04/5/2020

                 THẾ KỶ THỨ 21, THẾ KỶ CỦA RONG BIỂN

                                                    Nguyễn Văn Khuy

 

Nếu thế kỷ thứ 20 được gọi là thế kỷ của DDT thì thế kỷ thứ 21 sẽ được gọi là thế kỷ của  rong biển (seaweed). Thế kỷ trước ,  loại thuốc  diệt trừ  sâu bọ  phá hoại mùa màng đa hiệu năng, DDT,  được phát minh  đã giúp thế giới không những giảm bớt nạn thiếu thực phẩm   mà còn ngăn ngừa các dịch bệnh do động vật hay côn trùng truyền nhiễm . Hoa Kỳ đã dùng DDT như  một khí giới  ngoại giao  để hiện diện khắp nơi trên thế giới,  với những chương  trình diệt trừ sốt rét ,  phát triển nông nghiệp, bảo vệ môi trường, ngăn ngừa bệnh tật, v,v .

Rong biển  là  các loài tảo  lớn ( macroalgae ) , sinh sản rất nhanh, mầu đỏ, nâu hay xanh, mọc dưới thềm đại dương,  hoặc nổi trên mặt nước,  hình thù khác nhau, tùy theo vùng  địa lý. Khác với các loài  tảo nhỏ (microalgae) , thường mọc hoang ở vùng nước ngọt cũng như  vùng biển. Macroalgae là thực vật đa bào còn microalgae là thực vật đơn bào.

Các quốc gia Trung Hoa, Nhật Bản  và Nam Hàn  đã canh tác, gặt hái loại thực vật biển này từ nhiều thế kỷ trước đây để làm thực phẩm .   Trong thời gian Ái Nhĩ Lan gặp khủng hoảng về khoai tây đã phải dùng loại tảo đỏ (red algae) để thay thế.  Lịch sử cũng cho biết rong biển   đã được dùng làm mực in vải trong một thời gian dài, hơn một ngàn năm.

                                        

Rong biển  là một  nguồn thực phẩm quan trọng rất lớn cho nhân loại, cung cấp nhiều dưỡng chất như carotene , sodium, magnesium , calcium, iodine, zinc, vitamin B 12, v,v.   Viện  Khảo Cứu Rong Biển Na Uy phân tích được gần 60 khoáng chất trong rong biển. Thống kê của tổ chức Lương Nông Quốc Tế  (FAO) cho biết vào năm 2018 kỹ nghệ rong biển đã sản xuất được 12  million tons mỗi năm, với trị gía 6 tỉ dollars.  Hơn 80 % sản lượng này là nguồn tiêu thụ cho đời sống con người.

Hơn một phần ba rong biển  trồng trên thế giới thuộc loài Saccharina, thường được gọi là “ kombu” . Trung Hoa là quốc gia  sản xuất rong biển  nhiều nhất cho nhu cầu thực phẩm. Nhật Bản trồng loài tảo đỏ Pyropia  mà họ gọi là  “nori” để biến chế món ăn sushi . Nam Hàn trồng loại tảo nâu Undaria, gọi là Wakane .

Canh tác  rong biển đã cung cấp nguồn lợi tức cho ít nhất 33 quốc gia trên thế giới.  Loại tảo macroalgae tăng trưởng rất nhanh, chỉ cần 6 tuần là thu hoạch được với kỹ thuật canh tác đơn gỉản,   trồng dưới nước gần bờ biển và phơi trên các tấm thảm, cỏ, hoặc cát.

Không những được dùng làm thực phẩm mà  rong biển còn được  biến chế ra rất nhiều sản phẩm  hữu dụng trong  các lãnh vực  kỹ nghệ y dược, mỹ phẩm , thực phẩm,v, v.  Giới tiêu thụ  cũng đang đòi hỏi  thêm các sản phẩm sinh học  như xăng sinh học  (biofuel), chế ra từ rong biển , cho các loại  động cơ máy bay  . 

