Nghiên cứu thu nhận polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa và ức chế enzyme α glucosidase của một số loài rong biển tại khánh hòa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--- o0o ---

NGUYỄN THỊ MINH
NGHIÊN CỨU THU NHẬN POLYPHENOL,
HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA VÀ ỨC CHẾ
ENZYME -GLUCOSIDASE CỦA MỘT SỐ
LOÀI RONG BIỂN TẠI KHÁNH HÒA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TS. NGUYỄN THẾ HÂN

KHÁNH HÒA -06/ 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp này là thành quả trong 4 năm học tập, trau dồi kiến thức tại
Trường Đại học Nha Trang và là dấu ấn quan trọng đánh dấu bước chuyển tiếp từ một
sinh viên trở thành kỹ sư.
Để hoàn thành tốt Đồ án này, em đã nhận rất nhiều sự hỗ trợ, giúp đỡ và chỉ bảo
tận tình từ thầy cô, bạn bè và gia đình.
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến thầy giáo, T.S. Nguyễn Thế Hân,
người đã tận tình hướng dẫn, quan tâm và chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện Đồ án
tốt nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô trong khoa Công Nghệ Thực

Phẩm đã giảng dạy và trang bị cho em nhiều kiến thức cơ sở và chuyên môn trong suốt
4 năm qua.
Em xin cảm ơn thầy cô quản lý phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện để em
hoàn thành Đồ án này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè những người đã luôn
bên cạnh động viên tạo động lực cho em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.
Những kiến thức em học được từ thầy cô cùng với sự giúp đỡ động viên từ tất cả
mọi người đã giúp em nỗ lực hoàn thành tốt Đồ án này và sẽ là hành trang vững chắc
giúp em vững bước trong tương lai.
Tuy có nhiều nỗ lực, cố gắng nhưng không tránh khỏi sai sót trong khi thực hiện
Đồ án này. Em rất mong nhận được sự đóng góp từ các thầy cô, bạn bè để đề tài của em
có thể hoàn thiện với chất lượng tốt hơn.
Nha Trang, tháng 06, năm 2015
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Minh


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. I
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... V
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. VI
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... VII
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 4
1.1.

Tổng quan về nguồn nguyên liệu rong biển ......................................................... 4

1.1.1. Phân loại rong biển ..................................................................................................................... 4
1.1.2. Sự phân bố và nguồn lợi rong biển ...................................................................................... 4
1.1.3. Thành phần hóa học của rong biển ....................................................................................... 7
1.2.

Các hợp chất có hoạt tính sinh học của rong biển ................................................ 8

1.2.1. Polyphenols ..................................................................................................................................... 9
1.2.2. Flavonoids........................................................................................................................................ 9
1.2.3. Polysaccharide ............................................................................................................................. 10
1.2.4. Alkaloids ........................................................................................................................................ 11
1.3.

Bệnh đái tháo đường .......................................................................................... 11

1.3.1. Khái niệm về bệnh đái tháo đường..................................................................................... 11
1.3.2. Phân loại bệnh đái tháo đường

............................................................................................ 11

1.3.3. Biến chứng của bệnh đái tháo đường

............................................................................... 12

1.3.4. Tình hình bệnh đái tháo đường trên thế giới và Việt Nam ...................................... 13
1.4.

Tổng quan về enzyme -glucosidase và chất ức chế enzyme -glucosidase ..... 14

1.4.1. Tổng quan về enzyme -glucosidase ............................................................................... 14
1.4.2. Tác nhân ức chế enzyme α-glucosidase ........................................................................... 15
1.4.2.1. Các hợp chất ức chế enzyme α-glucosidase tổng hợp ............................. 16
1.4.2.2. Các hợp chất ức chế enzym α-glucosidase cô lập tự nhiên ...................... 18
1.5.

Tổng quan vể tình hình nghiên thuộc lĩnh vực của đề tài trong và ngoài nước .. 19

1.5.1. Ở Việt Nam ................................................................................................................................... 19
1.5.2. Trên thế giới.................................................................................................................................. 20
1.6.

Các phương pháp chiết ...................................................................................... 21

1.6.1. Cơ sở của quá trình tách chiết............................................................................................... 21
1.6.2. Các phương pháp tách chiết bằng dung môi .................................................................. 22


iii

1.6.3. Một số phương pháp tách chiết khác ................................................................................. 23
1.6.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết ................................................................ 24
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................... 27
2.1.

Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................ 27

2.2.

Thiết bị, dụng cụ, hóa chất................................................................................. 28

2.2.1. Thiết bị ............................................................................................................................................ 28
2.2.2. Dụng cụ ........................................................................................................................................... 28
2.2.3. Hóa chất .......................................................................................................................................... 28
2.3.

Sơ đồ bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 28

2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ................................................................................................... 28
2.3.2. Thí nghiệm xác định độ ẩm của rong biển ...................................................................... 31
2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của điều kiện chiết đến hàm lượng
polyphenol tổng số của dịch chiết rong biển................................................................................ 31
2.3.4. Thí nghiệm xác định tổng năng lực khử, khả năng khử gốc tự do DPPH và
khả năng ức chế enzyme α-glucosidase ......................................................................................... 35
2.4.

Phương pháp phân tích ...................................................................................... 36

2.4.1. Phương pháp xác định độ ẩm ................................................................................................ 36
2.4.2. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng số ............................................. 36
2.4.3. Phương pháp xác định khả năng khử gốc tự do 1,1-Diphenyl-2picrylhydrazyl (DPPH) .......................................................................................................................... 36
2.4.4. Phương pháp xác định tổng năng lực khử ....................................................................... 37
2.4.5. Phương pháp xác định khả năng ức chế enzyme α – glucosidase ........................ 37
2.5.

Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................. 38

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 39
3.1.

Ảnh hưởng của điều kiện chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số của dịch chiết

rong biển ...................................................................................................................... 39
3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số
của dịch chiết rong biển ......................................................................................................................... 39
3.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số của dịch
chiết rong biển............................................................................................................................................ 41
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số của dịch
chiết rong biển............................................................................................................................................ 44


iv

3.2.

