Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

DƢƠNG THU LAN

Tên đề tài:
ỨNG DỤNG SÓNG SIÊU ÂM CHO TRÍCH LY CÁC HOẠT CHẤT
CHỐNG OXY HÓA TỪ RONG MƠ VIỆT NAM

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo:
Chuyên ngành:
Khoa:
Khóa học:

Chính quy
Công nghệ sau thu hoạch
Khoa CNSH - CNTP
2011-2015

Giáo viên hƣớng dẫn:
1. ThS. TRẦN THỊ LÝ
Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch - Khoa Công nghệ
sinh học và Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học
Nông lâm - Thái Nguyên
2. ThS. NGUYỄN ĐỨC TIẾN
Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch

Thái Nguyên – 2015

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

DƢƠNG THU LAN

Tên đề tài:
ỨNG DỤNG SÓNG SIÊU ÂM CHO TRÍCH LY CÁC HOẠT CHẤT
CHỐNG OXY HÓA TỪ RONG MƠ VIỆT NAM

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành : Công nghệ sau thu hoạch
Khoa

: Khoa CNSH & CNTP

Khóa học

: 2011-2015

Thái Nguyên – 2015


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là

trung thực.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận này đã
được cám ơn và các thông tin được trích dẫn trong khóa luận này đã được ghi rõ
nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày 29 tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Dƣơng Thu Lan


i

LỜI CẢM ƠN
Có được kết quả nghiên cứu này, tôi xin trình bày lòng biết ơn sâu sắc đến:
ThS. Nguyễn Đức Tiến - Trưởng Bộ môn Nghiên cứu Phụ phẩm và Môi
trường nông nghiệp thuộc Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch,
người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ, động viên, khuyến khích tôi rất tận
tình và chu đáo trong những lúc khó khăn, truyền cho tôi kiến thức và kinh nghiệm
quý báu để tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
ThS. Trần Thị Lý và các thầy cô giáo khác trong Bộ môn Công nghệ thực
phẩm - Khoa Công nghê sinh học và Công nghệ thực phẩm - trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ, hỗ trợ về kiến thức và có những góp ý sâu sắc trong
thời gian tôi thực hiện đề tài.
Đồng thời, tôi xin được cảm ơn các anh, chị ở Bộ môn Nghiên cứu phụ
phẩm và Môi trường nông nghiệp – Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau
thu hoạch đã hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình và những người thân đã
luôn ở bên động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài này.
Tôi cũng xin cảm ơn bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi, chia sẻ và tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp.

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu trên.
Thái Nguyên, ngày 29 tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Dƣơng Thu Lan


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong một số loài rong Mơ ở Hòn
Chồng - Nha Trang ...................................................................................6
Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và mùa vụ rong Mơ theo vùng biển một số tỉnh của
Việt Nam ...................................................................................................9
Bảng 2.3: Các dịch chiết lipid thu được từ rong biển tươi Undaria pinnatifida bằng
các phương pháp khác nhau ....................................................................22
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới khả năng

trích ly

fucoxanthin ..............................................................................................43
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của thời gian trích ly tới hàm lượng fucoxanthin trong dịch
trích ly ......................................................................................................44
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của cường độ sóng siêu âm tới khả năng trích ly fucoxanthin ....... 45
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng trích ly fucoxanthin ......46
Bảng 4.5: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới nồng độ fucoidan,
phlorotannin trong dịch trích ly ...............................................................47
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của thời gian trích ly tới lượng fucoidan và phlorotannin
trong dịch trích ly.....................................................................................48
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của cường độ siêu âm tới khả năng trích ly fucoidan và

phlorotannin ................................................................................. 49
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của thời gian siêu âm tới khả năng trích ly fucoidan và
phlorotannin .............................................................................................50


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Rong Mơ.......................................................................................................................... 5
Hình 2.2: Cấu trúc phân tử của fucoxanthin ................................................................................ 9
Hình 2.3: Các dạng chuyển hoá của fucoxanthin ...................................................................... 10
Hình 2.4: Con đường chuyển hóa sinh học của fucoxanthin . .................................................. 11
Hình 2.5: Đơn vị cấu trúc của fucoidan; liên kết 1,3.................................................................. 15
Hình 2.6: Cấu trúc hóa học của các nhóm phlorotannin ........................................................... 20
Hình 2.7: Quá trình hình thành, phát triển và vỡ của bọt khí trong môi trường lỏng ............. 29
Hình 2.8: Sơ đồ cấu tạo thiết bị siêu âm ...................................................................................... 31
Hình 4.1: Sơ đồ quy trình trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ.... 52


iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Tên viết tắt

Tên đầy đủ

12-DS

: 12-doxyl-stearic

AADH

: 2,2-azo-bis-2-amidinopropane dihydrochloride

CT

: Công thức

DME

: Dimethyl ether

DPPH

: 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

EtOH

: Ethanol

h
MeOH

: Giờ
: Methanol

NK

: Natural killer

S

: Sargassum


v

MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề............................................................................................................1
1.2. Mục đích - yêu cầu ..............................................................................................2
1.2.1. Mục đích ............................................................................................................2
1.2.2. Yêu cầu ..............................................................................................................2
1.3. Ý nghĩa của đề tài ................................................................................................3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học ..............................................................................................3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...............................................................................................3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................................... 4
2.1. Giới thiệu chung về rong Mơ ...............................................................................4
2.1.1. Nguồn gốc, sự phân bố và đặc điểm phân loại rong Mơ ..................................4
2.1.2. Thành phần hóa học của rong Mơ .....................................................................6
2.1.3. Giá trị của rong Mơ ...........................................................................................7
2.1.4. Tình hình khai thác, tiêu thụ rong Mơ ở nước ta ..............................................8
2.2.Giới thiệu về các hoạt chất chống oxy hóa fucoxanthin, fucoidan và
phlorotannin trong rong Mơ ........................................................................................9
2.2.1. Hoạt chất fucoxanthin ......................................................................................9
2.2.2. Hoạt chất fucoidan ..........................................................................................15
2.2.3. Hoạt chất phlorotannin ....................................................................................19
2.2.4. Tình hình nghiên cứu hợp chất chống oxy hóa fucoxanthin, fucoidan và
phlorotannin trong nước và ngoài nước ....................................................................22
2.3. Ứng dụng sóng siêu âm trong quá trình trích ly ................................................28

2.3.1. Khái niệm trích ly............................................................................................28
2.3.2. Sóng siêu âm ...................................................................................................28
2.3.3. Cơ sở khoa học của quá trình trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ
rong Mơ ....................................................................................................................31
PHẦN 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 33
3.1. Đối .tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................33


vi

3.1.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................33
3.1.2. Vật liệu nghiên cứu .........................................................................................33
3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ...................................................................33
3.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................33
3.3. Phương pháp phân tích và đo đạc ......................................................................34
3.3.1. Xác định độ ẩm theo phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ................34
3.3.2. Xác định hàm lượng fucoxanthin [49] ............................................................35
3.3.3. Xác định hàm lượng phlorotannin [51] ...........................................................35
3.3.4. Xác định hàm lượng fucoidan [12] .................................................................36
3.3.5. Hiệu suất trích ly .............................................................................................36
3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm ...........................................................................37
3.4.1. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................37
3.4.2. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................42
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................... 43
4.1. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly fucoxanthin ...................43
4.1.1. Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến khả năng trích ly
fucoxanthin ................................................................................................................43
4.1.2. Xác định ảnh hưởng của thời gian trích ly tới môi đến quá trình trích ly
fucoxanthin ...............................................................................................................44
4.1.3. Xác định ảnh hưởng của cường độ sóng siêu âm tới khả năng trích ly

fucoxanthin ................................................................................................................45
4.1.4. Xác định ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng trích ly fucoxanthin .....46
4.2. Xác định các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng quá trình ly fucoidan và
phlorotannin ..............................................................................................................47
4.2.1. Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến quá trình trích ly
fucoidan và phlorotannin...........................................................................................47
4.2.2. Ảnh hưởng của thời gian trích ly tới hàm lượng fucoidan, phlorotannin .......48
4.2.3. Xác định ảnh hưởng của cường độ siêu âm tới khả năng trích ly fucoidan và
phlorotannin ..............................................................................................................49


vii

4.2.4. Xác định ảnh hưởng của thời gian siêu âm tới khả năng trích ly fucoidan và
phlorotannin ..............................................................................................................50
4.3. Bước đầu xây dựng quy trình trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong
Mơ Việt Nam..............................................................................................................52
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................ 54
5.1. Kết luận ..............................................................................................................54
5.2. Đề nghị ...............................................................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 55


1

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng tăng cao.
Con người không chỉ quan tâm đến “ăn no, mặc ấm” như trước kia nữa. Hiện nay,
thực phẩm không chỉ duy trì sự sống, cung cấp dinh dưỡng cho con người mà còn

có khả năng tăng cường sức đề kháng, ngăn ngừa nguy cơ gây bệnh, giảm thiểu các
bệnh mãn tính, kéo dài tuổi thọ cho người tiêu dùng…. Do đó những thực phẩm, vật
dụng có hại cho sức khỏe dần bị loại bỏ thay vào đó là các sản phẩm được sản xuất
từ các thành phần chiết xuất từ thiên nhiên. Nhu cầu của con người là một trong
những động lực để thúc đẩy các nhà khoa học, nhà sản xuất tìm tòi, sáng tạo ra
nhiều sản phẩm mới.
Việc tách chiết và ứng dụng các hợp chất từ thiên nhiên có lợi cho con người
đã được thực hiện trong nhiều ngành như: thực phẩm, xây dựng, dệt may… Trong
đó, việc ứng dụng khoa học vào ngành công nghiệp thực phẩm đóng vai trò quan
trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người. Hiện nay, có rất nhiều
hợp chất được chiết xuất từ thiên nhiên đã được nghiên cứu và ứng dụng vào đời
sống. Trong số đó không thể không kể đến các hợp chất chống oxy hóa. Các chất
này có vai trò rất quan trọng trong việc hạn chế hình thành các gốc tự do từ đó làm
giảm nguy cơ lão hóa, phòng ngừa các bệnh như: ung thư, béo phì, tiểu đường…
Việt Nam có hệ thực vật, động vật vô cùng phong phú. Hệ sinh vật biển góp
phần tạo nên sự phong phú và giàu có ấy. Với lợi thế bờ biển dài 3260km, điều kiện
khí hậu thuận lợi nên rất thích hợp cho khai thác thủy hải sản. ngoài những sản
phẩm động vật như: cá, tôm, cua, mực… thì các sản phẩm có nguồn gốc thực vật từ
biển cũng rất có giá trị, trong đó rong Mơ là loại sản phẩm biển có giá trị dinh
dưỡng và giá trị kinh tế cao.
Rong Mơ (Sargassum) có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như các muối vô
cơ (trong đó có nhiều iod, kali), protein, lipid, alginic acid, đặc biệt là trong rong
Mơ có chứa nhiều hoạt chất chống oxy hóa như fucoxanthin, phlorotannin và


