NGHIÊN cứu tạo FUCOIDAN KHỐI LƯỢNG PHÂN tử THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU xạ GRAMMA COBALT 60 và KHẢ NĂNG ức CHẾ ENZYME ALPHA GLUCOSIDASE

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TẠO FUCOIDAN KHỐI
LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP BẰNG PHƯƠNG
PHÁP CHIẾU XẠ GRAMMA COBALT-60
VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ENZYME ALPHA
GLUCOSIDASE
Người hướng dẫn: Th.S NGUYỄN ĐẶNG HẢI ĐĂNG
Người thực hiện: TRƯƠNG HOÀNG THỦY NGÂN
Lớp

: 14060302

Khoá

: 2014-2019

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019


2

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TẠO FUCOIDAN KHỐI
LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP BẰNG PHƯƠNG
PHÁP CHIẾU XẠ GRAMMA COBALT-60
VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ENZYME ALPHA
GLUCOSIDASE
Người hướng dẫn: Th.S NGUYỄN ĐẶNG HẢI ĐĂNG
Người thực hiện: TRƯƠNG HOÀNG THỦY NGÂN
Lớp

: 14060302

Khoá

: 2014-2019

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019


3

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng
dẫn khoa học của Th.S Nguyễn Đặng Hải Đăng. Các nội dung nghiên cứu, kết quả
trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây.
Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được
chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu
của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
về nội dung luận văn của mình. Trường Đại học Tôn Đức Thắng không liên quan đến
những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có).
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019
Tác giả
(ký tên và ghi rõ họ tên)


4

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt bài báo cáo này, trước tiên em xin gửi tới Ban
Giám hiệu Trường Đại học Tôn Đức Thắng, lãnh đạo phòng Đào tạo
Đại học và Ban Chủ nhiệm Khoa Khoa học ứng dụng lời cảm ơn chân
thành,niềm tự hào vì đã được học tập tại Trường trong những năm
qua.
Bên cạnh đó, để hoàn thành tốt bài báo cáo này, em xin chân
thành cảm ơn Th.S Nguyễn Đặng Hải Đăng đã luôn bên cạnh cùng
em, cảm ơn anh và cô đã tận tình chỉ dẫn em, cho em thêm động lực
để hoàn thành tốt đề tài của mình. Em xin chân thành cảm ơn anh và
thầy.
Em xin gửi lời cảm ơn các anh chị, các bạn làm công tác nghiên
cứu tại Trung tâm Công nghệ sinh học Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ
trợ và giúp đỡ em nhiệt tình trong suốt thời gian tại trung tâm.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người
thân và các bạn bè em, đã quan tâm sâu sắc, chia sẻ khó khăn trong
quá trình làm khóa luận và hoàn thành báo cáo thật tốt.
Trong quá trình làm khóa luận, cũng như là quá trình làm báo
cáo khóa luận, khó tránh khỏi sai sót rất mong các thầy, cô bỏ qua.
Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn

chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những sai sót, em rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy, cô để em được
học hỏi thêm nhiều kinh nghiệm cho các vấn đề chuyên môn sau này.


5

Em xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm
2019

TÓM TẮT


6

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................4
TÓM TẮT.....................................................................................................................5
MỤC LỤC..................................................................................................................... 6
DANH MỤC MỤC HÌNH............................................................................................9
DANH MỤC BẢNG...................................................................................................10
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU........................................................................................11
1.1. Đặt vấn đề:......................................................................................................11
1.2. Mục tiêu và ý nghĩa của nghiên cứu:...............................................................12
1.2.1.

Mục tiêu nghiên cứu:.............................................................................12

1.2.2.

Ý nghĩa khoa học:.................................................................................12

1.2.3.

Ý nghĩa thực tiễn:..................................................................................12

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN......................................................................................13
2.1. Tổng quan về rong nâu....................................................................................13
2.1.1.

Giới thiệu về rong biển..........................................................................13

2.1.2.

Giới thiệu về rong nâu...........................................................................19

2.1.3.

Thành phần hóa học của rong biển........................................................21

2.2. Tổng quan về Fucoidan – Sulfated polysaccharide.........................................22
2.2.1.

Giới thiệu chung về Fucoidan...............................................................22

2.2.2.

Thành phần hóa học của fucoidan.........................................................23

2.2.3.

Cấu trúc hóa học của fucoidan..............................................................26


7

2.3. Phương pháp bức xạ gramma Cobalt-60........................................................27
2.4. Phương pháp tách chiết Fucoidan từ rong nâu................................................28
2.5. Phương pháp tinh sạch Fucoidan.....................................................................31
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP.......................................................33
3.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................33
3.1.1.