Khả năng chống oxy hóa và khả năng ức chế enzyme α-glucosidase liên quan

đến bệnh đái tháo đường tuýt 2 của dịch chiết rong biển ............................................. 48
3.2.1. Khả năng chống oxy hóa ............................................................................... 48
3.2.2. Khả năng ức chế enzyme α-glucosidase .......................................................................... 51
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 56
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ chuyển hóa đường trong cơ thể........................................................ 15
Hình 1.2. Cấu trúc hóa học của Acarbose .................................................................. 16

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của Voglibose ............................................................... 17
Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của Miglitol ................................................................... 17
Hình 2.1. Nguyên liệu rong biển, rong mơ S.microcystum (A), S.oligocystum (B), rong
nho Caulerpa lentillifera (C) và rong mứt Porphyta (D) ................................ 27
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình nghiên cứu tổng quát ........................................................ 29
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng chất khô của rong biển ......... 31
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết
methanol đến hàm lượng polyphenol tổng số ................................................. 32
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng
polyphenol tổng số.......................................................................................... 33
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng
polyphenol tổng số.......................................................................................... 34
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tổng năng lực khử, khả năng khử gốc tự do
DPPH và khả năng ức chế enzyme α-glucosidase .......................................... 35
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số của rong
mơ S.microcystum (A), rong mơ S.oligocystum (B), rong mứt Porphyta (C) và
rong nho Caulerpa lentillifera (D).. ................................................................ 42
Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol tổng số của rong
mơ S.microcystum (A), rong mơ S.oligocystum (B), rong mứt Porphyta (C) và
rong nho Caulerpa lentillifera (D). ................................................................ 47


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Nguồn lợi rong biển trên thế giới, sản lượng thu hoạch và tiềm năng sản xuất
.......................................................................................................................... 6
Bảng 1.2. Diện tích các vùng có thể quy hoạch nuôi trồng rong biển ở 1 số tỉnh duyên
hải Việt Nam..................................................................................................... 7
Bảng 1.3. Thành phần hóa học từ một số loại rong vùng ven biển Madapam dọc theo bờ

biển Đông Nam của Ấn Độ............................................................................... 8
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết methanol đến hàm lượng polyphenol
tổng số của dịch chiết rong biển ..................................................................... 39
Bảng 3.2. Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết trong nước rong mơ
S.microcystum và S.oligocystum ..................................................................... 48
Bảng 3.3. Tổng năng lực khử của dịch chiết trong nước rong mơ S.microcystum và
S.oligocystum .................................................................................................. 49
Bảng 3.4. Khả năng ức chế enzyme α-glucosidase của dịch chiết trong nước rong mơ
S.microcystum và S.oligocystum ..................................................................... 51


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ĐTĐ

Đái tháo đường

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới

NL/DM

Nguyên liệu/dung môi

DPPH

2,2- diphenyl-1-picrylhydrazyl

UV-VIS

Ultraviolet-visible spectroscopy

MEOH

Methanol

TPC

Hàm lượng polyphenol tổng số

FRAP

Ferric reducing-antioxidant power


1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đái tháo đường (ĐTĐ) là một dạng nội tiết do rối loạn chuyển hóa cacbohydrate
khi hooc-mon insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể, biểu hiện bằng
mức đường trong máu luôn cao. Hiện nay, bệnh đái tháo đường ngày càng gia tăng và
nó không còn là vấn đề của một quốc gia mà là vấn nạn đe dọa sức khỏe của toàn cầu.
Theo số liệu thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới năm 1995 cả thế giới có 135 triệu người
mắc bệnh chiếm 4% dân số thế giới. Đến năm 2010 có 221 triệu người và dự báo đến
năm 2025 là 330 triệu người mắc căn bệnh này (chiếm 5,4%). Cũng theo thống kê của
WHO, cứ 30 giây lại có 1 người mắc bệnh ĐTĐ bị cắt cụt chi. Mỗi ngày có 5000 người
mất khả năng nhìn do biến chứng của mắt, mỗi năm có 3,2 triệu người chết vì các bệnh

liên quan đến ĐTĐ. Như vậy ĐTĐ đang là gánh nặng thực sự cho sự phát triển kinh tế,
xã hội và sức khỏe con người toàn thế giới trong thế kỷ XXI [2]. Tại Việt Nam, theo
công bố của Bệnh viện Nội tiết Trung ương, tỷ lệ người mắc bệnh đái tháo đường năm
2012 là 5,7% trong khi năm 2002 tỷ lệ này mới chỉ khoảng 2,7% dân số. Đây là mức gia
tăng đáng báo động vì trong vòng 10 năm, tỷ lệ người mắc bệnh đã tăng lên gấp đôi.
Nếu không được điều trị tốt thì bệnh đái tháo đường sẽ gây ra nhiều biến chứng
có thể làm bệnh nhân bị tàn phế thậm chí tử vong như hạ đường huyết, tăng nguy cơ
nhồi máu cơ tim, đột quỵ, tai biến mạch máu não và mạch máu ngoại biên đi đến đoạn
chi. Bệnh đái tháo đường còn gây các biến chứng về thận, biến chứng mắt và biến chứng
thần kinh.
Trong cơ thể, màng tế bào ruột non tiết ra enzyme -glucosidase thủy phân các
oligosaccharide (đường đa) thành glucose và thẩm thấu vào máu qua ruột non để nuôi
các tế bào của cơ thể. Khi cơ thể rối loạn chuyển hóa carbohydrate thì lượng đường
trong máu cao, đây là một trong những nguyên nhân gây ra bệnh đái tháo đường. Do
vậy, một trong những nguyên tắc sử dụng để ngăn ngừa và điều trị bệnh là sử dụng
những chất có khả năng ức chế hoạt động của các enzyme chuyển hóa carbohydrate như
-glucosidase. Nhiều loại thuốc trong nhóm này đã được bào chế và sử dụng cho bệnh
đái tháo đường như Acarbose và Voglibose. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã chứng minh
rằng việc sử dụng những loại thuốc này gây ra nhiều tác dụng phụ cho cơ thể như tiêu