2

fucoidan. Việt Nam là một trong những nước có nguồn rong Mơ đa dạng và có hoạt
tính mạnh nhất thế giới. Đây là nguồn tài nguyên dồi dào cho các nghiên cứu về các
hợp chất chống oxy hóa phục vụ nhu cầu con người. Mặt khác, hiện nay trên thế

giới cũng như trong nước đã có nhiều công trình tách chiết riêng lẻ fucoxanthin,
fucoidan, phlorotannin, mannitol… nhưng chưa có công bố nào về việc xây dựng
quy trình tách chiết đồng thời các chất chống oxy hóa có trong rong Mơ.
Có nhiều phương pháp chiết xuất các hợp chất chống oxy hóa từ truyền thống
đến hiện đại. Ngày nay, siêu âm là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh
chóng, đặc biệt trong ngành công nghệ thực phẩm để phân tích, trích ly các sản
phẩm thực phẩm. Sử dụng sóng siêu âm trong trích ly các chất là một kỹ thuật hiện
đại góp phần khắc phục một số nhược điểm của phương pháp truyền thống như
giảm lượng dung môi, giảm thời gian chiết, thân thiện với môi trường. Ứng dụng
sóng siêu âm trong thực phẩm là một công nghệ mới, trên thế giới có nghiều công
trình nghiên cứu đã áp dụng và cho kết quả cao. Tuy nhiên, ở Việt Nam các công
trình nghiên cứu sử dụng sóng siêu âm chiết xuất các hoạt chất chống oxy hóa từ
rong Mơ còn rất mới mẻ.
Xuất phát từ thực tế trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng sóng
siêu âm cho trích ly các hoạt chất chống oxy hóa từ rong Mơ Việt Nam”.
1.2. Mục đích - yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Ứng dụng sóng siêu âm cho trích ly riêng biệt các chất chống oxy hóa
fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ Việt Nam.
1.2.2. Yêu cầu
Nội dung 1: Xây dựng được quy trình trích ly fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam.
- Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới khả năng trích ly
fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam.
- Xác định thời gian trích ly tới khả năng trích ly fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam.
- Xác định ảnh hưởng của cường độ xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly
fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam.


3

- Xác định ảnh hưởng của thời gian xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly
fucoxanthin từ rong Mơ Việt Nam
Nội dung 2: Xây dựng được quy trình trích ly fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ
Việt Nam.
- Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi tới khả năng trích ly
fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ Việt Nam.
- Xác định thời gian trích ly tới khả năng trích ly fucoidan và phlorotannin từ
rong Mơ Việt Nam.
- Xác định ảnh hưởng của cường độ xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly
fucoidan và phlorotannintừ rong Mơ.
- Xác định ảnh hưởng của thời gian xử lý sóng siêu âm tới khả năng trích ly
fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ
Nội dung 3: Thu nhận chế phẩm rong Mơ thô sau trích ly.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
- Đưa ra được quy trình trích riêng biệt được ba hoạt chất chống oxy hóa
fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ có sử dụng sóng siêu âm.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng trích ly ba hoạt chất
fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ.
- Ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly fucoxanthin, fucoidan và phlorotannin
nhằm tăng hiệu suất trích ly.
- Đưa ra được quy trình chung nhằm trích ly được ba hoạt chất fuccoxanthin,
fucoidan và phlorotannin từ rong Mơ.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu chung về rong Mơ
2.1.1. Nguồn gốc, sự phân bố và đặc điểm phân loại rong Mơ
2.1.1.1. Phân loại thực vật của rong Mơ
Giới (Regnum):

Chromalveolata

Ngành (Divisio): Heterokontophyta
Lớp (Classis):
Bộ (Ordo):

Phaeophyceae
Fucales

Họ (Familia):

Sargassaceae

Chi (Genus):

Sargassum

2.1.1.2. Sự phân bố của rong Mơ
Rong Mơ có tên khoa học là Sargassum, được đặt bởi các thủy thủ Bồ Đào Nha
khi tìm thấy trong biển Sargasso. Rong Mơ là một giống Tảo lớn của lớp rong Nâu
(Phaeophyta). Rong Mơ phân bố chủ yếu ở Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Úc…
Ở Việt Nam loại thực vật này phân bố rộng, kéo dài từ vùng biển Quảng Ninh đến
Kiên Giang và các hải đảo, tập trung nhiều nhất ở vùng bờ biển của thành phố Đà
Nẵng và các tỉnh Quảng Nam, Bình Định, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Quảng Ninh.
Năng suất ở các vùng tập trung đó có khi lên đến 7 kg/m2 mặt nước, bình quân trên

dưới 5,5 kg/m2, tạo nên nguồn nguyên liệu bền vững cho việc khai thác chế biến và
cũng điểm chỉ những môi trường nuôi trồng thuận lợi [4].
Ở khu vực miền Trung, rong Mơ là loài chiếm số lượng lớn nhất, chiếm 98%
tổng trữ lượng của các bãi rong, mật độ cây trung bình 43,8 ± 20,2 cây/m2 và khối
lượng trung bình đạt 456 ± 64,2 g khô /m2 [14].
2.1.1.3. Đặc điểm thực vật học của rong Mơ
Rong có kích thước lớn, dài đến 4 mét hay có khi trên 6 – 8 mét, rong dài hay
ngắn tùy loài và tùy điều kiện môi trường. Chúng bám vào vật bám nhờ đĩa bám
hay hệ thống rễ bò phân nhánh. Thân rong gồm một trục chính rất ngắn, đa số
thường dài khoảng 1 cm, hình trụ, sần sùi. Đỉnh của trục chính sẽ phân ra từ 2 đến 4


