NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA FUCOIDAN TỪ MỘT SỐ LOÀI RONG NÂU VIỆT NAM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

BÙI VĂN NGUYÊN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA FUCOIDAN TỪ MỘT SỐ LOÀI RONG NÂU
VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

HÀ NỘI – 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

BÙI VĂN NGUYÊN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC CỦA FUCOIDAN TỪ MỘT SỐ LOÀI RONG NÂU

VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC
Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên
Mã số: 9440117

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Bùi Minh Lý
2. PGS.TS. Nguyễn Quyết Chiến

Hà Nội – 2018


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS. Bùi Minh Lý và PGS.TS. Nguyễn Quyết Chiến, có tham khảo
thêm các tài liệu đáng tin cậy, có nguồn gốc rõ ràng. Các số liệu, kết quả trong luận
án là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận án này.

Tác giả luận án

Bùi Văn Nguyên


ii
LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS. TS.
Bùi Minh Lý và PGS.TS. Nguyễn Quyết Chiến, những người thầy bằng cả tâm
huyết của mình đã hướng dẫn tôi về khoa học, gợi mở cho tôi các ý tưởng nghiên
cứu và chia sẻ nhiều vấn đề của cuộc sống trong suốt thời gian tôi làm luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới GS. TS. Phạm Quốc Long - Viện trưởng Viện Hóa
học các Hợp chất thiên nhiên, cùng ban lãnh đạo Viện, bộ phận đào tạo của Viện đã
tạo điều kiện rất nhiều cho tôi hoàn thành luận án của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô, các anh chị phụ trách của Học Viện
Khoa học Công nghệ, đã tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành luận án của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới UBND tỉnh Khánh Hòa, ban giám hiệu trường
Đại học Khánh Hòa, Khoa KHTN và Công nghệ, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để
tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo viện, các nhà khoa học, anh chị em và bạn
bè đang công tác tại Viện Nghiên cứu Ứng dụng và Công nghệ Nha Trang, Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi
làm thực nghiệm và luôn động viên giúp đỡ để tôi hoàn thành đề tài luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu
PGS.TS. Trần Thị Thanh Vân, PGS.TS. Thành Thị Thu Thủy, GS.TSKH.
Anatolii I. Usov và PGS.TS. Yoshiaki Yuguchi đã tạo điều kiện giúp đỡ và hướng
dẫn tôi trong quá trình hoàn thành công trình nghiên cứu này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các đề tài hợp tác quốc tế với Liên Bang Nga mã
số VAST.HTQT.Nga.02.15-16 và VAST.HTQT.Nga.06.13-14, với Nhật Bản mã
số VAST.HTQT.NHATBAN.02.13-15 đã tài trợ kinh phí giúp hoàn thành luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Lê Như Hậu, Viện Nghiên cứu Ứng dụng và
Công nghệ Nha Trang đã giúp đở tôi trong quá trình thu thập mẫu rong nâu và
giám định tên khoa học.
Tôi xin gửi lời tri ân của mình tới gia đình, bạn bè, những người thân luôn
động viên tôi hoàn thành công trình nghiên cứu khoa học này.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả

Bùi Văn Nguyên


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ii
MỤC LỤC.............................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .......................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .............................................................................. xi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chương 1. TỔNG QUAN ...................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về rong nâu ............................................................................ 4
1.1.1.

Giới thiệu về rong biển ................................................................... 4

1.1.2.

Giới thiệu về Rong Nâu .................................................................. 7

1.1.2.1. Phân loại và phân bố rong nâu trên thế giới ................................. 7
1.1.2.2. Phân loại và phân bố rong nâu ở Việt Nam ..................................... 9
1.1.3. Thành phần hóa học của rong Nâu ................................................... 14
1.1.3.1. Polysaccharide .............................................................................. 14
1.1.3.2. Hợp chất phenolic ......................................................................... 19
1.1.3.3. Hợp chất carotenoid...................................................................... 21
1.1.3.4. Hợp chất Terpenoid ...................................................................... 22
1.1.3.5. Các hợp chát khác ......................................................................... 25

1.2. Tổng quan về Sulfated polysaccharide (Fucoidan) ................................. 26
1.2.1. Giới thiệu chung về Fucoidan ............................................................ 26
1.2.2. Thành phần hóa học của fucoidan trong một số loài rong nâu ........ 26
1.2.3. Cấu trúc hóa học của fucoidan .......................................................... 28
1.2.4. Tính chất hóa lý của fucoidan ........................................................... 29
1.2.5. Hoạt tính sinh học và ứng dụng của fucoidan .................................. 30
1.2.5.1. Hoạt tính chống đông tụ máu và chống huyết khối ........................ 30
1.2.5.2. Hoạt tính chống virus .................................................................... 32
1.2.5.3. Hoạt tính kháng u và điều hòa miễn dịch....................................... 33
1.2.5.4. Hoạt tính chống oxy hóa................................................................ 35
1.2.5.5. Giảm lipid máu ............................................................................. 36


iv

1.2.5.6.

Kháng viêm ................................................................................ 36

1.2.5.7. Chống lại các bệnh về gan .......................................................... 37
1.2.5.8. Hoạt tính kháng khuẩn ................................................................ 37
1.2.5.9. Tác dụng giảm lượng đường huyết trong máu. ............................ 37
1.2.5.10. Các ứng dụng của fucoidan......................................................... 38
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam liên quan đến nội
dung nghiên cứu của luận án .......................................................................... 39
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................... 39
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ..................................................... 44
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 49
2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 49
2.2. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 50

2.2.1. Phương pháp chiết tách và phân đoạn fucoidan............................... 51
2.2.1.1. Phương pháp tách chiết fucoidan .................................................. 51
2.2.1.2. Phương pháp phân đoạn fucoidan ................................................. 51
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc của fucoidan .............................. 51
2.2.2.1. Phương pháp phân tích liên kết bằng methyl hóa .......................... 51
2.2.2.2. Phương pháp sắc ký thẩm thấu gel (GPC) ..................................... 53
2.2.2.3. Phương pháp phổ IR ..................................................................... 53
2.2.2.4. Phương pháp phổ NMR ................................................................. 54
2.2.2.5. Phương pháp phổ MS .................................................................... 59
2.2.2.6. Phương pháp tán xạ tia X góc nhỏ (SAXS) .................................... 64
2.2.3. Phương pháp thử hoạt tính sinh học ................................................. 66
2.2.3.1. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào in vitro............ 66
2.2.3.2. Phương pháp đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của khối tế
bào ung thư trên thạch mềm....................................................................... 68
2.2.3.3. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính chống đông tụ máu ................. 68
Chương 3. THỰC NGHIỆM ............................................................................... 70
3.1. Thu thập và xử lý rong ............................................................................. 70
3.2. Chiết tách và phân lập fucoidan từ rong nâu .......................................... 71
3.3. Xác định thành phần và cấu trúc của fucoidan ....................................... 77


v
3.3.1. Xác định hàm lượng tổng carbohydrate ........................................... 77
3.3.2. Xác định thành phần monosaccharide .............................................. 77
3.3.3. Xác định hàm lượng sulfate ............................................................... 78
3.3.4. Phương pháp khử sulfate ................................................................... 78
3.3.5. Xác định hàm lượng axít uronic ........................................................ 78
3.3.6. Phân tích liên kết bằng methyl hóa ................................................... 79
3.3.7. Thủy phân tạo oligosaccharide .......................................................... 79
3.3.8. Sắc ký thẩm thấu gel (GPC) .............................................................. 79

