Khảo sát điều kiện chiết tách alginat từ rong mơ

ĐẶT VẤN ĐỀ
Alginat là một polysaccarid tự nhiên, có nguồn gốc từ rong nâu và một
số loài vi sinh vật. Cho tới nay alginat và các muối của nó được ứng dụng
trong nhiều ngành như công nghiệp, dược phẩm và thực phẩm… Trong lĩnh
vực dược phẩm alginat được dùng làm gạc băng vết thương, làm khuôn răng,
làm tá dược sản xuất thuốc… Đặc biệt alginat được sử dụng làm chất mang
rất tốt trong kỹ thuật cố định tế bào. Đây là hướng ứng dụng mới với nhiều
hứa hẹn.
Việt Nam là một nước nhiệt đới, với diện tích vùng biển rộng hơn 1
triệu km
2
, đường bờ biển dài hơn 3000km, và một trong những tài nguyên vô
cùng phong phú của biển nước ta là hệ sinh thái rong biển. Với hàm lượng
alginat trong thành phần rong từ 19% đến 44%, cao hơn hẳn các loài rong trên
thế giới, thì đây là một nguồn lợi có ý nghĩa to lớn về mặt khoa học cũng như
thực tiễn [9].
Tuy vậy các nghiên cứu về chiết xuất alginat phục vụ nhu cầu dược
phẩm và ứng dụng gel alginat trong cố định tế bào còn ít được quan tâm. Vì
vậy đề tài “Khảo sát điều kiện chiết tách alginat từ rong mơ” được tiến
hành với hai mục tiêu:
 Bước đầu khảo sát một số điều kiện chiết xuất ảnh hưởng tới
hiệu suất và độ nhớt của alginat thu được.
 Đánh giá khả năng tạo gel và khả năng cố định tế bào nấm men
Saccharomyces cerevisiae của alginat chiết xuất được.
1
Chương I. TỔNG QUAN
1.1. Rong mơ Việt Nam
1.1.1. Phân bố và sản lượng
Các loài rong mơ Việt Nam chủ yếu thuộc chi rong mơ (Sargassum), họ
rong mơ (Sargassaceae), bộ rong đuôi ngựa (Fucales), ngành rong nâu
(Phaeophyta) [6]. Đây là nhóm rong biển có thành phần loài phong phú, phân

bố phổ biến, sản lượng cao và là nguồn lợi tự nhiên lớn nhất trong nguồn lợi
rong biển Việt Nam. Sản lượng rong mơ vùng ven biển nước ta vào khoảng
30.000-35.000 tấn tươi/năm. Đặc biệt có những nơi sinh khối rong mơ lên đến
trên 12kg/m
2
[5, 10].
Dọc theo khu vực bờ biển miền Trung có khoảng 68 loài rong mơ đã
được phát hiện, thường phân bố ở các tỉnh như: Quảng Bình, Quảng Trị,
Quảng Nam, Quảng Ngãi, Thừa Thiên Huế…, hay gặp nhất là các loài rong
mơ nhánh bò S. polycystum, rong mơ lá mềm S. tenenium, rong mơ liềm S.
hemiphyllum... [5, 10]. Nhiều vùng rất thuận tiện cho việc khai thác và vận
chuyển, tuy nhiên do mùa vụ ngắn nên cần có biện pháp xử lý và bảo quản
nguyên liệu để có thể sử dụng lâu dài cho cả năm.
1.1.2. Thành phần hóa học của một số loài rong mơ thường gặp
Hàm lượng protein trong rong mơ không cao, chỉ khoảng 5-15% so với
trọng lượng khô. Lượng protein này không chỉ phụ thuộc vào thành phần loài
mà còn phụ thuộc vào quá trình phát triển của cá thể, điều kiện sống của rong,
cách phơi sấy, bảo quản rong nguyên liệu. Rong mơ chứa 17 loại acid amin
trong đó có mặt tất cả các acid amin thiết yếu. Vì vậy protein của rong mơ có
tính dinh dưỡng cao hơn so với các protein của các cây trồng trên cạn [10].
Hàm lượng lipid chỉ chiếm một phần nhỏ so với các chất hữu cơ khác
trong rong. Rong mơ có tới 28 loại acid béo chủ yếu là acid palmitic, acid
2
oleic, acid linoleic với hàm lượng khoảng 0,2-0,6% so với trọng lượng khô
[10].
Thành phần quan trọng nhất trong rong là các glucid, gồm nhóm
monosaccarid và polysaccarid. Nhóm monosaccarid gồm các đường đơn với
các tỷ lệ khác nhau như mannitol, galactose, mannose, xylose… Nhóm
polysaccarid gồm có alginat, laminarin, fucoidan, cellulose… trong đó thành
phần hóa học quan trọng nhất là alginat. Laminarin chiếm 10-15%, có khi tới

