Đồ án tổng quát về fucoidan và tác dụng điều trị ung thư

LỜI CẢM ƠN
Được sự phân công của Khoa Công Nghệ Hóa Học và sự đồng ý của thầy giáo
hướng dẫn Mai Hùng Thanh Tùng, em đã thực hiện đề tài “ Tổng quan về Fucoidan
và tác dụng điều trị ung thư”.
Để hoàn thành đồ án này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận
tình hướng dẫn, giảng dạy gtrong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại Trường Đại học
Công nghiệp thực phẩm TP.HCM.
Xin chân thành cảm ơn thầy giáo hương dẫn Mai Hùng Thanh Tùng đã tận tình,
chu đáo hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn thiện nhất. Song
do kiến thức và kinh nghiệm hạn chế nên có nhiều sai sót khó tránh khỏi những thiếu
sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Em rất mong được sự góp ý của quý thầy
cô và các bạn để đồ án được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Sinh viên: Phan Thị Vân

MSSV: 2004150138

Nhận xét:
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….

Điểm đánh giá:
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….

Ngày .…tháng …năm 2017
(ký tên, ghi rõ họ và tên)


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Sinh viên: Phan Thị Vân

MSSV: 2004150138

Nhận xét:………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….

Điểm đánh giá:
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….

Ngày….tháng … năm 2017
(ký tên, ghi rõ họ và tên)


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN...........................................................ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.............................................................iii
DANH SÁCH HÌNH VẼ..............................................................................................vi
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ FUCOIDAN...............................................................1
1.1 Giới thiệu về Fucoidan.........................................................................................1
1.2 Thành phần của Fucoidan.....................................................................................1
1.3 Cấu trúc của Fucoidan..........................................................................................3
1.4 Tính chất hóa lý của Fucoidan..............................................................................3
1.5 Hoạt tính sinh học của Fucoidan..........................................................................4
1.5.1 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư....................................................................4
Hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn Fucoidan phân lập..............................5
1.5.2 Hoạt tính kháng đông tụ máu và kháng huyết khối........................................5
1.5.3 Hoạt tính chống virus.....................................................................................6
1.5.4 Hoạt tính kháng u và điều hòa miễn dịch.......................................................6
1.5.5 Hoạt tính chống oxy hóa................................................................................7
1.5.6 Giảm lipid máu...............................................................................................7
1.5.7 Chống viêm....................................................................................................8

1.5.8 Bảo vệ dạ dày.................................................................................................8
1.5.9 Chống lại bệnh về gan....................................................................................8
1.6 Một số loài tảo, rong có chứa chất Fucoidan........................................................8
1.7 Một số phương pháp tách, chiết Fucoidan..........................................................11
1.8 Một số nghiên cứu về Fucoidan..........................................................................16
1.8.1 Tình hình nghiên cứu fucoidan trên thế giới.................................................16
1.8.2. Tình hình nghiên cứu fucoidan ở Việt Nam.................................................19
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CỦA FUCOIDAN...........................................................22
2.1 Đối với điều trị ung thư......................................................................................22
2.1.1 Tác dụng điều trị ung thư của fucoidan...................................................22
Fucoidan có rất nhiều công dụng tốt với sức khỏe như sau:..................................22
2.1.2 Cơ chế đẩy lùi ung thư của Fucoidan...........................................................25
2.1.3 Một số sản phẩm của Fucoidan về điều trị ung thư......................................27
2.2 Một số ứng dụng khác của Fucoidan..................................................................28


2.2.1 Kích hoạt và tăng cường miễn dịch..............................................................28
2.2.2 Kháng khuẩn và kháng virus........................................................................29
2.2.3 Làm giảm cholesterol và phòng chống cao huyết áp....................................30
2.2.4 Chống đông máu..........................................................................................30
2.2.5 Kiểm soát đường huyết................................................................................31
2.2.6 Góp phần hỗ trợ điều trị viêm loét và các vấn đề dạ dày..............................31
2.2.7 Hỗ trợ điều trị bệnh đau khớp.......................................................................31
2.2.8 Tăng cường phục hồi vết thương và chống lão hóa da.................................31
2.2.9 Tăng cường chức năng gan...........................................................................32
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................34


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Fucoidan là một chuỗi phân tử cao polysaccharides.......................................1

Hình 1.2 Fucoidan là một hợp chất có trong rong nâu...................................................2
Hình 1.3 Cấu trúc của Fucoidan.....................................................................................3
Hình 1.4 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư....................................................................5
Hình 1.5 Tảo nâu Mozuku chứa hàm lượng Fucoidan cao nhất.....................................8
Hình 1.6 Mozuku Fucoidan...........................................................................................9
Hình 1.7 Wakame Fucoidan.........................................................................................10
Hình 1.8 Quy trình chiết và sấy phun..........................................................................14
Hình 1.9 Lọc Fucoidan và Alginate.............................................................................14
Hình 1.10 Kết tủa Fucoidan và Alginate......................................................................15
Hình 1.11 Tinh chế Fucoidan.......................................................................................15
Hình 1.12 Đánh giá chất lượng....................................................................................16
Hình 1.13 Các loại thực phẩm chức năng Fucoidan Việt Nam....................................16
Hình 1.14 Công dụng chống bệnh ung thư của Fucoidan Nhật Bản được phát hiện từ
năm 2003..................................................................................................................... 18
Hình 2.1 Kết quả nghiên cứu lâm sàng về tác dụng của Fucoidan gây chết rụng ở các
tế bào ung thư..............................................................................................................22
Hình 2.2 Fucoidan giúp cải thiện hoạt động của tế bào NK, qua đó tăng cường Hệ
miễn dịch cho cơ thể (Nguồn: NPO)............................................................................23
Hình 2.3 Hoạt động ức chế hình thành mạch máu mới chống di căn...........................23
Hình 2.4 Hình ảnh các tế bào đang chết rụng theo cơ chế Apoptisi............................24
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số fucoidan.......................................................2
Bảng 2.1 Xếp hạng Fucoidan được nhiều người dùng nhất tháng 10/2017..................24


