luận án tiến sĩ nghiên cứu sử dụng một số kỹ thuật tiên tiến và công nghệ tích hợp để chế biến toàn diện rong nâu thành các sản phẩm hữu ích

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.86 MB, 165 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

CƠNG NGHÞ VIÞT NAM

<b>NGHIÊN CĄU SĈ DĀNG MàT Sà KĀ THT TIÊN TI¾N VÀ CƠNG NGHị TCH HỵP CHắ BIắN TON DIịN RONG NU </b>

<b>THNH CC SN PHặM HU CH </b>

<b>LUN N TIắN SĨ HÓA HàC </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

CƠNG NGHÞ VIÞT NAM

<b>NGHIÊN CĄU SĈ DĀNG MàT Sà K THUT TIấN TIắN V CễNG NGHị TCH HỵP CHắ BIắN TON DIịN RONG NU </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>cơng nghß tích hÿp để chÁ biÁn tồn dißn rong nâu thành các sÁn phẩm hữu ích= là </b>

cơng trình nghiên cąu căa chính mình d°ới sự h°ớng d¿n khoa hác căa tÁp thể h°ớng d¿n. LuÁn án sử dāng thơng tin trích d¿n từ nhiều ngn tham khÁo khác nhau và các thơng tin trích d¿n đ°ÿc ghi rõ ngußn gác. Các kÁt quÁ nghiên cąu căa tôi đ°ÿc công bá chung với các tác giÁ khác đã đ°ÿc sự nh¿t trí căa đßng tác giÁ khi đ°a vào luÁn án. Các sá lißu, kÁt q đ°ÿc trình bày trong ln án là hồn tồn trung thực và ch°a từng đ°ÿc công bá trong b¿t kỳ mßt cơng trình nào khác ngồi các cơng trình cơng bá căa tác giÁ. Ln án đ°ÿc hồn thành trong thßi gian tơi làm nghiên cąu sinh t¿i Hác vißn Khoa hác và Cơng nghß, Vißn Hàn lâm Khoa hác và Cơng nghß Vißt Nam.

<i>Hà Nội, ngày tháng năm 2023 </i>

<b>Tr</b><i><b>Ån Duy Phong </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

lâm Khoa hác và Cơng nghß Vißt Nam. Trong thßi gian thực hißn nghiên cąu tơi đã nhÁn đ°ÿc nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiÁn và chỉ bÁo tÁn tình căa các thÁy cơ, anh, chß, em, b¿n đßng nghißp.

Tr°ớc hÁt tơi xin by tò lòi cm Ân chõn thnh, sõu sc nht tới GS. TS Ph¿m Quác Long và PSG. TS. TrÁn Qc Tồn, Vißn Hóa hác các hÿp ch¿t thiên nhiên đã tÁn tình h°ớng d¿n và đßnh h°ớng cho tơi trong st q trình nghiên cąu để hồn thành ln án.

Tơi xin trân tráng cÁm ¢n sự quan tâm giúp đỡ căa Ban lãnh đ¿o Hác vißn Khoa hác và Cơng nghß, Vißn Hóa hác các Hÿp ch¿t Thiên nhiên đã t¿o điều kißn và giúp đỡ tơi hồn thành ln án.

Tơi xin cÁm ¢n tÁp thể phịng hóa sinh hữu c¢, phịng phân tích hóa hác, trung tâm phát triển cơng nghß s¿ch và vÁt lißu, trung tâm nghiên cąu và phát triển sÁn phẩm thiên nhiên, trung tâm Hóa thực vÁt và Cơng nghß Nano Y Sinh - Vißn hóa hác các hÿp ch¿t thiên nhiên đã t¿o iu kiòn cÂ sỏ vt cht giỳp tụi hon thnh nghiên cąu.

Tơi xin cÁm ¢n tới PGS. TS. Nguyën M¿nh C°ßng, PGS. TS Đồn Lan PhÂng, PGS. TS ữ Hu Nghò, PGS. TS. Phm Minh Quõn, TS. ng Thò PhÂng Ly, TS. Hong Thò Bớch, TS. inh Thò Thu Thy, Ths Li PhÂng Ph°¢ng ThÁo đã h°ớng d¿n, góp ý và giúp đỡ cho tơi r¿t nhiều trong q trình hác tÁp và nghiên cąu. Tơi xin cÁm ¢n đề tài nghiên cąu mã sá KC.09.23/16-20 đã t¿o điều kißn ngun lißu, hóa ch¿t và trang thiÁt bß giúp tơi hồn thành nghiên cąu.

Ci cùng, tơi xin by tò lũng kớnh trỏng v bit Ân sõu sắc đÁn gia đình tơi, những ng°ßi ln t¿o điều kißn, đßng viên tinh thÁn cho tơi thực hißn ln án.

Tơi xin trân tráng cÁm ¢n!

<i> Hà Nội, ngày tháng năm 2023 </i>

<b>TrÅn Duy Phong </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

CH¯¡NG 1. TàNG QUAN ... 3

1.1. Giới thißu rong nâu ... 3

1.1.1. Đặc điểm, phân bá ... 3

1.1.2. Mßt sá ąng dāng căa rong nâu ... 4

1.1.3. Thành phÁn hố hác và ho¿t tính sinh hác... 5

1.2. Các cơng nghß chÁ biÁn mßt sá sÁn phẩm từ rong ... 13

1.2.1. Cơng nghß truyền tháng ... 13

1.2.2. Cơng nghß hißn đ¿i ... 21

CH¯¡NG 2. NGUN VÀT LIÞU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĄU ... 37

2.1. Nguyên vÁt lißu và trang thiÁt bß ... 37

2.3.3. Nghiên cąu tính òc bỏn tròng diởn ... 44

2.3.4. PhÂng phỏp ỏnh giỏ tác dāng đào thÁi kim lo¿i nặng ... 45

2.3.5. Ph°¢ng pháp đánh giá khÁ năng cháng lỗng x°¢ng ... 46

2.3.6. Ph°¢ng pháp thử ho¿t tính cháng oxi hóa ... 48

2.3.7. PhÂng phỏp th hot tớnh gõy òc t bo... 48

CHĂNG 3. KÀT QUÀ VÀ THÀO LUÀN ... 49

3.1. Sử dāng kỹ tht tiên tiÁn và cơng nghß tích hÿp chÁ biÁn rong m¢ ... 49

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

3.2. Nghiên cąu khÁo sát đánh giá nguyên lißu... 55

3.2.1. Nghiên cąu khÁo sát hàm l°ÿng alginate mßt sá lo¿i rong nâu thu ho¿ch t¿i biển Vißt Nam ... 55

3.2.2. Nghiên cąu khÁo sát hàm l°ÿng các acid béo và lớp ch¿t lipid ... 59

3.2.3. Nghiên cąu dự đoán khÁ năng ąc chÁ enzym tyrosinase căa mßt sá hÿp ch¿t phân lÁp từ rong m¢ ... 64

3.3. KÁt quÁ nghiên cąu chiÁt xu¿t phenolic từ rong m¢ ... 70

3.3.1. Quy trỡnh cụng nghò chit xut phenolic t rong mÂ theo ph°¢ng pháp vi sóng ... 70

3.3.2. KÁt q nghiên cąu các yÁu tá Ánh h°áng đÁn quá trình chiÁt phenolic từ rong nâu theo ph°¢ng pháp chiÁt vi sóng ... 71

3.3.3. KÁt quÁ tái °u hóa điều kiòn chit xut phenolic t rong nõu bng phÂng pháp đáp ąng bề mặt (RSM) ... 77

3.3.4. Đánh giá ho¿t ch¿t cao chiÁt phenolic ... 83

3.4. Nghiên cąu quá trình thu nhÁn fucoidan ... 84

3.4.1. Quy trình cơng nghß chiÁt xu¿t Fucoidan bằng ph°¢ng pháp siêu âm... 84

3.4.2. Các u tá tác đßng tới q trình chiÁt tách fucoidan ... 87

3.5. KÁt quÁ nghiên cąu chiÁt xu¿t alginate từ rong nâu ... 93

3.5.1. Quy trình cơng nghß chiÁt xu¿t alginate từ rong m¢ theo ph°¢ng pháp tích hÿp enzyme và siêu âm ... 93

3.5.2. KÁt quÁ nghiên cąu quá trình thăy phân rong biển bái enzyme ... 96

3.5.3. Nghiên cąu quá trình thu nhÁn alginate ... 99

3.6. Đánh giá ch¿t l°ÿng và mßt sá ho¿t tính căa Canxi alginate ... 106

3.6.1. Đánh giá ch¿t l°ÿng Canxi alginate ... 106

3.6.2. Đánh giá ho¿t tính cháng lỗng x°¢ng căa Canxi alginate ... 108

3.6.3. KÁt quÁ nghiên cąu về đß an toàn căa Canxi alginate ... 109

3.6.4. Đánh giá tác dāng đào thÁi kim lo¿i nặng căa Canxi alginate ... 115

3.7. Nghiên cąu xử lý các phā phẩm căa quá trình chÁ biÁn ... 118

3.7.1. Thành phÁn c¢ bÁn căa bã rong nâu sau khi chiÁt alginate ... 118

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

3.7.3. Theo dõi sự biÁn đßng căa mßt sá yÁu tá trong quá trình ă bã rong bằng chÁ

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

BÁng 1.2. ChiÁt phenolic từ rong nõu theo phÂng phỏp thụng thòng [106, 113] . 17

Bng 1.3. Mßt sá quy trình chiÁt fucoidan truyền tháng [74] ... 19

BÁng 1.4. ChiÁt xu¿t phenolic từ rong theo ph°¢ng pháp PLE [106, 113] ... 30

BÁng 2.1. Ký hißu 7 nhóm cht thử nghißm ... 46

BÁng 3.1. Hißu q q trình chiÁt xu¿t theo các ph°¢ng án ... 53

BÁng 3.2. So sánh kÁt quÁ thu nhÁn các hÿp ch¿t ... 54

BÁng 3.3. Hàm l°ÿng alginate căa mßt sá m¿u khÁo sát ... 55

BÁng 3.4. BiÁn đßng theo tháng căa hàm l°ÿng axit alginic (%) trong mßt sá lồi rong m¢ ... 57

BÁng 3.5. Thành phÁn hóa hác chính căa cỏc loi rong mÂ ... 58

Bng 3.6. Thnh phn òng đ¢n căa polysacarit rong m¢ ... 58

BÁng 3.7. Thành phÁn hóa hác và tính ch¿t lý hóa căa alginate canxi chiÁt từ rong m¢ . 58 BÁng 3.8. KÁt quÁ về hàm l°ÿng lipid táng các m¿u rong nâu ... 59

BÁng 3.9. KÁt quÁ các acid béo trong lipid táng các m¿u rong nâu ... 61

B<b>Áng 3.10. KÁt quÁ dự đoán năng l°ÿng liên kÁt căa các hÿp ch¿t với enzyme tyrosinase 65</b> BÁng 3.11. KÁt q mơ phßng docking phân tử các hÿp ch¿t tiềm năng với enzyme sEH 66 BÁng 3.12 Chỉ sá ADMET và dự đốn đßc tính căa các ch¿t ąc chÁ tiềm năng ... 69

BÁng 3.13. Các mąc thí nghißm căa các biÁn cơng nghß ... 77

BÁng 3.14. Ma trÁn kÁ ho¿ch hóa thực nghißm căa quá trình chiÁt xu¿t ... 77

BÁng 3.15. BÁng kÁt quÁ phân tích ANOVA căa 2 hàm māc tiêu ... 79

BÁng 3.16. BÁng kÁt quÁ các hàm māc tiêu Y1, Y2 ... 80

BÁng 3.17. Giá trß biÁn mã hóa và biÁn thực t¿i điều kißn tái °u ... 82

BÁng 3.18. Giá trß các hàm māc tiêu t¿i điều kißn tái °u ... 82

BÁng 3.19. KÁt quÁ đánh giá ho¿t tính gây đßc tÁ bào căa m¿u cao chiÁt phenolic từ rong Padina crassa ... 83

BÁng 3.20. KÁt quÁ đánh giá ho¿t tính cháng oxy hóa ... 84

BÁng 3.21. Thành phÁn hóa hác căa rong m¢ và bã rong m¢ thu hßi trong q trình sÁn xu¿t fucoxanthin ... 84

BÁng 3.22. Thành phÁn hóa hác căa rong m¢ và bã thÁi rong m¢ trong q trình sÁn xu¿t fucoxanthin ... 93

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

đß thăy phân thành tÁ bào và hißu su¿t thu hßi ch¿t cháng oxi hóa ... 96

BÁng 3.25. Biểu diën Ánh h°áng căa căa pH lên hàm l°ÿng đ°ßng khử ... 97

BÁng 3.26. Biểu diën Ánh h°áng căa căa nhißt đß lên hàm l°ÿng đ°ßng khử ... 98

BÁng 3.27. Biểu diën Ánh h°áng căa tỷ lß E/S lên hàm l°ÿng đ°ßng khử ... 98

BÁng 3.28. Biểu diën Ánh h°áng căa thßi gian lên hàm l°ÿng đ°ßng khử ... 98

BÁng 3.29. Xác đßnh chỉ tiêu ch¿t l°ÿng chính ... 106

BÁng 3.30. KÁt quÁ phân tích chỉ tiêu vi sinh vÁt ... 107

BÁng 3.31. Chỉ tiêu hàm l°ÿng kim lo¿i nặng ... 107

BÁng 3.32. KÁt quÁ đánh giá ho¿t tính cháng lỗng x°¢ng căa ho¿t ch¿t Canxi alginate ... 108

BÁng 3.33. Sá l°ÿng cht chÁt, biểu hißn bên ngồi khi ng Canxi alginate ... 109

BÁng 3.34. KÁt quÁ theo dõi khái l°ÿng căa cht á các lơ ... 110

BÁng 3.35. Sự thay đái tráng l°ÿng chußt khi cho uáng Canxi alginate (gram/con) ... 111

