Khảo sát hàm lượng fucoidan từ một số loài rong nâu phổ biến ở Khánh Hòa”

Cùng với việc thực hiện các đề tài nghiên cứu dược liệu từ fucoidan của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang, tôi được Khoa Công nghệ Thực phẩm Trường Đại Học Nha Trang phân c

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, lãnh đạo phòng Đào tạo Đại học và Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm lời cảm ơn sâu sắc, niềm tự hào vì đã được học tập tại Trường trong những năm qua

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Duy Nhứt – Viện Nghiên cứu

và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang và ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang – Bộ môn Đảm bảo chất lượng và An toàn thực phẩm đã tận tâm, tận lực giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn KS Nguyễn Đăng Khoa - cán bộ thu nhận rong của Viện nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang đã giúp tôi phân loại năm loại rong nâu

Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị, các bạn làm công tác nghiên cứu tại Viện nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang đã giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt quá trình làm đề tài tại Viện

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, người thân và các bạn bè tôi, đã quan tâm sâu sắc, chia sẻ khó khăn và động viên để tôi hoàn thành đồ án này

Đỗ Thị Hồng Thắm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 3

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RONG BIỂN 3

1.1.1 Phân loại rong biển 3

1.1.2 Phân bố của 3 ngành rong biển trên thế giới 5

1.1.3 Sản lượng rong biển trên thế giới 7

1.1.4 Ứng dụng của rong biển 7

1.2 TỔNG QUAN VỀ RONG NÂU 9

1.2.1 Tình hình phân bố rong Nâu tại Việt Nam 9

1.2.2 Thành phần hóa học của rong Nâu 10

1.2.3 Đặc điểm rong Mơ 12

1.2.3.1 S mcclurei 13

1.2.3.2 S binderi 14

1.2.3.3 S microcystum (Rong Mơ phao nhỏ) 15

1.2.3.4 S polycystum (Rong Mơ nhiều phao) 17

1.2.3.5 S serratum (Rong Mơ gai) 18

1.3 CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH RONG BIỂN 19

1.3.1 Giới thiệu công nghệ sau thu hoạch rong biển 19

1.3.2 Một số hiện tượng hư hỏng của rong 21

1.3.3 Các biện pháp bảo quản rong khô 21

1.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ FUCOIDAN 22

1.4.1 Khái quát về fucoidan 22

1.4.2 Tác dụng sinh học của fucoidan 23

1.4.2.1 Một số tác dụng chữa bệnh của fucoidan 23

1.4.2.2 Các nghiên cứu về hoạt tính của fucoidan 24

1.4.3 Một số nghiên cứu về fucoidan ở Việt Nam 33

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 37

2.2 HÓA CHẤT VÀ MÁY MÓC THIẾT BỊ 37

2.2.1 Các hóa chất sử dụng 37

2.2.2 Máy móc thiết bị 38

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.3.1 Khảo sát các phương pháp định lượng hàm lượng fucoidan 38

2.3.1.1 Bản quyền US6573250B2 38

2.3.1.2 Bản quyền EP0645143A1 41

2.3.1.3 Định lượng fucoidan theo quy trình tách chiết của Nguyễn Duy Nhứt và cộng sự 43

2.3.2 Xác định thành phần đường của fucoidan 45

2.3.3 Bố trí thí nghiệm 51

2.3.3.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát các phương pháp định lượng hàm lượng fucoidan 51

2.3.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng fucoidan trong năm loài rong Nâu tại tỉnh Khánh Hòa 52

2.3.3.3 Bố trí thí nghiệm xác định thành phần đường trung tính trong fucoidan .55

2.3.3.4 Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện chiết rút fucoidan ra khỏi nguyên liệu rong S polycystum 59 2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 60

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61

3.1 ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG FUCOIDAN THU TỪ LOÀI RONG S SERRATUM BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU 61

3.2 KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG FUCOIDAN TRONG NĂM LOÀI RONG NÂU THU MẪU TẠI TỈNH KHÁNH HÒA 64

3.3 SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN ĐƯỜNG TRUNG TÍNH TRONG HAI LOÀI RONG S MCCLUREI VÀ S POLYCYSTUM 66

3.4 SƠ BỘ XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH SẠCH FUCOIDAN TỪ LOÀI RONG S POLYCYSTUM 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

1.KẾT LUẬN 78

2.KIẾN NGHỊ 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1.1

PHỤ LỤC 1.2

HGF : Hepatocyte growth factor

HIV : Human immunodeficiency virus

HPLC : High Performance Liquid Chromatography IT-IGF : Insulin – Like Growth Factor I Treament

Tế bào B : Lympho bào B

Tế bào T : Lympho bào T

UV-VIS : Utralviolet- Visible

WHO : World Health Organization

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Chỉ tiêu chất lượng của muối canxi clorua 38

Bảng 3.1 Hàm lượng fucoidan chiết tách bằng các phương pháp khác nhau (% so với khối lượng rong khô) 61

Bảng 3.2 Hàm lượng fucoidan trong năm loài rong Nâu tại tỉnh Khánh Hòa (% so

với trọng lượng rong khô) 64 Bảng 3.3 Thành phần đường trung tính của fucoidan 68

Bảng 3.4 Kết quả đánh giá quá trình chiết fucoidan từ rong nâu S polycystum 71

Bảng 3.5 Kết quả đánh giá quá trình tách laminaral 74

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Hình thái về rong Lục 4

Hình 1.2 Hình thái về rong Nâu 4

Hình 1.3 Hình thái về rong Đỏ 5

Hình 1.4 Hình dạng rong S mcclurei 14

Hình 1.5 Hình dạng rong S binderi 15

Hình 1.6 Hình dạng rong S microcystum 16

Hình 1.7 Hình dạng rong S polycystum 17

Hình 1.8 Hình dạng rong S serratum 18

Hình 1.9 Sơ đồ công nghệ sau thu hoạch rong biển của Việt Nam 19

Hình 1.10 Sơ đồ sơ chế rong biển lần hai 20

Hình 1.11 Đơn vị cấu trúc của fucoidan; liên kết 1,3 [9] 23

Hình 2.1 Quy trình chiết tách fucoidan theo bản quyền US6573250B2 39

Hình 2.2 Quy trình chiết fucoidan theo bản quyền EP0645143A1 41

Hình 2.3 Quy trình chiết tách fucoidan của Nguyễn Duy Nhứt và cộng sự 44

Hình 2.4 Quy trình xác định thành phần đường trung tính trong fucoidan của rong Nâu 47

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát các phương pháp xác định hàm lượng fucoidan 51

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng Fucoidan trong năm loài rong Nâu tại tỉnh Khánh Hòa 53

Hình 2.7 Sơ dồ bố trí thí nghiệm xác định thành phần đường trung tính trong fucoidan của hai loài rong S polycystum và S mcclurei 56

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định điều kiện chiết rút fucoidan ra khỏi rong S polycystum 59

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn hàm lượng fucoidan tách chiết được từ các phương pháp khác nhau so với cực đại 62

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hàm lượng fucoidan trong năm loài rong Nâu tại tỉnh Khánh Hòa so với cực đại 65 Hình 3.3 Sắc ký đồ GC của hexaacetat glucitol 67

Hình 3.4 Sắc ký đồ GC của các đường chuẩn 67

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn thành phần đường trung tính trong hai mẫu fucoidan của hai loài rong S polycystum và S mcclurei 68

Hình 3.6 Sơ đồ quy trình chiết xuất fucoidan cho hiệu suất chiết cao từ loài rong S polycystum 75

MỞ ĐẦU

Trong khoảng mười năm gần đây, số lượng các công trình nghiên cứu fucoidan trên thế giới tăng đột ngột gần như dựng đứng trên đồ thị biểu diễn số lượng công trình công bố theo thời gian Năm 2012, cuốn sách “Sức mạnh kỳ diệu của fucoidan” đã được xuất bản thành tiếng Việt từ nguyên bản tiến Nhật và được nhập vào bán ở Việt Nam

Đồng thời tại Việt Nam, nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và dự án sản xuất fucoidan thô, fucoidan sử dụng cho hỗ trợ điều trị chữa bệnh nan y cũng đã được nhà nước đầu tư hàng chục tỉ đồng Tuy nhiên, chưa có phương pháp xác định hàm lượng fucoidan nào được đưa ra để sử dụng làm phương pháp kiểm chung cho khu vực hoặc

cả nước Việt Nam, là một trong 3 nước (Ấn Độ, Phillipin, Việt Nam) có phân bố số loài rong nâu lớn nhất thế giới và Khánh Hòa là một trong những tỉnh có sản lượng nâu Nâu lớn nhất Việt Nam Trong bối cảnh đó, việc xác định hàm lượng fucoidan có trong một

số loài rong phổ biến tại Khánh Hòa và vấn đề thời sự, nhằm định hướng cho việc khai thác chế biến ứng dụng fucoidan trong nghiên cứu cũng như trong sản xuất, định hướng vật liệu để có sự chọn lựa trong việc sử dụng rong nâu làm dược liệu hay làm keo rong Cùng với việc thực hiện các đề tài nghiên cứu dược liệu từ fucoidan của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang, tôi được Khoa Công nghệ Thực phẩm Trường Đại Học Nha Trang phân công tiến hành thực hiện đồ án:

