu dùng nội địa và xuất khẩu.
1.2
Quá trình vận chuyển và các biện pháp bảo quản rong khô.
Trong quá trình thu hái, chế biến và thương mại rong biển thường phải vận
chuyển rong biển với khối lượng khá lớn. Trong quá trình vận chuyển rong khô
13
thường đóng rong thành kiện để tăng cường kho chứa và phương tiện vận chuyển.
Kiện rong phải được đóng gói bằng dây đai dọc, ngang có gắn nhãn hiệu ghi tên sản
phẩm, cơ sở sản xuất, khối lượng tịnh. Trong khi chờ đợi, rong phải được để trên
các sàn gỗ cách mặt đất, cách tường 20 cm. Hoặc có thể cắt rong thành các mảnh có
chiều dài 3 đến 5 cm rồi đóng gói vào bao tải hoặc bao nylon. Vận chuyển rong
bằng các phương tiện có mái che. Phương tiện phải khô sạch, không vận chuyển
rong khô cùng với các loại hàng hóa tươi sống, ướt như tôm, cá,…
Một số hiện tượng hư hỏng của rong:
Trạng thái cây rong bị thay đổi: rong giòn, mủn. Giòn là do sấy nhiệt độ khá
cao, rong mủn là do sơ chế nước ngọt không đúng kỹ thuật, hàm lượng muối còn
nhiều. Các loại vi sinh vật như cellulomonas, Aspegillus, Streptococcus,
Pseudomonas và Penicilium hoạt động mạnh phân hủy cellulose và các chất keo
rong.
Rong hao hụt trọng lượng do độ ẩm cao.
Rong hư cục bộ: do trải rong xuống nền nhà mà không tản nhiệt, xuất hiện sự
tự phát nhiệt nấm mốc phát triển.
Các biện pháp bảo quản rong khô.
Rong chứa phải thông thoáng, lưu thông không khí. Không khí trong kho có
độ ẩm ≤ 80%. Ngày khô ráo phải mở cửa kho để giảm độ ẩm của kho.
Các kiện rong được để trên các giàn cách mặt đất 15 ÷20 cm. Giữa các giàn
có lối đi lại để thường xuyên kiểm tra, bốc xếp, tạo độ thoáng để tản nhiệt.
Phát hiện rong ẩm phải đưa đi chế biến ngay. Khi rong mốc phải loại bỏ
phần mốc, rửa, sấy lại.
Các kiện rong phải được sắp xếp theo chất lượng và thời gian sản xuất, rong
nhập kho trước phải đưa sản xuất trước. Rong khô đúng tiêu chuẩn, bảo quản đúng
chế độ thời gian tối đa là 1 năm.
1.3
Giới thiệu về rong Nâu và rong Mơ (Sargassum).
1.3.1 Đặc điểm.
Ngành rong Nâu (phaeophyta) có khoảng 190 loài, trên 900 loài phần lớn là
sống ở biển, số giống loài tìm thấy trong nước lợ và nước ngọt không nhiều lắm.
- Xem thêm -