nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất fucoidan từ một số loài rong nâu phổ biến tại khánh hòa

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG





NGUYỄN THỊ MINH TÙY




NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG
QUY TRÌNH SẢN XUẤT FUCOIDAN TỪ
MỘT SỐ LOÀI RONG NÂU PHỔ BIẾN
TẠI KHÁNH HÒA





LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Nha Trang - 2013

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG





NGUYỄN THỊ MINH TÙY




NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG
QUY TRÌNH SẢN XUẤT FUCOIDAN TỪ
MỘT SỐ LOÀI RONG NÂU PHỔ BIẾN
TẠI KHÁNH HÒA




LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành : Công nghệ sau thu hoạch
Mã số : 60.54.01.04
Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Ngọc Bội
TS. Nguyễn Duy Nhứt








Nha Trang - 2013
i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.

Tác giả luận văn





Nguyễn Thị Minh Tùy

ii


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Luận văn này
Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ
nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên
cứu tại trường trong những năm qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy: TS. Vũ Ngọc Bội - Trưởng
khoa Công nghệ Thực phẩm và TS. Nguyễn Duy Nhứt - Phó phòng Hóa phân tích và
Triển khai Công nghệ - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tận
tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin cám ơn quý thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm và các cán bộ -
phòng Hóa phân tích và Triển khai Công nghệ - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công
nghệ Nha Trang đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian qua.
Xin cám ơn các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời khuyên quí báu để công trình
nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng.
Đặc biệt xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của gia đình và bạn bè luôn
luôn chia sẻ cùng tôi trong quá trình nghiên cứu.

iii

MỤC LỤC
Trang


LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC CÁC HÌNH vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ RONG NÂU 3
1.1.1. Đặc điểm sinh học 3
1.1.2. Phân bố và trữ lượng rong nâu 4
1.1.3. Thành phần hóa học của rong nâu 6
1.2. CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH RONG BIỂN 9
1.2.1. Giới thiệu công nghệ sau thu hoạch rong biển 9
1.2.2. Một số hiện tượng hư hỏng của rong 11
1.2.3. Các biện pháp bảo quản rong khô 11
1.3. FUCOIDAN 12
1.3.1. Khái niệm về fucoidan 12
1.3.2. Đặc điểm, cấu trúc và các tính chất của fucoidan 13
1.3.3. Công dụng sinh học của fucoidan 15
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT FUCOIDAN TRÊN THẾ GIỚI 24
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU FUCOIDAN Ở VIỆT NAM 27
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU 31
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.2.1. Phương pháp phân tích hóa học 31
2.2.2. Phương pháp tách chiết fucoidan 31
2.2.3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu 35
iv

2.3. DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT CHỦ YẾU 47
2.3.1. Dụng cụ và thiết bị 47
2.3.2. Hóa chất 47
2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 48

CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49
3.1. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THU NHẬN FUCOIDAN TỪ 3 LOẠI RONG
NÂU PHỔ BIẾN Ở KHÁNH HÒA 49
3.1.1. Thành phần hóa học cơ bản của 3 loại rong nâu thu mẫu ở Khánh Hòa 49
3.1.2. Xác định phương pháp định lượng fucoidan 50
3.2. XÂY DỰNG QUI TRÌNH CẢI TIẾN THU NHẬN FUCOIDAN TỪ RONG
NÂU 56
3.2.1. Tách chiết fucoidan từ rong nâu S.polycystum theo 3 qui trình 56
3.2.2. Tách chiết fucoidan từ rong nâu S.mcclurei theo 3 qui trình 58
3.2.3. Tách chiết fucoidan từ rong nâu S.oligocystum theo 3 qui trình 60
3.2.4. Xây dựng qui trình cải tiến tách chiết fucoidan từ rong nâu 64
3.3. ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH THU NHẬN FUCOIDAN VÀ SẢN XUẤT THỬ
SẢN PHẨM 71
3.3.1. Đề xuất qui trình thu nhận fucoidan từ rong nâu 71
3.3.2. Sản xuất thử và đánh giá hiệu quả thu fucoidan so với các quy trình hiện hành 75
3.3.3. Xác định sự có mặt của fucoidan và độ tinh sạch của fucoidan trong sản
phẩm 78
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 83
1. KẾT LUẬN: 83
2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AIDS : Acquired Immune Deficiency Syndrome
BKC : Benzalkonium Chloride
C2 : Vị trí cacbon số 2
CS : Cộng sự

Da : Dalton
DNA : Acid Deoxyribo Nucleic
ESI-MS : Electrospray Ionisation – Mass Spectroscopy
EtOH : cồn
F20 : Phân đoạn fucoidan thứ 20.
FDA : Food and Drug Administration
GC : Gas Chromatography
Gr (+) : Gram dương
Gr (-) : Gram âm
HGF : Hepatocyte Growth Factor
HIV : Human Immunodeficiency Virus
IR : Infrared spectroscopy
KH&CN : Khoa Học Và Công Nghệ
L.B.Nga : Liên Ban Nga
MWCO : Moleculare Weight Cut Off
NK : Natural Killer
NMR : Nuclear Magnetic Resonance
S. : Sargassum
TCN : Tiêu Chuẩn Ngành
TCVN : Tiêu Chuẩn Việt Nam
Tế bào B : Lympho bào B
TFA : Trifluoroacetic
TLPT : Trọng Lượng Phân Tử
TMS : Tetrametylsilan
WHO : World Health Organization

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các giống loài rong nâu tìm thấy và phân bố [3] 4

