Đánh giá sự biến đổi thành phần hóa học của fucoidan được phân lập từ rong nâu sargassum mcclurei theo các phương pháp chiết khác nhau

BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

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

Nguyễn
Trần Bảo
Huy

ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỔI
THÀNH PHẦN HÓA
HỌC CỦA FUCOIDAN
ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ
RONG NÂU
SARGASSUM MCCLUREI
THEO CÁC PHƯƠNG
PHÁP CHIẾT KHÁC
NHAU

C
h
u
y
ê
n
n

g

ành
:
Mã
số:


Hố phân tích
8440118

LUẬ
N
VĂN
THẠ
C SĨ
HỐ
HỌC
NGƯỜI
HƯỚN
G DẪN
KHOA
HỌC:

TS. Phạm Đức
Thịnh
PGS.TS. Trần Thị
Thanh Vân

Hà

Nội
2021


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự
hướng dẫn của TS. Phạm Đức Thịnh và PGS.TS. Trần Thị Thanh Vân.
Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực. Những kết luận khoa học của
luận văn là chưa từng được ai cơng bố trong bất kì cơng trình nào khác.

Nha Trang - 2021
Tác giả

Nguyễn Trần Bảo Huy


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình nghiên cứu và hồn thành luận văn này, tôi đã nhận
được sự quan tâm và giúp đỡ quý báu của các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp.
Đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS.
Phạm Đức Thịnh và PGS.TS. Trần Thị Thanh Vân đã tận tình hướng dẫn
và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp tôi hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của TS. Cao Thị Thúy Hằng;
ThS. Đinh Thành Trung và CN. Nguyễn Thị Khánh Vy đã tận tình giúp đỡ,
động viên tơi hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện về mọi mặt của
các quý thầy cô, anh chị học viên cao học các lớp CHE18 và CHE19 đang
công tác và học tập tại Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công

nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Ban lãnh đạo
Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang và Ban lãnh đạo
Khoa Hóa học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành các học
phần của luận văn và các thủ tục cần thiết.
Tôi cũng xin cảm ơn Sở Giáo dục và Đào tạo Khánh Hòa, Ban lãnh
đạo trường THPT Lý Tự Trọng, các anh chị em đồng nghiệp đã luôn tạo
điều kiện trong công việc, động viên và trợ giúp tôi để tôi dành thời gian
chuyên tâm học tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân
và bạn bè đã quan tâm, động viên và giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập
và hoàn thành luận văn.
Nha Trang - 2021
Tác giả Luận văn

Nguyễn Trần Bảo Huy


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
NMR
IR

HPLC
CS
IC50
MeOH
EtOH
TFA
DPPH
Man
Fuc

Gal
Gluc
Xyl
GluA
ManA
GuluA


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Bản đồ vị trí khu vực điều tra phân bố một số chi rong nâu..........10
Hình 1. 2. Phân tử Alginic acid.......................................................................12
Hình 1. 3. Cấu trúc của Laminaran.................................................................13
Hình 1. 4. Một đoạn cấu trúc Fucoidan...........................................................13
Hình 1. 5. Cấu trúc của fucoidan có sunfat ở vị trí C-4 và liên kết 3-O-linked
từ lồi rong E. Kurome được mơ tả vào năm 1991......................................... 17
Hình 1. 6. Cấu trúc fucoidan từ Fucus serratus..............................................18
Hình 1. 7. Cấu trúc của fucoidan từ Sargassum polycystum...........................30
Hình 1. 8. Mảnh cấu trúc cơ bản fucoidan chiết từ rong T. decurrens............32
Hình 1. 9. Sơ đồ cấu trúc deS-2, deS-4, deS-6 rong Sargassum aquifolium .. 34

Hình 2. 1. Rong khơ S. mcclurei..................................................................... 36
Hình 2. 2. Sơ đồ chiết fucoidan từ rong nâu bằng nước nóng .......................38
Hình 2. 3. Sơ đồ chiết fucoidan từ rong nâu theo Bản quyền của Nga (Patent
WO 2005/014657)...........................................................................................39
Hình 2. 4. Sơ đồ chiết fucoidan từ rong nâu bằng dung dịch CaCl2 2%........40
Hình 2. 5. Sơ đồ chiết fucoidan từ rong nâu có sự hỗ trợ của enzyme...........41
Hình 2. 6. Cơ chế hịa tan xenlulose của BmimCl..........................................41
Hình 2. 7. Sơ đồ chiết fucoidan từ rong nâu bằng chất lỏng ion ...................42
Hình 3. 2. Mơ hình cấu trúc thành tế bào của rong nâu..................................50
Hình 3. 3. Hình điện di C-PAGE của fucoidan chiết bằng các phương pháp