43%; fucoidan chiếm khoảng 4%, có khi tới 20%. Dạng chủ yếu của alginat
trong rong là các sợi calci và magie alginat không tan, giúp tạo độ rắn chắc
cho thành tế bào. Phần nhầy vô định hình bao quanh dạng sợi chủ yếu là
alginat tan trong nước hoặc fucoidan [7].
Hàm lượng alginat trong rong vào khoảng 19-44%. So với hàm lượng
các loài rong nâu trên thế giới thì hàm lượng này của rong mơ Việt Nam khá
cao. Đây là một trong những chỉ tiêu cần thiết để rong mơ trở thành nguồn
nguyên liệu có giá trị trong công nghiệp sản xuất alginat [9].
Các chất khoáng có mặt trong rong với tỷ lệ tùy từng loài, nơi phân bố
và giai đoạn phát triển. Tổng lượng khoáng theo trọng lượng khô dao động từ
20-40% [5, 10]. Ngoài các nguyên tố phổ biến như K, Na, Ca, Mg…, rong mơ
Việt Nam cũng có khả năng tích tụ nguyên tố stronti khá cao. Hàm lượng iod
khoảng 0,05-0,25% [9]. Ngoài ra còn có chất diệp lục và một số loại vitamin
khác.
1.1.3. Sử dụng nguồn lợi rong mơ ở nước ta
 Cách sử dụng truyền thống:
Hiện nay chưa có số liệu chính xác về tình hình khai thác và sử dụng
rong mơ trong nước. Nhiều vùng ven biển, rong thường được khai thác và
dùng làm phân bón cho các loài cây như thuốc lá, khoai lang, hành, tỏi… Đa
3
phần vẫn dùng rong làm thức ăn cho gia súc như một nguồn cung cấp khoáng
và các nguyên tố vi lượng quan trọng.
Các hiệu thuốc Đông y bán rong khô như một loại dược thảo. Chúng
được ngâm vào nước nóng và uống như trà để chữa bệnh bướu cổ và cung cấp
các nguyên tố vi lượng khác [5, 10].
 Sử dụng trong công nghiệp:
Rong mơ là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản xuất
alginat do có sản lượng lớn và chứa hàm lượng alginat cao. Trong khoảng
thời gian 1980-1985 rong mơ được khai thác đáng kể để sản xuất alginat dùng
trong công nghiệp dệt (hồ vải, in trên vải) nhưng sau đó sản phẩm trong nước

