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

B õ CIẢO VÀ ĐẢO TAO
•

•

TR Ư Ờ N G DẠI HỌC NHA TR A N G

NGUYỄN THỊ MINH TÙY

NGHIÊN CỨU XÂY DỤNG
QUY TRÌNH SẢN XUẤT FUCOIDAN TỪ
MỘT SÓ LOÀI RONG NÂU PHỐ BIẾN
TẠI KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN T H Ạ C s ĩ K Ỹ TH U Ậ T

Nha T r a n g -2013


B õ GIẢO VÀ ĐẢO TAO
•

•

TR Ư Ờ N G DẠI HỢC NHA TR A N G

NGUYỄN THỊ MINH TÙY

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG
QUY TRÌNH SẢN XUẤT FUCOIDAN TÙ
MỘT SÓ LOÀI RONG NÂU PHỎ BIÉN

TẠI KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN T H Ạ C s ĩ K Ỹ TH U Ậ T

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

Nha T r a n g -2013


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

Tác già luận văn

Nguyền Thị Minh Tùy


II

LỜI CẢM ƠN
Đe hoàn thành Luận văn này
Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chú
nhiệm Khoa Công nghệ Thực phâm sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên
cứu tại trường trong những năm qua.

Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy: TS. Vũ Ngọc Bội - Trương
khoa Công nghệ Thực phẩm và TS. Nguyền Duy Nhứt - Phó phòng Hóa phân tích và
Triến khai Công nghệ - Viện Nghiên cứu và ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tận
tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin cám ơn quý thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phâm và các cán bộ phòng Hóa phân tích và Triên khai Công nghệ - Viện Nghiên cứu và ú n g dụng Công
nghệ Nha Trang đà tận tình giúp đờ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian qua.
Xin cám ơn các thầy cô phản biện đà cho tôi những lời khuyên quí báu đc công trình
nghicn cứu được hoàn thành có chất lượng.
Đặc biệt xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đờ cùa gia đình và bạn bè luôn
luôn chia sẻ cùng tôi trong quá trình nghiên cứu.


111

MỤC LỤC
Trang
LỞI CAM ĐO A N .....................................................................................................................i
LÒI CẢM Ơ N ......................................................................................................................... ii
MỤC LỤC...............................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT T Ấ T .....................................................V
DANH MỤC CÁC B Ả N G ................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH.................................................................................................... vii
MỜ ĐÀU..................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỐNG QUAN................................................................................................. 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ RONG N Â U .................................................................................. 3
1.1.1. Đặc điểm sinh học................................................................................................. 3
1.1.2. Phân bố và trừ lượng rong nâu.............................................................................4
1.1.3. Thành phần hóa học của rong nâu......................................................................... 6
1.2. CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH RONG BIÊN................................................. 9
1.2.1. Giới thiệu công nghệ sau thu hoạch rong biền......................................................9

1.2.2. Một số hiện tượng hư hỏng của rong..................................................................11
1.2.3. Các biện pháp bảo quàn rong khô....................................................................... 11
1.3. FUCOIDAN.................................................................................................................12
1.3.1. Khái niệm về lùcoidan......................................................................................... 12
1.3.2. Đặc điểm, cấu trúc và các tính chắt của íùcoidan................................................13
1.3.3. Công dụng sinh học cua tùcoidan.......................................................................15
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT FUCOIDAN TRÊN THẾ G IỚ I......................... 24
1.5. TÌNH HỈNH NGHIÊN CỬU FUCOIDAN Ở VIỆT N A M ................................ 27
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............31
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU............................................................................................... 31
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u ........................................................................... 31
2.2.1. Phương pháp phân tích hóa học..........................................................................31
2.2.2. Phương pháp tách chiết ílicoidan........................................................................31
2.2.3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu............................................................................... 35


IV

2.3. DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT CHÚ YẾU...............................................................47
2.3.1. Dụng cụ và thiết bị.............................................................................................. 47
2.3.2. Hóa chất................................................................................................................47
2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỎ LIỆU...................................................................... 48
CHƯƠNG 3:KÉT ỌUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THAO LUẬN......................................... 49
3.1. ĐÁNH GIÁ KIIẢ NĂNG THU NHẬN FUCOIDAN TỪ 3 LOẠI RONG
NÂU PHỔ BIẾN Ớ KHÁNH H Ò A ................................................................................49
3.1.1. Thành phần hóa học cơ ban cùa 3 loại rong nâu thu mẫu ơ Khánh Hòa............49
3.1.2. Xác định phương pháp định lượng Ricoidan.......................................................50
3.2. XẢY DỤNG QUI TRÌNH CAI TIÊN THU NHẬN PUCOIDAN TỬ RONG
NÂU.................................................................................................................................... 56
3.2.1. Tách chiết fucoidan từ rong nâu S.poíycystum theo 3 qui trình.......................... 56

3.2.2. Tách chiết íucoidan từ rong nâu s.mcclurei theo 3 qui trình............................. 58
3.2.3. Tách chiết Ricoidan từ rong nâu S.oỉigocystum theo 3 qui trình......................... 60
3.2.4. Xây dựng qui trình cải tiến tách chiết íiicoidan từ rong nâu............................... 64
3.3. ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH THU NHẬN PUCOIDAN VÀ SÁN XUẤT THỬ
SÀN PH À M ....................................................................................................................... 71
3.3.1. Đề xuất qui trình thu nhận tucoidan từ rong nâu................................................. 71
3.3.2. Sản xuất thử và dánh giá hiệu quả thu íucoidan so với các quy trình hiện hành