BÁng 3.36. Các chỉ tiêu huyÁt hác khi cho chußt uáng Canxi alginate ... 112

BÁng 3.37. Mßt sá chỉ tiêu hóa sinh khi uáng Canxi alginate ... 113

BÁng 3.38. Ành h°áng căa Canxi alginate đÁn nßng đß creatinin trong máu chußt ... 113

BÁng 3.39. KÁt quÁ má giÁi phu cÂ quan nòi tng khi uỏng Canxi alginate ... 114

BÁng 3.40. Tráng l°ÿng căa mßt sá nßi quan (gram/10 gram thể tráng) ... 114

BÁng 3.41. KÁt quÁ thử nghißm trên đßng vÁt thí nghißm ... 115

BÁng 3.42. Thành phÁn c¢ bÁn trong bã rong nâu sau khi chiÁt alginate ... 119

BÁng 3.43. Ành h°áng căa lo¿i chÁ phẩm đÁn tỷ lß C/N căa khái ă ... 119

BÁng 3.44. Mßt sá chỉ tiêu đánh giá bã rong tr°ớc và sau khi ă chÁ phẩm S.EM .. 122

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hình 1.2. Các monomer có trong axit Alginic. (a) axit ³-D-mannuronic; (b) axit

³-L-guluronic... 6

Hình 1.3. Trình tự chi alginate ... 6

Hình 1.4. Cơng thąc c¿u t¿o căa fucoidan ... 8

Hình 1.5. Cơng thąc c¿u t¿o căa fucoxanthin ... 11

Hình 1.6. C¿u trúc hóa hác căa mßt sá lo¿i phlorotannin ... 12

Hỡnh 3.1. SÂ ò quy trỡnh s dng kỹ tht tiên tiÁn và cơng nghß tích hÿp để ch bin rong mÂ ... 50

Hỡnh 3.2. Biu ò hàm l°ÿng lipid táng trong các m¿u Rong m¢ Sargassum ... 60

Hình 3.3. Biểu đß hàm l°ÿng các acid béo n-3 và n-6 trong các m¿u nghiên cąu ... 63

Hình 3.4. Biểu đß hàm l°ÿng acid béo n-7 và n-9 trong các m¿u nghiên cąu ... 64

<b>Hình 3.5. C¿u hình liên kÁt trong không gian hai chiều và ba chiều đ°ÿc dự đoán bái </b> phÁn mềm AutoDock4.2.6 căa các hÿp ch¿t ... 68

Hình 3.6. Quy trình chiÁt xu¿t phenolic từ rong nâu ... 70

Hình 3.7. Biểu đß Ánh h°áng căa nßng đß ethanol đÁn hàm l°ÿng phenolic ... 71

Hình 3.8. Biểu đß Ánh h°áng căa tỉ lß dung mơi/ngun lißu đÁn hàm l°ÿng phenolic .. 73

Hình 3.9. Biểu đß Ánh h°áng căa thßi gian chiÁt đÁn hàm l°ÿng phenolic... 74

Hình 3.10. Biểu đß Ánh h°áng căa cơng su¿t vi sóng đÁn hàm l°ÿng phenolic ... 76

Hình 3.11. Mơ hình bề mặt đáp ąng căa hàm māc tiêu Y1 ... 81

Hình 3.12. Mơ hình bề mặt đáp ąng căa hàm māc tiêu Y2 ... 81

Hình 3.14. Quy trình chiÁt xu¿t Fucoidan từ rong nâu ... 86

Hình 3.15. Ành h°áng căa lo¿i dung môi đÁn hàm l°ÿng fucoidan căa dßch chiÁt . 87 Hình 3.16. Ành h°áng căa tỷ lß dung mơi (n°ớc khử ion) : ngun lißu đÁn hàm l°ÿng fucoidan thu đ°ÿc căa dßch chiÁt tách bằng sóng siêu âm ... 88

Hình 3.17. Ành h°áng căa nhißt đß chiÁt tách đÁn hàm l°ÿng fucoidan ca dòch chit tỏch rong mÂ bng súng siờu âm ... 89

Hình 3.18. Ành h°áng căa thßi gian và c°ßng đß sóng siêu âm đÁn hàm l°ÿng fucoidan căa dßch chiÁt tách bã rong nâu ... 90

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Hình 3.20. Ành h°áng căa nßng đß ethanol đÁn đß s¿ch (% fucoidan á phÁn tăa) và

hißu su¿t thu nhÁn fucoidan (% fucoidan tăa so với fucoidan trong dßch lác) ... 92

Hình 3.21. Quy trình chiÁt xu¿t alginate từ rong nâu ... 95

Hình 3.22. Ành h°áng căa nßng đß HCl xử lý bó rong mÂ ti hiòu sut v ò nht alginate chiÁt tách từ rong m¢ bằng sóng siêu âm ... 100

Hình 3.23. Ành h°áng căa nßng đß natri carbonat tới hißu su¿t và đß nhớt alginate chiÁt tách từ rong m¢ bằng sóng siêu âm ... 100

Hình 3.24. Ành h°áng căa nhißt đß chiÁt tách tới hißu su¿t v ò nht alginate chit tỏch t rong mÂ bằng sóng siêu âm... 101

Hình 3.25. Ành h°áng căa thßi gian và c°ßng đß sóng siêu âm đÁn hißu su¿t alginate chiÁt tách từ rong m¢ bằng sóng siêu âm ... 103

Hình 3.26. Ành h°áng căa thßi gian và c°ßng đß sóng siêu âm đÁn đß nhớt alginate chiÁt tách từ rong m¢ bằng sóng siêu âm ... 103

Hình 3.27. Ành h°áng căa nßng đß CaCl<small>2</small> tới hißu su¿t thu tăa Ca(Alg)<small>2</small> ... 104

Hình 3.28. Ành h°áng căa hàm l°ÿng H<small>2</small>O<small>2</small> (dung dßch H<small>2</small>O<small>2</small>5 %) lên đß nhớt và đß truyền qua căa sÁn phẩm alginate ... 106

Hình 3.29. Ành gan, thÁn, lách cht sau khi thí nghißm đßc bán tr°ßng diën ... 114

Hình 3.30. Ành h°áng căa lo¿i chÁ phẩm đÁn tỷ lß C/N căa khái ă ... 120

Hình 3.31. Theo dõi diën biÁn nhißt đß trong đáng ă ... 120

Hình 3.32. Theo dõi sự biÁn đßng pH trong đáng ă ... 121

Hình 3.33. Theo dõi tỷ lß C/N trong đáng ă ... 122

Hình 3.34. Bã rong tr°ớc khi ă (a) và sau khi ă 6 tuÁn (b) ... 122

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>Mâ ĐÄU </b>

T¿i các vùng biển á Vißt Nam đã phát hißn khng 1000 lồi rong biển, trong đó có h¢n 120 lồi rong nâu có giá trß kinh tÁ cao, trữ l°ÿng lớn. Rong nâu phân bá từ biển Bắc đÁn Nam, tÁp trung nhiều nh¿t là á biển miền Trung, trữ l°ÿng căa há rong m¢ (Sargassaceae) là lớn nh¿t, có thể khai thác làm ngun lißu sÁn xu¿t cho các sÁn phẩm cho cơng nghißp, thực phẩm chąc năng, d°ÿc phẩm&

Rong nâu đ°ÿc xác đßnh có nhiều thành phÁn có giá trß nh° axit alginic, fucoidan, fucoxanthin và phlorotanin... Alginate đ°ÿc ąng dāng rßng rãi trong nhiều lĩnh vực nh° cơng nghißp dßt (nâng cao đß bền cho sÿi), cơng nghißp gi¿y (ch¿t t¿o đß dính cho thc nhm), mực in (làm ch¿t kÁt dính), cơng nghißp thực phẩm (sử dāng làm phā gia để tăng đß nhớt, khÁ năng t¿o gel và làm án đßnh h÷n hÿp với n°ớc, cháng đơng và nhũ hóa), bo ch thuỏc, cụng nghò m phm (gi mựi hÂng, t¿o đß án đßnh)... Fucoidan trong rong nâu có ho¿t tính sinh hác cao, có tác dāng cháng ung th°, kháng khuẩn, virut m¿nh, đ°ÿc ąng dāng nhiều trong sÁn xu¿t thuác điều trß ung th° và trong ni trßng thuỷ sÁn.

Tuy nhiên, vißc khai thác và chÁ biÁn rong nâu căa Vißt Nam hißn còn h¿n chÁ, rong nâu chă yÁu đ°ÿc chÁ biÁn thành thực phẩm á quy mơ hß gia đình. Vißc chiÁt xu¿t các sÁn phẩm có giá trß từ rong nâu chă yÁu đ°ÿc thực hißn á quy mơ phịng thí nghißm hoặc pilot. Mßt sá nghiên cąu đã ąng dāng và tích hÿp các kỹ thuÁt tiên tiÁn (chiÁt siêu âm, chiÁt enzyme, chiÁt sử dāng vi sóng, chiÁt enzyme 3 siêu âm, chiÁt enzyme 3 vi sóng, &) nh°ng chỉ mới dừng á vißc chiÁt xu¿t các thành phÁn cā thể, ch°a đ°a ra đ°ÿc quy trình chÁ biÁn tồn dißn và sâu đái với đái t°ÿng rong nâu. Do đó, yêu cÁu nghiên cąu ąng dāng các kỹ thuÁt tiên tiÁn để chÁ biÁn tồn dißn và hißu q rong nâu trong điều kißn á Vißt Nam; đßng thßi, đßnh h°ớng t¿o Alginate và mßt sá sÁn phẩm hữu ích trong thực tiën trá nên c¿p bách.

Bên c¿nh đó, nghiên cąu sử dāng cơng cā h÷ trÿ máy tính đã và đang đóng góp quan tráng trong lĩnh vực nghiên cąu phát triển thuác. Dựa trên sự tiÁn bß căa cơng nghß thơng tin, các cơng cā mơ phßng hóa sinh hißn đ¿i đã có thể đ°ÿc sử dāng

<i>để sàng lác Áo (in silico), nghiờn cu cÂ ch hot òng v d oỏn cỏc hÿp ch¿t c¿u trúc mới có ho¿t tính m¿nh. Ln án đßnh h°ớng sử dāng kĩ thuÁt in silico nhằm dự </i>

đốn các hÿp ch¿t có tiềm năng về ho¿t tính làm trắng da từ các lồi rong nâu, đßng

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

thòi tỡm hiu cÂ ch hot òng, mỏi tÂng quan hot tớnh 3 cu trỳc ca các hÿp ch¿t có ho¿t tính theo ąc chÁ tyrosinase.

<b>Chính vì vÁy chúng tơi thực hißn đề tài <Nghiên cąu sĉ dāng mát sá kā thuÁt tiên ti¿n và cơng nghß tích hÿp đá ch¿ bi¿n tồn diòn rong nõu thnh cỏc sn phầm hu ớch= nhm thực hißn các māc tiêu chính sau: </b>

- <i>Xây dựng quy trỡnh cụng nghò ch bin ton diòn rong mÂ Sargasum. sp. </i>

thành các sÁn phẩm có giá trß cao (fucoxanthin, phlorotanin, fucoidan và alginate) sử dāng tích hÿp các kỹ thuÁt tiên tiÁn.

- Xây dựng quy trình cụng nghò chit xut phenolic t rong nõu theo phÂng pháp tích hÿp vi sóng và enzyme; Nghiên cąu dự đốn khÁ năng làm trắng da căa mßt sá hÿp ch¿t phân lÁp từ chi rong.

- Xây dựng quy trình cơng nghß chiÁt xu¿t alginate từ rong m¢ theo ph°¢ng pháp tích hÿp siêu âm và enzyme, đánh giá tác dāng sinh hác, xây dựng tiêu chun cÂ sỏ ch phm.

- LÁn đÁu tiên sử dāng tích hÿp các kỹ thuÁt tiên tiÁn (chiÁt siêu âm, chiÁt vi sóng, chiÁt enzyme, lác màng và ly tâm 3 pha) và cơng nghß tích hÿp kỹ tht (siêu âm 3 enzyme, lác màng, ly tâm 3 pha) t¿o đßng thßi các sÁm phẩm có giá trß từ mßt đái t°ÿng rong nghiên cąu.

- LÁn đÁu tiên đã xây dựng quy trình cơng nghß sâu chiÁt xu¿t phenolic từ rong nâu theo ph°¢ng pháp tích hÿp vi sóng và enzyme; tái °u hóa điều kißn chiÁt xu¿t phenolic từ rong nâu bằng ph°¢ng pháp đáp ąng bề mặt;

- LÁn đÁu tiên đã xây trình cụng nghò sõu chit xut alginate t rong mÂ theo ph°¢ng pháp tích hÿp siêu âm và enzyme; nghiên cąu quá trình thu nhÁn alginate; và xây dựng tiêu chuẩn c¢ sá sÁn phẩm canxi alginate.

- LÁn đÁu tiên đã đánh giá ho¿t tính cháng lỗng x°¢ng, đß an tồn và hißu lực căa chÁ phẩm gel canxi alginate và tác dāng đào thÁi các kim lo¿i nặng á chußt cho kÁt quÁ tát.

- Đã sàng lác đ°ÿc các hÿp ch¿t phenolic từ rong có tác dāng tát làm trắng da thơng qua docking phân tử, đßnh h°ớng cho nghiên cąu tiÁp theo về thực nghißm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>CH¯¡NG 1. TàNG QUAN </b>

<b>1.1. Gißi thißu rong nâu </b>

Ngành rong nâu bao gßm 16 bß với khoÁng 285 chi và khng 2040 lồi, trong

<i>đó khng 1500 lồi đ°ÿc xác đßnh trên tồn thÁ giới [8]. Các chi nh° Cystoseira, Dictyota, Ectocarpus, Sargassum, và Sphacelaria bao gßm mßt sá l°ÿng lớn các lồi </i>

[1,2]. Ngo¿i trừ mßt sá chi sáng á vùng n°ớc ngát (ít h¢n 1%), hÁu hÁt các lo¿i rong nâu đều sáng á biển và phÁn lớn phát triển á các khu vực cÁn triều [3]. KhoÁng 95% các loài rong nâu phân bá á vùng n°ớc l¿nh đÁn ôn đới.

