Chương 1: Tổng quan đề tài. Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu. Chương 3: Kết quả và bàn luận. Chương 4: Kết luận và kiến nghị.
Giới thiệu về Rong Chaetomorpha sp. CHƯƠNG 2: CHƯƠNG 3: CHƯƠNG 4: CHƯƠNG 5: 1. Phân loại Rong mền (Chaetomorpha sp.) có vị trí phân loại như sau : o Giới: Viridiplantae o Ngành: Cholorophyta o Lớp: Ulvophyceae o Bộ: Cladophorales o Họ: Cladophoraceae o Giống: Chaetomorpha 1. Đặc điểm chung Chaetomorpha sp.
là loài rong có hình thái dạng sợi (filamentous algae), chi nhánh nhiều theo kiểu mọc bên đối nhau, chạc hai, chạc ba, mọc về một bên, hình lược hay mọc vòng thành chùm thuộc ngành rong lục Chlorophyta, kích thước loài từ 4 – 20 cm. Sự xuất hiện với mật độ vừa phải của loài rong này sẽ giúp cải thiện môi trường nước, làm thức ăn cho tôm và tăng năng suất cũng như chất lượng tôm nuôi. Trong các ao đầm có điều kiện phù hợp (mực nước trên mặt trảng trong ao thấp khoảng 10 – 20 cm và chế độ trao đổi nước kém), rong mền thường có lượng sinh khối tĩnh trung bình 4 là 1,5 kg/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 Rong Chaetomorpha sp. xuất hiện phổ biến trong các thủy vực lợ mặn ở khu vực châu Á. Ở nước ta loài rong này thường sinh trưởng và phát triển mạnh trong các thủy vực ven biển đồng bằng sông Cửu Long. Nhiều nghiên cứu cho rằng độ mặn là nhân tố giới hạn sự phân bố của nhiều loài rong tảo.
Rong Chaetomorpha sp. là một giống của lớp Ulvophyceae. phổ biến ở vùng biển ôn đới và nhiệt đới, chúng được tìm thấy trong nước ngọt, biển, cửa sông và môi trường sống nước lợ. Ở Việt Nam rong Chaetomorpha sp.
phân bố ở các thủy vực nước lợ của Quảng Ninh, Thanh Hóa, Hải Phòng, Hà Tĩnh, Bà Rịa - Vũng Tàu, Kiên Giang. Ở đồng bằng sông Cửu Long, rong Chaetomorpha sp. xuất hiện quanh năm, thường phát triển đồng thời với rong Enteromorpha sp. hoặc xen kẽ nối tiếp các thủy vực nước lợ, ao, đầm quảng canh.
Phân bố của rong Chaetomorpha sp. Vòng đời của Chaetomorpha sp. Rong Chaetomorpha sp. sinh sản 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 sợi 4 - 5 tế bào) đứt ra phát triển trực tiếp thành cá thể mới. Thành phần protein của rong nguyên liệu 5 Hàm lượng protein trong rong có sự khác nhau tùy theo loài.
Kết quả khảo sát 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% [1]. 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 mùa hè [2]. Những công bố này cũng hoàn toàn phù hợp với kết quả thu được về hàm lượng protein của rong nước lợ Chaetomorpha sp.
tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long (có thể đạt trên 20% w/w khi thu hoạch vào mùa mưa). Ngoài hàm lượng protein trong sinh khối rong, chúng tôi cũng phân tích thành phần acid amin trong rong Chaetomorpha sp. để đánh giá về giá trị sinh học và triển vọng sử dụng nguồn protein này. 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 các tỉnh thuộc khu vực đồng bằng sông Cửu Long được trình bảy ở bảng 1. Thành phần acid amin trong protein của rong Chaetomorpha sp. thu nhận tại Bạc Liêu và Long An Hàm lượng (% so với tổng khối lượng chất khô trong Thành phần amino acid rong) Rong Bạc Liêu Rong Long An Aspatic acid 1,18 1,5 Glutamid acid 1,94 2,17 Serine 0,42 0,61 Histidine 0,11 0,12 6 Arginine 1,07 0,76 Glycine 0,62 1 Threonine 0,33 0,52 Alanine 0,53 0,87 Tyrosine 0,29 0,41 Methionine 0,53 0,18 Valine 0,27 0,81 Isoleucine 0,26 0,42 Leucine 0,58 0,3 Phenylalanine 0,39 0,87 Lysine 0,47 0,,6 Proline 0,21 0,48 Cystine 0,31 0,28 Ba acid amin là leucine, isoleucine và valine cũng chiếm tỷ lệ khá cao trong protein của rong. 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 [3].
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 [4]. Điều này cho thấy tiềm năng của việc sử dụng protein của 7 rong Chaetomorpha sp.
trong sản xuất thực phẩm cho người cũng như trong sản xuất thức ăn cho thủy sản. Kết quả nghiên cứu về thành phần acid amin của protein rong Chaetomorpha sp. cũng phù hợp với kết quả đã công bố của J. Dawczynski và cộng sự (2007) [3, 5].