Bảng 1.2. Diện tích rong nâu mọc tự nhiên ở một số tỉnh [3] 4
Bảng 2.1. Ảnh hưởng của điều kiện tách chiết đến hiệu suất tách fucoidan theo Black (1952) 40
Bảng 2.2. Kết quả phân tích tương quan giữa điều kiện và hiệu suất chiết fucoidan 40
Bảng 2.3. Bảng biểu diễn hiệu suất liên hệ với nhiệt độ, thời gian và pH 41
Bảng 2.4. Bảng biểu diễn hiệu suất liên hệ với nhiệt độ, thời gian và pH với một loài rong khác 41
Bảng 3.1. Thành phần hóa học chính của 3 loài rong nâu nguyên liệu 49
Bảng 3.2. Hàm lượng fucose trong các mẫu rong nâu và mẫu fucoidan tương ứng 53
Bảng 3.3. Hàm lượng fucoidan của các mẫu rong nâu (tính toán theo PP1) 53
Bảng 3.4. Hàm lượng fucoidan thu được từ các mẫu rong nâu khi tính toán theo PP2 54
Bảng 3.5. Hàm lượng fucoidan thu được từ các mẫu rong nâu khi tách chiết và tinh chế theo
PP2 và PP3 54
Bảng 3.6. Hàm lượng fucoidan thu được từ các mẫu rong nâu S.mcclurei, S.polycystum,
S.oligocystum khi tách chiết và tinh chế theo PP3 55
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá fucoidan thu nhận từ rong nâu S.polycystum tách chiết theo 3
qui trình khác nhau 57
Bảng 3.8. Kết quả đánh giá fucoidan thu nhận từ rong nâu S.mcclurei tách chiết theo 3 qui
trình khác nhau 59
Bảng 3.9. Kết quả đánh giá fucoidan thu nhận từ rong nâu S.oligocystum tách chiết theo 3
phương pháp khác nhau 61
Bảng 3.10. Hàm lượng fucoidan (g/100g rong khô) thu được ở các chế độ xay khác nhau 64
Nhận xét: 65
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến sản lượng fucoidan trong công đoạn xay 66
Bảng 3.12. Kết quả phân tích phương sai ANOVA sản lượng fucoidan 70
Bảng 3.13. Kết quả điều kiện tối ưu của quá trình 71
Bảng 3.14. Hàm lượng fucoidan thô thu được từ rong nâu S.mcclurei, S.polycystum,
S.oligocystum khi tách chiết theo qui trình đối chứng và qui trình mới (g/1 kg rong khô) 76
Bảng 3.15. Tỷ lệ fucoidan tinh khiết trong sản phẩm thô thu được khi tách chiết theo qui trình đối
chứng và qui trình mới từ các mẫu rong nâu S.mcclurei, S.polycystum, S.oligocystum 76
Bảng 3.16. Hiệu suất thu nhận fucoidan tinh khiết (%) khi tách chiết theo qui trình đối chứng
và qui trình mới từ các mẫu rong nâu S.mcclurei, S.polycystum, S.oligocystum 76

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh rong nâu 3
Hình 1.2. Hình ảnh về rong S. mcclurei 8
Hình 1.3. Hình ảnh về rong S.polycystum 8
Hình 1.4. Hình ảnh về rong S.olygocystum 9
Hình 1.5. Qui trình công nghệ sau thu hoạch rong biển ở Việt Nam 10
Hình 1.6. Cấu trúc fucoidan từ Fucus vesiculosus mô tả vào năm 1950 [47] 13
Hình 1.7. Cấu trúc từ Fucus anescens [43] 14
Hình 1.8. Cấu trúc fucoidan từ Fucus distichus L [42] 14
Hình 1.9. Cấu trúc fucoidan từ Fucus serratus [41] 14
Hình 1.10. Cấu trúc fucoidan từ Ascophyllum nodosum [44] 15
Hình 1.11. Hình ảnh rong nâu và các sản phẩm fucoidan 15
Hình 1.12. Hình ảnh về công thức cấu trúc của fucoidan trong kết quả đo ESI-MS ion
dương của một đoạn trong phân đoạn fucoidan F20 từ rong S. swartzzii 29
Hình 2.1. Qui trình chiết fucoidan của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng 32
Hình 2.2. Qui trình chiết fucoidan theo bản quyền EP0645143A1 34
Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm tách chiết fucoidan theo 3 qui trình 38
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm sản xuất thử và đánh giá hiệu quả thu fucoidan so
với qui trình hiện hành 47
Hình 3.1. Sắc ký đồ GC của hexaacetat glucitol và sắc ký đồ GC của các đường chuẩn 51
Hình 3.2. Sắc ký đồ của các sản phẩm thủy phân fucoidan của S.mcclurei và
S.polycystum 51
Hình 3.3. Sắc ký đồ của các sản phẩm thủy phân rong nâu S.mcclurei, S.polycystum 52
Hình 3.4. Sự biến đổi hàm lượng fucoidan thu nhận từ các mẫu rong nâu S.mcclurei,
S.polycystum, S.oligocystum khi tách chiết và tinh chế theo PP3 55
Hình 3.5. Sự thay đổi tỷ lệ fucoidan tinh khiết trong các mẫu sản phẩm fucoidan thô thu
nhận từ rong nâu S. polycystum tách chiết theo 3 qui trình khác nhau 57
Hình 3.6. Hiệu suất thu nhận fucoidan tinh khiết từ rong nâu S.polycystum khi tách chiết

theo 3 qui trình khác nhau 58
Hình 3.7. Sự thay đổi tỷ lệ fucoidan tinh khiết trong các mẫu sản phẩm fucoidan thô thu
nhận từ rong nâu S.mcclurei tách chiết theo 3 qui trình khác nhau 59
Hình 3.8. Hiệu suất thu nhận fucoidan tinh khiết từ rong nâu S.mcclurei khi tách 60
chiết theo 3 qui trình khác nhau 60
viii