KÁt quÁ nghiên cąu căa Đàm Đąc TiÁn (2019) cho th¿y đã xác đßnh đ°ÿc 73 lồi rong biển thußc 4 ngành rong t¿i vùng biển ven đÁo hun Cơ Tơ và Thanh Lân, trong đó 4 lồi rong Lam (5,5%), 34 lồi rong Đß (46,6%), 20 loài rong Nâu (27,3%) và 15 loài rong Lāc (20,6%). Các Bß rong nâu chă yÁu á Vißt Nam là bß Dictyotales (há Dictyotaceae: 9 loài). Rong nâu phân bá chă u á vùng biển Bắc Bß với 73 lồi, vùng biển Bắc Trung Bß có 49 lồi chiÁm 24%, vùng biển Nam Trung Bß có 31 lồi, vùng biển Nam Bß có 1 lồi [4]. Táng trữ lng tÂi tc thòi c tớnh cho cỏc nhúm rong biển °u thÁ này (tháng 11/2010) vào khoÁng 300 t¿n. Riêng nhóm rong m¢, chúng phân bá chă u á khu vực ven đÁo, có đß sâu n°ớc không lớn, tÁp trung á các bãi khu vực cÁng Bắc Vàn và mßt sá khu vực ven biển xã Đßng TiÁn trên dißn tích khng 20 ha, với tr lng c tớnh khong 160 tn tÂi (ữ Văn Kh°¢ng và cs., 2016).

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Rong nâu đ°ÿc dùng để sÁn xu¿t ra các lo¿i keo rong biển nh° alginate, agar hoặc chÁ biÁn làm thąc ăn cho vÁt ni, làm phân bón [4]. Nhiều lồi rong nâu cũng là ngußn thực phẩm quan tráng căa con ng°ßi và các ngành cơng nghißp, chẳng h¿n nh° ho¿t đßng ni trßng thăy sÁn các lồi tÁo bẹ (kelp) r¿t phá biÁn á Hàn Quác và NhÁt BÁn [2].

Sử dāng làm thực phẩm: Rong nâu làm thực phẩm nhiều nh¿t là các lồi thc

<i>chi Laminaria (nh° L. japonica, L. ochotensis, L. angustata, L. coriacea và Laminaria longissima) phân bá tự nhiên á Hàn Quác, NhÁt BÁn và đ°ÿc ni trßng thành cơng á </i>

Trung Quác [3,4].

<i>Làm phân bón: Các lồi rong thc chi Ascophyllum, Ecklonia và Fucus </i>

th°ßng đ°ÿc dùng nh° ch¿t phā gia điều hịa đ¿t và phân bón vì trong rong có chąa nhiều hÿp ch¿t nit¢, kali và phơt pho. T¿i Vißt Nam, nhân dân th°ßng l¿y rong m¢ bón cho lúa, khoai sắn, đÁu, cÁi că, mía, cà phê, cà chua, d°a h¿u r¿t tát.

ChÁ biÁn keo rong: Lo¿i keo rong đ°ÿc chÁ biÁn chă yÁu nh¿t từ rong nâu là alginate<i>. Các loài thußc chi Sargassum đ°ÿc sử dāng nhiều để sÁn xu¿t alginate. </i>

Ngoài ra, alginate đ°ÿc sÁn xu¿t á Mỹ, Châu Âu và Trung Qc cịn từ các lồi thc

<i>chi Laminaria, Macrocystis, Ecklonia, Durvillea, Ascophyllum [3] </i>

<i>Ąng dāng sÁn xu¿t nhiên lißu sinh hác: Rong Sargassum horneri đ°ÿc nghiên </i>

cąu để sÁn xu¿t ethanol sinh hác, kÁt quÁ thu đ°ÿc 29,6 kg ethanol hoặc 38 lít ethanol từ 1 tn rong tÂi cú ò m 90 % [5].

Điều chÁ các ch¿t có ho¿t tính sinh hác: Rong biển chąa các polysaccharid có ý nghĩa trong ngành y d°ÿc. Đặc bißt trong rong nâu chąa nhiều alginate, đ°ÿc sử dāng trong điều trß bßnh tim m¿ch, cháng đơng máu, cháng oxy hóa và h¿ hut áp,... Mßt sá lồi rong Nâu th°ßng đ°ÿc sử dāng là Saccharina japonica - tên th°¢ng phẩm: Laminaria hoặc haidai; Ecklonia kurome; mßt sá lồi thc chi Sargassum, có

<i>tác dāng để điều trß ung; Saccharina khơ dùng để làm giãn cá tử cung [4]. </i>

Làm thąc ăn chăn nuôi: Từ lâu, rong biển đã đ°ÿc sử dāng làm thąc ăn cho gia súc (cừu, bò, ngựa) á các vùng ven biển. Ngày nay, rong biển làm thąc ăn gia súc đ°ÿc sÁn xu¿t á quy mơ cơng nghißp (d¿ng bßt) [6].

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<i><b>1.1.3. Thành phần hố học và hoạt tính sinh học </b></i>

Giáng nh° các ngành rong biển khác, rong nâu chąa các ch¿t c¢ bÁn nh° cacbonhydrate (4-70%CK), protein (3-24%CK), tro (14-45%CK), lipid (0,3-4,8%CK) [7]. Rong biển nói chung và rong Nâu nói riêng có chąa các hÿp ch¿t có ho¿t tính sinh hác cao nh° các sắc tá (carotenoid), polysaccharid (alginate, fucoidan), lipit dự trữ, vitamin,... có tiềm năng ąng dāng cao trong lĩnh vực y d°ÿc.

<i>1.1.3.1. Carbonhydrate </i>

Trong thành phÁn căa rong biển, polysaccharid là thành phÁn quan tráng nh¿t xét về mặt hàm l°ÿng hóa hác v giỏ trò thÂng mi. Cỏc polysacarit ch yu c chia thành ba nhóm: polysacarit c¿u trúc, ch¿t nhÁy giữa các tÁ bào và polysacarit l°u trữ. Tính ch¿t hóa hác căa các polysacarit này khơng chỉ khác với các tính ch¿t đ°ÿc tìm th¿y trong thực vÁt trên c¿n mà còn giữa các lớp rong biển [9]. Các polysacarit chính căa rong nâu là axit alginic (alginate), fucoidan và laminaran.

<i><b> Alginate </b></i>

Alginate chiÁt xu¿t từ rong nâu á cÁ d¿ng axit và muái. D¿ng axit là mßt axit polyuronic m¿ch thẳng, đ°ÿc gái là axit alginic; d¿ng muái là thành phÁn quan tráng căa thành tÁ bào trong t¿t cÁ rong nâu, chiÁm tới 40347% tráng l°ÿng khô căa sinh khái rong biển. HÁu hÁt các lo¿i rong nâu là ngußn alginate tiềm năng. Hàm l°ÿng axit alginic khác nhau giữa các lồi và mùa thu ho¿ch và th°ßng chiÁm từ 10% đÁn 30% tráng l°ÿng rong khô. Đặc tính căa alginate phā thc vào lồi rong biển và lo¿i alginate có trong chúng [7].

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i>Hknh 1.2. Các monomer có trong axit Alginic. (a) axit β-D-mannuronic; (b) axit α-L-guluronic </i>

<i>Hknh 1.3. Trknh t chui alginate </i>

Axit alginic bao gòm cỏc Ân vò axit β-D-mannuronic (M) và gác axit α-L-guluronic (G) nái vi nhau bng liờn kt -1,4. Cỏc Ân vò ny c phõn phỏi ngu nhiờn trong mòt chuữi mch thẳng. Chúng cũng có thể đ°ÿc sắp xÁp thành các khái đßng nh¿t MM hoặc GG và khơng đßng nh¿t hoặc xen k¿ nh° MG. Đặc tính vÁt lý khác nhau căa alginate giữa các loài là do tỷ lß khác nhau căa các gác axit mannuronic và axit guluronic. Tráng l°ÿng phân tử căa các chÁ phẩm th°¢ng m¿i nằm trong khoÁng từ 32.000 đÁn 200.000, với mąc đß trùng hÿp từ 180-930 [9].

Alginate là muái căa axit alginic chu÷i dài, trong rong nâu xu¿t hißn chă yÁu d°ới d¿ng muái canxi căa axit alginic, mặc dù muái magiê, kali và natri cũng có mặt. Natri alginate là polyme tan trong n°ớc t¿o ra dung dßch có đß nhớt cao, có khÁ năng t¿o gel với sự có mặt căa các cation đa hóa trß, chẳng h¿n nh° canxi, natri alginate [64].

Alginate đ°ÿc ąng dāng á nhiều lĩnh vực do tính ch¿t l°u biÁn, khÁ năng t°¢ng thích sinh hác, khÁ năng phân hăy sinh hác và ít đßc tính. Tỷ lß căa ba lo¿i khái 3 MM, GG và MG xác đßnh tính ch¿t vÁt lý căa alginate 3 alginate có G cao có đặc tính t¿o gel cao h¢n, trong khi những lo¿i có M cao cú ò nht cao hÂn. Viòc ỏnh giỏ t lò M/G cng rt cÂ bn 3 ỏi vi alginate có tỷ lß M/G cao, alginate t¿o ra gel đàn hßi, trong khi đái với alginate có tỷ lß M/G th¿p t¿o ra gel giịn [64].

Nhiều ngành cơng nghißp liên quan đÁn chÁ biÁn thực phẩm, d°ÿc phẩm, thąc ăn

<i>chăn nuôi và mỹ phẩm sử dāng axit alginic chiÁt xu¿t từ Saccharina và Undaria. Axit </i>

alginic thô đ°ÿc tinh chÁ để sử dāng làm phā gia thực phẩm. Trong thực phẩm, chúng chă yÁu đ°ÿc sử dāng làm ch¿t án đßnh trong kem, phomai, siro và topping [9].

Axit alginic có tác dāng: Cháng tăng hut áp, giÁm nßng đß cholesterol, có thể ngăn chặn sự h¿p thā các ch¿t hóa hác đßc h¿i và đóng vai trị chính là ch¿t x¢

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

tiêu hố để duy trì sąc khße; Cháng l¿i ch¿t gây ung th° tiềm ẩn, làm s¿ch hß tháng tiêu hóa và bÁo vß màng bề mặt căa d¿ dày và rußt; H¿p thā các ch¿t nh° cholesterol, sau đó đ°ÿc lo¿i bß khßi hß tháng tiêu hóa và d¿n đÁn các phÁn ąng h¿ đ°ßng huyÁt. Alginate với tráng l°ÿng phân tử g50 kDa có thể ngăn ngừa bßnh béo phì, h¿ cholesterol máu và tiểu đ°ßng. Các quan sát lâm sàng căa những ng°ßi tình ngun thừa cân từ 25-30% cho th¿y alginate, mßt lo¿i thuác có chąa axit alginic, làm giÁm tráng l°ÿng cÂ th mòt cỏch ỏng k [11,12]. Trong iu trò bßnh tiểu đ°ßng lo¿i II, uáng 5g natri alginate mữi sỏng giỳp ngn chn s gia tng nòng ò glucose, insulin và C-peptide sau bữa ăn và làm chÁm quá trình vÁn chuyển xuáng d¿ dày. Bữa ăn bá sung 5% alginate tÁo bẹ làm giÁm cân bằng h¿p thu glucose trong 8 giß á lÿn. Các nghiờn cu tÂng t ó c thc hiòn trờn chußt và ng°ßi [13].

Mßt tác dāng đái với sąc khße khác là đặc tính liên kÁt căa axit alginic với các ion kim lo¿i hóa trß hai, với mąc đß t¿o gel hoặc kÁt tăa với các kim lo¿i trong khng Ba<Pb<Cu<Sr<Cd<Ca<Zn<Ni<Co<Mn<Fe < Mg. Khơng có enzym đ°ßng rt nào có thể tiêu hóa axit alginic. Điều này có nghĩa là các kim lo¿i nặng c a vo cÂ th con ngòi s bò axit alginic trong rußt t¿o thành gel hoặc d¿ng kÁt tăa và khơng thể h¿p thā vào mơ c¢ thể [7].

Tác dāng cÁm máu căa alginate cũng đ°ÿc khai thác trong ph¿u thuÁt. Băng g¿c, bông, g¿c và các vÁt lißu đặc bißt đ°ÿc tẩm dung dßch natri alginate đ°ÿc sÁn xu¿t và sử dāng bên ngồi và bơi lên các điểm chÁy máu trong q trình ph¿u tht trên các c¢ quan nhu mơ. Nghiên cąu về tác dāng căa alginate đái với quá trình đơng máu tiền hut khái và kích ho¿t tiểu cÁu đã chỉ ra mąc đß căa những tác dng ny ph thuòc vo t lò gia chuữi mannuronic và guluronic trong phân tử, cũng nh° nßng đß canxi. Tuy nhiên, ion k¿m chąa alginate đã đ°ÿc chąng minh có tác dāng cÁm máu nhiều nh¿t [14].

