Đánh giá khả năng chống oxy hóa và ức chế Enzyme A-Glucosidase trong dịch chiết bằng enzyme từ một số loài tảo nội địa

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ NGUYỄN THANH NGÂN

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA VÀ ỨC CHẾ
ENZYME A-GLUCOSIDASE TRONG DỊCH CHIẾT BẰNG
ENZYME TỪ MỘT SỐ LOÀI TẢO NỘI ĐỊA.

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số:

60420201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2019


Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia thành phố Hồ
Chí Minh.
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Đặng Quốc Tuấn.
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1 :.........................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2 :.........................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia thành
phố Hồ Chí Minh.

ngày..........tháng .... năm 2019
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1.............................................................
2.............................................................
3 ..........................................................
4 ..........................................................
5 ..........................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Lê Nguyễn Thanh Ngân. MSHV: 1570257
Ngày tháng năm sinh: 15/10/1989. Nơi sinh: Ninh Thuận.
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Mã số: 60420201
I. TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá khả năng chống oxy hóa và ức chế enzyme a-

glucosidase trong dịch chiết bằng enzyme từ một số loài tảo nội địa.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Đánh giá ảnh hưởng của loại enzyme đến hiệu suất trích ly, hàm lượng hoạt
chất sinh học, khả năng chống oxy hóa của các loài rong biển.
- Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ và thời gian sử dụng enzyme hỗ trợ trích ly
đến hiệu suất trích ly, hàm lượng hoạt chất sinh học, khả năng chống oxy hóa của các
loài rong biển.
-

Đánh giá khả năng ức chế enzyme a-glucosidase trong chiết xuất từ một

số loài rong biển phổ biến tại Việt Nam.
II.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

HI. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
IV. HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐẶNG QUỐC TUẤN

Tp. Hồ Chi Minh, ngày .... thảng .... năm 2019
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS. Đặng Quốc Tuấn

PGS. TS. Lê Thị Thủy Tiên
TRƯỞNG KHOA

4

LỜI CẢM ƠN
Chân thành cảm ơn PGS. TS Lê Thị Thủy Tiên - Chủ nhiệm bộ môn Công nghệ
Sinh học, PGS. TS. Nguyễn Thúy Hương và các Thầy Cô giảng viên bộ môn Công
nghệ Sinh học, Khoa Kỹ thuật Hóa học, trường Đại học Bách khoa - ĐHQG TP.HCM
trong thời gian qua đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích.
Chân thành cảm ơn TS. Đặng Quốc Tuấn đã hướng dẫn em trong quá trình thực
hiện đề tài tốt nghiệp.
Cảm bằng
trường
ơn đã
Ban
tạo
giám
điều
đốckiện
Trung
vềtâm
thời
Quan
gian
trắc
chovà
tôi
tài
hoàn
nguyên
thành
môi

văn
thạc
sĩ.


TÓM TẮT
Rong biển là nguồn nguyên liệu có nhiều hợp chất sinh học. Mục tiêu của đề tài
là xây dựng phương pháp trích ly vật liệu rong biển có sự hỗ trợ của enzyme, nhằm
thu nhận sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao và hoạt tính ức chế enzyme aglucosidase. Có 3 loài rong biển phổ biến ở Việt Nam là rong nho, rong sụn (K.
alvarezii) và rong mơ (Sargassum sp.) được khảo sát trích ly bằng nước nóng và bằng
sự hỗ trợ enzyme thủy phân. Bốn loại enzyme hỗ trợ ly trích bao gồm 2 loại
carbohydrase (Termamyl, Viscozyme L) và 2 loại protease (Flavourzyme, Alcalase).
Kết quả cho thấy rong nho (C. lentillife ra) cho hiệu suất trích ly cao nhất với sự hỗ trợ
của Alcalase (59,93%), Viscozyme L phù hợp với rong sụn (K. alvarezii) cho hiệu suất
trích ly cao nhất (39,83%), rong mơ (Sargassum sp.) cho hiệu suất trích ly cao nhất với
sự hỗ trợ của Alcalase (27.31%). Tất cả các mẫu dịch chiết bằng enzyme đều tăng hiệu
suất trích ly khác biệt so với điều kiện trích ly không có enzyme. Sản phẩm chiết xuất
từ rong mơ (Sargassum sp.) với Viscozyme có hàm lượng polyphenol tổng và khả
năng chống oxy hóa cao nhất (tương ứng là 12,48 mgGAE/g rong biển khô và 52,07%
khả năng khử gốc tự do DPPH); rong nho (C. lentillifera) với Alcalase (3,37
mgGAE/g rong biển khô, 31,70% khả năng khử gốc tự do DPPH) và rong sụn (K.
alvarezii) với Flavourzyme (0,98 mgGAE/g rong biển khô, 25,53% khả năng khử gốc
tự do DPPH). Cuối cùng, các enzyme lựa chọn phù hợp cho trích ly rong mơ, nho rong
và rong sụn lần lượt là Viscozyme L, Alcalase và Flavourzyme. Các điều kiện trích ly
phù hợp như nồng độ enzyme và thời gian trích ly đã được chọn. Trên rong mơ
Sargassum sp. (7% Viscozyme, 2411) cho chất chiết xuất có khả năng ức chế aglucosidase IC50 = 0,10 mg/ml); trên rong nho c. lentillifera (7% Alcalase, 24h) cho
khả năng ức chế a- glucosidase IC50 = 9,00 mg/ml và rong sụn K. alvarezii (7%
Flavourzyme, 1211) cho khả năng ức chế a- glucosidase IC50 = 10,48 mg/ml.