5

– 5 nhánh chính. Hai bên nhánh chính mọc ra nhiều nhánh bên. Các nhánh chính và
nhánh bên sẽ tạo ra chiều dài của rong. Chiều dài này khác nhau tùy các chi, loài và
trong cùng một loài kích thước này cũng thay đổi tùy điều kiện sống, nơi phân bố.
Trên các nhánh có các cơ quan dinh dưỡng gần giống như lá là các túi chứa đầy
không khí gọi là phao. Nhờ có hệ thống phao luôn giữ cho rong ở vị trí thẳng đứng
trong môi trường biển. Phao hin
̀ h cầ u hay hin
̀ h bầ u du ̣c , kích thước phao thay đổ i
tùy theo từng loại rong : loại nhỏ nhất dài khoảng 0,2 cm, đường kính khoảng 0,1
cm; loại to nhất dài khoảng 1 cm, đường kin
́ h khoảng 0,6 cm, màu đỏ nâu đến nâu
đen, trong chứa đầ y khí [11]. Các loài rong Mơ chủ yếu sinh sản theo hình thức sinh
sản hữu tính để tạo thành các bãi rong. Đa số các loài rong Mơ có cơ quan sinh sản
đực và cái trên hai cây khác nhau (cây khác gốc), một số khác cùng cây (cùng gốc).
Khi rong đạt kích thước và chiều dài tối đa chúng sẽ mọc ra các nhánh ngắn gọi là
nhánh có chứa các cơ quan sinh sản. Giao tử đực còn gọi là tinh trùng sẽ được

phóng thích khỏi giao tử đực và có khả năng bơi lội. Giao tử cái gọi là trứng hay
noãn cầu cũng sẽ được phóng thích khỏi giao tử cái. Sự thụ tinh chỉ xảy ra với các
giao tử đã được phóng thích [11].

Hình 2.1: Rong Mơ


6

2.1.2. Thành phần hóa học của rong Mơ
Thành phần chính trong rong Mơ là các polysaccharide (cellulose, alginate,
laminaran, fucoidan…), ngoài ra còn có mannitol, gibberellin, cytokinin… cùng với
nhiều loại vitamin khác. Trong đó, hai thành phần chủ yếu trong rong Mơ là acid
alginic (chiếm khoảng 20 – 30% trọng lượng khô) và manitol (hàm lượng từ 7 –
10% trọng lượng khô). Hàm lượng protein trong rong Mơ chiếm khoảng 5 – 15%.
Tổng lượng khoáng có từ 20 – 40% với đầy đủ các nguyên tố khoáng cần thiết cho
cơ thể sinh vật, trong đó là iod với hàm lượng từ 0,08 – 0,34%. Ngoài ra rong Mơ
còn chứa các phospholipid và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác [11].
Khi nghiên cứu về thành phần hóa học của loài Sargassum naozhouense (tính
theo trọng lượng khô) các nhà khoa học đã thấy rằng hàm lượng protein 11,20%,
chất khoáng 35,18%; lipid 1,06%; carbohydrate tổng số 47,73%; tổng carbohydrate
tan trong nước 29,74%; polysaccharide tan trong nước 21,01% và chất xơ tổng số
4,83% [32].
Trong rong Mơ có chứa nhiều nguyên tố hóa học như: Al, Si, Mg, Ca, Sr, Ba,
fe, V, Mn, Ti, Co, Ni, Cr, Sn, Ag, Bi, Cu, Pb, Zn, Na, K… Rong Mơ có khả năng
đặc biệt là tích lũy hàng loạt các nguyên tố hóa học, vì vậy nồng độ các nguyên tố
này trong tro của chúng có thể gấp nhều lần so với trong nước biển [6].
Bảng 2.1: Hàm lƣợng các nguyên tố khoáng trong một số loài rong Mơ
ở Hòn Chồng - Nha Trang [5]
Hàm lượng (g/g rong mơ khô)