“Khảo sát hàm lượng fucoidan từ một số loài rong nâu phổ biến ở Khánh Hòa”

Nhiệm vụ đặt ra của luận văn là:

1) Đánh giá hàm lượng fucoidan thu nhận bằng ba phương pháp ( bản quyền US6573250B2, Bản quyền EP0645143A1 và phương pháp của Nguyễn Duy Nhứt và cộng sự)

2) Xác định hàm lượng fucoidan trong năm loài rong nâu thu mẫu tại Khánh Hòa

3) Sơ bộ đánh giá quá trình tách chiết thu nhận fucoidan từ loài rong có hàm lượng fucoidan cao

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên đồ án này không tránh khỏi những hạn chế, tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và bạn bè để đồ án được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RONG BIỂN

1.1.1 Phân loại rong biển

Rong biển hay tảo biển có tên khoa học là marine – algae, marine plant hay seaweed Rong biển là thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước Chúng có thể

là đơn bào, đa bào sống thành quần thể Hình dạng của chúng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến lá hay hình thù rất đặc biệt

Rong biển thường phân bố ở các vùng nước mặn, nước lợ, cửa sông, vùng triền sâu, vùng biển cạn… Rong Đỏ và rong Nâu là hai đối tượng được nghiên cứu với sản lượng lớn và được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp và đời sống

Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, thành phần sắc tố, đặc điểm hình thái, đặc điểm sinh sản mà rong biển được chia thành 9 ngành sau:

1, Ngành rong Lục (Chlorophyta)

2, Ngành rong Trần (Englenophyta)

3, Ngành rong Giáp (Pyrophyta)

4, Ngành rong Khuê (Bacillareonphyta)

5, Ngành rong Kim (Chrysophyta)

6, Ngành rong Vàng (Xantophyta)

7, Ngành rong Nâu (Phaecophyta)

8, Ngành rong Đỏ (Rhodophyta)

9, Ngành rong Lam (Cyanophyta)

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

Ngành rong Lục: có trên dưới 360 chi và hơn 5700 loài, phần lớn sống trong nước ngọt, nét đặc trưng của loài rong này là có màu lục

Hình 1.2 Hình thái về rong Nâu

Ngành rong Đỏ: rong Đỏ là những loại rong biển khi tươi có màu hồng lục, hồng tím, hồng nâu Khi khô tùy theo phương pháp chế biến chuyển sang màu nâu hay nâu vàng đến vàng Rong Đỏ có 2500 loài, gồm 400 chi, thuộc nhiều họ, phần lớn sống ở biển [4]

Hình 1.3 Hình thái về rong Đỏ

1.1.2 Phân bố của 3 ngành rong biển trên thế giới

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 ít hơn là ở Việt Nam với các loài Caulerpa racemosa, Ulva reticulata, Ulva lactuca

Ngoài ra, rong Lục còn phân bố rải rác ở các nước bao gồm: Achentina, Bangladesh, Canada, Chile, Pháp, Hawaii, Israel, Italy, Kenya, Malaysia, Myanmar, Bồ Đào Nha, Thái Lan…

Rong Đỏ (Rhodophyta) phân bố nhiều ở Việt Nam Sau đó cùng với số lượng loài tương đương nhau ở Nhật Bản, Chile, Indonesia, Philippin, Canada, Hàn Quốc tiếp theo sau là Thái Lan, Brazil, Pháp, Bồ Đào Nha, Trung Quốc, Hawaii, Myanmar, Nam Phi, ít hơn nữa là Anh, Bangladesh, Caribbe, Ireland, Peru, Tây Ban Nha, Achentina,

Ấn Độ, Italy, Malaysia, Mexico, New Zealand, Mỹ sau hết là rải rác có mặt ở Iceland, Alaska, Kenya, Madagascar, Kiribati, Ai Cập, Israel, Ma rốc, Namibia, Tanzania 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 Trong đó bộ Fucales, đối tượng phổ biến và kinh tế nhất của rong Nâu đại diện là họ Sargassaceae với hai giống Sargassum và Turbinaria phân bố chủ yếu ở vùng cận nhiệt đới [phụ lục 1.1]

Hệ thống phân loại Sargassum trtên thế giới rất phức tạp, năm 1753 ba loài thuộc chi Fucus: Fucus natans, F acinarius và F lendigerus do Linnaeus mô tả lần đầu tiên nay được thay thế bằng chi Sargassum Giữa những năm 1808 đến 1819, 36 loài rong thuộc chi Fucus được mô tả ngày nay cũng được chuyển sang chi Sargassum, năm

1820 J.Agardh giới thiệu chi Sargassum với số loài lúc này là 62 loài Sau thời gian đó rất nhiều tác giả khác tiếp tục giới thiệu về Sargassum như Yendo (1907), Reinbold (1913), Grunow (1915, 1916) and Setchell (1931) Số loài Sargassum lên đến 230 Năm 1954 Womersley công bố hệ thống phân loại Sargassum của mình ở Úc, cùng với các tác giả đương thời ở nhiều vùng khác nhau trên thế giới như Phạm Hoàng Hộ của Việt Nam, Chou, Chiang của Taiwan và Ang, Trono của Philippin, đến nay tổng số loài của chi Sargassum đã lên đến hơn 500 Sargassum tại Việt Nam hiện nay có khoảng 70 loài (thực vật chí Việt Nam), số lượng loài Sargassum phân bố trên các nước luôn thay đổi theo các nghiên cứu gần đây nên khó có thể kết luận hiện nay Sargassum phân bố

nhiều nhất ở nước nào Riêng tính đến 1998 thì nhiều nhất là ở Ấn Độ, Philippin và Việt Nam [phụ lục 1.1]

Phân bố về số loài rong biển tuy đã được tổng kết sơ bộ, tuy nhiên, tuỳ theo diện tích lãnh hải, điều kiện môi trường phát triển, kỹ thuật nuôi trồng khác nhau của các nước mà sản lượng rong biển trên thế giới khác với phân bố các loài rong

1.1.3 Sản lượng rong biển trên thế giới

Rong Lục chủ yếu là của Nhật Bản khoảng 4.000 tấn khô với các chi như

Enteromorpha, Monostroma, Ulva, trong đó nuôi trồng khoảng 2.500 tấn, kế tiếp là Hàn Quốc khoảng 1.000 tấn chi Enteromorpha, Philippines khoảng 800 tấn chi Caulerpa, gần như toàn bộ do nuôi trồng

Rong Đỏ chủ yếu là Pháp khoảng 600.000 tấn, chi Maerl, tiếp theo là Anh khoảng 200.000 tấn, chi Maerl (t ww), ít hơn là Chile khoảng 75.000 tấn gồm các chi Gracilaria, Gigatina, Gelidium Nhật Bản khoảng 65.000 tấn, trong đó khoảng 60.000 tấn là do nuôi trồng, gồm các chi Porphyra và Gelidium Philippines khoảng 40.000 tấn do nuôi trồng bao gồm chi Euchuema và Kapaphycus Hàn Quốc cũng có sản lượng tương đương với chi Porphyra, tiếp đến là Trung Quốc với khoảng 31.000 tấn chủ yếu là Porphyra, Indonesia khoảng 26.000 tấn chi Euchuema và Gracilaria…Việt Nam khoảng 2.000 tấn chi Gracilaria

Sản lượng rong Nâu lớn nhất thế giới tập trung tại Trung Quốc với trên 667.000

tấn khô, tập trung vào 3 chi Laminaria, Udaria, Ascophyllum Hàn Quốc khoảng 96.000 tấn với 3 chi Udaria, Hizakia, Laminaria Nhật Bản khoảng 1.000 tấn Laminaria, Udaria, Cladosiphon, Na Uy khoảng 40.000 tấn, Chile khoảng 27.000

tấn…[phụ lục 1.2]