Nguyên liệu...........................................................................................33

3.1.2.

Vật liệu..................................................................................................33

3.1.3.

Dụng cụ và thiết bị................................................................................34

3.1.4.

Phương pháp nghiên cứu.......................................................................34

3.2. Thí nghiệm 1: Khảo sát qui trình trích ly và thu nhận fucoidan từ rong nâu.. .34

3.3. Thí nghiệm 2: Tạo các đoạn fucoidan bằng phương pháp chiếu xạ Gamma
Cobalt-60 cắt mạch fucoidan (Jong-il Choi và cộng sự,2014)..................................38
3.4. Thí nghiệm 3: Phương pháp xác định KLPT trung bình của fucoidan............38
3.5. Thí nghiệm 4: Xác định thành phần monosaccharide của fucoidan bằng
phương pháp tạo dẫn xuất và ghi GC-MS (Gas Chromatograph Mass Spectrometer
Shimadzu), (Valafar F và cs, 2006)...........................................................................39
3.6. Thí nghiệm 5: Xác định đường fucose có trong fucoidan bằng phương pháp
sắc ký bản mỏng TLC...............................................................................................40
3.7. Thí nghiệm 6: Nghiên cứu tác dụng ức chế hoạt động enzyme α-D-glucosidase
của fucoidan thu nhận từ rong nâu Sargassum spp...................................................41
3.8. Thí nghiệm 7: Xác định kiểu ức chế enzyme α-glucosidase của fucoidan thô.
44
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN................................................................46


8

4.1. Kết quả thí nghiệm 1:......................................................................................46
4.2. Kết quả thí nghiệm 2, 3: Tạo các đoạn fucoidan bằng phương pháp chiếu xạ
Gamma Cobalt-60 cắt mạch fucoidan.......................................................................48
4.3. Kết quả thí nghiệm : Thành phần đường đơn của fucoidan.............................49
4.4. Kết quả thí nghiệm 5:......................................................................................50
4.5. Kết quả thí nghiệm 6: khả năng ức chế hoạt động của enzyme α-Dglucosidase...............................................................................................................51
CHƯƠNG 5: KIẾN NGHỊ.........................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................54


9

DANH MỤC MỤC HÌNH

Hình 2.1: Hình thái rong lục
Hình 2.2: Hình thái rong nâu
Hình 2.3: Hình thái của rong đỏ
Hình 2.4: Hình thái rong nâu
Hình 2.5: Cấu trúc của fucoidan ở vị trí 4 và liên kết 3-O-linked của loài rong
E.kurome.
Hình 3.1: Sơ đồ tóm lượt các bước của quá trình nghiên cứu.
Hình 3.2: Sơ đồ quá trình trích ly fucoidan từ rong nâu
Hình 3.3 :Phân tích thành phần đường đơn trong Fucoidan
Hình 4.1: Biểu đồ khảo sát hiệu suất trích ly với các thời gian trích ly khác nhau
Hình 4.2: Biểu đồ khảo sát hiệu suất trích ly với các nồng độ CaCl2
Hình 4.3: Kết quả phân tích GPC của các mẫu fucoidan trước chiếu xạ, (a); sau khi
chiếu xạ ở các liều xạ 5KGy, (b); 10KGy, (c); 15KGy, (d); 20KGy, (e
Hình 4.4: Kết quả sau khi chạy sắc kí bản mỏng TLC


10

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Một số loài rong nâu có hàm lượng Fucoidan cao
Bảng 2.2: Thành phần hóa học (%) của một số loài rong biển
Bảng 2.3 : Thành phần fucoidan của một số loài rong
Bảng 2.4 : Hàm lượng đường đơn của các loài rong
Bảng 3.1: Phản ứng ức chế enzyme α-glucosidase của Fucoidan ở các nồng độ
Bảng 3.2: Xác định kiểu ức chế enzyme α-glucosidase của fucoidan thô theo các nồng
độ cơ chất.
Bảng 4.1: Kết quả phân tích hàm lượng đường đơn có trong mẫu fucoidan sau chiếu
xạ.
Bảng 4.2: Kết quả mức độ di chuyển của các mẫu Fucoidan sau khi chạy sắc kí TLC.

