TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT VÀ
TINH SẠCH PROTEIN TRONG RONG BÚN
ENTEROMORPHA SPP.
NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
GVHD: PGS.TS NGUYỄN TIẾN THẮNG
CN. ĐỖ THỊ TUYẾN
SVTH: TRẦN LƯƠNG HỒNG YẾN
MSSV: 0851110311
Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Protein là hợp chất hữu cơ có ý nghĩa quan trọng bậc nhất trong cơ thể sống,
về mặt số lượng, protein chiếm không dưới 50 % trọng lượng khô của tế bào, về
thành phần cấu trúc, protein được tạo thành chủ yếu từ các amino acid vốn được nối
với nhau bằng liên kết peptide. Đối với động vật thủy sản thì nhu cầu protein cao
hơn so với động vật trên cạn. Hàm lượng protein trong thức ăn thuỷ sản khoảng từ
18 - 20 % đối với tôm biển, 28 - 32 % cho cá da trơn, 22 - 30 % đối với cá rô phi,
38 - 40 % đối với cá hồi vân. Protein là một trong các chất dinh dưỡng thiết yếu
trong việc duy trì hoạt động sống, sự trao đổi chất trong cơ thể, sự tăng trưởng cũng
như các chứa năng quan trọng khác. Tuy nhiên trong 20 loại acid amin thì có 10
loại acid amin không thay thế mà động vật thủy sản (ĐVTS) không có khả năng tự
tổng hợp. Bên cạnh đó protein cũng là nguồn dinh dưỡng có giá thành rất cao trong
khẩu phần thức ăn thủy sản. Nước ta phải nhập khẩu 20 % nguyên liệu giàu năng
lượng, 80 % các loại thức ăn bổ sung, 80 - 90 % thức ăn giàu đạm và hơn 90 % chất
phụ gia. Vì thế cần tìm ra một nguồn nguyên liệu vừa rẽ tiền vừa đáp ứng được nhu
cầu protein đặc biệt là thành phần acid amin (AA) không thay thế.
Việt Nam nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, với chiều dài
bờ biển hơn 3.260 km và có nhiều nhánh sông, vùng triều, các vùng vịnh, đậm
phá…đây là điều kiện rất thuận lợi cho sự phát triển đa dạng của các sinh vật biển.
Một trong những loài góp phần vào sự đa dạng này là rong biển. Có đến 800 loài
rong biển đã được xác định ở Việt Nam. Trong đó nhiều chi có sản lượng tự nhiên
lớn Sargassum, Hormophysa, Hydroclathrus (Rong Nâu); Gracilaria, Hydropuntia,
Hypnea (Rong Đỏ); Ulva, Chaetomorpha, Cladophora (Rong Lục) và một số loài
khác đang được nuôi trồng trong ao đìa, vịnh, bãi triều ven biển. Ước tính diện tích
mặt nước có tiềm năng nuôi trồng và khai thác rong biển trong thời kỳ 2010 - 2015
là 900.000 ha với sản lượng 600 – 700.000 tấn khô / năm. Nhiều loài có giá trị kinh
tế cao, khoảng 121 loài đang được người dân ven biển khai thác. Trong đó có 65
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 2
loài dùng làm thực phẩm và 56 loài dùng trong công nghiệp chế biến hoặc sản xuất
các chất như: agar, carrageenan, alginat…
Ngành rong lục (Chlorophyta) được xem là một ngành lớn, có nhiều loài, đến
nay trên toàn thế giới biết khoảng 500 chi và 8.000 loài. Phần lớn chúng sống trong
nước ngọt gần 90 %, còn lại ở biển và đại dương khoảng 10 %. Trong các biển và
đại dương thế giới đã biết 948 loài thuộc 112 chi, 18 họ và 8 bộ. Ở nước ta, hầu hết
các loài thuộc bộ Ulvales, Siphonales, đều sống ở biển, hải đảo, vùng cửa sông và
các đầm, phá nước lợ ven biển.
Trong nước và trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về rong biển
được công bố, sản phẩm chính của các công trình là tạo ra đường có thể lên men
(ethanol và n - butanol là những phụ gia nguyên liệu cao cấp). Bên cạnh việc phục
vụ cho mục tiêu sản xuất ethanol và butanol, thì rong biển còn được dùng để tách
protein từ sinh khối có khả năng sử dụng làm thức ăn thương mại cho tôm và cá.
Trong đó thì Enteromorpha spp. có chứa khoảng 15 - 20 % protein trong thành
phần với tỷ lệ AA thiết yếu rất giống với nhu cầu AA của tôm sú. Việc sản xuất
thành công sản phẩm protein thực vật từ rong Enteromorpha spp. để sử dụng trong
thức ăn gia súc sẽ góp phần đa dạng hóa các sản phẩm nông nghiệp, giảm phụ thuộc
vào nhập khẩu, giảm chi phí chăn nuôi cho nông dân và tăng tính cạnh tranh cho
doanh nghiệp.
