THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT ALGINATE NATRI TỪ RONG MƠ (Sargassum spp)

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT ALGINATE NATRI TỪ RONG MƠ
(Sargassum spp)

Họ và tên sinh viên: NGÔ THỊ LIÊN
Ngành: CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Niên khóa: 2005 – 2009

Tháng 07/2010


THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT ALGINATE NATRI TỪ RONG MƠ Sargassum spp

Tác giả

NGÔ THỊ LIÊN

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

Giáo viên hướng dẫn:
PGS.TS LÊ THANH HÙNG
Th.S TRƯƠNG QUANG BÌNH

Tháng 07 năm 2010

i


LỜI CẢM ƠN
Xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi
điều kiện cho tôi trong suốt thời gian theo học tại trường.
Ban chủ nhiệm khoa, các thầy cô trong Khoa Thủy Sản, cùng các thầy cô đã tận
tụy truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt bốn năm qua.
PGS.TS Lê Thanh Hùng và Th.S Trương Quang Bình đã tận tình hướng dẫn và
động viên em trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Công ty XNK HÀNG XANH đã hỗ trợ chi phí cho quá trình thực hiện đề tài.
Cùng tất cả bạn bè trong và ngoài lớp đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời
gian làm đề tài.
Thành kính ghi ơn ba mẹ cùng những người thân trong gia đình đã tin tưởng,
luôn tạo mọi điều kiện và động viên con trong suốt chặng đường học tập và nhất là
thời gian thực hiện đề tài.

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Thử nghiệm sản xuất alginate natri từ rong Mơ Sargassum spp” được tiến
hành trong thời gian từ tháng 04/2010 đến 07/2010 với mục đích khảo sát các điều
kiện tối ưu cho quy trình chiết xuất để nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng thành
phẩm.
Qua kết quả nghiên cứu chúng tôi đưa ra kết luận như sau:
Có hai bước chính trong công nghệ sản xuất alginate natri đó là: bước tách chiết
alginic và bước phối hợp với Na+ để sản xuất keo rong alginate natri.
Quá trình xử lý hóa học cho rong nâu để tách chiết alginic axit:

Xử lý rong với dung dịch formol hàm lượng 1 % trong 16 giờ.
Xử lý rong với dung dịch axit HCl hàm lượng 0,3 % trong 4 giờ.
Quá trình nấu tách alginic: nấu tách trong môi trường Na2CO3 1 % với thể tích
360 ml trong 1,5 giờ.
Tiến hành tẩy màu bằng dung dịch Javen thương phẩm 5 % với hàm lượng
10 ml.
Thử nghiệm sản xuất theo quy trình dự kiến với các thông số tối ưu như trên
chúng tôi thu được độ nhớt cao là 98,67 cp, hiệu suất chiết xuất đạt 35 %, alginate có
màu vàng nhạt.

iii


MỤC LỤC
Trang tựa...........................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ......................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................ viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH – BIỂU ĐỒ ........................................................................ix
Chương 1. GIỚI THIỆU..................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề..................................................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................................2
1.3 Nội dung nghiên cứu .................................................................................................2
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU..............................................................................3
2.1 Rong nâu....................................................................................................................3
2.1.1 Giới thiệu chung .....................................................................................................3
2.1.2 Phân loại .................................................................................................................3
2.1.3 Phân bố ...................................................................................................................4

2.1.4 Đặc điểm sinh học ..................................................................................................5
2.1.5 Thành phần rong Mơ và các quá trình biến đổi của rong nguyên liệu sau thu
hoạch ..............................................................................................................................6
2.2 Alginic acid và keo alginate ....................................................................................12
2.2.1 Giới thiệu chung về alginate và các loại keo alginate ..........................................12
2.2.2 Đặc điểm, cấu tạo .................................................................................................13
2.2.3 Tính chất ...............................................................................................................16
2.2.4 Độ nhớt dung dịch sodium alginate......................................................................18
2.3 Các quá trình xử lý trong quy trình sản xuất tham khảo .........................................19
2.3.1 Quá trình xử lí hóa học .........................................................................................19
2.3.2 Quá trình nấu tách alginic.....................................................................................20
2.3.3 Tách tạp chất và tinh chế alginic ..........................................................................21
2.4 Công dụng của alginate ...........................................................................................22
2.4.1 Ứng dụng trong công nghiệp dệt ..........................................................................22
iv


2.4.2 Ứng dụng trong tơ nhân tạo:................................................................................23
2.4.3 Ứng dụng trong công nghiệp giấy ........................................................................23
2.4.4 Ứng dụng trong y học và dược học ......................................................................23
2.4.5 Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm..............................................................23
2.4.6 Ứng dụng trong công nghệ mỹ phẩm ...................................................................24
2.4.7 Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất cao su ......................................................24
2.4.8 Ứng dụng trong một số lĩnh vực khác ..................................................................24
Chương 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................................26
3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu................................................................................26
3.2 Vật liệu và dụng cụ..................................................................................................26
3.2.1 Vật liệu .................................................................................................................26
3.2.2 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất....................................................................................26
3.3 Phương pháp thí nghiệm..........................................................................................27