Tên loài

Mg

Sr

Cr

Mn

Fe

Co

Cu

Ag

Zn

10-3

10-3

10-6

10-6

10-4

10-6

10-5

10-6

10-6

1,29

5,5

1,59

S. mcclurei

9,45 1,30 4,59 15,3 0,21

S. kjellmanianum

6,10 1,56

5,60 2,92 6,01 0,55

7,06

S. feldmannii

2,92 1,96

8,02 1,85 5,80 1,10

6,73

S. congkinhii

8,77 1,51

6,96 3,37 7,70 1,30

4,70


7

Theo bảng kết quả trên nguyên tố Mg có hàm lượng cao nhất và biến động khá
lớn từ 2,92 đến 9,45 × 10-3 g/g tùy loài. Tiếp đến là Fe có hàm lượng cỡ 10-4 g/g,
còn lại Cr, Mn, Co, Ag có hàm lượng cỡ 10-6 g/g. Ngoài các nguyên tố có hàm
lượng cao như Na, K, Ca, rong Mơ có nét đặc sắc ở chỗ nó tập trung khá lớn
nguyên tố Strongti (cỡ 10-3 g/g) [5].
2.1.3. Giá trị của rong Mơ
2.1.3.1. Vai trò của rong Mơ với tự nhiên
Rong Mơ chiếm tỉ lệ và trữ lượng lớn nhất so với các loài khác của ngành rong
Nâu. Chúng góp phần quan trọng vào việc bảo tồn nguồn đa dạng sinh học vùng
biển ven bờ, mắt xích trong chuỗi thức ăn , nơi cư trú, bãi đẻ của nhiề u loài sinh vật
như các loài thân mềm (ốc cối, ốc nhảy…), các loài giáp xác (cua, tôm) hay các loài
cá (cá ngựa, cá sơn…).
Hàm lượng Strongti (một thành phần trong chất phóng xạ) trong tro rong Mơ
khoảng 10-3g/g (lớn hơn 100 lần so với nước biển ) như vậy chứng minh rằng rong
Mơ có khả năng tích tụ Strongti trong cơ thể chúng. Các nhà khoa học cũng đã phát

hiện ra natri alginate chiết từ rong Mơ có thể chữa được bệnh nhiễm phóng xạ vì
chất này uống vào sẽ hấp thu Strongti phóng xạ rồi thải ra ngoài trước khi chất
phóng xạ này xâm nhập vào máu, tủy xương. Từ đó chứng minh được rằng rong
Mơ có khả năng làm sạch các chất thải phóng xạ trong môi trường nước [5].
2.1.3.2.Vai trò của rong Mơ với con người
Nguồn lợi mà rong Mơ đem lại cho thế giới rất lớn. Từ lâu người Nhật Bản và
Trung Quốc đã sử dụng rong Mơ như một thực phẩm quan trọng. Các sản phẩm
được khai thác lâu và phổ biến nhất từ chúng là mannitol (35000 tấn/năm), alginate
(hàng triệu tấn/năm) [11]. Mannitol được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực
phẩm và dược phẩm. Mannitol có tác dụng ngăn ngừa hoặc điều trị dư thừa nước
trong cơ thể. Mannitol hiệu quả trong việc làm giảm áp suất trong mắt, giảm sưng
não sau chấn thương đầu, điều trị bệnh giãn mạch vành, trị ung thư, rất có lợi cho
người bị bệnh tiểu đường…


8

Thành phần được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất là acid alginic. Đây là loại
nguyên liệu chính dùng để trích ly keo alginate, dùng trong nhiều ngành công
nghiệp như: công nghiệp giấy, sơn, cao su, phim ảnh, mỹ phẩm, công nghiệp thực
phẩm, hoặc làm phụ gia cho xi măng. Keo alginate còn được ứng du ̣ng sản xuấ t
dụng cụ trong ngành y (băng ga ̣c, chân tay giả ,…).
Gần đây, các nhà khoa học phát hiện rong Mơ có chứa một số thành phần
quan trọng là fucoxanthin, phlorotannins, fucoidan,… với những hoạt tính sinh học
quý như: chống ung thư, giảm mỡ nội tạng, chống cục máu đông, kháng khuẩn,
kháng virut (kể cả virut HIV), chống nghẽn tĩnh mạch... tạo ra một hướng đi mới
cho nghiên cứu [52].
Rong Mơ có chứa hàm lượng lớn iod (0,25 – 0,35% khối lượng khô) cao hơn
hàm lượng iod của thực vật ở đất liền vài trăm lần, chính vì vậy rong Mơ được sử
dụng như một loại thuốc chữa bệnh bướu cổ. Không những thế chúng còn cung cấp

một số vitamin như A, B, C, D, E, K và hầu hết các acid amin không thay thế.
2.1.4. Tình hình khai thác, tiêu thụ rong Mơ ở nước ta
Ở Việt Nam, rong Mơ tập trung ở phía Bắc ở vịnh Bắc Bộ, ở miền Trung và ven
bờ biển phía nam Việt Nam ở vịnh Thái Lan, trên vùng bãi triều nền cứng. Mùa sinh
trưởng đối với hầu hết các loài rong Mơ kéo dài từ tháng 11 đến tháng 6, loài rong Mơ
sống ở vùng nước sâu thì phát triển quanh năm. Thời gian thu tốt nhất là khoảng từ tháng
5 đến tháng 6. Sản lượng của rong Mơ Việt Nam trên 15000 tấn khô/năm. Hiện nay, do
tăng mạnh nhu cầu đối với rong Mơ (xuất khẩu sang Trung Quốc) và sự tăng giá bán lên
hơn 25 lần, toàn bộ sinh khối rong Mơ đã bị khai thác ồ ạt, không khoa học. Việc sử
dụng bất hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên này dẫn đến sự giảm mạnh sản lượng rong
Mơ xuống nhiều lần, nếu không có biện pháp ngăn chặn thì sau một thời gian nữa rong
Mơ Việt Nam có thể hoàn toàn bị hủy diệt. Sự triệt tiêu các bãi rong Mơ sẽ gây thảm họa
cho toàn bộ vùng ven bờ biển của Việt Nam: phá hủy các rạn san hô, phá hủy các hệ sinh
thái, làm giảm hoặc biến mất các loài cá ven bờ ăn sinh vật đáy, cũng như những động
vật hữu ích như nhím biển, một số động vật giáp xác [10, 15].


