Nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung môi chiết và siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên

i

LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 3 tháng nghiên cứu làm đề tài. Cuối cùng đồ án tốt nghiệp cũng đã hoàn
thành. Lời đầu tiên em xin gửi tới Ban Giám hiệu và các Phòng Ban Trường Đại Học
Nha Trang cùng toàn thể các thầy cô đang công tác tại trường lời chúc sức khỏe và niềm
tự hào khi em được học tập trong ngôi trường này.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Công nghệ Thực phẩm đã
truyền đạt kiến thức quý báu để em có thể hoàn thành tốt đề tài.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc nhất đến thầy TS. Huỳnh
Nguyễn Duy Bảo đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em có thể hoàn thành bài
báo cáo tốt nghiệp này.
Xin cảm ơn các cán bộ các phòng thí nghiệm: Công nghệ Chế biến Thủy sản,
Công nghệ Thực phẩm, phòng Hóa sinh-Vi sinh, phòng Hóa phân tích và phòng Công
nghệ sinh học đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và các anh chị khóa trên
đã động viên góp ý giúp em hoàn thành đề tài này.
Nha Trang, ngày 14 tháng 3 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Phan Tấn Quyền


ii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................i
MỤC LỤC .................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. v

DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................vi
LỜI MỞ ĐẦU ..............................................................................................................vi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
1.1.

Giới thiệu về hải miên ....................................................................................... 3

1.1.1.

Một số loài hải miên ................................................................................... 3

1.1.2.

Đặc điểm sinh học của hải miên ................................................................. 9

1.1.3.

Hình thức sinh sản của hải miên ................................................................. 9

1.1.4.

Môi trường sống của hải miên .................................................................. 10

1.1.5.

Ứng dụng của hải miên ............................................................................ 10

1.2.

Tình hình nghiên cứu hải miên ....................................................................... 11

1.2.1.

Tình hình nghiên cứu hải miên trên thế giới............................................. 12

1.2.2.

Tình hình nghiên cứu hải miên tại Việt Nam ........................................... 14

1.3.

Quá trình oxy hóa và chất chống oxy hóa ....................................................... 14

1.3.1.

Quá trình oxy hóa ..................................................................................... 14

1.3.2.

Chất chống oxy hóa .................................................................................. 17

1.3.3.
biến

Một số phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa được áp dụng phổ
19

1.4.

Hoạt chất sinh học chống oxi hóa từ hải miên ................................................ 20

1.5.

Đặc điểm của các nhóm hoạt chất sinh học chống oxi hóa có trong hải miên . 20

1.5.1.

Nhóm các hợp chất phenol ....................................................................... 20

1.5.2.

Nhóm hợp chất sterol ............................................................................... 20

1.5.3.

Nhóm hợp chất flavonoid ......................................................................... 21


iii

1.5.4.

Nhóm hợp chất saponin ............................................................................ 21

1.5.5.

Nhóm hợp chất polypeptide ..................................................................... 22

1.5.6.

Nhóm hợp chất glycoside ......................................................................... 22

1.6.

Phương pháp chiết tách các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học .............. 22

1.6.1.

Chiết xuất với sự hỗ trợ của siêu âm (Ultrasound-assisted extraction) ..... 22

1.6.2.

Chiết xuất với sự hỗ trợ của vi sóng (Microwave-assisted extraction) ..... 23

1.6.3.

Chiết xuất bằng chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical fluid extraction) ..... 24

1.6.4.

Chiết xuất bằng chất lỏng dưới áp suất cao (Pressurised liquid extraction)
25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 27
2.1.

Nguyên liệu và hóa chất .................................................................................. 27

2.1.1.

Nguyên liệu .............................................................................................. 27

2.1.2.

Hóa chất ................................................................................................... 27

2.2.

Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 27

2.2.1.
2.2.1.1.

Bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 27
Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát .......................................................... 27

2.2.1.2. Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của loại dung môi có hỗ trợ siêu âm đến
khả năng chống oxi hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên............. 29
2.2.1.3. Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của loại dung môi không có hỗ trợ siêu âm
đến khả năng chống oxi hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên ...... 32
2.2.2.

Các phương pháp phân tích ...................................................................... 35

2.2.2.1.

Phương pháp phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH ........................ 35

2.2.2.2.

Phương pháp phân tích tổng năng lực khử ............................................ 35

2.2.2.3.

Phương pháp phân tích hàm lượng protein ........................................... 35

2.3.

Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm .......................................................... 35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 36
3.1. Ảnh hưởng của loại dung môi chiết có hỗ trợ siêu âm đến khả năng chống oxy
hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên ................................................ 36


iv

3.1.1. Ảnh hưởng của loại dung môi chiết có hỗ trợ siêu âm đến khả năng chống
oxy hóa của dịch chiết từ hải miên ............................................................................ 36
3.1.2. Ảnh hưởng của loại dung môi chiết có hỗ trợ siêu âm đến hàm lượng protein
của dịch chiết từ hải miên ......................................................................................... 40
Kết quả ...................................................................................................................... 40
3.2. Ảnh hưởng của loại dung môi chiết không có hỗ trợ siêu âm đến khả năng
chống oxy hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên .............................. 43
3.2.1. Ảnh hưởng của loại dung môi chiết không có hỗ trợ siêu âm đến khả năng
chống oxy hóa của dịch chiết từ hải miên ................................................................. 43
Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết hải miên được đánh giá dựa trên khả năng 43
3.2.2. Ảnh hưởng của loại dung môi chiết không có hỗ trợ siêu âm đến hàm lượng
protein của dịch chiết từ hải miên ............................................................................. 47
Kết quả ...................................................................................................................... 47

3.3. Mối tương quan giữa khả năng khử gốc tự do DPPH và hàm lượng protein có
hỗ trợ siêu âm của dịch chiết từ hải miên. ................................................................. 50
3.4. Mối tương quan giữa khả năng khử gốc tự do DPPH và hàm lượng protein
không có hỗ trợ siêu âm của dịch chiết từ hải miên .................................................. 51
3.5. Mối tương quan giữa tổng năng lực khử và hàm lượng protein có hỗ trợ từ siêu
âm của dịch chiết từ hải miên.................................................................................... 52
3.6. Mối tương quan giữa tổng năng lực khử và hàm lượng protein không hỗ trợ từ
siêu âm của dịch chiết từ hải miên ............................................................................ 54
3.7. Ảnh hưởng của siêu âm đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ hải
miên 55
3.8.

Ảnh hưởng của siêu âm đến hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên .... 58

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 60
1. Kết luận .............................................................................................................. 60
2. Kiến nghị ............................................................................................................ 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 61
MỤC LỤC


v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
MĐC: Mẫu đối chứng
UV-Vis ( Ultraviolet – Visite ): Tử ngoại - khả kiến
TN: Thí nghiệm
DM: Dung môi
NL: Nguyên liệu
DM/NL: Dung môi/Nghiên liệu

PL: Pha loãng
ĐLC: Độ lệch chuẩn


vi

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Loài Gellius varius ......................................................................................... 3
Hình 1.2: Loài Dysidea cinerea...................................................................................... 3
Hình 1.3: Loài Haliclona sp............................................................................................ 4
Hình 1.4: Loài Mycale plumosa ..................................................................................... 4
Hình 1.6: Loài Amorphinopsis excavans ........................................................................ 5
Hình 1.7: Loài Cirathria vulpina .................................................................................... 6
Hình 1.8: Loài Petrosia nigricans .................................................................................. 6
Hình 1.9: Loài Xestospongia testudinaria ...................................................................... 7
Hình 1.10: Loài Niphates sp ........................................................................................... 7
Hình 1.11: Loài Styirissa flabelliformis.......................................................................... 8
Hình 1.12: Loài Ianthella sp ........................................................................................... 8
Hình 1.13: Loài ircinia sp .............................................................................................. 9
Hình 1.14: Gốc tự do .................................................................................................... 15
Hình 1.15: Nguồn gốc hình thành gốc tự do ................................................................. 16
Hình 1.16: Chất chống oxi hóa ..................................................................................... 18
Hình 2.1: Loài hải miên Spongia sp lấy mẫu ở vùng biển Phú Quốc ........................... 27
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết chất chống oxy hóa từ Hải miên............. 28
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của loại dung môi có hỗ trợ siêu âm đến
khả năng chống oxi hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên ................... 31
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của loại dung môi không có hỗ trợ siêu âm
đến khả năng chống oxi hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên............. 34
Hình 3.1: Hoạt tính khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được
chiết xuất bằng các dung môi khác nhau có hỗ trợ của siêu âm, (a) dịch chiết lần 1; (b)

dịch chiết lần 2; (c) dịch chiết lần 3, (d) dịch chiết tổng 3 lần. Số liệu trên đồ thị là giá
trị trung bình của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý
nghĩa thống kê (P < 0,05). ........................................................................................... 37


vii

Hình 3.2. Tổng năng lực khử của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được chiết xuất
bằng các dung môi khác nhau có hỗ trợ của siêu âm, (a) dịch chiết lần 1; (b) dịch chiết
lần 2; (c) dịch chiết lần 3, (d) dịch chiết tổng 3 lần. Số liệu trên đồ thị là giá trị trung bình
của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống
kê (P < 0,05). ............................................................................................................... 39
Hình 3.3. Hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được chiết xuất
bằng các dung môi khác nhau có hỗ trợ của siêu âm, (a) dịch chiết lần 1; (b) dịch chiết
lần 2; (c) dịch chiết lần 3, (d) dịch chiết tổng 3 lần. Số liệu trên đồ thị là giá trị trung bình
của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống
kê (P < 0,05). ............................................................................................................... 41
Hình 3.4: Hoạt tính khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được
chiết xuất bằng các dung môi khác nhau có hỗ trợ của siêu âm, (a) dịch chiết lần 1; (b)
dịch chiết lần 2; (c) dịch chiết lần 3, (d) dịch chiết tổng 3 lần. Số liệu trên đồ thị là giá
trị trung bình của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý
nghĩa thống kê (P < 0,05). ........................................................................................... 44
Hình 3.5 Tổng năng lực khử của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được chiết xuất
bằng các dung môi khác nhau không có hỗ trợ của siêu âm, (a) dịch chiết lần 1; (b) dịch
chiết lần 2; (c) dịch chiết lần 3, (d) dịch chiết tổng 3 lần. Số liệu trên đồ thị là giá trị trung
bình của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa
thống kê (P < 0,05). ..................................................................................................... 46
Hình 3.6. Hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được chiết xuất
bằng các dung môi khác nhau không có hỗ trợ của siêu âm, (a) dịch chiết lần 1; (b) dịch
chiết lần 2; (c) dịch chiết lần 3, (d) dịch chiết tổng 3 lần. Số liệu trên đồ thị là giá trị trung