ABSTRACT
Seaweeds are an excellent source of bioactive compounds to various industrial fields.
The objective of this study was to determine the method of enzyme-assisted extraction
on seaweed material for obtain the extract containning high antioxidant and aglucosidase inhibitory activities. There are three common seaweed species in Vietnam:
Caulerpa lentillifera, K. alvarezii and Sargassum sp. was extracted by hot water and
by enzyme-assistant method. Four type of enzymes, consist of two types of
carbohydrase (Termamyl, Viscozyme L) and two types of protease (Flavourzyme,
Alcalase) were used for seaweed extraction. The results reported that c. lentillifera had
the highest extraction yield for Alcalase (59,93%), K. alvarezii recorded the highest
extraction yield for for Viscozyme L (39,83%) and Alcalase for Sargassum sp.
(27.31%). All samples extracted by different enzyme expressed a significant increase
in the extraction yield compared to the enzyme-free extraction conditions. Product
extracted from Sargassum sp. for Viscozyme had the highest polyphenol content and
antioxidant activity (12,48 mgGAE/g dried seaweed and 52,07% DPPH radical
scavenging activity); Caulerpa lentillifera for Alcalase (3,37 mgGAE/g dried seaweed,
31,70% DPPH radical scavenging activity) and Kappaphycus alvarezii for
Flavourzyme (0,98 mgGAE/g dried seaweed, 25,53% DPPH radical scavenging
activity). Finally, the suitable enzymes for Sargassum sp., Caulerpa lentillifer a and
Kappaphycus alvarezil extract were Viscozyme L, Alcalase and Flavourzyme,
respectively. Appropriate extraction conditions such as enzyme concentration and
extraction time were selected. Sargassum sp. (7% Viscozyme, 24h) expressed aglucosidase inhibitor activity at IC50 = 0,10 mg/ml while Caulerpa lentillifera
Alcalase, 2411) at IC50 = 9,00 mg/ml and Kappaphycus alvarezii Flavourzyme, 1211)
at IC50 = 10,48 mg/ml.

Key words: Seaweeds, enzyme-assisted extraction, Sargassum sp., Caulerpa
lentillifera, Kappaphycus alvarezii.


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng

dẫn khoa học của TS. Đặng Quốc Tuấn.
Các số liệu, bảng biểu, hình ảnh là kết quả nghiên cứu của nhóm thực hiện đề tài.
Tác giả


V

MỤC LỤC


9

1.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian trích ly đến hiệu suất, hàm lượng

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DNA

Deoxyribonucleic acid

GAE
TCA

Gallic acid equivalent
Trichloroacetic acid

TPC

Polyphenol tong

DPPH

1,1-diphenyl- 2-picrylhydrazyl

ROS

Reactive Oxygen Species

RNS

Reactive Nitrogen Species

P-NP-G

p-nitrophenyl-a-Dglucopyr anosid


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1. Ảnh hưởng của loại enzyme hỗ trợ trích ly đến hiệu suất thu dịch chiết (%)
.....................................................................................................................................38
Bảng 4.2. Hàm lượng pholyphenol tổng (mg GAE/g nguyên liệu khô) từ dịch chiết thu
nhận được qua quá trình trích ly sử dụng các enzyme hỗ trợ khác nhau....................39


DANH MỤC CÁC HÌNH
•


Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài

Theo số liệu thống kê từ Tổ chức nông lương liên hiệp quốc (FAO), đến thời
điểm năm 2012, toàn thế giới đã có 23,8 triệu tấn rong biển tươi được thu hoạch.
Trong đó, có khoảng 95% được sản xuất trong nuôi trồng thủy sản chủ yếu ở châu Á,
phần còn lại được thu hoạch từ tự nhiên cả ở châu Á và châu Âu (FAO, 2014; Hansen,
2013). Việt Nam đã xác định được 800 loài rong biển với trữ lượng tự nhiên 80 -100 tỷ
tấn tính đến đầu năm 2018. Hiện nay, có 2 nhóm loài rong biển có trữ lượng nguồn lợi
tự nhiên lớn là rong mơ và rong câu; 7 loài rong có giá trị kinh tế là rong nho, rong câu
chỉ vàng, rong câu thắt, rong câu cước, rong sụn, rong bắp sú, rong sụn gai đang được
nuôi trồng phổ biến ở Việt Nam (Văn Viện, 2018).
Hoạt tính sinh học của các chất chuyển hóa thứ cấp được trích ly từ các loài rong
biển là một chủ đề quan trọng của nhiều nghiên cứu khoa học. Rong biển đã được xác
nhận có đóng góp vào việc phòng chống các bệnh nghiêm trọng như giảm huyết áp và
đường huyết, chống viêm, chống oxy hoá, điều hòa miễn dịch và ảnh hưởng thần
kinh,... Đáng chú ý là hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ các loại rong biển và
có thể sử dụng như một loại thuốc hiệu quả giúp bảo vệ chống lại tác hại của các gốc
tự do. Ngoài ra, một số nghiên cứu còn chỉ ra rằng hoạt chất sinh học từ rong biển còn
có khả năng chống đái tháo đường thông qua khả năng ức chế enzyme a-glucosidase
(Kurihara, 1999; Zhang và cộng sự, 2007) . Ngày nay, tuy đã có rất nhiều hợp chất
chống oxy hoá cũng như các chất ức chế enzyme a-glucosidase được tổng hợp nhưng
các hợp chất tổng hợp thường gây nhiều phản ứng phụ. Vì vậy, việc tìm kiếm các hoạt
chất sinh học tự nhiên vẫn đang được sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới.
Một số phương pháp trích ly các hoạt tính sinh học từ rong
biển đã được thử nghiệm như trích ly bằng nước nóng, trích
ly bằng phương pháp vật lý, hóa học,.. Trong khi đó,
phương pháp trích ly được hỗ trợ enzyme đang được chú ý
bởi hiệu quả do hoạt động thủy phân của enzyme mang lại
trên rong biển. Nó có thể làm suy yếu hoặc phá vỡ cấu trúc
thành tế bào và phá vỡ các hợp chất lưu trữ phức tạp, giải
phóng các hợp chất như polysaccharide, peptide, axit amin

