Nghiên cứu thủy phân Cacbonhydrat từ rong nâu (Sargassum polycystum) bằng phương pháp hóa học kết hợp với enzyme và ứng dụng dịch thủy phân trong sản xuất Ethanol sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
=====***=====


NGUYỄN THỊ HỒNG HÂN


NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN CACBONHYDRAT
TRONG RONG NÂU (SARGASSUM POLYCYSTUM)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC KẾT HỢP VỚI
ENZYME VÀ ỨNG DỤNG DỊCH THỦY PHÂN
TRONG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM




Nha trang, tháng 06 năm 2013



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

=====***=====

NGUYỄN THỊ HỒNG HÂN


NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN CACBONHYDRAT
TRONG RONG NÂU (SARGASSUM POLYCYSTUM)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC KẾT HỢP VỚI
ENZYME VÀ ỨNG DỤNG DỊCH THỦY PHÂN
TRONG SẢN XUẤT ETHANOL SINH HỌC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
GVHD: ThS. LÊ THỊ TƯỞNG



Nha trang, tháng 06 năm 2013



i

LỜI CẢM ƠN
Khoá luận tốt nghiệp là bước cuối cùng đánh dấu sự trưởng thành của
một sinh viên ở giảng đường Đại học để đóng góp những gì mình đã học được
cho sự phát triển đất nước. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình
học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu khóa luận mà còn là hành
trang quí báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.

Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang,
Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, Lãnh đạo Phòng Đào tạo Đại
học niềm kính trọng, sự tự hào được học tập tại trường trong những năm qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho Cô: ThS. Lê Thị Tưởng đã tận
tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt
nghiệp này.
Xin chân thành cám ơn: Các cán bộ của phòng Hóa, phòng Công nghệ
Thực phẩm, phòng Công nghệ Chế biến, phòng Bệnh học Thủy Sản đã tạo
điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
Đặc biệt xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: các thầy cô giáo
trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, trong khoa Công nghệ Thực phẩm đã
giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian tôi học tập tại
Trường trong thời gian qua.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã tạo điều kiện,
động viên khích lệ để tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua.
Nha Trang, tháng 7/2013
SV thực hiện

Nguyễn Thị Hồng Hân



ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC HÌNH viii
LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3
1.1. Tìm hiểu chung về rong biển 3
1.1.1. Giới thiệu chung về rong biển 3
1.1.2. Hình thái - phân loại rong biển 3
1.1.3. Tình hình sử dụng rong biển 5
1.1.4. Phân bố của 3 ngành rong biển trên thế giới 6
1.1.5. Sản lượng rong biển trên thế giới 8
1.2. Tìm hiểu về rong Nâu 10
1.2.1. Nguồn gốc, đặc điểm 10
1.2.2 Điều kiện sinh trưởng và phát triển 10
1.2.3. Thành phần hóa học của rong Nâu 11
1.2.3.1. Sắc tố 11
1.2.3.2. Carbohydrate 11
1.2.3.3. Protein 12
1.2.3.4. Chất khoáng 12
1.2.4. Tình hình chế biến và nghiên cứu ứng dụng các sản phẩm từ rong
Nâu………………………………………………………………………12
1.3. Tìm hiểu về enzyme viscozyme 13
1.3.1. Giới thiệu chung về enzyme Viscozyme 13



iii

1.3.2. Hoạt động 14
1.3.3. Bảo quản 14
1.3.4. Ứng dụng của enzyme viscozyme 14
1.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 14
1.4. Tìm hiểu về ethanol sinh học và tiềm năng của nó 17
1.4.1. Giới thiệu chung về ethanol sinh học 17

1.4.2. Tiềm năng sản xuất ethanol sinh học 17
1.4.3. Các nguyên liệu thường dùng để sản xuất ethanol hiện nay 19
1.5. Tìm hiểu về nấm men lên men ethanol 21
1.6. Các nghiên cứu trong và ngoài nước thuộc lĩnh vực đề tài 23
1.6.1. Các nghiên cứu ngoài nước 23
1.6.2. Các nghiên cứu trong nước 29
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
2.1. Đối tượng nghiên cứu 32
2.1.1. Nguyên liệu rong Nâu 32
2.1.2. Nấm men 33
2.1.3. Enzyme viscozyme 33
2.1.4. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 34
2.1.4.1. Hóa chất 34
2.1.4.2. Dụng cụ 36
2.1.4.3. Máy móc và thiết bị 37
2.2. Nội dung nghiên cứu 38
2.3. Phương pháp nghiên cứu và xử lí số liệu 38
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu 38
2.3.1.1. Phương pháp phân tích 38



iv

2.3.1.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 39
2.3.2. Phương pháp xử lí số liệu 39
2.4. Xây dựng quy trình nghiên cứu dự kiến 40
2.4.1. Quy trình dự kiến thủy phân cacbonhydrat trong Nâu Sargassum polycystum. 40
2.4.1.1. Quy trình dự kiến 40
2.4.1.2. Thuyết minh quy trình 40