bình của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa
thống kê (P < 0,05). ..................................................................................................... 48
Hình 3.7. Mối liên hệ giữa khả năng khử gốc tự do DPPH và hàm lượng protein có hỗ
trợ siêu âm của (a) dịch chiếthải miên lần 1(b) dịch chiếthải miên lần 2 (c) dịch chiếthải
miên lần 3 (d) dịch chiếthải miên tổng 3 lần chiết ........................................................ 51
Hình 3.8. Mối liên hệ giữa khả năng khử gốc tự do DPPH và hàm lượng protein không
có hỗ trợ siêu âm của (a) dịch chiết hải miên lần 1(b) dịch chiết hải miên lần 2 (c) dịch
chiết hải miên lần 3 (d) dịch chiết hải miên tổng 3 lần chiết. ....................................... 52


viii

Hình 3.9. Mối liên hệ giữa tổng năng lực khử và hàm lượng protein có hỗ trợ siêu âm
của (a) dịch chiết hải miên lần 1(b) dịch chiết hải miên lần 2 (c) dịch chiết hải miên lần
3 (d) dịch chiết hải miên tổng 3 lần chiết. .................................................................. 524
Hình 3.10. Mối liên hệ giữa tổng năng lực khử và hàm lượng protein không có hỗ trợ
siêu âm của (a) dịch chiết hải miên lần 1(b) dịch chiết hải miên lần 2 (c) dịch chiết hải
miên lần 3 (d) dịch chiết hải miên tổng 3 lần chiết. .................................................... 525
Hình 3.11. Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được
chiết xuất với hỗ trợ siêu âm và không siêu âm tổng 3 lần chiết bằng, (a) dung môi nước
cất; (b) dung môi methanol; (c) dung môi ethanol, (d) dung môi clorofrom. Số liệu trên
đồ thị là giá trị trung bình của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự
khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05)...................................................................... 56
Hình 3.12. Tổng năng lực khử của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được chiết xuất
với hỗ trợ siêu âm và không siêu âm tổng 3 lần chiết bằng, (a) dung môi nước cất; (b)
dung môi methanol; (c) dung môi ethanol, (d) dung môi clorofrom. Số liệu trên đồ thị là
giá trị trung bình của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt
có ý nghĩa thống kê (P < 0,05). .................................................................................... 57
Hình 3.13. Hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên (Spongia sp.) được chiết xuất
với hỗ trợ siêu âm và không siêu âm tổng 3 lần chiết bằng các dung môi khác nhau. Số

liệu trên đồ thị là giá trị trung bình của 3 lần thí nghiệm ± SD. Các ký tự khác nhau thể
hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05). ........................................................ 59


1

LỜI MỞ ĐẦU
Đại dương là một nguồn tài nguyên vô cùng lớn, nơi chiếm tới 70% diện tích
bề mặt trái đất . Đại dương cũng là nơi sinh sống của 34 trong 36 ngành sinh vật trên
trái đất với hơn 300.000 loài thực động vật đã được biết đến. Đây chính là nguồn cung
cấp vô số các sản phẩm tự nhiên quý giá từ các loài sinh vật biển. Sự đa dạng của các
loài được thể hiện rất phong phú ở những bãi san hô, nơi mà có đến 1000 loài trên một
đơn vị mét vuông. Trong đó, khu vực Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương có một vùng
đa dạng sinh vật biển nhiệt đới lớn nhất trên thế giới. Việt Nam nằm trong khu vực
biển Thái Bình Dương, sở hữu hơn 1 triệu km2 vùng biển. Kết quả thống kê đến nay
đã thông báo có trên 12.000 loài động thực vật biển ở Việt Nam, trong đó có rất nhiều
loài có độc tố hay có hoạt tính sinh học tiềm tàng. Tuy vậy, nguồn tài nguyên phong
phú này vẫn chưa thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học, đến nay mới
chỉ có một số rất nhỏ những nghiên cứu về lĩnh vực này. Nghiên cứu, phát triển, khai
thác những nguồn tài nguyên sinh vật biển hiện đang là vấn đề cấp bách không chỉ ở
nước ta mà trên toàn thế giới.
Trong các loài sinh vật biển hải miên đã được biết đến như một nguồn nguyên
liệu dồi dào của các hợp chất có cấu trúc mới và hoạt tính sinh học đáng quan tâm cho
thấy khả năng sản sinh các hợp chất có hoạt tính mạnh nhất. Điển hình như những nghiên
cứu về hóa học của hải miên đã đem lại rất nhiều các hợp chất có giá trị. Cho đến nay,
có tới 2/3 hợp chất đang được thử nghiệm lâm sàng hoặc có mặt trên thị trường là được
phân lập từ hải miên. Các hợp chất này thể hiện các hoạt động dược học vô cùng phong
phú đa dạng như chống ung thư, kháng sinh, kháng viêm, kháng virut, chống ôxy hóa,
chống bệnh mất trí nhớ, chữa trị các vết thương, chữa đau dạ dày, chữa bệnh tự miễn...
Hiện tại, các nghiên cứu, đánh giá cũng như ứng dụng các hoạt tính sinh học của