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ FUCOIDAN
1.1 Giới thiệu về Fucoidan
Vào 1913, một loại polysaccharide được tìm thấy bởi Giáo sư Kylin của Đại học
Uppsala ở Thụy Điển là nguồn chất nhờn từ kombu (kombu là một loại tảo gọi theo
tên của Nhật bản) đây là một loại fucan. Ban đầu chất này có tên viết tắt là Fucodin. 40

năm sau, Fucoidin được đổi thành Fucoidan cho đúng với tên gọi của polysaccharide.
Do có hoạt tính sinh học cao, Fucoidan đã nhanh chóng được các nhà khoa học chú ý
quan tâm. Gần đây, chức năng sinh học đa dạng của Fucoidan đã được nghiên cứu
chuyên sâu hơn. Fucoidan có mặt trong thành tế bào của các loài rong nâu chủ yếu thuộc
bộ (Order) Laminariales và bộ Fucales của lớp (class) Phaeophycese [1].
1.2 Thành phần của Fucoidan
Fucoidan thực chất là một hợp chất phân tử gốc đa đường amion polysacarit
sulfate hóa có thành phần cấu trúc phân tử khá phức tạp và không đồng nhất phụ thuộc
vào nhiều yếu tố gồm vị trí nhóm sulfate, mô hình liên kết, sự phân nhánh và các gốc
đường trong polysacaride.
Nói một cách tổng quan thành phần hóa học của Fucoidan gồm có:
– 2 thành phần chính là fucose (35,8 – 55,8%) và glucose (khoảng 20,6%)
– Hàm lượng nhỏ các chất gồm mannose (2,5-19,2%), xylose (1,3 – 11,5%).
– Các thành phần gốc sulfate (20,40- 33,15%), axit uronic .

Hình 1.1 Fucoidan là một chuỗi phân tử cao polysaccharides
1


Hình 1.2 Fucoidan là một hợp chất có trong rong nâu
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số fucoidan [1]
Rong nâu
F. vesiculosus
F. evanescens
F. distichus
F. serratus L
Lessonia vadosa
Macrocytis pyrifera
Pelvetia wrightii
Undaria pinnatifida (Mekabu)

Ascophyllum nodosum
Himanthalia lorea và Bifurcaria bifurcate
Padina pavonia

Thành phần hóa học (tỉ lệ mol)
Fucose/sulfate (1/1,20)
Fucose/sulfate/acetate (1/1,23/0,36)
Fucose/sulfate/acetate (1/1,21/0,08)
Fucose/sulfate/acetate (1/1/0,1)
Fucose/sulfate (1/1,12)
Fucose/galactose (18/1)
Fucose/galactose (10/1)
Fucose/galactose (1/1,1
Fucose/xylose/GlcA (4,9/1/1,1)
Fucose/xylose/GlcA (2,2/1,0/2,2)
Fucose/xylose/mannose/glucose/galactose

Laminaria angustata
Ecklonia kurome

(1,5/1,5/1,2/1,2/1)
Fucose/galactose/sulfate (9/1/9)
Fucose/galactose/mannose/xylose

Sargassum stenophyllum

(1/0,67/0,03/0)
Fucose/galactose/mannose/xylose

Adenocytis utricularis

Hizikia fusiforme

(1/0,2/0,02/0,24)
Fucose/galactose/mannose (1/0,38/0,15)
Fucose/galactose/mannose/xylose/GlcA

Dictyota menstrualis

(1/0,72/0,72/0,2/0,25)
Fucose/xylose/uronic
acid/galactose/sulfate
2

(1/0,8/0,7/0,8/0,4)


và (1/0,3/0,4/1,5/1,3)
Fucose/xylose/galactose/sulfate

Spatoglossum schroederi

(1/0,5/2/2)
1.3 Cấu trúc của Fucoidan
Cấu trúc của Fucoidan giống với cấu trúc của chondroitin sulfate, có mạch
thẳng với đơn. Có cấu trúc (1 -> 6)-β-D-galactose hoặc (1 -> 2)-β-D-mannose, có phân
nhánh tại vị trí (1 ->3) hoặc (1 -> 4)-α-L-fucose, (1-> 4)-α-D-glucuronic acid, β-Dxylose đầu cuối và đôi khi (1 -> 4)-α-D-glucose. Các dạng cấu trúc điển hình với liên
kết (1 -> 3) của Fucoidan [1].

Hình 1.3 Cấu trúc của Fucoidan
1.4 Tính chất hóa lý của Fucoidan

Fucoidan có trọng lượng phân tử không lớn. Trọng lượng phân tử phụ thuộc vào
quá trình chiết tách do sự sử dụng các hóa chất khác nhau. Các tác nhân khác nhau sử
dụng trong quá trình chiết tách có thể gây nên hiệu ứng gãy mạch polysaccharide. Do
đó, từ một loài rong có thể thu được các phân đoạn với trọng lượng phân tử khác nhau.
Khi hạ độ axit của dịch chiết tới PH 2.0 để kết tủa Fucoidan từ Hizikia fusiformis,
ngoài phân đoạn có trọng lượng phân tử 105 kDa còn thu được phân đoạn có trọng
lượng phân tử 26 kDa. Phổ hồng ngoại của phân đoạn polysaccharide chiết tách khác
3


