Xác định tính chất chức năng của phân đoạn protein từ rong bún nước lợ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN TẤN ANH NGUYÊN

XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA
PHÂN ĐOẠN PROTEIN TỪ RONG BÚN NƯỚC LỢ
(Enteromorpha sp.)
Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
Mã số: 60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2019


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1 : GS. TS Lê Văn Việt Mẩn
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2 : PGS. TS Hoàng Kim Anh
Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS. Lê Minh Hùng
Cán bộ chấm nhận xét 2 : PGS. TS Tôn Nữ Minh Nguyệt
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 10
tháng 07 năm 2019
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. Chủ tịch: PGS. TS Lê Nguyễn Đoan Duy
2. Phản biện 1: TS. Lê Minh Hùng
3. Phản biện 2: PGS. TS Tôn Nữ Minh Nguyệt
4. ủy viên: PGS. TS Hoàng Kim Anh
5. ủy viên, thư ký: TS. Nguyễn Quốc Cường
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi

luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Tấn Anh Nguyên

MSHV : 1570433

Ngày, tháng, năm sinh: 06/11/1992

Nơi sinh: Quảng Ngãi

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số : 60540101

I. TÊN ĐÈ TÀI:
XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PHÂN ĐOẠN PROTEIN
TỪ RONG BÚN NƯỚC LỢ (Enteromorpha sp.)
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Xác định các nhóm protein trong rong.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly phân đoạn protein tan trong

nước.
- Sử dụng chế phẩm enzyme cellulase để hỗ trợ quá trình trích ly protein.
- Đánh giá tính chất chức năng của phân đoạn protein tan trong nước.
III. NGÀY GIAO NHỆM VỤ : 11/02/2019
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHỆM VỤ: 02/07/2019
V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS. TS Lê Văn Việt Mẩn
PGS. TS Hoàng Kim Anh

Tp. HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2019
CÁN Bộ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA
(Họ tên và chữ ký)



Luận văn thạc sĩ

i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn GS. TS Lê Văn Việt Mẩn và PGS. TS Hoàng
Kim Anh đã tận tình hướng dẫn về chuyên môn trong quá trình thực hiện luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn đến các Thầy, Cô giảng dạy tại Trường Đại học Bách Khoa

TP Hồ Chí Minh đã tận tâm giảng dạy, cung cấp cho tôi nhiều kiến thức mới trong quá
trình học tập tại Trường, cũng như cho tôi những lời khuyên chân thành, những kinh
nghiệm quý báu.
Cuối cùng, tôi xin trân trọng cảm ơn Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học
Công nghệ Sài Gòn đã nhiệt tình hỗ trợ tôi về thiết bị trong quá trình làm thí nghiệm, tạo
điều kiện thuận lợi để tôi có thể an tâm công tác và hoàn thành các thí nghiệm.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 07 năm 2019

Nguyễn Tấn Anh Nguyên

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

2

ABSTRACT
In this study, the extraction of protein from brackish weed Enteromorpha sp was
investigated and the functional properties of the obtained protein fraction were evaluated.
The conditions for the protein extraction were ratio of material weight to solvent of
1:20, temperature of 40°C and extraction time of 50 min. The result showed that glutelin
was the most abudant fraction (42.54%), followed by albumin (23.32%) and globulin
(11.92%), prolamin (10.42%). The protein extraction yield without the aid of cellulase was
72.86%. When cellulase treatment was introduced, the protein extraction yield was
83.97%. The conditions for the enzymatic treatment were enzyme dosage of 30 u/g and
incubation time of 60 min.
The effecs of pH or NaCl concentration on functional properties of albumin from
brackish weed Enteromorpha sp. and soy protein concentrate were also investigated. The