3.4 Nội dung nghiên cứu ...............................................................................................28
3.4.1 Thí nghiệm 1: khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dung dịch
formol 1%. .....................................................................................................................28
3.4.2 Thí nghiệm 2: khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung dịch HCl .....................28
3.4.3 Thí nghiệm 3: khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dung dịch
HCl 0,3 %. .........................................................................................................................
29
3.4.4 Thí nghiệm 4: khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Na2CO3 trong quá
trình chiết rút. ................................................................................................................29
3.4.5 Thí nghiệm 5: khảo sát sự ảnh hưởng của lượng dung dịch Javen 5 %. ..............29
3.4.6 Các chỉ tiêu khảo sát hiệu quả của quy trình sản xuất..........................................30
3.4.7 Phương pháp xử lí số liệu.....................................................................................31
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.....................................................................32
4.1 Kết quả khảo sát thời gian ngâm rong trong dung dịch formol (HCHO) 1%...............32
4.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch HCl ngâm rong.....................34
4.3 Kết quả khảo sát thời gian ngâm rong trong dung dịch axit chlohydride (HCl)
0,3%. ............................................................................................................................36

v


4.4 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Na2CO3 trong quá trình
chiết rút. .............................................................................................................................
37
4.5 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thể tích dung dịch Javen 5 %..........................39
4.6 Quy trình sản xuất thử nghiệm ................................................................................42
4.7 Chi phí sản xuất .......................................................................................................47
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .........................................................................48
5.1 Kết luận...................................................................................................................48
5.2 Đề nghị ....................................................................................................................49

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................50
PHỤ LỤC .......................................................................................................................xi

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

cp

Centipoise

FAO

Food and Agriculture Organization

HSCX

Hiệu suất chiết xuất

mP.s

mm pascan

NL

Nguyên liệu

vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: hàm lượng acid alginic trong một số loại rong Mơ ven biển Miền Trung Việt
Nam (tính theo % trọng lượng rong khô) ........................................................................8
Bảng 2.2: biến đổi của độ nhớt và hiệu suất thu alginate của nguyên liệu theo phương
pháp làm khô và chậm làm khô.....................................................................................12
Bảng 2.3: sự biến thiên độ nhớt (tính bằng mP.s) theo nồng độ dung dịch alginate natri
ở 200C. ...........................................................................................................................18
Bảng 4.1: ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dung dịch formol 1% đến hiệu
suất chiết xuất và độ nhớt của alginate natri. ................................................................32
Bảng 4.2: ảnh hưởng của nồng độ dung dịch HCl đến hiệu suất chiết xuất và độ nhớt
của dung dịch alginate natri...........................................................................................34
Bảng 4.3: ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dụng dịch axit HCl 0,3% đến hiệu
suất chiết suất và độ nhớt của alginate ..........................................................................36
Bảng 4.4: ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Na2CO3 trong quá trình chiết rút đến hiệu
suất chiết xuất và độ nhớt alginate natri ........................................................................38
Bảng 4.5: ảnh hưởng của thể tích dung dịch Javen 5 % đến hiệu suất chiết xuất và độ
nhớt alginate natri thu được...........................................................................................40
Bảng 4.6: chi phí nguyên liệu cho chiết xuất 1 kg rong khô........................................47

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH – BIỂU ĐỒ
Hình 2.1: rong nâu ................................................................................................................... 3
Hình 2.2: công thức cấu tạo acid alginic ............................................................................. 14
Hình 2.3: công thức cấu tạo alginate natri. ......................................................................... 15
Hình 2.4: công thức cấu tạo alginate canxi. ........................................................................ 15
Hình 2.5: công thức cấu tạo alginate amonium .................................................................. 15
Hình 2.6: công thức cấu tạo .................................................................................................. 16

Hình 2.7: các phân tử alginate tự do cấu trúc mạng lưới gel alginate canxi, dạng vỉ
trứng. ........................................................................................................................................ 17
Hình 2.8: mô hình tạo gel canxi alginate. ........................................................................... 18
Hình 4.1: rong nguyên liệu khô .......................................................................................... 43
Hình 4.2: rong nguyên liệu sau khi ngâm, rửa ................................................................... 43
Hình 4.3: rong sau khi nấu chiết .......................................................................................... 44
Hình 4.4: dung dịch alginate natri thô ................................................................................. 44
Hình 4.5: alginate canxi kết tủa ............................................................................................ 45
Hình 4.6: alginic acid............................................................................................................. 45
Hình 4.7: alginate natri dạng sệt........................................................................................... 46
Hình 4.8: alginate natri thành phẩm

............................................................................. 46

Hình 4.9: alginate natri dạng màng mỏng ........................................................................... 46
Biểu đồ 4.1: ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dung dịch formol 1% đến hiệu
suất chiết xuất alginate natri ................................................................................................. 32
Biểu đồ 4.2: ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dung dịch formal 1% đến độ
nhớt của alginate natri ........................................................................................................... 32
Biểu đồ 4.3: ảnh hưởng của nồng độ dung dịch HCl đến hiệu suất chiết xuất dung dịch
alginate natri ........................................................................................................................... 34
Biểu đồ 4.4 : ảnh hưởng của nồng độ dung dịch HCl đến độ nhớt dung dịch alginate
natri .......................................................................................................................................... 34
Biểu đồ 4.5: ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dung dịch HCl 0,3% đến hiệu
suất chiết xuất alginate natri ................................................................................................. 36
ix