từ Fucus Vesiculous cho thấy hấp thu của nhóm sulfate được đặc trưng ở mọt số như
820 cm-1, 844 cm-1 (tại C-4 của fucose), 1225-1255 cm-1, 1425-1,1730 cm-1. Phổ 1H
NMR của fucan cho thấy dải có cường độ mạnh ở 1,4 ppm là do 6-deoxisugar proton
tao nen, tương ứng vơi sugar trung tính chính trong fucan-fucose. Fucoidan có cường
độ nhớt không cao lắm. Độ chớt không cao chính là do polysaccharide này chết từ các
loại rong nâu khác nhau thường có mạch không dài và trọng lượng phân tử không lớn.
Fucoidan có tính chất hóa học đặc biệt, tính chất lưu biến khi nhiệt độ thay đổi [1].
1.5 Hoạt tính sinh học của Fucoidan
Giống như Heparin sulphat, Fucoidan có hoạt tính sinh học rất cao, có nhiều
tính chất sinh học khác nhau như chống khối u, tăng cường miễn dịch chống kháng bổ
thể, chống oxy hóa, chống đông máu, chống tạo huyết khối, chống sự phát triển và
bám dính tế bào. Fucoidan có tác dụng bảo vệ tế bào chống nhiễm khuẩn. Đặc biệt là
hoạt tính chống ung thư. Fucoidan hạn chế sự phát triển của tế bào ung thư. Tính chất
kháng khuẩn, kháng virut của Fucoidan [1].
1.5.1 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư
Qua quá trình thử nghiệm của một số loại rong nâu chứa fucoidan như
S.polycystum (F-Sp), Turbinaria ornata (F-To), S.oligocystum (F-So), S.polycystum
(F-Sp) trên 5 các loại bệnh ung thư gồm ung thư vú, ung thư phổi, ung thư dạ dày, ruột
kết và ung thư gan.
Kết quả cho thấy các mẫu đều cho kết quả dương tính với ít nhất 2 dòng tế bào

ung thư kể trên. Điều này đã khẳng định về hoạt tính gây độc và tự hủy diệt tế bào ung
thư trong cấu trúc hóa học của Fucoidan.

4


Hình 1.4 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư
Hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn Fucoidan phân lập
Kết quả thử nghiệm gây độc cho 2 phân đoạn tế bào Fucoidan gồm S.swartzii và
S.mcclurei ở dòng tế bào ung thư ruột kết và ung thư vú cho thấy kết quả dương tính
với nhiều mức độ ức chế khác nhau.
Điều này cho thấy hoạt tính sinh học của Fucoidan sẽ phụ thuộc vào đặc trưng
cầu trúc và nguồn gốc của Fucoidan.
1.5.2 Hoạt tính kháng đông tụ máu và kháng huyết khối
Fucoidan có phổ hoạt tính sinh học rộng và đa dạng, nhưng hoạt tính chống
đông máu của chúng được nghiên cứu sớm nhất. Nishino và cộng sự, đã thử nghiệm
hoạt tính chống đông máu của fucoidan được phân lập từ các loài rong E. Kurome,
H.fusiforme, L.angustata var. longissima kết quả cho thấy chúng có hoạt tính kháng
đông tụ máu cao hơn so với Heparin [6]. Hàm lượng sulfate có ảnh hưởng lớn đến
hoạt tính kháng đông tụ máu của fucoidan từ một số loài rong (E.kurome, H.fusiforme,
vv…), hàm lượng sulfate càng cao thì hoạt tính kháng đông tụ càng lớn. Vị trí của các
nhóm sulfate trên các gốc đường cũng rất quan trọng với hoạt tính kháng đông tụ của
fucoidan. Theo các nghiên cứu fucoidan sulfate hóa ở vị trí C-2 hoặc C-2, C-3 thể
hiện hoạt tính kháng đông tụ, trong khi đó nhóm sulfate ở vị trí C-4 không thể hiện
hoạt tính này.
Trọng lượng phân tử fucoidan cũng có ảnh hưởng lên hoạt tính kháng đông tụ
máu của chúng. Fucoidan tự nhiên từ Lessonia vadosa (Phaeophyta) có khối lượng

5

phân tử (320.000 Da MW) cho thấy hoạt tính chống đông máu tốt hơn các fucoidan đề
polymer hóa có khối lượng phân tử (32.000 MW) [7,8].
Một số nghiên cứu khác cho thấy thành phần đường (fucose, galactose, v.v) của
fucoidan có ảnh hưởng đến hoạt tính chống đông máu. Thành phần axít uronic không
ảnh hưởng trực tiếp lên hoạt tính chống đông máu, nhưng nó gián tiếp làm tăng hoạt
tính chống đông máu của fucoidan thông qua việc làm cho chuỗi đường trở nên linh
động hơn [9].
Hoạt tính chống huyết khối của fucoidan cũng đã được thử nghiệm in vivo theo
mô hình ngẽn tĩnh mạch và động mạch ở động vật thí nghiệm. Sulfate galactofucan
được phân lập từ rong Spatoglossum schroederi không thể hiện hoạt tính chống đông
máu trên một số thử nghiệm in vitro. Tuy nhiên, nó lại thể hiện hoạt tính kháng huyết
khối mạnh khi thực hiện thí nghiệm in vivo, điều này có thể được giải thích do ảnh
hưởng của yếu tố thời gian đến hoạt tính kháng huyết khối của fucoidan [10].
Như vậy có thể thấy rằng fucoidan có tiềm năng rất lớn để sử dụng làm thuốc
chống đông máu, thuốc chống huyết khối hoặc thực phẩm chức năng và dược liệu mà
hầu như không có tác dụng phụ.
1.5.3 Hoạt tính chống virus
Trong những năm gần đây, các thử nghiệm về hoạt tính kháng virus của
fucoidan đã được thực hiện bằng cả “in vitro” và “in vivo” yếu tố gây độc tế bào thấp
của chúng so với các thuốc kháng virus khác đang được quan tâm xem xét sử dụng
trong y học lâm sàng. Fucoidan từ các loài rong Laminaria japonica, Adenocytis
utricularis, Undaria pinnatifida (Mekabu), Stoechospermum marginatum, Undaria
pinnatifida, Cystoseira indica và Undaria pinnatifida cho thấy hoạt tính kháng virus
HSV-1 và HSV-2 mà không gây độc cho tế bào Vero [11]. Hơn nữa, fucoidan còn cho
thấy hoạt tính ức chế chống lại sự tái tạo nhiều loại virus màng bao gây ra hội chứng
suy giảm miễn dịch của người và cytomegalovirus [12]. Hoạt tính antiprion và kìm
hãm sự khởi phát bệnh khi bị nhiễm trùng prion đường ruột của fucoidan đã được công
bố bởi Doh-ura và cộng sự [13].
1.5.4 Hoạt tính kháng u và điều hòa miễn dịch

