Tìm hiểu một số hợp chất trong tảo

Gvhd: Sinh viên: T.s Trần Thị Kim Liên Thái Lê Sơn Phan Phương Tìm hiểu một số hợp chất trong tảo Cấu trúc tiểu luậnI. Đặt vấn đề II. Nội dungII.1 Hợp chất tự nhiêna. Chlorellab. Dunaliellac. SpirulinaII.2 Hợp chất có hoạt tính sinh học tiêu biểu a. Agar-agara.1. Một số tính chất hóa học và thuộc tính của Agara.1.1. Một số tính chất hóa học của agara.1.2. Thuộc tính của Agar a.2. Ứng dụng của Agar b. Alginateb.1. Một số Tính chất của Alginate.b.2. Ứng dụng của AlginatIII. Kết luận I. Đặt vấn đề Tảo nói chung và vi tảo nói riêng có vai trò rất quang trọng trong tự nhiên và trong đời sống nhân loại. Chúng ta biết rằng đại dương chiếm 71% diện tích bề mặt Trái đất. Một số tác giả Hoa Kỳ cho rằng hàng nămg tảo có thể tổng hợp ra trong đại dương 70-280 tỷ tấn chất hữu cơ. Trong các thủy vực nước ngọt tảo cung cấp ôxy và hầu hết thức ăn sơ cấp cho cá và các động vật thủy sinh khác. Tảo góp phần bảo vệ môi trường nuôi thủy sản bằng cách tiêu thụ bớt lượng muối khoáng dư thừa. Canh tác biển là nhằm trồng và thu hoạch các tảo sinh khối lớn và có hàm lượng dinh dưỡng cao. Nhiều tảo biển còn khai thác để sản xuất thạch (agar), alginate, sản phẩm giàu iod... Nhiều tảo đơn bào được nuôi trồng công nghiệp để tạo ra những nguồn thức ăn cho ngành nuôi tôm hay thuốc bổ trợ giàu protein , vitamin và vi khoáng dùng cho người. Một số vi tảo được dùng để sản xuất carotenoid, astaxanthin, các acid béo không bão hòa... Tảo silic tạo ra các mỏ diatomid, đó là loại nguyên liệu xốp, nhẹ, mịn được dùng trong nhiều ngành công nghiệp. Tảo có tác dụng rất nhiều trong cuộc sống mang lại nguồn lợi vô cùng to lớn và phong phú trong nhiều lĩnh vực ở hiện tại và trong tương lai. Vì thế trong việc sử dụng tảo và khai thác tảo để phục vụ lợi ích cho con người cần phải được quan tâm. Vì vây, chúng tôi chọn đề tài này "Tìm hiểu một số hợp chất của Tảo". Để tìm hiểu về tảo và một số hoạt chất quan trọng từ tảo. Cũng như tính chất và ứng dụng của nó trong đời sống và một số nghành công nghiệp. Từ đó có những định hướng mới trong công tác nuôi trồng, trong khai thác các nguồn lợi từ tảo.II. Nội dungII.1 Hợp chất tự nhiên Phân tích 40 loài tảo thuộc 7 lớp (Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Prymnesiophyceae, Cryptophyceae, Eustigmatophyceae, Rhodophyceae, Prasino-phyceae) Brown & CTV. (1997) đã xác định rằng trong tảo đơn bào hàm lượng protein dao động từ 6 – 52 %; carbohydrate từ 5 – 23 % và lipid từ 7 – 23 %. Các lớp tảo khác nhau không có sự khác biệt về hàm lượng protein, lipid nhưng các loài trong lớp tảo Chlorophyceae và Prymnesiophyceae giàu hàm lượng carbohydrate hơn các loài thuộc các lớp tảo khác. Đến nay, tất cả các nghiên cứu đều xác định rằng mỗi loài tảo khác nhau thì chúng có giá trị dinh dưỡng khác nhau. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu thành phần dinh dưỡng của một số loài đặc trưng.a. ChlorellaNgành: ChlorophytaLớp: Chlorophyceae Bộ: ChlorococcalesHọ: OocystaceaeGiống: Chlorella Beijenrinck, 1890 Hình 1: Tảo ChlorellaThành phần dinh dưỡng • Bột đường: 20-30 %• Chất béo: 10-20 % với đa số các acd béo không no• Đạm: 50 % chứa hầu hết acid amin thiết yếu•Vitamin: chứa hầu hết các vitamin, vitamin C (0,3-0,6 μm)•Chất kháng khuẩn: Chlorellin•Chất tăng trưởng CGF (Chlorella growth factor)• Thành phần dinh dưỡng phụ thuộc vào sự có mặt củanitơ trong môi trường. Môi trường thiếu đạm, hàm lượngđạm trong Chlorella giảm, carbohydrate tăng lên.b. DunaliellaNgành: ChlorophytaLớp: ChlorophyceaeBộ: VolvocalesHọ: DunaliellaceaeGiống Dunaliella Teodorescco, 1904 Hình 2: Tảo DunaliellaThành phần dinh dưỡng- Đạm: 50%.Đạm giảm xuống còn 25% trong trườnghợp thiếu đạm- Đường: 20%, sẽ tăng lên đến 50% trong môi trườngthiếu đạm- chất béo: 8%.- Hàm lượng carotene cao có khi lên đến 14% trọnglượng khô của tế bào giúp Dunaliella có thểchống lại cường độ ánh sáng cao.c. SpirulinaNgành: CyanophytaLớp: NostocalesBộ: NostocalesHọ: OscillariaceaeGiống: Spirulina Hình 3: SpirulinaThành phần dinh dưỡng:+Đạm: 50 đến 70% ,+Chất béo: 16,6%+Đường: 15 %.