2

chảy, đầy hơi, các bệnh về gan,… Do đó, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu để tìm kiếm
các chất có khả năng ức chế enzyme -glucosidase có nguồn gốc từ tự nhiên để thay thế
hoặc hỗ trợ trong điều trị bệnh ĐTĐ của những loại thuốc đang đang sử dụng.
Rong biển là một nhóm thực vật bậc thấp sống ở biển, là một nguồn tài nguyên
biển quan trọng. Theo thống kê, Việt Nam có khoảng 794 loài rong phân bố ở vùng biển
miền Bắc 310 loài, miền Nam 484 loài và 156 loài tìm thấy ở cả 2 miền. Trong đó 90
loài đã sử dụng, cho chế phẩm công nghiệp 24 loài, dược liệu 18 loài, thực phẩm 30

loài, thức ăn gia súc 10 loài và phân bón 8 loài. Sản lượng tươi của Khánh Hòa đạt
khoảng 300 tấn/ngày [3]. Tuy nhiên, rong biển vẫn chưa được khai khác triệt để, chưa
tương xứng với tiềm năng vốn có và với sự suy giảm của đất trồng nông nghiệp, rong
biển được xem như là nguồn thực phẩm tương lai của loài người. Các hoạt tính đã được
xác định trong rong biển bao gồm khả năng chống oxy hóa, khả năng kháng tế bào ung
thư, khả năng hạ huyết áp, khả năng kháng viêm và ngăn ngừa bệnh đái tháo đường.
Nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học đã được tìm thấy trong rong biển như: alkaloids,
anthraquinones, carbohydrates, flavonoids, glycosides, saponins, steroids, phenols,
terpenoids và tannins 49. Một số nghiên cứu trên thế giới chỉ ra rằng dịch chiết của
rong biển và một số hợp chất thu nhận từ rong biển có khả năng ức chế enzyme glucosidase. Lordan và cộng sự (2013) đã chiết xuất các chất giàu phenolic từ nguồn
rong biển ăn được, tảo nâu (Ascophyllum nodosum) ở vùng biển Iceland, có khả năng
ức chế enzyme -glucosidase và enzyme - amylase [35]. Kumar và cộng sự (2012) đã
nghiên cứu khả năng ức chế -glucosidase và enzyme - amylase từ 4 loài rong biển G.
edulis, S. polycystum, U. lactuca và G.corticata ở vịnh Mannar. Tất cả 4 loại rong này
đều cho khả năng ức chế enzyme mạnh [33]. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một nghiên
cứu nào đánh giá tiềm năng ức chế enzyme liên quan đến bệnh đái tháo đường của một
số loài rong khai thác, nuôi trồng ở vùng biển Khánh Hòa, cũng như các vùng biển khác
ở Việt Nam.
Xuất phát từ những thực trạng trên, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu thu nhận
polyphenol, hoạt tính chống oxy hóa và ức chế enzyme -glucosidase của một số
loài rong biển tại Khánh Hòa”.


3

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Thành công của đề tài sẽ cung cấp dữ liệu khoa học về hàm lượng polyphenol,
khả năng chống oxy hóa và ức chế enzyme -glucosidase của một số loài rong biển tại
vùng biển Khánh Hòa. Dữ liệu khoa học này là tài liệu tham khảo cho nhà khoa học và
nhà sản xuất, chế biến rong biển.

- Thành công của đề tài sẽ là cơ sở để phát triển một số thực phẩm chức năng có
khả năng điều trị bệnh đái tháo đường và chống oxy hóa từ rong biển, qua đó góp phần
thúc đẩy nghề nuôi trồng, khai thác và chế biến rong biển ở Khánh Hòa.
3. Mục tiêu của đề tài
- Xác định được điều kiện chiết (loại dung môi, nhiệt độ và thời gian) thích hợp để
thu nhận polyphenol từ một số loài rong tại vùng biển Khánh Hòa.
- Xác định được khả năng chống oxy hóa và ức chế enzyme -glucosidase của
dịch chiết từ 02 loài rong cho hàm lượng polyphenol cao nhất.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết (methanol/nước) đến hiệu
quả thu nhận polyphenol từ một số loài rong biển tại Khánh Hòa.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hiệu quả thu nhận polyphenol từ
một số loài rong biển tại Khánh Hòa.
-

Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiết chiết đến hiệu quả thu nhận

polyphenol từ một số loài rong biển tại Khánh Hòa.
-

Nghiên cứu khả năng chống oxy hóa và ức chế enzyme -glucosidase của dịch

chiết từ 02 loài rong có hàm lượng polyphenol cao nhất.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nguồn nguyên liệu rong biển

1.1.1. Phân loại rong biển [10]
Rong biển hay tảo biển có tên khoa học là marine-algae, marine plant hay
seaweed. Rong biển là thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước. Chúng có thể
là đơn bào, đa bào sống thành quần thể. Hình dạng của chúng có thể là hình cầu, hình
sợi, hình phiến lá hay hình thù rất đặc biệt.
Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, thành phần sắc tố, đặc điểm hình thái, đặc
điểm sinh sản mà rong biển được chia thành 9 ngành sau:
1, Ngành rong lục (Chlorophyta)
2, Ngành rong trần (Englenophyta)
3, Ngành rong giáp (Pyrophyta)
4, Ngành rong khuê (Bacillareonphyta)
5, Ngành rong kim (Chrysophyta)
6, Ngành rong vàng (Xantophyta)
7, Ngành rong nâu (Phaecophyta)
8, Ngành rong đỏ (Rhodophyta)
9, Ngành rong lam (Cyanophyta)
Trên thế giới có khoảng 600 loài rong biển đã được xác định. Trong 9 ngành rong
nói trên, ba ngành có giá trị kinh tế cao là rong lục (Chlorophyta), rong nâu
(Phaecophyta) và rong đỏ (Rhodophyta).
Ngành rong lục: có khoảng 360 chi và hơn 5700 loài, phần lớn sống trong nước
ngọt. Ngành rong nâu: có trên 190 chi, hơn 900 loài phần lớn sống ở biển, số chi, loài
tìm thấy trong nước ngọt không nhiều lắm. Ngành rong đỏ: có 2.500 loài gồm 400 chi,
phần lớn sống ở biển.
1.1.2. Sự phân bố và nguồn lợi rong biển
1.1.2.1. Sự phân bố [7]
Rong biển thường phân bố ở các vùng nước mặn, nước lợ, cửa sông, vùng triều
sâu và vùng biển cạn,... Rong đỏ và rong nâu là hai đối tượng được nghiên cứu với sản


5

lượng lớn và được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp và đời sống. Các yếu
tố như độ ẩm của không khí, lượng mưa không quan trọng đối với rong biển nhưng các
yếu tố sinh thái biển lại có ảnh hưởng đến đời sống rong biển như: địa bàn sinh trưởng,
nhiệt độ, ánh sáng, độ muối, độ pH, muối dinh dưỡng, khí hòa tan, mức triều, sóng, gió,
hải lưu.
1.1.2.2.