chiết khác nhau................................................................................................53
Hình 3. 4. Phổ hồng ngoại IR của mẫu fucoidan thô được chiết từ TN1........62
Hình 3. 5. Phổ hồng ngoại IR của mẫu fucoidan thơ được chiết từ TN2........63
Hình 3. 6. Phổ hồng ngoại IR của mẫu fucoidan thơ được chiết từ TN3........64
Hình 3. 7. Phổ hồng ngoại IR của mẫu fucoidan thô được chiết từ TN4........65
Hình 3. 8. Phổ hồng ngoại IR của mẫu fucoidan thô được chiết từ TN5........65


Bảng 1.

1.

Thành ph

Bảng 1.

2. Thành phần hóa học của

Bảng 1.

3.

Cấu trúc

Bảng 1. 4. Hàm lượng, thành phần hóa học và KLPT trung bình của các mẫu
fucoidan phân lập từ 6 lồi rong nâu Việt Nam ..............................................
Bảng 1. 5. Hoạt tính gây độc tế bào của các mẫu fucoidan trên các dịng tế
bào ung thư gan Hep-G2 và ung thư mơ liên kết RD. ....................................
Bảng 2. 1. Các đỉnh phổ đặc trưng của fucoidan trên phổ hồng ngoại ...........
Bảng 3. 1. Kết quả phân tích thành phần hóa học của rong nguyên liệu ........

Bảng 3. 2. Hiệu suất thu nhận fucoidan từ các phương pháp chiết ...............
Bảng 3. 3.

Hàm lượ

Bảng 3. 4.

Thành ph

Bảng 3. 5.

Nhận xét

Bảng 3.

6.Thành ph

Bảng 3.

7.Kết quả p

Bảng 3.

8.Hàm lượ

Bảng 3.

9.Khả năng

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Đường chuẩn carbohydrate tổng số............................................... 79
Phụ lục 2. Đường chuẩn Fucose..................................................................... 80
Phụ lục 3. Đường chuẩn Galactose.................................................................81
Phụ lục 4. Đường chuẩn Glucose....................................................................82
Phụ lục 5. Đường chuẩn Sulfate..................................................................... 83
Phụ lục 6. Đường chuẩn Uronic acid..............................................................84
Phụ lục 7. Đường chuẩn Poly phenol..............................................................85
Phụ lục 8. Đường chuẩn Protein..................................................................... 86
Phụ lục 9. Đường chuẩn Hoạt tính chống oxy hóa tổng số.............................87
1

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..........................................................................................................
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................
1.1. TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN ...............................................................
1.1.1. Giới thiệu rong biển ..........................................................................
1.1.2. Giới thiệu rong nâu ...........................................................................
1.1.3. Một số thành phần hóa học trong rong nâu .................................
1.1.3.1. Polysaccharide ...........................................................................
1.1.3.2. Hợp chất Phenolic .....................................................................
1.1.3.3. Hợp chất Carotenoid .................................................................
1.1.3.4. Hợp chất Terpenoid ...................................................................
1.1.3.5. Protein ........................................................................................
1.2. TỔNG QUAN VỀ FUCOIDAN ..............................................................


1.2.1. Thành phần hóa học của fucoidan ................................................
1.2.2. Đa dạng cấu trúc của fucoidan ......................................................
1.2.3. Hoạt tính sinh học của fucoidan ....................................................

1.2.3.1. Hoạt tính kháng khuẩn và kháng virus ......................................
1.2.3.2. Hoạt tính chống oxy hóa ............................................................
1.2.3.3. Hoạt tính kháng u và điều hịa miễn dịch ..................................
1.2.3.4. Hoạt tính chống đơng tụ máu và chống huyết khối ...................
1.2.3.5. Chống lại các bệnh về gan .........................................................
1.2.3.6. Giảm lipid máu...........................................................................
1.2.4. Ứng dụng của fucoidan ...................................................................
1.3. TỔNG QUAN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHIẾT FUCOIDAN ..........


