Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng của một số loài rong có tiềm năng kinh tế ở Bà Rịa - Vũng Tàu

TS. NGUYỄN VĂN TÚ - LƯƠNG ĐỨC THIỆN - ThS. LÊ THỊ TRANG (Viện Sinh học Nhiệt đới, Viện Hàn lâm KH & CN Việt Nam) và ThS. NGUYỄN THÀNH CÔNG (Đại học Công nghệ Đồng Nai)

TÓM TẮT:

Rong biển là một trong những nguồn lợi sinh vật biển quan trọng đã được khai thác và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống. Các nghiên cứu về thành phần sinh hóa và dinh dưỡng cung cấp nhiều dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ. Trong nghiên cứu thành phần dinh dưỡng của rong khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu, chúng tôi đã đánh giá về hàm lượng protein, lipid và tro từ 4 loài rong có tiềm năng kinh tế thu được, gồm: Cheatomorpha sp, Ulva intestinalis, Ulva lactuca, và Gracilariopsis heteroclada. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng protein trong 4 loài rong nghiên cứu dao động trong khoảng 11,2 ± 0,42% TLK đến 15,8 ± 0,38% TLK; Hàm lượng lipid dao động trong khoảng 0,65 ± 0,04% TLK đến 1,48 ± 0,02% TLK; và hàm lượng tro dao động trong khoảng 33,6 ± 0,12% TLK đến 33,9 ± 0,35% TLK. Nhóm rong biển nghiên cứu cũng chứa nhiều loại acid amin thiết yếu với hàm lượng cao, như: Alanine, Cystine và Glicine.

Từ khóa: Dinh dưỡng, protein, rong biển, ulva.

1. Đặt vấn đề

Rong biển là đối tượng sinh vật có vai trò sinh thái và giá trị kinh tế quan trọng trong hệ sinh thái biển. Nguồn sinh khối rong biển hiện nay được sử dụng khá phổ biến trên thế giới trong các ngành thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và năng lượng (Lê Như Hậu & CS 2010, S-M Phang 2010, Williams & Feagin 2010, Mariya & Ravindran 2013, Nguyễn Văn Tú 2014, Venkatesan et al., 2015); một số ứng dụng khác của rong biển trong ngành công nghiệp và nông nghiệp cũng đã được thử nghiệm trong thời gian qua (Zodape 2001, Bixler & Porse 2011, Wiencke & Bischof 2012). Theo FAO (2012), giá trị ước tính của rong biển được nuôi trồng vào năm 2012 khoảng 6 tỉ Dolla, trong đó nhóm các nước có đóng góp sản lượng lớn, gồm: Trung Quốc, Indonesia, Nhật Bản, Hàn Quốc, Philippine. Nguồn rong biển khai thác tự nhiên chỉ khoảng 25% tổng sản lượng rong biển trên toàn thế giới, với sự đóng góp quan trọng của các quốc gia: Chile, Trung Quốc, Na Uy, Nhật Bản, Pháp. Ở Việt Nam, rong biển hiện nay chủ yếu khai thác từ nguồn lợi tự nhiên, sản lượng nuôi trồng không nhiều, chủ yếu tập trung vào nhóm rong đỏ chiết xuất carrageenan là Kappaphycus alvarezzi (Rhodophyta, Gigartinales) và Kappaphycus striatum (Rhodophyta, Gigartinales).

