KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT PHYCOBILIN TỪ RONG MỨT KHÔ PORPHYRA SP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT PHYCOBILIN
TỪ RONG MỨT KHÔ PORPHYRA SP.

Họ và tên sinh viên: ĐÀO THỊ KIM TUYỀN
Ngành: CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Niên khóa: 2008-2012

Tháng 08/2012


KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT PHYCOBILIN
TỪ RONG MỨT KHÔ PORPHYRA SP.

Tác giả

ĐÀO THỊ KIM TUYỀN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng
Kỹ sư Ngành Chế Biến Thủy Sản

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S NGUYỄN THÙY LINH

Tháng 08 năm 2012
i

TÓM TẮT
Đề tài “Khảo sát phương pháp tách chiết phycobilin từ rong mứt khô
Porphyra sp.” được thực hiện tại phòng thí nghiệm khoa Thủy Sản trường Đại Học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh từ ngày 02/01/2012 đến ngày 05/04/2012 với các nội
dung sau:
a) Xác định phổ hấp thu của dịch chiết rong trong các dung môi acetone(80%),
ethanol (80%) và dung dịch đệm phosphate 0,1M (pH7).
b) Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện trích ly thích hợp thu nhận
phycobilin từ nguyên liệu rong mứt khô Porphyra sp.
c) Khảo sát điều kiện cô đặc phycobilin để kiểm tra độ bền màu.
Qua kết quả nghiên cứu cho thấy:
+ Bước sóng hấp thu cực đại của dịch chiết rong ở dung môi acetone (80%),
ethanol (80%) ở λ450 nm và λ650 nm và dung dịch đệm phosphate 0,1M (pH7) ở
λ550 nm.
+ Các điều kiện trích ly thích hợp thu nhận phycobilin là:
− Dung dịch đệm phosphate thích hợp để trích ly phycobilin so với dung
dịch đệm acetate.
− Rong được ủ với dung dịch đệm phosphate 0,1M (pH7) trong vòng 24
giờ, 30oC, trong điều kiện tối cho hiệu quả chiết tách phycobilin tốt
nhất (10696,1 µg/g).
− Khi bổ sung 4% (NH2)2CO vào quá trình chiết tách, kết quả lượng
phycobilin thu được tăng lên đáng kể (11465,6 µg/g).
+ Phycobilin được cô đặc ở nhiệt độ càng cao thì dịch màu trích ly mất càng
nhanh; trong khi đó thời gian không ảnh hưởng nhiều đến sự mất màu của phycobilin.
Nhiệt độ cô đặc tốt nhất là 60oC (trong tủ sấy) với thời gian là 150 phút.

ii

CẢM ƠN
Con xin bày tỏ lòng biết ơn vô hạn đến bố mẹ, chị em, những người thân yêu
nhất đã hết lòng dạy dỗ và lo cho con ăn học nên người.
Em xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM.
Ban chủ nhiệm khoa Thủy Sản.
Quí thầy cô khoa Thủy Sản và toàn thể thầy cô trường Đại Học Nông Lâm đã
truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quí báu trong quá trình học tập.
Đặc biệt em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thùy Linh đã tận tình
hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn trong và ngoài lớp đã
động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thời gian thực hiện đề tài.
Do đề tài được thực hiện trong thời gian ngắn, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng
không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong sự đóng góp quí báu của quí thầy cô và
các bạn để luận văn hoàn chỉnh hơn.

iii


MỤC LỤC
Trang tựa.......................................................................................................................... i
TÓM TẮT........................................................................................................................ii
CẢM ƠN ....................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ......................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ...........................................................................................ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................................. x
DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ ........................................................................................ xi
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1

1.2.Mục tiêu đề tài ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 2
2.1.Giới thiệu ................................................................................................................... 2
2.1.1.Chất màu ................................................................................................................. 2
2.1.2.Phycobilin ............................................................................................................... 3
2.1.2.1.Giới thiệu ............................................................................................................. 3
2.1.2.2.Cấu tạo hóa học ................................................................................................... 4
2.2.Rong đỏ...................................................................................................................... 5
2.2.1.Giới thiệu ................................................................................................................ 5
2.2.2.Thành phần hóa học................................................................................................ 6
2.2.3.Phân loại ................................................................................................................. 6
2.2.4.Tổ chức cơ thể ........................................................................................................ 7
2.2.5.Cấu tạo tế bào ......................................................................................................... 7
2.2.6.Sinh sản................................................................................................................... 7
2.2.7.Giá trị kinh tế .......................................................................................................... 8
2.2.8.Vai trò của rong tảo trong thiên nhiên .................................................................... 8
2.2.9.Một số loài rong đỏ................................................................................................. 9
2.2.9.1.Rong câu (Gracilaria sp.).................................................................................... 9
iv


2.2.9.2.Rong đỏ (Laurenciapapillosa) .......................................................................... 10
2.3.Rong mứt Porphyra sp. ........................................................................................... 10
2.3.1.Phân loại ............................................................................................................... 11
2.3.2.Hình thái, cấu tạo .................................................................................................. 11
2.3.3.Phân bố ................................................................................................................. 12
2.3.4.Tình hình nuôi trồng ............................................................................................. 12
2.4.Phương pháp trích ly ............................................................................................... 13
2.4.1.Trích ly chất lỏng.................................................................................................. 13
2.4.2.Trích ly chất rắn.................................................................................................... 14