3.3.9. Phổ IR ................................................................................................. 80
3.3.10. Phổ NMR .......................................................................................... 80
3.3.11. Phổ ESI-MS/MS ............................................................................... 80
3.3.12. Phương pháp tán xạ tia X góc nhỏ (SAXS) ..................................... 80
3.4. Đánh giá hoạt tính sinh học ...................................................................... 81
3.4.1. Hoạt tính gây độc tế bào .................................................................... 81
3.4.2. Thử nghiệm hoạt tính ức chế hình thành khối u ba chiều trên thạch
mềm .............................................................................................................. 82
3.4.3. Thử nghiệm hoạt tính chống đông tụ máu ........................................ 83
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 85
4.1. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp chiết tách fucoidan.......................... 85
4.2. Hàm lượng fucoidan và một số polysaccharide tan trong nước của 06
loài rong nâu sinh trưởng ở biển Nha Trang, thành phần hóa học của các
fucoidan thu được. ........................................................................................... 86
4.3. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của các fucoidan từ hai loài rong nâu S.

binderi và S. duplicatum ................................................................................ 90
4.3.1. Nội dung và kết quả nghiên cứu loài Sargassum binderi ................. 90
4.3.2. Nội dung và kết quả nghiên cứu loài Sargassum duplicatum .......... 92
4.4. Nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính sinh học của fucoidan phân lập từ rong
nâu Sargassum aquifolium .............................................................................. 96
4.4.1. Chiết xuất và làm sạch fucoidan........................................................ 96
4.4.2. Xác định cấu trúc của fucoidan ...................................................... 100
4.4.2.1. Tách loại các nhóm sulfat (Desulfation) ...................................... 100


vi
4.4.2.2. Phổ NMR của FSA và các phân đoạn sắc ký anion của FSA ....... 101
4.4.2.3. Phân tích liên kết bằng methyl hóa (Methylation analysis) .......... 104
4.4.2.4. Tách 1,0M-deS trên cột sắc ký trao đổi anion.............................. 106

4.4.2.5. Các đặc điểm cấu trúc của deS-2 và deS-3 .................................. 107
4.4.2.6. Các đặc điểm cấu trúc của deS-4 ................................................ 111
4.4.2.7. Các đặc điểm cấu trúc của deS-6 ................................................ 115
4.4.2.8. Các đặc điểm cấu trúc của deS-5 ................................................ 117
4.4.2.9. Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của phân đoạn FSA-1,5M
bằng phương pháp phân tích methyl hóa kết hợp với phổ ESI-MS/MS ..... 117
4.4.3. Đánh giá hoạt tính sinh học ............................................................. 124
4.4.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào ............................................................. 124
4.4.3.2. Hoạt tính chống khối u in vitro .................................................... 124
4.4.3.3. Hoạt tính chống đông tụ máu ...................................................... 126
4.5. Nghiên cứu cấu trúc và hoạt tính gây độc tế bào của các fucoidan phân
lập từ rong nâu Turbinaria decurrens.......................................................... 131
4.5.1. Chiết xuất, phân đoạn và xác định thành phần của các fucoidan từ
rong nâu Turbinaria decurrens. ............................................................... 131
4.5.2. Xác định cấu trúc của FTD-2,0N phân lập từ rong nâu Turbinaria

decurrens........................................................................................................ 135
4.5.3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của FTD-2,0M .......................... 142
4.6. Nghiên cứu kích thước và hình dáng của 6 fucoidan phân lập từ rong
nâu Việt Nam, phân tích liên hệ của chúng với hoạt tính gây độc tế bào ... 144
4.6.1. Nghiên cứu kích thước và hình dáng của các fucoidan bằng phương
pháp tán xạ tia X góc nhỏ .......................................................................... 144
4.6.2. Liên hệ giữa các đặc điểm cấu trúc của các mẫu fucoidan với hoạt
tính gây đốc tế bào. .................................................................................... 151
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 156
KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 159
CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............. 160
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 162

vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Các phương pháp sắc ký
CC
Column Chromatography
GC
Gas Chromatography
GC-MS
Gas Chromatography - Mass
Spectrometry
GLC
Gas Liquid Chromatography
GPC
Gel permeation chromatography
HPLC
High Performance Liquid
Chromatography
LC-MS
Liquid Chromatography - Mass
Spectrometry
GC - FID
Gas Chromatography – Flame
Ionization Detector

Các phương pháp phổ
13
C-NMR
Carbon-13 NMR Spectroscopy
1

H-NMR
Proton NMR Spectroscopy
COSY
Correlation Spectroscopy
ESI-MS
HMBC
ESI-MS
HSQC
IR
MALDITOF/MS
NMR
NOESY

Electron Spray Ionization Mass
Spectrometry
Heteronuclear Multiple Bond
Correlation
Electron Spray Ionization - Mass
Spectrometry
Heteronuclear Single Quantum
Coherence
Infrared Spectroscopy
Time-of-flight mass spectrometry with
matrix-assisted laser
desorption/ionization
Nuclear Magnetic Resonance

Rgc

Nuclear Overhauser Effect

Spectroscopy
Radius of gyration

SAXS
TOCSY

Small-angle X-ray Scattering
Total correlation spectroscopy

Sắc ký cột thường
Sắc ký khí
Sắc ký khí - Phổ khối
Sắc ký khí, pha tĩnh lỏng
Sắc ký lọc gel
Sắc ký lỏng cao áp
Sắc ký lỏng cao áp - Phổ
khối
Sắc ký khí – Đầu dò ion
hóa ngọn lửa

Phổ CHTHN carbon 13
Phổ CHTHN proton
Phổ tương tác hai chiều 1H1
H
Phổ khối ion hóa phun mù
điện tử
Phổ tương tác dị hạt nhân
qua nhiều liên kết
Phổ khối ion hóa phun mù
điện tử

Phổ tương tác dị hạt nhân
qua một liên kết
Phổ hồng ngoại
Phổ khối MALDI-TOF/MS
Cộng hưởng từ hạt nhân
(CHTHN)
Phổ NOESY
Bán kính hồi chuyển, bán
kính quay
Tán xạ tia X góc nhỏ
Phổ tương tác toàn phần


viii

Hoạt tính sinh học
APTT
Activated Partial Thromboplastin Time
CS
Hep-G2
HIV

Cell Survival, Cell Viability
Human hepatocellular carcinoma
Human immunodeficiency virus