Nguồn lợi rong biển trên thế giới

Nguồn lợi rong biển trên thế giới là rất lớn, song sản lượng rong được khai thác
và sử dụng hàng năm không đều. Indonesia đã trở thành nhà sản xuất nguyên liệu rong
biển lớn nhất thế giới đối với loại Eucheuma sp. Sản lượng rong biển của Indonesia năm
2007 đạt 94.000 tấn gồm loại Eucheuma denticulatum và Gracilaria. Trong đó, loại
Eucheuma denticulatum được sử dụng làm mỹ phẩm và nguyên liệu dược phẩm,
Gracilaria làm chất gelatin. Hàn quốc là nước cung cấp nguyên liệu sản xuất agar với
khối lượng lớn nhất thế giới chiếm 52%.[7]
Châu Á là khu vực cung cấp rong đỏ. Nguồn lợi rong nâu chủ yếu tập trung ở các
nước Châu Âu và Bắc Mỹ. Canada tập trung hơn 75% khối lượng rong nguyên liệu sản
xuất alginate. Trong khi đó, khối lượng rong nâu Châu Á chỉ chiếm khoảng 5% [6].
Theo tổ chức nông lương (FAO) của Liên Hiệp Quốc ước tính mỗi năm trên thế giới
rong nâu được khai thác 1,3 triệu tấn. Sản lượng này có thể tăng lên 12 lần nếu tiếp tục
khai thác dọc bờ Đại Tây Dương kể cả ven biển và Địa Trung Hải.
Nguồn lợi rong biển trên thế giới, sản lượng thu hoạch và tiềm năng sản xuất giới
được phân bố được thể hiện ở Bảng 1.1


6

Bảng 1.1. Nguồn lợi rong biển trên thế giới, sản lượng thu hoạch và tiềm năng

sản xuất [10]

Tên khu vực

Bắc cực
Tây Bắc Đại Tây Dương

Rong nâu
Rong đỏ
Sản lượng thu Nguồn lợi Sản lượng Nguồn lợi
hoạch (nghìn
(nghìn
thu hoạch (nghìn tấn)
tấn)
tấn)
(nghìn tấn)
500
35
100
6
72

150

223

2000

-

10

1

1000

Trung tâm Đông Đại Tây
Dương

10

50

1

150

Địa Trung Hải Và Biển Đen

50

1000

1

50

Tây Nam Đại Tây Dương

23

100

13

100

Tây Ấn Độ Dương

4

120

5

150

Đông Ấn Độ Dương

3

100

10

500

545

600

822

1500

-

10

-

1500

Trung tâm Tây Thái Bình
Dương

20

100

1

50

Trung tâm Đông Thái Bình
Dương

7

50

150

3500

Tây Nam Thái Bình Dương

1

20

1

100

Đông Nam Thái Bình
Dương

30

100

1

1500

807

2660

1315

14600

Đông Bắc Đại Tây Dương
Trung tâm Tây Đại Tây
Dương

Tây Bắc Thái Bình Dương
Đông Bắc Thái Bình Dương

Tổng cộng
-: Chưa xác định
1.1.2.3.

Nguồn lợi rong biển tại Việt Nam

Ở nước ta có khoảng 794 loài rong biển, phân bố ở vùng biển miền Bắc 310 loài,
miền Nam 484 loài, 156 loài tìm thấy ở cả 2 miền. Trong đó, các đối tượng quan trọng
là: rong câu (Gracilaria), rong mơ (Sargassum), rong đông (Hypnea), rong mứt
(Porphyza) và rong bún (Enteromorpha) [10]


7

Nguồn rong trồng chủ yếu là các loại rong đỏ như: rong câu chỉ vàng
(G.verrucosa), rong câu cước (G.acerosa), rong câu (G.asiatica và G.heteroclada), rong
sụn (Alvarezii). Trong đó, G.verrucosa và G.asiatica được trồng ở vùng nước lợ từ năm
1970 ở phía Bắc, phía Nam từ năm 1980 với tổng diện tích 1000 ha, đạt sản lượng
khoảng 1500-2000 tấn khô/năm. Rong câu cước cũng được trồng ở vùng thuỷ triều,

vịnh, ao với diện tích khoảng 100 ha, sản lượng khoảng 150-200 tấn khô/năm.
Rong biển ở Khánh Hòa có ở nhiều vùng như Hòn Chồng, Bãi Tiên, bán đảo
Cam Ranh, Hòn Tre và một số đảo khác. Trong đó, vùng Hòn Chồng và Bãi Tiên là 2
vùng tiếp giáp nhau có các điều kiện thuận lợi cho rong mọc với mật độ khá dày đặc,
mật độ khoảng 5,5 kg/m2. Hòn Chồng và Bãi Tiên là vùng rong lớn, dễ khai thác nhất,
nó nằm ngay trên đường quốc lộ và rong mọc tập trung gần bờ [3].
Bảng 1.2 dưới đây thể hiện diện tích có thể quy hoạch nuôi trồng rong biển ở một
số tỉnh duyên hải Việt Nam. Theo quy hoạch thì Khánh Hòa là vùng có diện tích nuôi
rong lớn nhất so với các vùng còn lại.
Bảng 1.2. diện tích các vùng có thể quy hoạch nuôi trồng rong biển ở 1 số tỉnh
duyên hải Việt Nam
Vùng quy hoạch
Bình Định
Phú Yên
Khánh Hòa
Ninh Thuận
Bà Rịa – Vũng Tàu
Tổng cộng

Diện tích các vùng có thể quy hoạch nuôi trồng (ha)
Rong sụn
Rong câu cước
610
1140
2580
1750
8160
5050
2030
390

6140
4500
19520
12824

1.1.3. Thành phần hóa học của rong biển
Thành phần hóa học của rong biển đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới phân
tích. Các nghiên cứu chỉ ra rằng thành phần hóa học của rong biển không phụ thuộc vào
loài mà còn chịu ảnh hưởng bởi địa lý và mua vụ thu hoạch.
Manivannan và cộng sự (2008) [36] đã nghiên cứu thành phần hóa học của 12 loài
rong, trong đó có 4 loài rong lục, 5 loài rong nâu và 3 loài rong đỏ ở vùng ven biển
Mandapam (Ấn Độ). Kết quả cho thấy hàm lượng protein cao nhất được tìm thấy trong
rong Padina gymnospora (17,08%), thấp nhất là rong Ulva lactuca (3,25%). Hàm lượng


8

carbohydrate cao nhất ở rong Enteromorpha intestinalis (23,84%). Trong khi đó, rong
Enteromorpha clathrata có hàm lượng lipid cao nhất (4,6%) (Bảng 1.3).
Bảng 1.3. Thành phần hóa học từ một số loại rong vùng ven biển Madapam dọc
theo bờ biển Đông Nam của Ấn Độ [36]
Cacbohydat
(%)
23,84 ± 0,14
-