2.5.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly chất màu thiên nhiên ......................... 15
2.5.1.Nhiệt độ ................................................................................................................ 15
2.5.2.Thời gian trích ly .................................................................................................. 15
2.5.3.Hệ dung môi ......................................................................................................... 15
2.5.4.Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào ............................................................................. 16
2.5.5.Kích thước và hình dạng nguyên liệu ................................................................... 16
2.6.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc ............................................................ 16
2.6.1.Nhiệt độ ................................................................................................................ 16
2.6.2.Thời gian............................................................................................................... 16
2.6.3.Thiết bị cô đặc ...................................................................................................... 16
2.7.Một số phương pháp trích ly phycobilin ................................................................. 17
2.7.1.Phương pháp của Sven Beer và Amram Eshel ..................................................... 17
2.7.2Phương pháp của R.BermejoRoman, J.M.ALvarez-Pez, F.G.Acien Fernandez,
E.Molina Grima ............................................................................................................. 17
CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................. 19
3.1.Thời gian và địa điểm .............................................................................................. 19
3.1.1.Thời gian............................................................................................................... 19
3.1.2.Địa điểm ............................................................................................................... 19
3.2.Vật liệu khảo sát ...................................................................................................... 19
3.2.1.Nguyên liệu .......................................................................................................... 19
3.2.2.Thiết bị.................................................................................................................. 20
3.2.3.Dụng cụ................................................................................................................. 20
v


3.3.Hóa chất ................................................................................................................... 20
3.4.Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 21
3.4.1.Bố trí thí nghiệm ................................................................................................... 21
3.4.1.1.Xác định phổ hấp thu của dịch chiết rong ở các dung môi khác nhau .............. 21
3.4.1.2.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly phycobilin ..................... 22

3.4.1.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc ...................................................... 24
3.4.2.Phương pháp tính toán .......................................................................................... 25
3.4.2.1.Xác định nồng độ phycobilin ............................................................................ 25
3.4.2.2.Xác định hàm lượng của phycobilin.................................................................. 25
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 26
4.1.Xác định phổ hấp thu của dịch chiết rong ở các dung môi khác nhau .................... 26
4.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly phycobilin ......................................... 27
4.2.1.Khảo sát ảnh hưởng của các dung dịch đệm lên quá trình trích ly phycobilin .... 28
4.2.2.Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình chiết tách phycobilin ................. 30
4.2.3.Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng lên quá trình trích ly phycobilin .................... 31
4.2.4.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian (giờ) ủ lên hàm lượng (µg/g) phycoerythrin(RPE) phycocyanin (R-PC) phycobilin (C)....................................................................... 33
4.2.5.Khảo sát ảnh hưởng của pH lên hàm lượng (µg/g) phycoerythin(R-PE)
phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được...................................................... 35
4.2.6.Ảnh hưởng của chất bổ sung tăng hiệu quả trích ly ............................................. 37
4.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc ............................................................ 43
4.3.1.Ảnh hưởng bởi nhiệt độ ........................................................................................ 43
4.3.2.Ảnh hưởng bởi thời gian ...................................................................................... 45
4.4.Quy trình chiết tách phycobilin từ rong mứt porphyra sp....................................... 49
4.4.1.Nguyên liệu .......................................................................................................... 49
4.4.2.Nghiền và ủ rong .................................................................................................. 50
4.4.3.Ly tâm ................................................................................................................... 50
4.4.4.Cô đặc ................................................................................................................... 50
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT..................................................................... 51
5.1.Kết luận.................................................................................................................... 51
5.2.Đề xuất ..................................................................................................................... 51
vi


TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 52
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 54

vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ATP: Adenosine triphosphate
FAO: Food and Agriculture Organization
R-PE: Phycoerythrin
R-PC: Phycocyanin
C: Phycobilin

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4.1 Độ hấp thu của các sắc tố chlorophyll, carotenoid, phycobilin ở các bước
sóng khác nhau. ............................................................................................................. 26
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của dung dịch đệm đến hàm lượng (µg/g) phycoerythin (R-PE)
phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được...................................................... 28
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ (oC) lên hàm lượng (µg/g) phycoerythin (R-PE)
phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được...................................................... 30
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của ánh sáng lên hàm lượng (µg/g) phycoerythin (R-PE)
phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được...................................................... 31
Bảng 4.5 Ảnh hưởng của thời gian ủ lên hàm lượng (µg/g) phycoerythin (R-PE)
phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được...................................................... 33
Bảng 4.6 Ảnh hưởng của pH lên hàm lượng (µg/g) phycoerythin (R-PE) phycocyanin
(R-PC) phycobilin (C) thu nhận được. .......................................................................... 35
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của Na2SO4 (%) lên hàm lượng (µg/g) phycoerythin (R-PE)
phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được...................................................... 37
Bảng 4.9 Ảnh hưởng của (NH2)2CO (%) lên hàm lượng (µg/g) phycoerythin (R-PE)

phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được...................................................... 41
Bảng 4.10 Ảnh hưởng bởi nhiệt độ cô đặc (oC) đến hàm lượng (µg/g) phycoerythin
(R-PE) phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được. ........................................ 43
Bảng 4.11 Ảnh hưởng của thời gian cô đặc (phút) đến hàm lượng (µg/g) phycoerythrin
(R-PE) phycocyanin (R-PC) phycobilin (C) thu nhận được. ........................................ 45