hải miên ở Việt Nam vẫn còn rất khiêm tốt, chưa tận dụng được hết nguồn tài nguyên


2

biển vô cùng quý giá. Để khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên quý giá này, việc nghiên
cứu tách chiết các hoạt chất sinh học từ hải miên là rất cần thiết và đó là lý do tôi chọn
đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung môi chiết và siêu âm đến hoạt tính chống
oxy hóa và hàm lượng protein của dịch chiết từ hải miên”.
Mục đích và ý nghĩa của đề tài:
Mục đích đề tài:
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung môi chiết đến hoạt tính chống oxi hóa và
hàm lượng protein của hải miên.
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của siêu âm đến hoạt tính chống oxi hóa và hàm lượng
protein của hải miên.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn:
+Là cơ sở để lựa chọn dung môi và phương pháp chiết thích hợp.
+Thành công của đề tài sẽ tạo ra chất chống oxi hóa ứng dụng trong y học
Trong quá trình thực hiện đề tài này mặc dù đã cố gắng hết mình tìm hiểu, song
do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, kiến thức còn hạn chế cũng
như khó khăn về điều kiện thực nghiệm, vì vậy những sai sót mắc phải là điều không thể
tránh. Kính mong sự chỉ bảo của quý thầy cô cũng như ý kiến đóng góp của các bạn sinh
viên để đề tài được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu về hải miên

1.1.1. Một số loài hải miên
+ Loài Gellius varius, thuộc họ Chalinidae.
Mô tả: Dạng cành, màu xanh lục đậm khi còn sống, khi chết hoặc khi cố định
bằng hoá chất thì chuyển màu xanh đen, chúng tạo thành khóm sống trên các khối san
hô hoặc bám trên nền đáy cứng.

Hình 1.1. Loài Gellius varius
+ Loài Dysidea cinerea, thuộc họ Dysideiade.
Mô tả: Mọc thành dạng khối trên rạn san hô, màu sắc thany đổi rất nhiều phụ
thuộc vào môi trường sống, từ màu nâu nhạt cho tới màu xám hoặc, mềm và dai, thường
lẫn cả cát hoặc sạn bên trong cơ thể.

Hình 1.2. Loài Dysidea cinerea


4

+ Loài Haliclona sp, thuộc họ Chalinidae
Mô tả: Thường có dạng cành, cấu trúc thay đổi tuỳ loài có thể mềm hoặc hơi cứng,
màu sắc thay đổi rất nhiều, từ màu xám nhạt, hồng, tím hoặc xanh đâm, với lỗ mở trên
bề mặt tương đối lớn

Hình 1.3. Loài Haliclona sp
+ Loài Mycale plumosa,thuộc họ Mycalidae
Mô tả: Có dạng cành đặc trưng và thường nối với nhau, màu sắc từ đỏ đậm cho
tới màu tím nhạt, thường bị mất màu rất nhanh sau khi lấy ra khỏi môi trường sống, cấu
trúc tương đối mềm

Hình 1.4. Loài Mycale plumosa
+Loài Ircinia echinata, thuộc họ Irciniidae
Mô tả: Thường sống dạng khối có xẻ thuỳ, bề mặt được bao phủ bởi các mấu nhỏ,
thường có màu nâu đen cho tới màu đen, cơ thể dẻo và đàn hồi giống như cao su


5

Hình 1.5. Loài Ircinia echinata
+ Loài Amorphinopsis excavans, thuộc họHalichondriidae
Mô tả: Đây là loài đục lỗ vào trong các khối san hô hoặc nền đáy và chiếm cứ gần
hết không gian bên trong, màu sắc thay đổi từ vàng cho tới vàng đâm, có lỗ mở trên bề
mặt khá lớn. Khi để khô thường chuyển màu trắng ngà

Hình 1.6. Loài Amorphinopsis excavans
+ Loài Cirathria vulpina,thuộc họMycalidae
Mô tả: Cơ thể dạng cành, có màu vàng cam, bề mặt xù xì được tạo nên bởi nhiều
núm gai nhỏ


6

Hình 1.7. Loài Cirathria vulpina
+ Loài Petrosia nigricans, thuộc họ Petrosiidae.
Mô tả: Thường có dạng khối, giống hình núi lửa, cấu trúc cứng và dễ vỡ, dễ gãy,
bề mặt tương đối nhẵn, thường có màu tím nhạt cho tới nâu đâm.