đã không cạnh tranh nổi với alginat nhập ngoại về giá cả cũng như chất
lượng. Việc mở ra các hướng ứng dụng mới làm tăng giá trị sản phẩm alginat
là điều cần thiết để có thể khai thác tối đa nguồn lợi rong mơ trong nước [5,
10].
1.2. Alginat
1.2.1. Cấu trúc của alginat
 Hai gốc monome:
Alginat là tên gọi chung các muối của acid alginic. Acid alginic là một
polysaccarid từ rong nâu (Phaeophyta) hay từ một số loài vi sinh vật. Khối
lượng phân tử trung bình của acid alginic là từ 32.000 – 200.000 [9]. Nó được
cấu tạo từ hai gốc thành phần là acid α-L guluronic (G) và acid β-D
mannuronic (M). Hai công thức chỉ khác nhau ở nhóm carboxyl (-COOH)
nằm phía trên hay phía dưới mặt phẳng của vòng pyranose. Hai gốc uronic có
cấu tạo dạng ghế nhưng cấu hình khác nhau. Acid mannuronic có cấu hình
4
C
1
còn acid guluronic có cấu hình
1
C
4
[9, 12, 18].
4
Acid α – L – Guluronic Acid β – D – Mannuronic
Hình 1.1: Cấu hình của hai gốc monome trong phân tử acid alginic
 Các block trong phân tử alginat:
Hai monome ở trên không liên kết một cách ngẫu nhiên mà tạo thành
ba loại block: block homopolymeguluronic gồm các gốc acid guluronic nối
tiếp nhau GGGG, block homopolymemannuronic gồm các gốc acid
mannuronic nối tiếp nhau MMMM, và block liên hợp MGMG [12]. Chuỗi

poly G có dạng gấp nếp còn chuỗi poly M có dạng phẳng [9, 24, 25].
Hình 1.2: Mô hình một số phân tử acid alginic
Ngoài block G, block M và block liên hợp MG ở trên, các chuỗi alginat
còn có cấu trúc lặp không đều đặn như GGM, MMG [7, 22]. Như vậy alginat
chứa tất cả bốn loại liên kết glycosid MM, GG, MG, GM [12]. Độ bền vững
của các khối gia tăng theo trật tự MG < MM < GG [9]. Tùy theo nguồn gốc
của alginat mà độ dài trung bình của mạch phân tử, độ dài của mỗi block, tỷ
5
lệ và trình tự kết hợp của chúng với nhau có khác nhau. Điều này làm cho tính
chất của alginat biến đổi trong một dải rộng.
1.2.2. Tính chất của alginat
 Độ tan:
Acid alginic là một acid yếu, không tan trong dung môi hữu cơ và
nước, tuy vậy lại có khả năng hấp thụ lượng nước từ 10-20 lần trọng lượng
của nó và trương nở mạnh. Acid alginic có khả năng hòa tan trong kiềm hóa
trị I (Na
+
, K
+
...) tạo dung dịch muối kiềm alginat có độ nhớt cao. Muối amoni,
muối của các amin phân tử lượng thấp và muối của các hợp chất amin bậc
bốn của acid alginic tan được trong nước. Các muối của kim loại đa hóa trị
(Ca
2+
, Ba
2+
…) thì không tan được trong nước (trừ muối của Mg
2+
) mà tạo
dạng gel với màu sắc khác nhau tùy từng kim loại.