1,33 ± 0,20
4,6 ± 0,17

-

1,6 ± 0,17

20,47 ± 0,50
21,88 ± 1,22
22,46 ± 1,79
23,55 ± 0,44
23,50 ± 0,65

2,53 ± 0,27
1,4 ± 0,30
2,33 ± 0,37
1,46 ± 0,20
2,33 ± 0,37

-

23,9 ± 0,19

-

Gracilaria folifera

6,98 ± 0,08

22,32 ± 1,40

3,23 ± 0,13

Hypnea valentiae

Acanthophora spififera

8,34 ± 0,30
-

23,60 ± 0,33
23,54 ± 0,10

-

loài

Protein (%)

Enteromorpha intestinalis
Enteromorpha clathrata

16,38 ± 0,50
-

Ulva lactuca
Codium tomentosum
Padina gymnospora
Colpomeniasinuosa
Sargassum tenerimum
Sargassum wightii

3,25 ± 0,36
6,13 ± 0,23
17,08 ± 0,28

12,42 ± 0,63
-

Turbinaria conoides

Ngành

Rong
xanh

Rong nâu

Rong đỏ

Lipid (%)

-: Không xác định
Rong biển cung cấp đầy đủ các khoáng chất đặc biệt như các nguyên tố vi lượng,
các axit amin cần thiết cho cơ thể, các loại vitamin, cacbonhydate đặc trưng và các chất
hoạt chất sinh học có lợi cho cơ thể, đồng thời có khả năng phòng và trị bệnh. Rong biển
có hàm lượng lipid rất thấp (ít hơn 2%) nhưng axit licozopentae khá cao tới 20-25%
tổng số lượng các axit béo. Trong rong biển còn tìm thấy nhiều fucosterol và nhiều
nguyên tố vi lượng khác. Rong biển có chứa nhiều iod, iod hữu cơ có giá trị trong y học.
Do vậy, rong nâu còn được dùng làm thuốc phòng chống bướu cổ. Thí dụ, 1 kg rong
laminaria chứa 1 lượng iod bằng lượng iod có trong 100.000 lít nước biển. Trong 10 g
rong khô loài Alginatearia esculenta chứa 1 lượng vitamin E bằng 100 g củ cải đường,
trong 10 g rong khô Gracilaria sản phẩm chứa 1 lượng canxi có trong 1 cốc sữa [10].
1.2.

Các hợp chất có hoạt tính sinh học của rong biển

Rong biển chứa rất nhiều hợp chất sinh học như polyphenols, alkaloids,

flavonoids, polysaccharide, anthraquinones, terpenoids và tannins. Tất cả các hợp chất


9

này đều là những chất có hoạt tính sinh học, có nhiều tác dụng trong việc chống oxy
hóa, ngăn ngừa các bệnh ung thư, đái tháo đường, kháng vi khuẩn, virus,...
1.2.1. Polyphenols
Polyphenols là một hợp chất có trong thực vật tự nhiên mà nó có thể cho ta màu
và mùi vị. Polyphenols cấu thành từ các vòng benzen với vị trí các gốc OH khác nhau
sẽ chia thành nhiều nhóm polyphenol khác nhau. Polyphenols chia thành 2 nhóm là
nhóm non-flavonoid và nhóm flavonoid.
Hoạt tính sinh học của polyphenols được công bố nhiều nhất là hoạt tính chống
oxy hóa. Hoạt tính này được nghiên cứu thông qua khảo sát quét các gốc DPPH, gốc
hydroxy (-OH), các anion như superoxide anion (O2), khử sắt (III), tạo phức chelat với
ion hóa trị (II) và oxy hóa lipid của chúng.
Gần đây, đã có một số công trình công bố về hoạt tính chống viêm nhiễm, kháng
vi sinh vật, chống dị ứng, kháng virus HIV và điều hòa đường huyết. Theo nghiên cứu
của Nagayama và cộng sự (2002) dịch chiết giàu polyphenol từ rong Euklonia kurume
ở Nhật Bản có khả năng kháng một số loài vi sinh vật. Kang và cộng sự (2004) đã chứng
minh được rằng dịch chiết chứa polyphenol từ rong Euklonia cava ở vùng biển Hàn
Quốc có khả năng chống viêm nhiễm. Lordan và cộng sự (2013) đã chiết xuất các chất
giàu phenolic từ nguồn rong biển ăn được, tảo nâu (Ascophyllum nodosum) ở vùng biển
Iceland có khả năng hạn chế enzyme -glucosidase và enzyme -amylase [35]. Hàm
lượng polyphenol tổng số và hoạt tính chống oxy hóa của hai loài rong nâu T. conoides
và T. ornata ở vùng biển Ấn Độ được Chakraborty và cộng sự nghiên cứu vào năm
2013. Các phương pháp đánh giá khả năng chống oxy hóa của dịch chiết rong được sử
dụng trong nghiên cứu bao gồm khả năng bắt gốc tự do DPPH, 2,2'-azino-bis-3ethylbenzothiozoline-6-sulfonic axit diammonium salt (ABTS) và H2O2/HO, khóa ion

Fe (2+) và tổng năng lực khử. Kết quả cho thấy khả năng chống oxy hóa của rong T.
conoides cao hơn đáng kể so với rong T. ornata. Từ kết quả đạt được tác giả kết luận
rằng dịch chiết của rong hai loài rong nâu này có thể sử dụng như thành phần của thực
phẩm chức năng, giúp tăng cường sức khỏe cho con người [18].
1.2.2. Flavonoids
Flavonoids là nhóm hợp chất phenol có cấu tạo khung theo kiểu C6-C3-C6 hay
nói cách khác là khung cơ bản gồm 2 vòng benzen A và B nối với nhau qua một mạch
3 carbon.