Biểu đồ 4.6: ảnh hưởng của thời gian ngâm rong trong dung dịch HCl 0,3% đến độ
nhớt alginate natri .................................................................................................................. 36

Biểu đồ 4.7: ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Na2CO3 đến hiệu suất chiết xuất
alginate natri ........................................................................................................................... 38
Biểu đồ 4.8: ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Na2CO3 đến độ nhớt alginate natri .... 38
Biểu đồ 4.9: ảnh hưởng của thể tích dung dịch Javen đến hiệu suất chiết xuất alginate
natri. ......................................................................................................................................... 40
Biểu đồ 4.10: ảnh hưởng của thể tích dung dịch Javen 5 % đến độ nhớt alginate natri.
.................................................................................................................................................. 40

x


Chương 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Việt Nam có điều kiện khí hậu thích hợp nên có hệ động vật, thực vật phong
phú. Đặc biệt là tiềm năng to lớn về trữ lượng, thành phần các nguồn tài nguyên sinh
vật biển. Điều kiện tạo nên sự phong phú và giàu có ấy chính là vùng biển nhiệt đới
rộng với bờ biển dài hơn 3000 km bao bọc hết phía đông và nam đất nước. Việc khai
thác nguồn lợi từ biển từ lâu đã trở thành mục tiêu hàng đầu trong chiến lược phát triển
kinh tế biển Việt Nam. Một trong những nguồn lợi quý giá từ biển đó chính là rong
biển. Tại vùng biển Việt Nam có khoảng hơn 900 loài rong biển thuộc tất cả các ngành
rong đã được công bố trên thế giới. Rong biển (Marine algae) có vai trò quan trọng
trong nguồn lợi sinh vật biển, ngày càng được khai thác, nuôi trồng và sử dụng rộng rãi
trong các lĩnh vực thực phẩm, công nghiệp…mức sản xuất hàng năm trên thế giới xấp
xỉ 4 triệu tấn rong tươi. Rong nâu có kích thước lớn và có truyền thống được khai thác
tự nhiên nhiều hơn rong đỏ và rong lục được nghiên cứu nuôi trồng. Hội nghị quốc tế
về nguồn lợi hải sản kết luận: nguồn lợi của hải sản sau tôm cá là rong biển, rong biển
được gọi là “kho hóa chất độc đáo” (Tạp chí ngoại thương, 1990)
Vách tế bào rong nâu có chứa acid alginic là một loại polysaccharit có giá trị cao
và được sử dụng rộng rãi trong nhiều nhành công nghiệp như dệt, giấy…đặc biệt chúng

tạo nên nhũ tương mịn và bền nên được dùng nhiều trong công nghiệp sơn, cao su,
phim ảnh, mỹ phẩm, công nghiệp, thực phẩm…Năm 1914 – 1915, 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. Từ đó đến
nay chế biến rong biển vẫn trong thời kỳ phát triển mạnh, đặc biệt là các nước Nhật
Bản, Mỹ, Trung Quốc.
Từ rong nâu có thể chiết xuất được : alginic, alginate, laminarin. Các sản phẩm
của alginate được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: ngành dệt –
1


50%, thực phẩm – 30%, giấy – 6%, que hàn – 5%, y dược phẩm – 5%, công nghệ sinh
học và các lĩnh vực khác – 4%. Alginate là một phụ gia không thể thiếu được trong kỹ
thuật in màu trên vải. Trên thị trường lưu hành 3 loại sản phẩm alginate có độ sạch
khác nhau: loại dược phẩm (13÷16 USD/Kg), loại thực phẩm (7÷11 USD/Kg), và loại
kỹ thuật (6÷8 USD/Kg) (Ohno, 1997). Tổng giá trị sản lượng alginate toàn cầu được
đánh giá vào khoảng 350 triệu USD. Do nhu cầu sử dụng alginate ngày càng tăng,
chẳng hạn năm 1970 nhu cầu toàn thế giới là 13.000 tấn thì năm 1986 là 22.000 tấn và
đến nay nhu cầu tăng hơn rất nhiều. Nên giá trị của alginate cũng tăng rất nhanh.
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng alginate ngày càng tăng cần có những quy trình sản
xuất quy mô và hiệu quả, để nâng cao hiệu quả sản xuất, trong thực tế cần phải tiến
hành những nghiên cứu nhỏ trước khi đưa ra sản xuất lớn đó là yêu cầu khá cấp thiết
hiện nay cho ngành công nghiệp chế biến rong biển Việt Nam, do đó chúng tôi thực
hiện đề tài “Thử nghiệm sản xuất alginate natri từ rong Mơ Sargassum spp”.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Tiến hành khảo sát các điều kiện tối ưu để chiết xuất alginate từ rong Mơ
Sargassum spp nhằm nâng cao hiệu suất chiết xuất và chất lượng thành phẩm.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt, màu sắc và hiệu suất chiết xuất của
alginate natri như: thời gian ngâm rong nguyên liệu trong formol, thời gian ngâm rong

