Nghiên cứu thu nhận polyphenol với hoạt tính ức chế enzyme β glucosidase từ một số loài hải miên thu mẫu tại nha trang và ninh thuận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG HIỀN

NGHIÊN CỨU THU NHẬN POLYPHENOL VỚI
HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME β- GLUCOSIDASE
TỪ MỘT SỐ LOÀI HẢI MIÊN THU MẪU TẠI
NHA TRANG VÀ NINH THUẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÕA - 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN THỊ PHƢƠNG HIỀN

NGHIÊN CỨU THU NHẬN POLYPHENOL VỚI
HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME β- GLUCOSIDASE
TỪ MỘT SỐ LOÀI HẢI MIÊN THU MẪU TẠI
NHA TRANG VÀ NINH THUẬN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành:

Công nghệ thực phẩm

Mã số:

60540101

Mã số học viên

57CH052

Quyết định giao đề tài:
Quyết định thành lập hội đồng:
Ngày bảo vệ:
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS. TS. VŨ NGỌC BỘI
TS. ĐẶNG XUÂN CƢỜNG
Chủ tịch Hội Đồng:
Phòng Đào tạo Sau Đại học:

KHÁNH HÕA - 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác.
Khánh Hịa, ngày tháng năm 2020
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Phƣơng Hiền

iii

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành Luận văn này,
Trƣớc hết, tơi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang, Ban
Chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Thực phẩm và Phịng Đào tạo Sau đại học sự kính
trọng, niềm tự hào đƣợc học tập và nghiên cứu tại Trƣờng trong thời gian qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin đƣợc dành cho thầy: PGS. TS. Vũ Ngọc Bội
- Trƣởng Khoa Công nghệ Thực phẩm - Trƣờng Đại học Nha Trang và TS.
NCVC. Đặng Xuân Cƣờng - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Cơng nghệ Nha
Trang đã tận tình hƣớng dẫn và hỗ trợ về tài chính để luận văn hồn thành có
chất lƣợng.
Xin ghi nhận tình cảm và sự giúp đỡ của các Thầy Cô giáo trong Khoa
Công nghệ Thực phẩm, tập thể cán bộ Trung tâm Thí nghiệm Thực hành và tập
thể cán bộ - Phịng Thí nghiệm Hóa phân tích - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng
Cơng nghệ Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn Ban Lãnh đạo Công ty CP NGK Sanest Khánh Hịa
đã cho phép tơi đƣợc đi học và tạo điều kiện về thời gian để tơi hồn thành luận
văn này.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã
giúp đỡ động viên tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện luận văn vừa qua.
Khánh Hòa, ngày tháng năm 2020
Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Phƣơng Hiền

iv


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... iii

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... viii
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................ix
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... x
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ........................................................................................... xii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HẢI MIÊN ...................................................................................3
1.1.1. Phân loại ................................................................................................................3
1.1.2. Phân bố ..................................................................................................................4
1.1.3. Thành phần hóa học cơ bản của Hải miên ............................................................ 4
1.1.4. Hoạt tính sinh học của chất chiết từ Hải miên.......................................................5
1.2. POLYPHENOL VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HĨA ........................................6
1.2.1. Khái niệm polyphenol ........................................................................................... 6
1.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa của polyphenol .............................................................. 6
1.3. ENZYME GLUCOSIDASE .....................................................................................7
1.3.1. Giới thiệu về enzyme glucosidase .........................................................................7
1.3.2. Hoạt tính của enzyme β- glucosidase ....................................................................9
1.4. BỆNH ĐÁI THÁO ĐƢỜNG .................................................................................14
1.4.1. Trên thế giới ........................................................................................................14
1.4.2. Ở Việt Nam..........................................................................................................15
1.5.TÌNH HÌNH NGHIÊN TRONG VÀ NGỒI NƢỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI .... 15
1.5.1. Tình hình nghiên cứu về polyphenol Hải miên trên thế giới .............................. 15
1.5.2. Tình hình nghiên cứu polyphenol có hoạt tính ức chế enzyme glucosidase .......17
1.6. GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP CHIẾT VÀ SẤY PHUN............................... 18
v


1.6.1. Giới thiệu về phƣơng pháp chiết polyphenol từ Hải miên ..................................18

1.6.2. Giới thiệu về phƣơng pháp sấy ............................................................................20
1.6.3. Ƣu điểm và nhƣợc điểm sấy phun .......................................................................21
CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............24
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ............................................................................................ 24
2.1.1. Hải miên nguyên liệu........................................................................................... 24
2.1.2. Thu mẫu và phân loại .......................................................................................... 24
2.1.3. Các phụ gia sử dụng ............................................................................................ 24
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................24
2.2.1. Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu .................................................................................24
2.2.2. Các phƣơng pháp định lƣợng và xác định hoạt tính của polyphenol ..................25
2.2.2.1. Phƣơng pháp định lƣợng polyphenol ............................................................... 25
2.2.2.2. Phƣơng pháp xác định hoạt tính của polyphenol .............................................25
2.2.3. Phƣơng pháp xác định một số hoạt chất sinh học có trong dịch chiết ................26
2.2.4. Một số phƣơng pháp phân tích hóa học .............................................................. 26
2.3. PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ............................................................. 27
2.3.1. Phƣơng pháp tiếp cận các nội dung nghiên cứu ..................................................27
2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện chiết .......................................................... 28
2.3.2.1. Bố trí thí nghiệm xác định pH ..........................................................................28
2.3.2.2. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian chiết ........................................................ 29
2.3.2.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ dung mơi/ngun liệu (DM/NL) ...................30
2.3.2.4. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ chiết ......................................................... 32
2.3.2.5. Bố trí thí nghiệm xác định số lần chiết lặp lại ..................................................33
2.3.3. Tạo bột .................................................................................................................34
2.3.3.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát ...............................................................................34
2.3.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện sấy .......................................................... 34
2.4. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ...................................................................................38
2.5. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................................................................38
vi