Hình 1.8. Loài Petrosia nigricans
+ Loài Xestospongia testudinaria, thuộc họ Petrosiidae

Mô tả: Hình dạng, màu sắc và kết cấu bề mặt thay đổi rất nhiều tuỳ thuộc vào môi
trường sống, thường chúng có dạng cốc lớn với bề mặt nhiều các gờ và các rãnh, cấu
trúc cứng và dễ vỡ vụn.


7

Hình 1.9. Loài Xestospongia testudinaria
+ Loài Niphates sp, thuộc họ Chalinidae.
Mô tả: Cơ thể dạng cành phân nhánh, màu sắc thay đổi thừ màu trắng ngà cho tới
màu hồng nhạt, bề mặt tường đối nhẵn, có một số lỗ mở nhỏ trên bề mặt.

Hình 1.10. Loài Niphates sp
+ Loài Styirissa flabelliformis, thuộc họ Axinellidae.
Mô tả: Mọc thành cụm trên rạn san hô, có màu vàng cam, bề mặt xù xù thường
có nhiều mấu nhỏ hoặc có các đường gờ hoặc nếp gấp


8

Hình 1.11. Loài Styirissa flabelliformis
+ Loài Ianthella sp, thuộc họ Ianthellidae
Mô tả: Cơ thể có dạng quạt, màu sắc thay đổi từ màu vàng nhạt, màu vàng cam
đâm cho tới màu tím sẫm, khi tiếp xú vơi không khí thường chuyển màu tím sẫm

Hình 1.12. Loài Ianthella sp
+ Loài ircinia sp, thuộc họ Irciniidae
Mô tả: Thường có dạng xẻ thuỳ, có màu từ nâu đâm tới màu đen, đôi khi được
bao phủ bởi các mâu thịt nhỏ, cấu trúc dẻo và dai giống cao su

9

Hình 1.13. Loài ircinia sp
1.1.2. Đặc điểm sinh học của hải miên
Hải miên là động vật đa bào thấp, không tương đồng với cấu tạo cơ thể của các
nhóm động vật đa bào khác: Cơ thể chưa có kiểu đối xứng ổn định, chưa có lỗ miệng,
chưa có các mô phân hóa và chưa có tế bào thần kinh.
Ngày nay, các nhà khoa học đã phát hiện hơn 5.000 loài hải miên, nhưng người
ta cho rằng có hơn 8.000 loài hải miên trên Trái đất (Chairman và cộng sự, 2012).
Phần lớn hải miên sống ở biển, chỉ có khoảng 150 loài sống ở nước ngọt. Màu
sắc, hình dáng và kích thướt của cơ thể khác nhau tùy loài. Từ vài mm tới vài mét. Thân
lỗ là nhóm sống bám tuy cũng quan sát thấy vài loài có thể di chuyển chỗ vài mm sau
mỗi ngày, có thể do vận động của tế bào chất hoặc tế bào amip.
Hải miên ăn bằng cách lọc. Hầu hết hải miên ăn các hạt hữu cơ nổi và sinh vật
phù du nhỏ mà chúng lọc được từ các dòng nước chảy qua cơ thể của chúng. Nước đưa
thức ăn và O2 vào cơ thể qua lỗ hút nước và theo ống dẫn nước trong thành cơ thể vào
khoang trung tâm và từ đó theo lỗ thoát nước ra ngoài.
1.1.3. Hình thức sinh sản của hải miên
Có hai hình thức sinh sản: Vô tính và hữu tính
Sinh sản vô tính bằng mọc chồi hoặc tạo mầm chồi đó là những múm nhỏ mọc
trên thành cơ thể. Mầm là khối tế bào amip được một lớp vỏ kép cách nhiệt bọc ngoài.
Sinh sản hữu tính: Phần lớn thân lỗ lưỡng tính. Tế bào sinh dục do tế bào amip
hoặc tế bào cổ áo tạo thành, chúng ở tầng keo và nằm dưới các phòng roi, tinh trùng chin


10

lọt vào phòng roi theo dòng nước thoát ra ngoài, rồi tới thụ tinh noãn của một cá thể
khác.

Thân lỗ có khả năng tái sinh cao. Từ một mảnh cơ thể tách rời hoặc từ một đám
tế bào sau khi nghiền nát hoặc sàn qua lưới vẫn có thể phát triển thành một cơ thể toàn
vẹn.
1.1.4. Môi trường sống của hải miên
Hải miên sống trong một loạt các môi trường sống đại dương, từ các vùng cực
đến các vùng nhiệt đới.
Hầu hết chúng sống trong vùng nước yên tĩnh bởi vì sóng hoặc các dòng nước sẽ
khuấy động lớp trầm tích làm chặn các lỗ hút nước gây khó khăn cho chúng ăn và hô
hấp Krautter, M. (1998).
Phần lớn hải miên được tìm thấy trên bề mặt vững chắc như đá, một số loài hải
miên gắn vào trầm tích mềm.
Hải miên ở vùng biển ôn đới dồi dào nhưng ít đa dạng hơn hải miên ở vùng biển
nhiệt đới, có thể vì nguồn thức ăn của hải miên ở vùng biển nhiệt đới có nhiều loại và
phong phú hơn.
1.1.5. Ứng dụng của hải miên
Sử dụng hải miên làm “bông tắm”, nhu cầu sử dụng hải miên làm “bông tắm”
ngày càng tăng. “ bông tắm” từ hải miên có thể được định nghĩa là bất kì loài hải miên
nào sở hữu sợi chỉ spongin- đó là các sợi đàn hồi làm từ collagen protein
Chất lượng của miếng hải miên dựa trên chất lượng của bộ xương xốp. Các sợi
mềm, bền và đàn hồi tốt sẽ có mức giá cao nhất
Hải miên tắm hiện đang được sản xuất bằng cách sử dụng hải miên matthewsi
Coscinoderma với sản lượng khoảng 12.000 miếng xốp/năm và được bán tại địa phương
cho người dân và du khách ở Pohnpei , Micronesia . 100% hải miên sản xuất từ tự nhiên
không có hóa chất mạnh thêm vào khi chế biến.