1.1.4 Ứng dụng của rong biển

Rong biển đã được sử dụng từ rất sớm, khoảng 2700 năm trước công nguyên ở Trung quốc Sze Teu đã viết rằng 600 năm trước công nguyên, rong biển đã được chế biến thành một món ăn quí dành cho vua chúa [36] Thuốc “trường sinh bất tử” được

vị hoàng đế đầu tiên của Trung Hoa là Tần Thuỷ Hoàng sử dụng vào năm 200 trước

công nguyên đã được khoa học hiện đại chứng minh đó chính là thành phần của rong Nâu sau hơn 2000 năm

Năm 1812, người ta phát hiện trong rong Nâu có chứa Iod, từ đó người ta dùng nguyên liệu rong Nâu để chế biến Iod Năm 1870 rong biển đã được quan tâm, người

ta điều chế xà phòng từ các chất K2O, Na2O lấy từ rong Nâu Năm 1914 – 1915 Mỹ, Đức dùng rong Nâu để điều chế KCl, than hoạt tính

[4]

Tại Nhật rong Nâu đã được sử dụng làm thức ăn từ thế kỷ thứ V [36], cuối năm

2001 cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm đã xem xét và cấp phép cho các sản phẩm thực phẩm chức năng của Nhật được bổ sung thêm thành phần fucoidan để tăng cường hệ miễn dịch, giảm cholesterol, giảm mỡ máu … [31] và trở thành thực phẩm

hỗ trợ trị bệnh nan y phổ biến của nước Nhật

Trong mười năm gần đây, chính quyền Trung Quốc đã chi phí đến 12 triệu USD

để phát triển một loại thuốc trị AIDS từ rong Nâu với tên thương phẩm là FUCOIDAN-GLYCALYX (F-GX) Loại thuốc tự nhiên này có khả năng diệt virus HIV, tăng sức chịu đựng của phân tử miễn dịch Ngày 01 tháng 01 năm 2003 loại thuốc này đã được chính phủ Trung Quốc cấp phép cho sản xuất và đưa vào sử dụng [19]

Rong biển đã được dùng làm thực phẩm trên toàn thế giới rất quen thuộc với chúng ta (rong Đỏ: agar, carrageenan, rong Nâu: alginat), chúng cũng là nguồn bổ sung dưỡng chất (protein, vitamin, khoáng vi lượng) cho thức ăn nuôi tôm, thức ăn gia súc, được dùng trong công nghiệp dệt, nhuộm, mực in, sơn, hàn điện, lọc và hấp phụ các hợp chất, công nghiệp giấy, trong kỹ thuật nuôi cấy vi sinh, điện di, agar, nó còn là nguyên liệu không thể thiếu cũng như trong công nghiệp nước giải khát và đồ hộp, socola, mỹ phẩm cao cấp (carrageenan), ngoài ra rong biển còn dùng làm chất kích thích sinh trưởng với chất oligo alginat, laminaran (rong Nâu) cùng các hợp chất như auxin, gibberelin, cytokinin (trong hầu hết các ngành rong) Rong biển còn được sử dụng chữa trị ung thư theo các bài thuốc gia truyền dưới dạng dùng kết hợp với các thuốc khác [8] và polyphenol trong rong nâu cũng được dùng làm trà chống lão hoá

Đặc biệt trong thời gian gần đây (2007) tại trung tâm đăng ký phát minh sáng chế của

Mỹ đã có qui trình sản xuất biodiesel từ rong

1.2 TỔNG QUAN VỀ RONG NÂU

1.2.1 Tình hình phân bố rong Nâu tại Việt Nam

Theo số liệu nghiên cứu nguồn lợi rong Nâu có giá trị ở vùng biển Quảng Nam,

Đà Nẵng, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Định cho thấy khu vực miền Trung và Nam Trung Bộ trữ lượng rong lớn nhất và cho chất lượng cao

Rong Nâu phân bố ở vùng biển Quảng Nam - Đà Nẵng không nhiều so với vùng biển Khánh Hòa và Ninh Thuận Quảng Nam - Đà Nẵng tuy có nhiều triền đá dốc, bãi

đá cội, bãi san hô chết nhưng có chiều ngang rất hẹp (1÷10m) nên diện tích phân bố rất nhỏ, trữ lượng không cao

Diện tích rong Mơ tại chỗ vùng biển Quảng Nam- Đà Nẵng khoảng 190000m2 Trữ lượng rong mọc tại chỗ có thể thu được vào tháng 4 khoảng hơn 800 tấn rong tươi Vùng biển Khánh Hòa là vùng có diện tích rong Mơ mọc cao nhất trong các tỉnh điều tra, tổng diện tích rong lên tới 2.000.000 m2, trữ lượng khai thác được hàng năm

có thể ước tính hơn 11.000 tấn rong tươi Khánh Hòa có nhiều vùng rong như Hòn Chồng, Bãi Tiên, bán đảo Cam Ranh, Hòn Tre và một số đảo khác Trong đó hai vùng Hòn Chồng và Bãi Tiên là tiếp giáp nhau có các điều kiện thuận lợi cho rong mọc với mật độ khá dày đặc, sinh lượng trung bình khá cao lên tới hơn 5,5 kg/m2 Vùng Hòn Chồng, Bãi Tiên là vùng rong lớn, dễ khai thác nhất, nó nằm ngay bên cạnh đường lộ

và rong mọc tập trung gần bờ

Sinh lượng rong mọc tại chỗ đo được đều có xu hướng giảm dần từ tháng 3 đến tháng 5 Nhưng về độ trưởng thành thì ngược lại Vào tháng 3 rong còn non, thể hiện ở kích thước còn bé, chưa phóng thích các bào tử, thành phần các chất tích lũy hãy còn thấp Đa phần các loài rong trưởng thành vào tháng 4 đầu tháng 5, do vậy tốt nhất là thu hoạch rong vào tháng 4 và những tháng sau đó để rong đã trưởng thành, phóng thích các giao tử để duy trì và bảo vệ nguồn lợi rong cho những năm sau Sở dĩ có tình trạng vào tháng 3 rong chưa trưởng thành nhưng có sinh lượng mọc tại chỗ cao nhất vì vào tháng 4 trở đi cây rong trưởng thành, kích thước khá lớn, có nhiều phao mọc trên

mình, rong bị sóng gió nhổ đứt trôi dạt vào bờ, làm trữ lượng rong mọc tại chỗ giảm đáng kể.[4]

1.2.2 Thành phần hóa học của rong Nâu

 Sắc tố

Sắc tố trong rong Nâu là diệp lục tố (chlorophyl), diệp hoàng tố (xantophyl), sắc

tố màu nâu (fucoxanthin), sắc tố đỏ (carotene) Tùy theo tỷ lệ loại sắc tố mà rong Nâu

có màu nâu - vàng nâu - nâu đậm - vàng lục Nhìn chung sắc tố của rong Nâu khá bền

Mannitol dùng trong y học chữa bệnh cho người già yếu; trong quốc phòng dùng điều chế thuốc nổ theo tỷ lệ hỗn hợp mannitol với hyderogen và nitơ Ngoài ra mannitol còn dùng điều chế thuốc sát trùng

 Polysacaride

Alginic: Alginic là một polysacaride tập trung ở giữa vách tế bào, là thành phần

chủ yếu tạo thành tầng bên ngoài tế bào của rong Nâu

Hàm lượng alginic trong rong Nâu khoảng 2 ÷ 4 % so với rong tươi và 13 ÷ 15 %

so với rong khô Hàm lượng này phụ thuộc vào loài rong và vị trí địa lý môi trường mà rong sinh sống Hàm lượng alginic trong rong Nâu ở các tỉnh miền Trung Việt Nam thường cao nhất vào tháng 4 trong năm

Fucoidin: là loại muối giữa axit fucoidinic với các kim loại hóa trị khác nhau

như: Ca, Cu, Zn Fucoidin có tính chất gần giống alginic nhưng hàm lượng thấp hơn alginic

Laminarin: laminarin là tinh bột của rong Nâu Laminarin có hàm lượng từ 10 ÷

15 % trọng lượng rong khô tùy thuộc vào loại rong, vị trí địa lý và môi trường sinh sống của từng loại rong Nâu Thường thì mùa hè hàm lượng laminarin giảm vì phải tiêu hao cho quá trình sinh trưởng và phải tiêu hao cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây rong

Cellulose: là thành phần tạo nên vỏ cây rong Hàm lượng cellulose trong rong

Nâu nhiều hơn rong Đỏ

Hàm lượng các loại khoáng của một số loại rong Nâu dao động từ 5.51÷6.30 % phụ thuộc vào mùa vụ và thời kì sinh trưởng Hàm lượng Iod trong một số loài rong Nâu dao động từ 0.05÷0.16 % so với rong khô tuyệt đối [4]