<i><b> Fucoidan </b></i>

Rong biển chąa fucoidan polysacarit sunfat, mòt loi axit polyuronic, l cht xÂ hũa tan trong n°ớc. Fucoidan, đ°ÿc đặt tên bái Kylin vào năm 1915, là mßt polyme căa fucan sulfat gßm các Ân vò L-fucose-4-sulfate c liờn kt vi nhau bng liờn kÁt 1,2 và trong mßt sá tr°ßng hÿp, nó còn chąa thêm fucan sulfat với liên kÁt 1,3 hoặc 1,4, mang chu÷i m¿ch bên căa các gác galactose, xyloza hoặc uronic. Hàm l°ÿng fucoidan thay đái từ ít nh¿t là 2% trong há Laminariaceae đÁn h¢n 20% (tráng

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

l°ÿng khơ) trong há Fucaceae, có mái liên hß giữa hàm l°ÿng fucoidan và đß sâu mà rong phát triển (hàm l°ÿng này giÁm khi đß sâu căa rong tăng) [9].

<i>Hknh 1.4. Cơng thức cấu t¿o của fucoidan </i>

Fucoidan đ°ÿc tìm th¿y chă yÁu trong thành tÁ bào căa rong nâu, nh°ng khơng có á các lo¿i tÁo hoặc thực vÁt bÁc cao khác. Fucoidan đ°ÿc coi là mßt phân tử căng cá thành tÁ bào và d°ßng nh° có liên quan đÁn vißc bÁo vß cháng l¿i tác đßng căa vißc bß hút ẩm khi rong biển lß ra khi thăy triều xng. Fucanoids có thể chiÁm h¢n 40% tráng l°ÿng khơ căa chiÁt xu¿t thành tÁ bào tÁo rong và có thể dë dàng chiÁt bằng n°ớc nóng hoặc dung dßch axit. Fucoidan nhớt á nßng đß r¿t th¿p, dë bß phân hăy bái axit hoặc baz¢ pha lỗng [15].

Fucoidan đ°ÿc biÁt là có nhiều đặc tính sinh hác với các ąng dāng tiềm năng cho sąc khße con ng°ßi. Fucoidan đ°ÿc tìm th¿y trong rong biển nh° Undaria và

<i>Laminaria cho th¿y các đặc tính cháng đơng máu, cháng ung th° và kháng vi-rút. </i>

Các chÁ phẩm Fucoidan đã đ°ÿc đề xu¿t nh° mßt giÁi pháp thay thÁ cho heparin cháng đông máu d¿ng tiêm [16].

Fucoidan đã đ°ÿc tìm th¿y có khÁ năng phāc hßi các chąc năng miën dßch căa chußt bß ąc chÁ miën dßch, ho¿t đßng nh° mßt ch¿t điều hịa miën dßch trực tiÁp trên đ¿i thực bào, tÁ bào lympho T, tÁ bào B, tÁ bào giÁt tự nhiên (NK), thúc đẩy sự phāc hßi chąc năng miën dßch trong cÂ th chuòt bò chiu x, kớch thớch sn xut interleukin 1 (IL-1) và interferon-´ (IFN-´) trong áng nghißm và thúc đẩy phÁn ąng kháng thể s¢ c<i>¿p trong tÁ bào hßng cÁu cừu in vivo [7,17]. </i>

Đặc tính kháng virus căa fucan sunfat hóa cũng đã đ°ÿc mô tÁ nh° ąc chÁ lây nhiëm HIV, HSV, virus b¿i lißt III, adenovirus III, virus ECH06, coxsackie B3, coxsackie A16, cytomegalovirus và virus tiêu chÁy bị [18-20].

Fucoidan đ°ÿc biÁt là có tác dāng cháng khái u. Các polysacarit đa anion này có tác dāng cháng hình thành m¿ch, cháng tăng sinh tÁ bào khái u, chúng ąc chÁ sự phát triển căa khái u và giÁm kích th°ớc khái u, ąc chÁ sự kÁt dính căa tÁ bào khái u

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

với các ch¿t nền khác nhau, và có tác dāng cháng ung th° trực tiÁp trên các tÁ bào HS-Sultan căa con ng°ßi thơng qua con đ°ßng caspase và ERK [16,21].

Ngồi ra, fucoidan là mßt ch¿t cháng oxy hóa tự nhiên tut vßi và thể hißn ho¿t tính cháng oxy hóa đáng kể trong các thí nghißm in vitro. Các polysacarit sunfat

<i>hóa từ rong biển Laminaria japonica và Ecklonia kurome đã đ°ÿc chąng minh là có </i>

ho¿t tính cháng oxy hóa này [22,23].

<i><b> Laminaran </b></i>

Laminaran là polysacarit dự trữ đ°ÿc tìm th¿y phá biÁn trong rong biển nâu và bao gßm khoÁng 20 gác glucose nái với nhau bằng liên kÁt ³-1,3. Hàm l°ÿng laminaran thay đái theo mùa và theo mơi tr°ßng sáng và có thể đ¿t tới 32% tráng l°ÿng khô [7]. Laminaran đã đ°ÿc nghiên cąu làm ch¿t nền cho vi khuẩn [24]. Nó đã đ°ÿc chąng minh là mßt lo¿i bßt bāi ph¿u thuÁt an tồn và có thể có giá trß nh° mßt ch¿t ąc chÁ khái u và á d¿ng este sulphate, nó nh° mßt ch¿t cháng đơng máu [25]. Laminaran có khÁ năng bÁo vß cháng nhiëm trùng do vi khuẩn và bÁo vß cháng l¿i sự chiÁu x¿ nghiêm tráng, tăng c°ßng miën dßch, giÁm cholesterol trong máu [7,25].

<i>1.1.3.2. Lipid </i>

Lipid là mßt nhóm rßng lớn các phân tử tự nhiên bao gßm ch¿t béo, sáp, sterol, vitamin tan trong ch¿t béo (chẳng h¿n nh° vitamin A, D, E và K), mono-, di- và triacylglycerol, diglyceride, phospholipid và các lo¿i khác. Hàm l°ÿng lipid trong rong biển trung bình chỉ 1-3% tráng l°ÿng khơ, th¿p h¢n so với các sinh vÁt biển khác. Do đó, đóng góp căa chúng nh° mßt ngußn năng l°ÿng thực phẩm là khơng đáng kể. Các lồi rong biển nhißt đới chąa ít lipid (<1%) h¢n các lồi n°ớc l¿nh (1,6%). Glycolipid là lớp lipid chính trong t¿t cÁ các lo¿i rong biển, tiÁp theo là trung tính và phospholipid.

Các axit béo căa rong biển th°ßng có m¿ch thẳng, sá ngun tử carbon chẵn và có mßt hoặc nhiều liên kÁt đơi. Đặc bißt, rong biển có thể là mßt ngußn axit béo thiÁt yÁu nh° axit eicosapentanoic (EPA, C20:5n-3). Rong nâu giàu axit béo với 20 nguyên tử carbon là EPA và axit arachidonic (AA, C20:4n-6). Tỷ lß axit béo n6 / n3 là r¿t quan tráng đái với l°ÿng ăn vào căa con ng°ßi vì cÁ hai lo¿i này c¿nh tranh cùng mßt lo¿i enzyme để táng hÿp các tuyÁn tiền lißt có ngn gác từ cÁ hai há n3 và

<i>n6. Sargassum có tỷ lß n-6/n-3 tát (0,3) và cũng có hàm l°ÿng lipid táng cao (3,9%) </i>

[7,9,10]. Trong c<i>Á 3 loài Sargassam, axit palmitic (C16:0) là axit béo chiÁm °u thÁ, </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

tiÁp theo là axit arachidonic và axit linoleic. Di-homo gamma linolenic acid, là tiền ch¿t căa prostaglandin PGE1 và mßt sá ho¿t ch¿t sinh hác có liên quan khác, hißn dißn với sá l°ÿng t°¢ng đái cao (khoÁng 2,4% trong táng sá lipid, 5,7% trong lipid

<i>trung tính và 2,9% trong phospholipid) trong S. confusum, so với S. margimatum và S. thunbergii [37]. </i>

<i>Các phospholipid chính trong F. vesiculosus và A. nodosum là </i>

phosphatidylethanolamine, nh°ng chúng chiÁm <10% táng sá acyl lipid [38]. Kiểm tra thành phÁn glycolipid trong mßt sá lo¿i rong nâu cho th¿y hàm l°ÿng monoglycosyldiacylglycerol (MGDG) thay đái từ 26% đÁn 47%, hàm l°ÿng diglycosyldiacylglycerol (DGDG) từ 20% đÁn 44% và hàm l°ÿng sulphaquinovosylglycerol từ 18% đÁn 52% táng sá glycolipid. Hàm l°ÿng glycolipid trong hai lồi Fucus chiÁm 14% ch¿t béo hịa tan trong este [39].

Chlorophyll và carotenoid là các sắc tá màu đ°ÿc tìm th¿y trong t¿t cÁ các lo¿i rong biển. Chlorophyll a có mặt trong t¿t cÁ các lo¿i rong biển; nh°ng chlorophyll c chỉ có trong rong nâu. Hàm l°ÿng chlorophyll a là 56532.000 mg/kg ch¿t khơ á các lồi rong nâu [7].

Carotenoid là sắc tá phá biÁn nh¿t trong tự nhiên và chúng có mặt trong t¿t cÁ các lo¿i rong, thực vÁt bÁc cao và nhiều vi khuẩn quang hÿp. Các sắc tá chính căa rong nâu là ³-caroten, violaxanthin và fucoxanthin, trong đó fucoxanthin chiÁm °u thÁ [9].

Màu nâu căa rong nâu là kÁt quÁ căa sự chiÁm °u thÁ căa sắc tá fucoxanthin, sắc tá này che l¿p các sắc tá khác nh° chlorophyll a và chlorophyll c, ³-carotene và các xanthophyll khác. Fucoxanthin là mßt xanthophyll và có c¿u trúc đßc đáo, bao gßm mßt liên kÁt allenic b¿t th°ßng và 5,6-monoepoxide trong phân tử căa nó [41]. Fucoxanthin là mßt trong những carotenoid phong phú nh¿t trong tự nhiên. Hàm l°ÿng trong rong biển thay đái theo mùa và vịng đßi. à d¿ng tinh khiÁt, fucoxanthin d<i>ë bß oxy hóa. Táng hàm l°ÿng carotenoid căa F. serratus đ°ÿc tìm th¿y là khng </i>

0,08% ch¿t khơ và fucoxanthin bao gßm khng 70% táng sá carotenoid. Hàm l°ÿng fucoxanthin nằm trong khng từ 172-720 mg/kg tráng l°ÿng khơ á các lồi rong

<i>nâu, với nßng đß tái đa á F. serratus [7, 42]. </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<i>Hknh 1.5. Công thức cấu t¿o của fucoxanthin </i>

Fucoxanthin từ Undaria t°¢i chă yÁu đ°ÿc tìm th¿y d°ới d¿ng đßng phân hình hác all-trans (88%). Cỏc dng trans ỏn ònh hÂn; nhng dng cis căa fucoxanthin đ°ÿc phát hißn có tác dāng ąc chÁ cao h¢n với tÁ bào ung th° b¿ch cÁu (HL-60) và tÁ bào ung th° rußt kÁt (Caco-2). Sự h¿p thu và kÁt hÿp d¿ng trans căa fucoxanthin vào lipid tÁ bào nhanh h¢n so với d¿ng cis [43]. Fucoxanthin dë dàng chuyển đái thành fucoxanthinol trong tÁ bào rußt ng°ßi và chußt [7].

<i>Các thí nghißm đã chỉ ra rằng fucoxanthin từ rong biển nâu Undaria làm giÁm </i>

đáng kể khÁ năng sáng sót căa các tÁ bào ung th° tuyÁn tiền lißt á ng°ßi và giÁm đáng kể tỷ lß chußt mang khái u và sá l°ÿng khái u trung bình trên mữi con chuòt khi c cho vo nc uỏng [44,45]. Nhiều nghiên cąu đã chąng minh tác dāng cháng ung th°, bao gßm ąc chÁ sự tăng sinh căa dịng tÁ bào ung th° b¿ch cÁu á ng°ßi (HL-60) và gây ra q trình chÁt theo ch°¢ng trình căa chúng [46, 47, 48].

Fucoxanthin tinh khiÁt ąc chÁ sự tích tā lipid tÁ bào ch¿t trong 3T3-L1 có thể đ°ÿc gây ra bái insulin, và theo cách phā thußc vào liều l°ÿng làm giÁm đáng kể sự biểu hißn căa các gen chuyển hóa lipid trong các tÁ bào mỡ 3T3-L1. Có thể nhÁn th¿y fucoxanthin có tác dāng ngăn ngừa béo phì mßt cách hißu q [46].

<i>1.1.3.4. Phenolic </i>

Phenolic có c¿u t¿o gßm nhóm hydroxyl (3OH) liên kÁt trực tiÁp với nhóm hydrocacbon th¢m. Phenolics đóng vai trị quan tráng đái với chąc năng cháng oxy hóa căa rong biển. Hàm l°ÿng và thành phÁn căa phenolic trong rong biển thay đái theo <i>lồi, theo mùa. Ví dā, phenolic trong Ascophyllum á mąc tái thiểu (∼9310% </i>

tráng l°ÿng khô) trong thßi kỳ quÁ rāng nhiều nh¿t (tháng 5) và đ¿t mąc tái đa (∼123 14%) trong <mùa đông= [7].

Trong rong biển nâu, phlorotannin là nhóm các hÿp ch¿t phenolic chính. Phlorotannin là những thành phÁn cực kỳ °a n°ớc với nhiều kích th°ớc phân tử từ 126

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

kDa đÁn 650 kDa [8]. Rong nâu chąa nhiều lo¿i phlorotannin khác nhau nh° fucoll, phlorethol, fucophlorethol, fuhalol, phlorotannin halogen hóa và sulfit hóa [50,52].