Khi cho acid mạnh tác dụng với muối kiềm alginat thì acid alginic được
tách ra kết tủa nổi lên bề mặt dung dịch. Tính chất này rất quan trọng được
ứng dụng vào quy trình chiết xuất alginat. Các muối alginat tan được trong
các dung môi thân nước như alcol, ceton…, và hòa tan dễ dàng hơn khi đun
nóng [8].
 Độ nhớt:
Khi nằm trong vách tế bào, alginat có độ nhớt rất cao nhưng khi tách
chiết bằng các phương pháp khác nhau, alginat bị giảm độ nhớt. Alginat có
khối lượng phân tử trung bình lớn thì độ nhớt dung dịch của nó càng lớn. Tỷ
lệ M/G cũng ảnh hưởng tới độ nhớt của sản phẩm. Tuy nhiên tỷ lệ M/G và
trọng lượng phân tử lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loài rong, độ trưởng
thành, khu vực sinh trưởng, kỹ thuật chiết xuất, thời gian bảo quản... [7]. Độ
nhớt dung dịch alginat biến thiên trong một dải rộng từ 10mPa.s – 1000mPa.s
(dung dịch 1%). Với một chút muối calci sẽ làm tăng độ nhớt cho sản phẩm
6
hay độ cứng của gel calci alginat tạo ra. Các alginat mà có tỷ lệ G cao hay
M/G thấp sẽ cho gel rắn hơn.
Nồng độ alginat tăng thì độ nhớt dung dịch alginat cũng tăng theo. Độ
nhớt của dung dịch còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, alginat dễ
bị cắt mạch dẫn đến giảm độ nhớt. Khi làm nguội độ nhớt quay về giá trị thấp
hơn ban đầu một ít. Nếu hạ nhiệt độ tới nhiệt độ đông đặc và sau đó rã băng
thì sẽ không làm alginat giảm độ nhớt [9].
 Độ ổn định:
Giống như các polysaccarid tự nhiên khác alginat không bền với nhiệt
và ion kim loại... Độ ổn định của alginat sắp xếp theo thứ tự: natri alginat >
amoni alginat > acid alginic. Alginat có độ nhớt cao kém ổn định hơn alginat
có độ nhớt trung bình hoặc thấp.
Bột alginat rất dễ bị giảm độ nhớt nếu không được bảo quản ở nhiệt độ
thấp. Khi lưu trữ alginat có độ nhớt khoảng 50mPa.s ở 10-20
0

C, trong thời
gian 3 năm, độ nhớt thay đổi rất ít so với ban đầu. Còn với alginat có độ nhớt
cao (khoảng 400mPa.s), khi bảo quản ở 25
0
C sau một năm độ nhớt đã bị giảm
10% và ở 33
0
C thì bị giảm 45% [25].
Dung dịch alginat công nghiệp dễ bị rã bởi các vi sinh vật có trong
không khí. Dung dịch alginat ổn định ở pH từ 5,5-10 tại nhiệt độ phòng trong
một thời gian dài, nhưng sẽ chuyển dạng gel ở pH nhỏ hơn 5,5. Một lượng
nhỏ ion calci có thể làm tăng độ ổn định của dung dịch alginat [9].
 Tính chất tạo gel:
Dung dịch natri alginat có khả năng tạo gel với sự tham gia của những
ion hoá trị II, III. Khi nhỏ một giọt dung dịch natri alginat vào dung dịch
CaCl
2
sự tạo gel xảy ra gần như tức thời trên bề mặt của giọt và cho ta hạt gel
có dạng hình cầu. Các gel được tạo thành ở bất kỳ nhiệt độ nào (dưới 100
0
C)
và không bị chảy ra khi đun nóng.
7
Khả năng tạo gel này được giải thích bằng mô hình cấu trúc phân tử
alginat – mô hình “vỉ trứng”. Khi có mặt các ion hóa trị II, III ở nồng độ thích
hợp thì sự tạo gel xảy ra, các phân tử sắp xếp song song, các phần gấp nếp của
đoạn GGGG tạo thành khoảng không gian như chỗ đặt trứng. Các ion calci
chui vào các khoảng trống này, liên kết với các nhóm carboxyl và các nguyên
tử oxy vòng trong của mỗi đoạn song song. Lúc này các phân đoạn GGGG
nối với nhau qua các ion Ca

2+
làm cho các phân tử gần nhau hơn và ép nước
thoát ra ngoài, khi đó gel alginat được hình thành [8, 24]. Gel được tạo ra do
tương tác tĩnh điện qua ion calci nên gel này không thuận nghịch với nhiệt và
ít đàn hồi [7]. Khả năng tạo gel và độ bền phụ thuộc vào hàm lượng các đoạn
guluronic (G). Phản ứng tạo liên kết gel sẽ không xảy ra ở những đoạn poly-
mannuronic và những đoạn MG (mannuronic-guluronic) [8]. Nhiều tài liệu
cho thấy tỷ lệ G lớn hơn so với M thì khả năng tạo gel của alginat sẽ tốt hơn.
Tỷ lệ M/G càng nhỏ thì khả năng tạo gel của alginat càng cao [7, 8, 9].
Hình 1.3: Mô hình hạt gel calci alginat
8
Hình 1.4: Liên kết của block G với ion calci
Khả năng tạo gel của các muối alginat phụ thuộc vào kích thước của
ion kim loại. Ion strontri có kích thước phù hợp hơn với khoảng trống đó nên
liên kết mạnh hơn và được ưu tiên giữ lại nếu có sự cạnh tranh giữa Ca
2+
và
Sr
2+
. Ion Mg
2+
có kích thước nhỏ hơn nên không tạo gel với natri alginat vì
vậy muối magnesi alginat tan được trong nước [8, 16]. Ái lực của các ion kim
loại đối với alginat xếp theo thứ tự sau: Pb
2+
> Cu
2+
> Cd
2+
> Ba