+ Hàm lượng caroten cao Thành phần sinh hóa của tảo Ứng dụng các hợp chất trong tảo Trong tảo có chứa nhiều loại chất chống lão hóa như β-caroten, vitamin E, axít γ-linoleic. Những chất này có khả năng loại bỏ các gốc tự do thông qua tác dụng chống ôxi hóa, làm chậm sự lão hóa của tế bào, đồng thời sắt, canxi có nhiều trong tảo vừa dễ hấp thụ vừa có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị các bệnh thường gặp ở người già như thiếu máu, xốp xương. Ngoài ra nó có những tác dụng đã và đang được các nhà khoa học nghiên cứu như tác dụng kích thích tế bào tủy xương, hồi phục chức năng tạo máu, chức năng giảm mỡ máu, giảm huyết áp, dưỡng da, làm đẹp.II.2 Hợp chất có hoạt tính sinh học tiêu biểu Các yếu tố tạo nên tảo gồm 75% là chất hữu cơ (Lipid, Protid, Glucid, Vitamin) và 25% là khoáng chất, các nguyên tố vi lượng như Iốt, Magiê, Moliden, Fluo, Kali... nên rất có giá trị trong các lĩnh vực làm đẹp, sức khỏe, dinh dưỡng...	Tảo chứa nhiều chất dinh dưỡng như: Protein, Vitamin và các khoáng chất. Các Protein của loài rong này có chứa tất cả các Amino acid cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng của người và động vật. Rất nhiều Vitamin: Vitamin C, Tiền vitamin A ( 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 và Inositol. Các nguyên tố khoáng: Photpho, Canxi, Kẽm, Iod, Magie, sắt và đồng.... Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu các hoạt chất quan trọng trong tảo a. Agar-agar Trong vách tế bào tảo đỏ có chứa chất Agar-agar và Caragheen. .. được ứng dụng rất nhiều trong đời sống được dùng làm nguồn thực phẩm có giá trị kinh tế cao.	Ngày nay người ta có thể chiết rút Agar từ một vài giống tảo đỏ trong Chi Gracilaria để làm môi trường nuôi cấy vi khuẩn và nhiều sinh vật khác. Bên cạnh đó nó cũng là một nguồn Iode quan trọng.Chi Gracilaria (Rau câu) là một nhóm tảo sống ở nước ấm. thuộc họ Gracilariaceae trong bộ Gigartinales, lớp Florideophyceae. Hiện có hơn 150 loài trên thế giới, phổ biến ở một số nước Chi Lê, Đai Loan, Thái Lan, Việt Namtrong đó có một số có giá trị kinh tế rất quan trọng. Gracilaria được sử dụng như thực phẩm và cũng là nguyên liệu quan trọng để xản suất Agar-agar.	Với sự phát triển của ngành công nghiệp Agar-agar, nên việc nuôi trồng Gracilaria được chú trong nhiều hơn. Việc thử nghiệm nuôi trồng Gracilaria đã được thực hiện ở nhiều nước trong những năm gần đây. Hình 4: Gracilariaa.1. Một số tính chất hóa học và thuộc tính của Agara.1.1. Một số tính chất hóa học của agar Từ 1940 đến 1950 việc nghiên cứu sản phẩm thay thế Galactose như Methylated, Sulfated và Pyruvated galactoses đã được minh chứng là cấu trúc phân tử của Agar. 	Thạch (Agar-agar xu xoa hay Gelose) là một chất không định hình, cho với nước nóng thạch ở dạng dung dịch nhầy và đặt lại khi nguội. người ta đã tìm hơn 40 loài chứa nhiều xu xoa: Gracilaria, Gracilariopsis, Euchema, Gelidium, Gediliella...	Agar là một Polisaccharid hầu như chỉ có trong rong đỏ. Cấu tạo cơ bản của Agar gồm các đơn vị D-galactose và L-galactose. Chúng liên kết với nhau theo kiểu Beta- 1.3 D-galactose và Beta-1.4 L- galactose, cứ khoảng 10 đơn vị Galactose thì có một nhóm Sunfat ở đơn vị Galactose cuối. trong mạch Polisaccharit của Agar có dạng liên kết Ester ở cacbon thứ 6 của Acid sunfurit (Jones, Peat 1942). Công thức cấu tạo của Agar-agar.a.1.2. Thuộc tính của Agar [6]	Tính đông đặcAgar có tính chất gels sau khi làm mát ở nhiệt độ khoảng 30 - 40°C và dạng sols khi dung nóng đến 90 - 95°C.	Cơ chế chuyển thể của alkali trong agarTrong 1961 Rees thừa nhận rằng Alkali (chất kiềm) có thể loại bỏ chổ xoắn (sulfation tại C-6 của 1, 4-liên kết-L-galactose còn lại) hiện có trong phân tử Agar, và 3, 6-anhydro vòng được hình thành. Sau đó, tăng 3, 6-AG và giảm sulfate sẽ cho ra dạng Agar có tính gel mạnh. Đều này cũng thay đổi theo từ C1 đến 1C cũng diễn ra trong cùng một cách thức trong vivo của một enzyme, 'dekinkase' với sự trưởng thành của các khúc tản.(hình 4)