nội bào (Wang và cộng


13

sự, 2010). Một số nghiên cứu đã báo cáo khả năng trích ly cao các hợp chất hoạt tính
sinh học từ một số loài rong biển và đây được xem là phương pháp kinh tế, an toàn
trong thực phẩm và thân thiện môi trường dựa trên quá trình không dung môi với thấp
chi phí, tỷ lệ chiết xuất cao, năng suất cao (Heo và cộng sự, 2003; Hardouin và cộng
sự, 2014).
Việt Nam có sản lượng rong biển tự nhiên và nuôi trồng lớn sẽ là nguồn nguyên
liệu dồi dào và đầy tiềm năng để tạo ra các loại dịch chiết rong biển có hoạt tính sinh
học cao. Tuy nhiên, hiện nay tại Việt Nam lại chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng về
đối tượng này. Các nghiên cứu thu nhận dịch chiết có hoạt tính sinh học trên rong biển
đa số chỉ sử dụng phương pháp trích ly bằng dung môi. Phương pháp này cho hiệu
suất trích ly tương đối cao nhưng mất nhiều thời gian, đòi hỏi lượng dung môi hữu cơ
lớn gây ô nhiễm môi trường và độ an toàn trong thực phẩm và dược phẩm thấp.
Xuất phát từ những tiền đề trên, đề tài “Đánh giá khả năng chống oxy hóa và ức
chế enzyme a-glucosidase trong dịch chiết bằng enzyme từ một số loài tảo nội địa”
được thực hiện.
1.2. Mục tiêu đề tài

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hoạt tính sinh học polyphenol tổng, khả năng
chống oxy hóa và khả năng ức chế enzyme a-glucosidase trong dịch chiết thu nhận
được từ các đại diện của rong đỏ, rong nâu và rong lục phổ biến tại Việt Nam. Nhằm
tìm kiếm và bổ sung nguồn nguyên liệu tự nhiên đầy tiềm năng và phong phú với khả
năng chống đái tháo đường và chống oxy hóa hiệu quả.
Khảo sát hiệu quả sử dụng phương pháp trích ly hỗ trợ với các loại enzyme thủy
phân thích hợp, cũng như sự ảnh hưởng của các điều kiện trong quá trình trích ly đến
các hoạt tính này.

1.3. Đối tượng nghiên cứu

- Rong mơ Sargassum. sp được thu thập từ tự nhiên tại vùng biển phường Đông
Hải, thành phố Phan Rang Tháp Chàm, tỉnh Ninh Thuận.
- Rong sụn Kappaphycus alvarezii được thu thập vào mùa thu hoạch tại vùng
nuôi rong sụn thuộc thôn Sơn Hải, xã Cà Ná, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận.
- Rong nho Caulerpa lentillifera được thu thập tại ao nuôi tại thôn Phương
Cựu, xã Phương Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận.


14

1.4. Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát ảnh hưởng của 4 loại enzyme đến hiệu suất trích ly và hàm lượng
polyphenol tổng số, khả năng chống oxy hóa thông qua khả năng khử gốc tự do DPPH
của dịch chiết rong biển.
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian xử lý đến hiệu suất trích
ly và hàm lượng phenolic tổng số, khả năng chống oxy hóa thông qua khả năng khử
gốc tự do DPPH của dịch chiết rong biển.
- Đánh giá khả năng ức chế enzyme a-glucosidase của dịch chiết của 3 đại diện
rong biển với những điều kiện trích ly đã được chọn lọc.
1.5. Ý nghĩa của đề tài

- Ý nghĩa khoa học
Kết quả của nghiên cứu này giúp đánh giá ảnh hưởng của một số điều kiện trong
phương pháp trích ly được hỗ trợ bằng enzyme đến hoạt chất sinh học liên quan đến
khả năng chống oxy hóa cũng như đánh giá khả năng ức chế enzyme a-glucosidase
trong đại diện của 3 phân lớp rong biển lớn tại Việt Nam.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

ĐánhViệt
giá Nam,
hoạt
tính
sinh
học
của
các
diện
rong
phổ
biến
tại
nghệ
trích
ly thu
góp
phần
nhận
tạo
các
cơ
hoạt
sởthực
chất
chođại
việc
sinh
phát
học

rong
triển
biển
công
sử
dụng
phẩm.
trong
thực
phẩm
chức
năng,
phẩm
bổ
sung
và
dược


Chương 2: TỔNG QUAN
2.1. Rong biển

Tảo được phân loại là vi tảo đơn bào và rong biển là thực vật vĩ mô của sinh vật biển. Vi
tảo được tìm thấy trong cả môi trường sinh vật đáy, sinh vật sống ven biển và cả trên vùng biển
đại dương. Rong biển phát triển trong vùng triều cũng như trong khu vực dưới triều lên đến một
độ sâu nhất định nơi có rất ít ánh sáng quang hợp (Dhargalkar và Pereữa, 2005).
2.1.1.