75

3.3.3. Xác định sự có mặt cùa íucoidan và dộ tinh sạch của íucoidan trong sản
phẩm .............................................................................................................................. 78
KẾT LUẬN VÀ ĐÊ XUẤT Ý KIẾN.................................................................................. 83
1 . KỂT LUẬN :.................................................................................................................83
2. ĐÈ X U Ẩ T Ý K IẾ N ....................................................................................................... 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


V

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHŨ VIÉT TẤT
AIDS

Acquired Immune Deficiency Syndrome

BKC

Benzalkonium Chloride

C2

Vị trí cacbon số 2

cs

Cộng sự

Da

Dalton

DNA

Acid Deoxyribo Nucleic

ESI-MS

Electrospray Ionisation - Mass Spectroscopy

EtOH

con

F20

Phân đoạn fucoidan thứ 20.

FDA

Food and Drug Administration

GC

Gas Chromatography

Gr (+)

Gram dương

Gr (-)

Gram am

HGF

Hepatocvte Growth Factor

HIV

Human Immunodeficiency Virus

IR

Infrared spectroscopy

KH&CN

Khoa Học Vả Công Nghệ

L.B.Nga

Liên Ban Nga

MWCO

Moleculare Weight Cut Off

NK

Natural Killer

NMR

Nuclear Magnetic Resonance

s.

Sargassum

TCN

Tiêu Chuẩn Ngành

TCVN

Tiêu Chuẩn Việt Nam

Tế bào B

Lympho bào fì

TFA

Triíluoroacetic

TLPT

Trọng Lượng Phân Tử

TMS

Tetrametylsilan

WHO

World Health Organization


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

4

Bàng 1.2. Diện tích rong nâu mọc tự nhiên ở một số tỉnh [3]................................................... 4
Bảng 2. ỉ. Anh hường cua điều kiện tách chiết đải hiệu suất tách tùcoidan theo Black (1952)........40
Bang 2.2. Ket quà phàn tích tương quan giữa điều kiện và hiệu suất chiết tìicoidan..............40
Bang 2.3. Bảng biểu diễn hiệu suất liên hệ với nhiệt độ, thời gian và p H .............................. 41
Báng 2.4. Bảng biểu diễn hiệu suất liên hộ với nhiệt độ, thời gian và pH với một loài rong khác... 41
Bảng 3.1. Thành phần hóa học chính cua 3 loài rong nâu nguyên liệu...................................49

Bảng 3.2. Hàm lượng lucose trong các mầu rong nâu và mẫu íucoidan tương ứng...............53
Bảng 3.3. Hàm lượng tucoidan của các mẫu rong nâu (tính toán theo PP1).......................... 53
Bang 3.4. Hàm lượng tucoidan thu được từ các mầu rong nâu khi tính toán theo PP2......... 54
Bang 3.5. Hàm lượng tucoidan thu được từ các mầu rong nâu khi tách chiết và tinh chế theo
PP2 và PP3.............................................................................................................................. 54
Bang 3.6. Hàm lượng íiicoidan thu được từ các mẫu rong nâu s.mccỉurei, S.poỉycystum,
S.oỉigocystum khi tách chiết và tinh chế theo PP3...................................................................55
Báng 3.7. Kết quá đánh giá hicoidan thu nhận từ rong nâu S.poỉycystum tách chiết theo 3
qui trinh khác nhau..................................................................................................................57
Báng 3.8. Kêt quả đánh giá íiicoidan thu nhận từ rong nâu s.mccỉurei tách chiết theo 3 qui
trình khác nhau........................................................................................................................ 59
Bảng 3.9. Kct qua đánh giá íùcoidan thu nhận từ rong nâu S.oligocysttơn tách chiết theo 3
phương pháp khác nhau.......................................................................................................... 61
Bang 3.10. Hàm lượng lùcoidan (gHOOg rong khô) thu được ơ các chế độ xay khác nhau ...64
Nhận xét:.................................................................................................................................. 65
Bảng 3.11. Ảnh hưởng cùa các biến dộc lập đến sản lượng lucoidan trong công đoạn xay ..66
Bảng 3.12. Kết quả phân tích phương sai ANOVA sản lượng íucoidan............................... 70
Bảng 3.13. Két quả điều kiện tối ưu cùa quá trình..................................................................71
Bâng 3.14.1 làm lượng hicoidan thô thu được từ rong nâu s.mccỉurei, S.poỉycystum,
S.oligocystum khi tách chiết theo qui trình đối chứng và qui trình mới (g/1 kg rong khô).....76
Bàng 3.15. Tý lộ íùcoidan tinh khiết trong sán phẩm thô thu được khi tách chiết theo qui trình đối
chứng và qui trình mới từ các mầu rong nâu s.mccỉurei, S.poĩycystum, S.oligocysíum.................76
Bảng 3.16. Hiệu suất thu nhận íucoidan tinh khiết (%) khi tách chiết theo qui trình dối chửng
và qui trình mới từ các mẫu rong nâu s.mcclureì, S.poỉycystum, S.oligocystum.................... 76


vu

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hình ánh rong nâu..................................................................................................3