albumin fraction demonstrated the minimal solubility at pH 3.0 (8.81%) and the maximal
solubility at pH 10.0 (93.38%). Increase in NaCl concentration from 0 to 0.2M raised the
solubility of albumin. However, further increase in NaCl concentration over 0.2M did not
change albumin solubility. The oil absorption capacity of albumin (6.89 mL/g) was higher
than that of soy protein concentrate (2.81 mL/g). The highest water absorption capacity of
albumin from brackish weed was observed at pH 2.0 (2.82 mL/g) and NaCl concentration
of 0M (2.13 mL/g). The albumin fraction showed the lowest foaming capacity at the pl
(32.35%) and the maximum foaming capacity was recored at pH 10.0 (110.71%). In
contrast, the foaming stability of albumin exhibited the maximal value at pH 4.0 (96.38%).
The albumin fraction had the lowest emulsifying capacity at the pl (0.24 mL/g) and the
highest emulsifying capacity at pH 10.0 (0.64 mL/g). The emulsifying stability of albumin
had maximal level at pH 4.0 (87.13%). The foaming capacity, foaming stability,
emulsifying capacity, and emulsifying stability of alubumin showed the highest valuest at
NaCl concentration of 0.2M; which were 91.54%, 65.73%, 0.52 mL/g, and 72.26,
respectively.

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

3

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong luận văn này, chứng tôi tiến hành khảo sát quá trình trích ly protein và xác
định tính chất chức năng phân đoạn protein từ rong bún Enteromorpha sp.
Quá trình trích ly protein: tiến hành trích ly với tỷ lệ cơ chất và dung môi (1:20), ở
40°C trong thời gian trích ly là 50 phút. Trong thành phần protein rong bún, glutelin chiếm
tỷ lệ cao nhất (42.54%), tiếp theo là albumin (23.32%) và thấp nhất là globulin (11.92%),
prolamin (10.42%). Hiệu suất thu nhận protein là 72.86%. Hiệu suất của quá trình trích ly

protein có hỗ trợ của enzyme cellulase là 83.97% với các thông số: nồng độ enzyme 30
u/g, thời gian xử lý với enzyme là 60 phút.
Độ hoà tan của albumin rong bún thấp nhất tại pH 3.0 (8.81%) và đạt giá trị cao nhất
tại pH 10.0 (93.38%). Khi nồng độ muối tăng từ 0 đến 0.2M, khả năng hoà tan của chế
phẩm albumin rong bún tăng, nếu tiếp tục gia tăng nồng độ muối thì độ hoà tan của chúng
đều không thay đổi đáng kể. Albumin rong bún có khả năng hấp thu dầu (6.89 mL/g) cao
hơn so với soy protein concentrate. Khả năng hấp thu nước của albumin rong bún cao nhất
tại pH 2.0 (2.82 mL/g) và nồng độ muối 0M (2.13 mL/g), giảm khi tiếp tục tăng pH và
nồng độ muối. Khả năng tạo bọt của albumin rong bún đều đạt giá trị thấp nhất tại pl
(32.35%) và cao nhất tại pH 10.0 (110.71%); ngược lại, độ bền bọt đạt giá trị lớn nhất tại
pH 4.0 (96.38%). Khả năng tạo nhũ có giá trị thấp nhất tại pl (0.24 mL/g) và đạt giá trị cáo
nhất tại pH 10.0 (0.64 mL/g); độ bền nhũ đạt giá trị cao nhất tại pH 4.0 (87.13%). Khả
năng tạo bọt và độ bền bọt, tạo nhũ và độ bền nhũ đạt giá trị cao nhất khi nồng độ muối là
0.2M (91.54% và 65.73%, 0.52 mL/g và 72.26%).

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

4

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn này là trung thực và không sao chép từ bất kỳ
nguồn nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện việc trích dẫn và ghi
nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu.

Tác giả luận văn

Nguyễn Tấn Anh Nguyên

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên



Luận văn thạc sĩ

V

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... i
TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................................. iii
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ iv
MỤC LỤC......................................................................................................................... V
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... ix
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ............................................................................................... 1
CHƯƠNG 2. TÔNG QUAN ............................................................................................. 3
2.1

Rong bún (Enteromorpha sp.) ........................................................................... 3

2.1.1 Một số đặc điểm sinh học................................................................................ 3
2.1.2 Thành phần hóa học và ứng dụng của rong bún ........................................... 6
2.2

Thu nhận protein ................................................................................................ 8

2.2.1 Trích ly protein ................................................................................................ 8

2.2.2 Xử lý nguyên liệu bang enzyme để hỗ trợ trích ly protein ............................. 9
2.3

Tính chất chức năng của protein...................................................................... 10