Phân loại rong biển

Rong biển thường được mô tả, được phân loại chủ yếu theo màu thành ba loại chính là
rong biển màu lục, đỏ và nâu:
+ Rong Đỏ: Rong Đỏ (Rhodophyta) phân bố nhiều ở Việt Nam. Tiếp đó cùng với số lượng
loài tương đương nhau ở Nhật Bản, Chile, Indonesia, Philippine, Canada, Hàn Quốc tiếp theo
sau là Thái Lan, Brazil, Pháp, Bồ Đào Nha, Trung Quốc,....
+ Rong Nâu: Rong Nâu (Phaeophyta) phân bố nhiều nhất ở Nhật Bản, tiếp theo là Canada,
Việt Nam, Hàn Quốc, Alaska, Ireland, Mỹ, Pháp, ấn Độ, kế tiếp là Chile, Achentina, Brazil,
Hawaii, Malaysia, Mexico, Myanmar, Bồ Đào Nha.
+ Rong Lục: Xét về số lượng các loài rong, thì rong Lục (Chlorophyta) trên thế giới chủ
yếu phân bố tập trung tại Philippin, tiếp theo là Hàn Quốc, kế tiếp là Indonesia, Nhật Bản và
Việt Nam.
2.1.2. Rong biển tại Việt Nam
Trong năm 2010-2011, dự án “Điểu tra tong thể đa dạng sinh học các hệ sinh thái rạn
san hô và vùng ven đảo ở vùng biển Việt Nam phục vụ phát triển bển vững” đã tiến hành nghiên
cứu, đánh giá hiện hạng thành phần loài rong biển tại 19 vùng đảo ở biển Việt Nam. Bằng
phương pháp hình thái so sánh và phân tích cấu trúc tế bào, tác giả đã xác định được 376 loài
rong biển, thuộc 62 họ, 31 bộ thuộc 4 ngành rong biển. Trong đó, ngành rong đỏ (Rhodophyta)
có 178 loài, ngành rong lục (Chlorophyta) có 94 loài, ngành rong nâu (Ochrophyta) có 80 loài
và ngành rong lam (Cyanobacteria) có 24 loài. (Đỗ Anh Duy, Đỗ Văn Khương; 2012).
Đối với loại rong có sản lượng tự nhiên lớn: rong nâu (Sargassum, Hormophysa,
Hydroclathrus)', rong đỏ (Gracỉlarỉa, Hydropuntỉa, Hypnea)', rong lục (Ulva, Chaetomorpha,
Cladophora, Caulerpa lentillifera và một số loài khác, được nuôi hồng trong ao đìa, vịnh, bãi
triều ven biển (Hoàng My, 2016).


Đối với loại rong nuôi hồng có sản lượng tự nhiên lớn: Hiện nay, 07 loài rong kinh te
(rong nho - Caulerpa lentillifera, rong câu chỉ vàng - Gracỉlarỉa tenuỉstỉpỉtata, rong câu thắt Gracilariafirma, rong câu cước - Gracilariopsis bailinae, rong sụn - Kappaphycus alvarezii,
rong bắp sú - Kappaphycus strỉatus, rong sụn gai - Eucheuma denticulatum) đang được hồng
phổ biến ở Việt Nam (Nguyen Van Tu, 2015). Hiện tại, cả nước nuôi trồng khoảng 10.000 ha
rong biển, sản lượng đạt hơn 101.000 tấn rong tươi/năm. Trong đó, Bắc bộ có gần 6.600 ha, Bắc

Trung bộ hơn 2.000 ha, Nam Trung bộ 1.400 ha và đồng bằng sông Cửu Long 100 ha (Văn
Viện, 2018).
2.1.3. Loài rong biển nghiên cứu
a. Rong sụn

Rong sụn có tên khoa học là Kappaphycus alvarezii, thuộc ngành tảo đỏ. Đây là một trong
những nguồn quan họng nhất cung cấp carrageenan, là nhóm polysaccharid tạo gel và tạo độ
nhớt.
- Phân bố và sản lượng:
Là loài rong nhập từ Nhật Bản vào Việt Nam tháng 2 năm 1993. Hiện được trồng ở một
số tỉnh Miền trung và Miền Nam. Ở Miền Bắc mới thử nghiệm trồng ở Quảng Ninh, Hải Phòng
và Nghệ An. Phân bố ở các nước Philippin, Nhật Bản, Indonesia, Polynexia, Pháp. Rong sụn K.
alvarezii được trồng nhiều nhất ở các tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, năng suất trung
bình 20-30 tấn khô/ha/năm và đã trở thành một loài thuỷ sản quan họng ở một số tỉnh ở miền
nam Việt Nam (Danida và Suma, 2002). Trong những năm gần đây, theo số liệu thống kê từ
Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang, năm 2010, sản lượng nuôi trong trung bình
của loài rong này lên đến 3.000 tấn khô/năm.


Hình 2.1. Rong sụn K. Atvarezii tại Ninh Thuận
- Thành phần hóa học:
Thành phần hóa học của rong sụn Kappaphycus alvarezii được thu thập ở Vịnh
Ninh Vân, Khánh Hòa đã được khảo sát bời Hong và cộng sự năm 2007 (Bảng 2.1).
Bảng 2.1. Thành phần chính của rong sụn (g/100g khối lượng khô) (Hong và cộng sự, 2007)

Loài

Kappaphycus
alvarezii

Phốt pho

Nitơ

Protein

Lipid

Carbohydrate

Chất
xơ

Tro

0,091

0,474

3,0

0,7

56,1

6,3

33,8

b. Rong mơ

Chi rong mơ có tên khoa học là Sargassum, thuộc ngành rong nâu Phacophyta, họ Rong
mơ Sargassaceae là đối tượng được sử dụng trong thực phẩm, dược phẩm và nguyên liệu cho
công nghiệp của nhiều nước trên thế giới (Nguyen Van Tu, 2015).