trong dung dịch HCl, nồng độ HCl thích hợp để ngâm rong, nồng độ dung dịch Na2CO3
trong quá trình nấu chiết và thể tích dung dịch Javen dùng để tẩy màu
Xây dựng quy trình sản xuất thử nghiệm để đưa vào sản xuất trong thực tế.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Rong nâu
2.1.1 Giới thiệu chung
Rong nâu sống ở biển, hấp thụ một lượng thức ăn phong phú chảy trôi dạt từ lục
địa ra, rong có nhiều tính chất không giống thực vật sống trên cạn. Một số yếu tố sinh
thái đối với thực vật sống trên cạn là rất quan trọng như độ ẩm của không khí, lượng
mưa song đối với rong nâu lại không quan trọng, nhưng các yếu tố sinh thái biển có ảnh
hưởng đến đời sống của rong như: địa bàn sinh trưởng, nhiệt độ, ánh sáng, độ muối, độ
pH, muối dinh dưỡng, khí hòa tan, mức triều, sóng, gió, hải lưu.
Rong nâu có khả năng điều tiết tác dụng trao đổi chất dưới điều kiện ánh sáng và
nhiệt độ ở các mùa vụ khác nhau. Rong nâu có thể tiến hành quang hợp dưới điều kiện
nhiệt độ thấp và ánh sáng yếu. Trong tất cả các ngành rong chỉ có rong nâu chứa acid
alginic như một thành phần tế bào. Hàm lượng acid alginic trong rong Mơ Sagassum từ
10 ÷ 40 % so với trọng lượng rong khô.
2.1.2 Phân loại
Vị trí phân loại rong Mơ:
Ngành:Phaeophyta
Lớp:Phaeophyceae
Bộ: Fucales
Họ: Sargassaceae
Giống: Sargassum
H

ình 2.1: rong nâu

(Nguồn: />Ngành rong nâu (phaeophyta): có trên 190 chi, hơn 900 loài, phần lớn sống ở
biển, số chi, loài tìm thấy trong nước ngọt không nhiều lắm.
Họ rong Mơ (Sargassaceae) là tên gọi chung của các loài rong biển cùng một
giống có tên khoa học Sargassum, thuộc bộ rong đuôi ngựa (Fucales) ngành rong nâu
3


(Phaeophyta), đây là nhóm rong có kích thước cá thể rất lớn, có cây dài 6÷8 m, sinh
lượng có thể hơn 12 kg rong tươi/m2, hình dạng rất giống thực vật bậc cao… chúng có
khả năng phân bố rộng, mọc trên tất cả các bờ biển đá hay san hô chết, đá vôi…thích
hợp nhất trong khoảng từ phía trên của mực triều thấp cho đến vài ba mét sâu, nhưng
nếu gặp nơi có điều kiện thích hợp chúng có thể xuống sâu đến 5÷10 m, mọc thành các
quần xã rong biển quan trọng có thể so sánh được với các quần xã rong vùng ôn đới.
Chu kỳ sống của rong Mơ là tiêu biểu cho bộ Fucales, cây rong là cây đơn bội
(Haplobiont), sinh sản hữu tính hoặc dinh dưỡng, các loài sống trôi nổi trong biển như
rong Mơ (Sargassaceae) có thể sinh sản dinh dưỡng bằng cách đoạn nhánh.
2.1.3 Phân bố
Trên thế giới nguồn lợi rong nâu chủ yếu tập trung ở các nước châu Âu và Bắc
Mỹ. Canada tập trung hơn 75% khối lượng rong nguyên liệu sản xuất alginate, trong
khi đó khối lượng rong nâu châu Á chỉ khoảng 5%. Theo FAO ước tính mỗi năm trên
thế giới rong nâu được khai thác khoảng 1,3 triệu tấn, sản lượng này có thể tăng lên 12
lần nếu tiếp tục khai thác dọc từ Đại Tây Dương và Địa Trung Hải.
Ở nước ta có khoảng 794 loài rong biển, phân bố ở vùng biển miền bắc 310
loài, miền nam 484 loài, 156 loài tìm thấy cả hai miền (Nguyễn Hữu Dinh, 1993).
Trong đó có các đối tượng quan trọng là: rong Câu (Gracilaria), rong Mơ (Sargassum),
rong Sụn (Kappaphycus).
Diện tích rong Mơ mọc tại vùng biển Quảng Nam – Đà Nẵng khoảng 19.000 m2,
trữ lượng rong mọc tại chỗ có thể thu được vào tháng 4 khoảng hơn 800 tấn rong tươi.

Diện tích có rong mọc tại chỗ của tỉnh Bình Định khoảng hơn 40.000 m2, trữ
lượng rong tươi ước tính hơn 100 tấn/năm. Sinh lượng cao nhất vào cuối tháng 4 và đầu
tháng 5. Sinh lượng trung bình khoảng 2.5 kg/m2.
Vùng biển Khánh Hòa là vùng có diện tích rong Mơ mọc cao nhất trong các tỉnh
điều tra, tổng diện tích có rong lên tới 2.000.000 m2, trữ lượng có thể khai thác được
hàng năm có thể ước tính hơn 11.000 tấn rong tươi. Khánh Hòa có nhiều vùng rong
như Hòn Chồng, Bãi Tiên, bán đảo Cam Ranh, Hòn Tre và một số đảo khác.
Đối với tỉnh Ninh Thuận rong Mơ phân bố ở các vùng Sơn Hải, Cà Ná, Mỹ Tân
thành các bãi rong mọc khá dày đặc. Vùng Sơn Hải là vựa rong lớn nhất của Ninh
Thuận, với điều kiện rất thuận lợi là có bãi đá và san hô chết rộng 20 m, có nơi rộng
4