Hình 1.2. Hình ảnh về rong s. m cclurei...............................................................................8
I lình 1.3. Hình ảnh về rong S.polycystum........................................................................... 8
Hỉnh 1.4. Hình ảnh về rong S.olygocystum.........................................................................9
Hình 1.5. Ọui trình công nghệ sau thu hoạch rong biên ở Việt Nam ................................10
I lình 1.6. Cấu trúc íìicoidan từ Fucus vesiculosus mô tá vào năm 1950 [47].......................13
Hỉnh 1.7. Cấu trúc từ Fucus anescens [43]........................................................................ 14
Hình 1.8. Cấu trúc fucoidan từ Fucus distichus L [42].................................................... 14
Hình 1.9. Cấu trúc fucoidan từ Fucus scrratus [4 1 ].........................................................14
Hình 1.10. Cấu trúc fucoidan từ Ascophyllum nodosum [44]........................................ 15
Hình 1.11. Hình ảnh rong nâu và các sản phẩm fucoidan............................................... 15
Hình 1.12. Hình anh về công thức cấu trúc của fucoidan trong kết quà đo ESI-MS ion
dương cùa một đoạn trong phân đoạn fucoidan F20 từ rong s. swartzzii..................... 29
Hình 2.1. Qui trình chiết fucoidan của Viện Nghiên cứuvà ứ n g dụng.......................... 32
Hình 2.2. Qui trình chiết fucoidan theo bán quyền EP0645143A1............................... 34
Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm tách chiết fucoidan theo 3 qui trình....................................38
Hình 2.4. Sơ đò bố trí thí nghiệm sản xuất thử và đánh giá hiệu quá thu fucoidan so
với qui trình hiện hành.......................................................................................................... 47
Hình 3.1. Sắc ký đồ GC của hexaacetat glucitol và sác ký dò GC của các dường chuản......... 51
Hình 3.2. Sắc kv đồ của các sàn phẩm thủy phân fucoidan của s.mcclurei và
S.polycystum.......................................................................................................................... 51
Hình 3.3. Sắc ký dồ của các sàn phẩm thúy phân rong nâu s.mcclurei, S.polycystum 52
Hình 3.4. Sự biến đôi hàm lượng fucoidan thu nhận từ các mẫu rong nâu s.mcclurei,
S.polycystum, S.oligocystum khi tách chiết vả tinh chế theo P P 3 ................................ 55
Hình 3.5. Sự thay đổi tỷ lệ fucoidan tinh khiết trong các mẫu sản phẩm fucoidan thô thu
nhận từ rong nâu s. polycystum tách chiết theo 3 qui trình khác nhau............................. 57
I lình 3 .6.1liệu suất thu nhận íìicoidan tinh khiết từ rong nâu S.polvcystum khi tách chiết
theo 3 qui trình khác nhau........................................................................................................58
Hình 3.7. Sự thay đôi tỳ lộ fucoidan tinh khiết trong các mẫu san phẩm fucoidan thô thu
nhận từ rong nâu s.mcclurei tách chiết theo 3 qui trình khác nhau...................................59
Hình 3.8. Hiệu suất thu nhận fucoidan tinh khiết từ rong nâu s.mcclurci khi tách............. 60

chiết theo 3 qui trình khác nhau.............................................................................................60


V I11

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


1

MỎ ĐÀU
Việt Nam có trừ lượng rong nâu tự nhiên khá lớn vào khoáng 10.000 tấn
khô/năm, với hơn 120 loài. Rong nâu là loài rong biên có chứa nhiều hợp chất có hoạt
tính sinh học. Trong đó, có một số hoạt chất sinh học đà được nghiên cứu và ứng dụng
trong san xuất thực phẩm, dược phẩm và các sản phẩm chức năng [27].
Fucoidan là một polysacarit Sulfat được tách chiết từ rong nâu, có cấu tạo gồm

mạch chính chứa a-L-fucose Sulfat. Ngoài ra trong câu tạo của fucoidan có thê có Dgalactose, D-mannose, D-xylose, L-rhamnose, D-glucose, D-uronic axít cùng như có
thế có phân bố ngẫu nhiên của các gốc acetyl [42]. Fucoidan có hoạt tính chống dông
máu, kháng khuân, kháng virus, chống nghèn tĩnh mạch, chống ung thư, chông viêm
khớp, chống viêm nhiễm, giảm mờ máu, hạ Cholesterol, ức chế miền dịch có thê sử
dụng cho ghép phủ tạng... [14].
Fucoidan trong rong nâu chiếm hàm lượng rất lớn vào khoang 4-8% trọng
lượng khô. Do vậy trong những năm gần đây fucoidan được các nhà khoa học trên thế
giới quan tâm đầu tư nghiên cứu ứng dụng trong phòng và hồ trợ chừa trị các chửng
bệnh nan y cũng như trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm. Do vậy, sán xuất
fucoidan dà phát triển rất mạnh ở nhiều nước như Nga, Trung Quốc, Nhật Bán, Hàn
Quốc... [17]
Nhưng năm gần đây các nhà khoa học Việt Nam đâ bắt đầu nghiên cửu về
fucoidan từ rong nâu. Viện Khoa học và Công nghệ Quốc gia đâ có chương trình
nghiên cứu khoa học trọng điềm quốc gia về lĩnh vực Hóa dược trong đó có chương
trình nghiên cứu về fucoidan và giao cho Viện Nghiên cứu và ú n g dụng Công nghệ
Nha Trang chủ trì việc nghiên cứu này. Năm 2010, Viện Khoa học và Công nghệ
Quốc gia Việt Nam dâ giao cho TS. Nguyễn Duy Nhứt triến khai thực hiện dề tài:
“Nghiên cừu qui trình công nghệ sán xuất nguyên liệu ho trợ điêu trị ung thư từ rong
nâu Việt Nam”. Sau đó Sờ Khoa học và Công nghệ tinh Khánh Hòa cũng giao TS.
Nguyền Duy Nhứt thực hiện đe tài: “Nghiên cứu qui trình sản xuất fucoidan khối
lượng phân từ tháp ứng dụng trong hỗ trợ điêu trị rỏi loạn chuyên hóa lipid máu”.
Được sự đồng ý của chú nhiệm đề tài và Trường Đại học Nha Trang, tôi thực hiện đề
tài: "Nghiên cứu xây dựng qui trình sản xuất fucoidan từ một so loài rong nâu phổ
biến tại Khánh H o à ” với mục đích nâng cao hiệu suất thu nhận fucoidan từ rong nâu
tại Khánh Hòa.