Hình 2.2. Rong mơ Sargassum
- Phân bố và sản lượng:
Ở Việt Nam có khoảng 147 loài rong nâu đã được phân loại, trong đó các loài rong thuộc
chi Sargassum (rong mơ) có trữ lượng lớn nhất (68 loài), phân bố dọc ven biển Việt Nam và sản


lượng ước tính trên 10.000 tấn khô/năm (Nguyễn Hữu Dinh, 2001). Khu vực miền Trung và
Nam Trung Bộ có trữ lượng rong lớn nhất và chất lượng cao, đặc biệt ở vùng biển Khánh Hòa
và Ninh Thuận. Theo điều tra tới năm 2011, có 39 loài rong nâu thuộc chi Sargassum phân bố ở
vùng biển Khánh Hòa, tập trung nhiều nhất và có trữ lượng lớn nhất là ở vịnh Nha Trang với 21
loài phổ biến và sản lượng ước tính gần 4.800 tấn khô/năm (Bùi Minh Lý, 2010). Tại Ninh
Thuận, các loài phổ biến như rong lá mơ (5. oligocystum), rong mơ nhiều phao (5. polysystưm),
rong lá mơ (5. mcclureĩ), rong mơ lá dày (5. crassifolium), rong mơ phao nhỏ (5. microcystum),
rong mơ bìa đôi (5. duplicatum), rong lá mơ (5. dentỉcarpum), rong lá mơ Swartz (5. swartzii)...
Vào mùa vụ khai thác rong mơ tự nhiên ở Ninh Thuận, trữ lượng thu được ước tính hơn 6.000
tấn tươi (Đỗ Kim Tâm, 2011).
- Thành phần hóa học chính:
Theo nghiên cứu thành phần hóa học chính trong rong mơ ở vùng biển Nha Trang thì hàm
lượng quan trọng nhất của rong mơ là polysaccharide (mà chủ yếu là alginate) chiếm 19-44%
trọng lượng rong khô (Nguyễn Hữu Đại, 1997). So với các loài rong nâu trên thế giới, rong mơ
Việt Nam có hàm lượng alginate khá cao (Bùi Văn Nguyên, 2018).
Hàm lượng protein trong rong mơ ở vùng biển Nha Trang dao động từ 8.05 - 21.11% so
với trọng lượng rong khô. Lượng protein này không chỉ phụ thuộc vào thành phần loài mà còn
phụ thuộc vào quá trình phát triển của cá thể, điều kiện sống của rong, cách phơi sấy, bảo quản
rong. Rong mơ chứa 17 loại axit amin trong đó có mặt tất cả các axit amin thiết yếu. Vì vậy

protein của rong mơ có tính dinh dưỡng cao hơn so với protein của các cây trồng trên cạn. Hàm
lượng lipid chỉ chiếm một phần nhỏ so với các chất hữu cơ khác trong rong, hàm lượng khoảng
0,2 -0,6% so với trọng lượng khô (Trần Thị Luyến và cộng sự, 2004)
Hỗn hợp polysaccharide ly trích từ Sargassum chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học
như: các hợp chất polyphenol, flavonoid thể hiện hoạt tính chống oxi hóa và tăng cường miễn
dịch (Blondin và cộng sự, 1994; Franz và cộng sự, 2000). Theo nghiên cứu gần đây, rong mơ
S.MỈcrocystum tại Khánh Hoà có hàm lượng polysaccharide trích ly cao nhất 40,2 ± 1,8%, hàm
lượng protein đạt giá trị 9,3% (Huỳnh Trường Giang, 2013).
c. Rong nho

Rong nho biển tên thường gọi là “sea grapes” được mô tả lần đầu tiên bởi J. Agardh năm
1873. Rong nho biển hay còn gọi là rong cầu lục bi nhỏ, có tên khoa học Caulerpa lentillifera,
thuộc chi Caulerpa, bộ rong cầu lục Caulerpales, ngành rong lục Chlorophyta.


- Phân bố và sản lượng:
Năm 2006, Viện Hải dương học Nha Trang triển khai trồng thử nghiệm đối tượng này
trong bể composit cho kết quả khá. Đến nay, diện tích trồng rong có tiềm năng khoảng 900
nghìn ha, tương đương với sản lượng 600.000 - 700.000 tấn khô/năm trong giai đoạn 2010 2015.

Hinh 2.3. Rong nho Caulerpa lentillifera
- Thành phần hóa học:
Các hàm lượng của carbohydrate, protein thô, lipid thô, chất xơ và tro trong rong nho
Caulerpa lentillifera (tính theo họng lượng khô) theo các nghiên cứu trên rong nho tại Đài Loan
và Thái Lan (Nguyen, 2011; Pattama, 2006) được thống kê theo bảng sau:


Bảng 2.2. Các hàm lượng (tính theo % trọng lượng khô) của carbohydrate,
protein thô, lipid thô, chất XO’ và tro của Caulerpa lentillifera
Thành phần

Hàm lượng rong nuôi tại Đài
Loan (%)

Hàm lượng rong nuôi tại
Thái Lan (%)