2.4.2. Quy trình dự kiến lên men dịch đường tạo ethanol sinh học 42
2.4.2.1. Quy trình dự kiến 42
2.4.2.2.Thuyết minh quy trình 43
2.5. Bố trí thí nghiệm 44
2.5.1. Thí nghiệm 1: Xác định nồng độ enzyme thủy phân thích hợp 44
2.5.1.1. Mục đích 44
2.5.1.2. Cách tiến hành 44
2.5.1.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 45
2.5.2. Thí nghiệm 2: Xác định pH môi trường thủy phân thích hợp 46
2.5.2.1. Mục đích 46
2.5.2.2. Cách tiến hành 46
2.5.2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 47
2.5.3. Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 48
2.5.3.1. Mục đích 48
2.5.3.2. Cách tiến hành 48
2.5.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 49
2.5.4. Thí nghiệm 4: Xác định thời gian thủy phân thích hợp 50
2.5.4.1. Mục đích 50
2.5.4.2. Cách tiến hành 50
2.5.4.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 51



v

2.5.5. Thí nghiệm 5: Thủy phân cacbonhydrat trong rong Nâu bằng cách
kết hợp thủy phân rong Nâu bằng acid và enzyme viscozyme 52
2.5.5.1. Mục đích 52
2.5.5.2. Cách tiến hành 52
2.5.5.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 53

2.5.6. Thí nghiệm 6: Xác định tỷ lệ nấm men sử dụng 54
2.5.6.1. Mục đích 54
2.5.6.2. Cách tiến hành 54
2.5.6.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 55
2.5.7. Thí nghiệm 7: Xác định pH môi trường lên men thích hợp 56
2.5.7.1. Mục đích 56
2.5.7.2. Cách tiến hành 56
2.5.7.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 57
2.5.8. Thí nghiệm 8: Xác định thời gian lên men thích hợp 58
2.5.8.1. Mục đích 58
2.5.8.2. Cách tiến hành 58
2.5.8.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 59
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 60
3.1. Kết quả xác định hàm lượng cacbonhydrat trong một số loại rong Nâu
khác nhau tại vùng biển Nha Trang 60
3.2. Kết quả các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 61
3.2.1. Kết quả xác định nồng độ enzyme thủy phân thích hợp 61
3.2.2. Kết quả xác định pH môi trường thủy phân thích hợp 63
3.2.3. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 64
3.2.4. Kết quả xác định thời gian thủy phân thích hợp 66



vi

3.2.5. Kết quả xác định nồng độ viscozyme thủy phân cacbonhydrat trong
rong Nâu khi kết hợp thủy phân acid và enzyme 68
3.3. Kết quả các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men tạo ethanol sinh học 71
3.3.1. Kết quả khảo sát tỷ lệ nấm men bổ sung vào dịch lên men 71
3.3.2. Kết quả khảo sát pH môi trường dịch lên men thích hợp 74

3.3.3. Kết quả khảo sát thời gian lên men tạo ethanol 75
3.4. Đề xuất quy trình sản xuất ethanol sinh học từ rong Nâu 78
3.4.1 Quy trình sản xuất ethanol sinh học từ rong Nâu 78
3.4.2 Thuyết minh quy trình 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82
1. Kết quả 82
2. Kiến nghị 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84














vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các dạng cacbonhydat trong 3 ngành rong biển. 5

Bảng 1.2.Sản lượng ethanol theo lí thuyết 19

Bảng 2.1. Các dụng cụ được sử dụng trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp 34

Bảng 2.2. Một số hóa chất sử dụng trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. 36

Bảng 2.3. Máy móc và thiết bị sử dụng trong đề tài 37
Bảng 3.1. Sự thay đổi hàm lượng đường khử trước và sau lên men khi bổ
sung nấm men ở các nồng độ khác nhau 71

Bảng 3.2. Sự thay đổi hàm lượng đường khử trước và sau lên men ở các pH
môi trường khác nhau. 74

Bảng 3.3. Sự thay đổi hàm lượng đường khử trước và sau lên men ở các thời
gian lên men khác nhau 76

viii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Bốn loài rong nâu sử dụng để nghiên cứu. 32

Hình 2.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae 33

Hình 2.3. Sản phẩm Enzyme viscoenzyme 34

Hình 2.4. Sơ đồ quy trình dự kiến quá trình thủy phân cacbonhydrat trong rong Nâu 40

Hình 2.5. Quy trình dự kiến sản xuất ethanol 42

Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ enzyme viscozyme thủy
phân cacbonhydrat trong rong Nâu thích hợp 45

Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH môi trường thủy phân thích hợp 47

Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 49

Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp 51

Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm kết hợp thủy phân rong Nâu bằng acid và
enzyme viscozyme. 53

Hình 2.11. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp 55

Hình 2.12. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH môi trường lên men etanol
thích hợp 57

Hình 2.13. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men etanol thích
hợp…… 59

Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn hàm lượng cacbonhydrat (%) trong 4 loài rong Nâu
tại vùng biển Nha Trang 60

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng
đường khử tạo thành 61

Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH môi trường đến hàm lượng
đường khử tạo thành 63

Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến sự tạo
thành đường khử. 65



ix

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến sự tạo
thành đường khử. 67

Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng nồng độ enzyme viscozyme kết hợp
aicd đến sự tạo thành đường khử. 69
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ nấm men đến hiệu quả lên
men ethanol. 72
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH môi trường đến hiệu quả lên

men ethanol. 74

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian lên men đến hiệu quả
lên men dịch rong Nâu. 76