9

Bảng 2.2: Diện tích, năng suất và mùa vụ rong Mơ theo vùng biển một số tỉnh
của Việt Nam [9]
Tỉnh

Diện tích (m2)

Năng suất (kg/m2)

Mùa vụ (tháng)

Quảng Nam – Đà Nẵng

190000

2–7

3, 4, 5

Bình Định

42750

2,5

3, 4, 5

Khánh Hòa

2000000

5,5

3, 4, 5

Ninh Thuận

1500000

7

3, 4, 5

Vùng biển Khánh Hòa có diện tích rong Mơ cao nhất, tổng diện tích lên đến
2000000 m2, năng suất cao có thể lên tới 5,5 kg/m2, trữ lượng có thể khai thác hàng năm
ước tính hơn 11000 tấn rong tươi. Diện tích phân bố rong Mơ tại Khánh Hòa ước tính
là 1167,33 ha, trữ lượng 7302,12 tấn khô/năm, tập trung ở 4 khu vực chính: Vịnh
Vân Phong, đầm Nha Phu, vịnh Nha Trang, vịnh Cam Ranh. Số lượng loài ưu thế
tạo nên sinh lượng lớn ở các điểm khảo sát là 21 loài. Trong đó có loài Sagarssum
mcclurei có tần suất xuất hiện cao trên 95%, thường thấy ở phần lớn các bãi triều
ven bờ với độ sâu từ 1 đến 6 mét [9].
2.2.Giới thiệu về các hoạt chất chống oxy hóa fucoxanthin, fucoidan và
phlorotannin trong rong Mơ
2.2.1. Hoạt chất fucoxanthin
2.2.1.1. Khái quát về fucoxanthin
Fucoxanthin là một carotenoid, có màu vàng nâu. Cấu trúc đầy đủ của
fucoxanthin được xác định bởi Englert và cộng sự [22].

Hình 2.2: Cấu trúc phân tử của fucoxanthin [22]
Fucoxanthin có công thức phân tử là C42H58O6, trọng lượng phân tử là 658,91
g/mol, bị nóng chảy ở nhiệt độ 168°C.
Cũng giống như các carotenoid khác, fucoxanthin là một hydocarbon không
bão hòa, có hai hệ thống vòng ở đầu và cuối mạch. Allene (C=C=C) là một cấu trúc


10

độc đáo trong các sản phẩm tự nhiên và được tìm thấy chủ yếu trong các carotenoid, đặc
biệt fucoxanthin là một carotenoid allenic đầu tiên được tìm thấy trong rong Nâu.
Fucoxanthin tồn tại ở cả hai cấu hình cis và trans, trong đó cấu hình dạng trans
(chiếm gần 80%) là đồng phân chính của fucoxanthin [25] và hỗn hợp đồng phân
dạng cis (13-cis và 9-cis) [37]. Cấu hình dạng trans của fucoxanthin nói chung là ổn

định hơn so với dạng cis do tính lưỡng cực của các nhóm thế ở hai bên làm giảm sự
cản trở về không gian của nó.
Nakazawa và cộng sự (2009) đã nghiên cứu được dạng đồng phân trans của
fucoxanthin có sự hấp thu và tích hợp vào các tế bào chất béo nhanh hơn so với
dạng cis. Tuy nhiên, đồng phân cis được tìm thấy là có hiệu quả hơn trong việc ức
chế các tế bào trên người bị bệnh bạch cầu so với dạng trans. Fucoxanthin cũng tồn
tại ở dạng khác, được tìm thấy trong các tế bào ruột của người và chuột sau khi tiêu
thụ fucoxanthin [37].

Hình 2.3: Các dạng chuyển hoá của fucoxanthin [37]


11

2.2.1.2. Tác dụng sinh học của fucoxanthin

Hình 2.4: Con đường chuyển hóa sinh học của fucoxanthin [44].
Vào năm 2002, Surawara và cộng sự đã kiểm tra sự hấp thụ fucoxanthin trong các
tế bào Caco-2. Kết quả cho thấy, fucoxanthin và fucoxanthinol với nhóm acetyl thủy
phân đã được tìm thấy và được xác định trong các tế bào Caco-2. Người ta cho rằng
nhóm acetyl bị thủy phân bởi các hoạt động của enzyme esterolytic tồn tại trong đường
tiêu hóa và fucoxanthinol tự do được hấp thụ. Sự trao đổi chất của fucoxanthin đã được
nghiên cứu trên chuột. Mỗi con chuột được cho uống 40 nmol fucoxanthin trong một
giờ và sau đó huyết tương của chúng được lấy đi phân tích. Mặc dù không tìm thấy
fucoxanthin nhưng chất chuyển hóa của nó là fucoxanthinol và amarouciaxanthin A đã
được phát hiện. Theo kết quả kiểm tra thì sau khi uống, fucoxanthin bị thủy phân thành
fucoxanthinol bởi enzyme lipase từ dịch tụy, enzyme phân hủy các ester trong acid béo
như ascholesterol esterase, hoặc esterase từ các tế bào biểu mô ruột non. Sau đó
fucoxanthin được hấp thụ bởi các tế bào biểu mô đường tiêu hóa, vận chuyển đến gan
thông qua dịch bạch huyết và máu, và được chuyển hóa thành amaroucixanthin A [44].