IC50

Inhibitory Concentration 50%

LU-1
RD

Human lung adenocarcinoma
Human Rhabdomyosarcoma

Monosaccharide
Fuc
Fucose
Fucf
Fucofuranose
Fucp
Fucopyranose
Gal
Galactose
Gluc
Glucose
GlucA
Glucuronic Acid
Man
Mannose
Xyl
Xylose
Hóa chất
Cetavlon

DMSO
EtOAc
EtOH
MeOH

TFA

Hexadecyltrimethylammonium
bromide,
Cetrimonium bromide
Dimethylsulfoxide
Ethyl acetate
Ethanol
Methanol
Trifluoroacetic acid

Xét nghiệm APTT đánh
giá chức năng đông máu
Tế bào sống sót
Ung thư gan ở người
Virus gây suy giảm miễn
dịch ở người
Nồng độ ức chế 50% tăng
trưởng của đối tượng thử
Ung thư biểu mô phổi
Ung thư mô liên kết

Đường fucose
Fucofuranose
Fucopyranose
Đường galactose
Đường glucose
Axit glucuronic
Đường mannose
Đường xylose

Hexadecyl trimethyl
ammonium bromid
Dimethylsulfoxid
Ethyl acetat
Ethanol
Methanol
Axit trifluoroacetic


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần loài và phân bố rong nâu Khánh Hòa ................................. 12
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của một số fucoidan .............................................. 27
Bảng 1.3. Sự phân bố trọng lượng phân tử của fucoidan ........................................ 30
Bảng 1.4. Cấu trúc hóa học của các fucoidan từ một số loài rong nâu .................... 39
Bảng 2.1. Các đỉnh phổ đặc trưng của fucoidan trên phổ hồng ngoại ..................... 54
Bảng 2.2. Độ dịch chuyển hóa học của C và H trong một số gốc đường ................ 56
Bảng 2.3: Các mảnh đặc trưng cho các sulfate fucose có nhóm sulfate .................. 61
ở các vị trí khác nhau trong phổ khối dạng ion âm ................................................. 61
Bảng 2.4. Fucoidan phân đoạn SmF3 của rong S. mcclurei ................................... 62
Bảng 2.5. Thông số  đối với một số dạng cấu trúc polymer ................................. 65
Bảng 4.1. Thành phần polysaccharid tan trong nước từ một số loài rong nâu (% trên
trọng lượng rong khô) ............................................................................................ 87
Bảng 4.2. Thành phần hóa học của các fucoidan phân lập được từ 06 loài rong nâu
thu ở Nha Trang. ................................................................................................... 88
Bảng 4.3. Thành phần hóa học của các phân đoạn fucoidan từ Sargassum binderi 91
Bảng 4.4. Thành phần hóa học của các phân đoạn fucoidan từ S. duplicatum ........ 93
Bảng 4.5. Hiệu suất và thành phần (%) của FSA và các phân đoạn fucoidan thu

được sau sắc ký trao đổi anion. .............................................................................. 98
Bảng 4.6. Thành phần (%) của các fucoidan tách loại sulfat 1,0M-deS và 1,5M-deS
so sánh với fucoidan mẹ của chúng (FSA-1,0M và FSA-1,5M). .......................... 101
Bảng 4.7. Kết quả phân tích liên kết bằng methyl hóa ......................................... 104
Bảng 4.8. Hiệu suất và thành phần (%) của các phân đoạn tách 1,0M-deS trên cột
sắc ký trao đổi anion so sánh với fucoidan mẹ của chúng. ................................... 107
Bảng 4.9. Kết quả gán phổ 1H- và 13C-NMR của deS-2 ( = ppm, ký hiệu của các
gốc đường xem Hình 4.16). ................................................................................. 109
Bảng 4.10. Kết quả gán phổ 1H- và 13C-NMR của deS-4 ..................................... 114
Bảng 4.11. Kết quả gán phổ 1H- và 13C-NMR của deS-6 ..................................... 116
Bảng 4.12. Kết quả phân tích methyl hóa FSA-1,5M và 1,5M-deS. ..................... 118


x
Bảng 4.13. Tỉ lệ sống sót của các tế bào ung thư khi có mặt các phân đoạn fucoidan
từ FSA. ................................................................................................................ 124
Bảng 4.14. Tác dụng của chất thử tới kích thước trung bình và mật độ của các quần
thể tế bào ............................................................................................................. 125
Bảng 4.15: Thành phần hóa học của các phân đoạn Fucoidan chiết từ rong
Turbinaria decurrens........................................................................................... 135
Bảng 4.16. Kết quả thử nghiệm tác dụng chống khối u của FTD-2,0N trên tế bào
ung thư gan Hep-G2 ............................................................................................ 142
Bảng 4.17. Hiệu suất, thành phần hóa học và KLPT trung bình của các mẫu
fucoidan phân lập từ 6 loài rong nâu Việt Nam. ................................................... 146
Bảng 4.18. Bán kính hồi chuyển của mặt cắt ngang Rgc ước lượng từ đồ thị Guinier
của các mẫu fucoidan đo trong NaCl 0,5M.. ........................................................ 149
Bảng 4.19. Hoạt tính độc tế bào của các mẫu fucoidan trên các dòng tế bào ung thư
gan Hep-G2 và ung thư mô liên kết RD. .............................................................. 152
Bảng 4.20. Liên hệ giữa hoạt tính với KLPT trung bình của các mẫu fucoidan .... 153
Bảng 4.21. Liên hệ giữa hoạt tính với hàm lượng sulfat và tỉ lệ sulfat/đường của các

mẫu fucoidan. ...................................................................................................... 153
Bảng 4.22. Liên hệ giữa hoạt tính với bán kính hồi chuyển Rgc của các mẫu
fucoidan. ............................................................................................................. 154


xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Bản đồ vị trí khu vực điều tra phân bố một số chi rong nâu tỉnh Khánh
Hòa........................................................................................................................ 11
Hình.1.2. Cấu trúc của một phân đoạn fucoidan đặc trưng tách và phân lập từ rong
nâu ........................................................................................................................ 46
Hình 2.1. Hình dạng rong Sargassum aquifolium và Turbinaria decurrens............ 50
Hình 2.2. Quy trình methyl hóa phân tích liên kết glycoside trong polysaccharide. 52
Hình 2.3. Nguyên lý hoạt động của kỹ thuật ion hóa ESI-MS ................................ 59
Hình 2.4. Cơ chế phân mảnh của carbohydrate ...................................................... 60
Hình 2.5. Cơ chế phân mảnh của carbohydrate ...................................................... 61
Hình 2.6. Cơ chế phân mảnh oligosacaride với sự có mặt của ion kim loại ............ 62
Hình 2.7. Phổ MS và cơ chế phân mảnh của fucoidan ........................................... 62
Hình 3.1. Vị trí địa lý nơi thu thập mẫu rong nâu và ảnh rong Sargassum aquifolium
.............................................................................................................................. 70
Hình 3.2. Rong nâu Sargassum aquifolium và Turbinaria decurrens ..................... 71
Hình 3.3. Sơ đồ chiết tách và phân đoạn fucoidan rừ rong nâu Sargassum
aquifolium ............................................................................................................. 73
Hình 3.4. Sơ đồ chiết tách và phân đoạn fucoidan rừ rong nâu Turbinaria decurrens
.............................................................................................................................. 74
Hình 3.5. Sơ đồ chiết tách và phân đoạn fucoidan rừ các loài rong nâu Sargassum
polycystum (Fsp), Sargassum mcclurei (Fsm), Sargassum oligocystum (Fso),
Sargassum denticarpum (Fsd), Sargassum swatzii (Fsw) và Tubinaria ornata (Fto)
.............................................................................................................................. 75