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Cấu tạo của phycobilin .................................................................................... 4
Hình 2.2 Quá trình truyền năng lượng ánh sáng của phycobilin trong quang hợp ........ 5
Hình 2.3 Rong đỏ ............................................................................................................ 6
Hình 2.4 Rong câu .......................................................................................................... 9
Hình 2.6 Rong mứt Porphyra sp. ................................................................................. 11
Hình 3.1 Rong mứt khô Porphyra sp. .......................................................................... 19
Hình 4.1 Mẫu dịch rong được trích ly bằng aceton (80%), ethanol (80%) và dung dịch
đệm phosphate (0,1M; pH7) (từ trái sang phải). ........................................................... 27
Hình 4.2 Phycobilin chiết tách bằng dung dịch đệm phosphate (trái) và đệm acetate
(phải). ............................................................................................................................. 29
Hình 4.3 Phycobilin chiết tách ở nhiệt độ 30oC (trái) và 4oC (phải). ........................... 31
Hình 4.4 Phycobilin được trích ly trong điều kiện tối (trái) và sáng (phải). ................ 33
Hình 4.5 Phycobilin được trích ly được ở 16, 20, và 24 giờ (từ trái sang phải). .......... 35
Hình 4.6 Hàm lượng Phycobilin trích ly được ở pH 3,5,7, và 9 ( từ trái sang phải) .... 37
Hình 4.7 Quỳ tím đổi màu khi bổ sung Na2SO4 4% ( trái) và 8% (phải). .................... 39
Hinh 4.8 Phycobilin trích ly được ở nồng độ Na2SO4 4% (trái) và 8% (phải). ............ 39
Hình 4.9 Phycobilin trích ly ở các nồng độ CaCl2 khác nhau. ..................................... 41
Hình 4.10 Phycobilin trích ly được khi bổ sung (NH2)2CO ở nồng độ 6, 4, và 2% (từ
trái sang phải) ................................................................................................................ 43
Hình 4.11 Phycobilin cô đặc ở nhiệt độ 60, 90 và 120oC (từ trái sang phải). .............. 45

Hình 4.12 Phycobilin cô đặc ở các khoảng thời gian 60, 90, 120 và 150 phút (từ trái
sang phải). ...................................................................................................................... 47
Hình 4.13 Ứng dụng của phycobilin làm chất tạo màu. ............................................... 48
Hình 4.16 Rong mứt porphyra sp. khô. ........................................................................ 50
Hình 4.17 Rong sau khi xay.......................................................................................... 50
Hình 4.18 Mẫu rong với dung môi chuẩn bị ủ.............................................................. 50

x


DANH SÁCH CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 4.1 Phổ hấp thu dịch chiết rong ở các dung môi trích ly khác nhau. ................. 26
Đồ thị 4.2 Phổ hấp thu phycobilin khi trích ly bằng các dung dịch đệm khác nhau. ... 28
Đồ thị 4.3 Phổ hấp thu dịch trích ly phycobilin khi được trích ly ở các nhiệt độ khác
nhau. .............................................................................................................................. 30
Đồ thị 4.4 Bước sóng ảnh hưởng đến độ hấp thu khi ủ theo điều kiện ánh sáng ......... 32
Đồ thị 4.5 Phổ hấp thu dịch trích ly phycobilin khi được ủ ở các thời gian khác nhau 34
Đồ thị 4.6 Bước sóng ảnh hưởng đến độ hấp thu phycobilin theo pH. ........................ 36
Đồ thị 4.7 Bước sóng ảnh hưởng đến độ hấp thu phycobilin khi bổ sung Na2SO4. ..... 38
Đồ thị 4.8 Bước sóng ảnh hưởng đến độ hấp phycobilin thu khi bổ sung CaCl2. ........ 40
Đồ thị 4.9 Bước sóng ảnh hưởng đến độ hấp thu phycobilin khi bổ sung (NH2)2CO. . 42
Đồ thị 4.10 Bước sóng ảnh hưởng đến độ hấp thu phycobilin ở các nhiệt độ cô đặc. . 44
Đồ thị 4.11 Bước sóng ảnh hưởng đến độ hấp thu phycobin ở các khoảng thời gian cô
đặc. ................................................................................................................................. 46

xi


Chương 1
GIỚI THIỆU

1.1. Đặt vấn đề
Phycobilin giữ vai trò là các sắc tố phụ quang hợp được tìm thấy nhiều ở tảo đỏ
và tảo lam. Chúng có tác dụng thay thế chlorophyll b hấp thu năng lượng ánh sáng mặt
trời để thực hiện quá trình quang hợp. Đây là đặc tính sinh học quan trọng của phycobilin.
(Maria Rio A. Naguit và Wilson L. Tisera, 2009).
Phycobilin còn được ứng dụng làm chất màu tự nhiên trong công nghiệp thực
phẩm. Trong quá trình chế biến do ảnh hưởng của nhiệt độ cao, thời gian chế biến kéo dài
hay do nhiều tác nhân khác khiến cho màu của các loại thực phẩm bị thay đổi không còn
hấp dẫn, giảm giá trị kinh tế. Bên cạnh đó, có những loại thực phẩm chế biến cần được
tạo màu để có những màu sắc phù hợp với hình mẫu như rau câu, kẹo…Vì vậy việc sử
dụng các chất màu được chiết tách từ các nguồn khác nhau có trong tự nhiên là những xu
hướng nghiên cứu tiềm năng và an toàn bổ sung vào thực phẩm nhằm thay thế các chất
màu hóa học có thể gây ảnh hưởng xấu cho sức khỏe người sử dụng. Hiện nay, phycobilin
được sử dụng để tạo màu cho các loại thực phẩm như: kem, các loại nước uống, jelly, sản
phẩm bơ sữa…Phycobilin cũng được ứng dụng tạo màu mỹ phẩm như son môi, kẻ mắt…
đang được sử dụng ở Nhật, Thái Lan và Trung Quốc thay thế thuốc nhuộm tổng hợp.
(Dainippon Ink và Chemicals, 1985)
Nhận thấy tiềm năng cũng như lợi ích mà phycobilin đem lại, chúng tôi tiến hành
đề tài “ Khảo sát phương pháp tách chiết phycobilin từ rong mứt khô Porphyra sp.”
1.2. Mục tiêu đề tài
Khảo sát phương pháp chiết tách, những điều kiện thích hợp để thu nhận
phycobilin với hiệu suất cao; khảo sát những điều kiện cô đặc để kiểm tra độ bền màu.

