CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về rong Chaetomorpha sp.1 Phân loại Theo tài liệu thực vật chí Việt Nam của Nguyễn Văn Tiến, rong mền Chaetomorpha sp. thuộc ngành rong lục Cholorophyta, họ Cladophoraceae (rong mền hay rong lông cứng), bộ Cladophorales, lớp Ulvophycea, ngành Chlorophyta, có 191 loài sống ở biển trên khắp thế giới. Việt Nam có 3 chi (giống) Rhizoclonium, Cladophora và Chaetomorpha với 36 loài [1].2 Hình thái học của rong Rong có dạng sợi, chi nhánh nhiều theo kiểu mọc bên dối nhau, chạc hai, chạc ba, mọc về một bên, hình lược hay mọc vòng thành chùm. Rong thuộc họ Cladophoraceae sống một hay nhiều năm, sống bám hay sống tự do, trôi dạt thành bè, mảng hay phủ trên bùn.
Màu lục, kích thước tùy loài từ 4-20 cm. Rong Chaetomorpha sp. được thu nhận từ thực địa 1 1.3 Phân bố Rong Chaetomorpha sp. thường phân bố ở ao, hồ thuỷ vực nước lợ, sinh trưởng trong điều kiện pH>7 và có ánh sáng tốt.
còn là nơi trú ẩn và là thức ăn cho nhiều loài sinh vật thủy sinh. Tuy nhiên, trong thủy vực giàu dinh dưỡng, loài rong này phát triển cực đại che phủ toàn bề mặt thủy vực gây hại cho các sinh vật trong thủy vực như thiếu oxy, hạn chế không gian sống và hoạt động của các sinh vật trong thủy vực [1]. Rong Chaetomorpha sp. ở ao nuôi tôm Ở Việt Nam, loại rong này phân bố chủ yếu ở các thuỷ vực nước lợ Quảng Ninh, Thanh Hoá, Hải Phòng, Bà Rịa Vũng Tàu.
Đặc biệt ở Đồng bằng sông Cửu Long, rong này xuất hiện quanh năm, thường phát triển đồng thời với rong Enteromorpha sp. hoặc xen kẽ nối tiếp nhau ở các thuỷ vực nước lợ như ao, đầm [1].4 Sinh sản và vòng đời của rong Chaetomorpha sp. Theo Dodds và cộng sự, rong Chaetomorpha sp. sinh sản theo hình thức vô tính bằng bào tử động 2–4 roi hoặc bằng bào tử bất động vỏ dày.
Sinh sản hữu tính bằng giao phối giữa các giao tử đực và giao tử cái hai roi theo kiểu đẳng hình hoặc dị hình. Trong vòng đời có sự chuyển tiếp giữa giai đoạn cây bào tử và cây giao tử. Sinh sản sinh dưỡng bằng cách từ một phần cơ thể (một đoạn 4–5 tế bào) đứt ra phát triển trực tiếp thành cá thể mới. 2 Các điều kiện môi trường như nhiệt độ, sự giới hạn của vitamin và sự biến động cường độ ánh sáng liên quan đến sự phát sinh bào tử ở các loài rong mền.5 Sinh thái học của rong mền Theo Nguyễn Văn Tiến, sinh trưởng của rong mền thuộc họ Chladophoraceae chịu tác động nhiều bởi các yếu môi trường như: ánh sáng, nhiệt độ, độ mặn, pH,.
Một số nghiên cứu cho rằng rong mền sinh trưởng tốt trong điều kiện pH >7 và nhiệt độ khoảng 25-30oC, có ánh sáng đầy đủ. Ngoài ra, sinh trưởng của rong mền còn phụ thuộc vào mức nước trong thủy vực (chi phối bởi chế độ triều) và độ trong của thủy vực. Rong mền thuộc họ Chladophoraceae là loài rộng nhiệt, chịu được điều kiện khắc nghiệt tốt hơn so với các loài rong lục khác. Ở các thủy vực nước lợ Đồng bằng sông Cửu Long, rong mền có thể được tìm thấy ở nhiệt độ từ 24 đến 37oC hoặc cao hơn.