Hình 3.9. Sự thay đổi tỷ lệ fucoidan tinh khiết trong các mẫu sản phẩm fucoidan thô thu
nhận từ rong nâu S.oligocystum tách chiết theo 3 qui trình khác nhau 61
Hình 3.10. Hiệu suất thu nhận fucoidan tinh khiết từ rong nâu S.oligocystum khi 62
tách chiết theo 3 qui trình khác nhau 62
Hình 3.11. Hàm lượng fucoidan thu được theo các chế độ xay khác nhau 65
Hình 3.12. Các biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng và mối tương quan giữa các yếu tố
đến hàm lượng fucoidan tinh khiết thu được. 69
Hình 3.13. Qui trình sản xuất fucoidan 72
Hình 3.14. Tỷ lệ fucoidan tinh khiết (% so với sản phẩm thô) thu được khi tách chiết theo
qui trình đối chứng và qui trình mới từ các mẫu rong nâu S.mcclurei, S.polycystum,
S.oligocystum 77
Hình 3.15. Hiệu suất thu nhận fucoidan tinh khiết (%) khi tách chiết theo qui trình đối chứng và
qui trình mới từ các mẫu rong nâu S.mcclurei, S.polycystum, S.oligocystum 77
Hình 3.16. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton của các mẫu fucoidan thu từ 3 loài rong
nâu S.mcclurei, S.polycystum, S.oligocystum 81






1

MỞ ĐẦU

Việt Nam có trữ lượng rong nâu tự nhiên khá lớn vào khoảng 10.000 tấn
khô/năm, với hơn 120 loài. Rong nâu là loài rong biển có chứa nhiều hợp chất có hoạt
tính sinh học. Trong đó, có một số hoạt chất sinh học đã được nghiên cứu và ứng dụng
trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm và các sản phẩm chức năng [27].
Fucoidan là một polysacarit sulfat được tách chiết từ rong nâu, có cấu tạo gồm
mạch chính chứa -L-fucose sulfat. Ngoài ra trong cấu tạo của fucoidan có thể có D-
galactose, D-mannose, D-xylose, L-rhamnose, D-glucose, D-uronic axít cũng như có
thể có phân bố ngẫu nhiên của các gốc acetyl [42]. Fucoidan có hoạt tính chống đông
máu, kháng khuẩn, kháng virus, chống nghẽn tĩnh mạch, chống ung thư, chống viêm
khớp, chống viêm nhiễm, giảm mỡ máu, hạ cholesterol, ức chế miễn dịch có thể sử
dụng cho ghép phủ tạng… [14].
Fucoidan trong rong nâu chiếm hàm lượng rất lớn vào khoảng 4-8% trọng
lượng khô. Do vậy trong những năm gần đây fucoidan được các nhà khoa học trên thế
giới quan tâm đầu tư nghiên cứu ứng dụng trong phòng và hỗ trợ chữa trị các chứng
bệnh nan y cũng như trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm. Do vậy, sản xuất
fucoidan đã phát triển rất mạnh ở nhiều nước như Nga, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn
Quốc…[17]
Những năm gần đây các nhà khoa học Việt Nam đã bắt đầu nghiên cứu về
fucoidan từ rong nâu. Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia đã có chương trình
nghiên cứu khoa học trọng điểm quốc gia về lĩnh vực Hóa dược trong đó có chương
trình nghiên cứu về fucoidan và giao cho Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ
Nha Trang chủ trì việc nghiên cứu này. Năm 2010, Viện Khoa học và Công nghệ
Quốc gia Việt Nam đã giao cho TS. Nguyễn Duy Nhứt triển khai thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu qui trình công nghệ sản xuất nguyên liệu hỗ trợ điều trị ung thư từ rong
nâu Việt Nam”. Sau đó Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Khánh Hòa cũng giao TS.
Nguyễn Duy Nhứt thực hiện đề tài: “Nghiên cứu qui trình sản xuất fucoidan khối
lượng phân tử thấp ứng dụng trong hỗ trợ điều trị rối loạn chuyển hóa lipid máu”.
Được sự đồng ý của chủ nhiệm đề tài và Trường Đại học Nha Trang, tôi thực hiện đề

tài: “Nghiên cứu xây dựng qui trình sản xuất fucoidan từ một số loài rong nâu phổ
biến tại Khánh Hoà” với mục đích nâng cao hiệu suất thu nhận fucoidan từ rong nâu
tại Khánh Hòa.

2

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Xác định được loài rong nâu cho hàm lượng fucoidan cao.
Xây dựng được qui trình phù hợp cho sản xuất fucoidan từ một số loài rong nâu
phổ biến tại Khánh Hòa.
Nội dung của luận văn:
1) Đánh giá khả năng thu nhận fucoidan từ 3 loại rong nâu phổ biến ở Khánh Hòa.
2) Xây dựng qui trình cải tiến thu nhận fucoidan từ rong nâu.
3) Sản xuất thử và đánh giá hiệu quả thu fucoidan.
Ý nghĩa khoa học của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tài liệu mới bổ sung dữ liệu phục vụ cho
nghiên cứu và giảng dạy về rong biển nói chung và rong nâu nói riêng.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu của đề tài là cơ sở để thu nhận fucoidan từ rong nâu tại Khánh Hòa là
cơ sở cho việc sản xuất thực phẩm chức năng chứa fucoidan, hỗ trợ chữa bệnh cho con người.