Hình 3.6. Qui trình chiết theo Bản quyền của Nga (Patent WO 2005/014657) ....... 76
Hình 4.1. Sắc ký đồ GPC của fucoidan từ rong nâu Sargassum aquifolium ........... 86
Hình 4.2. Sắc ký đồ GPC của fucoidan từ rong nâu Turbinaria decurrens ............. 86
Hình 4.3. Tách các phân đoạn của fucoidan từ S.binderi trên cột DEAE-Cellulose 90
Hình 4.4. Phổ 13C-NMR của fucoidan phân đoạn F2 từ rong Sargassum binderi .. 92
Hình 4.5. Phân đoạn của fucoidan chiết từ rong Sargassum duplicatum ................ 93
Hình 4.6. Phổ IR của phân đoạn fucoidan chiết từ rong nâu Sargassum duplicatum
.............................................................................................................................. 94


xii
Hình 4.7. Phổ 1H-NMR của fucoidan FSDu chiết từ rong nâu S. duplicatum ......... 94
Hình 4.8. Sơ đồ chiết xuất, phân lập và chuyển hóa các fucoidan của S. aquifolium
.............................................................................................................................. 97
Hình 4.9. Sắc ký đồ GPC của fucoidan FSA từ rong nâu Sargassum aquifolium ... 99
Hình 4.10. Các phân đoạn của fucoidan từ rong nâu Sargassum aquifolium .......... 99
Hình 4.11. Trích đoạn phổ 13C-NMR của FSA-2,0M ........................................... 102
Hình 4.12. Trích đoạn phổ 13C-NMR của FSA-1,5M ........................................... 103
Hình 4.13. Trích đoạn phổ 13C-NMR của FSA-1,0M ........................................... 103
Hình 4.14. Sắc ký đồ của 1.0M-deS trên cột trao đổi anion DEAE-Sephacel. ...... 106
Hình 4.15. Một phần của phổ HSQC của deS-2 ................................................... 108
Hình 4.16. Các mảnh cấu trúc của fucoidan desulfat hóa deS-2 (các gốc đường đều
ở dạng pyranose). ................................................................................................ 108
Hình 4.17. Một phần của phổ HMBC của deS-2 ................................................. 110
Hình 4.18. Phổ HSQC của deS-4 ......................................................................... 112
Hình 4.19. Một phần của phổ HMBC của deS-4 .................................................. 112
Hình 4.20. Mảnh cấu trúc của deS-4 .................................................................... 114
Hình 4.21. Phổ HSQC của deS-6 ......................................................................... 115
Hình 4.22. Một phần của phổ HMBC của deS-6 .................................................. 115
Hình 4.23. Mảnh cấu trúc của deS-6 .................................................................... 116

Hình 4.24. Phổ ESI-MS của FSA-1,5M trong vùng m/z 320 đến m/z 610 ........... 120
Hình 4.25. Phổ ESIMS/MS của ion [FucSO3]- với m/z 243 .................................. 121
Hình 4.26. Phổ ESIMS/MS của ion [Fuc2SO3]- với m/z 389 ................................ 122
Hình 4.27. Phổ ESIMS/MS thức âm của ion [FucGalSO3]- (m/z 405) .................. 123
Hình 4.28. Hình ảnh dưới kính hiển vi ngược của các quần thể tế bào Hep-G2 nuôi
cấy trên thạch mềm dưới tác dụng của cácchất thử .............................................. 126
Hình 4.29. Hoạt tính chống đông máu của các fucoidan từ S. aliqualium đo được
bằng phương pháp APTT..................................................................................... 127
Hình 4.30. Sơ đồ chiết tách và phân đoạn các fucoidan từ rong nâu Turbinaria
decurrens ............................................................................................................ 132
Hình 4.31. Sắc ký đồ của GPC của fucoidan FTD từ rong nâu Turbinaria decurrens
............................................................................................................................ 133


xiii
Hình 4.32. Các phân đoạn của fucoidan từ rong nâu Turbinaria decurrens .......... 134
Hình 4.33. Phổ IR của FTD-2,0N ........................................................................ 135
Hình 4.34. Các đoạn trích từ phổ 1H-NMR của FTD-2,0N .................................. 136
Hình 4.35. Các đoạn trích từ phổ 13C-NMR của FTD-2,0N ................................ 137
Hình 4.36. Một đoạn trích từ phổ HSQC của FTD-2,0N ...................................... 138
Hình 4.37. Một đoạn trích từ phổ HMBC của FTD-2,0N ..................................... 138
Hình 4.38. Phổ ESI-MS/MS của ion [FucSO3]- (m/z 243) ................................... 139
Hình 4.39 : Phổ ESI-MS/MS của ion [FucGalSO3]- (m/z 405) ............................. 140
Hình 4.40. Sơ đồ phân mảnh của Fucoidan FTD-2,0N......................................... 141
Hình 4.41. Hình ảnh hiển vi của các khối u dưới tác dụng của chất thử ............... 142
Hình 4.42. Vùng tán xạ góc nhỏ so sánh với vùng góc lớn thường được dùng trong
các phương pháp phân tích nhiễu xạ (diffraction analysis). .................................. 144
Hình 4.43. Sơ đồ nguyên lý của một máy đo tán xạ tia X góc nhỏ ....................... 145
Hình 4.44. Đồ thị Kratky cho các kết quả đo SAXS của 6 mẫu fucoidan trong nước
và trong dung dịch NaCl 0,5M............................................................................. 147

Hình 4.45. Đồ thị Kratky cho tất cả các kết quả đo tán xạ tia X góc nhỏ của 6 mẫu
fucoidan trong nước............................................................................................. 148
Hình 4.46. Đồ thị Guinier của mặt cắt ngang cho các kết quả đo tán xạ tia X góc
nhỏ của 6 mẫu fucoidan trong dung dịch NaCl 0,5M trong nước. ........................ 149
Hình 4.47: Cấu trúc dựa trên các dữ kiện hóa học và phổ được đề xuất cho Fto bởi
Thành Thị Thu Thủy và Yuguchi......................................................................... 150
Hình 4.48. Mô hình cấu trúc cho các mạch nhánh của Fto [92]. ........................... 150
Hình 4.49. Đồ thị Kratky của Fto so sánh với các đồ thị lý thuyết ước lượng được từ
4 mô hình cấu trúc trên Hình 4.48 ....................................................................... 151