2

1.3.1. Phương pháp chiết fucoidan trong axit pH 2-3............................23
1.3.2. Phương pháp chiết fucoidan trong nước nóng.............................23
1.3.3. Phương pháp chiết fucoidan trong dung dịch CaCl2 2%............23
1.3.4. Phương pháp chiết fucoidan bằng ethanol................................... 24
1.3.5. Phương pháp chiết fucoidan bằng chất lỏng ion..........................24
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU FUCOIDAN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở
VIỆT NAM..................................................................................................... 26
1.4.1 Tình hình nghiên cứu fucoidan trên thế giới.................................26
1.4.2. Tình hình nghiên cứu fucoidan ở Việt Nam..................................28
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU VÀ THỰC NGHIỆM..........................................................................35
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU................................................................. 35
2.1.1. Rong nâu Sargassum mcclurei....................................................... 35
2.1.2. Chuẩn bị hóa chất và thiết bị.........................................................36
2.1.2.1. Hóa chất.....................................................................................36
2.1.2.2. Thiết bị.......................................................................................37
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................37
2.2.1. Phương pháp chiết fucoidan.......................................................... 37

2.2.1.1. Phương pháp chiết fucoidan bằng nước nóng...........................37
2.2.1.2. Phương pháp chiết fucoidan bằng dung dịch HCl (pH:2-3).....38
2.2.1.3. Phương pháp chiết fucoidan bằng dung dịch CaCl2 2%...........39
2.2.1.4. Phương pháp chiết fucoidan có sự hỗ trợ của enzyme..............40
2.2.1.5. Phương pháp chiết fucoidan bằng chất lỏng ion.......................41
2.2.2. Phương pháp xác định thành phần hóa học của fucoidan..........42
2.2.2.1. Phương pháp phân tích hàm lượng tổng carbohydrate.............42


3

2.2.2.2. Phương pháp phân tích thành phần đường đơn........................43
2.2.2.3. Phương pháp phân tích hàm lượng sulfate................................43
2.2.2.4. Phương pháp phân tích hàm lượng uronic acid........................ 43
2.2.2.5. Phương pháp phân tích hàm lượng polyphenol.........................44
2.2.2.6. Phương pháp phân tích hàm lượng protein...............................44
2.2.2.7. Phương pháp phân tích vị trí của nhóm sulfate trong fucoidan 44
2.2.2.8. Phương pháp điện di trên gel carbonhydrate-polyacrilamide .. 45

2.2.3. Phương pháp thử hoạt tính chống oxy hóa của fucoidan............46
2.2.3.1. Phương pháp xác định hoạt tính oxy hóa tổng số.....................46
2.2.3.2. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính chống oxy hóa bằng DPPH.
................................................................................................................ 46
2.3. THỰC NGHIỆM......................................................................................47
2.3.1. Thu thập và xử lý rong nâu Sargassum mcclurei......................... 47
2.3.2. Chiết fucoidan trong rong nâu Sargassum mcclurei....................47
2.3.3. Xác định thành phần hóa học của fucoidan................................. 48
2.3.4. Xác định hoạt tính chống oxy hóa của fucoidan.......................... 48
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................49
3.1. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN............................................................. 49

3.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN RONG NGUYÊN LIỆU.......49
3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT CHIẾT FUCOIDAN TỪ RONG
SARGASSUM MCCLUREI BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU..51
3.4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHIẾT
LÊN THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA FUCOIDAN CHIẾT TỪ RONG
NÂU SARGASSUM MCCLUREI....................................................................55
3.5. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHIẾT
LÊN VỊ TRÍ CỦA NHÓM SULFATE TRÊN FUCOIDAN CHIẾT TỪ
RONG NÂU SARGASSUM MCCLUREI....................................................... 60


4

3.6. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHIẾT
LÊN HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA FUCOIDAN CHIẾT TỪ RONG NÂU
SARGASSUM MCCLUREI............................................................................. 67
3.6.1. Đánh giá hàm lượng hoạt tính oxy hóa tổng số............................67
3.6.2. Đánh giá kết quả thử hoạt tính chống oxy hóa bằng DPPH.......67
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................70
4.1. KẾT LUẬN..............................................................................................70
4.2. KIẾN NGHỊ.............................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................71
PHỤ LỤC.......................................................................................................79