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................39
3.1. SÀNG LỌC LỒI HẢI MIÊN CĨ HÀM LƢỢNG POLYPHENOL VÀ HOẠT
TÍNH ỨC CHẾ ENZYME β- GLUCOSIDASE CAO .................................................39
3.1.1. Thu mẫu Hải miên tại Nha Trang và Ninh Thuận ...............................................39
3.1.2. Cấu trúc khung xƣơng của Hải miên thu mẫu tại Nha Trang và Ninh Thuận ....42
3.1.3. Sàng lọc loài Hải miên có hàm lƣợng polyphenol và hoạt tính ức chế enzyme βglucosidase cao ..............................................................................................................44
3.2. NGHIÊN CỨU CHIẾT POLYPHENOL CĨ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME βGLUCOSIDASE TỪ HẢI MIÊN STYLISSA SP. .......................................................49
3.2.1. Ảnh hƣởng của điều kiện chiết đến hàm lƣợng polyphenol có hoạt tính sinh học
thu nhận từ Hải miên Stylissa sp. ..................................................................................49
3.2.1.1. Ảnh hƣởng của pH............................................................................................ 49
3.2.1.2. Ảnh hƣởng của thời gian chiết .........................................................................52
3.2.1.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ DM/NL ...........................................................................55
3.2.1.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết...........................................................................58
3.2.1.5. Ảnh hƣởng của số lần chiết ..............................................................................60
3.2.2. Đề xuất quy trình thu nhận popyphenol có hoạt tính sinh học từ Hải Miên
Stylissa sp. .....................................................................................................................63
3.3. NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẤY PHUN THU BỘT POLYPHENOL CĨ
HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ HẢI MIÊN STYLISSA SP...........................................64
3.3.1. Ảnh hƣởng của chất trợ sấy .................................................................................64
3.3.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ chất trợ sấy .........................................................................67
3.3.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ khí đầu vào ...................................................................69
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN............................................................................73
1. KẾT LUẬN ...............................................................................................................73
2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ...................................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 75
CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN ......................80
PHỤ LỤC
vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ĐTĐ : Đái tháo đƣờng.
V/W : Dung mơi / ngun liêu (DM/NL).
v/p : Vịng / phút.
IDF : International Diabetes Federation
WHO : World Health Organization

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại Hải miên............................................................................................ 3
Bảng 1.2. So sánh các kỹ thuật chiết xuất truyền thống và hiện đại ............................. 23
Bảng 3.1. Phân loại và đặc điểm sinh thái của một số loài Hải miên thu mẫu tại Nha
Trang và Ninh Thuận .....................................................................................................39
Bảng 3.2. Hàm lƣợng polyphenol và thành phần một số chất sinh học có trong Hải
miên thu mẫu ở Nha Trang và Ninh Thuận ...................................................................45

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của một đơn vị phenol .........................................................6
Hình 1.2. Sơ đồ chuyển hóa đƣờng trong cơ thể ............................................................. 9
Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của Acarbose .....................................................................11
Hình 1.4. Cấu trúc hóa học của Voglibose ....................................................................12
Hình 1.5. Cấu trúc hóa học của Miglitol .......................................................................12
Hình 1.6. NOR-Batzelladine L từ Hải miên Monanchora sp .......................................16
Hình 1.7. Mandelalides A-D, Cytotoxic Macrolides từ một loài Hải miên Lissoclinum. ...16

Hình 1.8. Bốn loại Cytotoxic dime Aaptamine alkaloid mới từ lồi Hải miên Aaptos
suberitoides ....................................................................................................................17
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng qt ..................................................................27
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH ............................................................. 29
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chiết ...........................................30
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ dung mơi/ ngun liệu (DM/NL) ....................31
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ chiết ............................................32
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm lựa chọn số lần chiết lặp lại .....................................33
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tạo polyphenol dạng bột ..........................................34
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chất trợ sấy................................................35
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ chất trợ sấy........................................36
Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy đầu vào .............................. 37
Hình 3.1. Khung xƣơng lồi Aaptos suberitoides ......................................................... 42
Hình 3.2. Khung xƣơng lồi Xestospongia sp. .............................................................. 43
Hình 3.3. Khung xƣơng của lồi Dasychalina sp.......................................................... 43
Hình 3.4. Khung xƣơng lồi Gelliodes fibulata ............................................................ 43
Hình 3.5. Khung xƣơng lồi Haliclona (Gellius) amboinensis.....................................43
Hình 3.6.Khung xƣơng lồi Lipastrotethya sp. ............................................................. 44
Hình 3.7. Khung xƣơng lồi Haliclona sp. ...................................................................44
x


Hình 3.8. Khung xƣơng lồi Stylissa sp. .......................................................................44
Hình 3.9. Hoạt tính chống oxy hóa của các các lồi Hải miên thu mẫu ở vùng biển
Nam Trung Bộ - Việt Nam ............................................................................................ 46
Hình 3.10. Hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase của các loài Hải miên thu mẫu ở
vùng biển Nam Trung Bộ - Việt Nam ...........................................................................47
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của pH đến hàm lƣợng polyphenol ..........................................49
Hình 3.12. Ảnh hƣởng của pH đến hoạt tính chống oxy hóa khử .................................50
Hình 3.13. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hàm lƣợng polyphenol ........................ 52

Hình 3.14. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng ..............52
Hình 3.15. Ảnh hƣởng của tỷ lệ DM/NL đến hàm lƣợng polyphenol .......................... 55
Hình 3.16. Ảnh hƣởng của tỷ lệ DM/NL đến hoạt tính chống oxy hóa tổng ................55
Hình 3.17. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hàm lƣợng polyphenol ......................... 58
Hình 3.18. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng ..............58
Hình 3.19. Ảnh hƣởng của số lần chiết đến hàm lƣợng polyphenol ............................. 61
Hình 3.20. Ảnh hƣởng của số lần chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng ..................61
Hình 3.21. Quy trình chiết rút polyphenol có hoạt tính sinh học từ Hải Miên Stylissa sp. ... 64
Hình 3.22. Ảnh hƣởng của chất trợ sấy đến hàm lƣợng polyphenol và hoạt tính ức chế
enzyme β glucosidase của bột polyphenol từ Hải miên Stylissa sp. ............................. 65
Hình 3.23. Ảnh hƣởng của chất trợ sấy đến hoạt tính oxy hóa tổng và hoạt tính khử sắt
của của bột polyphenol từ Hải miên Stylissa sp. ........................................................... 66
Hình 3.24. Ảnh hƣởng của tỷ lệ chất trợ sấy đến hàm lƣợng polyphenol và hoạt tính ức
chế enzyme β- glucosidase của bột polyphenol từ Hải miên Stylissa sp. .....................67
Hình 3.25. Ảnh hƣởng của tỷ lệ chất trợ sấy đến hoạt tính oxy hóa tổng và hoạt tính
khử sắt của bột polyphenol từ Hải miên Stylissa sp. .....................................................68
Hình 3.26. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đầu vào đến hàm lƣợng polyphenol và hoạt tính ức
chế enzyme β- glucosidase của bột polyphenol từ Hải miên Stylissa sp. .....................70
Hình 3.27. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đầu vào đến hoạt tính chống oxy hóa tổng và
hoạt tính khử sắt của bột polyphenol từ Hải miên Stylissa sp. ......................................70