11

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề:
Trong hơn 10 năm trở lại đây, rong biển đã được sử dụng phổ biến rộng rãi
trong các gia đình Việt Nam và cũng trở thành đối tượng nghiên cứu của hơn
300 công trình nghiên cứu trên thế giới. Với điều kiện địa lý thuận lợi, đường bờ biển
dài hơn 3260 km trải dài từ Bắc đến Nam, diện tích mặt nước rộng, tài nguyên biển đa
dạng và phong phú. Trên thế giới đã xác định được khoảng 6.000 loài và được chia
thành 3 nghành rong chính dưạ trên sắc tố: rong lục (Chlorophytes), rong đỏ
(Rhodophytes) và rong nâu (Pheophytes). Theo thống kê, Việt Nam hiện có 1000 loài
rong biển,trong đó có 90 loài có giá trị kinh tế cao với nguồn dự trữ tự nhiên lên đến
100 tỷ tấn [ CITATION Trầ17 \l 1033 ]. Rong biển có nhiều vai trò quan trọng trong
các nguồn lợi từ sinh vật biển, càng được ưa chuộng trong các nghành chế biến thực
phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và công nghiệp,… Rong nâu ở vùng biển nước ta có
khoảng 143 loài rong nâu (Phaeophyta) là nhóm có sản lượng lớn cùng kích thước cá
thể rất lớn và dài. Do đó rong nâu là nguồn nguyên liệu rất tốt cho con người và ngành
nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Rong nâu là nguồn
nguyên liệu để tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học như các polysaccharide:
fucoidan, laminaran, alginate và các hợp chất khác như mannitol, phlorotannin,…với
nhiều ứng dụng đặc biệt.
Trong số các polysaccharide được tách chiết tư rong nâu, fucoidan được đặc biệt
quan tâm vì có nhiều hoạt tính sinh học quý như: kháng khuẩn, chống virus, chống ung
thư, chống đông tụ mau, chống nghẽn tĩnh mạch, điều biến miễn dịch, giảm lipid máu,
hạ đường huyết, giảm cholesteron…Mỗi chi, mỗi loài rong nâu tùy vào đặc điểm loài,
vùng nước sống, thời gian thu hoạch mà có sự khác nhau về hàm lượng các chất, hoạt


12

tính sinh học và ứng dụng riêng. Cho tới gần đây, phần lớn các công trình nghiên cứu
về hoạt tính sinh học đa phần được tiến hành trên các sản phẩm fucoidan thô. Để giúp
cho việc nghiên cứu cơ chế tác dụng của fucoidan lên khả năng ức chế enzyme alphaglucosidase làm giảm lượng đường trong máu, nên tôi lựa chọn phương pháp cắt nhỏ
mạch fucoidan bằng phương pháp chiếu xạ gramma cobalt-60 để các mạch fucoidan
nhỏ dễ dàng thực hiện các chức năng sinh học của nó. Chính vì vậy tôi chọn tên đề tại
khóa luận là “Nghiên cứu tạo Fucoidan khối lượng phân tử thấp bằng phương pháp
chiếu xạ gramma cobalt-60 và khả năng ức chế enzyme alpha- glucosidase”.
1.2. Mục tiêu và ý nghĩa của nghiên cứu:
1.2.1.

Mục tiêu nghiên cứu:

Tách chiết và thu nhận Fucoidan thô từ loài rong được thu nhận từ vùng biển
Khánh Hòa. Xác định thành phần và các liên kết đặc trưng có trong Fucoidan. Tạo
fucoidan khối lượng phân tử thấp bằng phương pháp chiếu xạ gramma cobalt-60. Đánh
giá khả năng ức chế hoạt động của enzyme α-glucosidase của Fucoidan khối lượng
phân tử thấp và thể thức ức chế.
1.2.2.

Ý nghĩa khoa học:

Nghiên cứu góp phần mở rộng ứng dụng của Rong biển Việt Nam, phát triển
nghiên cứu fucoidan khối lượng phân tử thấp có hoạt tính sinh học cao trong sản xuất
thực phẩm hỗ trợ điều trị bệnh nhân tiểu đường Type 2.
1.2.3.

Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả nghiên cứu tạo cơ sở cho việc hoàn thiện và phát triển quy trình tách

chiết thu nhận Fucoidan từ rong nâu bằng phương pháp thích hợp với hiệu suất thu hồi
cao.
Kết quả nghiên cứu tạo tiền đề cho việc hoàn thiện quy trình tinh sạch fucoidan
trước khi đem sản xuất ứng dụng thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị bệnh.


13

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về rong nâu
2.1.1.