1

MỞ ĐẦU
Việt Nam được quốc tế công nhận là một trong những quốc gia có tính đa
dạng sinh học cao nhất thế giới, với nhiều kiểu rừng, đầm lầy, sông suối, biển,…
Nằm ở trung tâm Đông Nam Á, Việt Nam có tổng chiều dài bờ biển khoảng 3260
km làm ranh giới phía tây của biển Đông, với diện tích mặt nước rộng hơn
1.000.000 km2 là một trong những biển quan trọng nhất của thế giới, có nguồn rong
biển đa dạng và phong phú. Trên thế giới có khoảng 6.000 loài rong biển đã được
xác định và chia làm 03 ngành rong chính dựa trên sắc tố của chúng là rong lục
(Chlorophytes), rong nâu (Pheophytes) và rong đỏ (Rhodophytes). Rong biển có vai
trò quan trọng trong nguồn lợi sinh vật biển, càng ngày càng được con người khai
thác, nuôi trồng và sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực thực phẩm , công nghiệp...
Theo các kết quả nghiên cứu thì hiện nay Việt Nam đã phát hiện gần 1000 loài rong
biển, trong đó có khoảng 143 loài rong nâu (Phaeophyta) là nhóm rong có kích
thước cá thể rất lớn và dài cùng với sinh lượng lớn. Do vậy, rong nâu được coi là
nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá của hiện tại và trong tương lai cho nông nghiệp,
công nghiệp sản xuất dược liệu, thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Trong các
ngành công nghiệp sản xuất dược liệu, rong nâu được sử dụng làm nguồn nguyên

liệu chính để chiết tách các hợp chất có hoạt tính sinh học như polysaccharide bao
gồm fucoidan, laminaran, alginate và hợp chất khác như phlorotannin, mannitol,…
với khả năng ứng dụng hết sức rộng lớn [1,2,3,4,5,6].
Trong số các polysaccharide từ rong nâu, fucoidan là hợp chất được đặc biệt
quan tâm nghiên cứu do có nhiều hoạt tính sinh học quý như chống đông tụ máu,
kháng khuẩn, chống virus kể cả HIV, chống ung thư, chống nghẽn tĩnh mạch, điều
biến miễn dịch, giảm lipid máu, chống oxy hóa, hạ cholesteron, các đặc tính chống
bổ thể, chống lại các bệnh về gan, về đường tiết niệu, tác dụng bảo vệ dạ dày và khả
năng điều trị trong phẫu thuật,… [6]. Fucoidan là sulfated polysaccharide có nguồn
gốc từ rong nâu, có cấu trúc hóa học phức tạp bởi tính đa dạng của các liên kết
glycoside cũng như nhiều gốc đường đơn khác nhau liên kết với nhau và khả năng
phân nhánh với các vị trí nhóm sulfate cũng như các nhánh khác được sắp xếp
không theo quy luật trên mạch polymer. Thành phần cấu tạo nên fucoidan thường là


2
bao gồm chủ yếu fucose và sulfate cùng một số các gốc đường khác như galactose,
glucose, manose, xylose..., đôi khi còn có uronic acid [6,7].
Nhờ vào sự đa dạng cấu trúc hóa học và sở hữu nhiều hoạt tính sinh học thú
vị, sulfated polysaccharide (fucoidan) đã được nghiên cứu mạnh và sâu. Việc giải
thích làm sáng rõ chính xác cấu trúc hóa học của fucoidan là hết sức phức tạp,
fucoidan được tách ra từ rong nâu thường là hỗn hợp của nhiều cấu trúc sulfated
polysaccharide khác nhau. Fucoidan thông thường là có cấu trúc phân nhánh và
chứa nhiều monosaccharide khác nhau cũng như có nhóm sulfate và axtate [7,8].
Fucoidan từ rong nâu thuộc chi Sargassum, Hormophysa và Turbinaria có cấu trúc
hóa học phức tạp [9,10] nhưng lại rất hấp dẫn về hoạt tính cũng như ứng dụng của
chúng và sẵn có trong tự nhiên. Mặc dù có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm
xác định cấu trúc tinh vi của fucoidan đã được công bố, nhưng chỉ có một vài kết
quả nghiên cứu phát hiện được tính quy luật trong cấu trúc của fucoidan [10,11,12]
như liên kết giữa các gốc đường, sự phân nhánh, vị trí các gốc sulfate, các phân tử

đường đơn khác… Cho tới nay, phần lớn các công trình nghiên cứu về hoạt tính
sinh học được tiến hành trên các sản phẩm fucoidan thô. Vì vậy, mối quan hệ giữa
cấu trúc và hoạt tính sinh học của fucoidan thực tế cho đến nay vẫn chưa được sáng
tỏ [12,13,14]. Để giúp cho việc nghiên cứu cơ chế tác dụng của fucoidan lên các tế
bào sinh vật và tiến tới sử dụng fucoidan để bào chế dược liệu thì việc xác định
chính xác cấu trúc hóa học của fucoidan là điều quyết định đầu tiên và đang thu hút
sự chú ý của nhiều nhà khoa học trên thế giới. Chính vì vậy tôi chọn tên đề tài luận
án là “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và hoạt tính sinh học của fucoidan từ một
số loài rong nâu Việt Nam”.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án là:
Nghiên cứu phân lập, xác định các đặc điểm cấu trúc và thử nghiệm hoạt tính
sinh học của các fucoidan từ một số loài rong nâu sinh trưởng ở vùng biển Việt
Nam phục vụ cho việc điều tra tài nguyên hợp chất thiên nhiên biển của Việt Nam
và làm rõ bản chất hóa học của các đối tượng nghiên cứu.
Để đạt được mục tiêu trên của luận án, các nội dung nghiên cứu của luận án bao
gồm:


3
Nghiên cứu sàng lọc một số loài rong nâu để chọn ra các đối tượng nghiên cứu
sâu về cấu trúc cũng như hoạt tính sinh học của các fucoidan
Nghiên cứu sâu về cấu trúc cũng như hoạt tính sinh học của các fucoidan chiết
xuất từ một số loài rong nâu chọn lọc.
Khảo sát mối quan hệ giữa các đặc điểm cấu trúc và hoạt tính sinh học của một
số fucoidan chọn lọc.


