Nếu bạn có thời gian đi biển và tận hưởng không khí tươi mới trong lành của nó, bạn sẽ cảm nhận một mùi hương nồng nàn sâu lắng. Chúng lan tỏa trong không khí và được nhiều người lưu luyến sau những chuyến đi. Nó đến từ đâu? Khí quyển? Không khí biển trong lành? Trên thực tế, sự thật thật sự trêu ngươi: đó là một loại khí do vi khuẩn tiết ra. Và mùi hương đó là các hợp chất hóa học do tảo và rong biển góp phẩn tạo nên. Vì thế trong bài viết lần này, chúng ta sẽ đề cập về hóa học đằng sau mùi hương của biển để giúp các bạn hiểu rõ thêm nhé!

Đôi nét

Rong biển hay còn gọi là tảo bẹ là một thuật ngữ thông dụng và thiếu một định nghĩa chính thức chỉ những loài sinh vật sinh sống ở biển. Một loại rong biển có thể thuộc một trong một số nhóm tảo đa bào không có tổ tiên chung như: tảo đỏ, tảo lục và tảo nâu. Rong biển có thế sống ở cả hai môi trường nước mặn và nước lợ. Chúng mọc trên các rạn san hô hoặc trên các vách đá, hoặc có thể mọc dưới tầng nước sâu với điều kiện có ánh sáng mặt trời chiếu tới để quang hợp.

Rong biển đã dần trở nên phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Rong biển là thức ăn rất giàu dưỡng chất. Trong các phương pháp dưỡng sinh của nhiều dân tộc trên thế giới, rong biển được coi là thức ăn tạo sự dẻo dai, khỏe mạnh về thể chất và tinh thần cho con người.

Tảo (hay cỏ biển) là một nhóm thực vật lớn và đa dạng, bao gồm các sinh vật thông thường là tự dưỡng, gồm một hay nhiều tế bào có cấu tạo đơn giản, có màu khác nhau, luôn luôn có chất diệp lục nhưng chưa có rễ, thân, lá. Hầu hết tảo sống trong nước. Đây là những sinh vật mà vách thân chứa xenluloza, là những sinh vật tự dưỡng vì chứa diệp lục, quang hợp nhờ ánh sáng và CO2. Cơ quan dinh dưỡng còn gọi là tản. Tảo có nhiều dạng: đơn bào, sợi xiên, sợi phân nhánh, hình ống, hình phiến. Tảo không có mô dẫn truyền. Nhóm tảo có trên 100,000,000 loài hiện sống trên Trái Đất.

Hóa học đằng sau

Rong biển là một trong những nguồn rõ ràng hơn của các hợp chất có mùi hôi. Nó thường được nhìn thấy trôi dạt vào rìa biển và khi phân hủy, nó có thể tạo ra các loại khí góp phần tạo nên ‘mùi biển’. Khí chính được tạo ra là hydro sulfua, được tạo ra thông qua quá trình vi khuẩn phân hủy các hợp chất hữu cơ trong rong biển. Hydrogen sulfide có mùi thường được mô tả giống mùi trứng thối và thực sự là một khí độc ở nồng độ cao.

Tuy nhiên, trước khi bạn bắt đầu chạy nước rút trong nỗi kinh hoàng từ rong biển trong tất cả các kỳ nghỉ trong tương lai, cần chỉ ra rằng, ở nồng độ thấp, hydrogen sulfide là vô hại. Trên thực tế, nó được sản sinh tự nhiên trong cơ thể (nó cũng là một yếu tố góp phần lớn gây ra mùi đầy hơi), và vì cơ thể chúng ta có khả năng phân hủy nó, nên nó có thể được dung nạp ở mức thấp vô thời hạn. Đã có những trường hợp lượng lớn rong biển có thể tích tụ trên các bãi biển và tạo ra mức khí độc hại – điều này đã xảy ra ở Pháp vài năm trước, khi một số xác động vật được tìm thấy như một hậu quả.