Hình 3.10. Quy trình sản xuất ethanol sinh học từ rong Nâu 78

Hình 3.11. Sản phẩm ethanol sinh học được bảo quản trong lọ thủy tinh 82







1

LỜI MỞ ĐẦU
Nhu cầu năng lượng của con người đã hiện diện cách đây hàng trăm
ngàn năm và ngày nay nhu cầu năng lượng cũng không ngừng gia tăng theo
sự phát triển kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng của mỗi quốc gia. Theo tính
toán của các chuyên gia năng lượng, dầu mỏ và khí đốt hiện chiếm khoảng
60-80% cán cân năng lượng thế giới. Với tốc độ tiêu thụ năng lượng như hiện
nay và trữ lượng dầu mỏ hiện có, nguồn năng lượng này sẽ nhanh chóng bị
cạn kiệt trong vòng 40-50 năm nữa. Hơn nữa, các chất đốt hóa thạch làm tăng
lượng carbon dioxide trong khí quyển, góp phần làm nhiệt độ trái đất ngày
càng nóng lên vốn là một vấn đề mà nhiều tổ chức, quốc gia muốn tìm cách
hạn chế trong nhiều năm qua [20].
Tại Việt Nam, Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg ngày 20 tháng 11 năm
2007 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt đề án phát triển nhiên liệu

sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025 do Bộ Công thương chủ trì
với mục đích thay thế một phần nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch, góp phần
bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường [26].
Tuy nhiên, theo số liệu của FAO, hiện nay những cây lương thực chính
của thế giới ước tính khoảng 3.6 tỷ tấn, trong đó khoảng 10% dùng vào sản
xuất chất đốt sinh học. Mặt khác, theo tính toán của các chuyên gia năng
lượng, sản xuất chất đốt sinh học từ lương thực mới chỉ đáp ứng được khoảng
1% nhu cầu năng lượng thế giới hiện nay. Vì vậy, việc sử dụng các cây lương
thực để sản xuất chất đốt sinh học không phải chiến lược tương lai của Việt
Nam và thế giới vì nó góp phần làm thiếu lương thực toàn cầu. Do vậy, sản
xuất chất đốt sinh học từ các nguồn nguyên liệu khác phải được nghiên cứu
và phát triển.
Rong biển là loại sinh vật tự dưỡng nhờ quá trình quang hợp, chúng
phát triển mạnh, tăng sinh khối nhanh. Theo các tài liệu đã công bố, sản lượng
rong biển thế giới hiện nay khoảng 15 triệu tấn/năm và dự tính khoảng 22



2

triệu tấn vào năm 2020 với giá thành rẽ. Tuy nhiên, con người chỉ mới quan
tâm khai thác rong biển phục vụ vào mục đích thực phẩm, y dược mà chưa
quan tâm khai thác triệt để nguồn cacbonhydat từ rong biển để sản xuất chất
đốt sinh học. Lượng rong biển chưa khai thác sử dụng hết đã bị phân hủy gây
lãng phí tài nguyên và gây ô nhiễm môi trường [3]. Để giải quyết vấn đề năng
lượng, lương thực và tình trạng ô nhiễm môi trường, đề tài “Nghiên cứu thủy
phân carbonhydrat từ rong Nâu (Sargassum polycystum) bằng phương
pháp hóa học kết hợp với enzyme và ứng dụng dịch thủy phân trong sản
xuất ethanol sinh học.” là phù hợp và cấp thiết.
Nội dung của đồ án:

1. Xác định hàm lượng cacbonhydrat trong rong nâu Sargassum
polycystum
2. Xác lập các điều kiện thủy phân tối ưu bằng acid sunfuric kết hợp với
viscozyme.
3. Xác lập các điều kiện lên men ethanol tối ưu từ dịch thủy phân.
4. Chưng cất thu nhận ethanol từ dịch lên men.
Do thời gian nghiên cứu có hạn nên đồ án này sẽ còn có những hạn chế,
em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của Qúy thầy cô và bạn bè đồng
nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn.



3

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tìm hiểu chung về rong biển
1.1.1. Giới thiệu chung về rong biển
Rong biển tên khoa học là marine-alage, marine plant hay seaweed. Rong
biển là thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước. Chúng có thể đơn bào,
đa bào sống thành quần thể, có kích thước hiển vi hoặc có thể dài hàng chục mét.
Hình dạng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến lá hay hình thù rất đặc biệt.
Rong biển thường phân bố ở các vùng nước mặn, nước lợ, cửa sông,
vùng triều sâu, vùng biển cạn….Chúng hấp thụ một lượng thức ăn phong
phúc hay trôi dạt từ lục địa ra. Đời sống của rong biển phụ thuộc vào các yếu
tố: địa bàn sinh trưởng, nhiệt độ, ánh sáng, độ muối, độ pH, muối dinh dưỡng,
khí hòa tan, mức triều, sóng, gió, hải lưu.
Giá trị dinh dưỡng của rong biển là cung cấp đầy đủ các chất khoáng
đặc biệt là các nguyên tố vi lượng, các axit amin cần thiết cho cơ thể, các loại
vitamin (đặc biệt là thuộc nhóm A,B,C, E,…), các Carbohydrate đặc trưng
(mono-, olygo- và polysacaride) và các chất hoạt tính sinh học (lectin, sterol,

antibiotics,…) có lợi cho sức khỏe và có khả năng phòng bệnh tật (huyết áp,
nhuận tràng, béo phì, đông tụ máu, xơ vữa động mạch,…). Vì vậy ngày nay
rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng (functional food) và ngày
càng được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới. Các sản phẩm hữu cơ từ rong
biển ngày nay được sử dụng hết sức rộng rãi trong các ngành công nghiệp
như: thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, công nghệ dệt, nông nghiệp, công
nghệ sinh học, nghiên cứu khoa học,
1.1.2. Hình thái - 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:
1. Ngành rong Lục (Chlorophyta)
2. Ngành rong Trần (Englenophyta)