xi


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hải miên là động vật đa bào nguyên thuỷ, xuất hiện hầu hết các vùng nƣớc trên
trái đất. Trong những năm gần đây, một số nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng Hải
miên có các hợp chất có hoạt tính sinh học đáng quý đối với con ngƣời nhƣ hoạt tính
chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn, chống lao, chống ung thƣ, kháng nấm,

chống sốt rét, kháng virus và đặc biệt là hoạt tính ức chế enzyme liên quan đến bệnh
đái tháo đƣờng (ĐTĐ) nhƣ β- glucosidase.
Việt Nam là nƣớc nhiệt đới với bờ biển dài trên 3.260 km là điều kiện rất thuận
lợi cho các loài Hải miên phát triển. Theo ƣớc tính sơ bộ, vùng biển Việt Nam có
khoảng 201 lồi Hải miên. Tại hịn Mun, hịn Một, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh
Hòa và một số vùng biển nơng ở Ninh Thuận, nhóm nghiên cứu trong đó có tác giả đã
thu mẫu và phát hiện thấy trên 21 loài Hải miên khác nhau - đây cũng là nguồn tài
nguyên quý giá chƣa đƣợc đánh giá và nghiên cứu một cách đầy đủ, đặc biệt là nghiên
cứu đánh giá về các hợp chất có khả năng ức chế enzyme ĐTĐ nhƣ β- glucosidase. Do
vậy, việc “Nghiên cứu thu nhận polyphenol với hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase
từ một số loài Hải miên thu mẫu tại Nha Trang và Ninh Thuận” là cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu: thu nhận đƣợc hợp chất polyphenol có hoạt tính ức chế enzyme
β- glucosidase từ một lồi Hải miên có sản lƣợng cao.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp phân tích đã sử dụng bao gồm: định lƣợng polyphenol, hoạt tính
hoạt tính chống oxy hóa tổng, khử sắt và hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase. Xử
lý số liệu và phân tích độ chính xác của dữ liệu bằng MS. Excel 2010 và vẽ hình bằng
Origin 8.0. Chiết polyphenol có hoạt tính từ loài Hải miên bằng phƣơng pháp chiết
Soxhlet và sản xuất bột polyphenol hoạt tính bằng phƣơng pháp sấy phun.
4. Kết quả nghiên cứu và kiến nghị
4.1. Kết quả nghiên cứu
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy Luận văn đã hồn thành tốt, thậm chí vƣợt
trội các nội dung nghiên cứu đã đƣợc duyệt trong Đề cƣơng luận văn thạc sĩ thể hiện trong
các quả nghiên cứu sau:
xii


1. Đã phát hiện được 21 loài Hải miên ở Nha Trang và Ninh Thuận: Aaptos
suberitoides, Xestospongia sp, Dasychalina sp., Gelliodes fibulata, Haliclona (Gellius)
A, Stylissa sp., Lipastrotethya sp, Haliclona sp., Aaptos suberitoides, Suberites sp.,

Hippospongia sp., Clathria (Thalysias) reinwardti Vosmaer, 1880, Stylissa sp.,
Haliclona (Gellius) cymaeformis (Esper, 1794), Suberites sp., Haliclona (Gellius)
amboinensis (Lévi, 1961), Niphates sp., Clathria (Thalysias) reinwardti Vosmaer,
1880,

Paratetilla

bacca

(Selenka,

1867),

Biemna

fortis

(Topsent,

1897),

Spheciospongia sp., chúng phân bố ở các độ sâu khác nhau từ 0,500 ÷ 15m (so với
mực nước biển) và đặc điểm chung về môi trường sinh sống là ở các vùng nước trong,
ít sóng, có san hơ chết. Trong số đó lồi Aaptos superitoides có hàm lượng polyphenol
nhưng phân bố ở độ sâu khá lớn (7 ÷ 15m) nên rất khó thu mẫu.
2. Kết quả quan sát các loài Hải miên đã thu mẫu tại Nha Trang và Ninh Thuận
dưới kính hiển vi điện tử cho thấy hầu hết các loài đều có khung xương dạng ống thủy
tinh trong suốt với đường kớnh t 0,800 ữ 3àm, di t 4,500 ữ 30,700àm, trong ú
vỏch ng dy t 0,350 ữ 1,300àm, lừi ng cú ng kớnh t 0,100 ữ 0,400àm
3. Kt qu ỏnh giá hàm lượng polyphenol và đánh giá mật độ phân bố của các

loài Hải miên thu mẫu tại Vịnh Nha Trang, Ninh Thuận cho thấy loài Hải miên
Stylissa sp. là lồi Hải miên có mật độ phân bố lớn, phân bố rộng ở nhiều vùng biển
tại Nha Trang và Ninh Thuận và phân bố ở độ sâu không lớn nên dễ thu mẫu. Do vậy,
loài Hải miên Stylissa sp. là loài được luận văn lựa chọn để làm nguyên liệu chiết rút
polyphenol có hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase.
4. Đã xác định một số thơng số thích hợp cho quy trình chiết rút polyphenol có
hoạt tính chống oxy hóa, hoạt tính khử sắt và hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase
từ Hải miên Stylissa sp. thu mẫu tại vịnh Nha Trang và Ninh Thuận: nhiệt độ chiết
thích hợp là 800C, thời gian chiết: 60 phút, tỷ lệ DM/NL thích hợp là 30/1 (v/w), dung
mơi chiết thích hợp là methanol và chiết 1 lần ở pH 6. Dịch chiết polyphenol từ Hải
miên Stylissa sp. thu được theo quy trình đề xuất có hàm lượng polyphenol
77,584±1,87 (mg phloroglucinol/g DW), hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase
74,24±1,94(%), hoạt tính chống oxy hóa tổng 99,012±2,47(mg acid ascorbic/g DW) và
hoạt tính khử sắt 28,751±0,73 (mgFeSO4/g DW).