10

Một số tài liệu gần đây có nói đến khả năng chống oxy hóa, chống ung thư và
khả năng kháng khuẩn của một số hợp chất flavonoids từ rong biển. Farasat và cộng sự
(2014) đã nghiên cứu hàm lượng flavonoids từ 4 loài rong lục (Ulva clathrata (Roth),
Ulva linza linnaeus, Ulva flexuosa Wulfen và Ulva intestinalis linnaeus) tại vùng biển
phía Bắc ở Vịnh Ba Tư-Iran. Hàm lượng flavonoids tổng số của những loài rong này
dao động từ 33,10 đến 8,05 mg RE/g rong khô. Các hợp chất flavonoids là thành phần
chính đóng góp vào khả năng chống oxy hóa của dịch chiết những loài rong này [22].
Lalopua và cộng sự (2011) nghiên cứu khả năng chống oxy hóa của hợp chất flavonoid
từ loài rong đỏ Kappaphycus alvarezii ở vùng biển Iceland. Kết quả cho thấy hàm lượng
flavonoid thu được từ loài rong này khi chiết bằng dung môi hexan là cao nhất (15,93%)
và khả năng khử gốc tự do cao nhất có thể đạt được trong 5µg/ml dịch chiết hexan [34].
Nghiên cứu khả năng chống oxy hóa của 2 loài rong biển Ulva lactuca và Sargassum
wightii ở vùng biển Rameshwaram Ấn Độ chỉ ra rằng hàm lượng flavanoids có khả năng
chống oxy hóa tương ứng đối với 2 loài rong này là 2,02 ± 0,07 mg GAE/g và 1,16 ±
0,11 mg GAE/g rong khô theo Meenakshi và cộng sự (2009) [38].
1.2.3. Polysaccharide
Polysaccharide là một phức hợp carbohydrate, là polymer được tạo từ các
monosaccharide nhờ liên kết glycoside, có kích thước lớn và thường phân nhánh. Chúng

được chia làm 2 nhóm là polysaccharide đồng hình (chỉ chứa một loại monomer duy
nhất) và polysaccharide dị hình (là những polymer phức tạp được tạo ra từ nhiều loại
monomer khác nhau. Dẫn xuất của các monomer và các chất khác, có nhiều trong tự
nhiên). Polysaccharide có mặt ở hầu hết các loại thực vật trong đó có rong biển.
Stefan Kraan (2012) đã nghiên cứu hợp chất polysaccharide tổng số từ một số
loài rong biển ở vùng biển phía Tây Bắc Châu Âu. Kết quả chỉ ra rằng tất cả các loài
rong mà ông nghiên cứu đều chứa các hợp chất polysaccharide. Trong đó hàm lượng
polyssacchaide tổng số của rong Laminaria là 38%, rong Rubus là 62%, Ascophyllum
là 42-64 %, Undaria là 35-45%, Sargassum là 4%, Ulva là 15-65%, Porphyta là 40%
và Gracilaria là 36% [46]. Nhiều hoạt tính sinh học của polysaccharide được biết đến
như khả năng kháng nấm, kháng khuẩn, chống oxy hóa... Các hợp chất polysaccharide
được tìm thấy trong rong biển bao gồm: ulvans, alginate, fucoidan, Laminarin,
carageenan và oligosaccharide các hợp chất này được biết đến với khả năng kháng nấm
và kháng khuẩn (Vera J và cộng sự, 2011) [47]. Các hợp chất polysaccharide cũng được


11

biết đến với khả năng chống oxy hóa. Chao-Yan Zhang và cộng sự (2012) đã nghiên
cứu hoạt tính chống oxy hóa của polysaccharide từ loài rong nâu Sargassum
graminifolium (Turn.). Kết quả cho thấy khả năng khử gốc tự do DPPH ở IC50 là 0,6
mg/ml [19].
1.2.4. Alkaloids
Alkaloids là hoạt chất có nguồn gốc từ sinh vật, thường là thực vật. Phân tử
alkaloids luôn luôn có chứa C, H, N và rất hay gặp oxy. Có một số thì chứa lưu huỳnh.
Trong alkaloids thường gặp là amin bậc 1, bậc 2 hay bậc 3. Thông thường nitơ tham gia
vào nhân dị vòng nhưng đôi khi cũng có thể ở ngoài vòng. Alkaloids có nhiều ở thực
vật và có nhiều hoạt tính sinh học. Các hợp chất alkaloids cũng có nhiều trong rong biển
và được chia làm 3 nhóm là alkaloids phenylethylamine; idole, ancaloit và một số
alkaloids khác (Guven K.C và cộng sự (2010) [25]. Tyramine là một loài alkaloids được

Kneifel H và cộng sự (1977) tìm thấy trong loài rong nâu là Laminaria saccharina và
2 loài rong đỏ là Chondrus crispus và Polysiphonia urceolata [31]. Theo Miki Y và
cộng sự (2006) thì các hợp chất alkaloid đều có khả năng kháng vi sinh vật chống lại vi
khuẩn Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus và Mycobacterium smegmatis. Ngoài ra
chúng cũng đều có khả năng chống oxy hóa [39].
1.3.

Bệnh đái tháo đường

1.3.1. Khái niệm về bệnh đái tháo đường
Bệnh đái tháo đường, còn gọi là bệnh tiểu đường là một bệnh do rối loạn chuyển
hóa cacbohydrate khi hooc-mon insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể,
biểu hiện bằng mức đường trong máu luôn cao. Trong giai đoạn mới phát thường làm
bệnh nhân đi tiểu nhiều, tiểu ban đêm và do đó làm khát nước [2].
1.3.2. Phân loại bệnh đái tháo đường [1], [2]
Bệnh đái tháo đường được chia thành 3 loại: Bệnh đái tháo đường tuýt 1, tuýt 2
và bệnh đái tháo đường thai kỳ.
-

Bệnh đái tháo đường tuýt 1.
Tuýt đái tháo đường này thường ảnh hưởng đến trẻ em nhưng cũng có thể xảy ra

ở người lớn. Đái tháo đường tuýt 1 thì cơ thể không sản xuất insulin. Do hệ thống miễn
dịch của cơ thể bị nhầm lẫn đã tấn công các tế bào trong tuyết tụy làm cho tế bào của
tuyết tụy không sản xuất được insulin. Khi không có insulin tế bào sẽ không sử dụng
được glucose, do đó glucose trong máu sẽ rất cao. Bệnh nhân phải tiêm insulin để sống.


