Đặt vấn đề Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng tăng cao. Con người không chỉ quan tâm đến “ăn no, mặc ấm” như trước kia nữa. Hiện nay, thực phẩm không chỉ duy trì sự sống, cung cấp dinh dưỡng cho con người mà còn có khả năng tăng cường sức đề kháng, ngăn ngừa nguy cơ gây bệnh, giảm thiểu các bệnh mãn tính, kéo dài tuổi thọ cho người tiêu dùng…. Do đó những thực phẩm, vật dụng có hại cho sức khỏe dần bị loại bỏ thay vào đó là các sản phẩm được sản xuất từ các thành phần chiết xuất từ thiên nhiên.
Nhu cầu của con người là một trong những động lực để thúc đẩy các nhà khoa học, nhà sản xuất tìm tòi, sáng tạo ra nhiều sản phẩm mới. Việc tách chiết và ứng dụng các hợp chất từ thiên nhiên có lợi cho con người đã được thực hiện trong nhiều ngành như: thực phẩm, xây dựng, dệt may… Trong đó, việc ứng dụng khoa học vào ngành công nghiệp thực phẩm đóng vai trò quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người. Hiện nay, có rất nhiều hợp chất được chiết xuất từ thiên nhiên đã được nghiên cứu và ứng dụng vào đời sống. Trong số đó không thể không kể đến các hợp chất chống oxy hóa.
Các chất này có vai trò rất quan trọng trong việc hạn chế hình thành các gốc tự do từ đó làm giảm nguy cơ lão hóa, phòng ngừa các bệnh như: ung thư, béo phì, tiểu đường… Việt Nam có hệ thực vật, động vật vô cùng phong phú. Hệ sinh vật biển góp phần tạo nên sự phong phú và giàu có ấy. Với lợi thế bờ biển dài 3260km, điều kiện khí hậu thuận lợi nên rất thích hợp cho khai thác thủy hải sản. ngoài những sản phẩm động vật như: cá, tôm, cua, mực… thì các sản phẩm có nguồn gốc thực vật từ biển cũng rất có giá trị, trong đó rong Mơ là loại sản phẩm biển có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao.
Rong Mơ (Sargassum) có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như các muối vô cơ (trong đó có nhiều iod, kali), protein, lipid, alginic acid, đặc biệt là trong rong Mơ có chứa nhiều hoạt chất chống oxy hóa như fucoxanthin, phlorotannin và 2 fucoidan. Việt Nam là một trong những nước có nguồn rong Mơ đa dạng và có hoạt tính mạnh nhất thế giới. Đây là nguồn tài nguyên dồi dào cho các nghiên cứu về các hợp chất chống oxy hóa phục vụ nhu cầu con người. Mặt khác, hiện nay trên thế giới cũng như trong nước đã có nhiều công trình tách chiết riêng lẻ fucoxanthin, fucoidan, phlorotannin, mannitol… nhưng chưa có công bố nào về việc xây dựng quy trình tách chiết đồng thời các chất chống oxy hóa có trong rong Mơ.
Có nhiều phương pháp chiết xuất các hợp chất chống oxy hóa từ truyền thống đến hiện đại. Ngày nay, siêu âm là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh chóng, đặc biệt trong ngành công nghệ thực phẩm để phân tích, trích ly các sản phẩm thực phẩm. Sử dụng sóng siêu âm trong trích ly các chất là một kỹ thuật hiện đại góp phần khắc phục một số nhược điểm của phương pháp truyền thống như giảm lượng dung môi, giảm thời gian chiết, thân thiện với môi trường. Ứng dụng sóng siêu âm trong thực phẩm là một công nghệ mới, trên thế giới có nghiều công trình nghiên cứu đã áp dụng và cho kết quả cao.
Tuy nhiên, ở Việt Nam các công trình nghiên cứu sử dụng sóng siêu âm chiết xuất các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ còn rất mới mẻ. Xuất phát từ thực tế trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam”. Mục đích - yêu cầu 1. Mục đích Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly riêng biệt các chất chống oxy hóa fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ Việt Nam.
Yêu cầu Nội dung 1: Xây dựng được quy trình trích ly fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam. - Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới khả năng trích ly fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam. - Xác định thời gian trích ly tới khả năng trích ly fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam. - Xác định ảnh hưởng của cường độ xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam.
3 - Xác định ảnh hưởng của thời gian xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam Nội dung 2: Xây dựng được quy trình trích ly fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ Việt Nam. - Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi tới khả năng trích ly fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ Việt Nam. - Xác định thời gian trích ly tới khả năng trích ly fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ Việt Nam. - Xác định ảnh hưởng của cường độ xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly fucoidan và phlorotannintừ rong Mơ.
- Xác định ảnh hưởng của thời gian xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ Nội dung 3: Thu nhận chế phẩm rong Mơ thô sau trích ly. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học - Đưa ra được quy trình trích riêng biệt được ba hoạt chất chống oxy hóa fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ có sử dụng sóng siêu âm. Ý nghĩa thực tiễn - Khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng trích ly ba hoạt chất fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ.
- Ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin nhằm tăng hiệu suất trích ly. - Đưa ra được quy trình chung nhằm trích ly được ba hoạt chất fuccoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về rong Mơ 2.
Nguồn gốc, sự phân bố và đặc điểm phân loại rong Mơ 2. Phân loại thực vật của rong Mơ Giới (Regnum): Chromalveolata Ngành (Divisio): Heterokontophyta Lớp (Classis): Phaeophyceae Bộ (Ordo): Fucales Họ (Familia): Sargassaceae Chi (Genus): Sargassum 2. Sự phân bố của rong Mơ Rong Mơ có tên khoa học là Sargassum, được đặt bởi các thủy thủ Bồ Đào Nha khi tìm thấy trong biển Sargasso. Rong Mơ là một giống Tảo lớn của lớp rong Nâu (Phaeophyta).