Hoạt tính kháng u của nhiều polysacarit đã được công bố trong những năm gần
đây. Fucoidan từ rong Eisenia bicyclics và Laminaria japonica có tác dụng chống u
báng 180. Fucoidan được phát hiện có khả năng ức chế sự tăng sinh và gây chết tế bào
trong dòng tế bào u lympho HS-Sultan của người [14]. Fucoidan từ các loài rong L.
6


saccharina, L. digitata, F. serratus, F. distichus và F. vesiculosus có tác dụng khóa chặt
tế bào ung thư vú MDA-MB-231 ngăn kết dính với các tiểu cầu, tác dụng này có ý
nghĩa quan trọng trong quá trình di căn khối u.
Khả năng phục hồi các chức năng miễn dịch của fucoidan từ rong L. japonica
đã được thử nghiệm in vivo. Fucoidan giúp thúc đẩy sự phục hồi chức năng miễn dịch
trên các con chuột bị chiếu xạ. Fucoidan có thể làm tăng khả năng sản xuất
interleukin-1 (IL-1) và interferon-γ (IFN-γ) trong các thử nghiệm in vitro, tăng cường
các chức năng của tế bào lympho T, tế bào B, đại thực bào, tế bào giết tự nhiên (NK tế
bào) và thúc đẩy các kháng thể chính phản ứng lại với tế bào hồng cầu máu cừu
(SRBC) trong thí nghiệm in vivo [15]. Fucoidan trọng lượng phân tử cao được điều
chế từ Okinawa Mozuku (Cladosiphon okamuranus) thúc đẩy sự gia tăng tỷ lệ gây độc
tế bào T ở chuột [16]. Fucoidan từ rong F.vesiculosus có các tác dụng lên sự trưởng
thành và điều hòa miễn dịch trên các tế bào tua (DCs), đây là các tế bào có kháng
nguyên mạnh mẽ, thông qua con đường liên quan ít nhất đến yếu tố nhân tế bào
(Nuclear factor - κB (NF- κB)) [17].
1.5.5 Hoạt tính chống oxy hóa
Rất nhiều công bố cho thấy rằng fucoidan thể hiện hoạt tính chống oxy hóa
quan trọng trong các thí nghiệm in vitro. Nó là một chất chống oxy hóa tự nhiên tuyệt
vời để ngăn ngừa các bệnh gây ra bởi các gốc tự do. Tác dụng ức chế sự hình thành
các gốc tự do hydroxyl và gốc peoxit của fucoidan (homofucan) từ F.vesiculosus và
fucan (heterofucans) từ Padina gymnospora đã được nghiên cứu bởi Micheline và
cộng sự, kết quả cho thấy fucan có hoạt tính chống oxy hóa thấp so với fucoidan [18].
Hoạt tính chống oxy hóa liên quan đến trọng lượng phân tử và hàm lượng

sulfate của fucoidan. Các phân đoạn fucoidan từ L. japonica có khả năng làm mất gốc
peoxit và axít hypochlorous tuyệt vời [19]. Cả khối lượng phân tử và hàm lượng
sulfate của fucoidan đều đóng vai trò rất quan trọng trong việc tác động lên các gốc
azo 2-2'-Azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) gây ra quá trình oxy hóa
LDL [20].
1.5.6 Giảm lipid máu
Fucoidan là hợp chất có hoạt tính tương tự như axít sialic, nó có thể làm tăng
các điện tích âm của bề mặt tế bào đến mức có hiệu lực với sự tích tụ của cholesterol
trong máu, kết quả làm giảm lượng cholesterol trong huyết thanh. Các nghiên cứu cho
7


thấy fucoidan từ rong L. japonica giảm đáng kể cholesterol toàn phần, triglyceride và
LDL-C mà không có tác dụng phụ gây tổn hại cho gan và thận. Hoạt tính giảm lipid
máu của fucoidan phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của chúng, trọng lượng phân tử
càng thấp thì hoạt tính càng cao [21].
1.5.7 Chống viêm
Năm 2007, Cumashi và cộng sự đã nghiên cứu hoạt tính chống viêm của
fucoidan thu nhận được từ chín loài rong nâu. Kết quả cho thấy tất cả fucoidan của 9
loài rong đều có khả năng ức chế sự tăng số lượng bạch cầu trên mô hình chuột bị
viêm, hiệu quả chống viêm của fucoidan trong mô hình này không bị ảnh hưởng nhiều
bởi hàm lượng của gốc fucose và sulfate cũng như các đặc tính cấu trúc khác của bộ
khung mạch polysacaride của chúng [22].
1.5.8 Bảo vệ dạ dày
Fucoidan từ Cladosiphon okamuranus tokida là một chất an toàn với khả năng
bảo vệ dạ dày. Fucoidan như là một tác nhân chống viêm loét và ức chế kết dính với vi
khuẩn Helicobacter pyroli (một loại vi khuẩn gây viêm loét dạ dày) [23]. Fucoidan từ
rong Cladosiphon okamuranus có khả năng ức chế sự tăng trưởng của tế bào ung thư
dạ dày nhưng không cho thấy bất kỳ ảnh hưởng nào lên tế bào bình thường [24].
1.5.9 Chống lại bệnh về gan