xiii


5. Đã nghiên cứu và xác định được các thông số thích hợp cho quy trình sấy phun
tạo bột polyphenol có hoạt tính ức chế enzyme β- glucsidase từ Hải miên Stylissa sp.: chất
trợ sấy thích hợp là maltodextrin, tỷ lệ maltodextrin phù hợp là 10% và nhiệt độ khí đầu
vào của quá trình sấy là 90°C.
4.2. Đề xuất ý kiến
Từ kết quả nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất một số ý kiến nhƣ sau:
- Cần tiếp tục nghiên cứu về polyphenol từ các loài Hải miên khác đã thu mẫu tại
vùng biển Nha Trang và Ninh Thuận.
- Nghiên cứu tinh chế và đánh giá độc tính của polyphenol từ Hải miên làm cơ sở
cho việc định hƣớng ứng dụng polyphenol Hải miên trong sản xuất thực phẩm chức
năng hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đƣờng.
- Nghiên cứu bảo quản Hải miên để làm nguyên liệu thu nhận polyphenol ứng

dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đƣờng.
5. Từ khóa: Hải miên; chiết; polyphenol; enzyme β- glucosidase; Stylissa sp.

xiv


MỞ ĐẦU
Hải miên là động vật đa bào nguyên thuỷ, có cấu trúc tế bào tách biệt, gồm
khung xƣơng vơ cơ hình ống đƣợc cấu tạo từ silica, liên kết với nhau bởi những mơ
liên kết. Hình dạng Hải miên có mn hình vạn trạng, nhƣ: hình sừng hƣơu, hình cây
xƣơng rồng, hình ống trụ, hình san hơ… Hải miên xuất hiện hầu hết các vùng nƣớc
trên trái đất, từ những hồ nƣớc ngọt tới các vùng biển nhiệt đới, thậm chí có cả ở Bắc
Cực. Trong những năm gần đây, một số nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng Hải miên
có các hợp chất có hoạt tính sinh học đáng quý đối với con ngƣời nhƣ hoạt tính chống
oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn, chống lao, chống ung thƣ, kháng nấm, chống sốt
rét, kháng virus và đặc biệt là hoạt tính ức chế enzyme liên quan đến bệnh đái tháo
đƣờng (ĐTĐ) nhƣ β- glucosidase.
Bệnh đái tháo đƣờng (ĐTĐ) là một trong những bệnh rối loạn nội tiết liên quan
đến chuyển hóa carbohydrat gây ra do thiếu hay giảm hiệu lực của hormon insulin
của tuyến tụy, biểu hiện bằng mức đƣờng huyết luôn cao. Hiện nay, bệnh ĐTĐ ngày
càng gia tăng và trở thành vấn nạn trên toàn cầu. Trên thế giới cứ 11 ngƣời trƣởng
thành có 1 ngƣời mắc đái tháo đƣờng và có khoảng 6,5% ngƣời bệnh đái tháo đƣờng
chƣa đƣợc chẩn đoán và điều trị. Theo thống kê của IDF (2017), dự tính đến năm
2040, trên thế giới cứ 10 ngƣời lớn có 1 ngƣời mắc bệnh và có khoảng 3/4 ngƣời
mắc đái tháo đƣờng ở các quốc gia thu nhập thấp và trung bình. Mỗi 6 giây có 1
ngƣời chết vì bệnh đái tháo đƣờng và chi phí y tế sử dụng cho quản lý đái tháo
đƣờng chiếm khoảng 12% trên tổng chi phí y tế tồn cầu. Nếu khơng đƣợc điều trị
tốt, bệnh ĐTĐ sẽ gây ra nhiều biến chứng có thể làm bệnh nhân bị tàn phế thậm chí
tử vong. Trong cơ thể, màng tế bào ruột non tiết ra enzyme β- glucosidase thủy phân
các oligosaccharid thành glucose, thẩm thấu qua thành ruột vào máu và tích lũy trong

cơ thể dƣới dạng glycogen. Khi cơ thể rối loạn chuyển hóa carbohydrate dẫn đến
lƣợng đƣờng huyết cao - đây là một trong những nguyên nhân gây ra bệnh ĐTĐ. Một
trong những nguyên tắc để ngăn ngừa và điều trị bệnh ĐTĐ là sử dụng những chất có
khả năng ức chế hoạt động của các enzyme chuyển hóa carbohydrate nhƣ βglucosidase. Nhiều hợp chất hóa học với cơ chế điều trị theo hƣớng này đã đƣợc tổng
hợp và sử dụng nhƣ Acarbose và Voglibose. Tuy nhiên, việc sử dụng các chất tổng
hợp hóa học gây ra nhiều tác dụng phụ cho cơ thể nhƣ tiêu chảy, đầy hơi, các bệnh
1