Phlorotannin sá hữu mßt sá đặc tính ho¿t đßng sinh hác, bao gßm ąc chÁ antiplasmin, giÁi đßc kim lo¿i nặng, tác dāng kháng khuẩn, cháng tia cực tím và hóa trß ngăn ngừa các yÁu tá nguy c¢ m¿ch máu. Cũng có báo cáo rằng phlorotannin đã kéo dài thßi gian cÁm ąng trong q trình oxy hóa methyl ³-linolenate [53-59]. Có thể nhÁn th¿y phlorotannins là hÿp ch¿t cháng oxy hóa tự nhiên trong rong nâu, có khÁ năng cháng l¿i sự thối hóa do oxy hóa cũng nh° ngăn ngừa và/hoặc điều trß các bßnh liên quan đÁn gác tự do.

Phlorotannin có có nhiều tác dāng nh° cháng tiểu đ°ßng, cháng oxy hóa, cháng tăng sinh, cháng HIV và bÁo vß da, cháng phóng x¿ và cháng dß ąng. Các lồi Ecklonia khác nhau cho th¿y các đặc tính nêu trên do sự hißn dißn căa các hÿp ch¿t phlorotannin khác nhau nh° fucodiphlorethol G, phloroglucinol, eckol, dieckol và phlorofucofuroeckol A. Rong nâu ăn đ°ÿc Eisenia arborea đã đ°ÿc sử dāng trong y hác dân gian và cho th¿y tác dāng cháng dß ąng nhß hÿp ch¿t phlorofucofuroeckol B. Himanthalia elongate cho th¿y tác dāng cháng vi khuẩn và cháng oxy hóa cao, do sự hißn dißn căa phloroglucinol [8].

<i>Hknh 1.6. Cấu trúc hóa học của một số lo¿i phlorotannin 1.1.3.4. Một số thành phần khác </i>

Mannitol là mßt lo¿i r°ÿu đ°ßng quan tráng hißn dißn trong nhiều lồi rong

<i>nâu, đặc bißt là á Laminaria và Ecklonia. Hàm l°ÿng mannitol chiÁm 5-30% trong </i>

rong nâu và có thể dao đßng theo mùa rßng, thay đái theo mơi tr°ßng. Mannitol đ°ÿc ąng dāng đa d¿ng trong d°ÿc phẩm, sÁn xu¿t kẹo cao su, trong cụng nghiòp sÂn v vecni, sn xut da và gi¿y, trong cơng nghißp ch¿t dẻo và sÁn xu¿t ch¿t ná [26].

Thành phÁn và hàm l°ÿng protein căa rong biển thay đái theo lồi, nh°ng nhìn chung hàm l°ÿng căa rong nâu là th¿p (trung bình 5-15% tráng l°ÿng khô) [7]. HÁu

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

hÁt rong biển chąa t¿t cÁ các axit amin thiÁt yÁu và là ngn giàu axit amin có tính axit, axit aspartic và axit glutamic [27]. Protein rong nâu cũng là mßt ngußn giàu threonine, valine, leucine, lysine, glycine và alanine, với các axit amin nh° cysteine, methionine, histidine, tryptophan và tyrosine đ°ÿc ghi nhÁn á mąc th¿p hÂn [29, 30].

<i><b>1.2.1. Cơng nghệ truyền thống </b></i>

Alginate đ°ÿc chiÁt xu¿t theo nhiều cách khác nhau tùy thc vào ąng dāng, nh°ng quy trình đ°ÿc sử dāng phá biÁn nh¿t là quy trình đ°ÿc mơ tÁ bái Calumpong et al. (1999), dựa trên vißc chiÁt xu¿t alginate d°ới d¿ng natri alginate. Ph°¢ng pháp này dựa trên vißc chuyển đái các alginate canxi và magie khơng hịa tan có trong thành tÁ bào rong nâu thành các alginate natri hịa tan và sau đó đ°ÿc thu hßi d°ới d¿ng axit alginic hoặc canxi alginate. Q trình này đ°ÿc thực hißn bằng cách bá sung tuÁn tự axit, r°ÿu và natri cacbonat sau đó tách rắn/lßng, kÁt tăa và làm khơ [63, 64].

ChiÁt xu¿t alginate từ rong biển gßm nhiều giai đo¿n. Rong biển t°¢i đ°ÿc rửa s¿ch, ph¢i khơ và xay thành bßt. Sau đó, sinh khái rong biển đ°ÿc ngâm trong n°ớc để bù n°ớc, trong đó các hóa ch¿t khác nhau đ°ÿc thêm vào để lo¿i bß các hÿp ch¿t khơng mong mn trong rong biển. Sau đó, tiền xử lý bằng axit hoặc kiềm đ°ÿc áp dāng để phá vỡ thành tÁ bào thực vÁt, tiÁp theo là quá trình chiÁt xu¿t natri cacbonat để thu đ°ÿc alginate hòa tan trong n°ớc từ nền sinh khái rong biển. Có ba con đ°ßng kÁt tăa để thu hßi alginate từ dung dßch, đó là con đ°ßng natri alginate, con đ°ßng canxi alginate và con đ°ßng axit alginic, với sÁn phẩm cuái cùng th°ßng đ°ÿc phân lÁp á d¿ng natri alginate [65].

Theo Ph¿m Quác Long và cs (2009), có hai cách thu hßi alginate: Cách thą nh¿t là thêm axit để t¿o thành gel axit alginic không tan trong n°ớc và tách nó d°ới d¿ng rắn ra khßi n°ớc. Sau đó bá sung cßn vào axit alginic, tiÁp theo là cacbonate natri để chuyển hóa axit alginic về alginate natri. Cách thą 2 là thêm vào dung dßch chiÁt ban đÁu mßt muái canxi, t¿o thành gel alginate canxi với mßt kÁt c¿u d¿ng sÿi, khơng hịa tan trong n°ớc và có thể tách ra khßi chúng. Sau đó thêm axit vào để chuyển hóa thành alginic axit. Axit alginic d¿ng sÿi này đ°ÿc tách ra r¿t dë và đặt vào trong mßt máy trßn hình cÁu với cßn và natri cacbonat đ°ÿc đ°a từ từ vào bßt nhão cho đÁn khi t¿t cÁ axit alginic đ°ÿc chuyển hóa về alginate natri, bßt alginate natri đơi khi cịn đ°ÿc ép thành những viên nhß sau đó s¿y và nghiền mßn [66].

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<i>BÁng 1.1. Một số quy trknh chiết alginate thông thường [64,65] </i> trong CaCl<small>2</small> 1%, 18 giß (tỉ lß 1:15 w/v) - Sau đó, bá sung vào phÁn ch¿t rắn

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<i>Sargassum duplicatum, Sargassum crassifolium </i>

- Rửa s¿ch và ngâm các mÁnh lá rong trong n°ớc cho đÁn khi chúng ná ra rßi ngâm trong HCl 0,3% trong 1 giß - ChiÁt xu¿t: các mÁnh rong đ°ÿc rửa

- Axit hóa bằng HCl 6N (pH =3), thu kÁt tăa bằng ly tâm và huyền phù trong n°ớc c¿t

- Bá sung NaOH 1M (pH 10) 3 kÁt tăa natri alginate với etanol khi có mặt NaCl và rửa bằng h÷n hÿp etanol/n°ớc

Khi khơng có EDTA, năng su¿t alginate th¿p

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

ChiÁt dung mơi rắn-lßng là ph°¢ng pháp truyền tháng đ°ÿc sử dāng nhiều nh¿t để chiÁt các hÿp ch¿t phenolic. Quá trình này gßm 5 giai đo¿n liên tāc: (1) dung mơi đ°ÿc ngâm vào gian bào m¿u; (2) dung mơi hịa tan ch¿t māc tiêu; (3) ch¿t tan đ°ÿc chiÁt từ sÁn phẩm māc tiêu lên bề mặt căa gian bào; (4) ch¿t tan đ°ÿc chuyển từ bề mặt ngồi căa gian bào sang mơi tr°ßng dung mơi; (5) gian bào m¿u (phÁn rắn) đ°ÿc tách ra và dung dßch với các hÿp ch¿t mong muán đ°ÿc thu thÁp. Hißu quÁ chiÁt phā thußc vào khÁ năng hồ tan căa các ch¿t māc tiêu trong dung mơi sử dāng. Các lo¿i dung mơi th°ßng đ°ÿc sử dāng để chiÁt từ rong nâu là etanol, axeton, metanol hoặc dung dßch n°ớc căa chúng.

Chew và cßng sự [107] đã báo cáo hàm l°ÿng các hÿp ch¿t phenolic trong chiÁt xu¿t metanol (MeOH) và trong h÷n hÿp metanol-n°ớc (20% và 50%) căa

<i>Padina antillarum. Hàm l°ÿng cao nh¿t thu đ°ÿc trong MeOH 50% trong khi hàm </i>

l°ÿng th¿p h¢n 2 lÁn thu đ°ÿc trong chiÁt xu¿t metanol nguyên ch¿t (100%). López và cßng sự [108] đã báo cáo kÁt quÁ hoàn toàn trái ng°ÿc đái với chiÁt xu¿t từ

<i>Halopteris scoparia, trong đó sÁn l°ÿng phenolics cao nh¿t đ°ÿc phát hißn trong chiÁt </i>

xu¿t MeOH và th¿p nh¿t trong h÷n hÿp MeOH-n°ớc 50%. Otero et al [109] cũng báo cáo hàm l°ÿng phenolic cao h¢n (hÂn 2 ln) trong hữn hp etanol-nc (50%) so vi chỉ trong etanol, giáng nh° Machu et al. [110] trong chiÁt xu¿t MeOH 80% căa

<i>Undaria pinnatifida, trong đó hàm l°ÿng thÁm chí cao g¿p 4,5 lÁn so với chiÁt xu¿t </i>

MeOH nguyên ch¿t. Mặt khác, Del Pilar Sánchez-Camargo et al. [111] đã nghiên cąu d<i>ßch chiÁt Sargassum muticum trong n°ớc, etanol (EtOH) và EtOH 50% theo cùng </i>

mßt quy trình á nhißt đß khác nhau, hàm l°ÿng phenolic cao nh¿t đ°ÿc với dßch chiÁt EtOH, th¿p nh¿t trong dßch chiÁt n°ớc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Với nghiên cąu thực hißn bái Airanthi et al. [112], hàm l°ÿng phenolic căa

<i>Eisenia bicyclis, Kjellmaniella crassifolia và Alaria crassifolia thu đ°ÿc bằng cách </i>

sử dāng dung môi khác nhau trên 100 g rong biển khô cho th¿y hàm l°ÿng phenolics cao nh¿t với dung môi metanol (từ 72 đÁn 87 mg PCE/100 g). KÁt quÁ này cho th¿y mái t°¢ng quan với đặc tính cháng oxy hóa đã thử nghißm.

<i>BÁng 1.2. Chiết phenolic từ rong nâu theo phương pháp thông thường [106, 113] </i>

Điều kiòn 2: rong/hữn hp 30% methanol-1% acetic acid là 1:100;

Điều kißn 1: rong:n°ớc là 1:20, lắc

24 giß, nhißt đß phịng <sup>Điều kißn 1: 138 mg </sup>PGE/g

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

Điều kißn 2: rong:aceton70% là

1:20, lắc 24 giß, nhißt đß phịng <sup>Điều kißn 2: 159 mg </sup>PGE/g Các kỹ thuÁt chiÁt xu¿t fucoidan truyền tháng (sử dāng n°ớc nóng, dung dßch axit lỗng hoặc dung mơi hữu c¢) dựa trên khÁ năng hòa tan căa polysacarit thành tÁ bào trong các điều kißn khác nhau. Vißc chiÁt xu¿t fucoidan th°ßng đ°ÿc thực hißn bằng cách xử lý nguyên lißu rong bằng n°ớc nóng hoặc dung dßch axit (HCl) á nhißt đß từ 703100 ◦C, qua nhiều b°ớc và trong vi giò. CaCl<small>2</small> cú th c thờm vo hữn hÿp để ngăn chặn sự giÁi phóng alginate. ChiÁt xu¿t thu đ°ÿc sau đó đ°ÿc phân tách thơng qua q trình kÁt tăa trong dung mơi hữu c¢ nh° etanol [76].

ChiÁt th°ßng với n°ớc nóng (803100 ◦C) đ°ÿc sử dāng để chiÁt xu¿t

<i>polysacharide sunfat hòa tan trong n°ớc từ Sargassum henslowianum và Dictyopteris divaricate. Tuy nhiên, ph°¢ng pháp này khơng đă chán lác vì t¿t cÁ các lo¿i </i>

polysacharide (fucoidan, alginate và laminarin) và các hÿp ch¿t hòa tan trong n°ớc khác từ m¿u rong biển cũng có thể đ°ÿc chiÁt xu¿t. Do đó, cÁn có nhiều b°ớc phân lp hÂn tng ò tinh khit ca phõn on vi polysacarit ớch. HÂn na, ci thiòn năng su¿t chiÁt xu¿t, vißc sử dāng dung dßch HCl 0,1 M đã đ°ÿc chąng minh là có hißu q vì nó cho phép thăy phân thành tÁ bào và t¿o điều kißn chiÁt xu¿t fucoidan và laminarin từ nền. Ngoài ra, axit chuyển đái alginate thành axit alginic-khơng tan trong n°ớc và này đ°ÿc lo¿i bß cùng với cặn rong biển rắn, t¿o ra phÁn fucoidan tÂng ỏi tinh khit [74].

loi bò hiòu q alginate có trong vách tÁ bào rong nâu, ng°ßi ta th°ßng sử dāng dung dßch canxi clorua (CaCl<small>2</small>) 2%. Vì chỉ có mi natri là tan trong n°ớc, nên dung dßch CaCl<small>2</small>cho phép chiÁt xu¿t và hịa tan fucoidan và natri alginate, đßng thßi khu¿y trßn cÂ hỏc v nhiòt ò cao cng giỳp tng còng quá trình chiÁt xu¿t. Tuy nhiên, khi natri alginate tiÁp xúc với các ion canxi, chúng s¿ thay thÁ các ion natri trong polymer và canxi alginate rắn đ°ÿc hình thành. Nó khơng hịa tan trong n°ớc, có thể dë dàng tách ra và để l¿i fucoidan t°¢ng đái tinh khiÁt trong chiÁt xu¿t.

