Ruộng muối, mỏ vàng cho sản xuất dược phẩm, thực phẩm chức năng và nhiên liệu sinh học

NTTU – Việt Nam là nước nhiệt đới có tiềm năng biển rất lớn với bờ biển dài hơn 3.200km với các vùng ruộng muối nổi tiếng từ miền Bắc đến miền Nam như Diêm Điền (Thái Bình), Sa Huỳnh (Quảng Ngãi), Cam Ranh (Khánh Hòa), Long Điền (Bà Rịa – Vũng Tàu), Cần Giờ (TP. Hồ Chí Minh). Do đó sự đa dạng sinh học vi tảo là rất phong phú. Khả năng tìm, phân lập và xác định các chủng vi tảo có giá trị sinh học cao để sản xuất dược phẩm, thực phẩm chức năng, và khả năng tích lũy lipid để hướng đến sản xuất nhiên liệu sinh học trong tương lai.

Vùng ruộng muối Ninh Diêm, Ninh Hòa (trái) và Cam Ranh (phải), tỉnh Khánh Hòa

Môi trường nước biển, các hồ muối, ruộng muối ở Nam cực, châu Phi, châu Mỹ, châu Á, Australia và châu Âu tồn tại đa dạng sinh học các loại vi tảo lục đơn bào có giá trị sinh học và nhiên liệu sinh học cao. Các loài vi tảo Dunaliella có ở các ruộng muối và đầm muối trên khắp thế giới. Trong môi trường có độ muối cao, các loài như D. salina, D. viridis và D. parva có thể đóng một vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái này như là các sinh vật sản xuất sơ cấp (Oren và Shilo, 1982; Oren, 2005). Nhiều nghiên cứu của các tác giả đã xác định được sự hiện diện của nhiều loài vi tảo lục đơn bào có giá trị cao trong sản xuất dược phẩm, thực phẩm chức năng và nhiên liệu sinh học.

Bảng nơi sống và phân bố của một số loài thuộc chi Dunaliella (Ben-Amotz và cs., 2009)

Ở Việt Nam, các nghiên cứu của Trần Ngọc Đức và Võ Hồng Trung (2013) đã phân lập được các chủng vi tảo lục đơn bào Dunaliella salina, Dunaliella viridis, Picochlorum sp. từ các mẫu thu nhận được ở các vùng ruộng muối nổi tiếng như Sa Huỳnh, Đề Gi, Ninh Diêm, Cam Ranh, Long Điền, Cần Giờ. Các tác giả đã phân lập và chọn được khoảng 200 chủng vi tảo lục đơn bào có giá trị sinh học từ các mẫu thu thập ở các vùng ruộng muối. Trong đó, có 23 chủng đã xác định được loài bằng phương pháp sinh học phân tử và có 16 loài Dunaliella salina có khả năng tích lũy hợp chất β-caroten và 01 loài Picochlorum sp. có khả năng tích lũy lipid.

Carotenoid là sắc tố hữu cơ tự nhiên trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác như là tảo, một vài loài nấm và một vài loài vi khuẩn. Tế bào Dunaliella có thể tích lũy β-caroten nhiều hơn hàng nghìn lần so với tế bào cà-rốt. β-caroten cũng là carotenoid chính có trong vi tảo D. salina và có hoạt tính gấp 2 lần các caroten khác. Đối với con người, β-caroten tự nhiên với các ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, làm chất phụ gia, chất bổ sung và thuốc nhuộm, hoặc làm thức ăn chăn nuôi. Trong lĩnh vực mỹ phẩm trong các loại kem dưỡng da và tóc do đặc tính chống oxy hóa. Trong lĩnh vực y tế, tác dụng chống lại bệnh tim mạch, tiểu đường, viêm gan B, hen suyễn, cũng như tác dụng điều hòa miễn dịch và chống viêm đã được nghiên cứu và xác nhận hiệu quả. Bổ sung carotenoid thường xuyên giúp cải thiện sức khỏe mạch máu, bảo vệ da khỏi lão hóa và ung thư, đặc biệt trong ung thư tuyến tiền liệt và ung thư vú. Ngoài ra, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã phê duyệt D. bardawil là nguồn thực phẩm an toàn (GRAS). Do đó, loài tảo này có thể được sử dụng như một thành phần trong các sản phẩm sữa, bánh ngọt, bánh quy và nhiều thực phẩm khác.

Picochlorum sp. là vi tảo có hàm lượng lipid tổng cao giàu acid béo thiết yếu, omega-3 và omega-6 được xem như một nguyên liệu đầy hứa hẹn cho dinh dưỡng của con người, nuôi trồng thủy sản và sản xuất nhiên liệu sinh học. Vi tảo Picochlorum sp. giàu lipid chủ yếu là các acid béo C16 và C18 đang được quan tâm cho sự sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ 2 có thể tái tạo, không độc hại và bảo vệ môi trường thay cho nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần bị cạn kiệt, giúp loại bỏ những hạn chế lớn liên quan đến nhiên liệu sinh học được sản xuất từ cây trồng trên đất liền. Như vậy, nghiên cứu và nuôi trồng các vi tảo lục đơn bào được phân lập và chọn lọc từ các vùng ruộng muối và biển đầy hứa hẹn và tiềm năng cao trong ngành thực phẩm, mỹ phẩm và nhiên liệu sinh học trong tương lai ở Việt Nam.

TS. Võ Hồng Trung