11

Việc sản xuất nuôi trồng thủy sản của hải miên C. matthewsi được thực hiện bởi
Marine và Viện nghiên cứu môi trường của Pohnpei (MERIP).

Sử dụng hoạt tính sinh học từ hải miên, với sự hiện diện của các chất chuyển hóa
thứ cấp được sản xuất bởi các vi sinh vật cộng sinh trong các loài hải miên. Các chất
chuyển hóa thứ cấp đã được phân lập thành công từ hải miên, với nhiều chất chuyển hóa
có tính chất dược liệu tiềm năng, chẳng hạn như gây độc tế bào , chống viêm và hoạt
tính kháng virus. Do đó, chúng có tiềm năng đáng kể trong ngành công nghiệp dược
phẩm để tạo ra các loại thuốc mới.
Vidarabine, một loại thuốc chống virus (dùng để chống lại các loại virus viêm
não Herpes simplex), và Ara-C, một loại thuốc chống ung thư, cô lập khỏi hải
miên Tethya crypta. Cả hai hợp chất được sử dụng lâm sàng trong nhiều năm.
Halichondrin B được phân lập từ loài hải miên Halichondria okadai, nhưng cũng
đã được tìm thấy trong các loài hải miên Lissodendoryx. Các hợp chất đã được đánh giá
hoạt tính chống ung thư. Một chất tổng hợp của chúng được gọi là E7389, hiện đang
trong thử nghiệm lâm sàng đối với bệnh ung thư phổi.
Discodermolide, được tìm thấy trong các loài hải miên Discodermia dissolute,
chúng đang trong các thử nghiệm lâm sàng đối với các khối u rắn.
Agelasphins từ loài hải miên mauritianus Agelas có hoạt tính chống ung thư và kích
thích miễn dịch. Hiện trong các thử nghiệm lâm sàng cho điều trị miễn dịch ung thư.
Psammaplin A là một hợp chất lần đầu tiên được tìm thấy trong loài hải miên
Psammaplysilla. Nó là một cấu trúc dẫn cho các hợp chất chống ung thư tổng hợp NVPLAQ824 và cho kháng sinh chống lại các vi khuẩn Staphylococcus aureus.
Contignasterol được phân lập từ các loài hải miên Petrosia contignata. Các dẫn
xuất tổng hợp của hợp chất này trong các thử nghiệm lâm sàng đối với bệnh hen suyễn
và viêm da và mắt Newman &Cragg (2004).
1.2.

Tình hình nghiên cứu hải miên


12

Hải miên (Porifera) là nhóm sinh vật đa bào nguyên thủy có cấu trúc cơ thể khá

đơn giản có thể tìm thấy tại hầu hết các thủy vực, nhưng chủ yếu ở biển. Hiện nay, ước
tính trên thế giới có khoảng 9000 loài. Hải miên dinh dưỡng bằng cách lọc nước biển, vì
thế nó có khả năng làm sạch nước biển thông qua các hoạt động sống của mình. Trong
quá trình dinh dưỡng đó hải miên cũng thu nhận một số chất có độc tính, được tiết ra bởi
một số loại động, thực vật (các loại san hô sống trên cạn…).
Thông qua quá trình sinh học phức tạp, các chất này sẽ được hấp thu và sử dụng như là
“ kho hóa chất” cho những mục đích khác nhau của chúng ( dùng để chống lại các loài
động vật ăn thịt, động vật ký sinh và ức chế các sinh vật khác trong việc cạnh tranh
nguồn thức ăn và không gian sống).
Hiện nay hải miên đang là đối tượng được quan tâm trong lĩnh vực tìm kiếm
những nguồn dược liệu có nguồn gốc từ tự nhiên và đã thu được các kết quả tốt trong
việc tìm ra các hợp chất chống ung thư và một số bệnh khác. Một số nơi như ở New
Zealand đã tiến hành nuôi trồng một số hải miên có giá trị phục vụ cho mục đích thương
mại cũng như cho việc nghiên cứu chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học.
1.2.1. Tình hình nghiên cứu hải miên trên thế giới
Hải miên đã từ lâu thu hút được sự chú ý của nhiều nhà khoa học, việc nghiên
cứu khu hệ diễn ra từ khá sớm, có thể quá trình nguyên cứu thành một số giai đoạn sau.
Giai đoạn 1: Cuối thế kỷ 18 đến giữa thế kỷ 19
Mẫu vật thu thập mang tính đơn lẻ, rải rác và các công trình công bố còn nghèo
nàn và không rõ ràng về điệu kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu, điển hình là các
công trình của các tác giả: Esper, 1797.1830: Grant, 1836 trình bày các vấn đề tổng quát
về giới động vật. Gray, 1858.1870 mô tả một số chi mới trong lớp hải miên đá vôi (chi
Aphroceras) tại quần đảo Malacca và một số chi tại vùng tây Australia. Bowerbank và
Norman, 1969, Bowerbank, 1872, 1877 trình bày những vấn đề tổng quan về hải miên
và mô tả 5 loài mới ở quần đảo Philipin, NewGuinea.
Giai đoạn 2: Cuối thế kỷ 19 đến giữa thế kỷ 20