January et al. đã sử dāng cÁ ba dung môi (muái - CaCl<small>2</small>, axit và n°ớc) để chiÁt xu¿t fucoidan từ Ecklonia maxima, Laminaria pallida và Splachnidium rugosum. KÁt quÁ căa há cho th¿y rằng chiÁt bằng n°ớc nóng thơng th°ßng (HWE) d¿n đÁn nßng đß L-fucose cao nh¿t trong khi chiÁt bằng axit d¿n đÁn hàm l°ÿng sunfat và axit

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

uronic cao nh¿t [77]. Ng°ÿc l¿i, trong khi nghiên cąu chiÁt xu¿t fucoidan từ

<i>Sargassum fusiforme</i>, Liu et al. [78] đã đ¿t đ°ÿc hàm l°ÿng sunfat và axit uronic th¿p nh¿t bằng cách sử dāng axit làm dung mơi. H¢n nữa, há đã đ¿t đ°ÿc hißu su¿t fucoidan cao nh¿t với dung môi là axit (11,24%) và th¿p nh¿t với ph°¢ng pháp CaCl<small>2</small>

(3,94%). Khái l°ÿng phân tử (MW) căa fucoidan đ°ÿc chiÁt bằng axit th¿p h¢n đáng kể, trong khi chiÁt bằng axit và muái đã lo¿i bß gÁn nh° t¿t cÁ protein cho thy ò tinh khit cao hÂn ca chit xu¿t thu đ°ÿc. Các ho¿t đßng thu dán gác tự do và DPPH cao h¢n nhiều đái với fucoidan chiÁt xu¿t bằng n°ớc và muái so với fucoidan chiÁt bằng axit, điều này có sự t°¢ng quan thuÁn với hàm l°ÿng axit uronic, MW và thành phÁn monosacarit (glucose + galactose).

<i>BÁng 1.3. Một số quy trknh chiết fucoidan truyền thống [74] </i>

<i>henslowianum </i>

- Tin x lý: EtOH 95%; 2 ì 12 giò - Chit: H<small>2</small>O; 3 ì 2 giò; gia nhiòt hòi l°u

- Tinh s¿ch: KÁt tăa bằng EtOH; lác màng (4:2:1); qua đêm; nhißt đß phịng

+ ChiÁt bằng CaCl<small>2</small> 2%; 5 giß; 85<small>o</small>C

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

Rong biển t°¢i đ°ÿc °u tiên sử dāng để chiÁt xu¿t fucoxanthin thay vì sử dāng rong khơ. Các b°ớc tiền xử lý đ°ÿc sử dāng để cÁi thißn hißu quÁ chiÁt xu¿t fucoxanthin t rong bin. Cỏc phÂng phỏp x lý nhiòt cú chc nng hữ tr gii phúng fucoxanthin khòi cỏc liên kÁt protein, vơ hißu hóa các enzyme oxidase nßi sinh (nh° peroxidase và polyphenol oxidase) làm phân hăy fucoxanthin, thay đái c¿u trúc căa thành tÁ bào rong biển, thúc đẩy tính th¿m căa nó và nâng cao tác đß khch tán căa dung mơi. ChÁn ¿m (40 ◦C) và nóng (603100 ◦C) trong 10320 phút đã chąng minh khÁ năng nâng cao hißu quÁ chiÁt xu¿t fucoxanthin từ Laminaria sp., Sargassum

<i>fusiforme, Sargassum ilicifolium và U. pinnatifida [125-127]. Sau khi xử lý, rong biển </i>

đ°ÿc tiÁn hành chiÁt fucoxanthin bằng nhiều ph°¢ng pháp khác nhau.

ChiÁt xu¿t dung môi thơng th°ßng đ°ÿc sử dāng phá biÁn để chiÁt xu¿t fucoxanthin từ rong biển do đ¢n giÁn, khơng tán kộm. Dung mụi hu cÂ thòng c s dng là acetone, chloroform, ethanol, metanol và ethyl acetate hoặc kÁt hÿp các dung môi này [128]. Dung môi khuÁch tán qua thành và màng tÁ bào, sau đó hịa tan các phân tử fucoxanthin nßi bào. C¿u trúc hóa hác, hằng sá đißn mơi và chỉ sá phân cực căa dung mơi hữu c¢ là những thơng sá chính Ánh h°áng đÁn khÁ năng hịa tan căa các thành phÁn [129].

Các kỹ thuÁt chiÁt dung mơi thơng th°ßng bao gßm ngâm chiÁt (ngâm nóng và l¿nh), chiÁt ng°ÿc dòng và chiÁt Soxhlet. Kỹ thuÁt ngâm chiÁt là chiÁt xu¿t rắn/lßng đ°ÿc nghiên cąu với các thơng sá khác nhau nh° tỷ lß ngun lißu:dung mơi, phÁn trăm dung mơi, thßi gian, nhißt đß... Tỷ lß ngun lißu: dung mơi đ°ÿc nghiên cąu trong ph¿m vi rßng từ 1:10 đÁn 1:500 để tái °u hóa quy trình chiÁt xu¿t. Nhißt đß đ°ÿc kiểm sốt đã thử nghißm cho ngâm chiÁt nằm trong khoÁng từ 4 ◦C đÁn 65 ◦C hoặc trong bể n°ớc đá hoặc á nhißt đß phịng, trong khi thßi gian đánh giá nằm trong khoÁng từ 15 phút đÁn 96 giß. Vißc lựa chán dung môi để chiÁt fucoxanthin s¿ quyÁt đßnh hißu quÁ căa quá trình chiÁt [130]. Trong nghiên cąu chiÁt xu¿t fucoxanthin từ S. siliquosum và S. polycystum, dung môi tát nh¿t là MeOH. Trong nghiên cąu này, các điều kißn tát nh¿t đ¿t đ°ÿc á 30 phút và nhißt đß 45 ◦C với tỷ lß dung <i>mơi/ch¿t rắn là 5 mL/g. Hàm l°ÿng fucoxanthin thu đ°ÿc đái với S. siliquosum </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<i>và S. polycystum lÁn l°ÿt là 491,47 và 449,90 µg/g tráng l°ÿng khơ (DW) khi sử dāng </i>

EtOH và 706,98 và 521,34 µg/g DW đái với MeOH [131]. Kỹ thuÁt chiÁt Soxhlet với ąng dāng nhißt cung c¿p giÁi pháp thay thÁ cho ngâm chiÁt với mąc tiêu thā dung mơi th¿p h¢n vì nó cho phép tái tuÁn hoàn. Nghiên cąu gÁn đây cho th¿y hißu su¿t chi<i>Át đái với rong Saccharina japonica là 0,45 mg/g, sử dāng n-hexane làm dung môi á 40 ◦C trong 16 giß [132]. Mßt nghiên cąu khác với Undaria pinnatifida cho th¿y </i>

điều kißn tát nh¿t chiÁt soxhlet là 12 giß á 78 ◦C với EtOH d¿n n hiòu sut 50 àg/g [133].

K thut chit xu¿t truyền tháng sử dāng l°ÿng lớn dung mơi, thßi gian kéo dài (lên đÁn 24 giß) cũng nh° nhu cÁu chiÁt xu¿t lặp l¿i. Ngồi ra, thßi gian chiÁt xu¿t dài có thể Ánh h°áng đÁn ch¿t l°ÿng căa fucoxanthin. Vißc thu hßi, xử lý dung mơi đã qua sử dāng yêu cÁu chi phí cao.

<i>1.2.2.1. Chiết xuất có hỗ trợ siêu âm (UAE) </i>

Đây là kỹ thuÁt chiÁt xu¿t với yêu cÁu l°ÿng dung môi th¿p, thân thißn với mơi tr°ßng, xử lý dë dàng và tác đß chiÁt xu¿t nhanh. Nó có thể đ°ÿc sử dāng kÁt hÿp với các kỹ thuÁt chiÁt xu¿t khụng thụng thòng khỏc. Hiòu qu ca phÂng phỏp ny dựa trên nhiều yÁu tá khác nhau nh° nhißt đß, thßi gian chiÁt xu¿t, cơng su¿t siêu âm,....

<i>Youssouf và cßng sự (2017) đã nghiên cąu chiÁt xu¿t alginate từ Sargassum binderi và Turbinaria ornate với vißc bá sung xử lý siêu âm á pH, tỷ lß n¿p ch¿t rắn và thßi </i>

gian chiÁt xu¿t khác nhau [67]. à điều kißn tái °u (pH=12, sử dāng Na<small>2</small>CO<small>3</small>, tỷ lß rong/n°ớc=10g/L, với siêu âm á 25 kHz, 150 W trong 40 phút), hißu su¿t chiÁt xu¿t alginate đ¿t 54,06%. Có thể th¿y, thßi gian chiÁt xu¿t alginate đã giÁm đáng kể 3 từ khoÁng 2 giß đái vi phÂng phỏp thụng thòng xuỏng cũn 15330 phỳt vi sự h÷ trÿ căa siêu âm.

UAE đ°ÿc sử dāng rßng rãi trong chiÁt xu¿t polyphenol do tiêu thā năng l°ÿng và dung môi th¿p. UAE thực hißn tát vißc chiÁt xu¿t polyphenol từ các lo¿i thực vÁt khác nhau cũng nh° phlorotannins từ rong nâu. ThiÁt bß căa UAE có thể là bể siêu âm (siêu âm gián tiÁp) hoặc đÁu dò siêu âm (siêu âm trực tiÁp). Theo V. Ummat và cßng sự, so với chiÁt dung môi truyền tháng, các điều kißn UAE đ°ÿc tái °u hóa (35 kHz, 30 phút và 50% ethanol) có thể tăng năng su¿t chiÁt xu¿t căa t¿t cÁ các lo¿i rong biển đ°ÿc nghiên cąu từ 1,5 lÁn lên 2,2 lÁn [116]. Kadam et al. [117] báo cáo sÁn

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<i>l°ÿng phenolic cao h¢n trong chiÁt xu¿t Ascophyllum nodosium và Laminaria hyperborea </i>thu đ°ÿc từ UAE so với chiÁt xu¿t thơng th°ßng.

Tuy nhiên, có báo cáo rằng UAE s¿ làm cho mßt sá ch¿t phenolic bß phân hăy trong quá trình chiÁt xu¿t và t¿o ra các gác hydroxyl ho¿t tính cao trong bong bóng. Mặc dù các gác tự do t¿o ra trong bong bóng t¿o bát trong q trình UAE, nh°ng điều kißn vÁn hành nhẹ nhàng th°ßng đ°ÿc sử dāng á UAE s¿ đÁm bÁo khơng có thay đái lớn đ°ÿc t¿o ra đái với c¿u trúc, chąc năng căa phÁn lớn ho¿t ch¿t sinh hác đ°ÿc chiÁt xu¿t. T¿i UAE, hiòn tng xõm thc, nhiòt v cÂ hỏc cú tỏc òng ỏng k n quỏ trỡnh chit. HÂn na, vißc sử dāng UAE với quy mơ cơng nghißp là phự hp do s tiòn li ca phÂng phỏp chiÁt xu¿t này [113].

UAE có thể kÁt hÿp với các cơng nghß phi truyền tháng khác nh° xử lý enzym hoặc MAE [74]. Quá trình chiÁt xu¿t fucoidan bằng siêu âm từ ngun lißu thơ đ°ÿc thực hißn d°ới Ánh h°áng căa siêu âm tÁn sá th¿p với thßi gian ngắn, có thể trong mơi tr°ßng axit hóa. Ngồi ra, n°ớc và cßn cũng có thể đ°ÿc sử dāng làm mơi tr°ßng xử lý.Sự xâm thực âm thanh á UAE t¿o ra các lực vÁt lý nh° lực cắt, sóng xung kích, tia cực nhß và dịng âm thanh, gây ra sự phá vỡ thành tÁ bào, giÁm kích th°ớc h¿t và tiÁp xúc tát h¢n giữa dung mơi và hÿp ch¿t māc tiêu. H¢n nữa, siêu âm gây ra sự hình thành và sāp đá nhanh chóng căa bong bóng t¿o bát trong mơi tr°ßng ch¿t lßng đ°ÿc xử lý, d¿n đÁn ąng su¿t m¿nh và sự phân tách chuữi khụng th o ngc [74,86].

Wan v còng s (2015) đã áp dāng thiÁt kÁ Box3Behnken (BBD) kÁt hÿp với

<i>RSM để tái °u hóa chiÁt xu¿t siêu âm cho polysacarit từ L. japonica. Các điều kißn </i>

tái °u hóa thu đ°ÿc là thßi gian chiÁt á 54 phút, cơng su¿t siêu âm á 1050 W, nhißt đß chiÁt á 80°C, tỷ lß ngun lißu : dung mơi là 1:50 (g/ ml). So với chiÁt truyền tháng sử dāng n°ớc núng, chit siờu õm cú thòi gian ngn hÂn, hiòu quÁ h¢n [87].

Xử lý Sargassum muticum trong n°ớc bằng sóng siêu âm á tÁn sá 40 kHz, với công su¿t 150 W trong 5330 phút á 25°C d¿n đÁn vißc sÁn xu¿t fucoidan với năng su¿t cao (147,6 ±8,0 g/kg ngun lißu thơ ) [88]. Về đặc điểm c¿u trúc, fucoidan đ°ÿc phân lÁp bằng siêu âm có hàm l°ÿng fucose th¿p h¢n [89]. Fucoidan thu đ°ÿc bằng cách chiÁt siêu âm từ Nizamuddinia zanardinii spp. á tỷ lß n°ớc/ngun lißu thơ là 80:1 (cơng su¿t 196 W, nhißt đß chiÁt xu¿t 70°C trong 58 phút) ąc chÁ hißu quÁ sự phát triển căa tÁ bào ung th° HeLa (62,36%) và HepG2 (56,83%) [90].