1.2.3 Đặc điểm rong Mơ

Rong mơ là loại rong to mọc thành bụi, gồm vài chục chính quanh nhánh, nhánh mang phiến dạng của lá, phiến có răng mịn giống như lá mơ do đó có tên là rong lá mơ hay gọi tắt là rong Mơ Các loài rong Mơ đều có phao, phao nhiều ít to nhỏ khác nhau, hình dạng của phao là hình cầu hay trái xoan, đường kính của phao nhỏ khoảng

0,5÷0,8 mm, phao lớn khoảng 5÷10 mm phao có thể mang cánh hoặc không Nhờ có

hệ thống phao rong luôn giữ vị trí thẳng đứng trong môi trường biển [4]

Rong lá mơ là những loài rong mọc ở những vùng biển ấm nóng, trên nền đá vôi, san hô chết, nơi sóng mạnh và nước trong nhất là ven các đảo Rong mơ là loài có kích thước cá thể lớn và trữ lượng cao nhất trong các loài rong biển Việt Nam

Rong Mơ mọc trên tất cả các loài vật bám cứng, trên các thành vách đá dốc đứng, các bãi đá tảng, các vùng có đá ngầm hay san hô ngầm, nhưng thích nghi nhất là trên vật bám đá san hô Trên vùng san hô chết, chúng mọc thành quần thể dày, phân bố thành quần thể dày, phân bố tương đối đều, mật độ khi rong trưởng thành có thể đạt 10

cá thể/dm2, cho nên vào mùa phát triển của chúng rất ít các loài rong biển khác có thể mọc chen được vào trong quần thể rong này [4]

Mùa vụ rong Mơ có sự sai khác chút ít tùy thuộc từng loài, nơi phân bố, tùy các điều kiện môi trường sống… nhưng nhìn chung quy luật về mùa vụ khá rõ rệt Chúng tăng trưởng rất mạnh từ tháng 2 đến tháng 3, đa số các loài có kích thước tối đa vào tháng 3, 4 và hình thành các cơ quan sinh sản, sau đó sẽ bị sóng nhổ tấp vào bờ và tàn

lụi Đến tháng 7 các bãi rong đều trơ trụi Một số loài như S mcclurei, S kjellmanianum, S polycystum phát triển và tàn lụi sớm (tháng 4) Trong khi đó các loài

ở vùng dưới triều như S binderi, S microcystum… mọc chậm hơn, đến tháng 6, 7 đôi

nơi vẫn còn quần thể rong này Một vài loài rong thích nghi trong các vũng, vịnh yên

sóng có thể tồn tại và phát triển tốt vào tháng 7 như S polycystum và S longicaulis [4]

Trong đồ án này, tôi đã thu nhận năm loài rong Nâu trong địa bàn tỉnh Khánh

Hòa là: S microcystum, S binderi, S mcclurei, S polycystum, S

serratum để tiến hành bố trí thí nghiệm thực hiện các nội dung của đồ án

1.2.3.1 S mcclurei

Rong dài 1 – 2 m, có khi dài đến 4 m hay hơn khi mọc ở sâu Đĩa bám rộng khoảng 1 cm, thường mọc liên kết 2 – 3 đĩa bám chung Đĩa bám có xẻ thùy nhưng không sâu Trục chính hình trụ ngắn hơn 1 cm Nhánh chính nhiều 3 – 5, hình trụ, không gai, to 1.5 – 2 mm, các nhánh bên mọc cách 3 – 7 cm, dài 20 cm Lá hơi dày và

dai chắc, có hình bầu dục kéo dài, dài 1 – 3 cm, mép có răng cưa nhọn, đôi khi lá dày lên, mép có hai hàng răng hay có mâm nhỏ khi chúng mọc nơi sóng mạnh Gân giữa không rõ, ổ long rãi rác, cuống lá ngắn Phao nhiều, hình xoan hay hơi kéo dài, to 2 – 5

mm, thường nằm trong một lá nhỏ hình dạng rất biến thiên Khi rong còn non hay ở phần gốc, phao có cánh bao quanh hình dạng giống như lá Ở các nhánh thụ cánh này nhỏ hơn hay có khi là mũi dài ở cuối phao

Rong là cây khác gốc, cây đực và cây cái riêng Đế cái hình ba cạnh, có gai mọc thành chùm 2 – 3 không chia nhánh Đế đực hình trụ có u, không gai Ở các nhánh thụ phao rất nhiều, trà trộn với các chùm đế

S mcclurei thích nghi với các dạng vật bám, và điều kiện môi trường khác nhau

Chúng có thể mọc lên cao đến vùng triều thấp hay xuống sâu đến 4 – 5 m hay hơn tùy điều kiện môi trường và vật bám, nhưng thường bị giới hạn bởi đai san hô và hoa đá mềm ở độ sâu 2 – 4 m Ở nơi sóng mạnh, lá dày, cứng, mép có hai hàng răng cưa hay chót lá dày lên thành mâm nhỏ, ở nơi sóng yếu lá mỏng, mép không có bìa đôi [1]

về phía đỉnh, ổ lông to, rải rác Các lá ở phía trên hẹp hơn và ổ lông nổi lên rõ rệt, sắp thành hai hàng Phao hơi hình cầu hay hình xoan, to 3 – 6 mm, có mũi nhỏ hay không, cọng phao dẹp hay có dạng như một lá nhỏ, dài bằng phao hay hơn Đế mọc thành chùm dày ở nách lá, phân nhánh rậm rạp, dẹp, có răng, dài 3 – 6 mm

Hình 1.5 Hình dạng rong S binderi

Loài rong này mọc phổ biến ở sâu 2 – 4 m hay hơn Đây là một trong những nhóm rong xuống sâu làm thành một đai phân bố dưới của quần thể rong Mơ Chúng thích nghi trên các vật bám không bằng phẳng, các vũng, các khe rãnh trong các vùng

có đáy san hô chết khi còn tươi lá giòn, dễ gãy Khi bị nhổ khỏi vật bám, chúng thường chìm, không nổi lên Mùa vụ của rong trễ hơn so với các loài rong khác, trưởng thành khoảng tháng 5 đến tháng 6 [1]

1.2.3.3 S microcystum (Rong Mơ phao nhỏ)

Rong dài 0.5 – 1 m, đĩa bám nhỏ, hình nón, to cỡ 1 cm, dễ bị nhổ Trục chính rất ngắn, mang 3 – 5 nhánh chính hình trụ, có cạnh, phần gốc hơi dẹp Các nhánh bên dày

và rậm rạp, mọc cách nhau 1 – 3 cm Trên ngọn các nhánh này mọc thưa hơn Lá cứng nhưng không dai, cuống ngắn, chót lá không nhọn, răng cưa nhỏ, không sâu Lá dài 2 –

4 cm, rộng 0.4 – 1 cm, gân giữa thấy được, mờ dần về phía đỉnh, ổ lông nhiều, nhỏ, rải rác Các lá ở phần trên hẹp và ngắn phao nhiều, nhỏ 1 – 2 mm, hình cầu hay hơi xoan, không cánh nhưng đôi khi có vài gai nhỏ, cọng phao mịn và ngắn Khi rong trưởng thành nhiều nhánh phụ chỉ mang toàn phao và đế Đế dẹp hay hình 3 cạnh, ngắn 2 – 3

mm, mọc thành chùm 2 – 3, có gai, nhất là ở chót đế Đế đực hình trụ, không gai

Hình1.6 Hình dạng rong S microcystum

Rong mọc ở đai dưới quần xã rong Mơ nơi sóng mạnh, sâu hơn 2 m, trưởng thành vào tháng 4 [1]

1.2.3.4 S polycystum (Rong Mơ nhiều phao)

Rong mọc thành bụi to có khi dài 2 m Đĩa bám hình nón to cỡ 1 cm, có các rễ bò phân nhánh, phát triển nhiều Trục chính hình trụ dài 0.5 – 1 cm, mang theo 3 – 5 nhánh chính hình trụ to 1 – 2 mm có nhiều gai nhỏ, đơn hay kép, đầu thường phù ra, các nhánh bên mọc dày Lá hình bầu dục dài 2 – 4 cm, nhánh và lá rất dày Phao nhiều, hình cầu to 2 mm, phao luôn luôn có cánh nhỏ, cánh này nhiều khi chỉ là một mũi nhỏ

ở đầu hay nhiều gai nhỏ

Hình 1.7 Hình dạng rong S polycystum

Đây là loài rong gặp phổ biến khắp nơi, thích nghi rộng ngoại trừ những nơi có sóng mạnh, chúng có khả năng mọc gần cửa sông Chúng bao phủ các vùng san hô chết từ phía trên mực thủy triều cho đến nhiều mét sâu hơn Các cá thể ở vùng trên thường bị bày khô nhiều giờ khi triều xuống Rong trưởng thành phóng thích giao tử vào tháng 4 Vào lúc phần lớn các loài rong biển hay rong Mơ khác tàn lụi (tháng 9,