Giới thiệu về rong biển

Rong biển hay còn gọi là tảo bẹ, là thưc vật bậc thấp sống tự dưỡng bằng cách
quang hợp, có cấu tạo cơ thể đơn bào hoặc đa bào, sống ở biển, có thể sống ở môi
trường nước mặn và nước lợ. Chúng mọc trên các vách đá, các rạn san hô hoặc các
mọc dưới tầng nước sâu với điều kiện có ánh sấng mặt trời chiếu tới để quang hợp.
Chúng có kích thước hiển vi hoặc có khi dày hang chục mét. Hình dạng của chúng khá
đa dạng, có khi là hình cầu hoặc hình sợi, hình phiến hay hình thù đặc biệt khác.
[ CITATION Trầ17 \l 1033 ]
Tùy thuộc vào đặc điểm hình thái, thành phần sắc tố, thành phần cấu tạo, đặc
điểm sinh sản mà rong biển được chia thành các ngành khác nhau.trong đó có ba ngành
có giá trị kinh tế cao và được báo cáo chủ yếu thuộc 3 nghành chính, có 4000 loài
thuộc ngành rong đỏ (Rhodophyta), 1500 loài rong thuộc ngành rong nâu (Phaeophyta)
và 900 loài thuộc ngành rong lục (Chlorophyta). Trong đó, tổng số loài rong ở Việt
Nam ước tính vào khoảng 639 loài: 151 loài thuộc ngành rong lục (Chlorophyta), 269
loài thuộc ngành rong đỏ (Rhodophyta), 143 loài thuộc ngành rong nâu (Phaeophyta)
và 76 loài thuộc ngành rong lam (Cyanophyta). Trong đó, có 310 loài phân bố ở vùng
ven biển các tỉnh phía Bắc và 484 loài hiện diện ở các tỉnh phía Nam, 156 loài phân bố

ở cả hai vùng. Một số nhóm rong kinh tế như rong Câu (Gracilaria), rong Đông
(Hypnea), rong Mơ (Sargassum), rong Mào gà (Laurencia)… là những đối tượng được
nuôi trồng rộng rãi phục vụ các nhu cầu trong nước và xuất khẩu.[ CITATION Bùi18 \l
1033 ]
 Phân loại rong biển trên thế giới:


14

Dựa vào đặc điểm hình thái, thành phần sắc tố, đặc điểm cấu trúc, đặc điểm sinh sản
mà rong biển được chia thành 9 ngành sau:










Ngành rong nâu (Phaecophyta)
Ngành rong vàng (Xantophyta)
Ngành rong lục (Chlorophyta)
Ngành rong đỏ (Rhodophyta)
Ngành rong lam (Cyanophyta)
Ngành rong trần (Englenophyta)
Ngành rong giáp (Pyrophyta)
Ngành rong khuê (Bacillareonphyta)
Ngành rong kim (Chrysophyta)

Trong đó, ba ngành có giá trị kinh tế cao là rong Lục, rong Nâu, rong Đỏ.
-

Ngành rong Lục: có trên dưới 360 chi và hơn 5700 loài, phần lớn sống trong

nước ngọt, nét đặc trưng của loài rong này là có màu lục. Màu xanh từ chất diệp lục a
và b, beta-carotene (một sắc tố màu vàng), và các đặc tính xanthophylls (màu vàng
hoặc màu nâu). Thực phẩm dự trữ là tinh bột, một số chất béo hoặc dầu như thực vật
bậc cao. Tảo xanh có thể là đơn bào (một tế bào), đa bào (nhiều tế bào), colonial (sống
như một tập hợp lỏng lẻo của các tế bào) hoặc coenocytic (bao gồm các tế bào lớn
nhất, những tế bào có thể được uninucleate hoặc multinucleate). Chúng có lục lạp
màng và nhân. Hầu hết các màu xanh lá cây là thuỷ sản và được tìm phổ biến ở nước
ngọt (chủ yếu là charophytes) và các sinh cảnh biển (chủ yếu là chlorophytes). Sinh sản
vô tính có thể là do sự phân hạch (chia tách), nảy chồi, phân mảnh hoặc bằng
zoospores (di động hơn các bào tử.)
Hình 2.1: Hình thái rong lục
-

Ngành rong Nâu: có trên 190 chi, hơn 900 loài, phần lớn sống ở biển, số chi, ít

loài sống trong nước ngọt. Đặc điểm: Màu nâu là kết quả của các sắc tố fucoxanthin
hoàng thể tố, trong màng có chất diệp lục a và c (không có diệp lục b), beta-carotene và


15

các xanthophylls khác. Thực phẩm dự trữ thường là polysaccharides phức tạp, đường
và higher alcohols. Các Cacbohydrate dự trữ chủ yếu là laminaran và không có tinh bột
(khác với tảo xanh). Lớp màng được làm từ cellulose và acid alginic, một

heteropolysaccharide dài chuỗi. Đa số có cấu tạo đa bào, các loại đơn giản nhất có
dạng nhánh, tản sợi. Các tảo bẹ (kelps) là lớn nhất (dài đến 70m) và có lẽ phức tạp nhất
là tảo nâu. Hầu hết các loài tảo nâu có một sự thay đổi luân phiên của đơn bội và lưỡng
bội các thế hệ.
Hình 2.2: Hình thái rong nâu