hơn 50 m chạy dài liên tục dọc bờ biển gần 7 km. Tổng diện tích có rong khoảng
1.500.000 m2. Trữ lượng khai thác được ước tính hơn 7.000 tấn rong tươi/năm.
Sinh lượng rong mọc tại chỗ đo được đều có xu hướng giảm dần từ tháng 3 đến
tháng 5. Nhưng về độ trưởng thành thì ngược lại. Vào tháng 3 rong hãy còn non, thể
hiện ở kích thước còn bé. Chưa phóng thích các bào tử, thành phần các chất tích lũy
được mà quan trọng nhất là axit alginic vẫn còn thấp. Đa phần các loài rong trưởng
thành vào tháng 4 và những tháng sau đó, phóng thích các giao tử để sinh sản nhằm
duy trì và bảo vệ nguồn lợi rong cho những năm sau. Sở dĩ có tình trạng vào tháng 3
rong chưa trưởng thành nhưng có sinh lượng mọc tại chỗ cao nhất là vì vào tháng 4 trở
đi cây rong đã trưởng thành, kích thước lá lớn, có nhiều phao mọc trên mình, rong bị
sóng gió nhổ đứt trôi dạt vào bờ, làm trữ lượng rong mọc tại chỗ giảm đi đáng kể.
2.1.4 Đặc điểm sinh học
Rong Mơ là loại rong to mọc thành bụi, gồm vài trục chính quanh nhánh, nhánh
mang phiến có dạng của lá, phiến có răng mịn giống như lá Mơ do đó có tên gọi là rong
lá Mơ hay gọi tắt là rong Mơ. Các loài rong Mơ đều có phao, phao nhiều, ít, to, nhỏ
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. Phao có thể mang cánh hoặc không.

Rong lá Mơ là những loài rong mọc ở vùng biển nóng ấm, trên nền đá vôi, san
hô chết, nơi sóng mạnh và nước trong, nhất là ven các đảo. Chúng mọc từ phía trên của
mức nước trung bình thấp của con nước thường đến độ sâu 2÷4 m. Sinh lượng trung
bình từ 2.000÷4.000 g/m2, có nơi đến 7.000 g/m2 như ở Hòn Chồng, Nha Trang.
Rong Mơ là loài có kích thước cá thể lớn và trữ lượng cao nhất trong các loài
rong biển Việt Nam. Mùa vụ rong Mơ có sự sai khác chút ít tùy thuộc từng loài, nơi
phân bố, tùy các điều kiện môi trường sống…nhưng nhìn chung quy luật về mùa vụ
khá rõ rệt. Chúng tăng trưởng rất mạnh từ tháng 2 đến tháng 3, đa số các loài có kích
thước tối đa vào tháng 3, 4 và hình thành các cơ quan sinh sản, sau đó sẽ bị sóng nhổ
tấp vào bờ và tàn lụi. Đến tháng 7 hầu hết các bãi rong đều trơ trụi, một số loài lên cao
hoặc phân bố lên cao (vùng triều thấp) như S.kjellmanianum, S.meelurei, S.polystum
phát triển và tàn lụi sớm (tháng 4). Trong khi đó các loài mọc vùng dưới triều như
S.binderi, S.microcystum…mọc chậm hơn, đến tháng 6, 7 vài nơi vẫn còn quần thể

5


rong này. Một vài loài thích nghi trong các vũng, vịnh yên sóng có thể tồn tại và phát
triển tốt vào tháng 7 như S.polystum, S.longgicaulis.
Rong trưởng thành và phóng thích giao tử vào các tháng 3, 4, 5 thời điểm này
kích thước của rong đạt đến tối đa và sinh lượng cao nhất. Mặt khác hàm lượng acid
alginic cũng cao nhất. Các đặc điểm này rất quan trọng, phù hợp và có lợi cho việc khai
thác nguồn lợi từ tháng 4 trở đi. Việc khai thác đúng mùa vụ hoàn toàn có khả năng bảo
vệ nguồn giống tự nhiên, giúp cho rong tái phát triển lại vào mùa sau. Ngoài ra cách
khai thác bằng cách cắt gốc rong từ 10 cm giúp cho một số nhánh còn sót lại vẫn tiếp
tục phát triển tạo ra các cơ quan sinh sản.
Các bãi rong Mơ mọc trên thềm san hô chết có diện tích rộng lớn, mật độ dày.
Sinh lượng cao (trên 12 kg rong tươi/m2) rất quan trọng đối với nguồn lợi, tìm thấy ở
các tỉnh Quảng Ninh, Quảng Ngãi, Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận.
Các bãi rong rộng lớn nằm gần trục giao thông rất thuận lợi cho việc khai thác và vận

chuyển.
2.1.5 Thành phần rong Mơ và các quá trình biến đổi của rong nguyên liệu sau thu
hoạch
¾ Thành phần rong Mơ
a. Sắc tố
Sắc tố rong nâu là diệp lục tố (Chlorophyll) chiếm khoảng 0,46%, diệp hoàng tố
(Xantophyl), sắc tố màu nâu (Fucoxanthin), sắc tố đỏ (Carotene), các hợp chất
Phenolic. Tùy theo tỷ lệ các loại sắc tố mà rong có màu từ nâu – vàng nâu – nâu đậm –
vàng lục. Nhìn chung sắc tố rong nâu khá bền.
b. Glucid
-

Monosaccharide: monosaccharide quan trọng trong rong nâu là đường manitol.