Fucoidan ngăn chặn tổn thương gan gây ra bởi concanavalin A bằng việc gián
tiếp sinh ra interleukin (IL)-10 nội sinh và ức chế yếu tố tiền viêm (proinflammatory
cytokine) ở chuột [25]. Một số nghiên cứu thấy cho fucoidan có thể là một chất chống
xơ rất tốt năng nhờ sở hữu chức năng kép, cụ thể là: bảo vệ tế bào gan và ức chế sự
tăng sinh tế bào gan hình sao.
1.6 Một số loài tảo, rong có chứa chất Fucoidan
Fucoidan được tìm thấy trong tảo biển (tảo nâu) như mozuku, mekabu, kombu
và một số loại chất xơ hòa tan trong nước. Hợp chất “nhờn” của rong biển chính là
nguồn nguyên liệu dồi dào của Fucoidan. Nghiên cứu cho thấy tảo nâu mozuku chứa
hàm lượng Fucoidan cao nhất và hoạt tính mạnh nhất [2]
Gagome kombu ở Hokkaido có nhiều thành phần nhớt. Loại mozuku ở
Okinawa có lượng Fucoidan nhiều gấp 5 lần kombu. Tiếp theo là tảo Mekabu thuộc họ
Wakame.

8


Hình 1.5 Tảo nâu Mozuku chứa hàm lượng Fucoidan cao nhất
Mozuku (theo tiếng Nhật có nghĩa là kí sinh của rong biển ) thường sống kí
sinh (như dây leo) trên thân của các loại tảo khác, ví dụ điển hình là trên thân tảo nâu
Hondawara

(Sargasso).

Mặc

khác,

Mozuku

thuộc

nhóm

Magamatsumo

(Chordariaceae) được tìm thấy nhiều nhất ở các vùng biển lặng như biển Nhật Bản và
Thái Bình Dương, đặc biệt là khu vực Tohoku và quần đảo Okinawa.
Trong đó, để chiết xuất được 1 gram Fucoidan cần có 1 kg tảo mozuku.So với
các loại Fucoidan khác, Mozuku Fucoidan có khả năng gây ra quá trình tự hủy diệt của
tế bào (apoptosis) hiệu quả cao trên tế bào ung thư

Hình 1.6 Mozuku Fucoidan

9


Hai loại Mozuku còn có tên là Itomozuku và Okinawa Mozuku là có thể ăn
được. Trong đó, Okinawa Mozuku có nhiều dinh dưỡng hơn Itomozuku. Hơn nữa do
có kết cấu mềm mại nên Okinawa Mozuku được ưa chuộng nhất ở Nhật Bản.
Mặc dù có tên là Okinawa Mozuku nhưng thực chất loại tảo này cũng được tìm
thấy ở những vùng khác trong khắp nước Nhật ví dụ như Yaeyamo, Miyako, Amami
và những vùng biển ấm áp. Những năm gần đây, nhờ vào công nghệ nuôi trồng thủy
sản phát triển mạnh nên Okinawa Mozuku đã được nuội trồng nhiều. Dù vậy, Okinawa
cũng là nơi cung cấp khoảng hơn ½ sản lượng Mozuku cho toàn quốc.
Tảo Wakame – Mekabu (Undaria pinnatifida): Wakame hay Mekabu là phần xù
nằm ở gốc của các loại rong biển. Một trong những nét độc đáo của Fucoidan chiết
xuất từ Wakame đó là chứa hơn 34% của nhóm sulfate. Theo một số nghiên cứu của
Nhật Bản thì so với các chiết xuất Fucoidan khác, Fucoidan Wakame có hiệu quả hơn
trong việc ức chế hình thành mạch trong ung thư.

Hình 1.7 Wakame Fucoidan
Tảo Kombu (Laminaria japonica): đây loài đầu tiên được dùng để chiết xuất
nên fucoidan. Tuy nhiên, đây là tảo có chứa hàm lượng fucoidan tương đối thấp vì thế
không nhiều kinh tế để sản xuất hàng loạt nguyên liệu này.
Quần đảo okinawa là một trong các cửa khẩu xuất khẩu tảo kombu lớn ở nhật
bản vì vậy tảo này rất quen thuộc với ngư dân nơi đây. Tuy nhiên trong khi người dân
ở đảo lớn nhất nhật bản - Honshu dùng kombu để chế biến các loại món canh súp thì
người dân okinawa lại ăn trực tiếp tảo này chính vì vậy toàn bộ chất bổ dưỡng có trong
10