13

Mẫu vật được thu thập trong các cuộc thám hiểm của các nhà khoa học Châu Âu,
các mô tả đã chi tiết hơn như: Carter, 1883,1887 nêu về sự phân bố và các kiến thức về
hải miên, trong khoảng thời gian 1873-1876 có cuộc hành trình vòng quanh thế giới của
tàu Challenger, trên tàu tập hợp đông đảo các nhà khoa học lúc bấy giờ. Mẫu vật thu
thập được trong chiến hành trình này cung cấp khá nhiều thông tin cho các nhà khoa học
và một loạt các báo cáo khoa học đã được công bố sau hành trình của tàu Challenger
điển hình là các báo cáo như sau: Polesjaef , 1884 công bố về thành phần loài hải miên
đá vôi Calcarea thu thập được trong chuyến hành trình. Ridley và Dendy, 1886,1887
công bố về nhóm hải miên Monaxonida; Sollas, 1886, 1888 công bố về nhóm hải miên
Tetractinellidae ; ngoài ra còn có các công trình công bố khác như của Lindgren,
1897,1898 công bố về khu hệ hải miên tại quần đảo Malaysia; Topsent, 1897 công bố
những nghiên cứu về hải miên tại vịnh Amboine; Sollas, 1902 công bố về hải miên tại
vùng biển Malaysia; Vosmaer, 1902 mô tả chi tiết mới Placospongia và Spirastrella tại
vùng biển Siboga; Wilson, 1925 công bố về nhóm hải miên silic thu thập trong chuyến
thám hiểm tại quần đảo Philipin; Ijima, 1926 công bố về thành phần loài của hải miên
Hexactinellida báo cáo tình hình mẫu vật về Hải miên sống tại các vùng nước nông và
các vùng nước sâu trong bảo tàng Ấn Độ; De Laubenfels, 1935 công bố về các nghiên
cứu về hải miên thu thập từ Puerto Galera Mindoro, Philipin.
Giai đoạn 3: Từ cuối thế kỷ 20 đến nay
Có rất nhiều mẫu vật được thu thập nhưng phần lớn các mẫu vật trên vẫn chưa
định loại chính xác hoặc chưa định loại được, phần lớn các nghiên cứu đã chuyển sang
nghiên cứu về các cơ chế trao đổi chất của hải miên, các công trình về định loại còn lại
rất ít tiêu biểu là: Caberoy, 1979, 1981; Caberoy & Tahil, 1983 công bố nghiên cứu về
khu hệ hải miên tại Philippin (vịnh Tayabas); Esmero, 1978; công bố về thành phần loài
hải miên vùng triều sống trên các giá thể nhân tạo tại cảng Cebu - Philippin; Levis C.,
1961 công bố nghiên cứu về hải miên tại vùng biển Nha Trang Việt Nam và vùng biển
Philippin; Pulitzer-Finali, 1980 nêu một số nghiên cứu về hải miên tại các vùng nước


14

nông ở Hồng Kông; Van Soest, 1980, 1989, 1990 công bố nghiên cứu về khu hệ hải miên
ở khu vực Inđônêxia. Hofman & Van Soest, 1995 mô tả các loài thuộc chi
Lissodendroryx (bộ Poecilosclerida, họ Coelosphaeridae); Hooper, 1993 mô tả loài
Oceanapia sagittaria (bộ Haplosclerida, họ Phloeodictyidae); Hooper, 1994 công bố
danh mục các loài hải miên của Australia. Gần đây nhất trong dự án kéo dài 7 năm tập
hợp gần 50 các chuyên gia về phân loại hải miên do Hooper &Soest chủ trì đã công bố
cuốn sách “Systema Porifera” đây là hệ thống phân loại mới nhất đã được chỉnh sửa.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hải miên tại Việt Nam
Ớ Việt Nam từ trước cho tới nay chưa có công trình nghiên cứu nào nghiên cứu
một cách kỹ lưỡng khu hệ hải miên mà chủ yếu việc nghiên cứu đối tượng này được kết
hợp với việc nghiên cứu nguồn lợi sinh vật. Các công trình nghiên cứu chỉ được đề cập
tới trong các báo cáo về thành phần loài trong khu vực biển đông hoặc khu vực Ấn Độ Thái Bình Dương của một số tác giả, các báo cáo về thành phần loài hải miên điển hình
có thể liệt kê (theo thứ tự thời gian) như sau:
- Báo cáo của Lindgren N.G., 1897, 1898 công bố khoảng 20 loài hải miên tại khu vực