2.3.1 Khả năng hoà tan của protein ........................................................................ 10
2.3.2 Khả năng hấp thu dầu của protein ................................................................ 12
2.3.3 Khả năng hấp thu nước của protein .............................................................. 13
2.3.4 Khả năng tạo tạo bọt và độ bền bọt của protein............................................ 14
2.3.5 Khả năng tạo nhũ và độ bền hệ nhũ tương của protein ................................ 16
2.3.6 Khả năng tạo gel của protein ........................................................................ 17
2.4

Điểm mới của đề tài ......................................................................................... 19

CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................. 20

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên



Luận văn thạc sĩ

3.1

vi

Nguyên liệu và thiết bị ..................................................................................... 20

3.1.1 Rong bún Enteromorpha sp .......................................................................... 20

3.1.2 Enzyme cellulase Viscozyme® Cassava c ................................................... 20
3.1.3 Bột protein đậu nành ..................................................................................... 21
3.1.4 Thiết bị sử dụng ............................................................................................ 21
3.2

Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................. 24

3.3

Phương pháp bố trí thí nghiệm......................................................................... 25

3.3.1

Xác định các nhóm protein trong rong ....................................................... 25

3.3.2

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly phân đoạn protein

tan trong nước .......................................................................................................... 27
3.3.3

Sử dụng chế phẩm enzyme cellulase để hỗ trợ quá trình trích ly protein.30

3.3.4

Đánh giá tính chất chức năng của phân đoạn protein tan trong nước ........ 31

3.4

Phương pháp xử lý số liệu................................................................................ 36

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN..................................................................... 37
4.1 Xác định thành phần sinh hoá của rong nguyên liệu ............................................ 37
4.2

Xác định các nhóm protein trong rong............................................................. 38

4.3

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly phân đoạn protein tan

trong nước ................................................................................................................... 39
4.3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ cơ chất và dung môi đến hiệu suất trích ly phân đoạn
protein tan trong nước .............................................................................................. 39
4.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất trích ly phân đoạn protein tan trong
nước.......................................................................................................................... 40
4.3.3 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly phân đoạn protein tan trong
nước.......................................................................................................................... 41
4.4

Sử dụng chế phẩm enzyme cellulase để hỗ trợ quá trình trích ly protein ........ 42

4.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly phân đoạn
HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

vii

protein tan trong nước .............................................................................................. 42
4.4.2 Ảnh hưởng của thời gian xử lý với enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly
phân đoạn protein tan trong nước ............................................................................ 43
4.5

Đánh giá tính chất chức năng của phân đoạn protein tan trong nước ............. 44

4.5.1 Xác định điểm đẳng điện của dịch trích protein phân đoạn tan trong nước..44
4.5.2 Xác định khả năng hòa tan của chế phẩm protein ........................................ 45
4.5.3 Xác định khả năng hấp thu nước của các chế phẩm protein ......................... 48
4.5.4 Xác định khả năng hấp thu dầu của các chế phẩm protein ........................... 50
4.5.5 Xác định khả năng tạo bọt của các chế phẩm protein................................... 52
4.5.6 Xác định khả năng tạo nhũ của các chế phẩm protein .................................. 57
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 62
5.1

Kết luận ........................................................................................................... 62

5.2

Kiến nghị ......................................................................................................... 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 64
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 72

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

viii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1 - Bảng thành phần sinh hoá của rong nguyên liệu .......................................... 37
Bảng 4.2 - Tỷ lệ các nhóm protein trong rong................................................................ 38
Bảng 4.3 - Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi và cơ chất đến hiệu quả trích ly phân đoạn
protein tan trong nước ..................................................................................................... 39
Bảng 4.4 - Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả trích ly phân đoạn protein tan trong
nước................................................................................................................................ 40
Bảng 4.5 - Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả trích ly phân đoạn protein tan trong
nước................................................................................................................................ 41
Bảng 4.6 - Ảnh hưởng của nồng độ enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly protein phân
đoạn tan trong nước ........................................................................................................ 42
Bảng 4.7 - Ảnh hưởng của thời gian xử lý nguyên liệu có bổ sung chế phẩm enzyme
cellulase đến hiệu suất trích ly protein phân đoạn tan trong nước .................................. 43

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

9

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 - Rong bún Enteromorpha sp .............................................................................4
Hình 2.2 - Vòng đời của rong bún Enteromorpha sp. (Kirby, 2001) ................................5
Hình 3.1 - Một số thiết bị sử dụng trong quá trình trích ly và thu nhận protein ............22
Hình 3.2 - Một số thiết bị phân tích ...............................................................................23
Hình 3.3 - Sơ đồ nghiên cứu ...........................................................................................24

Hình 3.4 - Sơ đồ công nghệ quá trình thu nhận protein từ rong bún Enteromorpha sp. 26
Hình 4.1 - Độ truyền suốt của dịch trích protein phân đoạn tan trong nước ..................44
Hình 4.2 - Ảnh hưởng của pH đến khả năng hoà tan của các chế phẩm protein ...........45
Hình 4.3 - Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng hoà tan của các chế phẩm protein
..........................................................................................................................................47
Hình 4.4 - Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp thu nước của các chế phẩm protein 48
Hình 4.5 - Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng hấp thu nước của các chế phẩm
protein ..............................................................................................................................49
Hình 4.6 - Khả năng hấp thu dầu của cácchế phẩm protein ............................................50
Hình 4.7 - Ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo bọt của các chế phẩm protein ............52
Hình 4.8 - Anh hưởng của pH đến độ bền bọt của các chế phẩm protein ......................54
Hình 4.9 - Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng tạo bọt của các chế phẩm protein
..........................................................................................................................................55
Hình 4.10 - Ảnh hưởng của nồng độ muối đến độ bền bọt của các chế phẩm protein. 56
Hình 4.11 - Ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo nhũ của các chế phẩm protein .........57
Hình 4.12 - Ảnh hưởng của pH đến độ bền nhũ của các chế phẩm protein ...................58
Hình 4.13 - Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng tạo nhũ của các chế phẩm
protein ..............................................................................................................................59
Hình 4.14 - Ảnh hưởng của nồng độ muối đến độ bền nhũ của các chế phẩm

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

protein

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên

X

60


Luận văn thạc sĩ

1

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
Protein là một thành phần cơ bản của cơ thể con người; protein đóng vai trò rất quan
trọng trong thành phần thực phẩm. Hiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam, đã có nhiều công
trình nghiên cứu khai thác protein từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, mà trong đó phải
kể đến những nghiên cứu trích ly thu nhận protein từ rong.
Một số loại rong rất giàu protein và khoáng chất, có thể sử dụng làm thực phẩm cho
người và thức ăn cho gia súc (Akiko Isa và cộng sự, 2009). Tại các khu vực nuôi tôm nước
lợ quảng canh và các kênh mương, các loài rong mọc tự nhiên rất nhiều. Kết quả khảo sát
sơ bộ được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Viện sinh học nhiệt đới nằm trong khuôn
khổ dự án FSPS II/SUDA 3.3.4 năm 2009 cho thấy giá trị dinh dưỡng của các loại rong
này rất cao, hàm lượng protein thay đổi từ 10 - 20% khối lượng khô và chứa nhiều loại
acid amin thiết yếu.
Rong nước lợ Enteromorpha sp. (còn gọi là rong bún) là loài rong mọc tự nhiên, đặc
biệt phát triển mạnh vào mùa mưa và có sinh khối lớn. Tại một số quốc gia như Campuchia,
Thái Lan, rong bún được sử dụng để làm thức ăn cho con người (Aguilera-Morales và cộng
sự, 2005; Mamatha và cộng sự, 2007). Tuy nhiên, người dân nước ta hiện nay chưa biết
đến lợi ích từ nguồn rong trên nên thường vớt bỏ vừa gây lãng phí, vừa gây ô nhiễm môi
trường. Vì vậy, việc nghiên cứu thu nhận protein từ nguồn sinh khối này là một hướng
nghiền cứu triển vọng chẳng những mang lại nhiều lợi ích cho người nông dân mà còn tạo
ra nguồn protein mới để ứng dụng trong thực phẩm.
Để sử dụng hiệu quả các nguồn protein mới này, vấn đề được đặt ra là phải hiểu rõ
về thành phần, số lượng và tính chất chức năng của chúng. Đây là những thông tin nền

tảng cho việc sử dụng các chế phẩm protein trong chế biến thực phẩm. Nhiều nghiên cứu
về tính chất chức năng của các chế phẩm protein có xuất xứ từ các phụ phẩm khác nhau đã
được thực hiện và cho kết quả khả quan. Do đó, việc nghiên cứu thu nhận protein mới từ
thực vật, cụ thể là rong bún mở ra triển vọng sử dụng những chế phẩm protein mới trong
công nghiệp thực phẩm.
Trên cơ sở đó, chứng tôi thực hiện đề tài: “Xác định tính chất chức năng của phân

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

2

đoạn protein từ rong bún Enteromorpha sp.” Nội dung nghiên cứu của đề tài cụ thể như
sau:
- Xác định thành phần sinh hóa của rong nguyên liệu và tỷ lệ các nhóm protein
theo độ hòa tan.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly phân đoạn protein tan trong
nước.
- Đánh giá tính chất chức năng của phân đoạn protein tan trong nước

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

3

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN

2.1 Rong bún (Enteromorpha sp.)
Trên thế giới có rất nhiều hệ thống phân loại rong của nhiều tác giả, các hệ thống
phân loại này đều dựa vào màu sắc và cấu trúc của rong. Hiện nay, con số các loài rong
vẫn chưa thống nhất. Nhiều tác giả thường xếp các loài rong vào chín ngành sau:
1. Rong giáp (Tyrrphophyta)
2. Rong vàng ánh (Chrysophyta)
3. Rong vàng lục (Xanthophyta)
4. Rong mắt (Euglenophyta)
5. Rong silic (Bacilariophyta)
6. Rong lục (Chlorophyta)
7. Rong vòng (Charophyta)
8. Rong nâu (Phaeophyta)
9. Rong đỏ (Rhodophyta)
Ba ngành rong có giá trị kinh tế khá cao là ngành rong nâu (Phaeophyta), ngành rong
đỏ ịRhodophyta) và ngành rong lục (Chỉorophyta), trong đó rong bún (tên La tinh) thuộc
ngành rong lục.
2.1.1 Một số đặc điểm sinh học
Trên thế giới có hơn 135 loài Enteromorpha sp. được mô tả (Index Nominum
Algarum, 2002). Rong bún Enteromoĩpha sp. có vị trí phân loại như sau :
•

Giới: Plantae

•

Ngành: Cholorophyta

•

Lớp : Chlorophyceae

•

Bộ : Ulotrichales

• Họ: Ulvaceae
HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

4

• Giống : Enteromorpha Link, 1820
» Đặc điểm hình thái
Các loài Enteromorpha sp. rất khó để phân biệt (Budd & Pizzola, 2002). Tản rong
có hình sợi dài, phân nhánh, dẹp và rỗng. Các sợi của Enteromorpha sp. hình ống, dài có
thể phân nhánh, phẳng (Fish and Fish, 1989; Kirby, 2001). Rong thường có màu xanh tươi
và bị mất màu khi được phơi nắng trên các tản đá. cấu tạo của sợi rong chứa các tế bào
hình trụ, phẳng, một hoặc nhiều lớp tế bào, hoặc nhiều cơ quan phức tạp.

Hình 2.1 - Rong bún Enteromorpha sp.
4- Vòng đời của rong Enteromorpha sp.
Giống nhiều loài rong khác, rong Enteromorpha sp. có hai hình thức sinh sản: vô
tính và hữu tính. Thể bào tử có hai bộ nhiễm sắc thể, ký hiệu là 2n. Trong khi đó thể giao
tử chỉ có một nhiễm sắc thể ln. Thông qua nguyên phân, giao tử (tế bào sinh sản hữu tính)
được sinh ra bởi thể giao tử và phát triển thành một thể bào tử và giảm phân tạo ra hợp tử
(tế bào sinh sản vô tính), mỗi hợp tử phát triển thành một thể giao tử, thể giao tử này sau
đó tạo ra nhiều giao tử hơn, và chu kỳ vẫn tiếp tục (Kirby, 2001).
Các giao tử đực và cái có thể cùng hoặc khác kích thước, cả hai giao tử và hợp tử

được sinh ra từ những tản rong Enteromorpha sp., khi giao tử đực có màu cam vàng và
giao tử cái có màu xanh thì chúng bắt đầu kết hợp lại với nhau để tạo thành một “cây rong
non”. Các giao tử không thể tồn tại trong thời gian dài sau khi được phát tán nếu chúng
không tìm thấy một giao tử khác hoặc một nơi để phát triển (Budd và Pizzola, 2002).

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

5

Gametes (IN

Hình 2.2 - Vòng đời của rong bún Enteromorpha sp. (Kirby, 2001)
4- Sự phân bố của rong Enteromorpha sp.
Enteromorpha sp. là loài rong phân bố trên toàn thế giới, trong nhiều môi trường
khác nhau, nó có thể chịu được các độ mặn khác nhau từ nước ngọt đến nước biển và cũng
tìm thấy ở suối nước mặn. Chúng có thể phát triển trên bờ biển đại dương, trong vùng nước
lợ và ưong nội địa nước ngọt. Enteromorpha sp. cũng có thể phát triển trên nhiều loại nền
đáy: cát, bùn hoặc đất đá, thậm chí cả gỗ, bê tông hoặc kim loại hoặc phát triển tự do mà
không cần giá thể, Enteromorpha sp. cũng phát triển ở bãi triều ven biển, nó cũng có thể
phát triển với các loại rong và tảo khác trong nhiều môi trường sống khác nhau.
4- Điều kiện sinh trưởng và phát triển
Các loài rong bún (Enteromorpha sp.) nước lợ phân bố chủ yếu ở các thủy vực
nước tĩnh, nước trong và độ mặn thấp (1-3%) như các ao quảng canh và thủy vực tự nhiên.
Ngoài ra rong bún cũng được tìm thấy ở các thủy vực nước lợ khác nhau như kênh nước
thải, những ao hồ gần khu dân cư, ao tôm thâm canh bỏ hoang hoặc giữa hai chu kỳ sản
xuất.
2.1.2 Thành phần hóa học và ứng dụng của rong bún

Theo kết quả phân tích của Aguilera - Morales et al. (2005), hàm lượng protein của
rong bún dao động trong khoảng 11.6 - 25.5%, lipid 2 - 3.6%, tro 32 - 36%, giàu chất
HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

6

khoáng (Iod và Canxi), vitamin (B12, C) và các sắc tố fucoxathin, fucosterol, phlorotanin.
Tổng các acid amin thiết yếu chiếm 9.78 - 16.58% trọng lượng khô, đặc biệt protein trong
rong bún có khả năng tiêu hóa cao (98%) (Fleurence, 1999; Aguilera - Morales et al.
(2005). Ngoài ra, rong còn chứa các acid béo thiết yếu như acid a- linolenic (omega
3_C:18).
Theo Sauze (1981) được trích dẫn bởi Nguyễn Văn Luận (2011) thì Enteromorpha
sp. có chứa chất diệp lục b và khoáng chất, chẳng hạn như magie, canxi và sắt. Trong đó
ngành rong lục Chỉorophỵta chứa 16-22.1% protein, tro 12.4-18.7% và 43.4-60.2%
carbohydrate.
Kết quả của Nguyễn Văn Luận (2011), khảo sát về thành phần sinh hóa của rong bún
Enteromorpha sp. thì hàm lượng protein là: 7.28-26.64%, lipid: 1.05-4.78%, tro: 17.1437.02%, xơ: 2.94-9.24% và cacbohydrate: 36.50-59.76%. Kết quả cho thấy khả năng có
thể sử dụng rong bún để làm nhiên liệu sinh học hoặc dùng làm thức ăn cho các loài thủy
sản và con người.
Một nghiên cứu khác trên thế giới đã cho thấy các thành phần vô cơ, chất béo và
thành phần acid amin của loài Enteromorpha sp. ăn được, tức là Enteromorpha compressa,
Enteromoĩpha linza và Enteromoĩpha tubulosa thu thập từ các bờ biến phía tây Bắc của
Ấn Độ có giá trị dinh dưỡng. Trong đó, lượng carbohydrate chiếm cao nhất (51.05 ±
1.22%), tiếp theo là protein (19.09 ± 0.91%) và hàm lượng lipid (5.56 ± 0.16%). Trong số
mười bảy nguyên tố phân tích (Ca, K, Mg, Na, p, As, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Zn,
Cr, Pb) thì hàm lượng canxi của E tubulosa cao hơn Enteromorpha compressa và
Enteromorpha linza. E. compressa có hàm lượng protein (11.42 ± 0.017 g/100 g trọng

lượng khô) cao hơn so với 2 loài còn lại. Các thành phần khác (81.51 ± 6.65 mg/100 g
trọng lượng khô) chiếm tỉ lệ cao ở E. linza. Phân tích về hàm lượng acid amin cho thấy, 7
trong số 10 acid amin thiết yếu được ghi nhận là lớn hơn hoặc bằng với các protein tham
khảo. Hơn nữa, cả ba loài nghiên cứu sở hữu lượng acid béo tương đối cao; ngoài ra chúng
còn có các acid béo không bão hòa nhiều hơn ở một số loại khác, ngoại trừ E.compressa.
Do đó, ba loài rong khảo sát có thể được sử dụng như thực phẩm bổ sung để nâng cao giá
trị dinh dưỡng trong chế độ ăn uống.
Có nhiều bằng chứng chứng minh rằng vị trí địa lý ảnh hưởng đến các thành phần
HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

7

hóa học của các loại rong, đặc biệt là hàm lượng protein (Dere et al, 2003; Haroon et al.,
2000). Nghiên cứu tập trung vào rong lớn thu thập từ GemLik-Karacaali (Bursa) và ErdekOrmanli (Balikesir) tại vùng biển Marmara của Thổ Nhĩ Kỳ đã xác định được mối quan hệ
giữa protein tổng, vị trí và độ sâu.
Kết quả khảo sát thành phần dinh dưỡng của rong bún {Enteromorpha intestinaỉis)
ở thủy vực nước lợ tỉnh Bạc Liêu và Sóc Trăng (Nguyễn Thị Ngọc Anh, 2014), cho thấy
thành phần sinh hóa của rong bún thay đổi theo giai đoạn phát triển, trong đó thành phần
dinh dưỡng của rong non và rong trưởng thành tương tự nhau và cả hai có hàm lượng dinh
dưỡng cao hơn nhiều so với rong già. Thêm vào đó, thành phần sinh hóa cơ bản và acid
amin của rong bún cũng được xác định ở các khoảng độ mặn khác nhau (thấp nhất, trung
bình và cao nhất) cho mỗi thủy vực. Ngoài ra hàm lượng protein của rong bún có mối
tương quan thuận với hàm lượng dinh dưỡng trong thủy vực.
Nhìn chung, rong nước lợ là một đối tượng được quan tâm về dinh dưỡng vì chúng
rất giàu vitamin, khoáng chất và xơ. Enteromoĩpha compressa {Linnaeus) là một nguồn
giàu chất sắt và xơ, được sử dụng như một thành phần trong Pakoda - một thực phẩm ăn
nhẹ truyền thống phổ biến ở Ấn Độ. Việc bổ sung Enteromoĩpha sp. vào một số loại thực

phẩm giúp tăng hàm lượng sắt từ 26.4 mg tăng lên 126 mg/100g và lượng canxi từ 30.1
mg tăng lên 124 mg/100g.

2.2 Thu nhận protein
2.2.1 Trích ly protein
Các phương pháp trích ly protein đều dựa trên những tính chất hóa lý của protein
như độ tích điện, kích thước phân tử, độ hòa tan... của protein cần thu nhận. Nhiều protein
còn liên kết với các phân tử sinh học khác nên việc trích ly các protein này còn phụ thuộc
vào bản chất của các liên kết. Muốn thu nhận được các protein nguyên thể tức là protein
có tất cả tính chất tự nhiên đặc trưng của nó, cần sử dụng các biện pháp khác nhau. Các tác
nhân thường sử dụng trong quá trình trích ly và thu nhận protein đó là sự thay đổi nhiệt
độ, nồng độ proton (pH) và sử dụng các dung môi hóa học. Ngoài ra, các tác động cơ học,
sóng siêu âm... có ảnh hưởng đến quá trình tách chiết protein.
Dung môi chủ yếu thường được sử dụng để trích ly protein trong rong là kiềm.
HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

8

Fleurence (1995) chỉ ra rằng việc trích ly protein qua hai giai đoạn, lần đầu bằng nước khử
ion và lần thứ hai bằng dung môi NaOH O,1M và 2-mercaptoethanol cho hiệu suất trích
ly protein cao nhất đối với hai loài rong Uỉva rỉgỉda và Uỉva rotundata. Barbarino và
Lourenẹo (2005) đã nghiên cứu quá trình trích ly protein từ 15 loại rong khác nhau và đưa
ra một quy trình trích ly và thu nhận protein từ rong. Tác giả đã chỉ ra rằng sử dụng dung
dịch NaOH O,1N với sự hỗ trợ của quá trình đồng hóa cơ trên rong được lạnh đông sẽ cho
hiệu suất trích ly tốt nhất.
Tuy nhiên, việc trích ly protein bị hạn chế bởi các thành phần polysaccharides trong
thành tế bào như alginates trong Phaeophyta hoặc các carrageenans trong Rhodophyta

(Fleurence, 1999; Jordan & Vilter, 1991). số lượng lớn polysaccharides trung tính (như
xylans và cellulose) trong một số loài rong đỏ và rong lục cũng có thể ảnh hưởng đến việc
trích ly các protein (Fleurence, 1999). Những polysaccharides này là những trở ngại chính
trong việc trích ly và tinh sạch protein từ rong (Heurence và cộng sự, 1995; Jordan &
Vilter, 1991). Các hợp chat phenolic cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc hạn chế
hiệu quả của quá trình trích ly protein (Ragan & Glombitza, 1986). Đe cải thiện khả năng
hòa tan của protein rong, người ta sử dụng

HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên


Luận văn thạc sĩ

9

các chất phụ gia như chất tẩy rửa (Rice & Crowden, 1987) hoặc sử dụng phương án hỗ trợ
xử lý kiềm (Serot và cộng sự, 1994) trong các phương pháp cổ điển. Việc loại bỏ
polysaccharide trong điều kiện nhẹ nhàng sẽ giúp tăng hiệu quả thu nhận protein.
2.2.2 Xử lý nguyên liệu bằng enzyme để hỗ trợ trích ly protein
Một phương pháp thường được lựa chọn để hỗ trợ trích ly protein từ rong là sử dụng
hệ enzyme thủy phân thành tế bào và các polysaccharide bên trong tế bào (Fleurence, 2003;
Joubert and Fleurence, 2008). Amano và Noda (1990) đề xuất việc sử dụng các enzyme
phá vỡ thành tế bào tảo Porphyra yezoensis tạo điều kiện thuận lợi cho việc trích ly và
nghiên cứu protein. Các tác giả sử dụng một hỗn hợp enzyme, bao gồm các enzyme tiêu
hóa lấy từ ruột của bào ngư Halỉotỉs dỉscusand (chế phẩm thương mại được gọi là
Maceroenzyme R), để cải thiện khả năng thu nhận protein. Kết quả là hiệu suất thu hồi
protein tăng 5%, đặc biệt là protein hòa tan trong nước với hiệu suất trích ly là 29%. Một
nghiên cứu thực hiện trên các loài tảo đỏ Chondrus Crispus, Graciỉaria verrucosa và
Palmaria palmate sử dụng các enyme khác nhau, kết quả cho thấy hoạt động của các
enzyme carrageenase và cellulase đã làm cho hiệu xuất trích ly protein tăng 10 lần

(Fleurence và cộng sự, 1995).
Quá trình thủy phân cellulose cần có sự tham gia của cả 3 loại cellulase là
endoglucanase, exoglucanase và 0-glucosidase. Từ các nghiên cứu riêng rẽ với từng loại
enzyme cellulase, các nhà khoa học đã đưa ra kết luận là các enzyme cellulase sẽ thay
phiên nhau phân hủy cellulose để tạo thành sản phẩm cuối cùng là glucose.
Theo Erikson và cộng sự (1980), cơ chế tác động của 3 loại enzyme này như sau:
đầu tiên endoglucanase tác động vào vùng vô định hình trên bề mặt cellulose, cắt liên kết
P-l,4-glucoside vào tạo ra các đầu mạch tự do. Tiếp đó exoglucanase tấn công cắt ra từng
đoạn cellobiose từ đầu mạch glucan mới được tạo thành. Kết quả của hai quá trình trên tạo
ra các oligosaccharide mạch ngắn, cellobiose, glucose. Cuối cùng P- glucosidase sẽ tiếp
tục thủy phân các oligosaccharide tạo ra glucose.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cellulose của enzyme cellulase bao
gồm nồng độ cơ chất, nồng độ enzyme, nhiệt độ và pH của môi trường. Cellulase từ A.niger
hoạt động tốt trong khoảng 40°C-50°C, trong khi đó hoạt tính HVTH: Nguyễn Tấn Anh
Nguyên