Carbohydrate

64,00

59,27

Protein thô

9,26

12,49 ± 0,3

Lipid thô

1,57

0,86 ±0,10

Chất xơ

2,97

3,17 ±0,21

Tro

22,20

24,21 ± 1,7
(Nguồn: Nguyen, 2011; Pattama, 2006,

Theo nghiên cứu của Patricia và cộng sự cho thấy Caulerpa lentillifera (thuộc nhóm rong
lục) thu hoạch ở biển Malaysia có hàm lượng protein, carbohydrate, lipid, Na, Mg, Cu đều cao
hơn so với Eucheumar cottonii - tên gọi khác của Kappaphycus alvarezii (thuộc rong đỏ) và
Sargassum polycystum (thuộc rong nâu). Cả 3 loài rong nho c. lentillifera, E. cottonii và 5.
polycystum đều có chứa 16 axit amin Asp, Glu, Ser, Gly, His, Arg, Thr, Ala, Pro, Tyr, Vai, Met,
lie, Leu, Phe, Lys. Hầu hết các axit amin trong c. lentillifera đều cao hơn so với E. cottonii và 5.
polycystum (Patricia và cộng sự, 2009). Tổng hợp các nghiên cứu độc lập về các thành phần
chính của 3 loại rong K. alvarezii, s. Mỉcrocystum và c.lentillifera ở các vùng địa lý khác nhau
tại Bảng 2.3 cũng cùng cho kết quả tương tự rằng c. lentillifera có hàm lượng protein,
carbohydrat và lipit cao hơn so với K. alvarezii và 5. Microcystum.
Bảng 2.3. Bảng tổng hợp khảo sát thành phần chính của các loại rong nghiên
cứu (g/100g khối lượng khô)
Loài

Kappaphycus
alvarezii
S.Microcystum

Loài

Phos
pho

Nitơ

0,091 0,474
Phos
pho

-

Nitơ

Protein

Lipid

Carbohydrate

Chất
xơ

Tro

Nguồn
tham khảo

3,0

0,7

56,1

6,3

33,8

Hong và
cộng sự,
2007

9,3

-

40,2

-

-

Huỳnh
Trường

Lipid

Carbohydrate

Chất
xơ

Protein

Tro

Nguồn
tham khảo


Caulerpa
9,261
1,57
64
lentillifera
2.2. Thành phần hóa học chủ yếu của các loại rong biển

2,97

Giang,
2013
Nguyen,
22,20
2011

Thành phần chủ yếu của các loại rong biển là polysaccharide, protein, khoáng chất,
vitamin, chất xơ và chất béo (Peng và cộng sự, 2013). Đặc biệt, chất lượng protein và lipid
trong rong biển được hấp thụ nhiều nhất so với các loại rau khác, chủ yếu là do hàm lượng axit
amin thiết yếu và hàm lượng axit béo không bão hòa tương đối cao. Chúng có hơn 54 nguyên tố
vi lượng, cần thiết cho các chức năng sinh lý của cơ thể người với số lượng vượt xa các loại rau
và thực vật trên đất khác (Chapman và Chapman, 1980). Các thành phần sinh hoá của rong biển
phụ thuộc vào loài, vùng địa lý và nhiều điều kiện ngoại cảnh khác như: nhiệt độ nước, cường
độ chiếu sáng và các nồng độ dinh dưỡng trong nước. Ngoài ra, thành phần sinh học của rong

biển thể hiện sự khác biệt lớn về nồng độ của các yếu tố dinh dưỡng như protein, chất béo, chất
khoáng hoặc chất xơ (Stengel và cộng sự, 2011).
2.2.1.

Polysaccharide

Rong biển được đánh giá về hàm lượng polysaccharide cao (bao gồm agar, alginate và
carageenan). Các thành phần chính của polysaccharide rong biển là galactose, mannose và
glucose. Do đó, rong biển có chứa một lượng đáng kể các polysaccharide hòa tan có chức năng
là tiền chất xơ (Venugopal, 2009).
Polysaccharide là các polymer của monosaccharide. Hàm lượng polysaccharide trong
rong biển lên đến 76% họng lượng khô (Antunes và cộng sự, 2003). Rong nâu có hàm lượng
cao của polysaccharide chiếm 35% - 70%, trong rong đỏ có thể được tìm thấy khoảng 38%
-76% polysaccharide và rong lục có 15% - 65% (Bixler và Porse, 2011).
Như thống kê tại Bảng 2.4, các polysaccharide lưu trữ quan họng của nhiều loại rong biển
là a-glucan, chẳng hạn như glycogen và tinh bột. Trong rong lục, polysaccharide chủ yếu là tinh
bột. Nó được hình thành bởi sự pha trộn giữa amylopectin không hòa tan và amylase hòa tan
(polymer-d-glucose liên kết với nhau). Trong rong đỏ, tinh bột floridean là đơn vị lưu trữ chính.
Nó có cấu trúc tương tự như tinh bột không có amylose. Polysaccharide rong nâu có đơn vị lưu
trữ chính được gọi là laminaran. cấu trúc hóa học của laminaran có (1,3)—d-glucan với 0- (1,6).
Hàm lượng polysaccharide trong rong biển thay đổi tùy theo tuổi, mùa, loài, vị trí địa lý và điều
kiện khí hậu (Saravana và cộng sự, 2017).


Bảng 2.4. Thành tế bào và carbohydrate với vai trò là yếu tố cấu trúc trong các nhóm rong biển
Phân loại

Sản phẩm tích trữ

Thành tế bào

Rong đỏ

Tinh bột (amylose và
amylopectin)

Cellulose (P-1,4 glucopyroside),
hydroxyl proline glucoside; xylan and
manan

Rong nâu

Laminaran (P -1,3glucopyranoside)

Cellulose, axit alginic và fucoidan

Rong lục

Tinh bột Floridean

Cellulose, xylan, galactant, alginate

Polysaccharide có hoạt tính sinh học từ rong biển

Polysaccharide có nguồn gốc từ rong biển là nhóm các chất chuyển hóa được nghiên cứu
rộng rãi nhất (Cardozo và cộng sự, 2007). Ngoài ra, polysaccharide được tìm thấy trong thành
tế bào của rong biển không độc hại cho con người. Fucans và các dẫn xuất của alginic acid
được biết với các đặc tính sinh học khác như thuốc chống đông máu, kháng viêm, kháng virus
và các hoạt động chống ưng thư (Boisson- Vidal và cộng sự, 1995; Costa và cộng sự, 2010).
Một điều đáng chú ý là một số polysaccharide chỉ có trong rong biển và không ở thực vật trên

cạn. Ví dụ: galactan, fucoidan, laminarin, và alginate là các polysaccharide quan họng chỉ tìm
thấy trong rong biển (Feniera và cộng sự, 2012). Điều này cho thấy tính đặc trưng của
polysaccharide có nguồn gốc từ rong biển.
2.2.2.