4

3. Ngành rong Giáp (Pyrophyta)
4. Ngành rong Khuê (Bacillaareonphyta)
5. Ngành rong Kim (Chryrophyta)
6. Ngành rong Vàng (Xantophyta)
7. Ngành rong Nâu (Phaeophyta)
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, thành phần
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 hình phiến hay dạng sợi, chia nhánh hoặc không chia nhánh. Trừ một số

trường hợp rong chỉ là tế bào trần không có vỏ còn lại đại đa số có vỏ riêng
như 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 ống hoặc phân nhánh phức tạp hơn thành dạng cây có gốc,
rễ, lá, thân. Rong sinh trưởng ở đỉnh, ở giữa, ở gốc các rong. Ngoài ra, do các
tế bào rong dạng phiến chia cắt sinh trưởng khuếch tán gọi là sinh trưởng bề
mặt.
- Ngành 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 dạng từ một tế bào hay
quần thể. Rong có dạng hình trụ dẹp dài, phiến chia hoặc không chia nhánh.
Sinh trưởng chủ yếu ở đỉnh, ở giữa đốt hay phân tán. Đặc trưng của loài này
làchứa nhiều sắc tố đỏ.




5

Bảng 1.1. Các dạng cacbonhydat trong 3 ngành rong biển.[22]
Carbohydrate Đỏ Lục Nâu
Cellulose Cellulose Cellulose Dạng không tan
trong nước
Xylan Xylan -
Mannan Mannan -
Dạng Tan trong
nước
Agar Hetero - complex

Alginat
Carrageenan Ion/trung tính Fucoidan
Carragar - -
Xylan sulfat hóa - -
Các loại khác - -
Trong dịch tế bào
Tinh bột
Floridean
Tinh bột Laminaran
Dạng trọng lượng
phân tử thấp
Floridosid - Manitol
Iso-floridosid - -
Sorbitol - -

1.1.3. Tình hình sử dụng rong biển
Rong biển đã được sử dụng từ rất sớm, khoảng 2700 năm trước công
nguyên ở Trung quốc. Sze Teu đã viết rằng 600 năm trước công nguyên, rong
biển đã được chế biến thành một món ăn quí dành cho vua chúa[18].
Thuốc“trường sinh bất tử” được vị hoàng đế đầu tiên của Trung Hoa là Tần
Thuỷ Hoàng sử dụng vào năm 200 trước Công nguyên đã được khoa học hiện
đại chứng minh đó chính là thành phần của rong Nâu sau hơn 2000 năm.
Trong mười năm gần đây, chính quyền Trung Quốc đã chi phí đến 12 triệu
USD để phát triển một loại thuốc trị AIDS từ rong Nâu với tên thương phẩm



6

là FUCOIDAN-GLYCALYX (F-GX). Loại thuốc tự nhiên này có khả năng

diệt virus HIV, tăng sức chịu đựng của phân tử miễn dịch. Ngày 01 tháng 01
năm 2003 loại thuốc này đã được chính phủ Trung Quốc cấp phép cho sản
xuất và đưa vào sử dụng.
Tại Nhật rong Nâu đã được sử dụng làm thức ăn từ thế kỷ thứ V, cuối
năm 2001 cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm đã xem xét và cấp phép
cho các sản phẩm thực phẩm chức năng của Nhật được bổ sung thêm thành
phần fucoidan để tăng cường hệ miễn dịch, giảm cholesterol, giảm mỡ máu
… và trở thành thực phẩm hỗ trợ trị bệnh nan y phổ biến của nước Nhật [18].
Rong biển đã được dùng làm thực phẩm trên toàn thế giới rất quen
thuộc với chúng ta (rong đỏ: agar, carrageenan, rong Nâu: alginat), chúng
cũng là nguồn bổ sung dưỡng chất (protein, vitamin, khoáng vi lượng) cho
thức ăn nuôi tôm, thức ăn gia súc, được dùng trong công nghiệp dệt, nhuộm,
mực in, sơn, hàn điện, lọc và hấp phụ các hợp chất, công nghiệp giấy, trong
kỹ thuật nuôi cấy vi sinh, điện di, agar, nó còn là nguyên liệu không thể thiếu
cũng như trong công nghiệp nước giải khát và đồ hộp, socola, mỹ phẩm cao
cấp(carrageenan), ngoài ra rong biển còn dùng làm chất kích thích sinh trưởng
với chất oligo alginat, laminaran (rong Nâu) cùng các hợp chất như auxin,
gibberelin, cytokinin (trong hầu hết các ngành rong). Rong biển còn được sử
dụng chữa trị ung thư theo các bài thuốc gia truyền dưới dạng dùng kết
hợpvới các thuốc khác[6] và polyphenol trong rong Nâu cũng được dùng làm
trà chống lão hoá. Đặc biệt trong thời gian gần đây (2007) tại trung tâm đăng
ký phát minh sáng chế của Mỹ đã có qui trình sản xuất biodiesel từ rong.
1.1.4. Phân bố của 3 ngành rong biển trên thế giới
Xét về số lượng các loài rong, thì rong lục (Chlorophyta) trên thế giới
chủ yếu phân bố tập trung tại Philippin, tiếp theo là Hàn Quốc, kế tiếp là
Indonesia, Nhật Bản và ít hơn là ở Việt Nam với các loài Caulerpa racemosa,
Ulva reticulata, Ulva lactuca. Ngoài ra, rong lục còn phân bố rải rác ở các