10), ta vẫn gặp các quần thể S polycystum Nhờ hệ thống rễ bò phát triển, chúng có thể

sinh sản sinh dưỡng Các rễ này như những nhánh có mang các lá nhỏ, ở các nách lá này sẽ nãy chồi cho ra cây mầm và đĩa bám, bám vào vật bám cho ra cây mới [1]

1.2.3.5 S serratum (Rong Mơ gai)

Rong mọc thành bụi cao 40 - 80 cm trên một đĩa bám hình nón, nhỏ 5 - 6 mm nhưng rất chắc Trụ chính hình trụ, trơn, cao 2 - 4 mm, mang 3 - 7 nhánh chính Nhánh chính hình trụ 0.5 - 1 mm đường kính

Lá trên thân chính thường dài khoảng 0.7 - 1.5 mm, rộng 5 - 7mm Mép lá có nhiều răng cưa to, nhọn không đều, gân lá không rõ, huyệt rõ nằm rải rác

Hình 1.8 Hình d

ạng rong

S serratum

Lá trên các nhánh bên và nhánh chót chỉ dài 0.5 - 1 cm, rộng 1.5 - 3 mm, có hình mũi mác, nhiều răng cưa nhọn Phao rất nhiều, nhỏ hình xoan, to 1 - 2 mm, thường mang 1 đến vài gai trên đầu hay cánh nhỏ Rong khác gốc Cây đực có đế đực hình trụ,

có u, phân nhánh, dài 0.5 - 2 cm Cây cái có đế ngắn hơn 3 - 5 mm, hình trụ dẹp, phân nhánh, có gai

Rong mọc thành quần thể dày, trên đá tảng và trên san hô chết từ vùng triều thấp trở xuống, là loài phân bố cao nhất trong các quần thể rong mơ ở các bãi triều đáy cứng Rong trưởng thành rất sớm từ tháng 3 - 4 Khoảng giữa tháng 8 đã thấy xuất hiện cây con [2]

1.3 CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH RONG BIỂN

1.3.1 Giới thiệu công nghệ sau thu hoạch rong biển

Yêu cầu rong phải đạt được sạch tạp chất, khô đều, cây rong dai, mềm mại

 Rửa lần hai

Rong được chở về Viện nghiên cứu hay khu vực bảo quản, rửa lại bằng nước ngọt

Lý do:

 Sau khi rửa bằng nước mặn và phơi khô sơ bộ, độ ẩm của rong còn cao, khoảng 30%, có khi lên đến 40% Rong vẫn hô hấp tế bào, sinh nhiệt phá hủy các chất hữu cơ làm hỏng rong

 Rong đưa về Viện nghiên cứu thường chưa được chế biến ngay mà cần

bảo quản, dự trữ trong kho một thời gian nào đó

 Cách tiến hành sơ chế lần hai

Rong thu mua

Hình 1.10 Sơ đồ sơ chế rong biển lần hai

Phân loại: loại bỏ tạp chất, xác rong chết, vỏ nhuyễn thể, rong tạp… Cần ưu tiên

sơ chế trước những lô rong ẩm nhiều tạp chất

Ngâm rửa nước ngọt: rong được rửa nhiều lần (4 - 5 lần) trong thùng nước

Phơi rong: cần phơi trên các nong tre hoặc các dàn phơi cách mặt đất 0.5 ÷ 0.8 m,

độ dày lớp rong nhỏ hơn 3 cm, sau 2 ÷ 3 ngày rong khô Độ ẩm đạt ≤ 22%

Hiệu suất sơ chế lần hai đạt 40 ÷ 60% rong sơ chế lần 1 (tùy thuộc vào từng loại

và độ nhiễm bẩn của rong)

Tiêu chuẩn rong thành phẩm: rong khô W ≤ 22%, sạch bùn đất tạp chất, thân cây cứng, dai, màu vàng, nâu, đen Nắm trong tay không thấy có độ ẩm của muối, hàm lượng muối ≤ 0.8% Sau khi phơi cần để rong trong mát để cân bằng độ ẩm, sau đó mới bảo quản [4]

1.3.2 Một số hiện tượng hư hỏng của rong

Trạng thái cây rong bị thay đổi: rong mủn Rong mủn là do sơ chế nước ngọt không đúng kĩ thuật, hàm lượng muối còn nhiều Các loại vi sinh vật như

Cellulomonas, Aspegillus, Streptococcus, Psedomonas và Penicilium hoạt động mạnh

phân hủy cellulose và các chất keo rong [4] Rong hao hụt trọng lượng do độ ẩm cao Rong hư cục bộ: do trải rong xuống sàn nhà mà không tản nhiệt, xuất hiện sự tự phát nhiệt làm nấm mốc phát triển

1.3.3 Các biện pháp bảo quản rong khô

Rong phải thông thoáng, lưu thông không khí Không khí trong kho có độ ẩm ≤ 80% Ngày khô ráo phải mở cửa kho để giảm độ ẩm của kho

Các kiện rong được để trên các giàn cách mặt đất 15 ÷ 20 cm Giữa các giàn có lối đi lại để thường xuyên kiểm tra

Phát hiện rong ẩm phải đưa đi chế biến ngay Khi rong mốc phải loại bỏ phần mốc, rửa, sấy lại

Các kiện rong phải được sắp xếp theo chất lượng và thời gian sản xuất, rong nhập kho trước phải đưa đi sản xuất trước Rong khô đúng tiêu chuẩn, bảo quản đúng chế độ thời gian tối đa là 1 năm

1.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ FUCOIDAN

1.4.1 Khái quát về fucoidan

Fucoidan là tên được đặt cho một dạng anion polysaccharide chỉ có trong rong nâu (một số động vật thân mềm sử dụng rong nâu làm thức ăn có thành phần sulfate fucan trong cơ thể chúng, tuy nhiên cấu trúc những sulfate fucan này đơn giản, là mạch thẳng và chỉ có fucose trong thành phần đường) Rong nâu đã được dùng như thực

phẩm và thuốc từ cách đây 3000 năm ở Tonga và ít nhất là 2000 năm tại Trung Hoa Tuy nhiên đến 1913 Kyllin mới xác định và mô tả Một loại polysaccharide được chiết

từ rong Nâu bởi Kylin gọi là fucoidin 40 năm sau, fucoidin được đổi tên thành fucoidan cho đúng với tên gọi của polysaccharide này (polysaccharide nomenclature), nhưng một số còn gọi nó là fucan, fucosan hoặc fucan sulfate [9]

Fucoidan, polysaccharide có chứa tỷ lệ phần trăm đáng kể của L-Fucose và nhóm

ester sulfate, là thành phần của rong Nâu và một số động vật không xương sống như nhím biển [12]

Fucoidan có mặt trong thành tế bào của các loài rong Nâu chủ yếu thuộc Bộ

Laminariales và Bộ Fucales của lớp Phaeophyceae [9]

Cấu trúc của fucoidan giống như cấu trúc của chondroitin sulfate, có mạch thẳng với đơn cấu trúc 1,2 - D-Galactose hoặc 1,2 - D-Mannose, có phân nhánh tại vị trí 1,2 hoặc 1,4 -L-Fucose, 1,4 -D-Glucuronic acid, d-Xylose đầu cuối và đôi khi 1,4

-D-Glucose Các dạng cấu trúc điển hình với liên kết 1,3 của Fucoidan được trình bày trong hình 1.11 [9]

Hình 1.11 Đơn vị cấu trúc của fucoidan; liên kết 1,3 [9]

1.4.2 Tác dụng sinh học của fucoidan

1.4.2.1 Một số tác dụng chữa bệnh của fucoidan

Từ rất lâu người dân vùng ven biển và vùng đảo đã biết sử dụng rong Nâu làm thuốc để duy trì sinh lực, tăng cường sức khoẻ Cũng chính vì thực tế có nhiều người sống thọ trên 100 tuổi ở vùng đảo Tonga (nam Thái Bình Dương) mà các nhà khoa học

đã tìm đến nghiên cứu và phát hiện ra fucoidan

Các hoạt tính sinh học của fucoidan được tác giả Rita Elkins M.H., tổng kết dựa trên nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, các ứng dụng chữa bệnh của fucoidan có thể kể ra như sau:

- Sự hớt da, sự mài mòn, vết da bong

- Xơ vữa động mạch

- Viêm (nhiễm trùng) bàng quang

- Tuần hoàn máu kém

- Sự xung huyết (huyết khối)