Manitol có công thức tổng quát: HOCH2 – (CHOH)4 – CH2OH. Manitol có rất nhiều
công dụng trong công nghiệp như: chất để tổng hợp các chất hữu cơ, làm thuốc nổ và
diêm, trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm…trong các tài liệu về y dược, các dẫn
xuất từ manitol được dùng để điều trị bệnh mạch vành, trị ung thư. Manitol tan được
trong alcol. Hàm lượng từ 14÷25 % trọng lượng rong khô tùy thuộc hoàn cảnh địa lý
sinh sống.
-

Polysaccharide:
6


• Alginic: alginic là một polysacheride tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần
chủ yếu tạo thành tầng bên ngoài của màng tế bào rong Mơ (thuộc ngành rong nâu).
Hiện nay giá trị kinh tế của rong Mơ thể hiện trước hết ở hàm lượng và chất
lượng acid alginic chứa trong nó. Thế nhưng hai thông số này lại biến động rất lớn tùy

loài, tuổi của cây và nơi phân bố. Lượng acid alginic tăng theo độ tuổi và đạt giá trị cực
đại lúc rong trưởng thành và phóng thích giao tử. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong
việc hướng dẫn khai thác hợp lý nguồn lợi rong Mơ để có thể bảo vệ và tái phát triển
vào mùa sau.

7


Bảng 2.1: hàm lượng acid alginic trong một số loại rong Mơ ven biển Miền Trung Việt
Nam (tính theo % trọng lượng rong khô)
Tên loài

Thời gian

Địa điểm

Hàm lượng
acid alginic

Nguồn tài liệu

Sơn Hải (Ninh

S.meelurei

5/1978

Thuận)

40,6

1

4/1979

Hòn Chồng (Nha

30,36

2

4/1980

Trang)

32,82

4

4/1995

Hòn Chồng

35,5

5

Hòn Chồng
4/1979

Sơn Hải

28,56

2

2/1981

Sơn Hải

29,75

4

4/1980

Hòn Chồng

31,00

4

4/1995

Hòn Chồng

35,2

5

4/1979

Sơn Hải

28,43

2

2/1981

Sơn Hải

22,47

4

4/1980

Hòn Chồng

20,16

4

4/1995

Hòn Chồng

24,2

5

4/1979

Hòn Chồng

19,32

2

4/1980

Hòn Chồng

20,26

4

4/1979

Hòn Chồng

24,06

2

4/1980

Hòn Chồng

24,86

4

S.feldmannii

3-4/1979

Sơn Hải

36,41÷41,93

3

S.glaucescens

4/1979

Hòn Chồng

45,74

2

S.crassifolium

4/1980

Hòn Chồng

31,14

2

S.kjeelmanianum

S.polycystum

S.congkinhii
S.microcystum

(Nguồn: Nguyễn Hữu Dinh, 1993)
Alginic và các muối của nó có nhiều công dụng trong ngành công nghiệp, y học,
nông học, thực phẩm…
Hàm lượng alginic trong rong nâu ở các tỉnh miền trung Việt Nam khá cao và
thường cao nhất vào tháng 4 trong năm. Hàm lượng dao động khoảng 12,3÷35,9% so
8


với trọng lượng rong khô tuyệt đối, tùy thuộc vào loài và vùng địa lý. Trong đó loài
rong S.meelurei và Turbinaria ornatacos hàm lượng alginic cao nhất khoảng
35,9÷39,4% rong khô tuyệt đối.
• Acid fucxinic: có tính chất gần giống acid alginic. Axit fucxinic có tác dụng với
axit Sunfuric tạo hợp chất có màu.
H2SO4 0,1% : cho sản phẩm màu xanh

H2SO4 10% : cho sản phẩm màu xanh tím

Axit fucxinic

H2SO4 25% : cho sản phẩm màu tím

H2SO4 50% : cho sản phẩm màu đỏ

H2SO4 > 50% : cho sản phẩm mất màu
Nhờ có tính chất này mà axit fucxinic được ứng dụng vào sản xuất tơ sợi màu và phim
ảnh màu
• Fuccoidin (4 % so với trọng lượng rong khô): là loại muối giữa axit fucxinic với
các kim loại hóa trị khác nhau như Ca, Cu, Zn. Fuccodin có tính chất gần giống với
alginic, nhưng hàm lượng thấp hơn alginic.
• Laminarin: là tinh bột của rong nâu, laminarin thường ở dạng bột không màu,
không mùi và có hai loại: hòa tan và không hòa tan trong nước. Laminarin có hàm
lượng từ 10÷15 % trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại rong, vị trí địa lí và môi
trường sinh sống của rong nâu. Công dụng của laminarin: dùng cho thực phẩm và chăn
nuôi.
• Cellulose: là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng Cellulose trong rong
nâu nhiều hơn rong đỏ.
c. Protein