16

-

Ngành rong Đỏ: rong Đỏ là những loại rong biển khi tươi có màu hồng lục,

hồng tím, hồng nâu. Khi khô tùy theo phương pháp chế biến chuyển sang màu nâu hay
nâu vàng đến vàng. Rong Đỏ có 2500 loài, gồm 400 chi, thuộc nhiều họ, phần lớn sống
ở biển. Đối tượng để sản xuất các chất keo rong: Agar, Carrageenane, Furcellaran.
Đặc điểm: Màu đỏ của những kết quả này tảo từ sắc tố phycoerythrin và
phycocyanin, mặt nạ này các sắc tố khác, diệp lục một (không có diệp lục b), betacarotene và một số xanthophylls duy nhất. Các dự trữ chính thường floridean tinh bột,
và floridoside; giống tinh bột như của thực vật bậc cao và loại trừ tảo lục. Màng làm
bằng cellulose và agars và carrageenans, cả chuỗi polysaccharide dài sử dụng rộng rãi.
Có một số đại diện đơn bào có nguồn gốc đa dạng, phức tạp hơn có dạng các sợi.


17

Hình 2.3: Hình thái của rong đỏ
 Nguồn lợi của rong biển tại quần đảo Trường Sa, căn cứ theo giá trị sử
dụng của từng loài, nguồn rong đã được chia thành 6 nhóm nguyên liệu chế biến như
sau: Agar, Carageenan, dược liệu, thực phẩm, phân bón và rau xanh.
- Nhóm nguyên liệu chế biến Agar: Gracilaria arcuata, G. edulis; Gelidiella

acerosa, Gelidium pusillum; Liagora ceranoides; Actinotrichia fragilis...
- Nhóm làm nguyên liệu chế biến keo carrageenan bao gồm các loài:
Kappaphycus cottonii, K. inerme; Eucheuma arnoldii; Laurencia obtusa, L. papillosa;
Acanthophora spicifera; Hypnea cornuta, H. spinella, Hypnea esperi...
- Nhóm làm dược liệu: Liagora ceranoides, L. farinisa, Actinotrichia fragilis,
Asparagopsis taxiformis; Peyssonnelia rubra, Jania adhaerens, Mastophora rosea,


18

Codium repens, C. arabicum; Dictyosphaeria cavernosa; Chondria armata; Caulerpa
racemosa...
- Nhóm làm thực phẩm: Liagora ceranoides, L. farinisa, Gelidiopsis intricata, G.
variabilis, Gelidiella myriocladia, Pterocladia pinnata, Halymenia maculata, Gracilaria
arcuata, Kapaphycus cotoonii, Caulerpa racemosa, C. microphysa; Gracilaria arcuata;
Hypnea pannosa, H. nidulans; Gelidella acerosa, G. myrioclada; Kappaphycus cottonii;
Eucheuma arnoldii...
- Nhóm làm phân bón: Halimeda và Turbinaria, Padina...
- Nhóm làm rau xanh: Caulerpa racemosa.
Rong biển có thành phần hóa hoạc đa dạng, các hợp chất đều là những hợp chất
có giá trị dinh dưỡng và hoạt tính sinh học cao. Hàm lượng các chất có trong rong biển
phụ thuộc vào loài rong, điều kiện sống, sinh trưởng và phát triển của rong. Theo các
kết quả nghiên cứu, thành phần trong rong bao gồm: nước chiếm 80 – 90%, protein
chiếm khoảng 5 – 20,5% trọng lượng khô, 17 loại amino acid, trong đó có mặt hầu hết
các loại amino acid thiết yếu, hàm lượng lipid thấp chiếm từ 0,2 – 0,6%, các loại sắc
tố: sắc tố nâu (fucoxanhthin), các sắc tố khác như: violaxanthin, antheraxanthin,
diainoxanthin, neoxanthin và diatoxanhthin, chất khoáng, các nguyên tố đa lượng và
các nguyên tố vi lượng.[ CITATION Bùi18 \l 1033 ]
2.1.2.

Giới thiệu về rong nâu

 Đặc điểm: rong nâu thuộc ngành tảo màu (Chromophyta), là tản thực vật đa bào,
sống ở vùng nước mặn, cơ thể phân hóa có “thân” và “lá” giả; có diệp lục a, c và các
sắc tố phụ là fucoxanthin; chất dự trữ là laminarin.
Hình 2.4: Hình thái rong nâu
Đặc điểm chung là có Tản hình sợi (cơ quan dinh dưỡng), dài 50 – 70cm đến trên
2m. Phiến mỏng dạng lá có hình bầu dục hẹp hay hình mũi giáo, dài 3 – 4cm, mép răng
cưa nhỏ hoặc có lượn song. Có phao hình cầu hay hình trái xoan, đường kính 4mm.