7

nước bao gồm: Achentina, Bangladesh, Canada, Chile, Pháp, Hawaii,
Israel,Italy, Kenya, Malaysia, Myanmar, Bồ Đào Nha, Thailan…. Rong
đỏ(Rhodophyta) phân bố nhiều ở Việt Nam bao gồm một số loài như:
Betaphycus gelatinum, Calaglossa leprieurii, Gelidiella acerosa,
Gigartinaintermedia, Gloiopeltis spp., Gracilaria spp., Gracilaria asisatica,
Gracilariacoronopifera, Gracilaria eucheumoides, Gracilaria firma,
Gracilariaheteroclada, Gracilaria salicornia, Gracilaria tenuistipitata var.
liui, Hypneamuscoides, Hypnea valentiae, Kappaphycus cottonii, Porphyra
crispata,Porphyra suborbiculata, Acanthophora spicifera. Sau đó cùng với số
lượng loài tương đương nhau ở Nhật Bản, Chile, Indonesia, Philippin,
Canada, Hàn Quốc tiếp theo sau là Thailan, Brazil, Pháp, Bồ Đào Nha, Trung
Quốc,Hawaii, Myanmar, Nam Phi, ít hơn nữa là Anh, Bangladesh, Caribbe,
Ireland, Peru, Tây Ban Nha, Achentina, ấn Độ, Italy, Malaysia, Mexico, New
Zealand, Mỹ sau hết là rải rác có mặt ở Iceland, Alaska, Kenya, Madagascar,
Kiribati,Ai Cập, Israel, Ma rốc, Namibia, Tanzania. Rong Nâu (Phaeophyta)
phân bố nhiều nhất ở Nhật Bản, tiếp theo là Canada, Việt Nam, Hàn Quốc,
Alaska, Ireland, Mỹ, Pháp, ấn Độ, kế tiếp là Chile, Achentina, Brazil, Hawaii,
Malaysia, Mexico, Myanmar, Bồ Đào Nha.
Trong đó bộ Fucales, đối tượng phổ biến và kinh tế nhất của rong Nâu
đại diện là họ Sargassaceae với hai giống Sargassum và Turbinaria phân bố
chủ yếu ở vùng cận nhiệt đới.[phụ lục 1.1]
Hệ thống phân loại Sargassum trên thế giới rất phức tạp, năm 1753 ba
loài thuộc chi Fucus: Fucus natans, F. acinarius và F. lendigerus do Linnaeus
mô tả lần đầu tiên nay được thay thế bằng chi Sargassum. Giữa những năm
1808 đến 1819, 36 loài rong thuộc chi Fucus được mô tả ngày nay cũng được
chuyển sang chi Sargassum, năm 1820 J.Agardh giới thiệu chiSargassum với
số loài lúc này là 62 loài. Sau thời gian đó rất nhiều tác giả khác tiếp tục giới

8

thiệu về Sargassum như Yendo (1907), Reinbold (1913),Grunow (1915, 1916)
and Setchell (1931). Số loài Sargassum lên đến 230.
Năm 1954 Womersley công bố hệ thống phân loại Sargassum của mình
ở Úc, cùng với các tác giả đương thời ở nhiều vùng khác nhau trên thế giới
như Phạm Hoàng Hộ của Việt Nam, Chou, Chiang của Taiwan và Ang, Trono
của Philippin[6], đến nay tổng số loài của chi Sargassum đã lên đến hơn 500.
Sargassum tại Việt Nam hiện nay có khoảng 70 loài (thực vật chí Việt
Nam), số lượng loài Sargassum phân bố trên các nước luôn thay đổi theo các
nghiên cứu gần đây nên khó có thể kết luận hiện nay Sargassum phân bố
nhiều nhất ở nước nào. Riêng tính đến 1998 thì nhiều nhất là ở ấn Độ,
Philippin và ViệtNam [phụ lục 1.1].
Phân bố về số loài rong biển tuy đã được tổng kết sơ bộ, tuy nhiên, tuỳ
theo diện tích lãnh hải, điều kiện môi trường phát triển, kỹ thuật nuôi trồng
khác nhau của các nước mà sản lượng rong biển trên thế giới khác với phân
bố các loài rong.
1.1.5. Sản lượng rong biển trên thế giới
Rong lục chủ yếu là của Nhật Bản khoảng 4.000 tấn khô với các chi
như Enteromorpha, Monostroma, Ulva, trong đó nuôi trồng khoảng 2.50019
tấn, kế tiếp là Hàn Quốc khoảng 1.000 tấn chi Enteromorpha, Philippines
khoảng 800 tấn chi Caulerpa, gần như toàn bộ do nuôi trồng.
Rong đỏ chủ yếu là Pháp khoảng 600.000 tấn, chi Maerl, tiếp theo là
Anh khoảng 200.000 tấn, chi Maerl (t ww), ít hơn là Chile khoảng 75.000 tấn
gồm các chi Gracilaria, Gigatina, Gelidium. Nhật Bản khoảng 65.000 tấn,
trong đó khoảng 60.000 tấn là do nuôi trồng, gồm các chi Porphyra và
Gelidium. Philippines khoảng 40.000 tấn do nuôi trồng bao gồm chi
Euchuema và Kapaphycus. Hàn Quốc cũng có sản lượng tương đương với chi