5

MỞ ĐẦU
Rong biển là nguồn cung cấp polysaccharide sulfate đa dạng và phong
phú nhất, bao gồm sulfate galactan từ rong đỏ (Rhodophyta), ulvan từ rong

xanh (Chlorophyta), fucoidan từ rong nâu (Phaeophyta)[1]. Trong số
polysaccharide sulfate kể trên thì fucoidan sở hữu nhiều nhiều hoạt tính sinh
học quý được ghi nhận như: hoạt tính chống đơng tụ máu và chống huyết
khối, chống virus, chống bổ thể, chống ung thư, chống viêm, giảm lipid máu
và điều biến miễn dịch,…[2] Vì vậy, fucoidan thực sự trở thành một đối tượng
được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu với tiềm
năng rất lớn cho các ứng dụng làm thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ
dưỡng và làm thuốc [3][4].
Fucoidan nằm trong thành tế bào rong nâu, chúng liên kết chặt chẽ với
các microfibrils cellulose và tạo liên kết với cặp cellulose và hemicellulose,
ngồi ra fucoidan cịn tạo liên kết cộng hóa trị với hợp chất phenolic và liên
kết với protein. Tất cả các liên kết trên được bó chặt bởi các phức hình thành
bởi các polyme như alginate - protein và phlorotannin. Vì vậy, để thu nhận
fucoidan có thể sử dụng nhiều phương pháp chiết khác nhau nhằm mục đích
phá vỡ các liên kết không bền của fucoidan trong thành tế bào và thu được
fucoidan trong dung dịch chiết. Điều thú vị là thành phần hóa học của
fucoidan như carbohydrate, sulfate, uronic acid và tỷ lệ các thành phần đường
thay đổi tuỳ theo phương pháp chiết và sự thay đổi này ảnh hưởng đến hoạt
tính sinh học của chúng. Ngồi ra, hoạt tính sinh học của fucoidan cũng đã
được chứng minh phụ thuộc vào khối lượng phân tử, cấu trúc hóa học của
chúng [5][6][7][8]. Do đó, mục đích khi chiết fucoidan là cần phải giữ được
cấu trúc hóa học để bảo tồn hoạt tính sinh học của fucoidan.
Mặc dù đã có nhiều cơng trình cơng bố về quy trình chiết, cấu trúc cũng
như hoạt tính sinh học của fucoidan chiết từ các loài rong nâu sinh trưởng tại
các vùng khác nhau trên thế giới. Tuy nhiên, có rất ít cơng trình nghiên cứu sự
ảnh hưởng của phương pháp chiết lên thành phần hóa học và hoạt tính sinh
học của fucoidan [9][10].


6

Việt Nam, nguồn tài nguyên rong nâu rất đa dạng và phong phú, tính
đến năm 2015, có khoảng hơn 147 lồi rong nâu đã được phân loại, trong đó
riêng chi Sargassum chiếm khoảng hơn 60 loài, đây được coi là tiềm năng rất
lớn cho các nghiên cứu về fucoidan theo hướng phát triển thành các sản phẩm
có giá trị cao ứng dụng trong lĩnh vực y dược. Chính vì những lợi ích quý giá
và điều kiện thuận lợi về vùng nguyên liệu mà fucoidan đã được quan tâm
nghiên cứu ở Việt Nam trong hơn một thập kỷ qua, các kết quả mà các nhà
khoa học trong nước thu được là rất có ý nghĩa, bước đầu đã đưa được sản
phẩm fucoidan từ rong nâu Việt Nam vào phục vụ cuộc sống. Mặc dù vậy, để
có thể khai thác một cách hiệu quả nguồn lợi rong biển cần có nghiên cứu
định hướng cho việc ứng dụng cho việc chiết để thu nhận được sản phẩm
fucoidan có hoạt tính [11][12][13][14].
Ở

Vì vậy, tơi chọn đề tài "Đánh giá sự biến đổi thành phần hóa học
của fucoidan được phân lập từ rong nâu Sargassum mcclurei theo các
phương pháp chiết khác nhau" nhằm đóng góp thêm những nghiên cứu về
fucoidan trong rong nâu của Việt Nam, đồng thời có được một cái nhìn tổng
qt hơn, tạo tiền đề cho các nhà nghiên cứu tiếp sau tuỳ vào mục đích tạo ra
các fucoidan có hoạt tính sinh học nhất định mà có thể lựa chọn được phương
pháp chiết phù hợp, qua đó nâng cao giá trị của fucoidan trong đời sống và
sản xuất.


7

Mục tiêu của đề tài:
Mục tiêu tổng quát: Đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp chiết
lên sự biến đổi thành phần hóa học và cấu trúc của fucoidan, qua đó làm cơ sở

cho việc lựa chọn phương pháp chiết phù hợp cho mỗi mục đích thu nhận
fucoidan khác nhau.
-

Mục tiêu cụ thể: Đánh giá sự biến đổi thành phần hóa học (hàm lượng
sulfate, uronic acid, tổng carbohydrate) và đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ
rong nâu S. mcclurei được thu nhận bằng các phương pháp chiết khác nhau.
-

Để đạt được mục tiêu đề ra, nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:
-

Chiết fucoidan từ rong nâu S. mcclurei theo một số phương pháp chiết

như: Chiết bằng nước nóng, chiết trong mơi trường axit lỗng (pH 2-3), chiết
bằng dung dịch 2% CaCl2, chiết bằng chất lỏng ion và chiết với sự hỗ trợ của
enzyme.
-

Phân tích một số thành phần hóa học chính của fucoidan.