- Bệnh đái tháo đường

- Rối loạn thần kinh

- Mệt mãn tính - Đau kết tràng

- Viên nướu (thường do các mảng ở bề mặt

răng và cổ tay) - Lậu

- Tăng hoạt động

- Rối loạn miễn dịch

- Rối loạn gan

1.4.2.2 Các nghiên cứu về hoạt tính của fucoidan

 Kích hoạt và tăng cường miễn dịch

Các hệ thống miễn dịch của chúng ta nằm dưới sự tấn công không ngừng và các rối loạn miễn dịch leo thang ở một mức độ lo ngại khác nhau Trong các nghiên cứu mới đây liên tục xuất hiện quan điểm cho rằng sự trục trặc miễn dịch là nguyên nhân thật sự tạo điều kiện gây ra các bệnh tim, béo phì và nhiều loại xơ cứng mô Ngăn chặn bệnh bằng điều chỉnh nhẹ nhàng và hỗ trợ hệ thống miễn dịch là sự đầu tư tốt nhất chúng ta cần làm để kéo dài tuổi thọ và tăng cường sức khỏe

Fucoidan, một hợp chất thiên nhiên có tính chất kháng u, kháng ung thư Fucoidan kích thích sự sản xuất tế bào miễn dịch cần cho sự sống, giúp cho cơ thể có khả năng chống lại những kẻ thù chết người như vi khuẩn, virut, nấm, ký sinh trùng và ngay cả các tế bào ung thư

Fucoidan chứa các đường đặc biệt được gọi là gluconutrients thúc đẩy các tế bào diệt tự nhiên (natural killer - NK) chống tất cả các bệnh Phòng tuyến bảo vệ hệ miễn dịch đầu tiên của chúng ta là các tế bào NK Nghiên cứu

đã chỉ ra rằng khi những người sức khỏe yếu tăng mức sử dụng glyconutrients, số tế bào NK tăng lên đáng kể làm cho họ có khả năng tự bảo vệ bản thân nhiều hơn khỏi sự

suy nhược của các mô mà nó đi kèm với bệnh tật, thoái hóa Tập hợp cân bằng các glyconutrients của fucoidan làm tăng sự tái tạo tế bào NK và tế bào B, nhờ vậy làm tăng tốc độ miễn dịch của cơ thể, chống lại sự xâm nhập bên ngoài

Trong một nghiên cứu được tiến hành ở phòng thí nghiệm Nông học trường Đại học Kagoshima, fucoidan chứa trong rong biển được cho chuột ăn trong 20 ngày Qua xét nghiệm, các tế bào diệt tự nhiên và các đại thực bào của động vật thử nghiệm đã tăng lên hai lần [16], [29]

 Kháng khuẩn và kháng virus

Năm 1995, các nhà khoa học Rumani đã công bố rằng fucoidan có khả năng ức chế đáng kể sự phát triển của các vi khuẩn gram dương (Gr(+)) và vi khuẩn gram âm (Gr(-)), trong khi đó lại khích thích hệ thống miễn dịch bằng cách tăng cường thực bào (một tế bào nuốt và tiêu hóa các vi khuẩn và các hạt

lạ)

Hơn thế nữa, fucoidan được công bố ngăn chặn loại viêm nguy hiểm xuất hiện trong viêm màng não một biến chứng của viêm do virut và vi khuẩn Phát hiện này cùng những phát hiện khác đã chỉ ra rằng fucoidan làm được những việc mà ít thuốc nào có thể làm, đó là diệt vi khuẩn trong khi đó lại tăng cường hệ miễn dịch [24] Tiềm năng của fucoidan chống lại các virút như HIV [11] có lẽ là còn hấp dẫn hơn khả năng kháng vi khuẩn của nó Fucoidan được liệt kê là một hợp chất dùng điều trị HIV [14], fucoidan làm tăng khả năng sản xuất các dạng interleukin và interferon được tiết ra nhờ các tế bào miễn dịch giống tế bào T Nói cách khác, fucoidan tăng cường việc sản xuất interleukins và interferons kích hoạt các tế bào miễn dịch khác nhau (T cells, NK cells và macrophage - đại thực bào) cần thiết để đề phòng nhiễm trùng và bệnh tật Nhờ hiệu ứng này, các nhà khoa học tin rằng fucoidan có thể cung cấp một sự điều trị rất hiệu quả chống lại các virút gây ra viêm gan, mệt mãn tính và ngay cả AIDS [29]

Các nghiên cứu còn đề xuất rằng uống fucoidan bằng đường miệng có thể là hữu ích đối với những người bị nhiễm trùng virút mãn tính ví dụ như herpes và cytomegalovirus-một loại virút có thể gây ra các dị tật khi sinh và sẩy thai [24]

Fucoidan còn thể hiện khả năng liên kết với các virut cản trở khả năng tấn công vào tế bào chủ của chúng Nếu một virut không thể tấn công vào tế bào chủ, nó sẽ không thể sao chép

 Làm giảm cholesterol và phòng chống cao huyết áp

Mặc dù fucoidan được biết đến bởi sự hỗ trợ hệ miễn dịch của nó, đồng thời nó còn có tác dụng dương tính lên các hệ cơ thể khác Thực ra, số liệu từ phòng thí nghiệm cho thấy rằng, những con chuột ăn rong Nâu có mức mỡ máu thấp hơn đáng

kể so với những con không ăn rong Sau 21 ngày thử rong biển các nhà khoa học đã kết luận rằng các hợp chất rong Nâu làm thay đổi hoạt tính của các enzym trong gan, kiểm soát cách các axít béo được chuyển hóa, dẫn đến mức cholesterol thấp hơn trong máu

Các nhà nghiên cứu của Nhật Bản đã tiến hành một nghiên cứu mà trong đó các đối tượng kiểm tra được cho ăn 5g rong biển (có chứa fucoidan)/ngày trong 3 tuần Kết quả, huyết áp và mức cholesterol cao của họ được cải thiện đáng kể Các kết quả như vậy đã được công bố bởi tổ chức y tế thế giới (WHO) và họ khẳng định rằng thành phần fucoidan của một số thực vật biển xúc tiến việc đốt chất béo trong gan - một tác động hỗ trợ và bảo vệ hệ tim mạch Fucoidan đồng thời còn tối ưu hóa các mức của men HGF trong gan mà ở đó cholesterol được tạo ra và các axit béo được tổng hợp Hơn nữa, rõ ràng là fucoidan có thể ngăn chặn sự tạo thành các cục máu đông, làm giảm rủi ro do các cơn đau tim và đột quị Hoạt tính này đã được khảo sát trên người

và đã được FDA của Mỹ cấp chứng nhận [31]

 Chống đông máu

Một số nghiên cứu khoa học khẳng định khả năng của fucoidan ngăn chặn sự tạo thành cục máu đông Các nhà khoa học kết luận fucoidan là một polysacarit sulfat chống tăng sinh hiệu nghiệm hơn heparin Các bác sỹ Thụy Điển ở bệnh viện trường đại học Malmo còn công bố rằng fucoidan ức chế việc tạo thành các cục máu bằng cách ngăn chặn các tố huyết kết thành nhóm và dính vào thành động mạch [15], [23]

 Hỗ trợ điều trị ung thư

Xét về hoạt tính kháng ung thư, năm 1990 Noda, Hiroyuki, Amano và các cộng

sự đã sàng lọc trên 46 loài rong ở dạng bột khô trong không khí (trong đó có 4 loài rong Lục, 21 loài rong Nâu, 21 loài rong Đỏ), hoạt tính chống ung thư biểu mô dạng Ehrlich có tín hiệu ở rong Nâu Scytosiphon lomentaria (ngăn chặn 69.8%), Lessonia nigrescens (60.0%), Laminaria japonica (57.6%), Sargassum ringgoldianum (46.5%), rong Đỏ Porphyra yezoensis (53.2%), Eucheuma gelatinae (52.1%) và rong Lục Enteromorpha prolifera (51.7%) Năm loài rong Nâu và bốn loài rong đỏ cho tín hiệu chống ung thư dạng Meth-A fibrosarcoma [26] Ba năm sau cũng nhóm tác giả này tiến hành chiết các hợp chất trong rong Nâu theo 31 phân đoạn từ trung tính đến axít, đem thử hoạt tính kháng ung thư và họ nhận ra rằng hai phân đoạn 13500Da và 19000Da có hoạt tính kháng ung thư Chúng đã tương tác trực tiếp với tế bào ung thư và tiêu diệt chúng, hai phân đoạn này không tan trong nước và phải chiết ra bằng axít nóng Bằng các phương pháp phân tích hoá học cũng như các phương pháp phổ

cơ bản họ đã chứng minh được các hợp chất này chính là fucoidan [40]