Rong biển  nếu không tiêu thụ ở trạng thái nguyên thủy có thể  biến chế ra những sản phẩm  dùng trong   kỹ nghệ  thực phẩm,  làm các chất lỏng kết hợp lại để bớt nhão như kem , salad dressing .   Ngoài ra còn ứng dụng trong   các  kỹ nghệ khác  vì  nhiều hoạt chất được trích lọc ra từ loại thực vật biển này. Trong ba hoạt chất được dùng nhiều nhất là carrageenan,  agar và alginate.

Carrageenan  ( sulfated polysaccharide)  trong  tảo   đỏ,   dùng  cho kỹ nghệ y dược  ,drug delivery, băng dán các vết thương . Alginates (alginic acid ) trong tảo nâu,  dùng cho kỹ nghệ thực phẩm, dược phẩm và tơ sợi.  Agar (polysaccharide agarose) , trong tảo đỏ dùng cho kỹ nghệ  mỹ phẩm  như hydrocollide face mask và kỹ nghệ thực phẩm.

Fucoidan đang  được bán trên thị trường là một loại  sulfated polysaccharide  trong rong biển  mầu nâu như mozuyku, kombu, bladderwrack, wakane, hijiki . Khảo cứu cho biết  hóa chất thiên nhiên này   có khả năng  ngăn ngừa được sự phát triển của ung thư,  tăng cường hệ thống miễn nhiễm, chống xưng, làm chậm đóng máu  cục  , ngăn ngừa vi khuẩn. Trung Hoa đã dùng rong biển như là phương thuốc chữa bệnh ung thư hàng ngàn năm trước đây.

 Bác sỹ Jane Teas của Đại Học Harvard nhận xét rằng những vùng có tập quán ăn nhiều rong biển, như miền biển Sago và Hokkaido ở Nhật, thì nơi đó ung thư vú thấp hơn so với các địa phương khác. Bác sĩ Nhật Ichiro Yamamoto của trường Đại Học Kitasato nghiên cứu rong biển trong 15 năm cho biết  rong biển có tác dụng chống ung thư vú, ung thư máu, ung thư ruột già và nhiều loại ung thư khác.
Năm 1917, khoa học gia người Đức R. Harder đã khám phá đặc tính kháng sinh của rong biển, tương tự như penicillin.

 Hòa Lan  là  quốc gia  đang phát triển kỹ nghệ  rong biển mạnh nhất.  Địa thế nằm trên vùng North Sea gía lạnh,  dưới mực nước biển, với những vùng đất cát phẳng phiu để canh tác . Tham vọng của quốc gia này là  biến đổi nguồn tài nguyên rong biển  chưa  bao giờ xử dụng thành xăng  sinh học, cũng như  trích lọc ra  các hóa chất khác có trong rong biển để  biến chế ra các sản phẩm  mới. Một trung tâm khảo cứu với các chuyên viên kỹ thuật  lỗi lạc được chính phủ hỗ trợ , đã được xây cất  và hoạt động.

 Lời kêu gọi  hợp tác  của chính phủ  Hòa Lan về nghiên cứu  để sản xuất các sản phẩm hữu dụng  mới từ seaweed  đã được Liên Hiệp Âu  Châu hưởng ứng . May mắn thay   cho quốc gia này là  các công ty kỹ nghệ  và những  chuyên gia nhiều kinh nghiệm về lãnh vực này   đã có mặt trong vùng.   Tuy nhiên  thử thách chính là làm sao  giảm được  gía canh tác và thu hoạch cũng như  biến chế.

Mục tiêu của  chính phủ  Hòa Lan  là trồng và biến chế  seaweed  một cách  đại quy mô để  cung cấp năng lượng đầy đủ  cho  quốc gia  vào năm 2050.  Phương pháp canh tác  và  kỹ thuật biến chế đều tiến hành tốt đẹp với sự cộng tác của các  chuyên viên tại  nhiều quốc gia. Kết qủa thí nghiệm rong biển tại các nông trại vùng  phía Tây thủ đô Amsterdam cho biết seaweed có thể trồng quanh năm tại đây với năng xuất 25 tons sản phẩm khô cho mỗi hectare trong một năm .