2
Mục tiêu nghiên cứu cua đề tài
Xác định được loài rong nâu cho hàm lượng fticoidan cao.

Xây dựng được qui trình phù hợp cho sản xuất fucoidan từ một số loài rong nâu
phô biến tại Khánh Hòa.
Nội dung cua luận văn:
ỉ) Đánh giá khá năng thu nhận fucoidan từ 3 loại rong nâu phô biên ớ Khánh Hòa
2) Xây dựng qui trình cải tiến thu nhận fucoidan từ rong nâu.
3) Sàn xuất thử và đánh giá hiệu quả thu fuco ida n.
V nghĩa khoa học của đề tài
Két quá nghiên cứu của đề tài là nguồn tài liệu mới bô sung dừ liệu phục vụ cho
nghiên cứu và giảng dạy về rong biển nói chung và rong nâu nói riêng.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu của đề tài là cơ sở đế thu nhận fucoidan từ rong nâu tại Khánh Hòa là
cơ sờ cho việc sản xuất thực phâm chức năng chứa tiicoidan, hồ trự chữa bệnh cho con người.


3

CHƯƠNG 1
TÓNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VÈ RONG NÂU
1.1.1. Dặc điếm sinh học
Rong nâu là một trong các loài rong biên sinh sống ờ biên là chủ yếu. Rong nâu
có nhiều loài, có độ đậm nhạt của màu nâu khác nhau do sự khác nhau về các thành
phần sắc tố trong cấu tạo. Cây rong tùy vào từng loại mà có độ dài khác nhau nhưng
đều là loài rong to, mọc thành bụi, có nhánh mang phiến có dạng lá, phiến có răng
mịn. Hầu như các loài rong nâu đều có phao, tuy nhiên số lượng và kích thước của các
phao khác nhau. Phao có dạng hình cầu hay trái xoan, dường kính của phao nhỏ
khoáng 0,5-0,8 mm, phao lớn khoảng 5-10 mm.

Hình 1.1. Hình ảnh rong nâu
Diều kiện sinh trưỏng và phát trien của rong nâu

Rong nâu lả loài mọc ở những vùng biển ấm nóng, trên nền đá vôi, san hô chết,
nơi sóng mạnh và nước trong, nhất là các ven đảo. Chúng mọc trên tất cả các loài vật
bám cứng, trên vách đá dốc cứng, trên các bãi đá tảng. Trcn các bờ dốc đứng, chúng
phân bố thành các đai hẹp ờ các mức thủy triều thấp đến sâu khoảng 0,5 m. Đa số
chúng thích mọc ờ nhừng nơi sóng mạnh, ớ các đao, bờ phía đông chúng mọc dày hơn
bờ phía tây. 0 các bãi đá hướng ra biền khơi chúng phát triển mạnh và sinh lượng
nhiều hơn. Chúng sinh trường mạnh vào các tháng 2 - 3 , đa số các loài cỏ kích thước
tối đa vào tháng 3 đến tháng 4 và hình thành cơ quan sinh sản, sau đó bị sóng biên
nhô, đánh tấp vào bờ và tàn lụi. Đen tháng 7 các bài rong đều trơ.


4
í. 1.2. Phân bố và trữ lượng rong nâu
Các loài rong nâu tìm thấy và trừ lượng ớ vùng biển một số địa phương miền
Trung Việt Nam cho thấy trên các bang sau:
Bảng 1.1. Các giống loài rong nâu tìm thấy và phân bố [3]
Địa phu o ng
STT

Loài rong

Q. Nam
Đà Năng

Bình
Dinh
•

Khánh
Hòa

Ninh
T huận

-

-

1

Sargassum mccỉurei

-

2

Sargassum gramini/oỉium

-

3

Sargassum phamhocmgii (một loài
rong mới tìm tháy ở VN)

4

Sargassum si1iquosum

-

5

Padina australis

-

6

Sargassum crass i f ol ịum

7

Sargassum patensvar. Vietnamese
Dai

8

Sargassum cpànhonense Dai

9

Sargassum polycystum

-

-

10

Sargassum kịellmanianum

-

-

11

Sargassum microcystum

12

Sargassum congkinhii

-

-

13

Tubinaria ornate

-

-

14

Padina tetrastromatica

-

-

-

-

-

-

-

Bảng 1.2. Diện tích rong nâu mọc tự nhicn ỏ' một số tỉnh |3|
Các địa danh

Diện tích

Mùa vụ

(m2)

Năng suất sinh
lượng (kg/m2)

Quảng Nam Đà Năng

190.000

2 -7

3-4-5

Binh Định

42.750

2,5

3-4-5

Khánh Hòa

2.000.000

5,5

3-4-5

Ninh Thuận

1.500.000

7

3-4-5

(tháng)