Năm 1995 qua tạp chí Nghiên cứu chống ung thư (Anticancer Research) các nhà khoa học đã công bố rằng fucoidan ức chế việc lan truyền ung thư phổi [10] Dùng chuột thí nghiệm họ đã phát hiện ra rằng, tiêm fucoidan ngăn chặn ung thư biểu bì phổi lan truyền Họ đã kết luận rằng những phát hiện của họ làm xuất hiện khả năng rõ ràng rằng fucoidan có thể có giá trị lâm sàng thực sự trong việc ngăn chặn ung thư trong cơ thể Các nhà khoa học đã khám phá ra tác dụng chống ung tương tự và ám chỉ cho fucoidan tác dụng chống sinh sôi nảy nở trong các tế bào ung thư trong một ấn phẩm xuất bản năm 1993 [20]

Hơn nữa, khoa học phương tây bây giờ ủng hộ truyền thống sử dụng fucoidan ở Châu á và Nam Thái Bình Dương để điều trị các u ung thư Các số liệu khẳng định một cách mạnh mẽ rằng lượng fucoidan của rong nâu là nguyên nhân vì sao nó thể hiện khả năng kháng ung thư Một cách rõ ràng cụ thể hơn, các nhà khoa học tin tưởng rằng tính chất tăng cường miễn dịch của fucoidan có thể liên quan đến các tác dụng tốt của nó lên các khối u

* Ba cơ chế chống ung thư của fucoidan

- Các hợp chất fucoidan trên thực tế thúc đẩy các tế bào ung thư tự phá hủy Những nghiên cứu gần đây cho thấy rằng các hợp chất fucoidan thực sự ngăn chặn sự phát triển tế bào lạ thường Ung thư thực ra là hiện tượng các tế bào tự sinh sản nhưng không kiểm soát được Một nghiên cứu của người Nhật đã phát hiện ra rằng khi U-fucoidan được đưa vào các tế bào ung thư trong ống nghiệm chúng sẽ bị chết trong vòng 72 giờ Cách mà trong đó các tế bào này bị phá hủy hoàn toàn là quan trọng không kém Dường như fucoidan bật công tắc tế bào loại bỏ sự sao chép ác tính Nói cách khác DNA được tìm thấy bên trong các tế bào ung thư cá thể này bị bẽ gãy bởi các enzym sống trong bản thân các tế bào đó Về phương diện kỹ thuật, đây là một quá trình được gọi là giáng hóa (tế bào tự chết) một cơ chế bảo vệ giúp chúng ta không bị ung thư [17]

- Những nghiên cứu thêm ở phòng thí nghiệm chỉ ra rằng fucoidan có thể ngăn chặn sự phân chia tế bào nguy hiểm Trong các thử nghiệm sử dụng các tế bào ung thư biểu bì tĩnh mạch phế quản người (tế bào ung thư phổi) fucoidan phong bế pha phân chia tế bào G1, làm suy giảm sự phát triển của các u ác tính Fucoidan tác dụng thẳng lên tế bào ung thư ngăn chặn không cho chúng phát triển [22], [32]

- Các tính chất tăng cường hệ miễn dịch của fucoidan có thể kiềm hãm sự phát triển của

tế bào ung thư Các tế bào ung thư được phép tái tạo do hệ miễn dịch không còn nhận biết và tiêu diệt chúng Fucoidan sản xuất ra các hợp chất interleukin và interferon trong hệ miễn dịch ngăn chặn sự phát triển tế bào ác tính, nhờ vậy nó có tác dụng kháng ung thư Với cách làm như vậy, hiệu quả của tế bào giết tự nhiên được tăng lên cho phép hệ miễn dịch hủy diệt các tế bào ác tính một cách có hiệu quả hơn Vì những tác dụng này, fucoidan có thể đóng một vai trò then chốt trong phản ứng miễn dịch của chúng với ung thư và nhiễm trùng Thực ra, hiện nay nó được sử dụng cho ung thư dạ dày Và trong điều trị của người Nhật nó được sử dụng để điều trị ung thư phổi và ruột kết cũng như ung thư máu Các bác sĩ sử dụng bổ sung fucoidan trên các bệnh nhân là

có hiệu quả và không có tác dụng phụ

Sự suy yếu trong hệ thống kiểm soát miễn dịch của chúng ta dẫn đến các tế bào ung thư phát triển không nhận biết được Fucoidan phục hồi lại các tế bào phòng vệ

miễn dịch và trong cách làm như vậy, chúng có thể trở nên cảnh giác hơn trong việc nhằm vào các tế bào khác thường để phá hủy

Để ung thư xuất hiện và sau đó liên tục phát triển, nó phải vượt qua nhiều binh chủng dài của hàng rào bảo vệ Hệ miễn dịch vừa là hàng rào phòng thủ đầu tiên và vừa là cuối cùng chống lại ung thư [25]

 Kiểm soát đường huyết

Fucoidan có thể giúp đỡ những người bị đái tháo đường Các nhà nghiên cứu

đã công bố rằng các polysacarit tìm thấy trong rong biển tác động dương tính lên phản ứng insulin và đường huyết trong các động vật thí nghiệm Việc đưa thêm các polysacarit này dẫn đến cái mà họ đã mô tả như một chất giảm một cách đột ngột cân bằng hấp thụ đường Điều này giả thiết rằng các hợp chất polysacarit giống fucoidan làm chậm việc truyền glucose vào máu từ ruột, nhờ vậy giúp giữ mức đường máu ổn định và ngăn chặn phản ứng insulin quá mức [38]

 Góp phần hỗ trợ điều trị viêm loét và các vấn đề dạ dày

Fucoidan còn có thể có ích cho các vấn đề về dạ dày và ruột non Trong một số nghiên cứu của người Nhật ở Tokyo, fucoidan được sử dụng trong các đối tượng thử nghiệm có các vần đề về dạ dày thường gặp Việc bổ sung fucoidan thích hợp có tác dụng cải thiện hoạt động của đường dẫn dạ dày-ruột non Hơn nữa các nhà khoa học mới đây đã công bố rằng fucoidan ngăn chặn sự gắn của Helicobacteria pylori (một loại vi khuẩn gây loét dạ dày) lên tế bào tạo thành lớp lót dạ dày Họ đã phỏng đoán rằng hợp chất fucoidan này có thể thực chất bao phủ bề mặt vi khuẩn làm cho chúng khó bám vào các tế bào dạ dày [34], [35]

 Hỗ trợ điều trị bệnh đau khớp

Trong năm 1995, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng fucoidan giúp đẩy mạnh việc tạo ra một chất được gọi là fibronectin có vai trò quan trọng trong việc giữ các khớp được bôi trơn và linh động Nghiên cứu phát hiện ra rằng sự có mặt của fucoidan đã góp phần cho việc sản xuất bình thường chất này gợi ý rằng việc bổ sung fucoidan có thể có tác dụng hữu ích trong việc tái tạo sụn cho các khớp đau [39]

 Tăng cường phục hồi vết thương và chống lão hóa da

Như đã nói từ đầu, fucoidan có thể kích thích sự thay đổi mô trong da Các nhà khoa học Nhật Bản đã công bố rằng thành phần fucoidan của rong thúc đẩy việc sản xuất một protein được gọi là integrin làm tăng sự săn chắc và sự phục hồi da [33] Công bố còn khẳng định rằng fucoidan thúc đẩy sự co của collagen, giúp tăng cường

sự phục hồi vết thương Các hợp chất rong biển khác cũng giúp chống sự khô gây ra

sự già sớm Các chất trong rong biển là tuyệt vời bởi vì nó thường xúc tiến việc giữ

độ ẩm

Thực ra, các dịch chiết keo rong biển đã thường được sử dụng trong việc làm mềm da và làm tóc Thử nghiệm trên các động vật thí nghiệm đã chỉ ra rằng ứng dụng dịch chiết rong nâu (với hàm lượng fucoidan cao) trong một vài tuần làm cho

da căng hơn Điều đó đồng thời khẳng định rằng các hợp chất rong nâu thực ra làm ngắn chu kỳ mà trong đó các tế bào da tự thay thế

Làm như vậy da sẽ chậm bị nhăn hơn và khôi phục nhanh hơn [18]

 Tăng cường chức năng gan

Các nhà khoa học Nhật Bản khám phá ra rằng, fucoidan tìm thấy trong rong nâu làm tăng đáng kể việc sản xuất một chất được gọi IT-IGF hoặc HGF Hơn 10 năm trước đây, phòng thí nghiệm nghiên cứu công nghẹ sinh học ở Nhật [21], thực hiện việc nghiên cứu cấu tạo xơ của một vài loại rong Trong khi tiến hành các nghiên cứu này họ đã phát hiện ra rằng F-fucoidan tìm thấy trong nhiều loài rong Nâu có thể làm tăng đáng kể việc sản xuất HGF