Protein

Theo số liệu thu thập từ các nghiên cứu trên thế giới, hàm lượng protein trong rong nâu
chiếm tỷ lệ 5-15%, rong lục có hàm lượng 15-25% và rong đỏ chiếm 15- 30% (Misurcova,
2011). Trong khi nghiên cứu của Murata và Nakazoe năm 2001 trên đối tượng rong biển tại
Nhật Bản, đã báo cáo hàm lượng protein ở loài rong biển Undaria (thuộc rong nâu) thì chỉ
chiếm 24%, loài Porphyra (thuộc rong đỏ) và Ulva (thuộc rong lục) lại có hàm lượng protein
lên đến 44%. Mức này tương đương với hàm lượng protein tìm thấy trong các loại rau giàu
protein như đậu nành (protein chiếm 40% khối lượng khô) (Holdt and Kraan, 2011). Protein có
mặt ở nhiều dạng và vị trí tế bào khác nhau, ví dụ như một thành phần của thành tế bào, các
enzyme, liên kết với các sắc tố và carbohydrate (Stengel và cộng sự, 2011).
Trước đây, Protein của rong biển ít thu hút sự chú ý, cấu trúc và tính chất sinh học của
chúng không có nhiều tài liệu ghi nhận nhiều như polysaccharide (Chojnacka và cộng sự,
2012). Tuy nhiên, gần đây, protein của rong biển đã nhận được ngày càng nhiều sự chú ý bởi


các hoạt tính sinh học của chúng có tiềm năng cho các ứng dụng xa hơn (Michalak và
Chojnacka, 2015). Protein rong biển, đặc biệt từ tảo đỏ, chứa tất cả các axit amin thiết yếu, mức
độ này đủ để đáp ứng các liệu trình chế độ ăn uống (Dawczynski và cộng sự, 2007). Do đó, tảo
đỏ đại diện cho một nguồn protein quan trọng.
Peptide có hoạt tính sinh học từ rong biển

Các peptide hoạt tính sinh học có thể được tạo ra bởi các phản ứng thủy phân bằng các
protease khác nhau (Roufik và cộng sự, 2006). Hai nhóm protein có hoạt tính sinh học có mặt
trong một số rong biển là lectin và phycobiliprotein. Lectin là một nhóm các carbohydrate liên

kết protein biểu thị các hoạt động sinh học kháng khuẩn, chống ung thư, kháng HIV và kháng
viêm; lectin đã được phân lập thành công từ một số loài rong biển bao gồm Eucheuma sp. và
Codium. Một nhóm protein nữa là phycobiliproteins, biểu thị chất chống oxy hóa, chống viêm,
làm giảm cholesterol và hoạt động kháng virus. Axit amin hoạt tính sinh học khác có trong rong
biển bao gồm laminine, akainoid,.... Những axit amin có một loạt các đặc tính sinh học bao gồm
chất chống oxy hóa, hạ huyết áp, thuốc trừ sâu, thuốc trừ giun sán. Ngoài axit amin hoạt tính
sinh học, một số peptide hoạt tính sinh học đã được tách từ rong biển bao gồm carnosine và
glutathione cả hai đều là peptide chống oxy hóa, bảo vệ tế bào khỏi bị hư hại gây ra bởi các loài
oxy phản ứng. (Simon Faulkner và cộng sự, 2013).
Tuy nhiên, chiết xuất protein từ tảo biển gặp nhiều khó khăn do sự hiện diện của lượng
lớn polysaccharide vách tế bào, chẳng hạn như alginate của rong nâu hoặc carrageenan của một
số rong đỏ (Fleurence và cộng sự, 1999).
2.2.3.

Lipid

Lipid trong rong biển có hàm lượng rất nhỏ, dao động từ 1 đến 5% lượng rong khô. Tuy
nhiên, phần lớn lipid là axit béo không bão hòa 0-3 và 0-6, giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh tim
mạch, loãng xương và đái tháo đường (Maeda và cộng sự, 2008).
2.2.4.

Vitamin và khoáng chất

Rong biển là nguồn tuyệt vời của vitamin A, Bl, B12, c, D và E, riboflavin, niacin, axit
pantothanic và axit folic cũng như các khoáng chất như canxi, kali, natri và phốt pho
(Dhargalkar và Pereữa, 2005).
2.3. Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong rong biển

Rong biển chứa một nguồn hợp chất có chất hoạt tính sinh học được chú ý vì có thể tạo ra
rất nhiều chất chuyển hóa thứ cấp có khả năng hoạt động sinh học rộng (Bansemir và cộng sự,

2006). Các hợp chất với khả năng kháng vi-rút, kháng nấm, kháng khuẩn và chống oxy hóa đã
được phát hiện trong cả rong lục, rong nâu và rong đỏ. Trong những năm gần đây, nhiều nhà
nghiên cứu đã tập trung vào đối tượng rong biển. Thành phần của chúng được sử dụng trong
dược phẩm và thực phẩm chức năng phục vụ sức khỏe nhờ vào các axit béo omega-3, chất
chống oxy hóa và các chất sinh học khác (Shahidi, 2009).
2.3.1.