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 [4]. Thành phần sinh hóa của chế phẩm protein từ rong Chaetomorpha sp.2 Thành phần sinh hóa của chế phẩm protein từ rong Chaetomorpha sp. Thành phần sinh hóa Hàm lượng (%) (g/100g chất khô) Độ ẩm 8,0 ± 0,03 Tro 4,7 ± 0,07 Lipid + chất màu 3,1 ± 0,06 Protein 82,5 ± 0,18 Carbohydrate 1,0 ± 0,045 1.
Ứng dụng của protein từ rong Protein từ rong có giá trị sinh học cao nên có thể được sử dụng trong sản xuất thực phẩm hoặc thức ăn cho thủy sản, phần bã rong giàu carbohydrate còn lại sau khi tách protein có thể được sử dụng để sản xuất ethanol sinh học. Phần chất thải còn lại sau quá trình sản xuất ethanol sinh học rất giàu khoáng, có thể tận dụng trong sản xuất phân bón cho cây trồng. Giới thiệu về enzyme Alcalase Enzyme Alcalase là một loại enzyme endoprotease có hoạt độ cao, thu được từ Bacillus licheniformis. Đây là enzyme được phân tách và tinh sạch từ nguồn vi sinh vật.
Chọn sử dụng enzyme này cũng dựa trên đặc trưng của nó là khả năng không hút nước của các axit amin vào giai đoạn cuối, dẫn đến sản phẩm thủy phân không có vị đắng [6], đồng thời sản phẩm có sự cân bằng tốt các axit amin thiết yếu [7]. Nhiệt độ bảo quản tốt nhất là 0÷10oC. Điều kiện hoạt động tối ưu cho enzyme Alcalase AF 2,4 L: pH = 8 Nhiệt độ: 50 ÷ 60oC (122 ÷ 1400F) DH (%) tối đa 15 ÷ 25. Để kiểm soát đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân thì nên dừng phản ứng enzyme gần với DH % xác định.
Tất cả protease có thể bị bất hoạt bằng cách xử lý nhiệt ở 85oC, thời gian 10 phút hoặc protease Alcalase bị bất hoạt tại pH = 4 hay thấp hơn trong khoảng 30 phút. Phản ứng có thể dừng tức thời bằng cách thêm vào các acid thích hợp như: acid hydrochloric, phosphoric, malic, lactic, acetic. Tăng nhiệt độ tức thời khó đạt được dưới các điều kiện công nghiệp và nó có thể khó để kiểm soát DH % do sự thủy phân vẫn tiếp tục trong suốt giai đoạn bất hoạt. Cơ chế tác dụng Enzyme là chất xúc tác sinh học mang bản chất là protein có tính đặc hiệu cao, nó có khả năng tương tác lên các liên kết peptid (-CO-NH-) trong phân tử protein và cơ chất tương tự, làm cho các liên kết này bị suy yếu và dễ dàng bị đứt ra khi có yếu tố nước tham gia.
Thông thường enzyme tác dụng và chuyển hóa cơ chất phải trải qua ba giai đoạn: Giai đoạn 1: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức hợp enzyme – cơ chất (ES) không bền, phản ứng xảy ra nhanh và đòi hỏi năng lượng thấp, các liên kết yếu tạo thành giữa enzyme và cơ chất trong phức hợp ES là tương tác tĩnh điện, liên kết Hydrogen, liên kết Vandecvan. 9 Giai đoạn 2: Là giai đoạn tạo phức chất hoạt hóa xảy ra sự biến đổi cơ chất, dưới tác dụng của một số nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme làm cho cơ chất từ chỗ không hoạt động trở thành hoạt động, một số liên kết trong cơ chất bị kéo căng ra và mật độ electron trong cơ chất bị thay đổi. Giai đoạn 3: Là giai đoạn tạo ra sản phẩm của phản ứng và enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do như ban đầu. Cách tác động: Endoprotease tiến hành tách các liên kết peptide ở bên trong của nhánh polypeptide, trong khi exopeptidase tách rời các axit amin ở vị trí đầu tiên và cuối cùng của nhánh polypeptide.
Hoạt độ enzyme Hoạt độ riêng của một chế phẩm enzyme là số đơn vị enzyme/1mg protein (UI/mg) cũng có thể 1g chế phẩm hoặc 1 ml dung dịch enzyme. Thông thường hàm lượng protein được xác định bằng nhiều phương pháp. Khi đã biết khối lượng phân tử của enzyme thì có thể tính hoạt độ phân tử. Công thức tính hoạt độ: a∗b∗c X= t Trong đó, a: nồng độ tyrosine (µmol/ml) b: độ pha loãng của dịch enzyme c: thể tích của dịch thu được để đo (ml) t: thời gian xảy ra phản ứng (phút) 1.
Thủy phân protein thu nhận peptide có hoạt tính sinh học 1. Peptide có hoạt tính sinh học Thông thường, protein trong bữa ăn hằng ngày được coi là một nguồn cung cấp năng lượng và các acid amine cần thiết cho sự tăng trưởng và duy trì các chức năng sinh lý.