Rong biển có độ đường khá cao nên  lý tưởng cho việc biến đổi ra xăng sinh học và các hóa chất khác. Các nhà sinh vật học của Hòa Lan  đang cố gắng phát triển phương pháp  canh tác tối hảo với giống Ulva latuca, còn được gọi là rau diếp biển , tăng trưởng nhanh.

The Netherlands Organization (TNO), một công ty chuyên về  sản phẩm sinh học được thành lập năm 1932,   với sự hợp tác của các công ty khác tại Âu Châu. Mục đích chính là tìm kiếm phương pháp canh tác thích hợp để tăng năng suất  lên gấp 5 lần và giảm gía  canh tác  xuống 75%  so với gía  hiện tại.

The Royal Netherlands Institute for Sea Research ,với 250 khoa học gia làm việc,  cho biết chỉ  cần 2% diện tích biển trên trái đất  để  trồng  rong biển là đủ cung cấp thực phẩm cho toàn thế giới . Các khoa học gia của Wageningen University & Research  (WUR) cũng đang tìm phương pháp trích lọc các hợp chất dinh dưỡng từ rong biển để làm thức cho gia súc.

Seaweed rất tốt cho đại dương , được coi như là một filter  lọc  lại 75 % dưỡng chất trong nước biển, được thải ra  từ nhiều nguồn,  nitrogen và phosphorus từ phân bón  dùng trong nông nghiệp. Ngoài ra còn ngăn ngừa sự phát triển  của  các microalgae, gây độc hại cho sự  tồn tại của các sinh vật biển .

Mặc dầu  khảo cứu về kỹ thuật canh tác tối hảo đang tiến hành, công ty  the Dutch Weed Burger đã được sáng lập , dùng  hai loại tảo sugar kelp,  và Ulva lactica   để chế biến   ra seaweed burger, thực phẩm  chay giầu protein, đang được  bán trên thị trường.

Các dự án  phát triển  rong biển của Hòa Lan đã thu hút rất nhiều công ty xăng sinh học (biofuel) của ngoại quốc, thế hệ thứ  ba của xăng sinh học, còn được gọi là “advanced generation”.  Nguyên liệu dùng chế biến là rong biển và những sinh thực vật dưới nước  để sản xuất nhiên liệu  cho động cơ  máy bay (jet fuel) . Nguồn nhiên liệu này khi đốt cháy không những  sinh ra năng lượng rất cao mà gía sản xuất lại rẻ và  không cạnh tranh với thực phẩm của nhân loại. 

 Canh tác rong biển không cần  nhiều đất, nước và phân bón cũng như không  làm hủy hoại môi trường và là loại thực vật phát triển nhanh nhất trên thế giới.  Các cuộc  khảo cứu cho biết có thể thu hoạch 100,000 gallons nhiên liệu cho một acre  trồng tảo  mỗi năm. 

Các nhà khoa học Hoa Kỳ đã nghiên cứu để  trồng thí nghiệm algae tại các tiểu bang  Hawaii , California, New Mexico và  miền Tây tiểu bang Texas.  Nhiều  cuộc nghiên cứu của các trường  đại học cho biết Hoa Kỳ chỉ cần  dành 0.2 % đất đai của quốc gia , tương đương với 4.5 million acres, để trồng algae là có thể sản xuất đủ biodiesel cho nhu cầu  trong nước.