3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN

1.1. GIỚI THIỆU VỀ RONG NÂU
1.1.1. Đặc điểm sinh học
Rong nâu là một trong các loài rong biển sinh sống ở biển là chủ yếu. Rong nâu
có nhiều loài, có độ đậm nhạt của màu nâu khác nhau do sự khác nhau về các thành
phần sắc tố trong cấu tạo. Cây rong tùy vào từng loại mà có độ dài khác nhau nhưng
đều là loài rong to, mọc thành bụi, có nhánh mang phiến có dạng lá, phiến có răng
mịn. Hầu như các loài rong nâu đều có phao, tuy nhiên số lượng và kích thước của các
phao khác nhau. Phao có dạng hình cầu hay trái xoan, đường kính của phao nhỏ
khoảng 0,5-0,8 mm, phao lớn khoảng 5-10 mm.

Hình 1.1. Hình ảnh rong nâu
Điều kiện sinh trưởng và phát triển của rong nâu
Rong nâu là loài mọc ở những vùng biển ấm nóng, trên nền đá vôi, san hô chết,
nơi sóng mạnh và nước trong, nhất là các ven đảo. Chúng mọc trên tất cả các loài vật
bám cứng, trên vách đá dốc cứng, trên các bãi đá tảng. Trên các bờ dốc đứng, chúng
phân bố thành các đai hẹp ở các mức thủy triều thấp đến sâu khoảng 0,5 m. Đa số
chúng thích mọc ở những nơi sóng mạnh, ở các đảo, bờ phía đông chúng mọc dày hơn
bờ phía tây. Ở các bãi đá hướng ra biển khơi chúng phát triển mạnh và sinh lượng

nhiều hơn. Chúng sinh trưởng mạnh vào các tháng 2 - 3, đa số các loài có kích thước
tối đa vào tháng 3 đến tháng 4 và hình thành cơ quan sinh sản, sau đó bị sóng biển
nhổ, đánh tấp vào bờ và tàn lụi. Đến tháng 7 các bãi rong đều trơ.

4

1.1.2. Phân bố và trữ lượng rong nâu
Các loài rong nâu tìm thấy và trữ lượng ở vùng biển một số địa phương miền
Trung Việt Nam cho thấy trên các bảng sau:
Bảng 1.1. Các giống loài rong nâu tìm thấy và phân bố [3]
Địa phương
STT

Loài rong
Q. Nam
Đà Nẵng
Bình
Định
Khánh
Hòa
Ninh
Thuận
1 Sargassum mcclurei
- - - -
2 Sargassum graminifolium
-

3
Sargassum phamhoangii (một lo
ài

rong mới tìm thấy ở VN)
-

4 Sargassum siliquosum
-

5 Padina australis
- -

6 Sargassum crassifolium

7
Sargassum patensvar. Vietnamese
Dai

-

8 Sargassum quinhonense Dai

-

9 Sargassum polycystum

- -
10 Sargassum kjellmanianum

- -
11 Sargassum microcystum

-

12 Sargassum congkinhii

- -
13 Tubinaria ornate

- -
14 Padina tetrastromatica

-

Bảng 1.2. Diện tích rong nâu mọc tự nhiên ở một số tỉnh [3]
Các địa danh Diện tích
(m
2
)
Năng suất sinh
lượng (kg/m
2
)
Mùa vụ
(tháng)
Quảng Nam Đà Nẵng 190.000 2 - 7 3-4-5
Bình Định 42.750 2,5 3-4-5
Khánh Hòa 2.000.000 5,5 3-4-5
Ninh Thuận 1.500.000 7 3-4-5



5

Hầu hết các loài rong nâu sinh trưởng và phát triển ở dạng sống bám, thích hợp
với điều kiện sinh thái môi trường có độ mặn cao, nước trong và có sóng. Vì vậy rong
nâu phân bố phổ biến ở các bãi triều đáy cứng (đá tảng, đá, san hô chết, các rạn
ngầm…) ven biển và các đảo. Do đặc điểm của địa hình có nhiều núi ở ven biển hoặc
lấn ra sát biển, tạo thành nhiều mũi và bãi triều đáy đá cứng và có nhiều rạn san hô
chết kéo dài, độ muối ổn định và cao quanh năm, các dòng sông ngắn và có nhiều đảo,
nên vùng biển Đà Nẵng (chân đèo Hải Vân, bán đảo Sơn Trà), Quảng Nam (Cù Lao
Chàm, Núi Thành), Quảng Ngãi (Bình Châu, đảo Lý Sơn, Sa Huỳnh), Bình Định (Phù
Mỹ, Qui Nhơn), Phú Yên (vịnh Xuân Đài, Cù Mông), Khánh Hòa (vịnh Văn Phong,
Hòn Khói, vịnh Nha Trang, vịnh Cam Ranh), Ninh Thuận (huyện Ninh Hải, Ninh
Phước) có nhiều rong nâu. Vùng bờ biển từ Bình Thuận đến Bà Rịa - Vũng Tàu, ven
biển có nhiều bãi triều đáy cát, chỉ có một ít mũi bãi triều đáy đá ở mũi Né, Long
Hương (Bình Thuận), Long Hải, Vũng Tàu (Bà Rịa - Vũng Tàu) nên không có nhiều
rong nâu.
Theo dõi bảng trên chúng ta thấy rong nâu phân bố tại vùng biển Quảng Nam
Đà Nẵng không nhiều so với vùng biển Khánh Hòa và Ninh Thuận. Quảng Nam Đà
Nẵng tuy có nhiều triền đá dốc, bãi đá cội, bãi san hô chết, nhưng có chiều ngang rất
hẹp nên diện tích phân bố rất nhỏ, trữ lượng không cao.
Vùng biển Khánh Hòa là vùng biển có diện tích rong mơ mọc cao nhất trong
các tỉnh điều tra, tổng diện tích có rong lên tới 2.000.000 m
2
, trữ lượng có thể khai
thác được hàng năm có thể ước tính hơn 11.000 tấn rong tươi. Khánh Hòa có nhiều
vùng rong như Hòn Chồng, Bãi Tiên, bán đảo Cam Ranh, Hòn Tre và một số đảo khác.
Trong đó vùng biển Hòn Chồng và Bãi Tiên là hai vùng tiếp giáp nhau có các
điều kiện thuận lợi cho rong mọc với mật độ khá dày đặc, sinh lượng trung bình khá
cao lên tới 5,5 kg/m
2
. Vùng Hòn Chồng, Bãi Tiên là vùng rong lớn, dễ khai thác nhất,