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

Trong nghiên cąu căa Okolie và cßng sự, chiÁt siêu âm á tÁn sá 20 kHz trong 35 phút với mơi tr°ßng n°ớc chąa HCl 0,01 M, sau đó là xử lý dßch chiÁt với 2% (w/v) CaCl<small>2</small> và 4 lÁn thể tích ethanol 95% [84]. Fucoidan thu đ°ÿc từ Ascophyllum

<i>nodosum spp. cho thy mòt hot òng prebiotic cao tÂng t nh° inulin prebiotic tiêu </i>

chuẩn. Vißc bá sung chiÁt xu¿t fucoidan vào canh thang MRS (de Man, Rogosa và Sharpe), nßng đß cuái cùng là 0,1 và 0,5% đã cÁi thißn sự phát triển căa Lactobacillus

<i>delbrueckii subsp. Bulgaricus [84]. Khi sử dāng cßn làm dung mơi chiÁt siêu âm, </i>

hißu su¿t thu fucoidan tăng 16,8% so với sử dāng n°ớc nóng. Bằng cách này, fucoidan

<i>thu đ°ÿc từ Sargassum mcclurei với tỷ lß dung mơi/rong là 24:1, thßi gian chiÁt xu¿t </i>

là 49 phút á 54°C, với công su¿t siêu âm là 360 W [91].

TiÁp xúc với siêu âm cũng đ°ÿc biÁt là d¿n đÁn sự gia tăng ho¿t đßng căa enzyme khi đ°ÿc kÁt hÿp cùng nhau. Ph°¢ng pháp chiÁt siêu âm - enzyme cho phép thu đ°ÿc polysacarit có tráng l°ÿng phân tử th¿p h¢n, sÁn l°ÿng fucoidan cao h¢n so với ph°¢ng pháp siêu âm (từ 3,6% đÁn 7,87%) [92]. Tráng l°ÿng phân tử trung bình căa fucoidan phân lÁp bằng ph°¢ng pháp siêu âm là 1020,85 kDa và siêu âm- enzyme là 443,70 kDa [92].

ChiÁt siêu âm có thể đ°ÿc kÁt hp vi cỏc tỏc òng cÂ hỏc khỏc ngoi cỏc tác nhân hóa hác. Ví dā, kÁt hÿp giữa sóng siêu âm (200 W, 20 kHz, 55°C) và vi sóng (700 W, 90°C) d¿n đÁn sự gia tăng hàm l°ÿng fucoidan sulfat lên 27,16% [83].

UAE đ°ÿc sử dāng phá biÁn để chiÁt xu¿t các lo¿i caroten và các ho¿t tính sinh hác có giá trß cao (ví dā: lutein, astaxanthin, canthaxanthin, b-caroten, axit docosahexaenoic, axit eicosapentaenoic) từ nguyên lißu phąc hÿp [134]. UAE cũng

<i>đ°ÿc dùng để chiÁt xu¿t fucoxanthin từ Padina tetrastromatica. Điều kißn tái °u hóa </i>

đái với nßng đß dung mơi, nhißt đß và thßi gian lÁn l°ÿt là EtOH 80%, 50 ◦C và 30 phút. T¿i điều kißn ny thu c 750 àg/g DW fucoxanthin, cao hÂn so với hàm l°ÿng fucoxanthin thu đ°ÿc bằng ph°¢ng pháp chiÁt xu¿t thơng th°ßng [135].

Eom và các cßng są đã thực hißn chiÁt xu¿t bào tử á quy mơ pilot (20 L, tái

<i>đa 60 L), bao gßm polysacarit và fucoxanthin từ U. pinnatifida bằng cách sử dāng </i>

UAE tn hồn và so sánh hißu su¿t với chiÁt xu¿t axit thơng th°ßng và UAE á quy mơ phịng thí nghißm (1 L) [136]. UAE á quy mơ pilot đ°ÿc thực hißn với n°ớc làm dung mơi trong các điều kißn 960 W, biên đß 80%, 20 kHz, 30 ◦C và 3 giß, trong khi UAE á quy mơ phịng thí nghißm đ°ÿc thực hißn với HCl 0,1 M làm dung môi á các

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

điều kißn 800 W, biên đß 80%, xung 20 giây bÁt/20 giây tắt, 25 ◦C và 6 giß. Đái với chiÁt axit thơng th°ßng, tr°ớc tiên, m¿u đ°ÿc xử lý tr°ớc bằng etanol 85% với tỷ lß rắn lßng = 1:100, 70 ◦C và trong 2 giß để lo¿i bß lipid và sắc tá, sau đó kÁt tăa đ°ÿc chiÁt xu¿t bằng HCl 0,1 M á nhißt đß phịng trong 3 giß . CÁ quy trình chiÁt axit thơng th°ßng và quy mơ phịng thí nghißm căa UAE đều u cÁu các b°ớc trung hòa tr°ớc khi tinh chÁ tiÁp theo. UAE quy mô pilot đ¿t năng su¿t cao nh¿t là 53% so với 24,7% và 33% căa quy trình chiÁt xu¿t axit thơng th°ßng và quy mơ phịng thí nghißm căa UAE với các °u điểm bá sung là lo¿i bß b°ớc tiền xử lý lo¿i bß lipid và sắc tá, quy trình trung hịa và quy trình thẩm tách. Đây là mßt trong những báo cáo đÁu tiên về UAE quy mô pilot căa fucoxanthin, tuy nhiên, thòi gian chit (tớnh theo giò) di hÂn ỏng kể so với các tài lißu khác (tính theo phút).

<i>1.2.2.2. Chiết xuất có hỗ trợ enzyme (EAE) </i>

ChiÁt xu¿t polysacarit bằng ph°¢ng pháp EAE ngày càng đ°ÿc chú ý do đặc điểm thân thißn với mơi tr°ßng, khơng đßc h¿i và nhanh chóng. Enzyme có phÁn ąng đặc hißu với mßt ch¿t nền cā thể hoặc mßt nhóm ch¿t nền và giúp giữ cho các ch¿t māc tiêu khơng bß Ánh h°áng trong gian bào sinh khái. Cellulase và protease (ví dā: Alcalase) đ°ÿc sử dāng phá biÁn để chiÁt xu¿t alginate (cũng nh° polysacarit khác) từ rong nâu, t°¢ng ąng nhắm vào cellulose và protein. Borazjani và cßng sự (2017)

<i>đã thực hiòn chit alginate t Sargassum angustifolium vi s hữ tr ca enzyme [70]. </i>

Ngòi ta kt lun rng phÂng phỏp tiền xử lý bằng enzym alcalase (ِ 5% w/w, pH 8, 50 °C, 24 h) hoặc cellulase (5% w/w, pH 4.5, 50 °C, 24 h) làm giÁm đáng kể hàm l°ÿng protein và polyphenol trong sÁn phẩm alginate so với ph°¢ng pháp tiền xử lý bằng axit loãng (HCl 0,1 M, pH 2, 65 °C, 3h, 3 lÁn). Tuy nhiên, tráng l°ÿng phân tử căa alginate thu đ°ÿc từ quy trình có sự h÷ trÿ căa enzyme đã giÁm từ 557 kDa xuáng 356 kDa. GÁn đây, Okolie và cßng sự (2020) đã so sánh UAE, MAE và EAE với quy

<i>trình chiÁt xu¿t alginate thụng thòng t Ascophyllum nodosum. Chit xut vi s hữ </i>

trÿ căa enzyme cho năng su¿t cao nh¿t, nh°ng không có khác bißt đáng kể về tỷ lß M/G căa sÁn phẩm [71]. Nhìn chung, do chi phí cao căa enzyme, lÿi ích căa EAE khơng hąa hẹn đái với vißc sÁn xu¿t alginate, mặc dù quy trình EAE có thể đ°ÿc tái °u hóa h¢n nữa.

Enzyme có thể đ°ÿc sử dāng để thúc đẩy quá trình phá vỡ thành tÁ bào và quá trình chiÁt xu¿t sử dāng enzyme là mßt kỹ thuÁt thuÁn lÿi do tính chán lác đái với các

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

hÿp ch¿t māc tiêu, điều này r¿t quan tráng đái với các ch¿t bß phân huỷ và khơng ỏn ònh. So vi cỏc phÂng phỏp thụng thòng, EAE có thể thu đ°ÿc các ch¿t có ho¿t tính cháng oxy hóa cao h¢n [118]. EAE có khÁ năng chiÁt xu¿t hißu quÁ ho¿t ch¿t sinh hác, õy l phÂng phỏp <xanh=, khụng òc hi, cú th sử dāng để sÁn xu¿t thực phẩm quy

<i>mô lớn (sử dāng enzyme c¿p thực phẩm) [113]. ChiÁt xu¿t từ rong biển nâu Ecklonia cava thu đ°ÿc sÁn l°ÿng polyphenol là 20% với enzyme Celluclast (Novo Nordisk, </i>

Bagsvaerd, Đan M¿ch) [119]. Khi so sánh các enzyme đ°ÿc thử nghißm trong tài lißu khoa hác, viscozyme và alcalase là hißu quÁ nh¿t để chiÁt xu¿t l°ÿng polyphenol cao từ các lồi rong nâu theo các quy trình EAE [113, 120, 121]. Ngồi ra, sự hißp đßng chiÁt xu¿t căa hai enzyme cũng đã đ°ÿc quan tâm trong mßt sá nghiên cąu và có thể đ°ÿc nghiên cąu nhiu hÂn trong tÂng lai [113, 122].

Enzyme hữ trÿ quá trình phân hăy polysacarit căa thành tÁ bào đ°ÿc sử dāng rßng rãi để cÁi thißn hißu quÁ chiÁt xu¿t đái với các hÿp ch¿t có ho¿t tính sinh hác. EAE cho năng su¿t chiÁt xu¿t cao hÂn, iu kiòn ờm dòu hÂn, tiờu th nng lng thp hÂn v thu hòi Ân gin hÂn với vißc sử dāng dung mơi giÁm so với chiÁt thơng th°ßn. Thành tÁ bào rong biển khơng đßng nh¿t về mặt hóa hác và c¿u trúc nên vißc s dng hữn hp enzyme c xỏc ònh rừ là cÁn thiÁt. H¢n nữa fucoidan đ°ÿc liên kÁt chặt ch¿ với cellulose và protein, làm h¿n chÁ khÁ năng chiÁt xu¿t căa chúng bằng hóa ch¿t, nên quá trình thăy phân căa chúng bằng các enzyme thăy phân carbohydrate và protease có bán trên thß tr°ßng có thể t¿o điều kißn làm suy u phąc hÿp thành tÁ bào và giÁi phóng ch¿t māc tiêu mà khơng bß phân hăy đáng kể. Mßt sá enzym có sẵn trên thß tr°ßng và th°ßng đ°ÿc sử dāng là: Alcalase, Viscozyme, Celluclast, AMG, Termamyl và Ultraflo. Ngồi lo¿i enzyme, các thơng sá quy trình khác (nhißt đß, thßi gian, pH, nßng đß và tỷ lß enzyme trên m¿u...) đều r¿t quan tráng đái với quy trình chiÁt xu¿t và cÁn đ°ÿc tái °u hóa.

KÁt quÁ đ°ÿc chąng minh bái Alboofetileh et al. [93] cho th¿y Alcalase phá vỡ thành tÁ bo tỏt hÂn. Do ú, hiòu qu chit xut fucodian cao hÂn (5,58%) thu c vi s hữ tr căa enzym so với chiÁt n°ớc nóng thơng th°ßng (5,2%). SÁn l°ÿng thu fucoidan bằng cách sử dāng Celluclast (4,8%) và Viscozyme (4,28%) th¿p h¢n so với chiÁt th°ßng. Ngun nhân có thể do các polysacarit bß thăy phân mßt phÁn sau thßi gian chiÁt xu¿t kéo dài (24 giß) với sự có mặt căa các enzym.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

Nghiên cąu căa Hammed et al. [94] tiÁt lß rằng thßi gian thăy phân, giai đo¿n chiÁt xu¿t và nßng đß enzyme có tác đßng tích cực đáng kể đÁn sÁn l°ÿng polysacarit sunfat. Theo đó, hißu su¿t fucoidan cao nh¿t (25,13%) trong điều kißn tái °u với thßi gian thăy phân là 19,5 giß, 2 giai đo¿n chiÁt xu¿t và nßng đß enzyme l 1,5 àl/mL.

<i>Oh v còng sự (2020) đã nghiên cąu fucoidan thu đ°ÿc từ bào tử U. pinnatifida chiÁt có sử dāng ezyme Celluclast. Fucoidan thu đ°ÿc chąa 30,4% sulfat </i>

và 52,3% fucose. Fucoidan giàu sulfat thu đ°ÿc từ quy trình thân thißn với mơi tr°ßng, có thể đ°ÿc sử dāng nh° mßt tác nhân cháng oxy hóa có lÿi trong sÁn xu¿t thực phẩm chąc năng [95].

