Nhầm lẫn thường gặp giữa các nhóm tảo biển
Rong nho, rong mứt hay rong biển nấu canh là thực phẩm quen thuộc trong bữa ăn hàng ngày. Nhiều người thường gom chung các loại thực vật biển này thành tên gọi "tảo biển" và cho rằng thành phần dinh dưỡng của chúng tương đương nhau.
Thực tế, giới khoa học phân chia tảo biển thành các ngành khác biệt lớn gồm tảo đỏ (Rhodophyta), tảo nâu (Phaeophyceae/Phaeophyta) và tảo lục (Chlorophyta) [1]. Sự khác biệt về tiến hóa và môi trường sống tạo nên giá trị sinh học riêng cho từng loại [2].
Về thắc mắc liên quan đến khoáng chất và lượng iod cụ thể, các nghiên cứu khoa học được cung cấp hiện chưa ghi nhận số liệu so sánh trực tiếp giữa hai nhóm này. Tuy nhiên, các phân tích chuyên sâu cho thấy tảo đỏ và tảo nâu có sự phân hóa mạnh mẽ về cấu trúc thành tế bào, hàm lượng vitamin E, hợp chất phenolic và các chuỗi polysaccharide sinh học [3] [4] [1].
Cấu trúc thành tế bào và nền tảng tiến hóa
Sự khác biệt căn bản bắt đầu từ cấu trúc vi thể của thành tế bào. Nghiên cứu hiển vi quang học và hiển vi điện tử chỉ ra rằng tảo nâu (như loài Dictyota flabellata) có mạng lưới vi sợi ở đỉnh thallus dạng lưới, nhưng khi tế bào trưởng thành, các vi sợi chuyển thành hướng song song và các vùng lỗ rỗ bị che phủ bởi vật chất vô định hình [3].
Ngược lại, tảo đỏ (như loài Helminthocladia californica) giữ cấu trúc vi sợi dạng lưới xuyên suốt toàn bộ thallus [3]. Tại các vùng lỗ của tảo đỏ, vi sợi không bị che phủ bởi lớp vật chất vô định hình này [3].
Thêm vào đó, nghiên cứu đồng vị bền năm 1986 cho thấy tỷ lệ đồng vị carbon-13/carbon-12 ở phần lipid xà phòng hóa và cellulose của tảo đỏ nhìn chung thấp hơn so với tảo nâu và tảo lục [2]. Tảo đỏ có mối tương quan đáng kể giữa tỷ lệ đồng vị hydro của cellulose nitrate và lipid xà phòng hóa, điều không xuất hiện ở tảo nâu [2]. Kết quả này củng cố quan điểm tiến hóa rằng tảo đỏ xuất hiện sớm hơn nhiều và có con đường chuyển hóa vật chất rất khác biệt so với tảo nâu [2].
Hàm lượng chất xơ đặc trưng và protein
Thành tế bào macroalgae chứa nhiều chuỗi phân tử phức tạp. Tảo biển nói chung chứa các polysaccharide khó tiêu, có thể ảnh hưởng đến giá trị năng lượng tổng thể khi tiêu thụ [1].
Ở tảo nâu, các hợp chất có hoạt tính sinh học đặc trưng được chú ý nhiều gồm laminarin và fucoidan [1]. Đây là các chuỗi phân tử được nghiên cứu nhằm ứng dụng trong dinh dưỡng nhờ các đặc tính sinh học đặc thù [1].
Về mặt dinh dưỡng đa lượng, hàm lượng protein và các axit amin thiết yếu trong các loài macroalgae có sự dao động lớn, và mức này có thể ở mức thấp, đặc biệt là ở một số loài tảo nâu [1]. Tuy nhiên, vẫn có ngoại lệ trong từng loài cụ thể; nghiên cứu năm 2023 trên bờ biển Đỏ (Ai Cập) phân tích loài tảo nâu Polycladia myrica cho thấy hàm lượng protein đạt 22,54%, lipid 5,21%, carbohydrate 45,2%, cùng lượng fucoxanthin 3,12 mcg/g và beta-carotene 0,55 mg/100 g [5]. Việc áp dụng các kỹ thuật chế biến phù hợp có thể giúp nâng cao lượng protein và cải thiện độ hữu dụng của dưỡng chất trong sinh khối tảo [1].