Phân tích vị trí phân bố nhóm sulfate trên phân tử đường của
fucoidan.
-

Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của fucoidan được phân lập từ rong
nâu S. mcclurei theo các phương pháp chiết khác nhau.
-

8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN
1.1.1. Giới thiệu rong biển
Rong biển là những loài thực vật bậc thấp sống ở biển, chúng có thể là
đơn bào, đa bào, sống thành quần thể với nhiều hình dạng đa dạng có thể là
hình cầu, hình sợi, hình phiến lá hoặc hình thù rất đặc biệt. Rong biển sinh
trưởng nhanh, vịng đời khơng q một năm, tốc độ tăng trọng nhanh và tạo ra
sinh khối lớn. Chúng là một nguồn thực phẩm và dược phẩm rất có ích cho
con người. Đồng thời, do có sinh khối lớn nên rong biển đã tạo ra nguồn vật
chất dồi dào cho hệ sinh thái biển và lượng lớn oxygen cho sự hô hấp của con
người và động vật trên cạn [15][16].
Dựa vào thành phần cấu tạo, đặc điểm hình thái và màu sắc, rong biển
có thể được chia thành một số ngành rong chính:
1.

Ngành rong nâu (Phaeophyta).

2.

Ngày rong đỏ (Rhodophyta).

3.

Ngành rong xanh (Chlorophyta).

Hiện nay đã có nhiều cơng trình nghiên cứu phát hiện loài mới bổ sung
vào tổng số loài rong biển phân bố trên toàn thế giới. Trong số các ngành rong
lục, rong nâu và rong đỏ thì rong nâu là ngành rong có trữ lượng lớn nhất và

phân bố đa dạng nhất với hơn 1800 loài đã được phân loại [17][3].
1.1.2. Giới thiệu rong nâu
Rong nâu là nhóm rong có kích thước lớn (macroalgae), gồm 4 chi lớn:
Sargassum, Turbinaria, Dictyota, Padina. Đặc biệt, chi Sargassum sinh
trưởng rất mạnh, có thể hình thành các thảm rong biển rộng từ vài hecta đến
vài chục hecta. Chúng phân bố rộng, chiếm ưu thế trên các bãi triều ven biển
của các vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới.
Rong nâu phân bố nhiều nhất là ở Nhật Bản, tiếp theo là Việt Nam,
Canada, Hàn Quốc, Alaska, Ai-len, Mỹ, Pháp, Ấn Độ... Trong đó, hai chi
Sargassum và Turbinaria thuộc họ Sargassaceae (bộ Fucales) phân bố ở


9

vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới là hai đối tượng phổ biến và kinh tế nhất.
Sản lượng rong nâu lớn nhất thế giới tập trung tại Trung Quốc với trên
667.000 tấn khô, tiếp đến là Hàn Quốc, Nhật Bản, Na Uy, Chile [18]...
Việt Nam, tính đến năm 2015, có khoảng 147 lồi rong nâu đã được
phân loại, trong đó các lồi thuộc chi Sargassum có trữ lượng lớn nhất, ước
tính trên 10.000 tấn khơ/năm. Chúng phân bố tập trung chủ yếu ở các vùng
biển từ Đà Nẵng đến Vũng Tàu gồm: chân đèo Hải Vân, bán đảo Sơn Trà (Đà
Nẵng); Cù Lao Chàm, Núi Thành (Quảng Nam); Bình Châu, Lý Sơn, Sa
Huỳnh (Quảng Ngãi); Phù Mỹ, Quy Nhơn (Bình Định); vịnh Xn Đài, Cù
Mơng (Phú n); vịnh Vân Phong, Hịn Khói, vịnh Nha Trang, vịnh Cam
Ranh (Khánh Hồ); Ninh Hải, Ninh Phước (Ninh Thuận). Ngồi ra, rong nâu
cịn xuất hiện tại vùng biển từ phường Bình San đến xã Mỹ Đức của thị xã Hà
Tiên (Kiên Giang). Trong đó khu vực vịnh Nha Trang được đánh giá rất thuận
lợi để sinh nâu sinh trưởng và phát triển. Dựa vào phương pháp hình thái so
sánh đặc điểm của cơ quan sinh sản là cơ quan ít biến đổi theo các điều kiện
sinh thái, các tác giả trong và ngoài nước đã có những cơng bố tương đối đầy