Các chất dinh dưỡng cơ bản của rong thường được hình thành liên tục trong quá trình sinh trưởng gia tăng sinh khối, một số khác các chất có hoạt chất sinh học chỉ sinh ra trong quá trình duy trì sự sinh tồn của rong dưới tác động của các điều kiện môi trường hay ngoại cảnh bất lợi (Graham 2011). Mỗi nhóm hoặc loài rong có sự đặc trưng về các hàm lượng dinh dưỡng và hoạt chất sinh học, hàm lượng chất dinh dưỡng và hoạt chất cũng có thể biến động theo thời gian và giai đoạn sinh trưởng của mỗi loài (Wiencke & Bischof 2012). Ở ngành rong đỏ (Rhodophyta) các hoạt chất khá đa dạng, hiện nay chúng ta đang khai thác phổ biến Agar - Agar ở họ rong câu (Gracilariaceae), Carrageenan ở họ rong Solieriaceae. Hoạt chất Alginate, Fucoidan, Laminaran được thu nhận chủ yếu từ ngành rong nâu (Ochrophyta-Phaeophyceae. Ngoài ra, trong rong biển còn chứa một hàm lượng protein, lipid, chất tro và nhiều khoáng chất có giá trị (Burtin 2003, Nielsen et al 2016, Ismall 2017).

Biến động hàm lượng các chất dinh dưỡng theo các điều kiện địa lý, môi trường là một đặc tính quan trọng của quá trình trao đổi chất ở thực vật thủy sinh. Các chất dinh dưỡng của rong biển trong cùng một loài có thể khác nhau ở các vùng phân bố khác nhau (Ismall 2017). Nghiên cứu biến động chất dinh dưỡng của rong Gracillaria tenuistipitata cũng đã cho thấy hàm lượng khác nhau ở khu vực Hải Phòng (Hoàng Cường & cs 1980). Nghiên cứu về thành phần sinh hóa của một số loài rong đỏ (Rhodophyta) ở phía Nam Việt Nam cũng đã chỉ ra hàm lượng các chất có sự khác nhau giữa các loài và vùng phân bố (Lê Đình Hùng & CS 2004). Cho đến nay, các nghiên cứu cơ bản về thành phần sinh hóa, dinh dưỡng của rong biển Việt Nam còn rất ít. Các nghiên cứu về đánh giá dinh dưỡng của rong biển sẽ là cơ sở cho việc xác định tiềm năng, khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên rong biển ở Bà Rịa - Vũng Tàu nói riêng và Việt Nam nói chung.

2. Phương pháp nghiên cứu

2.1. Mẫu rong nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện với 2 đợt điều tra thu thập mẫu vật vào tháng 6 và tháng 12 năm 2016. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện trên địa bàn thị xã Bà Rịa và thành phố Vũng Tàu. Các loài rong biển nghiên cứu hàm lượng dinh dưỡng được lựa chọn dựa trên cơ sở xác định được các loài có sinh khối lớn sinh trưởng tốt trong khu vực. Loài sinh khối lớn được xác định trên tiêu chí sinh khối trung bình vùng có sự xuất hiện có thể đạt 1kg/1m2 diện tích mặt nước.

2.2. Phương pháp phân tích

Rong biển được thu, rửa sạch nhiều lần bằng nước ngọt, sấy khô ở nhiệt độ 70oC nghiền nhỏ để phân tích các chỉ tiêu dinh dưỡng. Hàm lượng nước của rong được xác định dựa vào trọng lượng của 100 gram rong tươi khi sấy 105oC đến trọng lượng không đổi. Phân tích protein được thực hiện theo hướng dẫn kiểm tra thực phẩm của FAO (FAO: 1986, p212); Xác định thành phần và hàm lượng acid amin bằng phương pháp sắc ký lỏng trên máy phân tích acid amin tự động hệ: HP-Amino Quant series II; Phân tích lipid được thực hiện theo hướng dẫn kiểm tra thực phẩm của FAO (FAO: 1986, p221-223); Phân tích tro theo TCVN 9742:2013. pH môi trường được đo bằng pH kế HANA, độ mặn được xác định bằng khúc xạ kế Atago.

3. Kết quả nghiên cứu

3.1. Thành phần dinh dưỡng của rong khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu

Kết quả nghiên cứu thu thập được 4 loài rong có sinh khối lớn, phát triển quanh năm ở khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu gồm loài Cheatomorpha sp (rong mền), Ulva intestinalis Linnaeus 1753 (rong bún), Ulva lactuca Linnaeus 1753 (rong lá cải), Gracilariopsis heteroclada Zhang & Xia (rong câu cước).