So sánh nồng độ polyphenol và vitamin E
Các hợp chất phenolic mang lại nhiều đặc tính sinh học như chống oxy hóa, ức chế tăng sinh tế bào, kháng khuẩn, chống dị ứng, chống đái tháo đường và bảo vệ thần kinh [4]. Các phân tử này ở tảo biển dao động từ axit phenolic đơn giản, flavonoid đến cấu trúc polyme phức tạp như phlorotannin [4].
Nghiên cứu công bố năm 2022 chỉ ra nồng độ phenol ở tảo đỏ (Rhodophyta) và tảo lục (Chlorophyta) tương đối thấp [4]. Chẳng hạn, loài tảo đỏ Jania rubens có hàm lượng phenolic chỉ 0,54 +- 0,03 mg GAE/g trọng lượng khô, trong khi loài Osmundea pinnatifida đạt mức cao hơn là 3,35 +- 0,17 mg GAE/g trọng lượng khô [4]. Ở tảo nâu, nồng độ phenol tương đối cao hơn tảo lục, dao động từ 0,65 +- 0,05 mg GAE/g trọng lượng khô (Ericaria amentacea) đến 3,31 +- 0,10 mg GAE/g trọng lượng khô (Dictyota dichotoma) [4]. Lượng phenol toàn phần cao hơn tỷ lệ thuận với năng lực chống oxy hóa lớn hơn [4].
Về vitamin E, nghiên cứu năm 2022 cũng ghi nhận tảo nâu và tảo lục chứa lượng vitamin E vượt trội so với tảo đỏ [4]. Loài tảo nâu Dictyota dichotoma nằm trong nhóm có hàm lượng vitamin E cao nhất, trong khi tảo đỏ Corallina officinalis ghi nhận hàm lượng vitamin E thấp nhất [4].
Nghiên cứu năm 2023 về loài xâm lấn cũng xác nhận các hợp chất phenol chủ yếu xuất hiện ở tảo nâu, mặc dù một số loài tảo đỏ và xanh cũng có lượng đáng kể [6]. Sau khi xử lý bằng polyvinylpolypyrrolidone (PVPP) để loại bỏ phenol, loài tảo đỏ Asparagopsis armata giảm mạnh lượng chất này do có thể lẫn các chất gây nhiễu phương pháp đo như axit amin thơm, đường, axit ascorbic hoặc sulfite [6].
Bằng chứng về khả năng chống oxy hóa
Nghiên cứu năm 2012 tại Hawaii đã kiểm tra hoạt tính chống oxy hóa của các mẫu tảo biển qua thử nghiệm phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) [7]. Kết quả cho thấy hoạt tính chống oxy hóa khác nhau có ý nghĩa thống kê giữa các nhóm (P << 0,001) [7].
Cụ thể, nhóm tảo nâu có hoạt tính chống oxy hóa trung bình cao nhất với giá trị khử sắt (FRAP) là 3,55 +- 3,16 microM/microg dịch chiết [7]. Tảo lục đứng thứ hai với giá trị FRAP 2,29 +- 2,34 microM/microg dịch chiết [7]. Nhóm tảo đỏ được đánh giá có hoạt tính chống oxy hóa trung bình thấp nhất, chỉ đạt giá trị FRAP 1,59 +- 1,17 microM/microg dịch chiết [7]. Phân tích so sánh hậu kiểm (post hoc) khẳng định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê này bắt nguồn từ sự chênh lệch giữa nhóm tảo nâu và tảo đỏ (P < 0,001) [7]. Không có sự khác biệt thống kê về hoạt tính giữa tảo nâu và tảo lục (P = 0,067), cũng như giữa tảo lục và tảo đỏ (P = 0,283) [7].
Thực nghiệm cũng chỉ ra tảo thu hái từ vùng nước nông (0-3 m) có hoạt tính oxy hóa mạnh hơn vùng nước sâu trên 70 m (FRAP lần lượt là 2,26 +- 2,29 và 0,21 +- 0,13 microM/microg dịch chiết, P < 0,001) [7]. Mẫu tảo nâu Turbinaria ornata thu hái tại Hawaii ghi nhận hoạt tính chống oxy hóa cao nhất trong toàn bộ nghiên cứu, với giá trị FRAP từ 7,50 +- 1,59 đến 10,27 +- 0,40 microM/microg dịch chiết [7].