đủ về mặt phân loại rong nâu ở Việt Nam. Một số chi rong nâu có thể thống
kê được: chi Dictyota có 14 loài, chi Padina 5 loài, chi Turbinaria 5 loài (4
lồi, 1 thứ), chi Sargassum 68 lồi trong đó ở Khánh Hồ 39 lồi [3][11].
Ở

Tại tỉnh Khánh Hịa, nguồn lợi rong nâu phân bố tập trung tại 4 khu vực
ven biển theo trình tự từ Bắc xuống Nam.
Khu vực 1: Vịnh Vân Phong (Hịn Bịp, Hịn Ĩ, Hịn Dút, Cù Meo,
Rạn Trào, Rạn Tướng, Mũi Dù, Mũi Đá Son, Lạch Cổ Cò, Sùng Ké...).
+

Khu vực 2: Ven biển xã Ninh Thủy, Ninh Phước, Ninh Vân, Đầm
Nha Phu (Bãi Đá Lát, Mỹ Giang, Hịn Khơ, Bãi Đá Nọc, Bãi Cây Tra, Bãi Cỏ,
Bãi Cây Bàn,... và vài bãi cạn ngầm (Bãi Cỏ - Thị xã Ninh Hòa).
+

Khu vực 3: Vịnh Nha Trang (Mũi Kê Gà, Bãi Tiên – Đường Đệ, Hòn
Chồng, Hòn Đỏ, Hòn Rùa, Hòn Tre, Bãi Rạn, Bãi Ngéo, Hòn Một, Hòn Mun,
Bãi rạn ngầm Lớn, Mũi cá sấu Trí Ngun, Sơng Lơ, Mũi Cầu).
+


10

Khu vực 4: Đảo Bình Ba – xã Cam Lập (Dọc theo bờ đông bán đảo
Cam Lập, từ Mũi Sốp đến Mũi Cà Tiên) – Thành phố Cam Ranh.
+

Hình 1. 1. Bản đồ vị trí khu vực điều tra phân bố một số chi rong nâu
tỉnh Khánh Hòa [21][17]

1.1.3. Một số thành phần hóa học trong rong nâu
Rong biển nói chung và rong nâu nói riêng có thành phần hố học rất
đa dạng và có giá trị lớn về mặt dinh dưỡng cũng như dược tính như: các hợp


11

chất polysaccharide, axit amin, vitamin và khoáng chất, terpenoid, các hợp
chất phenolic, các hợp chất màu carotenoid và một số hợp chất khác...
Bảng 1. 1. Thành phần hóa học của một số lồi rong
trong 3 ngành rong chính (Tỉ lệ tính trên 100g rong tươi) [18]

Ngành rong
Nước
Tro
Alginic acid
Xylan
Laminaran
Mannitol
Fucoidan
Floridosid
Protein
Chất béo
Tannin
Kali
Natri
Magie
Iod

nd: Khơng phát hiện thấy

12

1.1.3.1. Polysaccharide
Polysaccharide là thành phần chính của rong nâu, bao gồm alginate,
laminaran, fucoidan và các dẫn xuất của chúng.
Alginate là muối của Alginic acid, là một polysaccharide dị thể được
tạo thành từ các khối mannuronic acid và guluronic acid, tỉ lệ và thành phần
của các khối tùy thuộc vào loài rong và các phương pháp chiết. Hàm lượng
Alginate trong rong nâu chiếm khoảng từ 2-4% so với rong tươi, hàm lượng
này tùy thuộc vào lồi rong, vị trí địa lí, môi trường mà rong nâu sinh trưởng.
Tại miền Trung nước ta, hàm lượng Alginate trong rong nâu đạt tỉ lệ cao nhất
vào khoảng tháng tư hằng năm [22].
-

Hình 1. 2. Phân tử Alginic acid (G: guluronic acid, M: mannuronic acid)
-

Laminaran là tinh bột trong rong nâu, là một polysaccharide của glucose

(1(3)-(-D-glucan), gốc đường cuối mạch có thể là Mannitol (M-series) hoặc vẫn
là Glucose (G-series). Một số nghiên cứu gần đây cịn cho thấy ngồi liên kết
1→3, Laminaran cịn có thể có liên kết 1→6. Laminaran có hàm lượng chiếm từ
10-15% trọng lượng rong khơ, cịn tùy thuộc vào lồi rong, vị trí địa lí, mơi
trường mà rong nâu sinh trưởng. Thường vào mùa hè, khi rong nâu phát triển
sinh khối mạnh mẽ thì hàm lượng Laminaran sẽ bị giảm xuống do tiêu hao cho
quá trình sinh trưởng và phát triển của cây rong [22].