4
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về rong nâu

1.1.1. Giới thiệu về rong biển
Rong biển hay còn được gọi là tảo kích thước lớn, rong biển là thực vật bậc
thấp sống tự dưỡng bằng cách quang hợp, hình thái dạng tản. Rong biển sinh trưởng
phát triển nhanh, có vòng đời sinh trưởng không quá 1 năm, tốc độ tăng trọng nhanh
và tạo ra sinh khối lớn [1,4]. Tổng số loài rong biển trên thế giới được báo cáo chủ
yếu thuộc 3 ngành chính, có 900 loài thuộc ngành rong lục (Chlorophyta), 1500 loài
thuộc ngành rong nâu (Phaeophyta) và 4000 loài thuộc ngành rong đỏ
(Rhodophyta) và hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu phát hiện loài mới bổ
sung vào tổng số loài rong biển phân bố trên toàn thế giới.
Tổng số loài rong biển ở Việt Nam ước tính khoảng 1.000 loài, trong đó có
khoảng 639 loài: 151 loài thuộc ngành rong lục (Chlorophyta), 143 loài thuộc
ngành rong nâu (Phaeophyta), 269 loài thuộc ngành rong đỏ (Rhodophyta) và 76
loài thuộc ngành rong lam (Cyanophyta) [1]. Trong tất cả các loài này, 310 loài
phân bố ở vùng ven biển các tỉnh phía Bắc và 484 hiện diện ở các tỉnh phía Nam,
156 loài phân bố ở cả hai vùng [15].
Đại dương cung cấp cho trái đất khoảng 200 tỷ tấn rong biển hàng năm. Các
nhà khoa học cho rằng trên 90% cacbon trên trái đất được tổng hợp nhờ quang hợp,
trong đó 20% có nguồn ngốc từ rong biển. Việc sử dụng các sản phẩm từ rong biển
đã trải qua thời kì lịch sử rất lâu dài. Các dấu vết khảo cổ học cho thấy, người Nhật
đã dùng rong biển từ hơn 10.000 năm trước. Trong nền văn hoá Trung Quốc cổ đại,
rong biển được coi là đặc sản dùng trong các món ăn của triều đình và chỉ hoàng tộc
hay khách của hoàng thân, quốc thích mới được thưởng thức. Dù rong biển được
coi là món ăn đặc trưng của châu Á, nhưng trên thực tế các quốc gia có bờ biển trên
thế giới như Scotland, Ireland, Newzealand, quần đảo nam Thái Bình Dương và các
nước Nam Mỹ ven biển cũng đã sử dụng rong biển từ rất lâu. Rong biển cũng được
sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác, chúng là nguồn nguyên liệu tự nhiên cho công
nghiệp thực phẩm (Cải biển Ulva lactuca, bột rong biển, chất tạo gel E400, E401

Alginate–Agar E406, E407, Carrageenan...), mỹ phẩm (chất tạo kết cấu và hoạt
hóa), công nghiệp (Phycocolloids, hydrocolloids tạo độ sánh, gel hoặc chất ổn định),


5
thức ăn gia súc, nông nghiệp ... Qua các tài liệu tham khảo trong lịch sử và trong
thời gian sử dụng lâu dài, không có nguy cơ gây hại sức khỏe nào được đề cập đến.
Vì vậy, ngày nay rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng ngày càng được
sử dụng rộng rãi trên thế giới. Hiện nay, Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc là
những nước tiêu thụ rong biển thực phẩm lớn nhất và nhu cầu của họ là cơ sở của
một nghề nuôi trồng thủy sản với sản lượng hằng năm trên toàn thế giới khoảng 6
triệu tấn rong tươi, trị giá lên đến 5 tỉ USD. Các nước và lãnh thổ cung cấp rong
biển thực phẩm chính là Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan. Các nước
cung cấp chính rong biển cho công nghiệp là Đan Mạch, Pháp, Na Uy, Tây Ban
Nha, Mỹ và Nhật [16].
Rong biển có thành phần hóa học đa dạng, các hợp chất có trong rong biển
đều là những hợp chất có giá trị dinh dưỡng và dược dụng cao. Hàm lượng của các
chất có trong rong biển phụ thuộc vào loài rong, điều kiện sống, sinh trưởng và phát
triển của rong. Theo kết quả phân tích ở các loài rong đã được nghiên cứu, thành
phần trong rong gồm có : nước chiếm 80 – 90 %, protein chiếm khoảng 5 – 20,5%
trọng lượng khô, 17 loại axít amin, trong đó có mặt tất cả các amino acid thiết yếu,
hàm lượng lipid trong rong chiếm từ 0,2 – 0,6%, các loại sắc tố : sắc tố màu nâu
(fucoxanhthin), các sắc tố xanthophyll khác là violaxanthin, antheraxanthin,
neoxanthin, diainoxanthin và diatoxanhthin, chất khoáng, các nguyên tố đa lượng (
K, Na, Mg, S, P,…) và đặc biệt là các nguyên tố vi lượng ( Sr, Fe, Cu, Zn, Mn,
Mo,…). Thành phần hóa học quan trọng của rong nâu là các glucid, chúng được
chia thành 2 nhóm : monosaccharide và polysaccharide. Nhóm monosaccharide
gồm các đường đơn như : mannitol, fucose, galactose, manose, xylose,….trong đó
quan trọng nhất là mannitol. Mannitol thuộc nhóm đường kép của rong nâu, được
phát hiện đầu tiên vào năm 1884 và nghiên cứu sâu hơn vào năm 1913. Các nghiên

cứu cho thấy hàm lượng mannitol của rong biển ở vùng biển phía Nam cao hơn phía
Bắc. Hàm lượng mannitol trong rong biển thường cao vào các tháng mùa hè và có
xu hướng tăng dần theo thời gian sinh trưởng của rong. Quy trình chiết tách
mannitol ở quy mô phòng thí nghiệm dựa trên nguyên tắc : làm lạnh dung dịch
mannitol sau khi đã được chiết bằng cồn nóng để thu được các tinh thể mannitol.
Mannitol được sử dụng nhiều trong dược phẩm, trong công nghiệp để làm nguyên


6
liệu tổng hợp một số hợp chất hữu cơ, làm thuốc nổ, diêm và trong công nghiệp
thực phẩm đặc biệt là trong công nghiệp bánh kẹo để sản xuất các loại bánh gato có
độ ngọt cao nhưng đảm bảo độ mềm và xốp của bánh [1,2,3,4,5,6]. Nhóm
polysaccharides gồm có : fucoidan, laminaran, alginate, agar và carrageenan.
Fucoidan là hợp chất được đặc biệt quan tâm nghiên cứu nhờ các tính chất sinh học
đa dạng và đặc thù của nó như khả năng tăng cường miễn dịch, chống đông tụ máu,
chống viêm nhiễm, kháng virus, điều trị rối loạn đường huyết và hỗ trợ trong điều
trị ung thư. Laminaran đóng vai trò như chất dự trữ trong rong nâu. Laminaran là
chất tạo hệ miễn dịch ở động vật có vú, laminaran sulfate hóa đã được chứng minh
là có đặc tính giống heparin. Laminaran bị hòa tan, nhưng mức độ hòa tan phụ
thuộc vào mức độ phân nhánh, độ phân nhánh càng cao thì mức độ hòa tan càng
cao, do đó nếu độ phân nhánh nhỏ thì chỉ có thể hòa tan trong nước ấm ( 60 –
800C). Laminaran có hoạt tính chống đông tụ máu và chống ung thư. Agar và
alginate được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm : được sử dụng làm
chất ổn định trong bánh kẹo, kem, nước ngọt hay làm chất làm đông đặc và tạo gel
trong sản xuất thịt đông lạnh; trong công nghệ sinh học được dùng làm môi trường
nuôi cấy, trong y học dùng làm vải băng bó vết thương truyền thống, lấy dấu răng,
pha thuốc, pha huyết thanh, trong một số công thức chống chảy máu dạ dày, trong
việc cấy ghép tế bào, tác động vào các tế bào sản xuất insulin để điều trị bệnh tiểu
đường loại 1. Vỏ nang bằng alginate không bị dịch tiêu hóa phân hủy và chỉ tan
trong ruột. Màng được tạo thành từ alginate và gelatin kết hợp với một số chất như