Tuy nhiên, rong biển không phải là loài thực vật duy nhất có mùi của biển. Có lẽ đóng góp quan trọng nhất là tảo. Tảo có chứa một hợp chất gọi là dimethylsulfoniopropionate (viết tắt là DMSP) trong tế bào của chúng. Vai trò chính xác của hợp chất này vẫn chưa được biết chính xác, nhưng trong số những thứ khác, nó được cho là điều chỉnh thể tích của tế bào và mức chất lỏng. Hợp chất này có thể bị phân hủy, cả bởi các enzym trong tảo và vi khuẩn. Khi điều này xảy ra, dimethylsulfide (DMS) là một trong những hợp chất có thể được tạo ra.

Dòng chảy từ sinh vật đến đám mây. Các sinh vật biển tạo ra DMS và DMSP. DMS trở thành sol khí sulfat, và sau đó đóng vai trò của CCN. Nguồn: Igem

DMS là một hợp chất khác có mùi khó chịu ở nồng độ cao – thường được so sánh với mùi của bắp cải. Các loài chim thực sự bị thu hút bởi mùi, vì các sinh vật phù du trong biển cũng tạo ra khí, và điều này có thể dẫn chúng đến cá. Một lượng lớn DMS được sản xuất trong đại dương, ước tính sơ bộ là một tỷ tấn. Tuy nhiên, DMS và hydrogen sulfide không phải là nguyên nhân duy nhất tạo nên mùi biển – các dẫn xuất hóa học của DMS cũng có thể góp phần vào đó.

DMS cũng có một vai trò khác trong bầu khí quyển của chúng ta. Mặc dù chỉ có khoảng 10% hợp chất được tạo ra trong đại dương được phát tán vào không khí, nhưng khi tồn tại, nó có thể bị phân hủy, trải qua các phản ứng hóa học dẫn đến hình thành các sol khí. Aerosol là những hạt nhỏ chất rắn hoặc chất lỏng lơ lửng trong chất khí. Trong khí quyển, hơi nước có thể ngưng tụ xung quanh các hạt này – và điều này dẫn đến hình thành mây. Một lần nữa, DMS và các dẫn xuất của nó không phải là thủ phạm duy nhất ở đây, với bụi, bồ hóng và các hợp chất nhỏ khác cũng tham gia vào nguồn gốc của các đám mây.

Người ta không biết tại sao một số loài vi khuẩn lại phổ biến ở các khu vực cụ thể, cũng như tại sao lại xuất hiện các điểm nóng xung quanh các rạn san hô. Bí ẩn không kém là thực tế chúng ta vẫn chưa biết tại sao DMSP, nơi sản sinh ra khí bên bờ biển, lại tồn tại: nó có thể là một cách bảo vệ rong biển chống lại tia cực tím của mặt trời hoặc độ mặn của biển.

Khí DMS có các ứng dụng thương mại quan trọng. Loại nấm mà nó chuyển đến là một loại Aspergillus, được sử dụng trong sản xuất nước tương, rượu sake và đậu phụ, và một trong những thành phần chính tạo ra mùi đất cho nấm cục. Trong khi đó, Tập đoàn Hóa chất Gaylord có trụ sở tại Hoa Kỳ, nhà sản xuất DMS lớn nhất, sản xuất nó để sử dụng trong lọc dầu và trong ngành công nghiệp hydrocacbon để tổng hợp ethylene, một loại hóa chất có nhiều ứng dụng từ tạo túi nhựa đến thúc đẩy quá trình chín của trái cây.

Cuối cùng, không khí biển có tốt cho bạn không? Về câu hỏi đó, ban giám khảo dường như không có. Hầu hết các nghiên cứu kết luận rằng nó dường như dựa trên đánh giá của bản thân về sức khỏe của những người sống gần biển so với những người sống xa biển hơn, với những lợi ích sức khỏe thực tế đã được chứng minh dường như rất mỏng manh trên mặt đất. Điều đó nói lên rằng, khi bạn nằm lại và thưởng thức mùi hương của các sản phẩm phân hủy của tảo và rong biển, bạn có thể thấy lý do tại sao một số người có thể thấy rằng nó tốt cho họ là một suy nghĩ đáng khích lệ!

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Compound Interest, Telegraph, Livescience và Wikipedia.