Các chỉ tiêu phân tích gồm hàm lượng Protein, Lipid và Tro trong các mẫu rong thu được vào các đợt thu mẫu khác nhau đại diện cho mùa mưa và mùa khô. Hàm lượng dinh dưỡng theo % trọng lượng khô của các loài được thể hiện ở Hình 1 sau đây.

Hình 1: Hàm lượng các chất dinh dưỡng theo % trọng lượng khô

Trong 4 loài được nghiên cứu, loài Ulva lactuca có hàm lượng protein cao nhất, với hàm lượng 15,38 ± 0,42% TLK; tiếp đến là loài Gracilariopsis heteroclada với hàm lượng 14,75 ± 0,22% TLK; Cheatomopha sp với hàm lượng 13,13 ± 0,34% TLK và thấp nhất là loài Ulva intestinalis với hàm lượng 12,08 ± 0,4% TLK. Hàm lượng protein của các loài rong được nghiên cứu chỉ ở mức trung bình thấp so với khoảng hàm lượng protein của các nhóm rong: rong lục (Chlorhophyta) và rong đỏ (Rhodophyta). Ở điều kiện tự nhiên, hàm lượng protein của nhóm rong lục và rong đỏ thường nằm trong khoảng 10 - 47% trọng lượng khô. So với hàm lượng protein của rong nâu (Phaeophyta), thì hàm lượng protein các loài rong nghiên cứu nằm trong cận trên trong khoảng dao động hàm lượng protein của rong nâu (Phaeophyta) từ 3% đến 15% trọng lượng khô. Các loài rong nâu được khai thác phổ biến hiện nay, như: Laminaria digitate, Ascophyllum nodosum, Fucus vesiculosus có hàm lượng protein thấp hơn so với các loài rong trong nghiên cứu này (Fleurence 1999, Sanchez et al. 2004).

Đánh giá về hàm lượng lipid cho thấy có sự khác nhau hàm lượng giữa các loài, hàm lượng lipid cao nhất thuộc về loài Ulva intestinalis với 1,45 ± 0,018% TLK, tiếp đến là Ulva lactuca với 1,08 ± 0,03% TLK, Gracilariopsis heteroclada với 0,93 ± 0,016% TLK, và cuối cùng là Cheatomorpha sp 0,67 ± 0,027% TLK. Hàm lượng lipid trong các loài rong thường khá thấp, các loài rong Hydropuntia elongata, Laminaria ochroleuca, Undaria pinatifida, Porphyra sp có hàm lượng lipid vào khoảng 0,7 ± 0,09% TLK đến 1,8 ± 0,14% TLK; trong khi đó hàm lượng tro từ 19,07 ± 0,61% TLK đến 34,00 ± 0,11% TLK (Sanchez et al. 2004).

Hàm lượng tro của Cheatomorpha sp là 33,72 ± 0,18% TLK, của Gracilariopsis heteroclada 32,88 ± 0,56% TLK, của Ulva intestinalis là 28,78 ± 0,24% TLK và thấp nhất là Ulva lactuca với 24,52 ± 0,36% TLK.

Nghiên cứu đánh giá về biến động hàm lượng protein, lipid và tro giữa mùa mưa (tháng 6) và mùa khô (tháng 12) của 4 loài rong có sinh khối lớn được thể hiện trong Bảng 1.

Hàm lượng trung bình các chất dinh dưỡng có sự biến động theo mùa. Trong số các loài nghiên cứu, hàm lượng protein có sự khác biệt theo mùa của Ulva intestinalis là lớn nhất với sự khác biệt là 1,5% TLK, tiếp đến là Ulva lactuca (0,8% TLK), Gracilariopsis heteroclada (0,7% TLK) và Cheatomorpha sp (0,4% TLK).