5
Hầu hết các loài rong nâu sinh trưởng và phát triên ở dạng sống bám, thích hợp
với điều kiện sinh thái môi trường có độ mặn cao, nước trong và có sóng. Vì vậy rong
nâu phân bố phổ biến ở các băi triều đáy cứng (đá tang, đá, san hô chết, các rạn
ngầm ...) ven biên và các đảo. Do đặc điếm của địa hình có nhiều núi ở ven biền hoặc
lấn ra sát biển, tạo thành nhiều mùi và bài triều đáy dá cứng và có nhiều rạn san hô
chết kéo dài, độ muối ồn định và cao quanh năm, các dòng sông ngắn và cỏ nhiều đảo,
nên vùng biên Đà Nằng (chân đèo Hải Vân, bán đảo Sơn Trà), Quảng Nam (Cù Lao
Chàm, Núi Thành), Quàng Ngãi (Bình Châu, đào Lý Sơn, Sa Huỳnh), Bình Định (Phù
Mỹ, Qui Nhơn), Phú Yên (vịnh Xuân Đài, Cù Mông), Khánh Hòa (vịnh Văn Phong,
Hòn Khói, vịnh Nha Trang, vịnh Cam Ranh), Ninh Thuận (huyện Ninh Hải, Ninh
Phước) có nhiều rong nâu. Vùng bờ biền từ Bình Thuận đến Bà Rịa - Vũng Tàu, ven
biến có nhiều bãi triều đáy cát, chi có một ít mùi bãi triều đáy đá ớ mũi Né, Long
Hương (Bình Thuận), Long Hái, Vùng Tàu (Bà Rịa - Vùng Tàu) nên không có nhiều
rong nâu.
Theo dõi bàng trên chúng ta thây rong nâu phân bố tại vùng biên Quang Nam
Dà Nằng không nhiều so với vùng biển Khánh Hòa và Ninh Thuận. Quáng Nam Dà
Nang tuy có nhiều triền đá dốc, bãi đá cội, bài san hô chết, nhưng có chiều ngang rất
hẹp nên diện tích phân bố rất nhỏ, trừ lượng không cao.
Vùng biên Khánh Hòa là vùng biển có diện tích rong mơ mọc cao nhất trong
các tỉnh điều tra, tồng diện tích có rong lên tới 2.000.000 m2, trừ lượng có thế khai
thác được hàng năm có thể ước tính hơn 11.000 tấn rong tươi. Khánh Hòa có nhiều
vùng rong như Hòn Chòng, Bài Tiên, bán đáo Cam Ranh, Hòn Tre và một số đảo khác.
Trong đó vùng biển Hòn Chòng và Bãi Tiên là hai vùng tiếp giáp nhau có các
điều kiện thuận lợi cho rong mọc với mật độ khá dày đặc, sinh lượng trung bình khá
cao lên tới 5,5 kg/m2. Vùng Hòn Chồng, Bâi Tiên là vùng rong lớn, dề khai thác nhất,
nỏ nằm ngay bên cạnh đường lộ và mọc tập trung gần bờ. Vì vậy việc khai thác rong
nâu ơ vùng biển này là rất kha quan.
Nói thêm về rong mơ Việt Nam, năm 1790 Loureiro là tác giả đầu tiên đề ý đến

một số loài rong mơ nhưng chi mô tá sơ lược, không hình vỗ trong thực vật chí Đông
Dương “Flora Cochinchinensis”. Năm 1837 cuộc thám hiểm bờ biên Việt Nam được
thực hiện trên tàu “La Bonite”, Gaudichaud đã thu được một loài Turbinaria và 4 loài
Sargassum, sau đó Busseuil thu them 4 loài nữa. Mãi đen năm 1954 Dawson đen làm


6
việc tại Viện Hải Dương Học Nha Trang có mô tả thêm 2 loài. Toàn bộ các mẫu vật đó
hiện nav đều không còn lưu giữ tại Việt Nam. Giáo sư Phạm Hoàng Hộ năm 1961
trong luận án đà mô tả 15 loài, đến năm 1967 mô ta được 41 loài. Ớ miền bắc, Nguyền
Hừu Dinh trong luận án năm 1972 mô tả được 22 loài, nếu so với rong miền nam đã bổ
sung được 9 loài cho hệ rong mơ Việt Nam. Năm 1992 Nguyền Hữu Đại trong luận án đã mô
tả 52 loài và trong “Rong mơ Việt Nam nguồn lợi và sử dụng" 1997 đã mô ta 68 loài.
1.1.3. Thành phần hóa học của rong nâu
Sắc tố
Sắc tố trong rong nâu là diệp lục tố (chlorophyl), sắc tố màu nâu (fucoxanthin),
sắc tố đò (carotcn). Tùy theo ti lộ các loại sắc tố mà rong có màu từ nâu

vàng nâu

nâu đậm - vàng lục, nhìn chung sắc tố của rong nâu khá bền.
Gluxỉt
- M onosaccharide
Monosaccharide quan trọng của rong nâu là dường mannitol được Stenhouds
phát hiện ra năm 1884 sau đó dược Kylin chứng minh thêm (1913). Monosaccharide
tan được trong alcol, dỗ tan trong nước có vị ngọt, hàm lượng từ 14 đến 25% trọng
lượng rong khô tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lý nơi sinh sống.
- Polysaccharide
Bao gồm các hợp chất sau đây:
o Alginic: là một polvsaccharide tập trung ơ giữa vách tế bào, là thành phần

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


7
o Laminaran: là tinh bột của rong nâu. Laminaran thường ở dạng bột không

màu, không mùi và có hai loại là loại hòa tan trong nước và loại không hòa tan trong
nước. Laminaran có hàm lượng từ 10 - 15% trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại
rong, vị trí địa lý và môi trường sinh sống cùa rong nâu. Thường thì vào mùa hè hàm
lượng laminaran giảm do phải tiêu hao cho quá trinh sinh trương và phát triến của cây rong.
o Ceỉlulose : là thành phần tạo nên vỏ cây rong. Hàm lượng này cùa rong nâu

nhiều hơn so với rong đỏ.
Protein
Protcin của rong nâu không cao lắm nhưng khá hoàn hao, do vậy rong nâu có
thể sử dụng làm thực phẩm, hàm lượng protcin của rong tại vùng biền Nha Trang từ
8,05 đến 21,11% so với trọng lượng rong khô.
C hất khoáng
Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong rong nâu thường lớn hơn nước biền.