12

- Bệnh đái tháo đường tuýt 2.
Đây là dạng đái tháo đường thường gặp nhất. Thông thường đối với bệnh đái tháo
đường tuýt 2 thì cơ thể vẫn còn sản xuất insulin nhưng các tế bào không thể sử dụng nó.
Điều này được gọi là đề kháng insulin. Theo thời gian đường huyết sẽ tăng cao trong
máu. Béo phì và ít vận động làm tăng nguy cơ phát triển bệnh đái tháo đường tuýt 2.
- Bệnh đái tháo đường thai kỳ.
Đây là dạng đái tháo đường xảy ra ở một số phụ nữ mang thai và chấm dứt sau
khi sinh. Phụ nữ bị đái tháo đường thai kỳ có thể phát triển thành đái tháo đường tuýt 2
sau này.
1.3.3. Biến chứng của bệnh đái tháo đường [1]
Nếu không được điều trị tốt, đái tháo đường gây ra nhiều biến chứng có thể làm bệnh
nhân tàn phế, thậm chí tử vong.
 Biến chứng cấp tính: Khi lượng đường trong máu tăng cao thì người bệnh có thể
bị hôn mê nhiễm cetone hay hôn mê do tăng áp lực thẩm thấu. Nếu không điều trị kịp
thời có thể dẫn đến tử vong.
-

Hạ đường huyết: Là biến chứng cấp tính, thường do quá liều insulin gây nên hoặc

do người bệnh nhịn đói, kiêng khẻm quá mức hay do uống nhiều rượu. Nếu không điều
trị kịp thời có thể bị hôn mê và dẫn đến tử vong.
 Biến tính mãn tính
-

Biến chứng tim mạch: Đái tháo đường làm tăng nguy cơ nhồi máu cơ tim, đột

quỵ, tai biến mạch máu não và mạch máu ngoại biên đi đến đoạn chi.
-

Biến chứng mắt: Bệnh lý võng mạc do đái tháo đường là nguyên nhân hàng đầu

gây mù lòa, giảm thị lực.
-

Biến chứng thận: Là biến chứng mãn tính thường gặp của bệnh đái tháo đường,

gây bệnh thận giai đoạn cuối hoặc suy thận. Để điều trị thì cần chạy thận nhân tạo hoặc
thẩm phân phúc mạc để duy trì sự sống.
-

Biến chứng thần kinh: Biến chứng thần kinh ngoại biên do đái tháo đường gây

mất cảm giác ở chân, tay hay dị cảm, tê, gây đau nhức,... là nguyên nhân của nhiễm
trùng chân đưa đến đoạn chi.


13

1.3.4. Tình hình bệnh đái tháo đường trên thế giới và Việt Nam


Trên thế giới
Đái tháo đường là bệnh không lây nhiễm, có tốc độ phát triển nhất trên thế giới

chủ yếu là các nước phát triển. Theo số liệu thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới năm
1995 cả thế giới có 135 triệu người mắc bệnh đái tháo đường chiếm 4% dân số thế giới.
Đến năm 2010 có 221 triệu người và dự báo đến năm 2025 là 330 triệu người mắc căn
bệnh này (chiếm 5,4%). Cũng theo thống kê của WHO, cứ 30 giây lại có 1 người mắc
bệnh ĐTĐ bị cắt cụt chi. Mỗi ngày có 5000 người mất khả năng nhìn do biến chứng của
mắt về bệnh ĐTĐ, mỗi năm có 3,2 triệu người chết vì các bệnh liên quan đến ĐTĐ. Như

vậy ĐTĐ đang là gánh nặng thực sự cho sự phát triển kinh tế, xã hội và sức khỏe con
người toàn thế giới trong thế kỷ 21. Chính vì vậy, WHO đã nhận định rằng: “Thế kỷ
XXI là thế kỷ của các bệnh nội tiết rối loạn chuyển hóa mà điển hình là bệnh ĐTĐ.
Những gì mà đại dịch HIV/AIDS đã hoành hành 20 năm cuối thế kỷ XX, thì đó sẽ là
ĐTĐ trong 20 năm đầu thế kỷ XXI”[2].
Con số ở Bảng 1.4 Thể hiện tỷ lệ mắc bệnh đái tháo đường tuýt 1 và tuýt 2 của
một số quốc gia trên thế giới. Theo thống kê thì tỷ lệ mắc bệnh đái tháo đường tuýt 2 ở
các nước này là rất lớn. Trong đó, Ấn Độ và Trung Quốc là 2 quốc gia có dân số đông
nhất và số người mắc bệnh đái tháo đường là nhiều nhất.
Bảng 1.4. Tỷ lệ mắc bệnh ĐTĐ năm 1999 của 1 số quốc gia[2]
Dân số

Số ca ĐTĐ

(triệu)

(triệu)

Thái Lan

62

4,0

Mỹ

250

Ấn Độ

Tuýt 1

Tuýt 2

(triệu)

(triệu)

6,7

0.046

1,8

10

4,0

0,75

9,0

1200

38

4,0

0,176

38

Hồng Kông

6,0

0,24

4,0

0,007

0,23

Pakistan

160

4,6

3,0

0,4

4,2

Đài Loan

20

0,424

2,1

0,004

0,04

Trung Quốc

1300

24

2,0

1,2

23

Indonesia

210

2,7

1,3

0,009-0,036

1,8-3,6

Nước

Tỷ lệ (%)


14

 Ở Việt Nam
Việt Nam không phải là nước có tỷ lệ bệnh nhân ĐTĐ cao nhất thế giới nhưng
lại là quốc gia có tốc độ phát triển nhanh nhất thế giới. Bên cạnh đó, biến chứng tim
mạch do bệnh ĐTĐ luôn là biến chứng phổ biến và là nguyên nhân gây đột quỵ và tử
vong hàng đầu ở người bệnh ĐTĐ. Là một quốc gia đang phát triển nhanh chóng về
kinh tế xã hội, cùng với sự thay đổi lối sống đã góp phần làm gia tăng tỷ lệ mắc bệnh
ĐTĐ tuýt 2 chung của cả thế giới. Năm 1990 điều tra tại Hà Nội, Huế, Thành phố Hồ
Chí Minh tỷ lệ mắc ĐTĐ tuýt 2 tương ứng là 1,2; 0,96 và 2,52%. Năm 2001 điều tra tại
4 thành phố lớn: Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh thì tỷ lệ mắc
bệnh là 4,0%, tỷ lệ rối loạn dung nạp glucose máu là 10% . Theo điều tra quốc gia về tỷ
lệ ĐTĐ năm 2008, tỷ lệ bệnh ĐTĐ ở các đối tượng 30-64 tuổi tại các thành phố lớn là
7-10 %. Như vậy chỉ sau 10 năm tỷ lệ mắc bệnh ĐTĐ tuýt 2 đã gia tăng trên 300% [1].
Phần lớn người bệnh phát hiện và điều trị bệnh muộn. Vì vậy, mỗi năm có trên 70 %
bệnh nhân không được phát hiện và điều trị kịp thời.
Để ngăn ngừa và điều trị bệnh kịp thời thì việc đầu tiên là phải ức chế hoạt động
của enzyme -glucosidase để giảm lượng đường có trong máu. Vì vậy nhiều loại chất
có tác dụng ức chế enzyme này đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và tìm ra. Trong
đó có các chất từ tổng hợp và từ tự nhiên.
1.4.