Porphyra, tiếp đến là Trung Quốc với khoảng 31.000 tấn chủ yếu là Porphyra,



9

Indonesia khoảng 26.000 tấn chi Euchuema và Gracilaria…Việt Nam khoảng
2.000 tấn chi Gracilaria.
Sản lượng rong Nâu lớn nhất thế giới tập trung tại Trung Quốc với trên
667.000 tấn khô, tập trung vào 3 chi Laminaria, Udaria, Ascophyllum. Korea
khoảng 96.000 tấn với 3 chi Udaria, Hizakia, Laminaria. Nhật Bản khoảng
51.000 tấn Laminaria, Udaria, Cladosiphon, Na Uy khoảng 40.000 tấn, Chile
khoảng 27.000 tấn [phụ lục 1.2].
Rong mơ việt nam: Năm 1790 Loureiro là tác giả đầu tiên để ý đến một
số loài rong mơ nhưng chỉ mô tả sơ lược, không hình vẽ trong thực vật chí
Đông Dương “Flora Cochinchinensis”. Năm 1837 cuộc thám hiểm bờ biển
Việt Nam được thực hiện trên tàu “La Bonite”, Gaudichaud đã thu được một
loài Turbinaria và 4 loài Sargassum, sau đó Busseuil thu thêm 4 loài nữa. Mãi
đến năm 1954 Dawson đến làm việc tại Viện Hải Dương Học Nha Trang có
mô tả thêm 2 loài. Toàn bộ các mẫu vật đó hiện nay đều không còn lưu giữ tại
Việt Nam. Giáo sư Phạm Hoàng Hộ năm 1961 trong luận án đã mô tả 15 loài,
đến năm 1967 mô tả được 41 loài. Ở miền bắc, Nguyễn Hữu Dinh trong luận án
năm 1972 mô tả được 22 loài, nếu so với rong miền nam đã bổ sung được 9 loài
cho hệ rong mơ Việt Nam. Năm 1992 Nguyễn Hữu Đại trong luận án 20 đã mô
tả 52 loài và trong “Rong mơ Việt Nam nguồn lợi và sử dụng” 1997 đã mô tả 68
loài [8].
Hầu hết các loài rong Mơ sinh trưởng và phát triển ở dạng sống bám
với hình thức sinh sản chủ yếu là hữu tính, thích hợp với điều kiện sinh thái
môi trường có độ mặn cao, nước trong và có sóng. Vì vậy rong Mơ phân bố
phổ biến ở các bãi triều đáy cứng (đá tảng, đá, san hô chết, các rạn ngầm )

ven biển và các đảo. Do đặc điểm của địa hình có nhiều núi ở ven biển hoặc
lấn ra sát biển, tạo thành nhiều mũi và bãi triều đáy đá cứng và có nhiều rạn
san hô chết kéo dài, độ muối ổn định và cao quanh năm, các dòng sông ngắn
và có nhiều đảo, nên vùng biển Đà Nẵng (chân đèo Hải Vân, bán đảo



10

SơnTrà), Quảng Nam (Cù Lao Chàm, Núi Thành), Quảng Ngãi (Bình Châu,
đảoLý Sơn, Sa Huỳnh), Bình Định (Phù Mỹ, Qui Nhơn), Phú Yên (vịnh Xuân
Đài, Cù Mông), Khánh Hòa (vịnh Văn Phong, Hòn Khói, vịnh Nha Trang, vịnh
Cam Ranh), Ninh Thuận (huyện Ninh Hải, Ninh Phước) có nhiều rong Mơ.
Còn vùng bờ biển từ Bình Thuận đến Bà Rịa-Vũng Tàu, ven biển có nhiều bãi
triều đáy cát, chỉ có một ít mũi bãi triều đáy đá ở mũi Né, Long Hương (Bình
Thuận), Long Hải, Vũng Tàu (Bà Rịa - Vũng Tàu) nên rong Mơ không nhiều.
Đoạn bờ biển Tây Nam Bộ thuộc tỉnh Kiên Giang chỉ từ Hòn Chông, Hòn
Trẹm (xã Bình An) đến thị xã Hà Tiên, Mỹ Đức, giáp biên giới Campuchia,
xuất hiện nhiều bãi triều đáy đá và các đảo, độ muối cao và ổn định mới có
rong Mơ phát triển. Nhìn một cách tổng quan vùng ven biển và đảo từ Đà Nẵng
đến Vũng Tàu và huyện Hà Tiên (từ xã Bình An đến Mỹ Đức Hà Tiên) là hai
khu vực ở ven biển phía Nam Việt Nam rong Mơ phân bố tập trung.
1.2. Tìm hiểu về rong Nâu
1.2.1. Nguồn gốc, đặc điểm
Rong Nâu là một trong các loại rong biển, sinh sống ở biển là chủ yếu.
Rong Nâu có nhiều loài, có độ đậm nhạt của màu nâu khác nhau do sự khác
nhau về các thành phần sắc tố trong cấu tạo. Cây rong sẽ tùy vào từng loại sẽ
có độ dài khác nhau nhưng đều là loài rong to, mọc thành bụi, gồm vài chục
chính quanh nhánh, nhánh mang phiến có dạng lá, phiến có răng mịn, hầu như
các loài rong Nâu đều có phao, tuy nhiên số lượng và kích thước của phao