tảo kombu được hấp thụ trực tiếp vào cơ thể, đây cũng là lý do thị trường okinawa tiêu
thụ tảo kombu nhiều gấp 10 lần so với những vùng khác tại nhất bản.
1.7 Một số phương pháp tách, chiết Fucoidan.
Tùy theo mỗi quốc gia, từng loại rong biển khác nhau với hàm lượng hợp chất
Fucoidan khác nhau mà mỗi hãng dược áp dụng một phương pháp chiết xuất Fucoidan
khác nhau với một quy trình chiết xuất Fucoidan riêng. Tuy nhiên, dù phương pháp và
quy trình như thế nào thì tất cả có thể tóm tắt thành các giai đoạn:
1. Thu hoạch và xử lý nguyên liệu.
2. Bảo quản nguyên liệu.
3. Đánh giá chất lượng nguyên liệu.
4. Sản xuất Fucoidan, Alginate.
5. Đánh giá chất lượng sản phẩm và tính chất dược lý của các sản phẩm.
Một số quy trình khác nhau đã được sử dụng để chiết fucoidan. Mối bận tâm
chính trong quy trình tách chúng là nhiễu gây bởi các polysacarit khác như laminaran
và alginat. Những thử nghiệm chiết đầu tiên được tiến hành với dung môi là nước.
Năm 1950, fucoidan từ rong Fucus vesiculosus và Fucus spiralis đã được
Percival và Ross chiết tách bằng nước sôi trong 24 giờ, sau đó loại bỏ alginate và
protein bằng Pb-acetate, tiếp theo fucoidan được kết tủa dưới dạng phức hydroxide khi

cho phản ứng với Ba(OH)2. Phức thu được, đem thủy phân trong dung dịch H 2SO4
loãng, fucoidan được tách ra và làm sạch bằng màng thẩm tách [26].
Năm 1952, Black đã khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, thời gian chiết và tỷ
lệ dung dịch chiết với rong nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi fucoidan. Kết quả cho
thấy điều kiện tối ưu để chiết fucoidan bao gồm khuấy huyền phù rong với dung dịch
HCl ở pH: 2,0-2,5 (tỷ lệ 1:10) tại 70 oC trong 1h. Bằng cách xử lý này chỉ 1 lần chiết có
thể phân lập được cỡ 50% fucoidan trong khi 3 lần chiết có thể tách ra được hơn 80%
fucoidan. Fucoidan còn có thể được chiết bằng đun nóng một phần rong khô với 10
phần H2O tại 1000C trong 3-7,5h, bằng cách này có thể thu được 55-60% fucoidan.
Khi tăng tỉ lệ H2O : rong, thời gian chiết hoặc số lần chiết có thể tăng được hiệu suất
chiết. Theo tác giả chiết nước đôi khi không thích hợp do khó tách cặn rong khỏi dung
dịch nước. Fucoidan thô được tách khỏi dịch chiết axít bằng trung hòa và cho bay hơi
đến khô, hòa tan lại trong nước và kết tủa thu các phân đoạn fucoidan với cồn ở nồng
độ 30% và 60% (v/v). Phân đoạn 60%, fucoidan thô có chứa 30-36% fucose. Có thể
11


tách được fucoidan với hàm lượng fucose lớn hơn 40% từ sản phẩm thô bằng cách xử
lý rong nguyên liệu với formaldehyde [27].
Những nỗ lực đầu tiên nhằm đưa ra một phương pháp chiết fucoidan có hệ
thống đã được thực hiện bởi Mian và Percival [28]. Họ đã tiến hành chiết tuần tự, đầu
tiên là xử lý rong nguyên liệu với formaldehyde, tiếp theo xử lý với cồn ở nồng độ
80% để loại bỏ mannitol, các hợp chất màu và các sản phẩm khối lượng phân tử thấp,
sau đó rong được chiết bằng cách khuấy trộn với dung dịch CaCl 2 2% (ở nhiệt độ
phòng và 70oC) để phân lập laminaran và fucoidan (alginate được cố định dưới dạng
muối Ca-alginat không tan). Fucoidan được chiết tiếp với dung dịch HCl loãng (pH:
2). Sau cùng bã rong được chiết với 3% Na 2CO3 để thu lại alginate dưới dạng muối tan
Na-alginat. Hai dung môi bổ sung cuối cùng nhằm chiết ra thêm các phân đoạn
fucoidan. Quy trình chiết tuần tự phức tạp này hầu như không được sử dụng về sau,
nhưng đã trở thành cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

Các tác giả Zvyagintseva và Duarte đã sử dụng các phương pháp chiết fucoidan
đơn giản nhưng lại áp dụng các bước làm sạch phức tạp tốn nhiều công sức.
Fucoidan từ rong Adenocystis utricularis đã được phân lập bởi Ponce và cộng
sự [96] như sau: đầu tiên rong được xử lý với cồn 80%. Sau đó để thu nhận fucoidan,
rong được chiết riêng biệt với ba dung môi khác nhau thường được sử dụng để thu
nhận fucoidan là nước cất, dung dịch CaCl 2 2% và dung dịch HCl loãng (pH: 2). Trong
cả 3 trường hợp việc chiết được thực hiện ở nhiệt độ phòng và sau đó ở 70oC. Hiệu
suất chiết và đặc tính của các sản phẩm thu được trong ba trường hợp là tương tự nhau
với chỉ một số ít khác biệt. Các dung dịch chiết ở nhiệt độ phòng cho ra sản phẩm
fucoidan giàu L-fucose, D-galactose và ester sulfate được gọi đặt tên là
“galactofucan”, thể hiện đặc tính ức chế chống lại herpes simplex virus 1 và 2 nhưng
không gây độc tế bào. Sản phẩm khác là thành phần chính của dịch chiết thu được ở
70oC, bao gồm chủ yếu là fucose cùng với các monosacaride khác (phần lớn là Man,
nhưng đồng thời có cả Glc, Xyl, Rha, Gal), một lượng đáng kể auronic acid và lượng
nhỏ sulfate ester, được gọi chung là “uronofucoidan”, không thể hiện hoạt tính kháng
virus, nhưng lại thể hiện hoạt tính gây độc tế bào.
Như vậy có thể thấy phương pháp chiết có ảnh hưởng rất lớn đến thành phần,
cấu trúc cũng như hoạt tính sinh học của fucoidan. Hiện nay vẫn chưa có phương pháp
chuẩn áp dụng để chiết tách fucoidan từ các loài rong khác nhau. Hầu hết các phương
pháp chiết fucoidan hiện nay đều hướng đến mục tiêu bảo toàn cấu trúc tự nhiên vốn
12