Hàm lượng khoáng của loài rong nâu tại vùng biên Nha Trang dao động từ 15,51 đến
46,30% phụ thuộc vào mùa vụ và thời kỳ sinh trưởng.
Nguyên liệu rong sừ dụng trong nghiên cứu là ba loài rong nâu s.mccỉureì, 5.
poìycystum, S.oỉigocystum đã được thu mẫu tại Vịnh Nha Trang - tinh Khánh Hòa.
+ s.m ccỉurei: là loại rong nâu dài 1 - 2m, có khi dài đến 4 m hay hơn. Dĩa bám
rộng khoáng 1 cm, thường mọc licn kết 2 - 3 đĩa bám chung. Đĩa bám có xó thùy
nhưng không sâu. Trục chính hình trụ ngắn hơn 1 cm. Nhánh chính nhiều 3 - 5 , hình
trụ, không gai, to 1 , 5 - 2 mm, các nhánh bên mọc cách 3 - 7 cm, dài 20 cm. Lá hơi
dày và dai chắc, có hình bằu dục kéo dài, dài 1 - 3 cm, mép có răng cưa nhọn, đôi khi
lá dày lên, mép có hai hàng răng hay có mâm nhỏ khi chúng mọc nơi sóng mạnh. Gân
giừa không rõ, ô long rải rác, cuống lá ngắn. Phao nhiều, hình xoan hay hơi kéo dài, to
2 - 5 mm, thường năm trong một lá nhỏ hình dạng rất biến thiên. Khi rong còn non
hay ờ phần gốc, phao cỏ cánh bao quanh hỉnh dạng giống như lá. Ờ các nhánh thụ
cánh này nhỏ hơn hay có khi là mùi dài ở cuối phao.
Rong là cây khác gốc, cây đực và cây cái riêng. Đế cái hình ba cạnh, có gai mọc
thành chùm 2 - 3 klìông chia nhánh. Đe đực hình trụ có u, không gai. Ở các nhánh thụ
phao rất nhiều, trà trộn với các chùm đế. s.mcclurei thích nghi với các dạng vật bám
và điều kiện môi trường khác nhau. Chúng có thê mọc lên cao đến vùng triều thấp hay
xuống sâu đến 4 - 5 m tùy điều kiện môi trường và vật bám, nhưng thường bị giới hạn
bởi đai san hô và hoa đá mềm ờ độ sâu 2 - 4 m. ơ nơi sóng mạnh, lá dày, cứng, mép


8
có hai hàng răng cưa hay chót lá dày lên thành mâm nhỏ, ờ nơi sóng yếu lá mỏng, mép
không có bìa đôi [1].

Hình 1.2. Hình ảnh về rong 5. mcciurei
+ S.polycystum (Rong mơ nhiều phao)
Rong mọc thành bụi to có khi dài 2 m. Đĩa bám hình nón to cở 1 cm, có các rễ bò
phân nhánh, phát triên nhiêu. Trục chính hình trụ dài 0,5 - 1 cm, mang theo 3 - 5

nhánh chính hình trụ to 1 - 2 mm có nhiều gai nhỏ, đơn hay kép, đầu thường phù ra,
các nhánh bên mọc dày. Lá hình bầu dục dài 2 - 4 cm, nhánh và lá rất dày. Phao nhiều,
hình cầu to 2 mm, phao luôn luôn có cánh nhỏ, cánh này nhiều khi chi là một mùi nhỏ
ớ đầu hay nhiều gai nhỏ.

Hình 1.3. Hình ánh về rong S.poỉycystum
Đây là loài rong gặp phồ biến khắp nơi, thích nghi rộng ngoại trừ những nơi có
sóng mạnh, chúng có khả năng mọc gằn cứa sông. Chúng bao phù các vùng san hô
chết từ phía trên mực thủy triều cho đến nhiều mét sâu hơn. Các cá thê ớ vùng trên


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

Hình 1.4. Hình ảnh về rongS.oỉygocystum
1.2. CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH RONG BIÉN
1.2.1. Giói thiệu công nghệ sau thu hoạch rong bicn


10

Hình 1.5. Qui trình công nghệ sau thu hoạch rong biển ỏ' Việt Nam

Các bưóc tiến hành
❖

Phân loại: loại bò tạp chất, xác rong chết, vỏ nhuyễn thể, rong tạp...