2+
> Sr
2+
> Ca
2+
> Co
2+
[8].
1.2.3. Ứng dụng của alginat
Việc sử dụng alginat phụ thuộc vào ba thuộc tính chính của nó. Thứ
nhất là khả năng hòa tan vào nước tạo dung dịch có độ nhớt tùy thuộc nồng
độ. Thứ hai là khả năng tạo gel calci alginat. Thứ ba là thuộc tính tạo màng
của natri hoặc calci alginat và sợi calci alginat [10].
Alginat có rất nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp như dệt,
thực phẩm, giấy, dược phẩm… Ngành dệt sử dụng tới 50% lượng alginat chủ
yếu trong các loại sợi tổng hợp. Thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng alginat
không phản ứng với cellulose trong vải vì thế dễ rửa sạch [11]. Ngành công
nghiệp thực phẩm cũng dùng tới 20% lượng alginat để làm kem, thạch, bánh
kẹo, nước sốt, xiro… Alginat còn được sử dụng trong công nghiệp giấy, cao
su… và nhiều loại mỹ phẩm như dầu gội, kem…
9
Trong ngành y tế dược phẩm, alginat dùng chỉ chiếm 5% tổng lượng
alginat sử dụng. Loại vải sợi sản xuất từ natri và calci alginat được sử dụng để
băng vết thương có tác dụng cầm máu và làm lành vết thương rất tốt. Alginat
dùng làm tá dược viên nén, tá dược kiểm soát giải phóng dược chất dùng để
đóng nang bao phim. Với khả năng trương nở khi tiếp xúc với nước, alginat
còn được dùng ngăn trào ngược dạ dày, giảm chứng ợ nóng, khó tiêu [11, 16].
Trần Văn Luân và cộng sự (1967), Trần Huy Thái (1976) đã nghiên
cứu rong mơ làm thuốc ngừa và chống bệnh bướu cổ, dùng làm phân bón hay
thức ăn cho gia súc. Khoa Dược trường Đại học Y dược thành phố Hồ Chí

Minh (1981) đã phân tích hàm lượng acid alginic trong một số loài rong mơ
thường gặp và nguồn iod trong rong mơ dùng làm thuốc.
Hiện nay kỹ thuật bất động tế bào ngày càng phát triển và được đưa vào
sử dụng rộng rãi trong thực tế. Alginat được ứng dụng để tạo ra bẫy dạng
lưới. Các enzym hoặc tế bào sẽ được bẫy, nhốt trong khuôn gel của calci
alginat. Gel calci alginat có nhiều ưu điểm như: không độc với tế bào, rẻ tiền,
thực hiện đơn giản, quy trình vi gói có thể thực hiện ở nhiệt độ bình thường
nên không làm tổn thương tế bào…
Sự sống của tế bào được kéo dài lâu hơn, giúp nâng cao hiệu suất hoạt
động của tế bào. Ví dụ khi cố định tế bào nấm men trong các hạt gel khi cho
dịch đường chảy qua, đường sẽ lên men chuyển thành rượu [9].
1.3. Phương pháp chiết xuất
1.3.1. Nguyên tắc chung
Alginat trong rong tồn tại dưới dạng muối không tan của Ca
2+
và Mg
2+
,
một phần là muối của Na
+
. Nguyên tắc chung sản xuất alginat là chuyển đổi
dạng muối không tan calci và magnesi alginat trong rong sang dạng natri
alginat tan trong nước dưới điều kiện chiết xuất bằng kiềm [13].
10
M là các ion như: Ca
2+
, Mg
2+
…
Alg: alginat