nó nằm ngay bên cạnh đường lộ và mọc tập trung gần bờ. Vì vậy việc khai thác rong
nâu ở vùng biển này là rất khả quan.
Nói thêm về rong mơ Việt Nam, năm 1790 Loureiro là tác giả đầu tiên để ý đến
một số loài rong mơ nhưng chỉ mô tả sơ lược, không hình vẽ trong thực vật chí Đông
Dương “Flora Cochinchinensis”. Năm 1837 cuộc thám hiểm bờ biển Việt Nam được
thực hiện trên tàu “La Bonite”, Gaudichaud đã thu được một loài Turbinaria và 4 loài
Sargassum, sau đó Busseuil thu thêm 4 loài nữa. Mãi đến năm 1954 Dawson đến làm

6

việc tại Viện Hải Dương Học Nha Trang có mô tả thêm 2 loài. Toàn bộ các mẫu vật đó
hiện nay đều không còn lưu giữ tại Việt Nam. Giáo sư Phạm Hoàng Hộ năm 1961
trong luận án đã mô tả 15 loài, đến năm 1967 mô tả được 41 loài. Ở miền bắc, Nguyễn
Hữu Dinh trong luận án năm 1972 mô tả được 22 loài, nếu so với rong miền nam đã bổ
sung được 9 loài cho hệ rong mơ Việt Nam. Năm 1992 Nguyễn Hữu Đại trong luận án đã mô
tả 52 loài và trong “Rong mơ Việt Nam nguồn lợi và sử dụng” 1997 đã mô tả 68 loài.
1.1.3. Thành phần hóa học của rong nâu
Sắc tố
Sắc tố trong rong nâu là diệp lục tố (chlorophyl), sắc tố màu nâu (fucoxanthin),
sắc tố đỏ (caroten). Tùy theo tỉ lệ các loại sắc tố mà rong có màu từ nâu – vàng nâu –
nâu đậm – vàng lục, nhìn chung sắc tố của rong nâu khá bền.
Gluxit
- Monosaccharide
Monosaccharide quan trọng của rong nâu là đường mannitol được Stenhouds
phát hiện ra năm 1884 sau đó được Kylin chứng minh thêm (1913). Monosaccharide
tan được trong alcol, dễ tan trong nước có vị ngọt, hàm lượng từ 14 đến 25% trọng
lượng rong khô tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lý nơi sinh sống.
- Polysaccharide
Bao gồm các hợp chất sau đây:
o Alginic: là một polysaccharide tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần

chủ yếu tạo nên tầng phía ngoài của màng tế bào rong nâu. Hàm lượng alginic trong
các loại rong nâu khoảng 2 – 4% so với rong tươi và 13 – 15% so với rong khô. Hàm
lượng này tùy thuộc vào từng loài rong và vị trí địa lý môi trường mà rong sinh sống,
trong đó hàm lượng này của các loài rong ở vùng biển miền Trung Việt Nam là cao
hơn cả, dao động từ 12,3 – 35,9%.
o Fucoidan: Fucoidan là một polysaccharide sulfat được tách chiết từ rong
nâu, có cấu tạo gồm mạch chính có mặt -L-fucose sulfat, ngoài ra có thể có D-
galactose, D-mannose, D-xylose, L-rhamnose, D-glucose, D-uronic axít và có thể có
phân bố ngẫu nhiên của các gốc acetyl [42]. Fucoidan có hoạt tính chống đông cục
máu, kháng khuẩn, kháng virus (kể cả HIV), chống nghẽn tĩnh mạch, chống ung thư,
chống viêm khớp, chống viêm nhiễm, giảm mỡ máu, hạ cholesterol, ức chế miễn dịch
có thể sử dụng cho ghép phủ tạng…

7

o Laminaran: là tinh bột của rong nâu. Laminaran thường ở dạng bột không
màu, không mùi và có hai loại là loại hòa tan trong nước và loại không hòa tan trong
nước. Laminaran có hàm lượng từ 10 – 15% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại
rong, vị trí địa lý và môi trường sinh sống của rong nâu. Thường thì vào mùa hè hàm
lượng laminaran giảm do phải tiêu hao cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây rong.
o Cellulose : là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng này của rong nâu
nhiều hơn so với rong đỏ.
Protein
Protein của rong nâu không cao lắm nhưng khá hoàn hảo, do vậy rong nâu có
thể sử dụng làm thực phẩm, hàm lượng protein của rong tại vùng biển Nha Trang từ
8,05 đến 21,11% so với trọng lượng rong khô.
Chất khoáng
Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong rong nâu thường lớn hơn nước biển.
Hàm lượng khoáng của loài rong nâu tại vùng biển Nha Trang dao động từ 15,51 đến
46,30% phụ thuộc vào mùa vụ và thời kỳ sinh trưởng.