Cằn ưu tiên sơ chế trước nlìừng lô rong âm nhiều tạp chất.
♦> Rửa lần một
Thực hiện tại nơi thu hái và cần làm khô ngay sau 6 giờ thu hoạch lên khỏi mặt
nước. Rong được rửa sơ bộ bằng nước biển, phơi trên các giàn phơi cách mặt đất 0,5
0,8 m. Độ dày của lớp rong nhỏ hơn 3cm, rong được trải đều, không vón cục, đào đều
trong quá trình phơi.
Yêu cầu rong phải đạt được sạch tạp chất, khô đều, cây rong dai, mềm mại.
❖

Rửa lần hai

Rong dược chơ về Viện nghiên cứu hay khu vực báo quan, rửa lại bàng nước ngọt


11
Lý do:
s Sau khi rửa bàng nước mặn và phơi khô sơ bộ, độ ẩm của rong còn cao,
khoảng 30%, có khi lên đến 40%. Rong vẫn hô hấp tế bào, sinh nhiệt phá hủy các chất
hừu cơ làm hỏng rong.
s Rong đưa về Viện nghiên cứu thường chưa được chế biến ngay mà cần báo
quàn, dự trừ trong kho một thời gian nào dó.
Ngâm rửa nước ngọt: rong được rửa nhiều lần ( 4 - 5 lần) trong thùng nước.
> Phơi khỏ
Rong cần phơi trên các nong trc hoặc các giàn phơi cách mặt đất 0,5 + 0,8 m,
độ dày lóp rong nhỏ hơn 3 cm, sau 2 -ỉ- 3 ngày rong khô. Dộ ầm đạt < 25%.

Hiệu suất sơ chế lẳn hai đạt 40 -ĩ- 60% rong sơ chế lần 1 (tùy thuộc vào từng loại
và độ nhiễm bấn của rong).
Tiêu chuẩn rong thành phẩm: rong khô

w < 25%, sạch bùn đất tạp chất, thân

cây cứng, dai, màu vàng, nâu, đen. Năm trong tay không thấy có độ âm của muối, hàm
lượng muối < 0,8%. Sau khi phơi cần đê rong trong mát đê cân bâng độ âm, sau đó
mới bảo quán [3].
1.2.2. Một số hiện tượng hư hỏng cua rong
Trạng thái cây rong bị thay đồi: rong mún. Rong mùn là do sơ ché nước ngọt
không đúng kì thuật, hàm lượng muối còn nhiều. Các loại vi sinh vật như
Ceììuìomonas, Aspegillus, Streptococcus, Psedomonas và Peniciỉium hoạt động mạnh
phân hùy cellulose và các chất keo rong [3].
Rong hao hụt trọng lượng do độ ấm cao.
Rong hư cục bộ: do trài rong xuống sàn nhà mà không tản nhiệt, xuất hiện sự tự
phát nhiệt làm nấm mốc phát triển.
1.2.3. Các biện pháp bảo quản rong khô
Rong phái thông thoáng, lưu thông không khí. Không khí trong kho có độ ầm <
80%. Ngày khô ráo phái mớ cừa kho để giảm độ ấm của kho.
Các kiện rong được để trên các giàn cách mặt dất \5 + 20 cm. Giừa các giàn có
lối di lại dể thường xuyên kiềm tra.
Phát hiện rong âm phải đưa đi chế biến ngay. Khi rong mốc phải loại bỏ phần
móc, rửa, sấy lại.


12
Các kiện rong phải được sẳp xếp theo chất lượng và thời gian sản xuất, rong
nhập kho trước phai đưa đi sàn xuất trước. Rong khô đúng tiêu chuẩn, bao quán đúng
chế độ thời gian tối đa là 1 năm [3].

1.3. FUCOIDAN
1.3.1. Khái niệm về fucoidan
Fucoidan lần đầu tiên được Kylin mô tả và đặt tên vào năm 1913. Sau dó tác giả
đã tách chiết được fucoidin vào năm 1915 từ loài rong nâu Laminaria digitata, cho
thay rằng methvl pentose cỏ mặt trong dung dịch thuỷ phân fucoidin [33]. Percival và
Ross vào năm 1950 đà xác định được trong dịch thuý phân fucoidin từ Fucus
vesiculosus, F.spiralis, Hìmanthaììa lorea, L.cìoustonỉ, ngoài fucosc còn có uronic
acid, galactose, xylose [22]. Hơn 40 năm sau Kylin, McNeely đổi tên íucoidin thành
íucoidan vào năm 1959. Năm 1948 Vasseur tìm thấy methyl pentose Sulfat cùng có
trong các loài động vật nhuyền thềdưới biển, mặc dù vậy cho mãi
không có nghiên cứu cấu trúc nào

đến năm 1987

cho dạng fucan Sulfat cùa dộng vật này. Theo

IUPAC định nghĩa: tên cùa polysaccharide là tên của dường don được thay ‘-ose’ bàng
‘-an’. Vậy fucan Sulfat là polymer cüa fucose Sulfat, và thường chi dùng cho
polysaccharide có fucose trong động vật, còn fucoidan dùng đô mô tả polysaccharide
Sulfat tách chiết từ rong nâu [50], trong đó fucose khoáng chừng 20-60% [41], 18,632,8% [40], và đó cùng là từ mà nhiều tác giả khác dùng đế chi sản phầm
polysacharide Sulfat tách từ rong
fucogalactan Sulfat,

nâu của mình bên cạnh các tên khác như

fucoglucuronomannan Sulfat,

xylofucoglucuronan

Sulfat,...