có của fucoidan, đồng thời hạn chế tối đa sự nhiễm tạp của các thành phần không
mong muốn.
Ví dụ về sản xuất Fucoidan tại Việt Nam:
Sự nỗ lực không ngừng của các cán bộ nghiên cứu dựa trên thiết bị công nghệ
cao màng siêu lọc Nano đã thu hoạch được kết quả xuất sắc, mở ra tiềm năng phát
triển cho ngành y học trong nước với tiềm năng khai thác có hiệu quả nguồn rong nâu
có sẵn tại vùng biển trong nước mà cụ thể là từ vùng biển Quảng Nam – Đà Nẵng đến

tình Bình Thuận, trong đó tập trung chủ yếu là ở Vịnh biển Nha trang, Khánh Hòa.
Giai đoạn 2 từ năm 2009 – 2010, công trình nghiên cứu về qui trình chiết xuất
Fucoidan ở Việt Nam được tiếp tục thực hiện hoàn thiện trong vai trò là một công
trình Khoa học Công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước. Sự thành công nằm trong kỳ
vọng của người tiêu dùng là kết quả của sự ra đời các sản phẩm Fucoidan Việt Nam cố
công dụng tăng cường sức khoẻ, nâng cao hệ miễn dịch, kháng virus, ngăn ngừa sự
hình thành khối u; bảo vệ niêm mạc dạ dày, tá tràng; Đồng thời hỗ trợ điều trị một số
bệnh ung thư, tim mạch, huyết áp, đường huyết,…
Bước 1: Thu hoạch và xử lý nguyên liệu rong nâu
– Các loại rong nâu có hàm lượng Fucoidan cao tại Việt Nam được sử dụng để sản
xuất sản phẩm Fucoidan là S. polycystum, S. denticarpum, S. oligocystum, S.
swartzii, S. mcclurei, S. binderi, S. microcystum, S. assimile , S. feldmannii và
Turbinaria ornate.
– Rong biển sau khi thu hoạch sẽ tiến hành loại bỏ tạp chất, rong chết, rong tạp, vỏ
nhuyễn thể,…Sau đó rửa lại một lần với nước biển, phơi khô ở nơi thoáng sạch, cách
cao so với mặt đất. Sau khi khô, rong nâu sẽ được vận chuyển về khu vực chế biến và
rửa sạch lại lần nữa với nước ngọt, sơ chế và bảo quản.
Bước 2: Chiết và sấy phun
Rong nâu được chiết bằng dung dịch axit clohydric 0,1M và sấy phun ở nhiệt độ 60
trong khoảng 6-8 giờ.

13


Hình 1.8 Quy trình chiết và sấy phun
Bước 3: Sản xuất fucoidan, alginate: lọc, kết tủa và tinh chế
Dịch chiết Fucoidan, Alginate sau đó được cô đặc bằng siêu lọc, trung hòa và làm khô
bằng đông cô lạnh. Sau đó, Fucoidan sẽ được phân lập bằng sắc ký kị nước và sắc ký
trao đổi ion.

Hình 1.9 Lọc Fucoidan và Alginate

14


Hình 1.10 Kết tủa Fucoidan và Alginate

Hình 1.11 Tinh chế Fucoidan
Bước 4: Đánh giá chất lượng và đóng gói, cho ra thành phẩm
Fucoidan sau khi được chiết tách và tinh chế sẽ được kiểm tra đánh giá về độ tinh
khiết, chất lượng và hiệu quả. Khi đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn phù hợp sẽ được đưa
vào quy trình đóng gói thành phẩm dưới dạng viên nang không chứa các thành phần
sản phẩm phụ và động vật.

15


Hình 1.12 Đánh giá chất lượng
Sản phẩm Fucoidan Việt Nam có 3 loại: Fucoidan FucoAnTiK, Fucoidan Fucogastro
và Fucoidan FucoUMI.

Hình 1.13 Các loại thực phẩm chức năng Fucoidan Việt Nam
1.8 Một số nghiên cứu về Fucoidan
Từ năm 1913, chất Fucoidan đã được tìm thấy và liên tục được nghiên cứu. Đến
năm 2003, kết quả nghiên cứu tác dụng của Fucoidan được Hiệp hội Công nghệ Sinh
học Nhật Bản báo cáo rộng rãi.
1.8.1 Tình hình nghiên cứu fucoidan trên thế giới.
Qua tham khảo các tài liệu đã công bố về nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh
học của fucoidan trên thế giới, chúng tôi nhận thấy fucoidan từ rong nâu là một
polymer sinh học có cấu trúc rất phức tạp bởi tính đa dạng và sự không đồng nhất về

thành phần đường cũng như vị trí nhóm sulfate trên các gốc đường. Vì vậy, dù đã có
rất nhiều công trình công bố về cấu trúc của fucoidan, nhưng chỉ có một số công bố
đưa ra được cấu trúc một cách rõ ràng mà phần lớn chỉ đưa ra cấu trúc của một phân
đoạn có độ lặp lại cao của chúng. Cho đến nay những công bố về cấu trúc của
fucoidan một cách rõ ràng nhất là fucoidan được phân lập từ các loài rong nâu sinh
16