13

Hình 1. 3. Cấu trúc của Laminaran
Fucoidan được mơ tả lần đầu tiên bởi Kylin vào năm 1913 khi tiến
hành phân lập từ rong Laminaria digitata. Với thành phần cấu trúc rất phức
tạp trong đó fucose chiếm từ 18,6% đến 60%, sulfate chiếm từ 17,7% đến
32%, ngồi ra cịn có các phân tử đường khác như galactose, glucose,
mannose, xylose... và uronic acid làm cho fucoidan sở hữu rất nhiều hoạt tính
sinh học thú vị như: kháng u, kháng viêm, chống đơng tụ máu, kháng virus,
chống bổ thể, chống oxi hố... Chính vì có tiềm năng rất lớn trong điều chế
thực phẩm chức năng và làm thuốc nên fucoidan thu hút được nhiều sự quan
tâm nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới [9].
-

Hình 1. 4. Một đoạn cấu trúc Fucoidan


14

1.1.3.2. Hợp chất Phenolic
Hợp chất Phenolic là các hợp chất chuyển hóa thứ cấp của thành phần
hóa học trong rong nâu, là hợp chất chứa các nhóm –OH gắn trực tiếp vào
nhân benzen, bao gồm các hợp chất flavonoid, lignnin, tannin và
phlorotannin. Các hợp chất này đều chứa hoạt tính khác nhau [20][23].
1.1.3.3. Hợp chất Carotenoid
Carotenoid là các hợp chất màu tự nhiên được tìm thấy ở nhiều lồi
động vật và thực vật. Trong rong nâu có thể tìm thấy một số Carotenoid như
lutein, zeaxanthin, fucoxanthin... Các Carotenoid trong rong nâu được ghi
nhận nhiều hoạt tính sinh học quý như: hoạt tính chống oxi hóa, chống ung
thư, chống viêm và chống virus. Các hợp chất a-carotene, b-carotene,

chlorophyll-a và phaeophytin-a đều là các hợp chất có hoạt tính sinh học q
[20][23].
1.1.3.4. Hợp chất Terpenoid
Một số Terpenoid được tách ra từ rong nâu như: sargaquinone,
sargaquinoic acid, sargahidroquinoic acid, fallachoromonoic acid,
fallahidroquinone, fallaquinone, sargachromenol được xác định có hoạt tính
chống oxi hóa và chống ung thư. Các hợp chất atomarianone A và
atomarianone B được tách ra từ Taonia atomania có hoạt tính gây độc tế bào
ung thư [20][23].
Ngoài ra, một số hợp chất diterpenoic được tách ra từ rong nâu
Cystoseira meditteranea như taondiol, isoepitaondiol, stypodiol và sargaol
đều được ghi nhận có hoạt tính chống oxi hóa và chống ung thư.
1.1.3.5. Protein
Protein trong rong nâu tại vùng biển Nha Trang dao động từ 8,05-21%
so với trọng lượng rong khô. Một số protein được tách ra từ rong nâu sỡ hữu
một số hoạt tính sinh học quý như deoxylapachol a 1,4-Naphthoquinone và
dẫn xuất được tách ra từ rong nâu Landsburgia quercifolia, Sargachromannol
E tách ra từ rong nâu Sargassum siliquastrum có khả năng gây độc tế bào ung
thư [20][23].


15

1.2. TỔNG QUAN VỀ FUCOIDAN
1.2.1. Thành phần hóa học của fucoidan
Fucoidan được phân lập từ rong nâu lần đầu tiên bởi Kylin vào năm
1913, khi đó ơng đặt tên cho nó là “fucoidin” theo tên gọi của hợp chất đường
fucose là thành phần chính cấu tạo nên hợp chất này. Tuy nhiên, nếu căn cứ
theo danh pháp carbohydrate nghiêm ngặt thì “fucoidin” chưa chính xác vì
các polysaccharide được tạo nên bởi fucose và sulfate phải được đặt tên là