về gan, … Do đó, các nhà khoa học có xu hƣớng nghiên cứu, tìm kiếm các chất có
nguồn gốc từ tự nhiên, có khả năng ức chế enzyme β- glucosidase để thay thế cho
các chất hóa học trong hỗ trợ điều trị bệnh ĐTĐ.
Việt Nam là nƣớc nhiệt đới với bờ biển dài trên 3.260 km là điều kiện rất thuận
lợi cho các loài Hải miên phát triển. Theo ƣớc tính sơ bộ, vùng biển Việt Nam có
khoảng 201 lồi Hải miên [37]. Tại hịn Mun, hịn Một, thành phố Nha Trang, tỉnh
Khánh Hòa và một số vùng biển nơng ở Ninh Thuận, nhóm nghiên cứu trong đó có tác
giả đã thu mẫu và phát hiện thấy trên 21 loài Hải miên khác nhau - đây cũng là nguồn
tài nguyên quý giá chƣa đƣợc đánh giá và nghiên cứu một cách đầy đủ, đặc biệt là
nghiên cứu đánh giá về các hợp chất có khả năng ức chế enzyme ĐTĐ nhƣ βglucosidase. Do vậy, việc “Nghiên cứu thu nhận polyphenol với hoạt tính ức chế
enzyme β- glucosidase từ một số loài Hải miên thu mẫu tại Nha Trang và Ninh Thuận”
là cần thiết.
* Mục tiêu của luận văn:
Thu nhận đƣợc hợp chất polyphenol có hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase từ
một lồi Hải miên có sản lƣợng lớn.
* Nội dung của luận văn:
1) Sàng lọc loài Hải miên có sản lượng lớn và hàm lượng polyphenol với hoạt
tính ức chế enzyme glucosidase cao từ 21 loài Hải miên thu mẫu tại Nha Trang và
Ninh Thuận.
2) Nghiên cứu chiết rút polyphenol có hoạt tính ức chế enzyme β- glucosidase từ
một lồi Hải miên có phân bố lớn.

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là nguồn dữ liệu khoa học mới về polyphenol và
khả năng ức chế enzyme β- glucosidase của polyphenol từ Hải miên thu mẫu tại vùng
biển Nha Trang và Ninh Thuận.
Thành công của đề tài là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu hƣớng tới phát triển ứng
dụng polyphenol Hải miên trong sản xuất thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị bệnh đái
tháo đƣờng.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HẢI MIÊN
1.1.1. Phân loại
Hải miên là động vật đa bào nguyên thuỷ, đƣợc chia thành ba lớp: Hải miên có
chứa canxi (Calcarea), Hải miên thủy tinh (Hexactinellida) và Demosponges
(Demospongiae). Gần đây, các nhà phân loại Hải miên đã thống nhất phân chia thêm
một lớp Hải miên thứ tƣ gọi là Homoscleromorpha - lớp Hải miên này tách ra từ lớp
thứ 3 (Demospongiae). Các lồi Hải miên tìm thấy ở Việt Nam và đặc biệt là những
lồi tìm thấy tại Nha Trang và Ninh Thuận chủ yếu thuộc về lớp Demospongiae và Hải
miên có chứa canxi Calcarea. Hải miên đƣợc chia thành các lớp họ chủ yếu theo các
thành phần của họ xƣơng:
Bảng 1.1. Phân loại Hải miên
Lớp

Loại tế bào

Sợi xốp

Gai

Bộ xƣơng
ngồi to lớn

Hình dáng cơ
thể

Calcite
Chỉ có một
có thể có
Asconoid (dạng
nhân, chỉ có
Chung nguyên
nhiều nhân
túi), syconoid
Calcarea
một lớp màng
Khơng có
khối.
nhỏ hoặc
(dạng chum),
tế bào bên
cấu tạo từ canxi
một nhân
leuconoid
ngồi
hoặc lớn
Silica
Chủ yếu là hợp có thể là
Hexactinellida bào ở tất cả các đơn gai Khơng có

Khơng có
Leuconoid
lồi
hoặc hợp
nhất
Chỉ có một
nhân, chỉ có
Có ở
Ở một số lồi.
Demospongiae một lớp màng
Silica
nhiều
Xuất xứ
Leuconoid
tế bào bên
lồi
của aragonit.
ngồi
Chỉ có một
nhân, chỉ có
Homoscleromor
một lớp màng
pha
tế bào bên
ngồi

Có ở một
số lồi

Silica

3

Khơng có

Sylleibid hoặc
leuconoid


1.1.2. Phân bố
Hải miên xuất hiện trên toàn thế giới, sống hồn tồn trong mơi trƣờng nƣớc,
phần lớn sống trong môi trƣờng nƣớc mặn của đại dƣơng, từ các vùng cực đến vùng
nhiệt đới, từ vùng nƣớc sâu đến vùng nƣớc nông. Hầu hết sống trong vùng nƣớc tĩnh,
vùng biển rõ ràng, bởi vì trầm tích khuấy động bởi sóng hoặc dòng sẽ chặn lỗ hút nƣớc
của Hải miên làm chúng khó khăn trong q trình ăn và hơ hấp. Phần lớn Hải miên
đƣợc tìm thấy trên đá, san hơ chết, một số lồi Hải miên có thể sống ở vùng trầm tích
mềm ven bờ bằng bộ phận bám giống nhƣ rễ cây của các loài thực vật hoặc bằng gai
móc, v.v… [30].
Hải miên có số lƣợng lồi rất phong phú nhƣng ít đa dạng hơn ở vùng biển ơn
đới so với ở các vùng biển nhiệt đới, có thể vì sinh vật săn mồi trên chúng phong phú ở
vùng biển nhiệt đới hơn. Hải miên thủy tinh Hexactinellida (Hải miên thủy tinh) phổ
biến nhất ở vùng biển Bắc Cực và ở độ sâu của vùng biển ôn đới và nhiệt đới, kết cấu
cơ thể rất xốp của chúng cho phép chúng lấy thức ăn từ những vùng nƣớc nghèo thức
ăn mà không cần hoạt động nhiều. Demosponges là lớp Hải miên có chứa
canxi phong phú và đa dạng ở các vùng nƣớc không phân cực nông hơn [20], [24],
[40].
Tại Việt Nam, theo nghiên cứu của các chuyên gia Viện Hải Dƣơng học, chỉ
phát hiện duy nhất một loài Hải miên sống ở nƣớc lợ, bám vào rễ các loại cây ven cửa
sông nhƣ vẹm, đƣớc, sú, bần tuy nhiên khơng phát hiện đƣợc lồi Hải miên nƣớc ngọt
ở Nha Trang, Khánh Hịa.