trưởng ở vùng ôn đới như Fucus evnescens C.Ag , Fucus vesiculosus, Fucus distichus,
Ascophyllum nodosum,… trong thành phần đường của fucoidan từ những loài rong
này hầu như chỉ có 01 gốc đường là fucose và một lượng rất nhỏ các gốc đường
pyranose khác. Trong khi đó các công trình nghiên cứu về cấu trúc fucoidan từ các loài
rong nâu sinh trưởng ở vùng nhiệt đới không nhiều và phần lớn chỉ dừng lại ở việc đưa
ra thành phần hóa học và vị trí của nhóm sulfate trên các gốc đường, thành phần hóa
học của chúng tương đối phức tạp ngoài fucose và sulfate, còn có các gốc đường khác
như galactose, xylose, mannose, rhamnose, glucose,… và cả gốc acetyl [5]
Trong số các công bố về cấu trúc của fucoidan, đáng lưu ý nhất là nhóm nghiên
cứu do Giáo sư Usov đứng đầu thuộc Viện Hóa Hữu cơ, Viện Hàn lâm Khoa học Nga
đi tiên phong trong việc sử dụng các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân một
chiều (1-D) và hai chiều (2-D) để nghiên cứu cấu trúc của fucoidan. Kết quả đã có 04
loại cấu trúc của fucoidan từ các loài rong nâu Laminaria saccharina, Fucus evanescen,
Fucus serratus, Fucus distichus L. của Nga được công bố gần đây, với việc áp dụng
các phương pháp phân tích khối phổ hiện đại MALDI-TOF/MS/MS và ESI-MS/MS để
phân tích cấu trúc của các polysacarit nói chung và fucoidan nói riêng đã tạo ra một
bước đột phá mới trong phân tích cấu trúc phức tạp của polysacarit rong biển. Một
trong những điểm mạnh của phương pháp này là khả năng phân tích nhanh và chính
xác vị trí của nhóm sulfate cũng như trật tự giữa các gốc đường trong phân tử
fucoidan. Việc áp dụng thành công phương pháp này nhóm nghiên cứu của Anastyuk ở
Viện Hóa sinh Hữu cơ Thái Bình Dương, Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Chi nhánh
Viễn Đông, Liên Bang Nga đã công bố lại cấu trúc fucoidan từ loài rong Fucus

evanescens [29] và thêm 03 loại cấu trúc fucoidan mới từ các loài rong Costaria costata,
Laminaria cichorioides và Coccophora langsdorfii đã được công bố [32,33,34].
Do sự đa dạng về cấu trúc và hoạt tính sinh học với khả năng ứng dụng rất lớn
trong lĩnh vực công nghiệp dược liệu. Nên mặc dù đã được bắt đầu nghiên cứu từ hơn
100 năm trước, hiện nay fucoidan vẫn luôn thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của
nhiều nhà khoa học trên thế giới nhằm tìm kiếm các loại thuốc mới. Cho đến nay, phần
lớn các công bố về hoạt tính sinh học của fucoidan được thực hiện trên các sản phẩm
fucoidan thương mại hoặc chiết thô nên mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính sinh
học của fucoidan thực tế vẫn chưa được nghiên cứu một cách rõ ràng. Vì vậy, để có thể
sử dụng fucoidan làm thuốc thì yếu tố tiên quyết và quan trọng nhất là phải xác định
được cấu trúc chi tiết của chúng.
17


Nghiên cứu 1: Fucoidan kéo dài sự sống cho bệnh nhân K dạ dày: [35]
Nghiên cứu của giáo sư Ikeguchi và cộng sự, thực hiện tại bệnh viện trung tâm
tỉnh Tottori, Nhật Bản, năm 2015 trên 24 bệnh nhân ung thư dạ dày đang điều trị hóa
chất.
Kết quả: Trong nhóm 12 bệnh nhân hóa trị kết hợp Fucoidan có thời gian sống dài hơn
hẳn 12 bệnh nhân chỉ sử dụng hóa trị.

Nghiên cứu 2: Fucoidan ức chế mạnh quá trình tạo mạch, chặn nguồn dinh dưỡng
nuôi khối u. [36]
Nghiên cứu trên chuột của tiến sĩ Hsien-Yeh Hsu và cộng sự tiến hành tại bệnh
viện đại học quốc gia Đài Loan, năm 2014 trên các dòng tế bào ung thư phổi người.
Kết quả: Fucoidan làm giảm rõ rệt cả trọng lượng và kích thước khối u

18

1.8.2. Tình hình nghiên cứu fucoidan ở Việt Nam
Ở trong nước, fucoidan mới chỉ được biết đến và nghiên cứu trong khoảng hơn
10 năm trở lại đây bởi các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công
nghệ Nha Trang, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Năm 2006, lần đầu
tiên tại Việt Nam, Phân viện Khoa học Vật liệu tại Nha Trang (nay là Viện Nghiên cứu
và Ứng dụng công nghệ Nha Trang) đã đưa ra quy trình công nghệ chiết xuất và phân
lập fucoidan từ rong nâu Việt Nam. Đây là một quy trình công nghệ cao, sử dụng
màng siêu lọc cho phép đồng thời cô đặc và loại bỏ tạp chất khỏi dung dịch fucoidan
tại nhiệt độ phòng, nhờ vậy giữ nguyên được hoạt tính sinh học tự nhiên vốn có của
chúng [3].
Nước ta với nguồn tài nguyên rong nâu vô cùng đa dạng và phong phú, riêng
chi Sargassum đã phát hiện được trên 60 loài với sản lượng ước tính tới 10.000 tấn
19