sulfate fucan, các polysaccharide này thường thấy trên ngành Da gai, cụ thể là
Cầu gai và Hải sâm. Trong khi đó, thành phần và cấu trúc của Polysaccharide
sulfate được chiết từ rong nâu lại phức tạp hơn rất nhiều. Năm 1959, thuật
ngữ “fucoidan” được McNeely lần đầu tiên sử dụng khi tiến hành phân loại
polysaccharide. Hiện nay, để phân biệt với các polysaccharide được tạo nên từ
fucose và sulfate trong động vật (được gọi là sulfate fucan), IUPAC định
nghĩa “fucoidan” là thuật ngữ dùng để mô tả polysaccharide sulfate được
chiết từ rong nâu và dựa vào thuật ngữ này các tác giả đặt tên cho các sản
phẩm khác được chiết từ rong nâu như fucogalactan sulfate,
fucoglucuronomannan sulfate, xylofucoglucuronan sulfate [9][19]…
Fucoidan là một polysaccharide dị thể có thành phần hóa học chính bao
gồm fucose và sulfate và thành phần hóa học của fucoidan phụ thuộc rất nhiều
vào loài rong, địa điểm và thời gian thu hoạch rong. Do là một polysaccharide
dị thể nên hàm lượng của fucoidan rất phức tạp, trong đó, fucose chiếm từ
18,6 đến 60%, sulfate chiếm từ 17,7 đến 39,2%, ngồi ra cịn có chứa thêm
các đường đơn khác như galactose, xylose, manose, glucuronic acid, đồng
thời có thể bị acetyl hoá một phần. Trong một số nghiên cứu chỉ ra rằng với
chi Sargassum, thành phần của fucoidan phức tạp hơn các loài rong nâu khác
đã được nghiên cứu ở châu Âu. Ngồi α-L-fucose nó cịn có thể xuất hiện các
phân tử đường khác như D-galactose, D-mannose, D-glucuronic acid, Dglucose, D-xylose [18][22][25]…


16

Bảng 1. 2. Thành phần hóa học của một số fucoidan [1][25]

1.2.2. Đa dạng cấu trúc của fucoidan
Cấu trúc của fucoidan chiết xuất từ rong nâu vô cùng phức tạp bởi tính
đa dạng của liên kết glicoside và khả năng phân nhánh với các vị trí nhóm
sulfate được sắp xếp khơng theo quy luật trên mạch polimer. Ngồi ra,

17

fucoidan có thể có mạch nhánh, trong phân tử có thể xuất hiện một số gốc
đường khác nhau và cũng có thể có các gốc acetyl… Chính vì vậy, việc phân
tích cấu trúc của fucoidan là một vấn đề nan giải ngay cả khi sử dụng các kỹ
thuật NMR với độ phân giải cao mới nhất cũng chỉ có thể cho biết một phần
thông tin về cấu trúc của fucoidan mà thôi [26][27].
Năm 1950, Percival, Ross và cộng sự đã mô tả cấu trúc fucoidan từ
rong nâu thường gặp 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-fucospyranose [28][29]. Mơ hình cấu trúc
này của fucoidan đã tồn tại 43 năm đến năm 1993, cấu trúc fucoidan của
chính lồi rong này đã được nghiên cứu lại bởi Patankar và công sự, kết quả
cho thấy có sự khác nhau ở bản chất liên kết glycoside của fucoidan này với
mạch chính là α -L-fucose(1→3) thay vì α - L-fucose(1→2), nhóm sulfate
được tìm thấy chủ yếu ở vị trí C-4, phù hợp với mơ hình đã cơng bố trước. Sự
khác nhau về cấu trúc fucoidan so với công bố của Percival và Ross được
Pantakar giải thích bởi việc sử dụng dung mơi chiết khác nhau và sự đưa sử
dụng kỹ thuật phân tích hiện đại là GC-EI/MS đã xác định sự có mặt các
nhóm acetyl (axetyl) tại vị trí khác nhau của vịng pyranose trong phương
pháp methyl hố.
Cấu trúc fucoidan từ lồi rong Ecklonia kurome đã được công bố năm
1991 bởi Nishino và Nagumo mới chỉ đưa ra đặc điểm chung của cấu trúc là
sự có mặt của gốc α -L-fucose (1→3) với các nhóm sulfate ở C-4, khơng loại
trừ sự có mặt của các nhóm sulfate khác hoặc các nhánh ở vị trí C-2 [30].

Hình 1. 5. Cấu trúc của fucoidan có sunfat ở vị trí C-4 và liên kết 3-O-linked
từ lồi rong E. Kurome được mô tả vào năm 1991 [30]