12

a) Tác dụng chống oxy hóa
Hoạt động chống oxi hóa là một trong những đặc tính quan trọng của các
fucoxanthin và nhiều tác dụng sinh học của chúng có liên quan đến khả năng loại bỏ
các dạng oxi hoạt động, đó là một trong những phương thức cho hoạt động chống
bệnh của fucoxanthin [48]. Các nghiên cứu trước đó đã chỉ ra rằng fucoxanthin cũng là
một tác nhân loại bỏ các gốc tự do có hiệu quả. Các gốc tự do sử dụng để đánh giá hoạt
động chống oxi hóa của fucoxanthin bao gồm DPPH, 12-DS, AADH [16] .
Sachandra và cộng sự vào năm 2007 đã tiến hành đánh giá các hoạt động
chống oxi hóa của fucoxanthin và hai chất chuyển hóa của nó là fucoxanthinol và
halocynthiaxanthin trong ống nghiệm liên quan đến việc loại bỏ các gốc tự do
(DPPH, H+) và cho rằng fucoxanthin và fucoxanthinol thể hiện những hoạt tính
chống oxi hóa cao hơn α-tocopherol, còn halocynthiaxanthin thì thấp hơn [48].
b) Tác dụng chống viêm và mụn trứng cá
Phản ứng chống viêm là một phản ứng tự vệ chống lại các tác nhân gây bệnh
khác nhau, được đặc trưng bởi việc thu hút một lượng lớn bạch cầu đến khu vực bị viêm,
trong đó các tế bào viêm được kích hoạt bởi các chất trung gian viêm và tạo ra anion
superoxide và các gốc nitric oxide và có thể trở thành một quá trình tự hoại. Những
nghiên cứu của Heo và cộng sự vào năm 2008, Kim và cộng sự năm 2012 đã chứng
minh tác dụng ức chế của fucoxanthin trên các cytokine gây viêm và các trung gian trong
lipopolysaccharide được kích thích bởi đại thực bào RAW 264.7. Từ đó cho thấy
fucoxanthin ức chế chất cảm ứng nitric oxide và cyclooxygenase 2, và làm giảm mức
nitric oxide, prostaglandin E2, interleukin 1β và interleukin 6 thông qua việc ức chế
phản ứng phosphoryl hóa mitogen – được kích hoạt bởi enzyme kinase [29].
Propionibacterium acnes là một loại vi khuẩn mụn trứng cá trong các nang lông
trên da. Sự tăng trưởng của loại vi khuẩn này liên quan chặt chẽ đến sự phát triển và sự
xấu đi của mụn. Vi khuẩn gây mụn này sử dụng một lượng lớn bã nhờn như là một

nguồn dinh dưỡng. Chúng sản xuất lipase làm giảm chất béo trung tính trong bã nhờn và
tạo ra các chất béo gây ra một loạt các phản ứng viêm, bao gồm sự dịch chuyển của các
tế bào máu trắng lớp hạ bì và tạo ra các yếu tố gây viêm. Yếu tố gây viêm gây kích ứng
da và đẩy nhanh tình trạng viêm của lớp biểu bì. Điều này làm cho mụn trứng cá xuất
hiện và ngày càng nặng hơn. Thử nghiệm cho thấy fucoxanthin ức chế sự kích hoạt của
lipase có nguồn gốc từ vi khuẩn mụn trứng cá giúp chống mụn trứng cá [44].


13

c) Hoạt động chống ung thư
Hiệu ứng gây chết tế bào đã được Hosokawa và cộng sự, Nakazawa và cộng sự,
Kotake Nara và cộng sự đề xuất là cơ chế sinh hóa mà fucoxanthin đã gây tác dụng ức
chế tế bào ung thư. Năm 2001, Kotake và cộng sự đã chỉ ra rằng fucoxanthin làm giảm
đáng kể khả năng tồn tại của ba dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt trên người bao gồm
PC-3, DU 145 và LNCaP tương ứng 14,9%, 5,0% và 9,8% thông qua cơ chế gây chết tế
bào trên các tế bào ung thư. Nghiên cứu đã chứng minh rằng fucoxanthin tác động lên cơ
chế gây chết tế bào trên các tế bào PC-3 thông qua việc kích hoạt enzyme caspase-3 [37].
d) Tác dụng chống tình trạng thừa cân, béo phì và trị bệnh tiểu đường
Trong báo cáo, Maeda và cộng sự đã chỉ ra rằng các chất béo từ Undaria
pinnatifida làm giảm trọng lượng mô mỡ trắng tại vùng bụng ở những con chuột cống
Wistar và chuột nhà KK-Ay. Nghiên cứu đã khẳng định fucoxanthin và fucoxanthinol đã
ức chế sự tích lũy lipid nội bào và làm giảm hoạt tính enzyme glycerol-3-phosphate
dehydrogenase trong suốt sự phân hóa thành tế bào mỡ của các tế bào. Nghiên cứu của
Miyashita cho thấy fucoxanthin ở trong thức ăn khi ăn vào cơ thể giúp tăng UCP1
(protein tách cặp 1) biểu hiện trong các mô mỡ trắng, làm giảm mỡ trắng ở nội tạng,
giảm cân. Một số nghiên cứu cho thấy rằng dùng thực phẩm bổ sung fucoxanthin làm
giảm cân ở phụ nữ béo phì trung bình 4,9 kg trong thời gian 16 tuần. Cũng trong các
nghiên cứu này, Maeda và cộng sự đã cho thấy fucoxanthin làm giảm đáng kể lượng
đường trong máu và mức insulin huyết tương, cũng như lượng nước uống vào của chuột

nhà KK-Ay bị tiểu đường, béo phì [31].
e) Tác dụng chăm sóc da và làm trắng da
Vào năm 2009, Heo và cộng sự đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với ánh sáng mặt trời
tạo ra các dạng oxi hoạt động, phản ứng viêm được coi là tác nhân gây bệnh chính làm
tổn thương các thành phần tế bào và một số bệnh như nám, ban đỏ và ung thư da. Kết
quả nghiên cứu này cũng cho thấy fucoxanthin làm giảm đáng kể các loại oxi hoạt động
trong tế bào - được tạo ra bởi sự tiếp xúc với bức xạ tia cực tím. Fucoxanthin giúp nâng
cao tỷ lệ sống tế bào và ức chế sự tổn thương ở các tế bào đã được xử lý, điều này chỉ ra