19

Đĩa bám được dung để bám dính vào vật bám như đá hay san hô… (không có chức
năng hấp thụ nước và vận chuyển muối khoáng như rễ thực vật trên cạn). [ CITATION
Ngu97 \l 1033 ]
Rong nâu thuộc nhóm rong có kích thước lớn (macroalgae), chủ yếu gồm 4 chi
Sargassum, chi Turbinaria, chi Padina, chi Dictyota, có sản lượng tự nhiên cao nhất so
với các nhóm khác. Đặc biệt là chi Sargassum, chúng tạo thành thảm rong rộng từ vài
hecta cho đến vài chục hecta, các chi khác mọc với mật độ vừa phải, có trên các bãi
triều và rạn ngầm có nền đáy đá hoặc san hô. Rong nâu phân bố rộng, chiếm ưu thế
trong các bãi triều ven biển ở vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới. Rong nâu sống ở
vùng cạn phát triển sớm hơn song ở vùng nước sâu, sản lượng cao từ tháng 3 đến tháng
6, phát triển tốt ở những vùng có nền đáy cứng, nước trong, sóng manh, độ dốc bãi
triều từ 5 - 25%.
Rong nâu (Phaeophyta) phân bố nhiều nhất là ở Nhật Bản, tiếp đó là Canada,
Việt Nam, Hàn Quốc, Alaska, Ailen, Mỹ, Pháp, Ấn Độ… Fucoidan hiện diện trong
thành tế bào của các loài rong nâu chủ yếu thuộc Bộ Fucales và Laminariales của lớp
Phaeophyceae
Bảng 2.1: Một số loài rong nâu có hàm lượng Fucoidan cao

STT

Bộ (Order)

Loài


20

1

Chordariales

Cladosiphon okamuranus

2

Ectocarpales

Adenocystis utricularis

3

Fucales

Ascophyllum nodosum
Fucus evanescens C.Ag.
Fucus vesiculosus
Hizikia fusiformis (Hijiki)
Pelvetia wrightii.

Pelvetia canaliculate (Dcne and Thur.).
Sargassum fulvellum
Sargassum stenophyllum
Sargassum kjellmanianum
Sargassum ringgoldianum
Sargassum fusiforme
Sargassum siliquastrum
Sargassum thunbergii (Umitoranoo)
Undaria pinnatifida (wakame)

4

Laminariales

Kjellmaniella crassifolia
Ecklonia kurome


21

Chorda filum
Laminaria japonica
Laminaria cichorioides miyabe
Laminaria saccharina (L.) Lam.
Laminaria religiose.
Laminaria flavicans.
Nemacystus decipiens (Itomozuku).

2.1.3.

Thành phần hóa học của rong biển.

Trong rong biển có chứa nhiều thành phần mang lại lợi ích cho con người như:
glucide, khoáng chất, acid amin thiết yếu, nhóm polyphenol, cellulose, alginate,
laminaran và fucoidan. Thành phần hóa học của một số loài rong được liệt kê chi tiết
theo bảng(2.2)
Bảng 2.2: Thành phần hóa học (%) của một số loài rong biển

Loại rong
Ngành rong
Nước
Tro
Alginic acid
Xylan
Laminaran
Manitol
Fucoidan

Palmari
a
palmata

Porphyr
a sp.