9


-

So với rong đỏ, hàm lượng protein trong rong Mơ không cao nhưng khá đầy đủ

các axit amin thiết yếu. Do vậy rong nâu có thể sử dụng làm thực phẩm.
-

Hàm lượng protein của rong Mơ ở vùng biển Nha Trang dao động từ 8÷21 % so

với trọng lượng rong khô.
d. Khoáng
-

Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong rong nâu thường lớn hơn nước biển ví

dụ như: I2 của rong nâu lớn hơn nước biển từ 80÷90% lần, hàm lượng Ba lớn hơn trong
nước biển 1800 lần.
-

Hàm lượng khoáng của các loài rong nâu Nha Trang dao động từ 15,51÷46,30%,

phụ thuộc vào mùa vụ, thời kỳ sinh trưởng.
e. Lipid
Lipid chiếm khoảng 1÷3 % so với trọng lượng rong khô, thường có mùi tanh.
f.

Một số vitamin và các halogen

-

Các vitamin A, B (B1, B2, B6, B12), C, D, E, K, acid pantotenic…

-

Các halogen: Cl, Br, I.

-

Đã tìm thấy 23 nguyên tố hóa học trong rong Mơ là: Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba, Fe,

V, Mn, Ti, Co, Ni, Cr, Sn, As, Bi, Cu, Pb, Zn, Ga, Be, Na, và K.
(Theo Bùi Minh Lý và cộng sự, 1985)
g. Hàm lượng Iod
-

Hàm lượng Iod trong một số loài rong nâu dao động 0,05÷0,16% so với rong

khô tuyệt đối.
¾ Các quá trình biến đổi của rong nguyên liệu sau thu hoạch
a. Quá trình phá vỡ cấu trúc cây rong và phân giải các hợp chất keo rong polymer
glucozide
Trên rong biển thường chứa khoảng 20 loại vi sinh vật khác nhau, có nhiều loại
chuyên phân hủy keo rong (agar, alginic). Các loại vi sinh vật này rất thích nghi với sự
có mặt của các muối có trong thành phần nước biển. Khi cây rong còn sống nó tạo ra
các chất kháng khuẩn để chống lại các hoạt động của các vi khuẩn này. Khi cây rong đã
chết không còn khả năng trên, vi sinh vật sẽ xâm nhập vào thân cây rong và phá hủy tế
bào của nó, phân hủy các chất keo rong. Nếu cứ để môi trường nước biển bám trên cây
rong thì càng làm cho vi sinh vật phá hủy cây rong trong thời gian ngắn. Đồng thời
10


trong rong biển có chứa các enzyme đặc hiệu có khả năng thủy phân các chất polymer
keo rong thành các thành phần đơn giản, đặc biệt chúng hoạt động trong điều kiện độ
ẩm cao và làm cho tế bào rong bị phá hủy. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tự phân
của tế bào cây rong.
b. Sinh nhiệt do hô hấp tế bào
Sau khi rong vớt lên khỏi mặt nước, rong biển vẫn tiếp tục hô hấp trong một thời
gian ngắn nữa. Quá trình hô hấp tế bào sẽ sinh ra nhiệt lượng làm cho khối rong nóng

lên nếu không chú ý làm tản nhiệt cho khối rong. Khi nhiệt tỏa ra làm cho nhiệt tăng
cao sẽ góp phần tích cực vào quá trình phá hủy tế bào và các hợp chất polymer.
c. Quá trình thối rữa
Sau quá trình phá hủy cấu trúc và thủy phân các hợp chất keo rong là quá trình phân
hủy tiếp tục các chất có trong rong biển như agar, alginate, cellulose, protein… tạo
thành các hợp chất thối rữa.
d. Ảnh hưởng của phương pháp làm khô và chậm làm khô rong biển
Sau thu hoạch rong phải được sơ chế kịp thời, nếu để chậm làm khô rong sẽ bị
hư hỏng. Rong được xử lý ngay (rửa ngay, phơi ngay) sẽ hạn chế hoạt động của
enzyme nội tại, giảm cường độ hô hấp của tế bào. Đồng thời hạn chế được sự phát triển
của vi sinh vật ngoại có khả năng phá hủy các chất keo rong. Chẳng hạn khi rong được
rửa và làm khô ngay có độ nhớt của alginate là 595 cp, trong khi đó rong chậm xử lý
sau 3 ngày chỉ đạt 379 cp. Phương pháp sấy cho độ nhớt là 540 cp còn phương pháp
phơi cho độ nhớt 595 cp.

11


Bảng 2.2: biến đổi của độ nhớt và hiệu suất thu alginate của nguyên liệu theo phương
pháp làm khô và chậm làm khô.
Thời gian chậm làm
khô (ngày)
Phương pháp làm

0

1

2

3

Phơi

Sấy

Phơi

Sấy

Phơi

Sấy

Phơi

Sấy

Độ nhớt (cp)

595

540

489

420

418

340

379

292

Hiệu suất(%)

25,35

24,22

24,51

23,14

24,06

22,51

23,77

22,13

khô

(Nguồn: Trần Thị Luyến và cộng sự, 2004)
• Phương pháp phơi: phơi là một phương pháp làm khô cổ truyền sử dụng năng
lượng của ánh sáng mặt trời để làm khô nên phương pháp này không tiêu tốn năng lượng,
không cần thiết bị mà lại rất đơn giản, dễ thực hiện ở mọi nơi. Trong quá trình phơi, rong

