CHƯƠNG 1. Giới thiệu về Rong Chaetomorpha sp Hình 1. 1 Rong mền Chaetomorpha được thu nhận từ thực địa. Phân loại Rong mền (Chaetomorpha sp) có vị trí phân loại như sau : Giới : Viridiplantae Ngành : Cholorophyta Lớp : Ulvophyceae Bộ : Cladophorales Họ : Cladophoraceae Giống : Chaetomorpha 1.
Đặc điểm chung 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 sinh trưởng ở đỉnh, bám bằng tế bào gốc loé ra hay rễ giả. Rong có màu lục, kích thước loài từ 4 – 20 cm. Trong các ao đầm có điều kiện phù hợp rong mền thường có lượng sinh khối tĩnh trung bình là 1,5kg/m2.
Với sản lượng lớn có thể đạt được, rong có thể trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng để khai thác các thành phần sinh hóa quan trọng như carbohydrate, protein, khoáng chất. Phân bố Chaetomorpha sp. thường phân bố ở ao, hồ thuỷ vực nước lợ. Sinh trưởng trong điều 3 kiện pH > 7 và có ánh sáng tốt.
Rong thường mọc ở những thuỷ vực có độ sâu thấp (< 1m) 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] 1. Vòng đời của Chaetomorpha sp 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. Quá trình phát triển vòng đời của rong Chaetomorpha sp diễn ra như sau: Bào tử động 4 roi (1n) hình thành tế bào dinh dưỡng từ cây bào tử (2n), phân cắt phần bên của tế bào và phóng thích vào môi trường nước. Bào tử bám vào giá thể và nảy mầm thành cây giao tử.
Cây giao tử tạo ra giao tử đẳng giao có 2 roi (1n), phân cắt phần rỗng của túi giao tử. Các giao tử kết hợp lại tạo thành hợp tử bốn roi (2n). Hợp tử bám vào giá thể và nảy mầm thành cây bào tử (2n). Thành phần carbohydrate của rong Chaetomorpha sp Bảng 1.1 Thành phần các loại polysaccharide trong carbohydrate của rong Chaetomorpha sp.
Carbohydrate (g/kg, db) Rong non* Rong già** Glucan 290,5 339,3 (trong đó tinh bột) (78,8) (86,4) Arabinan 101,0 98,8 Galactan 48,5 42,3 Xylan/Rhamnan 6,4 6,2 Tổng carbohydrate 445,9 486,6 *Rong non: thu hoạch trước 2 tuần; **Rong già: thu hoạch sau 15-20 ngày thả giống Hình 1.2 Thành phần các loại đường đơn trong trong carbohydrate của rong Chaetomorpha sp. Theo kết quả nghiên cứu đã công bố của nhiều tác giả, rong biển thường chứa một lượng lớn polysaccharide. 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 5 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. Thí nghiệm trên 362 phụ nữ tuổi từ 30-65 cho thấy khẩu phần ăn hàng ngày chứa Porphyra sp. (một loại tảo được dùng thường xuyên tại Hàn Quốc) giúp giảm đáng kể nguy cơ ung thư vú. Những nghiên cứu khác cũng chứng minh rong tảo giúp giảm nguy cơ tiểu đường ở đàn ông Hàn Quốc [2].
Trong carbohydrate của rong Chaetomorpha sp., glucan là thành phần chủ yếu, bao gồm cellulose chiếm tỷ lệ chính và một lượng nhỏ tinh bột. Trong các thành phần đường đơn của polysaccharide của rong, ngoài glucose còn có khoảng > 30% các thành phần đường khác như xylose, rhamnose, arabinose, mannose và galactose/acid galacturonic. Đây là những đường thành phần của các loại polysaccharide cấu trúc của thành tế bào như hemicellulose hay agar, pectin. Những loại carbohydrate này cũng là một trong những thành phần đáng chú ý khi nghiên cứu sử dụng rong Chaetomorpha sp trong sản xuất công nghiệp.
Tỷ lệ glucan (cellulose và tinh bột) trong rong cao là một lợi thế khi khai thác sử dụng thành phần carbohydrate, đặc biệt là trong nghiên cứu chuyển hóa carbohydrate của rong thành đường có thể lên men và ethanol sinh học. Tuy nhiên do cellulose là thành phần chính trong thành tế bào nên trong quá trình thu nhận protein từ sinh khối rong, đây lại là một thành phần có thể gây cản trở việc trích ly protein từ nguyên liệu và làm giảm hiệu suất trích ly. Tìm hiểu về thành phần carbohydrate trong thành tế bào rong là yêu cầu quan trọng để có thể lựa chọn được enzyme thích hợp thủy phân thành tế bào nhằm nâng cao hiệu quả thu nhận protein. Thành phần khoáng trong rong Chaetomorpha sp Rong tảo là nguồn cung cấp các loại khoáng như calcium (Ca), phosphorus (P), sodium (Na), potassium (K) [1-3].