Porphyr
a
yezoensi
s

Ascophyllu
m nodosum

Laminari
a digitara

Alaria
esculent
a

Nâu

Nâu

Nâu

Đỏ

Đỏ

Đỏ

70-85
15-25
15-30
0
0-10
5-10
4-10

73-90
73-90
20-45
0
0-18
4-16
2-4

73-86
73-86
21-42
0
0-34
4-13
Nd

79-88
15-30
0
29-45
0
0
0

86
8-16
0
0
0
0

0

Nd
7,8
0
0
0
0
0

Ulva sp.
Lục
78
13-22
0
0
0
0
0


22

Floridosid
Protein
Chất béo
Tamnin
Kali
Natri
Magie

Iod

0
5-10
2-7
2-10
2-3
3-4
0,5-0,9
0,01-0,1

0
8-15
1-2
0,1
1,3-3,8
0,9-2,2
0,5-0,8
0,3-1,1

0
9-18
1-2
0,5-6,0
Nd
Nd
Nd
0,05

2-20

8-25
0,3-0,8
Nd
7-9
2,0-2,5
0,4-0,5
0,01-0,1

Nd
33-47
0,7
Nd
3,3
Nd
2,0
0,005

Nd
43,6
2,1
Nd
2,4
0,6
Nd
Nd

0
15-25
0,6-0,7
Nd

0,7
3,3
Nd
Nd

2.2. Tổng quan về Fucoidan – Sulfated polysaccharide
2.2.1.

Giới thiệu chung về Fucoidan

Fucoidan là một sulfated polysaccharide được phân lập lần đầu từ rong nâu bởi
Kylin tại Đại học Uppsala ở Thụy Điển vào năm 1913, trong đó ông mô tả Fucoidan là
một loại tảo bẹ trơn và một loại chất xơ hòa tan. Theo danh pháp carbohydrate, vì các
polysaccharide được tạo nên bởi fucose và sulfate được đặt tên là sulfate fucan.
Sulfated polysaccharide có nguồn gốc từ rong nâu và động vật trên thực tế chỉ có mặt
trong ngành da gai và hải sâm. Nhưng cấu trúc của sulfated polysaccharide được tách
chiết từ rong nâu có cấu trúc phức tạp hơn, ngoài fucose và sulfate còn có các
monosaccharide khác như: galactose, xylose, manose, acid uronic… đồng thời có thể
bị oxy hóa một phần. cấu trúc hóa học chi tiết của polymer sinh học phức tạp này chưa
được phân tích hết, tùy loại rong khác nhau mà cấu trúc hóa học của nó có sự khác biệt.
Do đó, “fucoidan” là tên gọi dùng cho tất cả các sulfated polysaccharide có nguồn gốc
từ rong nâu, độc lập với thành phần của chúng, và không được sử dụng cho fucan
sulfate hóa có nguồn gốc từ động vật.
Fucoidan là hợp chất được quan tâm nghiên cứu nhờ các hoặt tính sinh học đa
dạng và đặc thù như: chống đông máu và hoạt động chống huyết khối, chống virus,
chống khối u, điều hòa miễn dịch, giảm lipid máu, chống oxy hóa và các đặc tính
chống bổ thể, chống lại các bệnh về gan, về đường tiết niệu, tác dụng bảo vệ dạ dày,
giảm đường huyết và hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường type 2…

23

2.2.2.

Thành phần hóa học của fucoidan

Về mặt hóa học, thành phần chính của Fucoidan là đường sulfate (sulfated
fucose) và các loại đường khác như galactose, mannose, xylose, acid uronic được gắn
với nhau.
Hàm lượng của fucoidan phụ thuộc vào loài, địa điểm và thời gian thu hoạch.
Năm 1997, Park và cộng sự đã công bố hàm lượng fucoidan có từ 1-20% trọng lượng
rong khô và tùy thuộc vào loài rong do cấu trúc phân tử khác nhau. Năm 1994, Koo đã
thống kê các loiaf rong L.religiosa, U.pinnatifida, H.fusiforme và S.fulvellum có chứa
hàm lượng fucoidan tinh khiết lần lượt là 2.7%, 6.7%, 2.5% và 1.6%.
Thành phần của fucoidan trong dịch chiết nước nóng lần đầu được xác định là
một polysaccharide có chứa L-fucose và D-xylose, trong khi đó D-galactose và uronic
acid được xem như là tạp chất. Tuy nhiên, trong báo cáo của Percival và Ross thì
Fucoidan trong dịch chiết nước nóng của các loài rong Fucus vesiculosus, Fucus
spiralis và Himanthalia lorea có chứa 38% ester sulfate, 56.7% fucose, 4% galactose,
1.5% xylose, 3% uronic acid và 8% khoáng. Các loài rong khác nhau thì tỉ lệ
fucose/galactose cũng khác nhau, thành phần của fucoidan có thể biến đổi theo từng
loài rong và phương pháp tách chiết.[ CITATION Bùi18 \l 1033 ][ CITATION Per50 \l
1033 ]
Bảng 2.3 : Thành phần fucoidan của một số loài rong
Rong nâu

Thành phần

F. vesiculosus

fucose/sulfate (1/1.20)

F. evanescens

fucose/sulfate/acetate (1/1.23/0.36)

F. distichus

fucose/sulfate/acetate (1/1.21/0.08)

F. serratus L.

fucose/sulfate/acetate (1/1/0.1)

Lessonia vadosa

fucose/sulfate (1/1.12)

Macrocytis pyrifera

fucose/galactose (18/1), sulfate


24

Pelvetia wrightii

fucose/galactose (10/1), sulfate

Undaria pinnatifida (Mekabu)

fucose/galactose (1/1.1), sulfate (10.4 %)

Ascophyllum nodosum

fucose/xylose/GlcA (4.9/1/1.1), sulfate (12%)