1.1.3. Thành phần hóa học cơ bản của Hải miên
Trong hầu hết các nghiên cứu, các hợp chất phân lập đƣợc thƣờng tập trung vào
các nhóm chất nucleotide khơng điển hình, các terpenoid, sterol, các peptide vịng,
alcaloid, acid béo và các dẫn xuất của acidamin.
Thiel. V và cộng sự (2002) đã tìm thấy các hợp chất lipid trong lớp
Hexactinellida bao gồm các axit béo polyenoic C28 đến C32. Đặc biệt, ở cả hai lồi
Demospongiae và Hexactinellida đều tìm thấy các axit béo methyl hóa chuỗi trung
bình (C15, C25) và hydrocacbon C25- và C40-isoprenoid [38].
Trong một nghiên cứu khác của Schereiber và cộng sƣ (2006) về thành phần
acid béo của các loài Hải miên ở Colombia cho thấy trong lớp Calcarea các hợp chất
4


nổi bật nhất là n-C16, iso-C17, iso-C18, n-C18, n-C20. Ngoài ra, sự phong phú cao
của axit 16-methyloctadecanoic kỳ lạ (anteiso-C19) dƣờng nhƣ là một đặc điểm đặc
trƣng của Calcarea. Các acid béo chuỗi dài, thƣờng đƣợc tìm thấy ở hai lớp
Demospongiae và Hexactinellida, khơng tìm thấy ở lớp Calcarea [33].
Kobayashi và cộng sự (1991) đã tiến hành nghiên cứu các glycoside của Hải
miên phân bố ở khu vực Palauan. Kết quả đã phân lập đƣợc chín glycoside, sarinosides
A1 (1), A2 (2), A3 (3), B1 (5), B2 (7), B3 (9), C1 (4), C2 (6) và C3 (8); bên cạnh đó
các loại đƣờng hiếm nhƣ L-quinovose, 6-deoxy--L-altropyranose và 6-deoxy-D-Talose
cùng với nhiều monosacarit phổ biến đã đƣợc tìm thấy trong các carbohydrate của
glycoside Hải miên thuộc lớp Demospongiae [22].
Thành phần nguyên tố của Demospongiae từ vùng biển phía đơng Đại Tây
Dƣơng đã đƣợc Fátima Araújo. M và cộng sự (1999) nghiên cứu. Thành phần các
nguyên tố (Al, Si, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb, Sr, Zr và Pb) của 30
mẫu vật Demospongiae ven biển, thuộc đến 19 lồi khác nhau và đƣợc thu thập ở phía
đơng Đại Tây Dƣơng dọc theo khu vực ven biển Bồ Đào Nha, Madeira và Angola, đã
đƣợc xác định bằng phƣơng pháp quang phổ huỳnh quang tia X phân tán năng lƣợng
(EDXRF). Ở trong hai mẫu vật Suberites carnosus và Hymeniacidon perlevis thì hàm

lƣợng Niken và kẽm đƣợc tìm thấy nhiều nhất. Hàm lƣợng brom cao cũng đã đƣợc tìm
thấy trong các mẫu bọt biển. Bên cạnh đó hàm lƣợng silicon là nguyên tố chính, thay
đổi từ 1 đến 33% (trọng lƣợng khơ) của các mẫu đƣợc phân tích [13].
1.1.4. Hoạt tính sinh học của chất chiết từ Hải miên
Đã có một số cơng trình nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chất chiết từ các
lớp Hải miên cho thấy dịch chiết từ Hải miên có một số tinh chất sinh học nhƣ: khả
năng kháng khuẩn, khả năng chống oxy hóa, khử độc tính tế bào… Bergquist và cộng
sự (1978) đã tiến hành đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết từ ba mƣơi lồi
bọt biển vùng ơn đới và nhiệt đới thuộc lớp Demospongiaecho thấy 87% dịch chiết từ
Hải miên vùng ơn đới có khả năng kháng khuẩn, trong khi đó chỉ có 58% dịch chiết từ
Hải miên sống ở vùng nhiệt đới có khả năng kháng khuẩn. Kết quả nghiên cứu của các
tác giả trên cũng chỉ ra rằng 46,5% chất chiết từ các loài Hải miên đã thu mẫu có khả
năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gram âm, trong khi chỉ có 6,5% chất chiết từ

5


các lồi Hải miên đã thu mẫu có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gram
dƣơng [8].
Các thử nghiệm in vitro tại Queensland, Úc cũng chỉ ra: chất chiết xuất từ 19
loài bọt biển trong số 24 lồi đã thu mẫu ở Queensland, Úc có khả năng ức chế sự phát
triển của vi sinh vật. Một kết quả nghiên cứu về các loài bọt biển sống ở vùng nƣớc ơn
đới cho thấy chất chiết từ các lồi bọt biển Thorecta vasiforis, Arenochalina mirabilis
và Acanthella kleutha có khả năng kháng một số loại vi khuẩn tƣơng đƣơng với
penicillin G và streptomycin [29].
1.2. POLYPHENOL VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HĨA
1.2.1. Khái niệm polyphenol
Polyphenol là hoạt chất sinh học có nhiều tác dụng nhƣ chống oxy hóa, kháng
viêm, kháng khuẩn, chống dị ứng và chống lão hóa cho con ngƣời, đƣợc tìm thấy nhiều
trong thực vật hơn là trong động vật. Nhiều kết quả thử nghiệm cho thấy, chế độ ăn giàu

polyphenol sẽ làm hạn chế sự xuất hiện stress oxy hóa và nhiều bệnh liên quan. Hiện
nay chƣa có nhiều nghiên cứu về polyphenol có trong Hải miên.