Kết quả phân tích cũng cho thấy, dù được thu hoạch tại những địa điểm khác nhau với đặc điểm thổ nhưỡng khác nhau, nhưng nhìn chung thành phần khoáng của rong khá tương đồng. Trong thành phần tro của rong Chaetomorpha sp., có đầy đủ các loại khoáng đa lượng và vi lượng cần thiết cho con 6 người, động vật cũng như cây trồng. Sinh khối rong Chaetomorpha sp phát triển trong các ao đầm nuôi tôm nên cũng không chứa các kim loại nặng hoặc chứa một lượng nhỏ nằm trong giới hạn cho phép sử dụng trong thực phẩm. Đây là một vấn đề có thể gặp phải nếu rong mọc trong các kênh rạch bị ô nhiễm.
Tương tự như các loài rong biển khác, rong nước lợ Chaetomorpha sp. rất giàu khoáng chất, có thể sử dụng trong sản xuất thức ăn cho con người và gia súc, cũng như trong sản xuất phân bón.Thành phần khoáng của rong Chaetomorpha sp. thu nhận tại Bạc Liêu Thành phần sinh hóa Rong Bạc Liêu (ppm) Tro tổng 27,5 Ca 8631 P 3681 Mg 16200 K 74159 Na 15283 Fe 1245 Zn 5. Thành phần protein trong rong Chaetomorpha sp 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. Kết quả khảo sát của [3] trên 18 loài rong khác nhau thuộc 3 ngành Chlorophyta, Phaeophyta, Rhodophyta tại Ấn Độ cho thấy hàm lượng protein thay đổi từ 10-45%. Hàm lượng protein của rong lục nằm trong khoảng 10-26% 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 8 mùa hè [4]. Thành phần amino acid trong rong. Ba acid amin là leucine, isoleucine và valine cũng chiếm tỷ lệ khá cao trong protein của rong Bạc Liêu. Ba acid amin này được gọi là chuỗi acid amin phân nhánh (BCAA- Branched chain amino acids), có vai trò thiết yếu với cơ thể trong quá trình trao đổi chất và được chuyển đổi trong mô cơ để tạo ra nguồn năng lượng tế bào ở dạng ATP [5].
Bên cạnh đó, tổng hàm lượng các acid amin thiết yếu chiếm khoảng 40% so với tổng lượng protein có trong rong Chaetomorpha sp. Hàm lượng cao các acid amin thiết yếu này, đặc biệt là lysine và methionine là thích hợp với nhu cầu dinh dưỡng của con người, đặc biệt là đối với trẻ em. Thành phần acid amin này cũng rất lý tưởng đối với nhiều loài tôm, cá [6]. Điều này cho thấy tiềm năng của việc sử dụng protein của rong Chaetomorpha sp.
trong sản xuất thực phẩm cho người cũng như trong sản xuất thức ăn cho thủy sản. Hầu hết protein từ rong đều chứa đầy đủ các thành phần acid amin thiết yếu với tỷ lệ cân đối hơn nhiều so với các loại protein từ thực vật trên cạn. Protein từ rong cũng rất giàu aspartic acid và glutamic acid. Các loại rong lớn (macroalgae), đặc biệt là rong đỏ chứa nhiều taurin.
Hàm lượng taurin trong rong Chaetomorpha sp. khá thấp, chỉ khoảng 0,14% w/w chất khô. Tuy nhiên đây cũng là một loại non-protein acid amin đáng lưu ý, do nó có khả năng làm giảm huyết áp, giảm cholesterol máu và có khả năng kháng oxy hóa [6]và [7]. Kết quả phân tích tại Lareal Lab và tại Trung tâm phân tích công nghệ cao Hoàn Vũ về thành phần acid amin trong protein của rong Chaetomorpha sp.
thu nhận tại Bạc Liêu Bảng 1. 3 Thành phần acid amin trong protein của rong Chaetomorpha sp. thu nhận tại Bạc Liêu Hàm lượng (% so với tổng khối Thành phần amino acid lượng chất khô trong rong) 9 Aspatic acid 1. Thành phần hóa học cơ bản của các loại rong lục tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long Trên 50 mẫu rong đã được thu nhận tại các ao nuôi thủy sản nước lợ quảng canh ở nhiều địa điểm thuộc tỉnh Trà Vinh, Cà Mau, Bạc Liêu và một số tỉnh khác thuộc khu vực đồng bằng sông Cửu Long trong 2 mùa mưa và mùa khô từ tháng 01/2014 đến tháng 12/2015.
Qua phân loại sơ bộ, có 4 giống rong thường gặp nhất bao gồm: Chaetomorpha sp. (rong mền hay rong lông cứng) và Vaucheria sp. Các loài rong được nghiên cứu chủ yếu gồm Chaetomorpha aerea (Dillwyn) Kützing, Ch.