Việc sử dụng rong biển làm thức ăn gia súc đã giải quyết được một phần khó
khăn trong nguyên liệu đầu vào của ngành chăn nuôi mà còn làm giảm thiểu nguy
cơ ô nhiễm môi trường bởi các đặc tính sinh học của rong biển.
Với những lý do trên, đối với nước ta việc thu nhận các nguồn lợi từ rong biển
có ý nghĩa to lớn về khoa học cũng như thực tiễn, đặc biệt là protein từ rong biển
Enteromorpha spp. Do đó cần nghiên cứu để tiến tới sản xuất protein ở quy mô
công nghiệp phù hợp với nền kinh tế quốc dân.
1.2 Tình hình nghiên cứu rong biển
1.2.1 Tình hình nghiên cứu rong biển trên thế giới
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 3
Nhiều công trình nghiên cứu về rong biển đã được thực hiện trên các khía
cạnh đa dạng sinh học, nguồn lợi chế biến, nuôi trồng và tạo giống rong biển. Các
nghiên cứu cho kết quả tốt trong việc khai thác và sử dụng tiềm năng của loài thực
vật thủy sinh quan trọng này.
Các tác giả Brzeski (1997), Chopin et al. (2001) và Neori et al (2004) cho rằng
xu hướng tiến tới quản lý nuôi thủy sản tốt hơn, việc kết hợp nuôi các loài thủy sản
có cho ăn (tôm, cá) với nuôi các loài thủy sản hấp thụ dinh dưỡng hữu cơ và vô cơ
(rong biển, động vật hai vỏ), sẽ là cách tiếp cận hệ sinh thái quan trọng giúp tái sử
dụng dinh dưỡng, có lợi chung cho các đối tượng nuôi trồng, đa dạng hóa nguồn thu
nhập từ nhiều đối tượng.
Nghiên cứu của Amir Neori (2007) xác nhận việc nuôi rong biển trong các hệ
thống ao nuôi kết hợp với thủy sản là mô hình quan trọng cho phát triển bền vững ở
các vùng ven bờ [20]. Theo Elizabeth (2008), nuôi kết hợp rong và tôm sẽ làm tăng
năng suất và chất lượng tôm nuôi.
Theo Akiko Isa et al., 2009 “Rong biển đã được nghiên cứu sử dụng trong
thực phẩm, công nghiệp và dược phẩm ở nhiều nước trên thế giới. Các thành phần
chiết xuất từ rong có giá trị sinh học như beta caroten, các chất chống oxy hóa cũng
đang được nhiều nhà khoa học quan tâm. Rong biển rất giàu protein và khoáng chất,
có thể tận dụng để sử dụng trong thực phẩm và thức ăn gia súc”.
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Đối với loài rong Bún (Enteromorpha spp.và Ulva) những nghiên cứu đầu tiên
về sinh hóa và tiềm năng ứng dụng của chúng được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu
của Viện Sinh Học Nhiệt Đới trong khuôn khổ dự án FSPS II/SUDA 3.3.4 năm
2009 (do DANIDA tài trợ). Các loài rong này mọc tự nhiên nhiều trong ao nuôi tôm
nước lợ quãng canh, người nuôi tôm rất thích sự hiện diện của rong này trong ao
nuôi tôm so với các loài rong khác và cho rằng rong xuất hiện nhiều sẽ giúp cải
thiện môi trường ao nuôi, làm thức ăn cho tôm và cải thiện năng suất của tôm.[4]
1.3 Mục đích nghiên cứu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trang 4
Nghiên cứu quá trình tách chiết và tinh sạch protein từ rong Enteromorpha
spp. để bổ sung vào thành phần thức ăn cho tôm và cá.
1.4 Nội dung nghiên cứu
- Xác định chỉ tiêu sinh hóa trong rong Enteromorpha spp.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình tách chiết protein trong rong
Enteromorpha spp.
+ Xác định tỷ lệ nước cần ngâm rong (w/v).
+ Xác định thời gian cần nghiền rong.
+ Xác định thời gian, nhiệt độ, % NaOH ủ rong.
- Thu nhận được protein thông qua dịch chiết thu từ rong Bún Enteromorpha
spp.
+ Xác định tỷ lệ cồn tối ưu để tủa protein trong dịch chiết.
+ Xác định % TCA tối ưu để tủa protein trong dịch chiết.
+ Xác định pH HCl tối ưu để tủa protein trong dịch chiết.
- Tinh sạch protein qua sắc ký lọc gel Biogel P - 100.
- Xác định các thành phần AA trong protein của rong.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết.
+ Thu thập tài liệu trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu.
+Tổng hợp phân tích, so sánh và đánh giá lựa chọn hướng nghiên cứu phù
hợp.
+Phân tích đánh giá điều kiện thực tế về kỹ thuật, kinh tế, xã hội để xác định
giới hạn nghiên cứu và phương án thực nghiệm.
- Nghiên cứu thực nghiệm.