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của một đơn vị phenol
Polyphenol có cấu trúc đa phân tử đƣợc chia thành nhiều lớp con, các hợp chất
polyphenol đƣợc phân loại thành nhiều nhóm khác nhau theo chức năng và cấu trúc của
số vòng phenol và các phân tử xung quanh vịng có trong hợp chất. Chúng có thể đƣợc kết
hợp với các acid hữu cơ khác nhau và carbohydrate. Ở thực vật, hầu hết các phần của
chúng có liên quan đến đƣờng có trong các dạng của glycosides, carbohydrates và
acidhữu cơ có thể bị ràng buộc ở các vị trí khác nhau trên “bộ xƣơng” polyphenol.
1.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa của polyphenol
Trong cơ thể con ngƣời có sẵn một vài enzyme dùng để bảo vệ và ngăn ngừa
nhiều loại gốc tự do làm nguy hại tế bào nhƣ: Superoxide dismutase phân hóa nhiều
6


trong các tế bào hồng cầu và gan. Tuy nhiên với số lƣợng gốc tự do quá nhiều nên cơ
thể phải nhờ đến các chất chống oxy hóa từ bên ngồi nhƣ vitamin E, vitamin c...
Cơng thức hóa học của các geranyl dihydrochalcone (2, 4, 5, 8, 9), geranyl flavonoids
(1, 3, 6, 7) có mặt các hydrogen phenol thể hiện khả năng kháng oxy hóa mạnh. Q
trình kháng oxy hóa của chúng đƣợc thể hiện bằng cách tác động trực tiếp lên các gốc
tự do đƣợc sinh ra trong cơ thể, chúng sẽ tƣơng tác với các gốc tự do đƣa chúng về
trạng thái các chất bền qua đó làm cho q trình oxy hóa bị loại bỏ thơng qua các dạng
phản ứng sau:
R02* + AH -----> ROOH + A*

(1)

RO* + AH ----- > ROH

(2)

+ A*

R02* + A* ------ > ROOA*

(3)

RO* + A* ------ > ROA

(4)

Các chất A* tạo ra trong các phản ứng (1)(2) khác với các gốc R02*, RO* vì
chúng khơng có khả năng lấy các ion H+ từ các acid béo không no hay của các hợp
chất trong cơ thể nên không tạo ra các gốc tự do mới để tiếp tục khởi động q trình
oxy hóa. Các sản phẩm tạo ra trong phản ứng (3)(4) là những sản phẩm khá bền và kết
quả là chuỗi phản ứng của các gốc tự do sẽ kết thúc sớm hơn.
1.3. ENZYME GLUCOSIDASE
1.3.1. Giới thiệu về enzyme glucosidase
Enzym glucosidase là một họ enzyme thủy phân liên kết glucoside, bao gồm
nhiều enzyme với các tên gọi khác nhau nhƣ: Maltase, glucoinvertase, glucosidoinvertase,
glucosidosucrase, maltase-glucoamylase, nitrophenyl D- glucosidase, transglucosidase,
glucopyranosidase, glucosidoinvertase, D- glucosidase, glucosidase hydrolase, 1,4glucosidase, thuộc nhóm hydrolase (nhóm enzyme xúc tác các phản ứng thủy phân).
* Phân loại enzyme glucosidase
β- glucosidase là nhóm enzyme thủy phân có thể đƣợc phân loại theo hai
cách: Phân loại dựa trên cơ chất đặc hiệu của chúng hoặc phân loại theo sự đồng
nhất về mặt trình tự nucleotide.

7

Enzyme glucosidase có trên màng bàn chải ruột non và chiếm khoảng 2% tổng số
protein. Enzym này phân bố trên tồn bộ chiều dài ruột non, với hoạt tính tăng chậm dần
và đạt đỉnh ở hồi tràng. Ngoài ra, glucosidase cịn đƣợc tìm thấy ở biểu mơ thận.

* Cấu trúc
Enzyme cellulase là một phức hệ enzyme có tác dụng thủy phân cellulose
thông qua việc phân cắt liên kết beta-1,4-glucozit trong cellulose tạo ra sản phẩm là
đƣờng glucose. Phức hợp cellulase bao gồm ba loại enzyme chính đó là: endo-1,4β- glucanase, cellobiohydrolase (hoặc exo-1,4- β- glucanase), và β- glucosidase. Các
enzyme này có tính đặc hiệu khác nhau và hoạt động hỗ trợ cho nhau. Q trình thủy
phân cellulose thơng qua sự hoạt động tuần tự và hiệp đồng của các enzyme để chuyển
hóa thành đƣờng glucose.
*Vai trị
Enzyme glucosidase có vai trị xúc tác cho phản ứng chuyển oligosacarid thành
các phân tử đƣờng nhỏ hơn để đƣợc hấp thu vào máu. Cơ chế của nó là cắt đứt liên kết
D-1,4 glucose đầu không khử.
Cụ thể, khi thức ăn đƣợc hấp thụ vào cơ thể thì các carbohydrate trong thức ăn
đƣợc thủy phân thành những phân tử đƣờng nhỏ hơn bởi những enzym trong ruột non
là amylase tuyến nƣớc bọt và tuyến tụy. Tiến trình phân hóa này địi hỏi tụy tạng phải
tiết ra enzym amylase dùng để phá vỡ các phân tử carbohydrate lớn thành oligosaccharide.
Enzym glucosidase ở màng ruột non lại tiếp tục phân hoá các oligosaccharide thành
các phân tử đƣờng nhỏ hơn nữa rồi mới thẩm thấu vào máu làm cho lƣợng đƣờng
trong máu tăng. Bằng cách kiềm chế hoạt động của enzym glucosidase có thể làm
giảm sự thủy giải của carbohydrate và làm chậm sự thẩm thấu glucose vào mạch máu.
Sự chuyển hóa đƣờng trong cơ thể đƣợc thể hiện ở hình 1.2

8


Saccharose

(glucose +fructose)

Tinh bột
α - amylase
Maltose
(glucose + glucose)

Chất ức chế

glucose

Chất ức chế

glucosidase

glucose

glucose

fructose

Glucose trong máu tăng
Hình 1.2. Sơ đồ chuyển hóa đƣờng trong cơ thể
β- glucosidases đóng vai trị quan trọng trong nhiều quá trình sinh học. Chẳng hạn
nhƣ chuyển đổi sinh khối vi sinh vật và côn trùng, tham gia vào cácphản ứng sinh học
khác nhau (ví dụ nhƣ terpenol flavonoid) từ các tiền chất glycoside. Trong thực vật, βglucosidase liên quan đến cơ chế phịng vệ cyanide, q trình chín của quả và chuyển hóa
sắc tố. β- glucosidase cịn đƣợcnghiên cứu để ứng dụng trong q trình chuyển hóa
cellulose. β- glucosidase phân cắt cellooligosaccharide đặc biệt là sự thủy phân cellobiose
để tạo thành đƣờng glucose. Ngoài ra, β- glucosidase cũng làm giảm sự ức chế của sản
phẩm trên cellobiohydrolase và endoglucanase, đó là hai enzyme chính chịu trách nhiệm