Howard C.Krivan có viết “fucan Sulfat, fucoidin, dextran Sulfat khối lượng thấp thì tác
dụng ức chế yếu ...”[26] có nghĩa fucoidan vả fucan Sulfat là hai họp chất khác nhau.
Vài tác gia đà dùng từ fucan Sulfat cho một dạng cùa fucoidan vì trong đó thành phần
đường gằn như chi có fucose.
Cấu trúc cùa fucoidan chiết từ Fucus vesicuỉosus được Percival và Ross mô ta

vào năm 1950, dó là fucan polysulfat, với liên kết 1—»2glycosit và Sulfat ở vị trí C-4,
cấu trúc này được khẳng định lại một lằn nữa bởi o Neill (1954), Côte (1959) và nó
tồn tại đến 40 năm sau [21]. Một số nghiên cứu gần dây cho các dạng khác của
fucoidan đà được công bố, nói chung các cấu trúc đó bao gồm mạch chính có L-fucose
liên kết ơ các vị trí l-»2, l-»3, l-»4, và nhóm Sulfat ớ các vị trí C-2, C-3, C-4. thay
đồi theo các loài khác nhau. Với các fucan Sulfat ơ động vật nhuyễn thổ, cấu trúc cũng


13
được tiếp tục nghiên círu vào năm 1987 (Mourao và Basto), 1994 (Ribeiro et al), 1997
(Alves et al), 1999, 2002 (Vilela-Silva et al). Đặc điểm phân biệt các cấu trúc của
fucoidan và fiican Sulfat từ động vật là fucan Sulfat có dạng mạch thắng được tạo thành
do nhừng dơn vị cấu trúc lặp di lặp lại, có thế dược xác dịnh chính xác bới phô cộng
hường từ hạt nhân, và quan hệ hoạt tính cấu trúc có thể dược thành lập. Pucoidan của
rong biền có thê là mạch nhánh, trong phân từ có thể có sự hiện diện cùa một số các
gốc đường khác nhau và có thể có các gốc acetyl cùng như Sulfat phân bô không theo
một qui luật nào [24]. Ket quà của phương pháp cộng hương từ hạt nhân cùng chi cho
biết một phần thông tin về cấu trúc cùa chúng mà thôi. V vậy, cho đến nay việc mô tả
hoàn chỉnh cấu trúc của fucoidan rong bien là việc vô cùng khó khăn.
Sau gằn 100 năm kể từ khi được Kyllin phát hiện ra (1913), cấu trúc cùa
íucoidan chỉ được mô tà trong từng trường hợp tách chiết riêng biệt của từng loài rong
khác nhau và chỉ là cấu trúc cho nhùng đoạn mạch rất ngắn, nhiều nghiên cứu khác
nhau đưa ra nhừng cấu trúc khác nhau trên cùng một loài rong.

1.3.2. Dặc điếm, cấu trúc và các tính chất của fucoidan
Fucoidan là một polysaccharide Sulfat được tách chiết từ rong nâu, có cấu tạo
gồm mạch chính có mặt ơ.-L-Fucose Sulfat, ngoài ra có thể có D-Galactose, DMannose, D-Xylose, L-Rhamnose, D-Glucose, D-Uronic axít và có thể có phân bố
ngầu nhiên của các gốc acetyl [42]. Fucoidan trong rong nâu chiếm hàm lượng rất lớn
khoang 4 - 8% trọng lượng khô.
c ấ u trúc đầu tiên của fucoidan
Năm 1937 Lunde, Fỉeen và Oy phát hiện dược fucoidin kết tua trong alcohol và
họ xác định được công thức phân tử của fucoidin là: (R .R 1.0.S02.0M )n.
Trong đó R là fucose, M có the là Na, K, Ca, Mg, RI không rõ là gì [21].
Dưới đây là một số ví dụ về cấu trúc cua fucoidan được phân lập từ rong biền:
a-L -fu cp -4 (S (V )

i
3

-> 2 )-a-L -fucp-( 1—»2)-a-L -fucp-( 1-> 2 )-a-L -fu cp -( 1-> 2 )-a-L -fu cp -( 1->2)

4
t
so/

4
t
so/

4
t
so/

4

t
SO/

Hình 1.6. Cấu trúc fucoidan từ Fucus vesicuỉosus mô tả vào năm 1950 |47|


14

S03‘
4

so3*
4
2

2
Fucp ’( 1-►4)- a-L-Fuçp-( 1

so34
2

so34
2

—>3)-cc-L-Fuc/>-( 1—>4)- a-L-Fucp-( l ->
4

r

so3Hinh 1.7. Câu truc tir Fucus anescens |43|

S 0 3‘

so3

i
2
2
—>4)-a-L-fucp-( 1—>3)-a-L-fucp-( 1—»
4
î
S 0 3'

so3-

so3*

i
i
2
3
->4)-a-L-fucp-(l1—>2)-4
f

so3*

Hinh 1.8. Câu truc fucoidan tir Fucus distichus L |42|

->3)-a-L-fucp(2Ri,4R2)-( 1->4)-a-L-fucp(2SO.O-( 1->

(a) (-50% ): R, = S 0 3\ R2 = H
(b) (-50% ): R, = H, R2 = a-L-lucp-( l->4)-a-L -fucp(2S03> ( l->3)a-L -fucp(2S03> ( 1->

Hinh 1.9. Câu truc fucoidan tù1Fucus serratus |411


15

Hình 1.10. Cấu trúc íucoidan từ Ascophyiỉum nodosum |44|
1.3.3. Công dụng sinh học của fucoỉdan
1.3.3.1. Một số tác dụng chữa bệnh của íucoidan
Từ rất lâu người dân vùng ven biên và vùng đảo đà biét sử dụng rong nâu làm
thuốc đc duy trì sinh lực, tăng cường sức khoe. Cùng chính vì thực tế có nhiều người
sống thọ trên 100 tuôi ờ vùng đáo Tonga (nam Thái Bình Dương) mà các nhà khoa
học đã tìm đến nghiên cứu và phát hiện ra fucoidan.

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