Sinh lượng rong mền trong các thủy vực nước lợ Đồng bằng sông Cửu Long khá cao và biến động lớn trong năm. Năng suất dao động 0,5-4,5 kg tươi/m² và sản lượng 5-40 tấn tươi/ha. Sinh khối rong mền đạt cao nhất chủ yếu vào giữa mùa khô ở thủy vực nước lợ bỏ hoang, kênh nước thải… Rong mền được tìm thấy quanh năm, và sự “nở hoa” của rong mền ở các thủy vực lân cận xảy ra ở những thời điểm khác nhau trong năm.2 Vai trò của rong Trong rong có rất nhiều thành phần dinh dưỡng tốt cho cơ thể và giá trị dinh dưỡng cao hơn rất nhiều các thực phẩm trồng cấy trên đất liền. Rong là nguồn giàu khoáng chất cần thiết như magiê, canxi, đồng, kali, selen, kẽm, iốt, sắt và chứa lượng rất thấp các chất béo.
Rong biển cũng chứa nhiều chất chống oxy hóa, protein thực vật và hàm lượng chất xơ phong phú cần thiết cho cơ thể. Vitamin có trong rong biển là vitamin A, B, C, E và K. Rong cũng có chứa các axit béo omega-3 và tất cả các axit amin quan trọng cần thiết cho cơ thể con người. Do đó, rong được ứng dụng rộng rãi trong một số lĩnh vực như: Đối với ngành công nghiệp: 3 Trong công nghiệp, rong được sử dụng để sản xuất các loại keo rong quan trọng như: Agar, Carrageenan, Alginate, Furcellazan… Trong ngành dệt, Alginate có độ nhớt cao, tính mao dẫn kém, bóng và có tính đàn hồi tốt, chịu được cọ sát, giảm bớt tỷ lệ sợi đứt và nâng cao hiệu quả dệt.
Trong công nghiệp giấy, Alginate hồ lên giấy làm cho giấy bóng, dai, không gãy, khô nhanh và viết trơn. Ngoài ra, rong Chlorella và một số loài rong khác đang được nghiên cứu để tạo thành nhiên liệu sinh học thay thế cho nhiên liệu hóa học, góp phần giảm hiện tượng hiệu ứng nhà kính bằng cách cô lập carbon dioxide dư thừa trong quá tình quang hợp. Đối với y học và sức khỏe: Rong chứa những thành phần kháng tế bào ung thư và đã chứng minh được công dụng của nó trong cải thiện tình trạng các khối u ung thư. Rong biển màu nâu như rong biển wakame và kombu chứa glycoprotein và polysaccharides sunfat gọi là fucoidans và nó có chất kích thích miễn dịch, chống virus và chống ung thư.
Ngoài ra, sự hấp thu chất béo trung tính của rong biển Laminaria japonica còn được gọi là kombu cũng được đánh giá cao về hiệu quả của nó với bệnh tiểu đường. Các nghiên cứu cũng cho thấy, thành phần có tác dụng chống bệnh tiểu đường trong rong biển Kombu là acid alginic. Alginate có trong rong biển tự nhiên làm cho các chất độc hại bao gồm các kim loại nặng như chì, thủy ngân và các chất ô nhiễm khác không nhiễm vào cơ và thải chúng ra khỏi cơ thể thông qua đường hậu môn. Ngoài ra, rong rất có ích trong việc duy trì mức độ thấp của triglyceride và cholesterol trong cơ thể, giúp mạch máu lưu thông tốt và ngăn ngừa các nguy cơ gây tử vong như suy tim, xơ vữa động mạch và các bệnh động mạch ngoại vi.
Rong còn được sử dụng để làm chậm quá trình lão hóa đối với làn da, bảo vệ mắt, bảo vệ sức khỏe của răng miệng,… Đối với ngành nông nghiệp: 4 Rong là một nguồn thực phẩm quý phục vụ cho công tác chăn nuôi. Nhiều nơi rong còn được sử dụng như phân bón, một số loại rong có tác dụng cải tạo đất rất tốt như Anabaena có khả năng cố định đạm sống cộng sinh trong bèo hoa dâu được người nông dân Việt Nam sử dụng từ rất lâu đời. Một số nghiên cứu gần đây đã được chú ý trích ly một số thành phần hóa học có giá trị của rong để ứng dụng vào nhiều lĩnh vực mới, như việc trích ly protein của rong để làm nguồn protein thay thế cho thức ăn gia súc. Đối với ngành thực phẩm: Một số loại rong có hương vị rất ngon và được chế biến thành nhiều món ăn ở nhiều nước châu Á như Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc.