cho sự phân cắt, chuyển hóa cellulose.
1.3.2. Hoạt tính của enzyme β- glucosidase
β- glucosidase có tính đặc hiệu cơ chất tƣơng đối. Vì vậy, khi nghiên cứu cơ
chế hoạt động và động học của β- glucosidase, điều quan trọng là phải xem xét
các cơ chất đang đƣợc sử dụng. Nếu cơ chất đặc hiệu của enzyme bị thay đổi sẽ ảnh
hƣởng đến các dữ liệu động học thu đƣợc. Các aryl-glucoside p- nitrophenylbeta-D9


glucopyranoside là cơ chất chuẩn trong việc xác định hoạt tính của enzyme
β- glucosidase.
β- glucosidase là enzyme có khả năng chuyển hóa các cơ chất của nó thành
sản phẩm mà vẫn giữ lại cấu hình anomer. Các phản ứng của chúng diễn ra theo cơ
chế hoán vị kép.
Phản ứng thủy phân: β- glucosidase thƣờng xúc tác thủy phân liên kết β 1,4
glucoside ở các gốc aryl- và alkyl β-D-glucoside từ đầu không khử. Đầu tiên, các
điện tử của enzyme trong trung tâm hoạt động tấn công vào cơ chất tạo ra enzyme
trung gian glycosyl. Tiếp theo, sản phẩm trung gian bị thủy phân bởi nƣớc tạo ra
sản phẩm cuối cùng là β- glucose. Các điện tử trong nhiều trƣờng hợp có thể từ
Asp hoặc Glu. Trong nghiên cứu phân tích của các nhà khoa học về β- glucosidase từ
Rhizomucor miehei, tƣơng tự nhƣ β- glucosidase từ nấm đã biết, axit
amin Asp254 nhƣ là gốc xúc tác điện tử, nằm trong vùng bảo thủ SDW. Để giải
phóng aglycon, một axit amin khác trong vùng hoạt động sẽ đóng vai trị trao ion H+
cho q trình oxi hóa liên kết glycosid, kết quả là aglycon đƣợc giải phóng dƣới
dạng R-OH. Trong trƣờng hợp β- glucosidase từ R. miehei-, axit amin His177
đƣợc coi nhƣ là nguồn cho H+ nằm trong vùng KHY.
Phản ứng thủy phân ngƣợc hoặc transglycosylation: trong các phản ứng tổng
hợp, các phân tử phản ứng ở bƣớc thứ 2 là một R'-OH thay vì là nƣớc, sẽ tạo ra một
oligosaccharide hoặc một glucoside khác. Trong phản ứng thủy phân ngƣợc, cơ chất
là đƣờng, mà chủ yếu là glucose, sản phẩm tạo ra là một disaccharide. Trong quá
trình transglycosylation, các sản phẩm đƣợc hình thành là kết quả giữa nƣớc và các

nguyên tử nhận. Trong nhiều trƣờng hợp, giảm sự hoạt động của nƣớc có thể sẽ
giảm sự thủy phân làm tăng quá trình transglycosylation.
* Tác nhân ức chế enzyme glucosidase
Việc tìm kiếm các hợp chất ức chế enzyme glucosidase có ý nghĩa rất lớn trong
các lĩnh vực nhƣ dƣợc phẩm, thực phẩm… Nhiều hợp chất đƣợc tìm thấy trong tự
nhiên hoặc tổng hợp có khả năng ức chế enzyme glucosidase và việc tìm kiếm các hoạt
chất có khả năng ức chế enzyme glucosidase vẫn đang đƣợc sự quan tâm của các nhà
khoa học trên thế giới. Thông thƣờng, việc nghiên cứu các hoạt chất ức chế enzyme
glucosidase luôn bắt đầu từ các hợp chất có trong tự nhiên vì nguồn dƣợc thảo rất
10


phong phú, đa dạng vài phản ứng phụ. Do đó, các nhà khoa học trên thế giới thƣờng sử
dụng những phƣơng pháp sàng lọc hoạt tính ức chế enzyme này để định hƣớng trong
nghiên cứu. Nhiều nƣớc đã công bố trên các tạp chí quốc tế về các cây thuốc có khả
năng ức chế enzyme glucosidase với mục đích sử dụng trong lĩnh vực dƣợc phẩm,
cũng nhƣ đã cô lập đƣợc nhiều hợp chất có hoạt tính ức chế enzyme glucosidase từ
nguồn dƣợc thảo.
* Các hợp chất ức chế enzym glucosidase tổng hợp
Hiện nay có 3 loại thuốc thuộc nhóm chất ức chế enzym glucosidase tổng hợp
bao gồm Acarbose, Voglibose và Miglitol. Tác dụng của thuốc là ức chế enzyme
glucosidase, một enzyme nằm ở tế bào biểu mô niêm mạc ruột non đảm nhận việc
phân giải các đƣờng disaccharide và carbohydrate, vì vậy sẽ làm giảm sự hấp thu
đƣờng tại ruột. Các chất này có tác dụng làm sự tiêu hóa các carbohydrate bị chậm lại,
do đó khơng làm tăng nồng độ đƣờng huyết sau khi ăn [6], [22].
- Acarbose
Acarbose là một tetrasacharide, ức chế men glucosidase ruột theo thứ tự sau:
glucoamylase > sucrase > maltase > isomaltase.

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của Acarbose

Acarbose làm chậm tiêu hóa và hấp thu carbohydrate. Làm glucose máu tăng
chậm hơn sau khi ăn, giảm nguy cơ tăng glucose máu và nồng độ glucose máu ban
ngày ít dao động hơn. Acarbose khơng ức chế men lactase và không gây mất dung
nạp lactose. Đồngthời, Acarbose cũng không làm tăng tiết insulin, không gây giảm
glucose máu lúc đói. Bên cạnh đó, Acarbose khơng làm tăng cân. Tuy nhiên, nếu
dùng thuốc này khơng đúng thì nó sẽ gây ra nhiều phản ứng phụ nhƣ viêm đƣờng
ruột, đầy hơi, hạ đƣờng huyết.
11