Quá trình chiết xuất bao gồm các giai đoạn chính sau: Xử lý hóa học
rong, tách chiết acid alginic và chuyển về natri alginat.
Trong quá trình xử lý rong có sử dụng formaldehyd, vai trò của
formaldehyd là tăng khả năng khử màu, hạn chế sự tác động của vi sinh vật.
Các chất màu của rong đa số ở dạng sản phẩm phenol, khá bền với nhiệt, ánh
sáng, hóa chất. Formaldehyd kết hợp với hợp chất phenol, làm giảm tính hòa
tan của chúng, do đó cường độ màu giảm đi đáng kể, dung dịch alginat sáng
hơn.
Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trao đổi ion được tốt hơn, rong
được xử lý với acid loãng trước khi được kiềm hóa. Thực tế là acid alginic
trong rong chủ yếu tồn tại ở dạng calci alginat bền vững nên khó tách ra khỏi
tế bào. Vì thế quá trình xử lý với acid nhằm tách ion kim loại hóa trị II bền
vững (Ca
2+
…), làm mềm cellulose, phá vỡ thành tế bào, tạo điều kiện thuận
lợi cho quá trình chiết xuất. Acid alginic được giải phóng sẽ dễ dàng tương
tác với kiềm hóa trị I, tạo muối kiềm, hòa tan và tách ra. Xử lý với acid làm
quá trình chiết xuất hiệu quả hơn, ít chất màu, giảm thiểu sự giảm độ nhớt do
sự có mặt của hợp chất phenol. Việc xử lý bằng acid còn có tác dụng chuyển
hóa một số hợp chất dạng carbohydrat như fucoidan, laminarin… thành dạng
hòa tan tách ra khỏi rong trước khi chiết bằng kiềm làm sản phẩm algiant tinh
khiết hơn [10].
Ngoài cách xử lý trên, môt số tác giả còn đề cập tới cách xử lý bằng
calci clorid 0,1%. Dung dịch này có tác dụng làm mềm cellulose và khử
11
khoáng Ca
2+
, Mg
2+
trong rong. Có thể chọn một trong các phương pháp, cũng

có thể phối hợp để nâng cao hiệu quả chiết xuất.
Sau đó acid alginic dễ dàng tương tác với kiềm hóa trị I để tạo muối
kiềm, ví dụ acid alginic sẽ tương tác với Na
2
CO
3
thực hiện trao đổi ion tạo
natri alginat tan trong nước tạo thành dung dịch [8].
Lọc sạch bã rong không tan thu được dịch natri alginat. Tinh chế natri
alginat trong dung dịch ta thu được bột natri alginat.
Dựa theo phương pháp tinh chế người ta chia ra hai quy trình khác
nhau: quy trình tách alginat dưới dạng muối calci alginat không tan và quy
trình tách alginat dưới dạng gel acid alginic kết tủa. Đối với quy trình calci
hóa vẫn phải trải qua quá trình chuyển về acid alginic. Như vậy cả hai quy
trình chỉ khác nhau bước calci hóa [8, 11, 26].
Ngoài ra một số tác giả còn sử dụng phương pháp alcol hóa. Tuy nhiên
phương pháp này chỉ thích hợp trong nghiên cứu do giá thành cao, khó khăn
cho sản xuất lớn.
12
Hình 1.5: Sơ đồ hai quy trình tinh chế natri alginat
1.3.2. Quy trình tinh chế
 Quy trình acid hóa:
Thêm acid H
2
SO
4
hoặc HCl loãng vào dịch chiết chứa natri alginat, thu
được acid alginic dạng gel. Acid alginic không tan và nhẹ nổi lên trên bề mặt
nên có thể tách ra. Tuy nhiên acid alginic bị trương nước (chế phẩm alginic
chứa tới 95-98% nước) khó tách và làm khô [7]. Ly tâm bằng giỏ lót vải lọc