Nguyên liệu rong sử dụng trong nghiên cứu là ba loài rong nâu S.mcclurei, S.
polycystum, S.oligocystum đã được thu mẫu tại Vịnh Nha Trang - tỉnh Khánh Hòa.
+ S.mcclurei: là loại rong nâu dài 1 - 2m, có khi dài đến 4 m hay hơn. Đĩa bám
rộng khoảng 1 cm, thường mọc liên kết 2 - 3 đĩa bám chung. Đĩa bám có xẻ thùy
nhưng không sâu. Trục chính hình trụ ngắn hơn 1 cm. Nhánh chính nhiều 3 - 5, hình
trụ, không gai, to 1,5 – 2 mm, các nhánh bên mọc cách 3 – 7 cm, dài 20 cm. Lá hơi
dày và dai chắc, có hình bầu dục kéo dài, dài 1 – 3 cm, mép có răng cưa nhọn, đôi khi
lá dày lên, mép có hai hàng răng hay có mâm nhỏ khi chúng mọc nơi sóng mạnh. Gân
giữa không rõ, ổ long rải rác, cuống lá ngắn. Phao nhiều, hình xoan hay hơi kéo dài, to
2 – 5 mm, thường nằm trong một lá nhỏ hình dạng rất biến thiên. Khi rong còn non
hay ở phần gốc, phao có cánh bao quanh hình dạng giống như lá. Ở các nhánh thụ
cánh này nhỏ hơn hay có khi là mũi dài ở cuối phao.
Rong là cây khác gốc, cây đực và cây cái riêng. Đế cái hình ba cạnh, có gai mọc
thành chùm 2 - 3 không chia nhánh. Đế đực hình trụ có u, không gai. Ở các nhánh thụ
phao rất nhiều, trà trộn với các chùm đế. S.mcclurei thích nghi với các dạng vật bám
và điều kiện môi trường khác nhau. Chúng có thể mọc lên cao đến vùng triều thấp hay
xuống sâu đến 4 - 5 m tùy điều kiện môi trường và vật bám, nhưng thường bị giới hạn
bởi đai san hô và hoa đá mềm ở độ sâu 2 – 4 m. Ở nơi sóng mạnh, lá dày, cứng, mép

8

có hai hàng răng cưa hay chót lá dày lên thành mâm nhỏ, ở nơi sóng yếu lá mỏng, mép
không có bìa đôi [1].

Hình 1.2. Hình ảnh về rong S. mcclurei
+ S.polycystum (Rong mơ nhiều phao)
Rong mọc thành bụi to có khi dài 2 m. Đĩa bám hình nón to cỡ 1 cm, có các rễ bò
phân nhánh, phát triển nhiều. Trục chính hình trụ dài 0,5 – 1 cm, mang theo 3 – 5
nhánh chính hình trụ to 1 – 2 mm có nhiều gai nhỏ, đơn hay kép, đầu thường phù ra,
các nhánh bên mọc dày. Lá hình bầu dục dài 2 – 4 cm, nhánh và lá rất dày. Phao nhiều,

hình cầu to 2 mm, phao luôn luôn có cánh nhỏ, cánh này nhiều khi chỉ là một mũi nhỏ
ở đầu hay nhiều gai nhỏ.

Hình 1.3. Hình ảnh về rong S.polycystum
Đây là loài rong gặp phổ biến khắp nơi, thích nghi rộng ngoại trừ những nơi có
sóng mạnh, chúng có khả năng mọc gần cửa sông. Chúng bao phủ các vùng san hô
chết từ phía trên mực thủy triều cho đến nhiều mét sâu hơn. Các cá thể ở vùng trên

9

thường bị bày khô nhiều giờ khi triều xuống. Rong trưởng thành phóng thích giao tử
vào tháng 4. Vào lúc phần lớn các loài rong biển hay rong mơ khác tàn lụi (tháng 9,
10), ta vẫn gặp các quần thể S.polycystum. Nhờ hệ thống rễ bò phát triển, chúng có thể
sinh sản sinh dưỡng. Các rễ này như những nhánh có mang các lá nhỏ, ở các nách lá
này sẽ nảy chồi cho ra cây mầm và đĩa bám, bám vào vật bám cho ra cây mới. [1]
+ Rong mơ S.olygocystum montagne
Rong cao 1,5 – 2 m, mọc thành đám lớn trên đá ở sâu - vùng dưới triều (sâu 2 –
4 m hay hơn). Mùa trưởng thành tương đối muộn từ tháng 5 - 6. Loài này có nhiều ở
ven biển Khánh Hòa và Ninh Thuận, góp phần đáng kể trong nguồn lợi rong mơ.