1


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu
2.1.1. Chất màu

Chất màu nhân tạo là chất màu được tổng hợp hữu cơ từ các nguyên liệu tự nhiên.
Chúng thường rất bền màu và đa dạng về màu sắc. Phần lớn những chất màu nhân tạo đều
có khả năng gây ung thư và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người. Chất màu nhân
tạo được sử dụng tương đối hẹp, bổ sung vào thực phẩm phải tuân theo những hướng dẫn
trong tài liệu kĩ thuật. Một số chất màu nhân tạo như Tartrazin (E102) có màu vàng
chanh, liều dùng 7,5 trọng lượng cơ thể; Carmoisine (E122) có màu đỏ, liều dùng 0,5 mg/
kg khối lượng cơ thể. Chất màu tự nhiên được chiết tách hay được chế biến từ nguyên
liệu hữu cơ (thực vật, động vật) có sẵn trong tự nhiên như “ Caroten tự nhiên” được chiết
tách từ những loại quả có màu vàng, Curcumin được chiết suất từ củ nghệ, “màu
caramen” được chế biến từ đường, màu đỏ từ củ cải đỏ…(Bài giảng violet, 2012). Trong
rong biển thường gặp ba nhóm là chlorophyll, carotenoid và phycobilin.
Chlorophyll là chất có hoạt tính hóa học cao, vừa có tính acid, vừa có tính kiềm.
Đặc biệt chlorophyll có những tính chất quan trọng giúp cho chúng thực hiện các chức
năng trong quang hợp. Tính chất lý học quan trọng nhất của chlorophyll là có khả năng
hấp thu năng lượng ánh sáng chọn lọc. Quang phổ hấp thu cực đại của chlorophyll là
vùng tia xanh (430 - 460 nm) và vùng ánh sáng đỏ (620 – 700 nm). Nhờ khả năng hấp thụ
ánh sáng mạnh nên chlorophyll có hoạt tính quang hóa. Khi hấp thu năng lượng từ các
lượng tử ánh sáng, năng lượng của các lượng tử đã biến đổi cấc trúc của chlorophyll làm
cho phân tử chlorophyll trở thành trạng thái giàu năng lượng. Một tính chất quan trọng
nữa của chlorophyll là khả năng phát huỳnh quang. Nhờ khả năng phát huỳnh quang mà

2


năng lượng được truyền qua các hệ sắc tố để tập trung vào hai tâm quang hợp.
Chlorophyll tiếp nhận năng lượng ánh sáng truyền năng lượng ánh sáng thành năng lượng
điện tử của chlorophyll để rồi biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học
tích trữ trong ATP cung cấp cho quá trình tổng hợp chất hữu cơ.
Carotenoid là nhóm sắc tố phụ trong quang hợp. Carotenoid cũng có khả năng
hấp thu ánh sáng chọn lọc. Quang phổ hấp thu cực đại của nhóm sắc tố này nằm ở khoảng

420 – 500 nm. Như vậy nhóm này hấp thu năng lượng có bước sóng ngắn. Nhóm
carotenoid hấp thu khoảng 10 – 20% tổng năng lượng ánh sáng và hấp thu 30 – 50% tổng
bức xạ sóng ngắn. Carotenoid hấp thụ năng lượng ánh sáng và truyền cho chlorophyll,
bảo vệ chlorophyll tránh bị phân hủy khi chịu tác động của các tia bức xạ có năng lượng
cao.
Phycobilin là nhóm sắc tố phụ phổ biến ở thực vật bậc thấp. Phycobilin hấp thụ
ánh sáng ở vùng có bước sóng trung bình ( 540 – 620 nm) (wattpad, 2009).
Các chất màu tự nhiên không chỉ tạo nên màu sắc cho sản phẩm mà nó còn có thể
là nguồn tiền vitamin, chất chống oxy hóa, nâng cao hệ thống miễn dịch… Bổ sung chất
màu vào trong thực phẩm nhằm: (a) khôi phục lại màu sắc của thực phẩm đã bị giảm, mất
đi trong quá trình chế biến, bảo quản, (b) điều chỉnh màu sắc tự nhiên cho sản phẩm khi
màu sắc tự nhiên không đủ để tạo nên sự hấp dẫn cho sản phẩm, (c) gia tăng màu thực
phẩm ở mức cần thiết, và làm đồng nhất màu thực phẩm.
2.1.2. Phycobilin
2.1.2.1. Giới thiệu
Phycobilin (C) được tìm thấy trong vi khuẩn Cyanobacteria và trong lục lạp của
tảo đỏ. Tên của nó từ tiếng Hy Lạp “Phykos” có nghĩa là tảo và từ tiếng Latin “bilis” có
nghĩa là mật. Nhóm sắc tố này rất quan trọng đối với các nhóm thực vật thuỷ sinh sống ở
các vùng nước. Ở các vùng nước nông thực vật thủy sinh chứa phycobilin có thể hấp thụ
ánh sáng màu vàng hay đỏ, còn những loài sống ở vùng nước sâu hơn có xu hướng hấp
thu ánh sáng màu xanh lá cây. Phycobilin là nhóm sắc tố ưa nước, trong tế bào chúng liên
kết với protein nên có tên gọi là b