khác nhau, hình dạng của phao là hình cầu hay trái xoan, đường kính của
phao nhỏ khoảng 0,5-0,8 mm, phao lớn khoảng 5-10 mm.
1.2.2 Điều kiện sinh trưởng và phát triển
Là loài mọc ở những vùng biển ấm nóng, trên nền đá vôi, san hô chết,
nơi sóng mạnh và nước trong, nhất là ven các đảo. Chúng mọc trên tất cả các
loài vật bám cứng, trên vách đá dốc cứng, trên các vách đá dốc đứng, các bãi
đá tảng. Trên các bờ dốc đứng, chúng phân bố thành các đai hẹp ở các mức



11

thủy triều thấp đến sâu khoảng 0,5 m. Đa số chúng thích mọc ở nơi sóng
mạnh, ở các đảo, bờ phía đông chúng mọc dày và phong phú hơn bờ phía tây.
Ở các bãi đá hướng ra biển khơi, chúng phát triễn mạnh và sinh lượng nhiều hơn.
Chúng sinh trưởng mạnh vào các tháng 2 - 3, đa số các loài có kích
thước tối đa vào tháng 3 - 4 và hình thành cơ quan sinh sản, sau đó bị sóng
biển nhổ đánh tấp vào bờ và tàn lụi. Đến tháng 7 các bãi rong đều trơ.
1.2.3. Thành phần hóa học của rong Nâu
1.2.3.1. Sắc tố
Sắc tố trong rong Nâu là diệp lục tố (Chlorophyl), diệp hoàng tố
(Xantophyl), sắc tố màu nâu ( Fucoxanthin), sắc tố đỏ ( Caroten). Tùy theo tỷ
lệ các loại sắc tố mà rong có màu từ nâu - vàng nâu - nâu đậm - vàng lục.
Nhìn chung sắc tố của rong Nâu khá bền.
1.2.3.2. Carbohydrate
a. Monosacarid
Mannitol: có công thức là HOCH
2
-(CHOH)
4

–CH
2
OH
Mannitol tan được trong Alcol, dễ tan trong nước có vị ngọt. Hàm lượng từ
14-25% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lý sinh sống.
b. Polysaccharide
- Alginic: Alginic là một polysaccharide tập trung ở giữa vách tế bào, là
thành phần chủ yếu cấu tạo thành tầng bên ngoài màng thành phần màng tế bào
rong Nâu.
Hàm lượng này phụ thuộc vào loài rong và vị trí địa lý môi trường
màrong sinh sống. Hàm lượng Alginic có ở các loài rong ở biển miền Trung
Việt Nam là khá cao, dao động từ 12,3 đến 35,9% so với trong lượng rong
khô tuyệt đối, tùy thuộc vào loài và vùng địa lý.
- Fuccoidan: là sulfate polysaccharide dị hợp. Hàm lượng khoảng 8-
10% rong khô tuyệt đối.



12

- Laminarin: Laminarin là β)1→3,1→6 glucan. Laminarin có hàm
lượng từ 10-15% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại rong, vị trí địa lý và
môi trường sinh sống của rong Nâu.
- Cellulose: là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng cellulose
trong rong Nâu nhiều hơn trong rong đỏ.
1.2.3.3. Protein
Protein của rong Nâu không cao lắm nhưng khá hoàn hảo. Do vậy rong
Nâu có thể dùng làm thực phẩm. Protein của rong Nâu thường ở dạng kết hợp
với Iot tạo nên iot hữu cơ như: MonoIodInzodizin. Iot hữu cơ rất có giá trị trong
y học. Do vậy rong Nâu còn được dùng làm thuốc phòng chống bệnh bướu cổ.

Hàm lượng protein rong Nâu vùng biển Nha Trang dao động từ 8,05-
21,11% so với trọng lượng rong khô.
1.2.3.4. Chất khoáng
Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong rong Nâu thường lớn hơn nước
biển. Hàm lượng khoáng của các loài rong Nâu Nha Trang dao động từ 15,51-
46,30% phụ thuộc vào mùa vụ và thời kỳ sinh trưởng. Ngoài ra trong rong
Nâu còn có mặt các chất khác như acetogenin, polyphenolic, terpenoids,
lipid… Rong Nâu phân bố tại Việt Nam chủ yếu là rong mơ bao gồm các loài
Sargassum và turbinaria.
1.2.4. Tình hình chế biến và nghiên cứu ứng dụng các sản phẩm từ rong Nâu
Rong biển được sử dụng chế biến rộng rãi trong công nghệ thực phẩm,
thức ăn chăn nuôi, hóa học, mỹ phẫm và dược phẩm. Công nghệ chế biến các
sản phẩm từ rong biển chủ yếu ở các nước ở châu Á như: Trung Quốc, Nhật
Bản, Hàn Quốc, Triều Tiên, Indonesia… Mỹ, Canada và một số nước châu Âu
như Pháp, Đức đang cố gắng thiết lập sản xuất rong biển ở quy mô lớn [5].
Đã từ lâu rong biển được tạo ra các sản phẩm ứng dụng vào đời sống.
Từ những năm 1870, người ta đã điều chế xà phòng từ các chất K
2
O, Na
2
O
lấy từ rong biển (rong Nâu). Trong rong Nâu, Iod chiếm với tỷ lệ lớn. Đến