Vi sinh vật cộng sinh trên bề mặt tảo
Một yếu tố khác biệt sinh học ít được biết đến là hệ vi sinh vật sống bám trên bề mặt các loại tảo. Nghiên cứu năm 2006 tại Vịnh Peter the Great (Biển Nhật Bản) đã phân lập và xác định 61 chủng vi khuẩn dị dưỡng từ các mẫu tảo nâu và tảo đỏ [8].
Hệ vi khuẩn của tảo nâu có sự phân hóa theo loài: vi khuẩn Pseudomonas spp. chiếm ưu thế trên loài tảo nâu Chordaria flagelliformis, trong khi loài Desmarestia viridis lại có nhiều vi khuẩn Bacillus spp. [8].
Ở tảo đỏ (Gracilaria verrucosa và Camphylaephora hyphaeoides), các nhóm vi khuẩn phong phú nhất thuộc cụm CFB và nhóm pseudoalteromonads [8]. Khi mô của tảo đỏ G. verrucosa bị thối rữa, các nhà khoa học chỉ phân lập được các chủng vi khuẩn Vibrio, bao gồm cả nhóm phân giải thạch (agarolytic) và không phân giải thạch [8]. Điều này cho thấy hệ vi sinh bề mặt của tảo đỏ và tảo nâu có tính đặc hiệu riêng biệt theo từng loài vật chủ [8].
Lợi ích, giới hạn bằng chứng và ai cần thận trọng
Các dữ liệu thực nghiệm đã chứng minh tảo nâu vượt trội về nồng độ polyphenol, vitamin E và khả năng chống oxy hóa tổng thể so với tảo đỏ [4] [7]. Ngoài ra, tảo nâu cung cấp các hợp chất hoạt tính độc đáo như fucoidan và laminarin [1]. Tuy nhiên, các dữ liệu cung cấp chưa có thông tin kiểm chứng về hàm lượng khoáng tổng và nồng độ iod ở cả hai nhóm; vì vậy không thể kết luận nhóm nào cung cấp nhiều iod hay khoáng chất hơn. Hầu hết các dữ liệu phenolic và sinh hóa cũng bị chi phối mạnh bởi từng loài cụ thể, mùa thu hoạch, độ sâu vùng nước và điều kiện môi trường sống [4] [7] [5].
Về mặt an toàn, các hợp chất phenolic ngoài tác dụng chống oxy hóa còn có thể mang độc tính tiềm ẩn hoặc đóng vai trò như chất kháng dinh dưỡng (antinutritional properties) [4]. Polysaccharide không tiêu hóa được trong tảo biển có thể làm giảm khả năng hấp thu năng lượng [1].
Những người có hệ tiêu hóa nhạy cảm hoặc đang mắc các bệnh lý đường ruột nên thận trọng khi dùng các sản phẩm chiết xuất đậm đặc từ tảo. Với những người có bệnh nền mạn tính hoặc đang sử dụng thuốc điều trị, cần hỏi ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi bổ sung liều lượng lớn các sản phẩm từ tảo đỏ hay tảo nâu.
Cách sử dụng hợp lý trong thực tế
Để khai thác các hoạt chất dinh dưỡng từ macroalgae một cách hiệu quả, người tiêu dùng nên coi đây là một nguồn thực phẩm bổ sung lành mạnh thay vì thần dược. Do thành phần dưỡng chất thay đổi theo loài và môi trường thu hoạch, việc kết hợp đa dạng các nhóm tảo trong chế độ ăn cân bằng là giải pháp tối ưu [4] [7] [5].
Nên ưu tiên sử dụng tảo biển có nguồn gốc rõ ràng, đã qua sơ chế hoặc chế biến nhiệt phù hợp nhằm phá vỡ cấu trúc thành tế bào dai và cải thiện tính khả dụng sinh học của protein cùng các hoạt chất bên trong [1]. Duy trì chế độ ăn đa dạng nguồn rau củ quả, chỉ dùng tảo với lượng vừa phải và tham khảo ý kiến chuyên gia dinh dưỡng để chọn lựa loại tảo phù hợp với thể trạng cá nhân.