Nguyen Thi Thuan và cßng sự (2020) đã so sánh fucoidan chiÁt bằng axit HCl

<i>0,1M và chiÁt có sự h÷ trÿ enzyme căa Fucus evanescens và Saccharina latissima. </i>

Quy trình EAE này sử dāng kÁt hÿp mßt b°ớc chÁ phẩm cellulase th°¢ng m¿i

<i>(CellicfiCTec2) và lyase alginate từ Sphingomonas sp. (SALy), phÁn ąng á pH 6.0, </i>

40◦C, lo¿i bß các polysacarit không phÁi fucoidan bằng kÁt tăa Ca<small>2+ </small>và kÁt tăa etanol căa fucoidan thô. Fucoidan thô thu đ°ÿc từ EAE chąa alginate có tráng l°ÿng phân tử th¿p với mßt l°ÿng đáng kể. Tuy nhiên, alginate cịn l¿i này đã đ°ÿc lo¿i bß hißu q bằng sắc ký trao đái ion bá sung để t¿o ra fucoidan tinh khiÁt. SÁn l°ÿng fucoidan thu đ°ÿc bng EAE tÂng Âng hoc cao hÂn mòt chỳt so với chiÁt xu¿t hóa hác

<i>đái với cÁ F. evanescens và S. latissima, nh°ng kích th°ớc phân tử căa fucoidan lớn </i>

h¢n đáng kể với quá trình EAE. Sự phân bá tráng l°ÿng phân tử căa các phÁn

<i>fucoidan là 400 đÁn 800 kDa đái với F. evanescens và 300 đÁn 800 kDa đái với S. latissima, trong khi tr</i>áng l°ÿng phân tử căa fucoidan đ°ÿc chiÁt xu¿t hóa hác t°¢ng ąng từ các lo¿i rong biển này là 103100 kDa và 503100 kDa [96].

Đây là kỹ tht chiÁt xu¿t ít đßc h¿i, an tồn với mơi tr°ßng, đ°ÿc áp dāng để chiÁt xu¿t fucoxanthin từ rong với các b°ớc tiền xử lý bằng enzyme và chiÁt xu¿t có sự h÷ trÿ căa enzyme (EAE). So với kỹ thuÁt chiÁt xu¿t khác, EAE khơng phā thc vào thiÁt bß sử dāng nhiều năng l°ÿng, có thể áp dāng á quy mơ lớn, khơng có ch¿t thÁi đßc h¿i [125, 130, 134].

Mßt nghiên cąu với Fucus vesiculosus cho th¿y rằng bằng cách sử dāng enzyme Viscozyme, điều kißn tát nh¿t là tỷ lß enzyme/n°ớc là 0,52%, tỷ lß rong biển/n°ớc là 5,37% và thßi gian ă enzyme là 3 giß. Những điều kißn này cho phép

<i>thu đ°ÿc 0,657 mg fucoxanthin /g DW [137]. ChiÁt xu¿t fucoxanthin từ U. pinnatifida </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

bằng cách sử dāng tiền xử lý bằng enzym và sau đó là dimetyl ete (DME)+EtOH cho phép hißu su¿t lên đÁn 96%, các thơng sá tái °u cho quá trình tiền xử lý là 37 ◦C á pH 6,2 trong 2 giß, ch¿t rắn 5% (w/v), với 0,05% tráng l°ÿng enzyme sử dāng trßn liên tāc [138].

Tuy nhiên, EAE có thể khơng phù hÿp với các ąng dāng chiÁt fucoxanthin quy mơ lớn do những nh°ÿc điểm chính nh° q trình enzyme kéo dài, chi phí enzyme t°¢ng đái cao, tính chán lác th¿p và năng su¿t kém.

<i>1.2.2.3. Chiết xuất có hỗ trợ vi sóng (MAE) </i>

Ph°¢ng pháp này đ°ÿc sử dāng phá biÁn để chiÁt xu¿t các hÿp ch¿t có ho¿t tính sinh hác từ ngun lißu tự nhiên. Bąc x¿ vi sóng đ°ÿc sử dāng để tăng tác đß chiÁt bằng cách làm nóng dung mơi hißu q và nhanh chóng. Có ý kiÁn cho rằng nhißt do vi sóng t¿o ra làm bay h¢i n°ớc trong các tÁ bào rong biển d¿n đÁn tăng áp su¿t lên thành tÁ bào khiÁn thành tÁ bào bß vỡ mßt cách hißu quÁ và sau đó giÁi phóng các hÿp ch¿t giữa các tÁ bào vào dung môi chiÁt. Yuan và MacQuarrie (2015) đã gii thiòu phÂng phỏp gia nhiòt vi súng thay vì gia nhißt thơng th°ßng trong q trình chiÁt xu¿t alginate [68]. ChiÁu x¿ vi sóng đ°ÿc sử dāng trong ba giai đo¿n, b°ớc đÁu làm khơ rong biển t°¢i

<i>(Ascophyllum nodosum, 80394 °C trong 24 phút với chân không), giai đo¿n tiền xử lý </i>

bằng HCl (90 °C trong 15 phút) và giai đo¿n chiÁt xu¿t bằng Na<small>2</small>CO<small>3</small> (100°C trong 10 phút). Khi chiÁt xu¿t alginate cùng với thu hßi fucoidan, thu đ°ÿc hißu su¿t 18,24% với tráng l°ÿng phân tử trung bình là 75 kDa. Vißc bß qua b°ớc fucoidan đã làm tăng hißu su¿t chiÁt xu¿t lên 23,13% với sự gia tăng đáng kể về tráng l°ÿng phân tử căa alginate (195 kDa). GÁn đây, Torabi và cßng sự (2022) đã đánh giá tác đßng căa nhißt đß, thßi gian chiÁt, cơng su¿t vi sóng và tỷ lß n¿p rong đÁn năng su¿t chiÁt xu¿t bằng MAE để chi<i>Át xu¿t Nizimuddinia zanardini [69]. Hißu su¿t chiÁt xu¿t tát nh¿t là 31,39% thu đ°ÿc </i>

á nhißt đß tiền xử lý là 67°C, cơng su¿t vi sóng là 400 W và tỷ lß n¿p sinh khái là ~1:30 (w/v) trong 19 phút. Trong nghiên cąu này, gia nhißt vi sóng chỉ đ°ÿc sử dāng trong giai đo¿n tiền xử lý với HCl á pH=1.

MAE dựa trên sự gia nhißt vi sóng gây ra bái sự quay l°ỡng cực căa dung môi phân cực và sự d¿n ion căa các ion hòa tan. MAE có thể làm tÁ bào phßng lên nhanh chóng gây vỡ và tăng áp su¿t bên trong tÁ bào đÁn mßt mąc đß nh¿t đßnh, điều này s¿ gây ra sự giÁi phóng nhanh chóng các polyphenol vào dung mơi. ¯u điểm chính căa MAE đái với chiÁt xu¿t polyphenol là hißu quÁ cao và thßi gian chiÁt xu¿t ngắn cÁn

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

thiÁt để thu đ°ÿc các hÿp ch¿t này. MAE có thể tăng sÁn l°ÿng phlorotannins lên 70% so với chiÁt dung mơi thơng th°ßng [114]. Vißc sử dāng MAE để chuẩn bß các chiÁt xu¿t MeOH căa Ascophyllum nodosium, Lessonia nigrecens, Lessonia

<i>trabeculate và Saccharina japonica d¿n đÁn hàm l°ÿng phenolics cao h¢n so với </i>

chiÁt xu¿t thu đ°ÿc bằng cách lắc á nhißt đß phịng trong 4 giß [115]. Tuy nhiên, MAE cũng có thể phân hăy các polyphenol rong nâu nh¿y cÁm với nhißt á mßt mąc đß nh¿t đßnh [113].

MAE là mßt trong những kỹ tht chiÁt xu¿t hißu q, có thể khắc phāc nh°ÿc điểm căa các kỹ tht chiÁt thơng th°ßng. Trong q trình xử lý vi sóng, nhißt đ°ÿc t¿o ra trực tiÁp bên trong vÁt lißu (gia nhißt phân bá theo thể tích) bằng sự d¿n ion căa các ion hòa tan và/hoặc sự quay l°ỡng cực căa dung mơi phân cực. Do đó, các hÿp ch¿t khơng phân cực khơng đ°ÿc làm nóng khi tiÁp xúc với vi sóng. Sự gia nhißt nhanh bên trong trong quá trình MAE gây ra sự phá vỡ thành tÁ bào hißu q và giÁi phóng các hÿp ch¿t nßi bào vào dung mơi chiÁt.

Rodriguez-Jasso et al. đã chỉ ra rằng t°¢ng tác giữa áp su¿t và thßi gian chiÁt MAE r<i>¿t có ý nghĩa (p < 0,01) đái với l°ÿng fucoidan từ Fucus vesiculosus và hißu su¿t </i>

tái đa (18,22%) đ¿t đ°ÿc khi chiÁt 1 g rong/25 ml n°ớc á áp su¿t cao nh¿t (120 psi), thßi gian chiÁt th¿p nh¿t (1 phút ) đã đ°ÿc áp dāng. Hàm l°ÿng fucoidan thu đ°ÿc này t°¢ng đ°¢ng với l°ÿng polysacarit thu đ°ÿc bằng nhiều lÁn chiÁt xu¿t á 70◦C [79].

Lorbeer và cßng sự (2015) đã chąng minh đßng hác chiÁt xu¿t fucoidan từ

<i>Ecklonia radiata dùng HCl (pH 2.0) á 60°C bằng cách sử dāng cÁ gia nhißt đái l°u </i>

và vi sóng trong các bình há trong tái đa 3 giß. Các kÁt q chỉ ra rằng vißc tái đa hóa sÁn l°ÿng fucoidan th°ßng phÁi trÁ giá bằng đß tinh khiÁt và tính tồn vẹn c¿u trúc. Vi sóng cung c¿p mßt giÁi pháp thay thÁ hißu quÁ cao và có thể kiểm sốt đ°ÿc đái với hß tháng gia nhißt đái l°u [80,81].

Hißn t¿i, ph°¢ng pháp MAE đã đ°ÿc áp dāng phá biÁn để chiÁt xu¿t polysacarit. Yuan và Macquarrie (2015) đã chiÁt xu¿t fucoidan với sự h÷ trÿ căa vi

<i>sóng từ Ascophyllum nodosum. Hißu su¿t fucoidan tái °u là 16,08% thu đ°ÿc á 120°C </i>

trong 15 phút chiÁt xu¿t. BÁn ch¿t trung gian vi sóng căa ph°¢ng pháp này làm cho nó hißu q về cÁ thßi gian và ngun lißu, đßng thßi sử dāng n°ớc làm dung mơi [82].

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

Polysacarit thu đ°ÿc từ MAE cú nòng ò nhúm sunfat cao hÂn v MW thp hÂn. Alboofetileh v còng s [83] ó bỏo cáo hàm l°ÿng sulfat cao h¢n và MW cao h¢n trong khi Yuan và Macquarrie [82] báo cáo rằng hàm l°ÿng sulfat th¿p h¢n và MW căa polysacarit đ°ÿc chiÁt xu¿t bái MAE th¿p h¢n so với chiÁt n°ớc nóng (HWE). MAE khơng có Ánh h°áng đáng kể đÁn lo¿i liên kÁt glycosid và thành phÁn monosacarit trong fucoidan từ Sargassum thunbergii [85] trong khi hàm l°ÿng fucose

<i>cao h¢n đã đ°ÿc báo cáo đái với fucoidan A. nodosum và N. zanardinii cũng nh° hàm </i>

l°ÿng axit uronic th¿p h¢n [82-84]. H¢n nữa, chiÁt xu¿t polysacarit thu đ°ÿc từ MAE cho th¿y ho¿t tính cháng oxy hóa và thu hßi gác hydroxyl cao hÂn cng nh hot òng h òng huyÁt tiềm ẩn do MW th¿p h¢n và hàm l°ÿng nhúm sunfat cao hÂn so vi chit thòng [85]. Fucoidan đ°ÿc chiÁt xu¿t bái MAE á 90◦C có tác dng loi bò DPPH tÂngÂng v kh nng kh thÁm chí cịn cao h¢n so với fucoidan đ°ÿc chiÁt th°ßng [82].

Các thơng sá MAE cũng có Ánh h°áng m¿nh m¿ đÁn thành phÁn monosacarit fucoidan, mąc đß sunfat hóa, MW và các ho¿t đßng sinh hác. Thành phÁn monosacarit c<i>ăa fucoidan từ A. nodosum chỉ ra rằng fucose là thành phÁn chính căa fucoidan đ°ÿc </i>

chiÁt xu¿t á 90 ◦C trong khi axit glucuronic là thành phÁn chính căa fucoidan đ°ÿc phân lÁp á 150 ◦C [82]. T°¢ng tự, bằng cách tăng áp su¿t chiÁt xu¿t từ 30 psi lên 120 psi, hàm

<i>l°ÿng fucose trong fucoidan từ F. vesiculosus giÁm từ 100% xuáng 27% và hàm l°ÿng </i>

galactose tăng từ 0% lên 57% [79]. Ngồi mąc đß sunfat hóa căa fucoidan giÁm khi tăng nhißt đß chiÁt xu¿t trong MAE, tác dāng nhặt rác đái với các gác tự do DPPH và khÁ năng khử cũng giÁm khi tăng nhißt đß và thßi gian [79, 82].

MAE đ°ÿc đánh giá là kỹ thuÁt chiÁt xu¿t nhanh, hißu quÁ. Hißu ąng nhißt đ°ÿc t¿o ra từ sóng đißn từ thúc đẩy sự phân hăy nhanh chóng căa màng quang hÿp bằng cách đát nóng có chán lác phÁn phân cc hÂn ca cellulose. Hiòu ng lm núng ny r¿t hữu ích để giÁi phóng fucoxanthin từ phąc hÿp fucoxanthin-chl a/c-protein [134, 139]. S<i>ử dāng MAE để chiÁt xu¿t fucoxanthin từ L. japonica, U. pinnatifida và S. fusiforme với dung mơi EtOH và Aceton thu đ°ÿc hißu su¿t tát nh¿t. Vì lý do an </i>

tồn, EtOH đã đ°ÿc chán để phân tích thêm, tỷ lß dung mơi/m¿u là 10:1 (mL/g) á 50°C trong 10 phút. SÁn l°ÿng thu đ°ÿc lÁn l°ÿt là 5.13, 109.30 và 2.12 mg/100 g ỏi vi mữi loi rong [140]. HÂn na, MAE với các điều kißn 300 W, 2,45 GHz và 30 giây đã đ°ÿc sử dāng nh° mßt b°ớc tiền xử lý để tăng c°ßng chiÁt xu¿t CO2 siêu

</div>