Sự khác biệt về hàm lượng lipid giữa 2 mùa cao nhất thuộc về Ulva lactuca với 0,06% TLK, tiếp sau đó là Ulva intestinalis (0,05% TLK), Cheatomorpha sp (0,04 % TLK), và cuối cùng là Gracilariopsis heteroclada (0,03% TLK). Hàm lượng tro chênh lệch giữa 2 mùa của Ulva intestinalis và Ulva lactuca là 0,08% nhiều hơn so với sự chênh lệch lượng tro của Cheatomorpha sp. và Gracilariopsis heteroclada.

Hàm lượng các chất dinh dưỡng và thành phần sinh hóa của rong phục thuộc chặt chẽ vào điều kiện môi trường sống, sự khác biệt được nhận thấy trong cùng một loài ở các nghiên cứu ở các vùng địa lý khác nhau (Parthiban et al. 2013) hoặc giữa các loài rong cũng 1 vùng địa lý (Nielsen et al. 2016).

Qua phân tích, hàm lượng Acid amin của 4 loài rong trên cho thấy, chủng loại và tỉ lệ % hàm lượng các acid amin thu được không giống nhau. Theo đó, Chetomorpha sp, Ulva lactuca và G. heteroclada chứa 18 loại acid amin, trong khi đó rong U. intestinalis chỉ chứa 17 loài acid amin. Rong Cheatomorpha sp có hàm lượng các aciamin Arginin, Leucin, Cystine, Glycine có hàm lượng cao > 1%, 8 loại acid amin thiết yếu cũng được xác định với tỉ lệ hàm lượng acid amin thiết yếu trên tổng số acid amin là 48,7%. Rong Ulva intestinalis có các acid amin với hàm lượng cao, gồm: Lysine, Valine, Alanine, Glycine; 7 loại acid amin thiết yếu đã được xác định, gồm: Alanine, Aspatic acid, Cystine, Glutamic acid, Glycine, Pronine, Serine vad Tyrosine. với tỉ lệ acid amin thiết yếu trên tổng số acid amin là 44,9%. Rong Ulva lactuca có chứa các loại acid amin với hàm lượng cao, gồm: Arginine, Alanine, Aspatic acid, Cystine, Glycine với tỉ lệ acid amin thiết yếu trên tổng số acid amin là 46,3%. Rong G. hydropuntia Leucine, Lysine, Valine, Alanine, Cystine, Glycine, tỉ lệ acid amin thiết yếu trên tổng số acid amin là 45,8%.

3.2. Môi trường và phân bố của rong biển khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu

Vùng biển khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu chịu tác động mạnh bởi hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai, khu vực nghiên cứu là vùng có sự giao thoa môi trường sông - biển, đây là một trong những yếu tố tác động lên sự đa dạng của khu hệ rong biển của vùng. Tuy nhiên, do nền đáy chủ yếu là nền cát, cát-bùn, nên hệ rong biển trong vùng nghiên cứu độ đa dạng thấp, số lượng loài không nhiều, trong đó chỉ có 4 loài có sinh khối lớn sinh trưởng gần như quanh năm, gồm các loài: Cheatomorpha sp, Ulva intestinalis, Ulva lactuca, Gracilariopsis heteroclada. Ba trong số các loài này thuộc ngành rong lục Chlorhophyta, là ngành rong có sự phân bố rộng với các loài có khả năng thích ứng cao với sự thay đổi của các điều kiện môi trường sống.

Nghiên cứu cũng đã ghi nhận được sự phân bố rộng trong các loại sinh cảnh khác nhau của các loài rong thuộc ngành Chlorophyta. Trong đó, một số loài có khả năng thích ứng cao với điều kiện môi trường như loài Cheatomorpha sp và Ulva intestinalis. Sinh khối của loài rong Ulva lactuca được đánh giá là khá lớn, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy loài này chỉ phân bố một vùng tương đối hẹp trong phạm vi nghiên cứu nơi vùng nước có pH trung tính (7 - 8) và độ mặn dao động trong khoảng 15 - 27 ppt, sinh khối rong phát triển mạnh vào đầu mùa mưa (tháng 5). Rong Gracilariopsis heteroclada có sinh khối lớn khu vực Phước Cơ, sinh trưởng tốt vào giai đoạn tháng 4 đến tháng 6, các thủy vực nơi có sự xuất hiện của rong có độ mặn dao động từ 20 - 27 ppt.