iliprotein hay phycobiliprotein (Bách khoa toàn thư,

2012).
3


2.1.2.2. Cấu tạo hóa học

Phycobiliprotein là 1 nhóm các proteins phát huỳnh quang gồm phycoerythrin (RPE) có màu đỏ với ánh sáng huỳnh quang vàng (C34H47N4O8) và phycocyanin (R-PC) có
màu xanh dương với ánh sáng huỳnh quang đỏ (C34H42N4O9) (O’hEocha, 1965). Công
thức cấu tạo của nhóm sắc tố này gồm 4 vòng pyron xếp thẳng (không khép kín) nối với
nhau bằng các cầu nối methyl (- CH=). Quang phổ hấp thụ của nhóm sắc tố này ở vùng
ánh sáng màu lục và vàng

. Phổ hấp thu của phycoerythins (495-570 nm) và của

phycocyanins (550-630nm). Năng lượng ánh sáng do phycobilin hấp thụ được chuyển đến
nhóm chlorophyll đ ể sử dụng cho quá trình quang hợp với hiệu suất rất cao theo một
chuỗi chuyển giao năng lượng trong phycobilisome: phycoerythrin  phycocyanin 
allophycocyanin  chlorophyl a.

Hình 2.1 Cấu tạo của phycobilin
Phycobilisome: bao gồm các phức phycobiliprotein gắn liền với bề mặt ngoài của
màng thyllakoid và lục lạp của tảo đỏ. Phycobilisome được sắp xếp một phạm vi rất rộng
của tần số ánh sáng có thể được điều chỉnh bởi các sắc tố phycobilin và năng lượng
chuyển giao cho chất diệp lục trong các phản ứng ánh sáng của quang hợp II (nằm bên
trong màng thylakoid) (Grossman và ctv, 1993).
4


Hình 2.2 Quá trình truyền năng lượng ánh sáng của phycobilin trong quang hợp.
Chính vì vậy sự có mặt của nhóm sắc tố này trong rong là sự thích nghi trong quá
trình tiến hoá của nhóm thực vật ở nước . Chất diệp lục đã bị che khuất bởi những sắc tố
phycobilin làm cho rong có màu hồng đỏ vì chỉ có phycobilin hấp thụ được những tia
sáng có bước sóng ngắn để quang hợp và sống trong độ sâu hơn 200 mét. Quá trình sinh
tổng hợp nhóm phycobilin hiện nay chưa biết rõ về các enzym và các sản phẩm trung
gian.
Tuỳ theo hàm lượng các chất màu mà rong có màu đỏ tươi, đỏ tía, hồng hay gần

như xanh. Chúng thường có màu đỏ hơn trong bóng râm hay ở những nơi có độ sâu dưới
biển (phycoerythrin phản chiếu ánh sáng đỏ, hấp thu tia sáng có độ dài sóng ngắn trong
phần xanh lam của quang phổ và nhờ thế tăng cường quang hợp ở dưới mặt nước). Rong
đỏ có thể có màu đỏ khi sắc tố phycoerythrin trội hơn những sắc tố khác, nhưng sắc nâu,
xanh đậm cũng xuất hiện do phycoerythrin bị ánh sáng phân hủy vì thế rong đỏ thường
được tẩy màu bằng phương pháp phơi nắng tự nhiên.
2.2. Rong đỏ
2.2.1. Giới thiệu
Rong đỏ là những sinh vật quang tự dưỡng thuộc ngành Rhodophyta, các thành
viên trong ngành có đặc điểm chung là màu đỏ tươi hoặc tía. Màu sắc của chúng là do các
hạt sắc tố phycobilin tạo thành. Rong đỏ có khoảng 5000 loài,thuộc 400 chi phân vào 9 bộ
( Đặng Thị Sy, 2005).

5


Hình 2.3 Rong đỏ
2.2.2. Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của rong đỏ luôn thay đổi phụ thuộc trạng thái sinh lý, thời
gian sinh trưởng và điều kiện sống (cường độ bức xạ, thành phần hóa học của môi
trường).
− Nước: 77 - 91%
− Glucid: monose, diose, manose.
− Polysaccharide: Agar (20-40%), Carrageenan, Furcellara, Xilan, Itridophican,
Cellulose ( 1 - 8%), Floride.
− Protein: 5 - 29%
− Lipid: Không đáng kể
− Sắc tố: chlorophyll (xanh), carotenoid (đỏ), Xanthophyl (vàng), Phucoxyanin (lam).
− Khoáng : 20 - 50% trọng lượng khô.
( Bài giảng Nguyễn Thùy Linh, 2010).