thu được gel acid alginic chứa khoảng 7-8% chất rắn [9, 16]. Thêm cồn,
Na
2
CO
3
(40%) và NaClO vào gel thu được ở trên. Acid alginic sẽ chuyển
sang dạng muối natri và không tan trong hỗn hợp cồn và nước đồng thời được
13
Quy trình calci hóa Quy trình acid hóa
tẩy trắng [1]. Lọc thu lấy tủa thu được sợi natri alginat, làm khô, thu hồi cồn,
và nghiền natri alginat thành bột.
 Quy trình calci hóa:
Thêm dung dịch muối calci (CaCl
2
) vào dịch chiết ở trên với tỷ lệ
CaCl
2
: alginat là 3:1 [25], calci alginat được tạo ra ở thể rắn. Thu lấy calci
alginat và rửa với nước cho sạch muối calci. Dùng acid loãng thêm vào chất
rắn thu được để chuyển chúng sang dạng gel acid alginic. Lọc ép gel trên thu
được sản phẩm bao gồm cả nước chứa khoảng 20-25% acid alginic [16].
2NaAlg + Ca
2+
→ Ca (Alg)
2
+ 2Na
+
Ca(Alg)
2
+ 2H

+
→ 2HAlg + Ca
2+
Thêm Na
2
CO
3
vào acid alginic ở trên cho ta natri alginat [9].
HAlg + Na
+
→ NaAlg + H
+
Sợi natri alginat cũng được làm khô và nghiền thành bột như ở trên.
1.3.3. Tình hình nghiên cứu chiết xuất alginat hiện nay
 Tình hình trên thế giới:
Trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về chiết tách sản
xuất alginat được công bố.
Theo D. L. Wedlock, B. A. Fasihuddin (1990), quá trình xử lý rong
trước khi chiết có thể sử dụng formaldehyd, HCl, hoặc ethanol 95%, dung
môi chiết có thể dùng Na
2
CO
3
, EDTA hoặc CDTA [15].
Theo César G. Gomeza và cộng sự (2009), có ba quy trình tinh chế từ
dung dịch natri alginat chiết xuất được: quy trình sử dụng ethanol, quy trình
sử dụng HCl, quy trình sử dụng CaCl
2
. Sử dụng CaCl
2

cho sản phẩm tinh
khiết nhất, tuy nhiên hiệu suất lại thấp nhất (27-29%), trọng lượng phân tử
alginat giảm, độ nhớt cũng giảm. Quy trình sử dụng ethanol cho hiệu suất cao
nhất (32-34%) [13].
14
Gustavo Hernández-Carmona, Dennis J.McHugh và cộng sự (1999), đã
tiến hành chiết alginat ở quy mô pilot và xác định được tỷ lệ phần trăm Ca
2+
trao đổi trong giai đoạn xử lý trước khi chiết là 42,6mg/1g rong [19]. Sử dụng
quy trình tinh chế acid hóa, quá trình chiết được khảo sát ở ba nhiệt độ 70
0
C,
80
0
C, 90
0
C, thời gian từ 1-9h. Kết quả cho thấy: hiệu suất alginat đạt cao nhất
ở cả ba nhiệt độ tại thời gian là 3,5h; độ nhớt tương quan tỷ lệ nghịch với thời
gian và nhiệt độ chiết, trong khi hiệu suất tương quan tỷ lệ thuận với hai
thông số này [20, 21]. Cũng có kết luận như vậy, theo tác giả Marcia R.
Torres và cộng sự (2007), khảo sát thời gian chiết từ 1-5h ở ba mức nhiệt độ
là 25
0
C, 60
0
C và 80
0
C thì hiệu suất tốt nhất đạt được là sau 5h ở 60
0
C hoặc