được làm khô đều do quá trình quá trình trao đổi nhiệt với môi trường diễn ra thuận lợi,
điều này còn thể hiện rõ nếu rong được phơi ở trạng thái treo. Mặt khác, dưới tác dụng
của tia sáng mặt trời, một số sắc tố có trong rong sẽ bị mất màu làm tăng độ trắng và chất
lượng của keo alginate natri thành phẩm.
• Phương pháp sấy: trong phương pháp sấy ta phải tiêu tốn một nhiệt lượng và cần
phải có thiết bị để làm khô rong. Trong quá trình sấy mặc dù nhiệt độ đã được điều chỉnh
nhưng rất khó kiểm soát. Mặc dù rong được sấy trên các khay nên sẽ trao đổi nhiệt bằng
đối lưu với không khí. Đồng thời nhiệt độ của các tầng dưới cao hơn các tầng trên. Điều
này dẫn đến quá trình làm khô rong không đều. Do đó độ nhớt và hiệu suất giảm đi đáng
kể dưới tác dụng của nhiệt độ. Để hạn chế được điều đó ta cần phải đảo đều rong trong
suốt quá trình sấy, thao tác này khi thực hiện không được thuận lợi và nếu khối lượng
rong đem vào sấy lớn thì thao tác càng khó khăn hơn. (Trần Thị Luyến và cộng sự,
2004).
2.2 Alginic acid và keo alginate
2.2.1 Giới thiệu chung về alginate và các loại keo alginate
Trong rong nâu có chứa một hợp chất quan trọng là alginic. Alginic là
polysaccharide có tính axit, loại axit này rất khó hòa tan. Từ alginic sẽ thông qua các
12


phản ứng với kiềm sẽ tạo nên một số hợp chất từ alginic. Sau khi tạo muối sẽ làm thay
đổi tính tan và tạo nhiều công dụng hơn.
Alginate natri là muối của alginic với natri, khi cho alginic tương tác với kiềm
hóa trị I như NaOH, Na2CO3 hoặcNa2HPO4, Na2SO3…
Alginate canxi là muối của alginic với Ca++ khi cho alginic tương tác với CaCl2,
CaCO3, Ca(OH)2…
Alginate amonium là muối của alginic với NH4 khi cho alginic tương tác với
NH4OH hoặc kiềm amonium khác.
Hợp chất muối alginate amonium có nhiều công dụng trong quốc phòng và y tế.
Alginate propylene glycol là dạng ester tạo thành khi hóa hợp alginic với

propylene glycol có nhiều ứng dụng trong công nghệ nước hoa, làm chất giữ mùi cho
các sản phẩm tạo mùi thơm.
Alginic axit được phát hiện đầu tiên bởi Stanford (1881). Năm 1975, Booth đã
viết về lịch sử công nghiệp alginte dựa theo các kết quả nghiên cứu của Stanford
Therley đã tiến hành chiết rút alginate thô ở Orkney vào năm 1923 và bắt đầu hình
thành công nghệ sản xuất alginate. Năm 1927, Therley đã chuyển sang San Diego và
công ty của ông ta đã sản xuất alginate cho đồ hộp rau quả. Sau đó công ty đã đặt tên là
Kelp Products Corp và đến năm 1929 được tái thành lập có tên là công ty Kelco
(Kelco company). Tại Anh, alginate được sản xuất mạnh mẽ và sớm nhất những năm
1934-1939. Còn ở Na Uy, alginate được sản xuất sau chiến tranh thế giới thứ hai. Đến
năm 1981 sản xuất alginate lan sang nhiều nước trên thế giới, đã có 17 nhà máy ở 9
nước khác nhau sản xuất alginate (Na Uy, Pháp, Nhật, Mỹ, Canada, Tây Ban Nha, Chi
Lê, Liên Xô Cũ, Ấn Độ). Hai công ty sản xuất alginate lớn nhất thế giới là Kelco
Company ở mỹ và công ty công nghiệp sản xuất alginate ở UK, với sản lượng 70 %
mức sản lượng của thế giới. Tiếp theo là đến công ty Proten A/S của Na Uy, và các
công ty của Nhật, Pháp, sản lượng trung bình đạt 7.000÷8.000 tấn/ năm.
2.2.2 Đặc điểm, cấu tạo
¾ Đặc điểm, cấu tạo Alginic
Alginic thuộc polysaccharide nhưng chứa nhóm carboxyl (-COOH) trong phân
tử cho nên thường gọi là axit alginic hay polysaccharide có tính axit.

13


Theo NiWa (1940) cho rằng đơn vị cấu trúc của alginic là Uronic có công thức
phân tử là (C24H30O23). Chapman thì cho rằng alginic là dạng trùng hợp thoát nước của
D – manuronic có công thức (C5H9O5COOH) và công thức hóa học tương đương của
alginic là (C6H8O6)n. Hai thuyết tương tự nhau, n = 80÷83 do vậy có sự trùng hợp rất
lớn.

Hình 2.2: công thức cấu tạo acid alginic
(Nguồn: Trần Thị Luyến và cộng sự, 2004)
¾ Đặc điểm, cấu tạo keo alginate
• Alginate natri
Công thức phân tử: (C5H7O4COONa)n

14