2.2.3. Phân loại
Theo tài liệu của FAO, rong đỏ được chia thành ba nhóm chính: (a) nhóm rong
cho Agar (Gelidium, Gracilaria và Acanthopeltis), trong đó Gelidium và Gracilaria được
dùng nhiều trên thế giới để sản xuất Agar; (b) nhóm rong cho Carrageenan
(Chondruscripus, Gigartinastella và Hypnea); (c) nhóm Gelans (dùng để sản xuất
Furcellaran), điển hình của nhóm này là Furcellaria.

6


Có nhiều hệ thống phân loại rong, tảo trên thế giới. Hệ thống phân loại đầu tiên là
của Liên Xô (cũ) với 9 ngành phân loại dựa trên sắc tố trong cơ thể của chúng có nghĩa là
dựa trên màu sắc của chúng. Hệ thống phân loại gần nhất là của Saunders (2004):
Giới: Plantae
Phân giới: Rhodoplantae
Ngành 1: Cyanidiophyta
Lớp: Cyanidiophyceae
Ngành 2: Rhodophyta
Phân ngành 1: Rhodellophytina
Lớp: Rhodellophyceae
Phân ngành 2: Metarhodophytina
Lớp: Compsopogonophyceae
Phân ngành 3: Eurhodophytina
Lớp 1: Bangiophyceae
Lớp 2: Florideophyceae
Phân lớp 1: Hildenbrandiophycidae
Phân lớp 2: Nemaliophycidae
Phân lớp 3: Ahnfeltiophycidae
Phân lớp 4: Rhodymeniophycidae
2.2.4. Tổ chức cơ thể

Tản đa bào hình sợi phân nhánh hay hình bản dẹp, gốc có đĩa bám hay rễ giả, chỉ
một số rất ít có dạng đơn bào. Kích thước của tản không lớn (< 0,5 m).
2.2.5. Cấu tạo tế bào
Vách tế bào có một lớp cứng bằng cellulose ở bên trong và một lớp gelatin ở bên
ngoài. Tế bào của chúng có thể có một hay nhiều nhân là tùy thuộc vào từng loài. Tế bào
phân chia bằng cách nguyên phân. Rong đỏ hoàn toàn không có roi bơi, không có các tế
bào có thể di chuyển ở bất kỳ dạng nào.
2.2.6. Sinh sản
− Sinh sản vô tính bằng các mảnh của tản có khả năng tái sinh tản mới.
7


− Sinh sản hữu tính ở Tảo đỏ là noãn giao, không có giai đoạn chuyển động, giao tử
đực gọi là tinh tử, giao tử cái gọi là quả bào (Dixon, 1973).
− Sinh sản sinh dưỡng bằng khúc tản.
2.2.7. Giá trị kinh tế
Loài rong đỏ được dùng nhiều nhất trên thế giới là Rhodymenia palmata, dùng
làm thức ăn hoặc làm một loại mứt mặn. Porphyra là một loại rong đỏ được dùng nhiều ở
Triều Tiên, Nhật, Trung Quốc hay Anh Quốc. Rong này giàu vitamin B và C. Nhiều rong
đỏ chứa carbohydrates được dùng trong việc làm bánh trộn với sữa, thêm vào các món
tráng miệng… Một trong những chất biết nhiều nhất là carragheen, chất này có từ rong
Chondrus crispus và Gigartina stellata chứa acid galactose-sulphuric và cacbohydrates
khác. Trong các carbohydrates ở rong đỏ còn nhiều loại cồn như dulcitol và glicerol. Tinh
bột hồng tảo, một chất dự trữ ở tảo đỏ là một hợp chất glucozơ. Các chất này được sản
xuất và đóng gói chung với kem và thịt bột. Ở Maine ( Mỹ ) mỗi năm thu hoạch được
1.643.607 pounds, 2 loài rong nói trên trị giá 40.070 dollars. Ở các tỉnh ven biển Canada,
năm 1957, 25.948.000 pounds các loại rong trên được thu hái (Nguyễn Thanh Tùng,
1998).
2.2.8. Vai trò của rong tảo trong thiên nhiên
* Đối với sự cân bằng vật chất sống.

Rong (tảo) là một trong những thành phần sống của hệ sinh thái, chúng liên hệ
với các thành phần khác qua việc tham gia vòng tuần hoàn vật chất. Rong cùng các sinh
vật tự dưỡng khác đóng vai trò mắt xích đàu tiên của chuỗi thức ăn. Tham gia cân bằng
vật chất bằng số lượng phát triển được biểu thị qua sinh khối (g/m3) và năng suất sinh học
(g/m3/năm).
* Đối với sự cân bằng oxygen trong thủy vực.
Trong thủy vực, rong là một sinh vật sản xuất oxy tự do rất cần thiết cho các hoạt
động sống của các sinh vật khác như các loài giáp xác nhỏ, các loài cá, các loài nhuyễn
thể,… ngoài ra, rong còn là nơi trú ngụ của một số loài sinh vật khác. Tham gia cân bằng
oxy trong khí quyển qua việc tạo oxy ở lớp nước mặt để trao đổi oxy với không khí.
8


* Đối với vấn đề ô nhiễm.
Nhiều loài rong cùng với các vi sinh vật, nấm tham gia vào quá trình tự làm sạch
thủy vực qua việc hấp thu các chất hữu cơ, muối kim loại nặng, các chất phóng xạ. Tuy
nhiên sự phát triển quá mức của rong có thể dẫn đến ô nhiễm các nguồn nước qua việc
thải các chất độc hay do các sản phẩm phân hủy của chúng, trực tiếp hay gián tiếp làm
giảm lượng oxy trong thủy vực.
2.2.9. Một số loài rong đỏ
2.2.9.1. Rong câu (Gracilaria sp.)
Tỷ lệ phycobilin trong rong Gracilaria sp.
− Phycoerythrin (PE):

Tối đa 1,63 ± 0,31 mg/g fr.wt
Tối thiểu 1,25 ± 0,25 mg/g fr.wt

− Phycocyanin (PC):

Tối đa 0,42 ± 0,11 mg/g fr.wt

Tối thiểu 0,11±0,02 mg/g fr.wt (Kursar và ctv 1983).