4. Kết luận

Kết quả nghiên cứu đã ghi nhận được 4 loài rong có sinh khối lớn, gồm các loài: Cheatomorpha sp., Ulva intestinalis L., Ulva lactuca L., và Gracilariopsis heteroclada Zhang & Xia. Hàm lượng protein dao động trong khoảng 11,2 ± 0,42% đến 15,8 ± 0,38% trọng lượng khô, trong số các loài rong thu được loài rong lục Ulva lactuca L. có hàm lượng protein cao nhất trong khoảng 15,0 ± 0,77 đến 15,8 ± 0,42% trọng lượng khô. Hàm lượng lipid các loài rong nghiên cứu dao động trong khoảng 0,65 ± 0,04 đến 1,48 ± 0,02% trọng lượng khô, trong đó loài Ulva intestinalis L. ghi nhận được hàm lượng lipid cao nhất với từ 0,143 ± 0,03% đến 1,45 ± 0,02% trọng lượng khô. Hàm lượng tro cao nhất là loài Cheatomorpha sp. với hàm lượng tro trong khoảng 33,6 ± 0,12% - 33,9 ± 0,35% trọng lượng khô. Chủng loại các acid amin hiện diện trong các loài nghiên cứu khá phong phú với 18 loại đã được ghi nhận, hầu hết các loài rong đều chứa các acid amin thiết yếu với hàm lượng khá cao so với tổng hàm lượng acid amin.

Nghiên cứu đánh giá về biến động dinh dưỡng của các loài này cho thấy các tác động của môi trường lên sự sinh trưởng phát triển của rong được thể hiện rõ rệt, tuy nhiên, sự biến đổi về các yếu tố sinh lý, sinh hóa là một quá trình phức tạp cần được nghiên cứu sâu thêm ■

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Bixler, H. J. and H. Porse (2011). "A decade of change in the seaweed hydrocolloids industry", Journal of Applied Phycology, 23(3), pp.321-335

2. Burtin, P. (2003). "Nutrition values of seaweed", Electron. J. Environ. Agric. Food Chem., 2(4), pp.498-503.

3. FAO (1986). Manuals of food quality control/Food analysis: general techniques, additives, contaminats and composition.

4, Fleurence, J. (1999). "Seaweed proteins: biochemical, nutritional aspects and potential uses", Trends in Food Science & Technology, 10, pp.25-28.

5. Ismall, G. A. (2017). "Biochemical composition of some Egyptian seaweeds with potent nutritive and antioxidant properties", Food Science and Technology (Campinas) DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1678-457X.20316

6, Gorham, J. and S. A. Lewey (1984). "Seasonal-Changes in the Chemical-Composition of Sargassum-Muticum", Marine Biology, 80(1), pp.103-107.

7. Hoàng Cường, L. N. Trâm and P. P. Lan (1980). "Thành phần hóa học của rong biển vùng ven biển Hải phòng", Collection of Marine Research Works, 2(1), pp.31-42.

8. Lê Đình Hùng, Huỳnh Quang Năng, Bùi Minh Lý, Ngô Quốc Bưu và Trần Thanh Thị Thanh Vân (2004). Thành phần hóa học của một số loài rong đỏ (Rhodophyta) kinh tế ven biển Việt Nam. Tạp chí Hóa học 42(2): 159-162.