tinh dầu tràm, rau má, nghệ, dầu mù u có tác dụng trong điều trị vết thương như vết
bỏng, làm giảm sự nhiễm khuẩn, làm nhanh lành vết thương; trong công nghiệp
giấy : alginate được trộn lẫn với bột giấy rồi xử lý sẽ cho bề mặt giấy nhẵn, mịn
không xù xì; trong công nghiệp dệt và tơ nhân tạo : alginate cho nhũ tương mịn và
bền nên được dùng trong kỹ nghệ sơn, xà phòng, cao su, phim ảnh, vải lợp nhuộm
vecni và sơn để tăng độ bền của màu. Màu vẽ có alginate dễ tan đều trong nước.
Carrageenan là một ionic polysaccharide, mạch thẳng được sulfate hóa, chúng mang
đầy đủ tính chất đặc trưng của polysaccharide. Carrageenan là polysaccharide có
khả năng tạo gel và làm đặc dung dịch, chúng tồn tại trong một số loài rong đỏ
thuộc họ Rhodophyceae. Hiện nay, carrageenan thường được chiết từ một số loài


7
rong như Gigartina, Chondrus, Iridea, Eucheuma. Carrageenan tách chiết từ các loài
rong khác nhau có thành phần hóa học, đặc điểm cấu trúc cũng như khả năng tạo
gel khác nhau. Tính chất và khả năng tạo gel của carrageenan phụ thuộc vào độ lặp
lại của các mắt xích, vị trí và số lượng nhóm sulfate và đặc biệt là sự có mặt của
vòng 3,6 anhyđro D – galactose. Cầu 3,6 anhyđro D – galactose cho phép tạo nên
cấu trúc xoắn, là điều kiện chủ yếu để tạo gel của carrageenan. Rong biển còn được
sử dụng để làm thức ăn cho nuôi tôm, thức ăn gia súc, được dùng trong công nghiệp
dệt, nhuộm, mực in, sơn, hàn điện, lọc và hấp thụ các hợp chất, công nghiệp giấy,
trong kỹ thuật nuôi cấy vi sinh. Rong biển cũng là nguồn nguyên liệu cho công
nghiệp nước giải khát, đồ hộp, socola, mỹ phẩm cao cấp. Rong biển cũng được sử
dụng chữa trị ung thư theo các bài thuốc gia truyền dưới dạng dùng kết hợp với các
thuốc khác. Polyphenol trong rong nâu cũng được dùng làm trà chống lão hóa. Năm
2007, tại Mỹ đã có quy trình sản xuất biodiesel từ rong biển. Thực tế còn cho thấy
rong biển có tiềm năng sử dụng trong xử lý nước thải. Một số loài rong biển có khả
năng hấp thụ các ion kim loại nặng như : Zn và Cd từ nước bị ô nhiễm. Do khả năng
hấp thụ cao mà một số vi lượng có trong rong khá cao nên rong được dùng làm thức
ăn bổ sung để phòng bệnh thiếu một số chất như sắt, iod,.. [1,2,3,4,5,6,17,18,19,20]

1.1.2. Giới thiệu về Rong Nâu
Rong nâu là nhóm rong có kích thước lớn (macroalgae), chủ yếu gồm 4 chi
Sargassum, chi Turbinaria, chi Dictyota, chi Padina, sản lượng tự nhiên cao nhất so
với các nhóm rong biển khác. Đặc biệt chi rong Sargassum, chúng hình thành các
thảm rong biển rộng từ vài hecta cho đến cả vài chục hecta, các chi còn lại mật độ
vừa phải, chúng mọc trên các bãi triều và rạn ngầm có nền đáy đá hoặc san hô.
Chúng phân bố rộng, chiếm ưu thế trong các bãi triều ven biển ở vùng biển nhiệt
đới và cận nhiệt đới. Rong nâu nơi sâu phát triển muộn hơn nơi cạn; sinh lượng cao
vào tháng 3 và kéo dài đến tháng 6. Sự phát triển ở những vùng có nền đáy cứng,
nước trong, sóng mạnh, những bãi triều có độ đốc 5-25% ở đó rong phát triển tốt
nhất [1,2,3,4,5,6].
1.1.2.1.

Phân loại và phân bố rong nâu trên thế giới

Việc phân loại tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, đặc điểm hình thái, đặc điểm
sinh sản, giải phẫu, sinh lý sinh hoá, phôi sinh học...người ta chia rong thành một số


8
ngành riêng biệt. Con số các ngành rong hiện nay vẫn chưa thống nhất tùy theo các
tác giả khác nhau.
Một trong những tác giả có các công trình nghiên cứu quan trọng về bộ rong
nâu này là J. Agardh. Năm 1820, ông đã lập ra một hệ thống phân loại về chi rong
Mơ và đã mô tả 62 loài. Ông chia chi này thành 7 nhóm và sắp xếp vào một bộ
Fucoideae. Năm 1824, ông bổ sung thêm số lượng lên 67 loài. Sau đó một số tác giả
khác như Greville, Gaudichaud, Montagne… có mô tả thêm loài nhưng vẫn sắp xếp
vào hệ thống J. Agardh. Năm 1889, ông đã bổ sung thêm vào hệ thống phân loại với
nhiều chi, nhóm… trong đó có 180 loài. Hệ thống phân loại của J. Agardh đưa ra
năm 1889 đã được nhiều tác giả đồng tình và sử dụng. Quan trọng nhất là Grunow