13

năm 1812, Iod đã được điều chế từ rong Nâu với giá trị dược học cho con
người. Năm 1914 – 1915 Mỹ, Đức dùng rong Nâu để điều chế KCl, than hoạt
tính. Năm 1930 công nghệ chế biến các chất như: Alginate, Manitol, Agar

phát triển mạnh và ngày càng ứng dụng nhiều trong thực tế.
Giá trị công nghiệp của rong biển là cung cấp các chất keo quan trọng
như Agar, Alginate, Carrageenan, Furcellazan dùng cho thực phẩm và nhiều
ngành công nghiệp khác. Các loại keo rong biển là các loại polysaccharide có
tính keo khi hòa tan trong nước, được chiết suất từ rong biển. Từ rong Nâu có
thể chiết suất được: Alginic, Alginate, Laminarin.
Keo Alginate, Agar và Carrageenan được chiết rút từ khoảng 1,300,000 tấn
rong tươi các loại. Tổng sản lượng keo rong biển gồm: 35,000 tấn Alginate, 25,000
tấn Carrageenan và 10,000 tấn Agar, với tổng giá trị lên đến 750 triệu USD.
Ở nước ta cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về ứng dụng các hợp chất
được chiết rút từ rong Nâu. Cụ thể là các đề tài “Nghiên cứu sử dụng Iod chiết rút từ
rong Nâu để phối chế nước mắm Iod”, “Nghiên cứu hoàn thiện và cải tiến quy trình
công nghệ sản xuất Alginate Natri” của tác giả Trần Thị Luyến [10].
Ngày nay, các hợp chất khác có hoạt tính sinh học của rong Nâu như
Manitol, Fuccoidan cũng đang được nghiên cứu rộng rãi.
1.3. Tìm hiểu về enzyme viscozyme
1.3.1. Giới thiệu chung về enzyme Viscozyme
Viscozyme Lđược sử dụng trong đề tài là sản phẩm của hãng
Novozyme(Đan Mạch), bao gồm các enzyme hoạt động: cellulase,
hemicellulase, xylanase.
Viscozyme là sản phẩm từ chủng nấm mốc Aspergillus aculeatus. Là
một phức hợp đa enzyme có chứa một loạt các carbohydrases. Nó cũng hoạt
động trên các nhánh giống như pectin chất được tìm thấy trong thành tế bào
thực vật. Một trong những sử dụng của nó tại phòng thí nghiệm là việc sản
xuất các tế bào thực vật protoplasts từ lá rau diếp.



14

Đặc tính của sản phẩm Viscozyme :
- Màu sắc : nâu
- Trạng thái vật lí : lỏng
- Chất bảo quản : kali sorbet
1.3.2. Hoạt động
Viscozyme có chứa một loạt các carbohydrases arabanase, cellulase,
beta-glucanase, hemixenlulaza và xylanase. Nó cũng phá vỡ nhánh pectin như
chất được tìm thấy trong thành tế bào thực vật. Các điều kiện
tốiưucho Viscozyme với các hoạt động khác nhau và phức tạp của nó là một
phạm vi pH 3,7 - 6 và nhiệt độ 25-55° C.
1.3.3. Bảo quản
Chuẩn bị enzym nên được bảo quản ở 3-5 ° C. Ở nhiệt độ này, các
enzyme sẽ duy trì hoạt động của nó ít nhất một năm. Ở 25 ° C, enzyme có thể
duy trì hoạt ít nhất 3 tháng [27].
1.3.4. Ứng dụng của enzyme viscozyme
Viscozyme tìm thấy một loạt các sử dụng trong ngành công nghiệp, đặc
biệt là nơi các sản phẩm hữu ích được chiết xuất từ nguyên liệu thực vật trong
chế biến các loại ngũ cốc và rau quả. Nó có thể tăng cường sự sẵn có của tinh
bột trong quá trình lên men làm giảm polysaccharides trong nguyên liệu thực
vật. Nó thường làm giảm độ nhớt của vật liệu có nguồn gốc từ thực vật và do
đó có thể cải thiện sản lượng khai thác. Viscozyme 120L chịu được nồng độ
rượu thấp nhưng chịu được nồng độ đường cao hơn nên được sử dụng để làm
trong dịch quả cô đặc.
1.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân
Quá trình thủy phân rong Nâu tùy theo mức độ thủy phân, thời gian
thủy phânmà thu được các loại đường đơn, đường phân tử thấp. Quá trình
thủy phân rong Nâu bằng viscozyme có nhiều yếu tố ảnh hưởng: