Tiểu luận UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG CĐSP O0O TIỂU LUẬN HỌC PHẦN PLHTV ĐỀ TÀI Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện ThS Nguyễn Bá Tư Nguyễn Minh Thuận Sp Sinh học k4 Thủ Dầu Một, tháng 05/2009 1 MỤ[.]
UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG CĐSP -O0O - TIỂU LUẬN HỌC PHẦN PLHTV ĐỀ TÀI Giáo viên hướng dẫn ThS Nguyễn Bá Tư Sinh viên thực Nguyễn Minh Thuận Sp Sinh học k4 Thủ Dầu Một, tháng 05/2009 MỤC LỤC Phần I Mở Đầu A Đặt vấn đề B Tổng quan nghiên cứu I Trên giới .5 II Việt Nam III Mục đích nghiên cứu .6 IV Phương pháp nghiên cứu .6 Phần II Kết Quả Nghiên Cứu I Khái niệm chung tảo đại tảo .7 I.1 Khái niệm chung tảo I.2 Các nhóm đại tảo I.3 Một số ứng dụng đại tảo sản phẩm chiết rút từ tảo .8 I.3.1 Ứng dụng tảo a Tảo Đỏ (Rhodophyta) a.1 Một số tính chất hóa học thuộc tính Agar 10 a.2 Ứng dụng Agar .15 a.3 Quy trình chết rút Agar 18 b Tảo nâu (Phaeophyta) 20 b.1 Một số tính chất Alginat 21 b.2 Ứng dụng Alginat 23 b.3 Chiết rút Alginat 25 II Kỹ thuật nuôi trồng 27 II.1 Tình hình nuôi trồng sản xuất giới nước ta 27 II.2 Nuôi trồng biển bể chứa .28 II.3 Phương pháp thu hoạch .29 II.4 Kỹ thuật thu hoạch .29 Phần III Kết luận đề nghị .30 I Kết Luận 30 II Đề nghị 30 Tài liệu tham khảo 32 PHẦN I MỞ ĐẦU A Đặt vấn đề Tảo đựơc ứng dụng rộng rãi nhiều giới nguồn thực phẩm giàu chất dinh dưỡng mang lại giá trị kinh tế cao, ứng dụng quy mô công nghiệp với nhiều sản phẩm chiết xuất từ tảo phục vụ nhiều lĩnh vực như: Trong y học, công nghệ mỹ phẩm, sản xuất thực phẩm… Trong sản xuất thực phẩm : Như mì sợi vi tảo, bánh mì vi tảo, đồ uống vi tảo (bia vi tảo, trà xanh vi tảo…) hay kẹo vi tảo Trong lĩnh vực y dược: Nhiều loại thuốc chế tạo có nhiều ứng dụng hữu ích tăng cường thể lực, giúp giảm cân, tránh tiểu đường, chống ung thư, bệnh dày, tim mạch… Trong sản xuất mỹ phẩm: Các sản phẩm mặt nạ, dưỡng da,…chống lão hoá hữu hiệu Một số sản phẩm từ tảo giúp nâng cao hệ thống miễn dịch, bảo vệ chất chống oxy hóa loại bỏ gốc tự do, ngăn ngừa lão hóa tế bào Giảm Cholesterol, giúp thể đào thải độc tố thuốc, hóa chất Một số lồi tảo có chứa số chất phóng xạ có khả làm nước sinh vật thị độ ô nhiễm chất phóng xạ nước Tảo có tác dụng nhiều sống mang lại nguồn lợi vô to lớn phong phú nhiều lĩnh vực tương lai Vì việc sử dụng tảo khai thác tảo để phục vụ lợi ích cho người cần phải quan tâm Tuy nhiên vấn đề chưa đựơc quan tâm mức như: Nóng lên tồn cầu ô nhiễm môi trường nghiêm trọng ảnh hưỡng đến đời sống sinh vật đặc biệt tảo dẫn đến nguy diệt chủng số loài tảo Gây nguy hại đến đời sống người Công nghệ chiết xuất sản phẩm từ tảo phổ biến số nước phát triển, nước phát triển cịn hạn chế thiếu trình độ khoa học chưa khai thát hết nguồn lợi từ tảo Vì vây, chúng tơi chọn đề tài "Tìm hiểu số ứng dụng Tảo" Để tìm hiểu tảo số hoạt chất quan trọng từ tảo như: Agar-Agar, Alginat Cũng tính chất ứng dụng đời sống số nghành cơng nghiệp Từ có định hướng cơng tác nuôi trồng, khai thác nguồn lợi từ tảo B Tổng quan nghiên cứu I Trên giới Kizevetle 1973 phát số rong biển có khả tích lũy lượng lớn nguyên tố vi lượng Baraknov 1963 nghiên cứu tác dụng Iot Rong mơ dùng để chữa bệnh bướu cổ, số Saccharid rong biển mang tính đặt trưng loài như: Agar caragen tảo đỏ Acid algimic, Mannitol rong nâu Moore R.E sâu nghiên cứu hợp chất Nonisoprenoids rong (Algea nonisoprenoids) với chất Acetylene, hợp phần Halogen, Sunfur Lipit không phổ biến trao đổi chất acid béo rong nâu J.D.Martin J Darias nghiên cứu vế hợp chất Sesquiterpenoid rong Khotrimchenko 1983 nghiên cứu acid béo 155 loài rong biển.[4] II Việt Nam Từ 1970 đến nghiên cứu thành phần hóa học Protein, khoáng, nguyên tố vi lượng thành phần đặt trưng rong như: Agar, Acid alginic, Mannitol rong biển miền Bắc Do Hoàng Cường, Lâm Ngọc Trâm, Phan Phương Lan, Nguyễn Quang Hiếu 1973, 1974, 1976, 1980 [4] Từ năm 1972 nhà khoa học bắt đầu đặt vấn đề nghiên cứu tảo GS.TS Nguyễn Hữu Thước chủ trì Năm 1976, việc thử nghiêm nuôi trồng tảo tiến hành thời gian 4-5 tháng Nghĩa Đô, Hà Nội thu kết khả quan Năm 1985, Sở Y Tế thành phố Hồ Chí Minh tiếp nhận giống tảo ơng bà R.D.Fox tặng III Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu cấu trúc tính chất Agar Tảo Đỏ (Rhodophyta) Alginates Tảo Nâu (Phaeophyta), ứng dụng chúng đời sống phương pháp chiết rút nuôi trồng IV Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lý thuyết tổng hợp tài liệu PHẦN II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TẢO VÀ ĐẠI TẢO I.1 Khái niệm chung tảo Tảo sinh vật có nhân chuẩn, tế bào ln có chất diệp lục, nên chúng chủ yếu sống tự dưỡng Một số cộng sinh với Nấm tạo thành Địa Y Tảo sống chủ yếu nước, số sống đất ẩm hay Trong hệ thống phân loại sinh giới gồm giới Tảo tách khỏi giới Thực Vật xếp vào giới Nguyên Sinh (Protista) Tảo nghành thực vật phong phú đa dạng chiếm phần lớn diện tích đại dương.Với nhiều nghành tảo nhiều loài khác Trong thủy vực nước tảo cung cấp ôxy hầu hết thức ăn sơ cấp cho cá động vật thủy sinh khác Tảo góp phần bảo vệ mơi trường ni thủy sản cách tiêu thụ bớt lượng muối khoáng dư thừa Các yếu tố tạo nên tảo gồm 75% chất hữu (Lipid, Protid, Glucid, Vitamin) 25% khoáng chất, nguyên tố vi lượng Iốt, Magiê, Moliden, Fluo, Kali nên có giá trị lĩnh vực làm đẹp, sức khỏe, dinh dưỡng Tảo chứa nhiều chất dinh dưỡng như: Protein, Vitamin khống chất Các Protein lồi rong có chứa tất Amino acid cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng người động vật Rất nhiều Vitamin: Vitamin C, Tiền vitamin A (b caroten), Riboflavin (B2), Pyridoxine (B6), Niacin (vitamin PP), Axit panthothenic (vitamin B3), Axit folic (vitamin B9), Vitamin B12, Biotin (vitamin H), Choline, Vitamin K, Axit lipoic Inositol Các nguyên tố khoáng: Photpho, Canxi, Kẽm, Iod, Magie, sắt đồng Thành phần dinh dưỡng Tảo Lục phong phú đáng ý hàm lượng Canxi tự nhiên cao sữa bò tươi gấp 1,5 lần lượng Vitamin B12 cao ln dạng có hoạt tính sinh học cao Tảo Lục cho thấy Vitamin A nhiều gấp lần cà-rốt, Vitamin nhóm B nhiều 1,5 lần men bia, riêng Vitamin B1 có tỷ lệ cao nhiều gấp 35 lần sữa bò tươi Lượng sắt (Fe+2) dạng tự nhiên cần thiết cho trẻ em phụ nữ có tỷ lệ nhiều gấp 13 lần gan lợn tươi gấp 45 lần nho chín Tảo Lục có hàm lượng Canxi hữu cao sữa bị tươi tới mức 1,6 lần (theo TS Nguyễn Văn Rư Trường ĐH y dược Hà Nội) I.2 Các nhóm đại tảo Gồm có nhóm đại tảo: Tảo Đỏ (Rhodophyta) Tảo Nâu (Phaeophyta) Tảo Lục (Chlorophyta) I.3 Một số ứng dụng đại tảo sản phẩm chiết rút từ tảo I.3.1 Ứng dụng tảo a Tảo Đỏ (Rhodophyta) Tảo đỏ sinh vật quang tự dưỡng thuộc ngành Rhodophyta Phần lớn loài rong thuộc nhóm Ngày giới phát khoảng 5000 loài thuộc 400 chi phân vào Việt Nam phát khoảng 350 loài, thuộc 95 chi Tảo đỏ đơn bào hay sống tập đoàn dạng sợi đơn giản gập chi Prophyridium.[3] [2]Tảo Đỏ sinh sản sinh dưỡng khúc tản Sinh sản vơ tính bất động bào tử, số tảo túi bào tử hình thành bào tử (Monospore), cịn đa số hình thành bào tử tức tứ bào tử (Tetraspore) Sinh sản hữu tính theo hình thức nỗn giao Cơ quan sinh sản nỗn cầu hình chai chứa nỗn Cơ quan sinh sản đực túi tinh thường tụ lại thành khóm đầu tản, tinh tử hình cầu không roi Sau thụ tinh phần cổ héo , hợp tử phát triển theo hai cách +Hợp tử phân chia giảm nhiễm túi noãn thành nhiều bào tử hợp lại thành nhiều bào Sau bào tử phát triển thành tản đơn bội +Hợp tử không phân chia giảm nhiễm mà phát triển thành bào tử 2n sau bào tử phát triển thành tản 2n (Thể bào tử) mang túi bào tử bào tử hình thành túi phân chia giảm nhiễm tế bào mẹ bào tử phát triển thành tản đơn tính, đơn bội n Chu trình sống gồm hay kỳ đơn lưỡng tướng sinh Tảo Đỏ thể giao tử chiếm ưu q trình sống.[2] Trong vách tế bào tảo đỏ có chứa chất Agar-agar Caragheen ứng dụng nhiều đời sống dùng làm nguồn thực phẩm có giá trị kinh tế cao.[6] Ngày người ta chiết rút Agar từ vài giống tảo đỏ Chi Gracilaria để làm môi trường nuôi cấy vi khuẩn nhiều sinh vật khác Bên cạnh nguồn Iode quan trọng [6] Chi Gracilaria (Rau câu) nhóm tảo sống nước ấm thuộc họ Gracilariaceae Gigartinales, lớp Florideophyceae.[3] Hiện có 150 lồi giới, phổ biến số nước Chi Lê, Đai Loan, Thái Lan, Việt Nam…trong có số có giá trị kinh tế quan trọng Gracilaria sử dụng thực phẩm nguyên liệu quan trọng để xản suất Agar-agar.[6] Với phát triển ngành công nghiệp Agar-agar, nên việc nuôi trồng Gracilaria nhiều Việc thử nghiệm nuôi trồng Gracilaria thực nhiều nước năm gần đây.[6] Ví dụ: Ren Guozhong (Viện Oceanology, học viện Sinica, 1984) Ở Canada thực T Mclachlan Taiwan Jiang Yongmian… Trung Quốc quốc gia việc trồng Gracilaria, với thành tích đạt quan trọng, đặc biệt dọc theo bờ biển phía nam đại lục bờ biển phía Tây Đài Loan Hiện giới hàng năm tổng sản lượng Gracilaria khoảng 30000 tấn, trọng lượng khô (theo thống kê 1990 sở thủy sản Trung Quốc) [6] Ví Dụ: Sản xuất tự nhiên Chile, Argentina, Brazil Với gia tăng nhu cầu Rau câu (Gracilaria) nên việc sữ dụng, chế biến xản xuất Gracilaria trọng tập trung xản xuất nhiều đặc biệt nước khu vực Đông Nam Á vùng khu vực Nam Trung Quốc trồng khoảng 2000 ha, sản xuất 3000 nguyên liệu khô năm Đài Loan sản xuất 1000 khô Gracilaria hàng năm từ 400 canh tác.[6] a.1 Một số tính chất hóa học thuộc tính Agar a.1.1 Một số tính chất hóa học agar Từ 1940 đến 1950 việc nghiên cứu sản phẩm thay Galactose Methylated, Sulfated Pyruvated galactoses minh chứng cấu trúc phân tử Agar [6] Thạch (Agar-agar xu xoa hay Gelose) chất không định hình, cho với nước nóng thạch dạng dung dịch nhầy đặt lại nguội người ta tìm 40 loài chứa nhiều xu xoa: Gracilaria, Gracilariopsis, Euchema, Gelidium, Gediliella [1] Agar Polisaccharid có rong đỏ (Payen 1859) người nghiên cứu loại Polisaccharid Cấu tạo Agar gồm đơn vị Dgalactose L-galactose Chúng liên kết với theo kiểu Beta- 1.3 D-galactose Beta-1.4 L- galactose, khoảng 10 đơn vị Galactose có nhóm Sunfat đơn vị Galactose cuối mạch Polisaccharit Agar có dạng liên kết Ester cacbon thứ Acid sunfurit (Jones, Peat 1942).( hinh 1),[4] 10 Scott, Ericson 1955 Tsuruga, Takeochi 1960 cho thấy số lồi rong đỏ tích lũy ngun tố phóng xạ như: Co60 Ru106, Rh106 chúng có tác dụng tích cực việc làm nước biển dùng làm thị cho nhiễm chất phóng xạ nước.[4] Ngồi Agar cịn dùng kỹ nghệ đồ hộp, mức, bánh kẹo, chế hồ dùng công nghiệp, vỏ bọc để bọc thuốc kháng sinh [6] a.3 Quy trình chiết rút Agar Trước 1930 Agar chết rút sản xuất quy mô công nghiệp Giống Agar chiết rút từ loại Rong kì lân (Eucheuma, Kappaphycus) Rau câu (Gracilaria) Hàm lượng Agar biến đổi theo tuổi, vào tháng rong trưởng thành cường độ quang hợp cực đại dẫn đến hàm lượng Agar rong tăng cao, ngược lại vào tháng rong già quang hợp giảm dẫn đến hàm lượng Agar rong thấp.