HGF là một cytokin rất đặc biệt, nó không chỉ kích thích việc tái tạo các tế bào gan mà đồng thời còn tăng cường việc sản xuất các tế bào da, tế bào cơ tim, sụn Các nghiên cứu cho thấy HGF thực hiện một tổ hợp rộng các chức năng sinh hóa và được coi là quan trọng để tạo thành sẹo và phục hồi các mô cơ thể Chúng ta còn biết rằng HGF là một protein làm chậm quá trình lão hóa Một số nghiên cứu tiền lâm sàng được tiến hành sau 1992 đã phát hiện ra rằng HGF có thể ngăn chặn viêm gan, điều trị xơ gan, liệt gan, xơ hóa phổi và làm chậm quá trình già hóa

Việc khám phá ra các hợp chất fucoidan có thể tăng cường việc sản xuất HGF, không chỉ chứa một niềm hy vọng lớn đối với những người bị đau do các bệnh gan, mà còn cho niềm hy vọng đối với tất cả những ai chịu đựng các bệnh suy thoái, bao gồm suy yếu mô xuất hiện khi có tuổi [28]

Cho đến nay, đã có khoảng hai trăm patent được đăng ký tại Mỹ và Châu Âu có liên quan tới chế biến và hoạt tính fucoidan Nhiều chế phẩm chứa fucoidan đã được bán ra thị trường với nhiều loại mẫu mã khác nhau

Tuy nhiên, việc xác định quan hệ hoạt tính, cấu trúc của fucoidan đến nay vẫn chưa rõ ràng và chưa có một kết quả tương đối tổng quát nào được công bố Các nhà khoa học chỉ có thể kết luận cho phần nghiên cứu riêng của mình trong từng trường hợp riêng biệt; ví dụ đối với hoạt tính chống đông cục máu (anticoagulant) trong phân

tử fucoidan phải có số nhóm sulfat nhiều hơn hoặc bằng số nhóm đường và phải ở vị trí C2 của gốc đường [23] Đối với hoạt tính kháng virus người ta lại nhận thấy galactofucan có hoạt tính kháng khuẩn mạnh hơn nhưng không có hoạt tính độc tố tế bào, trong khi đó uronofucan không có hoạt tính kháng virus mà lại có thể kháng được ung thư [27]

Do chỉ mới được nghiên cứu mạnh trong vòng 10 năm lại đây, nên fucoidan chưa được FDA của Mỹ cấp phép sử dụng làm thuốc điều trị bệnh nan y, nhưng ở các nước khác người ta đã sử dụng các chế phẩm fucoidan rất nhiều, đặc biệt là ở Châu Á (Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc) Đến nay sản phẩm fucoidan đã có mặt trên toàn thế giới (Việt Nam chưa có trên thị trường) Do vậy việc nghiên cứu fucoidan trong rong nâu Việt nam là việc làm rất cần thiết có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

1.4.3 Một số nghiên cứu về fucoidan ở Việt Nam

Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học trọng điểm của Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam: "Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất fucoidan qui mô pilốt từ một số loài rong Nâu Việt Nam“ vào năm 2006 Tiếp theo đó là đề tài nghiên cứu cơ bản cấp Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam : ‘Nghiên cứu cấu trúc fucoidan trong một số loài rong nâu Việt Nam’ vào năm 2006-2008

Với các đề tài này các tác giả đã đưa ra được qui trình công nghệ sản xuất fucoidan qui mô pilot đầu tiên tại Việt Nam cùng với việc thiết kế xây dựng thiết bị phục vụ cho qui trình Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được chuyển giao cho công ty

cổ phần fucoidan Việt Nam

Năm 2005 fucoidan từ rong nâu Việt Nam được đưa đi khảo sát hoạt tính độc tố

tế bào tại Viện sinh học và công nghệ sinh học Hàn Quốc, kết quả cho thấy fucoidan từ Sargassum ở Việt Nam có hoạt tính kháng tế bào ung thư vú Công trình nghiên cứu

“Anticancer activity of fucoidan from the Vietnamese Brown seaweed: sargassum mcclurei.” được báo cáo tại hội nghị rong biển thế giới: The Second International Conference “Marine coastal ecosystem seaweed, invertebrates and Products of their processing” Archangelsk, Russia 3-7/10/ 2005

Đặc điểm cấu trúc của 5 loài rong nâu phổ biến ở miền trung đã được đăng tải trong bài viết “Phân lập và đặc điểm của fucoidan từ 5 loài rong mơ miền trung” ở tạp chí Hóa học tập 45 số 3 năm 2007 cùng với công bố: “Studies on fucoidan and its production from vietnamese brown seaweeds” trên tạp chí Asean Journal on Science and Technology for Development Vol 22, No 4 là kết quả nghiên cứu do chính nhóm nghiên cứu này đăng tải

Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các phân đoạn fucoidan từ rong nâu Sargassum swartzii trên kết tủa với nhựa lỏng cetavlon cũng đã được khảo sát Trong các phân đoạn fucoidan, hàm lượng sulfat của 2 phân đoạn F20, F25 là cao nhất, và chỉ

có 2 phân đoạn này có hoạt tính, như vậy cũng tương tự như fucoidan từ rong nâu ở nước ngoài, hàm lượng sulfat cao chính là một trong những yếu tố gây nên hoạt tính gây độc tế bào ung thư của fucoidan từ rong nâu Việt Nam kết quả công trình đã được xét đăng tải trong bài viết “Fucoidan từ rong nâu sargassum swartzzii: phương pháp tách, hoạt tính kháng ung thư và nghiên cứu cấu trúc” ở tạp chí Hóa học tập 46 số 1 trang 5156 năm 2008

Cũng trong thời gian này, cấu trúc phân đoạn fucoidan từ sargassum swartzii có hoạt tính gây độc tế bào ung thư phổi, ung thư màng tim người, ung thư gan đã được nhóm nghiên cứu xác định Kết quả được báo cáo tại 2 hội nghị:

- Hội nghị khoa học sự sống lần thứ nhất của Viện sinh hóa hữu cơ Thái Bình Dương, chi nhánh Viện Hàn Lâm Nga tại Vladivostok tháng 9/2008

- Hội nghị khoa học vật liệu và kỹ thuật nano tại Nha Trang tháng 9/2008

Bên cạnh những công trình nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí, các tác giả thuộc Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang cũng đã và đang thực hiện một số đề tài nghiên cứu khoa học liên quan đến fucoidan và ứng dụng của

nó Năm 2007-2009 Viện Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang chủ trì thực hiện Chương trình hợp tác nghiên cứu cơ bản giữa Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam với Quỹ nghiên cứu cơ bản L.B.Nga với đề tài: “Nghiên cứu toàn diện các hợp chất từ rong Nâu Việt Nam.Nghiên cứu cấu trúc, hoạt tính sinh học của các polysacarit và những sản phẩm chuyển hóa của chúng bằng enzim” cũng trong năm 2007-2009 nhóm nghiên cứu đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng tạo một số chế phẩm từ hoạt chất chiết rút từ rong biển để phòng bệnh đốm trắng (White spot syndrome virus) ở tôm sú cấp bộ Thủy sản Năm 2009-2010 Thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm “Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất Fucoidan và công nghệ alginat từ bã thải rong Nâu” thuộc chương trình KC.02/06-10

Cũng trong năm này một dự án “Nghiên cứu qui trình tách chiết rong fucoidan

từ rong nâu và sản xuất biofuco hỗ trợ điều trị ung thư” được Bộ KH&CN duyệt cho Công ty công nghệ hóa sinh Việt Nam thực hiện với kinh phí trên 4 tỉ đồng Tuy nhiên, sau một năm thực hiện dự án đã bị hủy bỏ do chủ nhiệm trả lại dự án

Với đề tài: KC.09.15: “Bào chế thuốc điều trị ung thư từ rong và tảo biển” do GS.TS Châu Văn Minh, Viện trưởng Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam làm chủ nhiệm đề tài, đa đưa ra sản phẩm hỗ trợ điều trị ung thư Salamin, tuy nhiên đề tài này nghiên cứu trên tổng các sản phẩm chiết nước của rong nâu, không đi sâu vào nghiên cứu thành phần fucoidan của sản phẩm

Năm 2010 Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công Nghệ Nha Trang thực hiện đề tài cấp tỉnh: “Ứng dụng thực phẩm chức năng fucoidan trong hỗ trợ điều trị rối loạn chuyển hóa lipid máu” đề tài này do Sở Y tế Khánh Hòa chủ trì mục đích của đề tài là thử nghiệm lâm sàng sử dụng fucoidan đã được đăng ký thành thực phẩm chức năng