Rong Mơ phân bố chủ yếu ở Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Úc… Ở Việt Nam loại thực vật này phân bố rộng, kéo dài từ vùng biển Quảng Ninh đến Kiên Giang và các hải đảo, tập trung nhiều nhất ở vùng bờ biển của thành phố Đà Nẵng và các tỉnh Quảng Nam, Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Quảng Ninh. Năng suất ở các vùng tập trung đó có khi lên đến 7 kg/m2 mặt nước, bình quân trên dưới 5,5 kg/m2, tạo nên nguồn nguyên liệu bền vững cho việc khai thác chế biến và cũng điểm chỉ những môi trường nuôi trồng thuận lợi [4]. Ở khu vực miền Trung, rong Mơ là loài chiếm số lượng lớn nhất, chiếm 98% tổng trữ lượng của các bãi rong, mật độ cây trung bình 43,8 ± 20,2 cây/m2 và khối lượng trung bình đạt 456 ± 64,2 g khô /m2 [14]. Đặc điểm thực vật học của rong Mơ Rong có kích thước lớn, dài đến 4 mét hay có khi trên 6 – 8 mét, rong dài hay ngắn tùy loài và tùy điều kiện môi trường.
Chúng bám vào vật bám nhờ đĩa bám hay hệ thống rễ bò phân nhánh. Thân rong gồm một trục chính rất ngắn, đa số thường dài khoảng 1 cm, hình trụ, sần sùi. Đỉnh của trục chính sẽ phân ra từ 2 đến 4 5 – 5 nhánh chính. Hai bên nhánh chính mọc ra nhiều nhánh bên.
Các nhánh chính và nhánh bên sẽ tạo ra chiều dài của rong. Chiều dài này khác nhau tùy các chi, loài và trong cùng một loài kích thước này cũng thay đổi tùy điều kiện sống, nơi phân bố. Trên các nhánh có các cơ quan dinh dưỡng gần giống như lá là các túi chứa đầy không khí gọi là phao. Nhờ có hệ thống phao luôn giữ cho rong ở vị trí thẳng đứng trong môi trường biển.
Phao hin ̀ h cầ u hay hin ̀ h bầ u du ̣c , kích thước phao thay đổ i tùy theo từng loại rong : loại nhỏ nhất dài khoảng 0,2 cm, đường kính khoảng 0,1 cm; loại to nhất dài khoảng 1 cm, đường kin ́ h khoảng 0,6 cm, màu đỏ nâu đến nâu đen, trong chứa đầ y khí [11]. Các loài rong Mơ chủ yếu sinh sản theo hình thức sinh sản hữu tính để tạo thành các bãi rong. Đa số các loài rong Mơ có cơ quan sinh sản đực và cái trên hai cây khác nhau (cây khác gốc), một số khác cùng cây (cùng gốc). Khi rong đạt kích thước và chiều dài tối đa chúng sẽ mọc ra các nhánh ngắn gọi là nhánh có chứa các cơ quan sinh sản.
Giao tử đực còn gọi là tinh trùng sẽ được phóng thích khỏi giao tử đực và có khả năng bơi lội. Giao tử cái gọi là trứng hay noãn cầu cũng sẽ được phóng thích khỏi giao tử cái. Sự thụ tinh chỉ xảy ra với các giao tử đã được phóng thích [11]. Thành phần hóa học của rong Mơ Thành phần chính trong rong Mơ là các polysaccharide (cellulose, alginate, laminaran, fucoidan…), ngoài ra còn có mannitol, gibberellin, cytokinin… cùng với nhiều loại vitamin khác.
Trong đó, hai thành phần chủ yếu trong rong Mơ là acid alginic (chiếm khoảng 20 – 30% trọng lượng khô) và manitol (hàm lượng từ 7 – 10% trọng lượng khô). Hàm lượng protein trong rong Mơ chiếm khoảng 5 – 15%. Tổng lượng khoáng có từ 20 – 40% với đầy đủ các nguyên tố khoáng cần thiết cho cơ thể sinh vật, trong đó là iod với hàm lượng từ 0,08 – 0,34%. Ngoài ra rong Mơ còn chứa các phospholipid và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác [11].
Khi nghiên cứu về thành phần hóa học của loài Sargassum naozhouense (tính theo trọng lượng khô) các nhà khoa học đã thấy rằng hàm lượng protein 11,20%, chất khoáng 35,18%; lipid 1,06%; carbohydrate tổng số 47,73%; tổng carbohydrate tan trong nước 29,74%; polysaccharide tan trong nước 21,01% và chất xơ tổng số 4,83% [32]. Trong rong Mơ có chứa nhiều nguyên tố hóa học như: Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba, fe, V, Mn, Ti, Co, Ni, Cr, Sn, Ag, Bi, Cu, Pb, Zn, Na, K… Rong Mơ có khả năng đặc biệt là tích lũy hàng loạt các nguyên tố hóa học, vì vậy nồng độ các nguyên tố này trong tro của chúng có thể gấp nhều lần so với trong nước biển [6].1: Hàm lƣợng các nguyên tố khoáng trong một số loài rong Mơ ở Hòn Chồng - Nha Trang [5] Hàm lượng (g/g rong mơ khô) Tên loài Mg Sr Cr Mn Fe Co Cu Ag Zn 10-3 10-3 10-6 10-6 10-4 10-6 10-5 10-6 10-6 S.