Tổng quan về enzyme -glucosidase và chất ức chế enzyme -glucosidase

1.4.1. Tổng quan về enzyme -glucosidase [13]
Enzym α-glucosidase với những tên khác như maltase, glucoinvertase,
glucosidoinvertase,
glucosidase,

glucosidosucrase,

transglucosidase,

nitrophenyl

α-D-

glucosidoinvertase,

α-D-

maltase-glucoamylase,

α-glucopyranosidase,

glucosidase, α-glucosidase hydrolase, α-1,4-glucosidase, thuộc nhóm hydrolase (nhóm
enzyme xúc tác các phản ứng thủy phân).
Thức ăn được hấp thụ vào cơ thể thì các carbohydrate trong thức ăn được thủy
phân thành những phân tử đường nhỏ hơn bởi những enzym trong ruột non. Tiến trình
phân hóa này đòi hỏi tụy tạng phải tiết ra enzym α-amylase dùng để phá vỡ các phân tử
carbohydrate lớn thành oligosaccharide. Enzym α-glucosidase ở màng ruột non lại tiếp
tục phân hoá các oligosaccharide thành các phân tử đường nhỏ hơn nữa rồi mới thẩm
thấu vào máu làm cho lượng đường trong máu tăng. Bằng cách kiềm chế hoạt động của

15

enzym α-glucosidase có thể làm giảm sự thủy giải của carbohydrate và làm chậm sự
thẩm thấu glucose vào mạch máu.
Sự chuyển hóa đường trong cơ thể được thể hiện ở Hình 1.1 [13]

Saccharose
(glucose + fructose)

Tinh bột
α - amylase
Maltose
(glucose + glucose)

α - glucosidase

Chất ức chế

glucose

glucose

glucose

Chất ức chế

fructose

Glucose trong máu tăng

Hình 1.1. Sơ đồ chuyển hóa đường trong cơ thể
Hình 1

1.4.2. Tác nhân ức chế enzyme α-glucosidase
Việc tìm kiếm các hợp chất ức chế enzyme α-glucosidase có ý nghĩa rất lớn
trong các lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm… Đã có rất nhiều hợp chất được tìm
thấy trong tự nhiên hoặc tổng hợp có khả năng ức chế enzyme α-glucosidase. Tuy
nhiên, những tác nhân ức chế enzyme α-glucosidase tổng hợp hiện nay thường gây nhiều
phản ứng phụ. Vì vậy, việc tìm kiếm các hoạt chất có khả năng ức chế enzyme αglucosidase vẫn đang được sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Thông
thường, việc nghiên cứu các hoạt chất ức chế enzyme α-glucosidase luôn bắt đầu từ
các hợp chất có trong tự nhiên vì nguồn dược thảo rất phong phú, đa dạng và ít phản ứng
phụ. Do đó, các nhà khoa học trên thế giới thường sử dụng những phương pháp sàng lọc


16

hoạt tính ức chế enzyme này để định hướng trong nghiên cứu. Nhiều nước đã công bố
trên các tạp chí quốc tế về các cây thuốc có khả năng ức chế enzyme α-glucosidase với
mục đích sử dụng trong lĩnh vực dược phẩm, cũng như đã cô lập được nhiều hợp chất
có hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase từ nguồn dược thảo.
1.4.2.1. Các hợp chất ức chế enzyme α-glucosidase tổng hợp [5]
Hiện nay có 3 loại thuốc thuộc nhóm chất ức chế enzym α-glucosidase tổng hợp
bao gồm Acarbose, Voglibose và Miglitol. Tác dụng của thuốc là ức chế enzyme
α-glucosidase, một enzyme nằm ở tế bào biểu mô niêm mạc ruột non đảm nhận việc
phân giải các đường disaccharide và carbohydrate, vì vậy sẽ làm giảm sự hấp thu đường
tại ruột. Các chất này có tác dụng làm sự tiêu hóa các carbohydrate bị chậm lại, do đó
không làm tăng nồng độ đường huyết sau khi ăn.
-

Acarbose
Acarbose là một tetrasacharide, ức chế men α-glucosidase ruột theo thứ tự sau:

glucoamylase > sucrase > maltase > isomaltase.

Hình 1.2: Cấu trúc hóa học của Acarbose
Acarbose làm chậm tiêu hóa và hấp thu carbohydrate. Làm glucose máu tăng
chậm hơn sau khi ăn, giảm nguy cơ tăng glucose máu và nồng độ glucose máu ban
ngày ít dao động hơn. Acarbose không ức chế men lactase và không gây mất dung nạp
lactose. Đồng thời, Acarbose cũng không làm tăng tiết insulin, không gây giảm glucose
máu lúc đói. Bên cạnh đó, Acarbose không làm tăng cân. Tuy nhiên, nếu dùng thuốc
này không đúng thì nó sẽ gây ra nhiều phản ứng phụ như viêm đường ruột, đầy hơi, hạ
đường huyết,...


17
-

Voglibose
Voglibose là chất ức chế enzym α-glucosidase được cô lập từ Streptocomyces

hygroscopicus thuộc phân loài Limoneus. Khi điều trị, voglibose không xâm nhập vào
máu mà chỉ ức chế enzym α-glucosidase. Do đó, nó sẽ làm giảm glucose trong máu sau
khi ăn.

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của Voglibose
Tuy nhiên, nếu dùng Voglibose không đúng cách thì nó sẽ gây ra nhiều phản ứng
phụ như rối loạn tiêu hóa, rối loạn chức năng gan, thận trầm trọng...
-

Miglitol: Là dẫn xuất của 1- deoxynojirimycin.

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của Miglitol
Miglitol có tác dụng ức chế có hồi phục men α-glucosidase. Cấu trúc của miglitol
tương tự như glucose và được hấp thu gần như hoàn toàn ở phần trên ruột non. Tác dụng
ức chế theo thứ tự sau: sucrase > glucoamylase > isomaltase > lactase > trehalace.
Miglitol không làm mất năng lượng đáng kể, tác dụng tương tự như acarbose. Khoảng
60% miglitol được hấp thu sau khi uống nhờ các chất vận chuyển ở ruột, các chất này
cũng vận chuyển glucose vì thế sự cạnh tranh vận chuyển đã làm giảm hấp thu glucose
làm giảm glucose trong máu. Tác dụng phụ chủ yếu ở hệ tiêu hóa tương tự như acarbose.