(1915-1916), đã triển khai và sử dụng hệ thống phân loại của J. Agardh, mô tả 230
loài với nhiều thứ và dạng trên cơ sở thu mẫu ở nhiều nước trên thế giới. Một số tác
giả khác đã góp phần vào việc nghiên cứu họ này như ở Nhật Bản đã mô tả 41 loài,
45 loài ở vùng biển Ấn Độ.
Đến năm 1931-1936, Setchell nghiên cứu rong biển ở Hồng Kông, Trung
Quốc đã đặc biệt chú ý đến họ Sargassaceae, ông đã mô tả thêm 32 loài. Từ đó đến
nay, nhiều tác giả ở Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, Philippin, Úc, Ấn Độ, Mỹ…
đã có nhiều nghiên cứu bổ sung, đã có nhiều hội nghị quốc tế về rong biển kinh tế,
trong đó các loài rong nâu mới cũng được bổ sung, nâng tổng số loài được biết hiện
nay trên thế giới khoảng 1500 loài. Các loài được mô tả và cập nhật bổ sung một
cách đầy đủ trên trang web www.algaebase.org
Như vậy đến thời điểm này rong nâu được phân chia thành 9 bộ, 265 chi và
hơn 1500 loài trong đó số lượng thành phần loài một số chi rong nâu trên thế giới
như:
Chi Sargassum C.Agardh, 1820. thuộc họ Sargassaseae, bộ Fucales có khoảng
873 tên loài trong cơ sở dữ liệu www.algaebase.org, nhưng trong đó 562 loài được
chấp nhận sự phân loại Chi Turbinaria J.V.Lamouroux, 1825. thuộc họ
Sargassaseae, bộ Fucales có khoảng 53 tên loài trong cơ sở dữ liệu
www.algaebase.org, nhưng trong đó 28 loài được chấp nhận sự phân loại


9
Chi Dictyota J.V.Lamouroux, 1809. thuộc họ Dictyotaceae, bộ Dictyotales có
khoảng 316 tên loài trong cơ sở dữ liệu www.algaebase.org, nhưng trong đó 76 loài
được chấp nhận sự phân loại
Chi Padina Adanson, 1763. thuộc họ Dictyotaceae, bộ Dictyotales. Hiện nay
số lượng loài chi Padina có khoảng 62 tên loài trong cơ sở dữ liệu
www.algaebase.org, nhưng trong đó 39 loài được chấp nhận sự phân loại (Tsutsui
Isao et al, 2005).
Rong nâu (Phaeophyta) phân bố nhiều nhất ở Nhật Bản, tiếp theo là Canada,

Việt Nam, Hàn Quốc, Alaska, Ai-len, Mỹ, Pháp, Ấn Độ, kế tiếp là Chi lê,
Argentina, Brazil, Hawaii, Malaysia, Mexico, Myanmar, Bồ Đào Nha. Trong đó bộ
Fucales, đối tượng phổ biến và kinh tế nhất của rong nâu đại diện là họ
Sargassaceae với hai giống Sargassum và Turbinaria phân bố chủ yếu ở vùng cận
nhiệt đới.
Sản lượng rong nâu lớn nhất thế giới tập trung tại Trung Quốc với trên
667.000 tấn khô, tập trung vào 3 chi Laminaria, Udaria, Ascophyllum . Hàn Quốc
khoảng 96.000 tấn với 3 chi Udaria, Hizakia, Laminaria. Nhật Bản khoảng 51.000
tấn Laminaria, Udaria, Cladosiphon, Na Uy khoảng 40.000 tấn, Chile khoảng
27.000 tấn
1.1.2.2. Phân loại và phân bố rong nâu ở Việt Nam
Riêng việc kiểm tra danh mục cập nhật ngành rong biển Việt Nam đang tiến
hành bởi các nhà phân loại, con số thành phần loài hiện có thể dự báo khoảng 800
loài. So với các nước trong khu vực thành phần loài rong biển Việt Nam đa dạng
phong phú giữa tự nhiên và nuôi trồng, có nhiều tiềm năng, góp phần về sản lượng
khai thác nguồn lợi rong biển khu vực Đông Nam Á.
Đối với rong nâu Việt Nam, các tác giả trong nước và ngoài nước đã nghiên
cứu tương đối đầy đủ về mặt phân loại. Việc phân loại được thực hiện theo phương
pháp hình thái so sánh, trong đó các tiêu chí phân loại là đặc điểm của cơ quan sinh
sản, là cơ quan ít biến đổi theo các điều kiện sinh thái, là phương pháp sử dụng từ
lâu nhưng vẫn còn phổ biến và vẫn đảm bảo được mức độ tin cậy trong điều kiện
Việt Nam và trên thế giới. Đến thời điểm này một số chi rong nâu thống kê được:
Chi Dictyota 14 loài, chi Padina 5 loài, chi Turbinaria 5 loài (4 loài 1 thứ), chi
Sargassum 68 loài trong đó ở Khánh Hòa có 39 loài [1,2,3,4,21].


10
Năm 2013, theo công bố của Nguyen Van Tu, Le Nhu Hau và đồng sự đã có
tổng số 827 loài được công bố, trong đó chi rong nâu Chlorophyta (180 loài). So
với các nước Philippin, Đài Loan, Thái Lan hay Malaysia, rong biển Việt Nam rất

đa dạng loài.
Sự phân bố một số chi rong nâu: Sargassum, Turbinaria, Dictyota, Padina ở
Khánh Hòa [1,2,3,4,21].
Nguồn lợi rong nâu được tập trung phân bố trên 4 khu vực ven biển Khánh
Hòa theo trình tự từ Bắc đến Nam (Hình 1.1)
+ Khu vực 1: Vịnh Vân Phong (Hòn Bịp, Hòn Ó, Hòn Dút, Cù Meo, Rạn
Trào, Rạn Tướng, Mũi Dù, Mũi Đá Son, Sủng Rong, Lạch Cổ cò, Sủng Ké..) Huyện Vạn Ninh.
+ Khu vực 2: ven biển xã Ninh Thuỷ, xã Ninh Phước, xã Ninh Vân, Đầm Nha
Phu (Bãi Đá lát, Mỹ Giang, Hòn khô, Bãi Đá nọc, Bãi Cây Tra, Bãi Cỏ, Bãi Cây
Bàn, Bãi Vũng Tàu, Hòn Thị, Đảo Khỉ... và vài bãi cạn ngầm Bãi cỏ - Thị xã Ninh
Hòa).
+ Khu vực 3: Vịnh Nha Trang (Mũi Kê Gà, Bãi tiên Đường Đệ, Hòn Chồng,
khu vực Hòn Đỏ, Hòn Rùa, Đảo Hòn Tre - Mũi Nam Bãi Trủ, Bãi Rạn, Bãi Ngéo,
Hòn Một, Hòn Mun, Bãi rạn ngầm Lớn, Mũi Cá sấu Trí Nguyên, Sông Lô, Mũi Cầu
Hinh).
+ Khu vực 4: Đảo Bình Ba, xã Cam Lập ( dọc theo bờ Đông bán đảo Cam
Lập, từ mũi Sốp đến mũi Cà Tiên) – Thành phố Cam Ranh.
Từ những chuyến khảo sát thực địa ven biển Khánh Hòa, đã xác định số lượng
thành phần loài riêng một số chi rong nâu có tần suất xuất hiện tại 4 khu vực: chi
Dictyota 9 loài, chi Padina 3 loài, chi Turbinaria 4 loài, chi Sargassum 21 loài
(Bảng 1.1)