Polyphenol

Polyphenol là hợp chất tự nhiên chứa nhóm chức phenolic, nhóm lớn các chất chuyển hóa
thứ cấp này tồn tại cả trong môi trường trên cạn và dưới nước (Shibata và cộng sự, 2002;
Susanto và cộng sự, 2009). Bên cạnh những đặc tính chống oxy hóa mạnh, các polyphenol tự
nhiên được biết là có nhiều hoạt tính sinh học khác như chống viêm, chống dị ứng, kháng
khuẩn, ức chế kháng plasmin, ức chế matrix metalloproteinase và chống ưng thư (Wijesinghe
và cộng sự, 2012). Do đó, khả năng các hợp chất có hoạt tính sinh học này được sử dụng trong
nhiều ứng dụng công nghiệp như các thành phần chức năng là rất rõ ràng.
Các hợp chất phenolic (polyphenol) là các hợp chất có một hoặc nhiều vòng thơm với một
hoặc nhiều nhóm hydroxy. Với hơn 8.000 cấu trúc đã được tìm thấy, polyphenol đại diện cho
một loại hợp chất đa dạng bao gồm flavonoid, lignin, tocopherol, tannin và axit phenolic
(Shukla và cộng sự, 1997).
2.5.2.

Flavonoid

Flavonoid, nhóm hợp chất phenolic lớn nhất, được biết với các hoạt tính sinh học bao gồm
các đặc tính chống oxy hóa và gốc tự do (Kahkonen et al., 1999). Flavonoid bao gồm flavonol,
flavon, catechin, proanthocyanidin, anthocyanidin và isoflavonoid (Ndhlala và cộng sự, 2007).
2.5.3.

Tannin

Tannin được định nghĩa là các hợp chất polyphenol thực vật tự nhiên và phổ biến ở cả các
loài thực vật trên cạn và dưới biển. Phlorotannin là các hợp chất tannin chỉ được tìm thấy trong
rong biển. Phlorotannin được hình thành từ sự trùng hợp của các đơn vị monome
phloroglucinol (1,3,5-trihydroxybenzene) và được tổng hợp trong con đường acetate-malonate
trong tảo biển (Ragan và Glombitza, 1986; Waterman và Mole, 1994; Arnold và Targett, 1998).
Phlorotannin được tinh chế từ một số loại rong nâu đã được báo cáo là có hoạt tính chống oxy
hóa mạnh (Ahn và cộng sự, 2007).
2.4.

Hoạt tính chống oxy hóa từ rong biển

2.4.1. Gốc tự do và chất chống oxy hóa


Gốc tự do

Các gốc tự do hay nói chính xác hơn là các chất hoạt động chứa oxy và nitơ (Reactive
Oxygen Species-ROS và Reactive Nitrogen Species -RNS) là các chất dạng khử của oxy và
nitơ phân tử. Các ROS và RNS phản ứng rất nhanh với các phân tử quanh nó, do đó gây tổn
thương và làm thay đổi giá trị sinh học của các đại phân tử sinh học như DNA, protein và lipid
(Proctor, 1989). Khi số lượng gốc tự do nằm trong khả năng kiểm soát của cơ thể, chúng đóng
vai trò rất quan trọng như: điều hòa phân ly tế bào, kích hoạt các yếu tố phiên mã (NFkB,
p38MAP kinase,...) cho các gen tham gia quá trình phiên dịch, kháng viêm và điều hòa biểu
hiện các gen mã hóa cho các enzyme chống oxy hóa. Thế nhưng khi cơ thể không đạt trạng thái
khỏe mạnh, cân bằng vốn có giữa gốc tự do và chất chống oxy hóa bị phá vỡ. Ở nồng độ cao,
các ROS và RNS oxy hóa các đại phân tử sinh học gây nên: đột biến ở DNA; biến tính protein;
oxy hóa lipid... là nguyên nhân của rất nhiều bệnh nguy hiểm (Lại Thị Ngọc Hà và Vũ Thị Thu,

2009).
Các chất chống oxy hóa

Các chất chống oxy hóa là các hợp chất có khả năng làm chậm, ngăn cản hoặc đảo nguợc
quá trình oxy hóa các hợp chất có trong tế bào của cơ thể. Dụa trên nguyên tắc hoạt động, các
chất chống oxy hóa đuợc phân thành 2 loại:
+ Các chất chống oxy hóa bậc một khử hoặc kết hợp với các gốc tự do, làm kìm hãm pha
khởi phát hoặc bẻ gãy dây chuyền phản ứng của quá trình oxy hóa.
+ Các chất chống oxy hóa bậc hai làm kìm hãm sụ tạo thành các gốc tự do (hấp thu các tia
cục tím; tạo phức với các kim loại kích thích sụ tạo thành các gốc tự do Fe, Cu; bất hoạt oxy
đơn) (Singh and Rajini, 2004).
2.4.2. Các nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa từ rong biển
Trong nhiều năm qua, polyphenols từ rong biển đã đuợc nghiên cứu rộng rãi về hoạt tính
sinh học của nó bao gồm hoạt tính chống oxy hóa (Ahn và cộng sụ, 2007; Li và cộng sụ, 2009).
Rong biển đã đuợc chứng minh là một nguồn polyphenol vuợt trội hơn so với thục vật
trên cạn vì thục vật trên cạn có chứa polyphenol với số luợng vòng thấp hơn trong cấu trúc,
trong khi polyphenol của rong biển là nhiều vòng (Burtin, 2003). Polyphenol chứa số luợng
vòng nhiều hơn trong cấu trúc của chúng thể hiện hoạt động chống oxy hóa lớn hơn (Gupta và
Abu-Ghannam, 2011). Có thể cho đến nay, hoạt tính chống oxy hóa này là hoạt tính nổi bật và