Thân rong thẳng, dạng hình trụ tròn hay dẹp. Bàn bám dạng đĩa. Rong chia nhánh
kiểu mọc chuyền, chạc hai, mọc chùm. Một số loài (chẳng hạn G.eucheumoides) có thân
dẹp, mọc bò và tạo thành các bàn bám phụ từ mép các nhánh. Một số loài (G.textorii) thân
có dạng lưỡi mác. Ở Việt Nam, rong câu phân bố nhiều ở các vùng ven biển Nghệ An, Hà
Tĩnh, các vùng biển miền nam Việt Nam.

Hình 2.4 Rong câu

9


2.2.9.2. Rong đỏ (Laurencia papillosa)
Tỷ lệ phycobilin trong rong Laurencia papiosa:
−

Phycoerythin (PE):

Tối đa 1,45 ± 0,17 mg/g fr.wt
Tối thiểu 0,93 ± 0,15 mg/g fr.wt

− Phycocyanin (PC):

Tối đa 0,79 ± 0,06 mg/g fr.wt
Tối thiểu 0,29 ±0,03 mg/g fr.wt (Kursar và ctv 1983).

fr.wt: khối lượng tươi (fresh weight).
Thân rong cao khoảng từ 5 – 16 cm, phát triển thành các cụm dày đặc. Phần đầu
nhánh rong thưa thớt. Màu sắc rong có màu tím xanh. Ở Việt Nam, rong đỏ phân bố nhiều

trên các bãi triều nhiều nhất vào các tháng 3-5 trong năm với sản lượng ước tính khoảng
14810 tấn khô, nhiều nhất ở các tỉnh miền Trung từ Thanh Hóa đến Ninh Thuận.

Hình 2.5 Rong đỏ Laurencia papillosa
2.3. Rong mứt Porphyra sp.
Porphyra sp. dạng tản, hình bản, có màu hồng mận với mép nhẵn hay lượn sóng
có cuống ngắn bám vào giá thể. Có đến 70 loại rong tảo porphyra, đặc điểm chung là loài
rong tảo này có màu hồng lúc còn non về già có màu tím đỏ. Porphyra sinh trưởng mạnh
ở các bờ biển có ghềnh đá, nhiều sóng trên toàn thế giới. Vùng Đông Á, đặc biệt Nhật
Bản, là nơi rong porphyra được sử dụng nhiều nhất để làm thức ăn cho con người.
Rong mứt là một trong ba loại rong thực phẩm được ưa chuộng nhất, có giá trị
dinh dưỡng cao, với hàm lượng chủ yếu là protein (25-35% khối lượng khô),
carbohydrate, vitamin B, B2, A, C, nhiều nguyên tố vi lượng và khoáng, hàm lượng
calory rất thấp, rất thích hợp cho những người ăn kiêng, người bị tiểu đường. Rong mứt
10


còn có chất kháng lại huyết tố có tác dụng trợ tim phổi dùng làm thuốc chữa bệnh tim rất
tốt. Gần đây khoa học còn khẳng định khả năng chữa bệnh cholesterol trong máu cao và
bệnh sỏi mật của rong mứt (nongnghiep.vn).
Các món thông dụng của rong mứt là chiên, gỏi, canh… Đặc biệt, rong mứt
nướng chấm xì dầu tương ớt, vừa thơm vừa giòn, là món nhậu khoái khẩu của quý ông.
Không những thế, đây còn là một món quà quý để biếu người thân ở xa.

Hình 2.6 Rong mứt Porphyra sp.
2.3.1. Phân loại
Rong mứt thuộc :
Ngành :Rhodophyta
Lớp phụ: Bangiadae
Bộ: Bangiadae

Họ: Bangiaceae
Loài: Porphyra
Ở Việt Nam có nhiều loài như: Rong mứt trơn P.tenera, rong mứt hoa P.crispata,
rong mứt Việt Nam P.vietnamensis.
2.3.2. Hình thái, cấu tạo
Theo Ngô Văn Hiến (1978), rong mứt là một loại rong có dạng lá mỏng, do một
lớp tế bào tạo thành. Phần gốc có cơ quan bám hình đĩa rất nhỏ do tế bào kéo dài tạo
thành. Phần trên là cuống là bé và phần hình lá, lá phần chủ yếu của cơ thể. Hình dạng lá
11