Năm 2010  các nhà  sinh học  đại dương  nhận xét thấy loại rong biển  Sargassum , một  loại tảo lá lớn  mầu nâu, mọc  nổi trên  mặt nước, phát triển rất  nhanh, lan tràn đi khắp nơi.   Sargassum  xâm  chiếm một chiều dọc  theo ven biển  khoảng 9000 km,  từ miền  trung Đại Tây Dương tới các hòn đảo của vùng biển Caribbean, vịnh Mexico , tới miền tây Phi Châu.   Vì thế có tên gọi là Sargassum sea, là nơi cư trú tốt và cung cấp thực phẩm cho các  hải sản cũng như các loài chim biển. Tuy nhiên vì  sản xuất qúa nhiều nên tràn vào bờ biển , bị  thối rữa sinh ra nitrogen và sulfure, gây ô nhiễm cho mạch nước ngầm.

Cuộc nghiên cứu về sinh học  hải dương   của University of South Florida cho biết nhiều dưỡng chất do phân bón và nạn phá rừng canh tác  theo các dòng sông tràn ra biển giúp cho Sargassum  phát triển mau.  Các khoa học gia về kỹ thuật sinh học của  University of Greenwick  khảo cứu về loại rong biển Sargassum  muticum , thường thấy ở vùng biển  nước Anh và Caribbean , cho biết có nhiều khả năng biến chế ra các khí đốt sinh học (biogas), như là methane .

 Loại rong biển này có nhiều công dụng như có chất keo alginal,  rất qúi cho các  công nghệ,  dùng để làm  bao viên thuốc,  huyết thanh nhân tạo, chỉ khâu vết mổ, vải nhựa y dược sát trùng, tơ nhân tạo,  phẩm in hoa, keo dán gỗ. Các cuộc nghiên cứu còn  cho biết Sargassum  có thể dùng làm thực phẩm  cũng như ngăn ngừa và trị bệnh bướu cổ vì có nồng độ Iode khá cao.

Sargassum  có nhiều loài ,  được thấy  tại các vùng biển Việt Nam , từ Bắc  đến  Nam như  Quảng Ninh, Thái Bình, Thanh Hóa, Nghệ An , Quảng Bình, Nha Trang, Phú Quốc.  xuất hiện nhiều vào tháng giêng và tháng hai, gọi là rong mơ. Nhiều bãi rong mơ  dài khoảng 20- 30 km, thường trôi dạt vào bờ.

Tuy nhiên loại rong biển này có chứa một hóa chất ngăn cản không cho vi khuẩn hủy hoại. Vì thế  hóa chất này được trích lọc  ra để bán trên thị trường như là chất chống vi khuẩn (antibacterial) .  Sau đó vi  khuẩn  mới dễ dàng xâm nhập để phân hủy Sargassum muticum trong tiến trình biến chế khí đốt sinh học.  Một ứng dụng khác của Sargassum trong nông nghiệp là làm thức ăn cho gia súc vì chứa nhiều khoáng chất. Ngoài ra có thể chế ra phân bón  hữu cơ để cải thiện đất đai canh tác.

Đại dương chiếm  70% diện tích của  trái đất với nguồn rong biển được sản xuất dồi dào và nhanh chóng, gần như vô tận.  Là loài thực vật biển đa dụng, cung cấp thực phẩm cho người và gia súc  và dùng để  biến  chế ra các  sản phẩm hữu dụng  trong  các  kỹ nghệ y dược,  nông nghiệp, mỹ phẩm  và  xăng sinh học , v ,v.

Vấn nạn ô nhiễm môi trường  làm thay đổi khí hậu là mối quan tâm hàng đầu  của thế giới,  do sự đốt cháy nhiên liệu dầu hỏa. Vì thế  nhiều  quốc gia đã có kế hoạch dài hạn , dùng nhiên liệu sạch như điện , gió và xăng sinh học để thay thế. Anh quốc dự trù  đến năm 2035 quốc gia này sẽ không còn dùng nhiên liệu  sản xuất từ các mỏ dầu nữa.    Các cuộc khảo cứu vẫn đang  tiếp tục  để tim kiếm  thêm  các sản phẩm mới biến chế ra từ rong biển . Tương lai  kỹ nghệ rong biển sẽ đóng góp một phần  quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế  của  thế giới ở thế kỷ thứ 21 này.