quần đảo Malaysia và vùng biển Đông
- Lévi. C. 1961 công bố 28 loài hải miên tại khu vực biển Nha Trang
- Hooper J.N.A., Kennedy J.A. & van Soest R.W.M., 2000 công bố danh sách hon 1500

loài hải miên thuộc 102 họ của vùng biển Đông, trong đó có Việt Nam.
- Năm 2002 các chuyên gia hoạt động trong dự án hợp tác Việt Nam - Italia về bảo tồn

đa dạng sinh học dải ven biển Việt Nam khi nghiên cứu tại khu vực vịnh Hạ Long (Quảng
Ninh) và khu đầm phá Tam Giang - Cầu Hai (Thừa Thiên Huế) đã phát hiện 161 loài hải
miên thuộc 41 họ.
1.3.

Quá trình oxy hóa và chất chống oxy hóa

1.3.1. Quá trình oxy hóa
Sự oxy hóa là một quá trình sinh hóa xảy ra trong cơ thể sinh ra các gốc tự do khi
có mặt của oxy phân tử.


15

Hình 1.14. Gốc tự do
Theo định nghĩa, gốc tự do ( Free radical) là bất cứ phân tử hóa chất nào chỉ có
một điện tử duy nhất ( electron mang điện âm) hay một số lẻ điện tử.
Đôi khi, trong diễn tiến hóa học, một điện tử bị tách rời khỏi nhóm và phân tử đó trở
thành một gốc tự do, với số lẻ điện tử. Do đó, nó không cân bằng, đầy đủ nên rất bất ổn,
dễ tạo ra phản ứng. Nó luôn luôn tìm cách chiếm đoạt điện tử mà nó thiếu từ các phân
tử khác, và lần lượt tạo ra một chuỗi những gốc tự do mới, gây rối loạn cho sinh học bình
thường của tế bào.
Chính do chứa điện độc thân mà gốc tự do có hoạt tính rất mạnh, nó luôn sẵn sàng
thực hiện oxi hóa, nhận điện tử của chất mà nó tiếp xúc (để ghép đôi với điện tử độc thân
của nó) và làm chất bị nó oxy hóa bị hủy hoại nặng nề.
Năm 1954, bác sĩ Denham Harman thuộc Đại Học Berkeley, California, là
khoa học gia đầu tiên nhận ra sự hiện hữu của gốc tự do trong cơ thể với nguy cơ
gây ra những tổn thương cho tế bào. Trước đó, người ta cho rằng gốc tự do này chỉ
có ở ngoài cơ thể.
Tia tử ngoại, môi trường ô nhiễm, stress, chất phụ gia trong thức ăn, các chất
có hại trong mỹ phẩm, thuốc lá, uống rượu quá đà, lạm dụng dược phẩm... là những
tác nhân chính gây ra gốc tự do.


16

Hình 1.15. Nguồn gốc hình thành gốc tự do

Gốc tự do có tác dụng không tốt cho cơ thể liên tục ngay từ lúc con người mới
sinh ra và mỗi tế bào chịu sự tấn công của cả chục nghìn gốc tự do mỗi ngày. Ở tuổi
trung niên, cơ thể mạnh, trấn áp được chúng, nhưng tới tuổi cao, sức yếu, gốc tự do lấn
át, gây thiệt hại nhiều gấp mười lần ở người trẻ. Nếu không bị kiểm soát, kiềm chế, gốc
tự do gây ra các bệnh thoái hóa như ung thư, xơ cứng động mạch, làm suy yếu hệ thống
miễn dịch gây dễ bị nhiễm trùng, làm giảm trí tuệ, teo cơ quan bộ phận người cao niên.
Nó phá rách màng tế bào khiến chất dinh dường thất thoát, tế bào không tăng
trưởng, tu bổ, rồi chết. Nó tạo ra chất lipofuscin tích tụ dưới da khiến ta có những vết
đồi mồi trên mặt, trên mu bàn tay. Nó tiêu hủy hoặc ngăn cản sự tổng hợp các phân tử
chất đạm, đường bột, mỡ, enzyme trong tế bào. Nó gây đột biến ở gene, ở nhiễm thể, ở
DNA, RNA. Nó làm chất collagen, elastin mất đàn tính, dẻo dai khiến da nhăn nheo, cơ
khớp cứng nhắc.
Theo các nhà nghiên cứu, gốc tự do hủy hoại tế bào theo diễn tiến sau đây:
Trước hết, gốc tự do oxy hóa màng tế bào, gây trở ngại trong việc thải chất bã và tiếp
nhận thực phẩm, dưỡng khí; rồi gốc tự do tấn công các ty lập thể, phá vỡ nguồn cung
cấp năng lượng. Sau cùng, bằng cách oxy hóa, gốc tự do làm suy yếu kích thích tố,
enzym khiến cơ thể không tăng trưởng được.