[4] Ở nước khác khai thác Agar từ nguồn rong đỏ khác Nhật Mỹ lấy từ loài giống Galdium có hàm lượng Agar khoảng 25-30% Nga giống Phyllophora Ahnfeltia hàm lượng Agar khoản 25% Nam Phi giống Suhria (Baraskov 1963).[4] +Sản xuất agar từ rau câu (Gracilaria)[6] Sơ đồ sản xuất Agar từ rau câu Gracilaria spp. Sun bleaching Alkalitreatment Washing Hot extraction Filtration Gelling Freezing chamber Thawing Sun drying Hydraulicpress Drying chamber Milling Agar powder Qua kết nghiên cứu Nhật cho thấy việc sản xuất Gracilaria mẫu thu thập từ quốc gia khác khu vực Sản xuất Gracilaria với phương 18 pháp kiềm hóa phụ thuộc váo chất lượng tảo thu thập Tùy theo loại tảo thu thập đâu mà có lượng NAOH, nhiệt độ thời gian điều chế khác Sau số liệu cụ thể số quốc gia Bảng điều chế tảo Gracilaria Địa điểm thu mẩu tảo NaOH tập trung sử Nhiệt độ điều chế Thời gian điều dụng (%) (°C) chế (hr) Argentina 6.0 50–60 1.0 Chile 6.0–7.0 88–90 2.0 Mehico 6.0 90 0.5–1.0 Africa (Châu Phi) 6.0 70 1.0–1.5 India (Ấn Độ) 20.0 70 1.0 Taiwan (Đài Loan) 10.0 85–90 1.0 60 1.0 Portugal (Bồ Đào Nha) 4.0–5.0 Giặt: Được rửa kỹ nước để loại bỏ kiềm tính Một số lượng phù hợp với axit thêm vào để thúc đẩy trình trung hịa Tẩy trắng: Những tảo đưa vào giỏ có chứa kim loại treo lơ lững bồn chứa nước, Sodium hypochlorite, giải pháp bổ sung với có mặt Chlorine ca 0,05% 15 phút pH 5-6 Sau đó, khoảng 2% (trọng lượng tảo khô) Thiosulfate natri thêm vào làm giảm giảm bớt tính hóa học Hypochlorite Các tảo đem lên sau rửa nước 19 Đung nóng: Các tảo đun sôi nước (15-20 lần trọng lượng tảo khơ) nước nóng cho 1-1,5 giờ.Trích đặt khoảng từ 0,8 đến 1,5% tối đa Lọc: Các nóng rượu gửi đến lọc có 20 lưới nylon vải lọc để sử dụng tốt với lọc chân không bấm lọc Làm đông: Các phần nước lọc làm nguội hộp nhiệt độ phòng cắt thạch thành dạng que với cách thức thạch Agar Đông cứng: thạch dạng que đặt phịng đơng -15°C đến -18°C 24 Đánh tan làm khô: Các thạch đông lạnh đánh tan rữa với nước khử nước với li tâm sấy khô cạn Ép thủy lực: việc cắt nhỏ dạng gậy hay dạng phim đóng gói vào túi nilon đem ép thủy lực khoản 10-12 khử nước cần thiết áp lực khác từ 0.1 đến 6-10 kg/cm2 Sấy xay: đưa đến phịng làm khơ 70°C sau tạo thành bột agar (80-100 lưới) +Rong biển dùng để chế Rau câu( Agar agar) Sau rửa nước nhiều lần ngâm vôi, người ta cắt miếng nhỏ đun nước nóng Một lát sau chất nhày tan vào nước, nước ngày đặc quánh Vớt bỏ bã, lọc tạo màng hay sợi: rau câu hay Agar agar b Tảo Nâu (Phaeophyta) Tảo nâu xuất sớm cách khoảng 50-60 triệu năm[2] Ngày giới phát khoảng 250 chi với 1500 lồi, có chi sống nước Việt Nam phát khoản 150 loài sống nước lợ nước mặn, vùng triều triều, gập độ sâu 20m (Nguyễn Hữu Đại, 2001).[3] 20