Hình 1.4. Hình ảnh về rong S.olygocystum
1.2. CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH RONG BIỂN
1.2.1. Giới thiệu công nghệ sau thu hoạch rong biển

10



Hình 1.5. Qui trình công nghệ sau thu hoạch rong biển ở Việt Nam
Các bước tiến hành

 Phân loại: loại bỏ tạp chất, xác rong chết, vỏ nhuyễn thể, rong tạp…
Cần ưu tiên sơ chế trước những lô rong ẩm nhiều tạp chất.
 Rửa lần một
Thực hiện tại nơi thu hái và cần làm khô ngay sau 6 giờ thu hoạch lên khỏi mặt
nước. Rong được rửa sơ bộ bằng nước biển, phơi trên các giàn phơi cách mặt đất 0,5 ÷
0,8 m. Độ dày của lớp rong nhỏ hơn 3cm, rong được trải đều, không vón cục, đảo đều
trong quá trình phơi.
Yêu cầu rong phải đạt được sạch tạp chất, khô đều, cây rong dai, mềm mại.
 Rửa lần hai
Rong được chở về Viện nghiên cứu hay khu vực bảo quản, rửa lại bằng nước ngọt
Bảo quản
Thu hái
Rửa lần 1
Làm khô sơ bộ (W = 30-40%)
Loại tạp chất

Phơi khô
Rong biển
Rửa lần 2
Vận chuyển
Nước ngọt
Nước biển
Độ dày: < 3cm
Phơi trên giàn
W < 26%

11

Lý do:
 Sau khi rửa bằng nước mặn và phơi khô sơ bộ, độ ẩm của rong còn cao,

khoảng 30%, có khi lên đến 40%. Rong vẫn hô hấp tế bào, sinh nhiệt phá hủy các chất
hữu cơ làm hỏng rong.
 Rong đưa về Viện nghiên cứu thường chưa được chế biến ngay mà cần bảo
quản, dự trữ trong kho một thời gian nào đó.
Ngâm rửa nước ngọt: rong được rửa nhiều lần (4 - 5 lần) trong thùng nước.
 Phơi khô
Rong cần phơi trên các nong tre hoặc các giàn phơi cách mặt đất 0,5 ÷ 0,8 m,
độ dày lớp rong nhỏ hơn 3 cm, sau 2 ÷ 3 ngày rong khô. Độ ẩm đạt ≤ 25%.
Hiệu suất sơ chế lần hai đạt 40 ÷ 60% rong sơ chế lần 1 (tùy thuộc vào từng loại
và độ nhiễm bẩn của rong).
Tiêu chuẩn rong thành phẩm: rong khô W ≤ 25%, sạch bùn đất tạp chất, thân
cây cứng, dai, màu vàng, nâu, đen. Nắm trong tay không thấy có độ ẩm của muối, hàm
lượng muối ≤ 0,8%. Sau khi phơi cần để rong trong mát để cân bằng độ ẩm, sau đó
mới bảo quản [3].
1.2.2. Một số hiện tượng hư hỏng của rong
Trạng thái cây rong bị thay đổi: rong mủn. Rong mủn là do sơ chế nước ngọt
không đúng kĩ thuật, hàm lượng muối còn nhiều. Các loại vi sinh vật như
Cellulomonas, Aspegillus, Streptococcus, Psedomonas và Penicilium hoạt động mạnh
phân hủy cellulose và các chất keo rong [3].
Rong hao hụt trọng lượng do độ ẩm cao.
Rong hư cục bộ: do trải rong xuống sàn nhà mà không tản nhiệt, xuất hiện sự tự
phát nhiệt làm nấm mốc phát triển.
1.2.3. Các biện pháp bảo quản rong khô
Rong phải thông thoáng, lưu thông không khí. Không khí trong kho có độ ẩm ≤
80%. Ngày khô ráo phải mở cửa kho để giảm độ ẩm của kho.
Các kiện rong được để trên các giàn cách mặt đất 15 ÷ 20 cm. Giữa các giàn có
lối đi lại để thường xuyên kiểm tra.
Phát hiện rong ẩm phải đưa đi chế biến ngay. Khi rong mốc phải loại bỏ phần
mốc, rửa, sấy lại.

12

Các kiện rong phải được sắp xếp theo chất lượng và thời gian sản xuất, rong
nhập kho trước phải đưa đi sản xuất trước. Rong khô đúng tiêu chuẩn, bảo quản đúng
chế độ thời gian tối đa là 1 năm [3].
1.3. FUCOIDAN
1.3.1. Khái niệm về fucoidan
Fucoidan lần đầu tiên được Kylin mô tả và đặt tên vào năm 1913. Sau đó tác giả
đã tách chiết được fucoidin vào năm 1915 từ loài rong nâu Laminaria digitata, cho
thấy rằng methyl pentose có mặt trong dung dịch thuỷ phân fucoidin [33]. Percival và
Ross vào năm 1950 đã xác định được trong dịch thuỷ phân fucoidin từ Fucus
vesiculosus, F.spiralis, Himanthalia lorea, L.cloustoni, ngoài fucose còn có uronic
acid, galactose, xylose [22]. Hơn 40 năm sau Kylin, McNeely đổi tên fucoidin thành
fucoidan vào năm 1959. Năm 1948 Vasseur tìm thấy methyl pentose sulfat cũng có
trong các loài động vật nhuyễn thể dưới biển, mặc dù vậy cho mãi đến năm 1987
không có nghiên cứu cấu trúc nào cho dạng fucan sulfat của động vật này. Theo
IUPAC định nghĩa: tên của polysaccharide là tên của đường đơn được thay ‘-ose’ bằng
‘-an’. Vậy fucan sulfat là polymer của fucose sulfat, và thường chỉ dùng cho
polysaccharide có fucose trong động vật, còn fucoidan dùng để mô tả polysaccharide
sulfat tách chiết từ rong nâu [50], trong đó fucose khoảng chừng 20-60% [41], 18,6-
32,8% [40], và đó cũng là từ mà nhiều tác giả khác dùng để chỉ sản phẩm
polysacharide sulfat tách từ rong nâu của mình bên cạnh các tên khác như
fucogalactan sulfat, fucoglucuronomannan sulfat, xylofucoglucuronan sulfat,…
Howard C.Krivan có viết “fucan sulfat, fucoidin, dextran sulfat khối lượng thấp thì tác
dụng ức chế yếu …”[26] có nghĩa fucoidan và fucan sulfat là hai hợp chất khác nhau.
Vài tác giả đã dùng từ fucan sulfat cho một dạng của fucoidan vì trong đó thành phần
đường gần như chỉ có fucose.
Cấu trúc của fucoidan chiết từ Fucus vesiculosus được Percival và Ross mô tả
vào năm 1950, đó là fucan polysulfat, với liên kết 12glycosit và sulfat ở vị trí C-4,
cấu trúc này được khẳng định lại một lần nữa bởi O Neill (1954), Côte (1959) và nó