80
0
C, còn độ nhớt cao nhất sau 5h là ở 60
0
C [23].
Swee-Yong Chee, Ping-Keong Wong, Ching-Lee Wong (2011), đã
thực hiện khảo sát với bốn loài rong S. baccularia, S. binderi, S. siliquosum và
Turbinaria conoides theo cả hai phương pháp chiết nóng (50
0
C, 3h) và chiết ở
nhiệt độ thường thì hiệu suất của cùng một loài theo cả hai phương pháp
không khác nhau nhiều còn độ nhớt và trọng lượng phân tử theo phương pháp
chiết nóng bị giảm mạnh so với phương pháp chiết nhiệt độ thường [14].
Nghiên cứu của P.Vauchel và cộng sự (2009), với hai loài S. fluitans và S.
oligocystum, khi tinh chế bằng quy trình sử dụng acid cũng cho kết luận tương
tự [27].
 Tình hình tại Việt Nam:
Ở Việt Nam, các nghiên cứu chiết tách acid alginic từ rong mơ cũng đạt
một số kết quả nhất định. Hoàng Cường và cộng sự (1980), Lâm Ngọc Trâm,
Ngô Đăng Nghĩa và cộng sự (1991, 1995) đã nghiên cứu thành phần hóa học,
cấu trúc của acid alginic trong rong mơ, cũng như thử tách chiết mannitol từ
rong mơ [11].
15
Trong luận án của Trần Văn Ân (1982), đã đưa ra một số phương pháp
chiết tách alginat như phương pháp nhiệt độ tự nhiên (chiết ở nhiệt độ 10-
24
0
C trong 35-40h) cho hiệu suất chiết là 30,5%, độ nhớt 42,2mPa.s; phương
pháp giới hạn nhiệt ban đầu với nhiệt độ cao nhất là 85
0

C cho hiệu suất
27,8%, độ nhớt đạt 38mPa.s. Độ nhớt tốt nhất thu được khi chiết với nồng độ
kiềm từ 0,75-1,25% [1].
Nguyễn Hữu Đại (1992), đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu
quả chiết xuất alginat, chất lượng rong mơ và phương pháp chiết [4]. Ngô
Đăng Nghĩa (1999), đã dùng phương pháp tối ưu hóa để nghiên cứu đồng thời
ảnh hưởng của cả ba yếu tố nồng độ, nhiệt độ, thời gian trong quá trình nấu
chiết tới hiệu suất, độ nhớt và độ thấu quang trên hai loài S. kjellmaniamum,
S. mcclurei. Ông đã đưa ra vùng tối ưu có nồng độ Na
2
CO
3
trong khoảng 1,5-
1,6%, nhiệt độ 55-60
0
C và thời gian khoảng 1h15ph – 2h20ph.
Võ Thị Mai Hương (2003), đã nghiên cứu tính chất sinh lý hóa sinh,
nghiên cứu tách chiết alginat và tối ưu hóa công đoạn chiết theo phương pháp
đường dốc nhất [7]. Nghiên cứu được thực hiện trên hai loài S. swartzii và S.
olygocystum ở hai nhiệt độ là 60
0
C và 80
0
C, hai nồng độ natri carbonat 2,1%
và 0,7%, ở hai mức thời gian là 1h và 3h. Vùng tối ưu của S. swartzii ứng với
1,8-2% natri carbonat, nhiệt độ là 64-66
0
C thời gian là 1h32ph – 1h42ph. Với
S. olygocystum vùng tối ưu ứng với 1,7-1,85% natri carbonat, nhiệt độ 64-
66

0
C, và thời gian là 1h24ph – 1h36ph.
Trần Thị Luyến, Ngô Đăng Nghĩa và cộng sự (2004), đã tóm tắt một số
quy trình công nghệ sản xuất natri alginat trong tập “Chế biến rong biển” [8].
16