9. Lê Như Hậu, Nguyễn Hữu Đại (2010), "Rong câu Việt nam nguồn lợi và sử dụng". Nhà XB Khoa học và Công nghệ.

10, Linda E. Graham, James M. Graham and Lee W. Wincox (2011). Algae (Second edition) Pearson, USA. 616 pages.

11. Mariya, V. and V. S. Ravindran (2013). "Biomedical and Pharmacological significance of marine macro algae-review", Indian Journal of Geo-Marine Sciences 42(5), pp.527-537.

12. Nguyen Van Tu (2014). "Seaweed diversity in Vietnam, with an emphasis on the brown algal genus Sargassum", Doctor, Ghent University.

13. Nielsen, M. M., D. Manns, M. D'Este, D. Krause-Jensen, M. B. Rasmussen, M. M. Larsen, M. Alvarado-Morales, I. Angelidaki and A. Bruhn (2016). "Variation in biochemical composition of Saccharina latissima and Laminaria digitata along an estuarine salinity gradient in inner Danish waters", Algal Research, 13, pp.235-245.

14. Parthiban, C., C. Saranya, K. Girija, H. A., S. M. and A. P (2013). "Biochemical composition of some selected seaweeds from Tuticorin coast", Advances in Applied Science Research, 4(3), pp.362-366.

15. Phang, S.-M. (2010). "Potential Products from Tropical Algae and Seaweeds, especially with Reference to Malaysia", Malaysian Journal of Science, 29(2), pp.160-166.

16. Sanchez-Machado, D. I., J. Lopez-Cervantes, J. Lopez-Hernandez and P. Paseiro-Losada (2004). "Fatty acids, total lipid, protein and ash contents of processed edible seaweeds", Food Chemistry, 85, pp.439-444.

17. Venkatesan, J., B. Lowe, S. Anil, P. Manivasagan, A. A. A. Kheraif, K.-H. Kang and S.-K. Kim (2015). "Seaweed polysaccharides and their potential biomedical applications", Starch/St#rke, 66, pp.1-10.

18. Zodape, S. T. (2001). "Seaweads as a biofertilizer", Journal of Scientific & Industrial Research, 60, pp.378-382.

19. Wiencke, C. and K. Bischof (2012). Seaweed biology: Novel insights into ecophysiology, ecology and utilization, Berlin; New York, Springer. pp.471-493

20. Williams, A. and R. Feagin (2010). "Sargassum as a Natural Solution to Enhance Dune Plant Growth", Environmental Management, 46(5), pp.738-747.

Lời cảm ơn: Các tác giả xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ trong quá trình nghiên cứu của các đồng nghiệp từ Viện Sinh học Nhiệt đới và trường Đại học Công nghệ Đồng Nai. Sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài MJL01/2016-2017.

STUDY ON NUTRITIONAL COMPOSITION OF SOME ECONOMIC

POTENTIAL SEAWEEDS IN THE BA RIA - VUNG TAU

● PhD. NGUYEN VAN TU - LUONG DUC THIEN - MSc. LE THI TRANG

Institute of Tropical Biology, Vietnam Academy of Science and Technology

● MSc. NGUYEN THANH CONG

Dong Nai Univeristy of Technology

ABSTRACT:

Seaweed is one of the important marine resources has been exploited and widely used in many fields of life. Those studies on biochemical and nutritional compositions has provided important database for applied research and technological development. In this study, we investigated the protein, lipid and ask content from 4 high biomass seaweed species Cheatomorpha sp, Ulva intestinalis, Ulva lactuca, and Gracilariopsis heteroclada in the Baria - Vungtau. The protein content of these four seaweed species varied between 11.2 ± 0.42% DRW to 15.8 ± 0.38% DRW; while lipid composition is varied between 0.65 ± 0.04% DRW to 1.48 ± 0.02% DRW and the ask content was 33.6 ± 0.12% DRW to 33.9 ± 0.35% DRW. Some of estential Acid amin have detected with high concentrate as Alanine, Cystine and Glicine in whole 4 species.

Keywords: Nutrition, protein, seaweed, ulva.