tồn tại đến 40 năm sau [21]. Một số nghiên cứu gần đây cho các dạng khác của
fucoidan đã được công bố, nói chung các cấu trúc đó bao gồm mạch chính có L-fucose
liên kết ở các vị trí 12, 13, 14, và nhóm sulfat ở các vị trí C-2, C-3, C-4, thay
đổi theo các loài khác nhau. Với các fucan sulfat ở động vật nhuyễn thể, cấu trúc cũng

13

được tiếp tục nghiên cứu vào năm 1987 (Mourao và Basto), 1994 (Ribeiro et al), 1997
(Alves et al), 1999, 2002 (Vilela-Silva et al). Đặc điểm phân biệt các cấu trúc của
fucoidan và fucan sulfat từ động vật là fucan sulfat có dạng mạch thẳng được tạo thành
do những đơn vị cấu trúc lặp đi lặp lại, có thể được xác định chính xác bởi phổ cộng
hưởng từ hạt nhân, và quan hệ hoạt tính cấu trúc có thể được thành lập. Fucoidan của
rong biển có thể là mạch nhánh, trong phân tử có thể có sự hiện diện của một số các
gốc đường khác nhau và có thể có các gốc acetyl cũng như sulfat phân bố không theo
một qui luật nào [24]. Kết quả của phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cũng chỉ cho
biết một phần thông tin về cấu trúc của chúng mà thôi. V́ vậy, cho đến nay việc mô tả
hoàn chỉnh cấu trúc của fucoidan rong biển là việc vô cùng khó khăn.
Sau gần 100 năm kể từ khi được Kyllin phát hiện ra (1913), cấu trúc của
fucoidan chỉ được mô tả trong từng trường hợp tách chiết riêng biệt của từng loài rong
khác nhau và chỉ là cấu trúc cho những đoạn mạch rất ngắn, nhiều nghiên cứu khác
nhau đưa ra những cấu trúc khác nhau trên cùng một loài rong.
1.3.2. Đặc điểm, cấu trúc và các tính chất của fucoidan
Fucoidan là một polysaccharide sulfat được tách chiết từ rong nâu, có cấu tạo
gồm mạch chính có mặt -L-Fucose sulfat, ngoài ra có thể có D-Galactose, D-
Mannose, D-Xylose, L-Rhamnose, D-Glucose, D-Uronic axít và có thể có phân bố
ngẫu nhiên của các gốc acetyl [42]. Fucoidan trong rong nâu chiếm hàm lượng rất lớn
khoảng 4 - 8% trọng lượng khô.
Cấu trúc đầu tiên của fucoidan
Năm 1937 Lunde, Heen và Oy phát hiện được fucoidin kết tủa trong alcohol và
họ xác định được công thức phân tử của fucoidin là: (R.R1.O.SO2.OM)n.

Trong đó R là fucose, M có thể là Na, K, Ca, Mg, R1 không rõ là gì [21].
Dưới đây là một số ví dụ về cấu trúc của fucoidan được phân lập từ rong biển:






Hình 1.6. Cấu trúc fucoidan từ Fucus vesiculosus mô tả vào năm 1950 [47]

-L-fucp-4(SO
3
-
)

3
2)--L-fucp-(12)--L-fucp-(12)--L-fucp-(12)--L-fucp-(12)
4 4 4 4
   
SO
3
-
SO
3
-
SO
3
-
SO
3

-


14











Hình 1.7. Cấu trúc từ Fucus anescens [43]







Hình 1.8. Cấu trúc fucoidan từ Fucus distichus L [42]





Hình 1.9. Cấu trúc fucoidan từ Fucus serratus [41]

SO
3
-
SO
3
-
SO
3
-
SO
3
-

   
2 2 2 3
4)--L-fucp-(13)--L-fucp-(1 4)--L-fucp-(12)--L-fucp-(
4 4
 
SO
3
-
SO
3
-


3)-

-L-fucp(2R
1

,4R
2
)-(1

4)-

-L-fucp(2SO
3
-
)-(1


(a) (~50%): R
1
= SO
3
-
, R
2
= H
(b) (~50%): R
1
= H, R
2
= -L-fucp-(14)--L-fucp(2SO
3
-
)-(13)-L-fucp(2SO
3
-

)-(1



15












Hình 1.10. Cấu trúc fucoidan từ Ascophyllum nodosum [44]
1.3.3. Công dụng sinh học của fucoidan
1.3.3.1. Một số tác dụng chữa bệnh của fucoidan
Từ rất lâu người dân vùng ven biển và vùng đảo đã biết sử dụng rong nâu làm
thuốc để duy trì sinh lực, tăng cường sức khoẻ. Cũng chính vì thực tế có nhiều người
sống thọ trên 100 tuổi ở vùng đảo Tonga (nam Thái Bình Dương) mà các nhà khoa
học đã tìm đến nghiên cứu và phát hiện ra fucoidan.

Hình 1.11. Hình ảnh rong nâu và các sản phẩm fucoidan