Nori, Kombu và Wakame là một số loại rong biển được sử dụng phổ biến trong các nước này. Các loại rong biển khác như như Agar, Carrageenan được sử dụng nhiều trong một số sản phẩm như sữa chua, thuốc uống, … Rong còn được chế biến thành các loại bột hay thạch Carrageenan, Alginate và sử dụng chúng như các chất phụ gia thực phẩm. Rong là nguồn cung cấp các loại vitamin như A, C, D, E, các vitamin nhóm B (riboflavin, niacin, pantothenic acid, folic acid) và các loại khoáng như Calcium (Ca), phosphorus (P), sodium (Na), potassium (K). Rong cũng chứa một lượng lớn polysaccharide, thường là polysaccharide cấu trúc của thành tế bào.
Các thành phần polysaccharide của rong như agar, carrageenan, ulvans, fucoidan không được thủy phân bởi enzyme amylase trong hệ tiêu hóa của người và động vật, vì thế đây là một nguồn chất xơ và prebiotic có triển vọng để sử dụng trong thực phẩm chức năng. Sự lên men có chọn lọc các chất xơ prebiotic bởi hệ vi khuẩn có ích trong đường ruột sẽ giúp ức chế hoạt động của các vi khuẩn có hại, cải thiện sức khỏe của hệ tiêu hóa và tăng cường khả năng miễn dịch của người sử dụng. Việc sử dụng rong thường xuyên trong khẩu phần ăn đã được chứng minh là mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe của con người.3 Protein trong rong 1.1 Hàm lượng protein trong rong Các loại rong biển ăn được đã được người dân sống ở các vùng ven biển trên toàn thế giới tiêu thụ và ngày nay, rong biển là một đồ ăn thường xuyên ở nhiều nước, đặc biệt là ở châu Á. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng rong biển chứa nhiều nguồn dinh dưỡng có lợi như carbohydrate, protein, các khoáng chất và vitamin.
Các loài rong tảo có thể tạo ra nhiều các hợp chất thứ cấp và các chất có hoạt tính sinh học. Các hợp chất thứ cấp được tạo ra để đáp ứng với những thay đổi khắc nghiệt của thời tiết, ví dụ như sự thay đổi của độ mặn hay nhiệt độ, sự có mặt của tia UV hay sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi. Các chất có hoạt tính sinh học trong rong biển bao gồm các peptide và protein như lectin, carbohydrate, các acid béo không no nhiều nối đôi. Hàm lượng protein trong rong có sự khác nhau tùy theo loài [2, 3].
Hàm lượng protein của rong lục nằm trong khoảng 10-26% w/w chất khô, hàm lượng protein trong các loài tảo nâu là thấp nhất (3-15% w/w chất khô) và cao nhất là ở các loài tảo đỏ (35-47% w/w chất khô). Rong thu hoạch tại những địa điểm và thời điểm khác nhau cũng có sự khác biệt trong hàm lượng protein. Ví dụ hàm lượng protein của rong Palmaria palmata có thể dao động trong khoảng từ 9-25% w/w tùy thời điểm thu hoạch, thường cao nhất vào mùa mưa và thấp nhất trong những tháng mùa hè. Ở rong lục Ulva lactuca tháng thu nhận protein cao nhất là tháng tám với 32,7% protein trên trọng lượng khô.
Ở một số loài rong nâu khác cũng có sự thay đổi hàm lượng protein theo mùa [4].2 Thành phần amino acid trong rong Hầu hết protein từ rong đều chứa đầy đủ các thành phần amino acid thiết yếu với tỷ lệ cân đối hơn nhiều so với các loại protein từ thực vật trên cạn. Protein trong rong biển được xem là chứa các thành phần amino acid tương đối phù hợp để sử dụng làm thức ăn cho con người hay trong chăn nuôi (bảng 1. Thành phần amino acid của một số loài rong lục [5].