14

rằng fucoxanthin có thể bảo vệ da khỏi tác hại gây ra bởi tia cực tím B từ ánh sáng mặt
trời [24].
f) Hiệu quả bảo vệ mạch máu não
Năm 2003, Ikeda và cộng sự đã cho thấy loài rong Mơ đã làm chậm đáng kể sự
biểu hiện của những dấu hiệu đột quỵ mà không làm thay đổi huyết áp và đã làm tăng
thời gian sống của những con chuột cao huyết áp. Ngoài ra Ikeda còn phát hiện ra
fucoxanthin làm giảm đáng kể tổn thương tế bào thần kinh trong tình trạng thiếu oxi
thông qua hoạt động loại bỏ các gốc tự do và cho rằng fucoxanthin có hiệu quả với bệnh
mạch máu não chống lại sự chết các tế bào thần kinh ở chuột cao huyết áp [26].
2.2.1.3. Tính an toàn của fucoxanthin
Zaragoza và cộng sự vào năm 2008 đã nghiên cứu độc tính các chất chiết từ
rong Mơ trên chuột, kết quả là với liều lượng 750 mg/kg thể trọng mỗi ngày trong 4
tuần cũng không có bất kỳ dấu hiệu nào liên quan đến nhiễm độc xảy ra. Năm 2009,
Beppu và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu độc tính ở liều 1000 và 2000 mg/kg thể
trọng trong 30 ngày với fucoxanthin (độ tinh khiết 93%) trên chuột ICR. Kết quả
cho thấy rằng không có trường hợp tử vong và không có bất thường về biểu hiện
được tìm thấy trong cả hai công thức, không có thay đổi bất thường về gan, thận, lá
lách và các mô tuyến sinh dục, không có ảnh hưởng đột biến dị thể hoặc đột biến

gen trên các tế bào tủy xương của chuột gây ra bởi fucoxanthin trong các quan sát
mô học của việc nghiên cứu lặp đi lặp lại. Iio và cộng sự cũng điều tra độc tính của
fucoxanthin trên chuột và đột biến gen ở chuột vào năm 2011, nghiên cứu khẳng
định được với liều 2000 mg/kg thể trọng trong 13 tuần nghiên cứu liều uống, không
thấy có tác dụng phụ không có tử vong và không có sự thay đổi nào được thể hiện.
Những nghiên cứu trên cho thấy fucoxanthin là một hợp chất an toàn và đã không
gây độc và đột biến theo các điều kiện thí nghiệm.


15

2.2.2. Hoạt chất fucoidan
2.2.2.1. Khái quát về fucoidan
Fucoidan là tên được đặt cho một dạng anion polysaccharide chỉ có trong rong
Nâu (một số động vật thân mềm sử dụng rong Nâu làm thức ăn có thành phần
sulfate fucan trong cơ thể chúng, tuy nhiên cấu trúc những sulfate fucan này đơn
giản, là mạch thẳng và chỉ có fucose trong thành phần đường). Rong Nâu đã được
dùng như thực phẩm và thuốc từ cách đây 3000 năm ở Tonga và ít nhất là 2000 năm
tại Trung Hoa. Tuy nhiên đến năm 1913, Kyllin mới xác định sự có mặt và mô tả
fucoidan, ông gọi là fucoidin. Bốn mươi năm sau, fucoidin được đổi tên thành
fucoidan nhưng một số nơi còn gọi là fucan, fucosan hoặc sulfate fucan [6, 15].
Fucoidan là một polysaccharide có chứa tỷ lệ phần trăm L-Fucose và nhóm
ester sulfate lớn, là thành phần của rong Nâu và một số động vật không xương sống
như nhím biển [18].
Fucoidan có mặt trong thành tế bào của các loài rong Nâu chủ yếu thuộc Bộ
Laminariales và Bộ Fucales của lớp Phaeophyceae [15]. Cấu trúc của fucoidan giống
như cấu trúc của chondroitin sulfate, có mạch thẳng với đơn cấu trúc 1,2-β-DGalactose hoặc 1,2-β-D-Mannose, phân nhánh tại vị trí 1,2 hoặc 1,4-α-L-Fucose, 1,4-αD-Glucoronic acid, β-D-Xylose đầu cuối và đôi khi 1,4-α-D-Glucose. Các dạng cấu
trúc điển hình với liên kết 1,3 của Fucoidan được trình bày trong hình 2.5 [15].

Hình 2.5: Đơn vị cấu trúc của fucoidan; liên kết 1,3 [15]

2.2.2.2. Tác dụng sinh học của fucoidan
a) Kích hoạt và tăng cường miễn dịch
Các hệ thống miễn dịch của chúng ta bị tấn công không ngừng và các rối loạn