Himanthalia lorea và Bifurcaria fucose/xylose/GlcA (2.2/1.0/2.2), sulfate (13%)
bifurcate
Padina pavonia

fucose/xylose/mannose/glucose/galactose
(1.5/1.5/1.2/1.2/1), sulfate (17.6 %)

Laminaria angustata

fucose/galactose/sulfate (9/1/9)

Ecklonia kurome

fucose/galactose/mannose/xylose (1/0.67/0.03/0),
sulfate (26.2 %)

Sargassum stenophyllum

fucose/galactose/mannose/xylose
(1/0.2/0.02/0.24), sulfate (19 %)

Adenocytis utricularis

fucose/galactose/mannose (1/0.38/0.15), sulfate

Hizikia fusiforme

fucose/galactose/mannose/xylose/GlcA
(1/0.72/0.72/0.2/0.25), sulfate (11.8 %)

Dictyota menstrualis

fucose/xylose/uronic acid/galactose/sulfate
(1/0.8/0.7/0.8/0.4) và (1/0.3/0.4/1.5/1.3)

Spatoglossum schroederi

fucose/xylose/galactose/sulfate (1/0.5/2/2)

Ngoài ra, trong báo cáo của Nguyễn Duy Nhứt năm 2008 đã tiến hành nghiên
cứu và so sánh hàm lượng fucoidan cùng những thành phần hóa học khác nhau từ 8
loài rong thuộc 3 chi rong Sargassum, Padina và Turbina.[ CITATION Ngu08 \l 1033 ]
Bảng 2.4 : Hàm lượng đường đơn của các loài rong

Stt

Loài rong

Hàm
lượng
Fucoid
an %

Thành phần đường đơn (%mol)

Fuc

Man

Gal

Xyl

SO42- %

Glc

w/w**

Uronic
Acid
%w/w**

1

S.swartzii

0,82

35,8

19,2

32,3

9,9

2,8

20,40

14,28

2

S.oligocystum

1,78

42,3

8,9

38,3

7,1

3,4

22,46

21,54

3

S.denticapum

2,00

40,1

15,9

38,7

5,3

Nd

25,69

21,20

4

S.mcclurci

2,37

38,5

4,2

33,1

3,6

20,6 33,15

17,87


25

5

S.polycystum

2,57

42,4

12,6

23,5

1,3

10,2 25,60

23,74

6

S.binderi

1,13

42,2

10,3

38,0

9,5

Nd

21,47

5,35

7

Turbina ornata

1,23

55,8

9,2

24,8

9,0

1,2

25,30

7,50

8

Padina australis

1,93

47,1

2,5

22,3

11,5

16,6 21,90

21,02

* Hàm lượng tính theo khối lượng rong khô đã loại chất béo.
**Hàm lượng tính theo khối lượng của fucoidan; nd: không phát hiện thấy.
2.2.3.

Cấu trúc hóa học của fucoidan.

Cấu trúc của fucoidan vô cùng phức tạp và không đồng nhất,là một sulfated
polysaccharide dị thể có sự thay đổi trong cơ cấu liên kết, phân nhánh, vị trí nhóm
sulfate và các loại đường khác nhau trong polysaccharide tùy thuộc vào nguồn gốc của
chúng. Do đó việc phân tích để phát hiện tính quy luật trong cấu trúc của fucoidan vẫn
còn khó khăn và có rất ít công bố liên quan.[ CITATION Bùi18 \l 1033 ]
Năm 1950, Percival và Ross đã mô tả cấu trúc fucoidan từ rong nâu Fucus
vesiculosus là một polysaccharide có bộ khung chính là α-L-fucose(1-2), vị trí nhánh là
α-L-fucose(1-3) và các nhóm sulfate ở vị trí 4 của gốc đường L-fucospynanose.

Năm 1993, Pantakar và các cộng sự đã nghiên cứu lại cấu trúc fucoidan phân lập
từ Fucus vesiculosus. Kết quả cho thấy sự khác nhau về bản chất liên kết glycoside của
fucoidan này với mạch chính là α-L-fucose(1-3) thay vì α-L-fucose(1-2) như fucoidan
nghiên cứu trước. Mặt khác nhóm sulfate được tìm thấy chủ yếu ở vị trí 4, phù hợp với
mô hình của Percival và Ross. Sự khác nhau này được giải thích là do kỹ thuật chiết
tách khác nhau, fucoidan được Percival và Ross chiết trong môi trường nước nóng, còn
Pantakar chiết với dung môi acid, ngoài ra sự khác nhau về phương pháp methyl hóa
và cuối cùng là khác nhau về phương pháp phân tích cấu trúc. Percival và Ross phân
tích cấu trúc của fucoidan dựa trên các tính chất về sắc ký và hóa học của sản phẩm