tùy theo vùng biển, môi trường sống mà khác nhau. Một vài loài cơ thể gồm hai hàng tế
bào nên cơ thể dày 100µ, loài mỏng chỉ 20 - 40µ, trung bình 50 - 60µ. Khi rong còn non
cơ thể màu hồng nhạt, khi già đặc biệt ở vùng nhiều chất dinh dưỡng thì rong có màu tím
đậm. Rong dạng phiến tròn hay bầu dục, ít khi xẻ thùy, nhiều phiến xếp chồng lên nhau
thành dạng đóa hoa hồng. Rong có màu tím thẫm hay tím lục đậm, cao 3 - 4 cm, phiến
rộng 2 – 4cm.
2.3.3. Phân bố
Porphyra sp. là loài phân bố rộng, ở nhiều vĩ độ khác nhau từ vùng ôn đới tới
vùng nhiệt đới và một số ít sống ở vùng hàn đới. Rong thích ánh sáng mạnh, rong trưởng
thành thường bám trên các nền đáy cứng như san hô, vỏ động vật nhuyễn thể. Các giai
đoạn phát triển của rong thường thích nghi ở những nơi có sóng mạnh.
Ở Việt Nam thường gặp hai loài: Porphyra crisnata Kzelim (rong mứt Hoa) và
Porphyra vietnamensis Tanaka (rong mứt Việt Nam). Ở miền Bắc chỉ có rong mứt Hoa
tập trung ở Đồ Sơn - Hải Phòng, Sầm Sơn – Thanh Hóa, Cửa Gianh - Quảng Bình, Cửa
Sót – Hà Tĩnh. Ở các tỉnh miền Trung và miền Nam có cả rong mứt Hoa và rong mứt Việt
Nam, chiếm sản lượng nhiều nhất là ở các vùng biển miền Trung như: Đà Nẵng, Bình
Định, Khánh Hòa,…
2.3.4. Tình hình nuôi trồng
* Trên thế giới.

Việc canh tác nuôi trồng rong đỏ bắt đầu cách đây 300 năm. Lúc xưa người Nhật
dùng những nhánh tre cắm dưới biển để tập hợp các bào tử của rong dính và mọc vào.
Sau này họ đã dùng phương pháp giăng dây, bào tử Porphyra sp. sẽ dính vào đó và mọc
lên thành tảng. Bắt đầu cắm dây theo nhiệt độ xuống cỡ 15 - 23°C, vì với nhiệt độ này
rong phóng thích nhiều bào tử nhất. Muốn loại trừ các rong lục cùng dính vào, người ta
phơi các dây ấy: rong đỏ chịu khô lâu hơn (12 – 24 giờ), các rong lục sau 2 - 3 giờ sẽ bị
loại.
Canh tác hiện đại rong đỏ diễn ra vào những năm 1960, các nghiên cứu mới đã
cho phép các nhà khoa học xác định sản phẩm nhiều nhất trong suốt quá trình điều kiện
nuôi trồng nhằm đi đầu trong ngành công nghiệp hiện đại tại Nhật Bản và Trung Quốc.
12


Rong đỏ trồng rất nhiều dọc theo vùng duyên hải vào tháng 9, 10 và thu hoạch vào tháng
11 hay tháng chạp. Các nơi trồng rong được bón phân (nitrat và phosphate) vì vậy nhiều
rong rất to.
Theo số liệu của IFREMER (R.Perez, 1992), tổng sản lượng rong thực phẩm toàn
thế giới năm 1990 là 450.000 tấn khô, tương đương số tiền là 4,5 tỉ USD, trong đó rong
mứt Porphyra chiếm 69.000 tấn khô.
* Tại Việt Nam.
Mặc dù thiên nhiên ưu đãi về nguồn rong mứt nhưng sự đầu tư phát triển nuôi
trồng chế biến khai thác rong mứt tại Việt Nam còn hạn chế và chưa có hiệu quả. Ngành
công nghiệp chế biến rong biển chưa phát triển, chỉ mới có nhà máy cá hộp Hạ Long - Hải
Phòng sản suất với quy mô nhỏ.
Hiện nay việc khai thác rong mứt nhìn chung mang tính tự phát. Nhiều nơi do
chạy theo lợi nhuận trước mắt không những rong mà cả địa bàng sinh trưởng của chúng
cũng bị tàn phá nghiêm trọng. Việc sử dụng một số ngư cụ mang tính hủy diệt như lưới
giã cào, xiết điện… đã tận diệt nhiều nguồn lợi thủy sản trong đó có rong mứt.
2.4. Phương pháp trích ly
2.4.1. Trích ly chất lỏng

Trích ly chất lỏng là quá trình tách chất hòa tan bằng một chất lỏng khác (dung
môi). Quá trình trích ly chất lỏng gồm 2 giai đoạn: (a) giai đoạn đầu là giai đoạn trộn lẫn,
phân tách hai pha với nhau để tạo sự tiếp xúc pha tốt cho dung chất truyền từ hỗn hợp đầu
vào dung môi. Nếu thời gian tiếp xúc pha đủ thì quá trình truyền vật chất xảy ra cho đến
khi đạt cân bằng giữa hai pha; (b) giai đoạn kế tiếp là giai đoạn tách pha, hai pha tách ra
dễ dàng hay không tùy thuộc vào khối lượng riêng giữa hai pha. Một pha là pha trích gồm
chủ yếu là dung môi và dung chất, một pha gọi là rafinat gồm chủ yếu phần còn lại của
hỗn hợp ban đầu. Thường thì cấu tử trong hỗn hợp và dung môi đều ít nhiều hòa tan vào
nhau vì thế trong hai pha đều có sự hiện diện của ba cấu tử.
* Nguyên tắc trích ly.
Trích ly ở nhiệt độ thường: hai cách trích ly thông thường ở nhiệt độ thường là
ngâm kiệt và ngâm phân đoạn. Phương pháp ngâm kiệt cho kết quả tốt hơn vì ly trích
13