Phân tích xác định thành phần của các monosacarit là việc quan trọng đầu tiên trong nghiên cứu cấu trúc của các polysacarit nĩi chung và của fucoidan nĩi riêng.
Fucoidan là một polymer dị thể cĩ thành phần hĩa học phức tạp, ngồi hai thành phần chính là fucose và sulfate, chúng cịn chứa các đường đơn khác như galactose, mannose, xylose, glucose,... và uronic axít [69]. Vì vậy, để xác định thành phần hĩa học của fucoidan chúng tơi tiến hành thủy phân fucoidan thành các monomer trong mơi trường axít. Việc thủy phân hồn tồn để xác định thành phần các đường đơn của fucoidan trên thực tế rất khĩ xảy ra, do đĩ chúng tơi tiến hành xác định tỉ lệ mol giữa các gốc đường đã được thủy phân và dựa vào tổng carbohydrate để tính thành phần của mỗi đường đơn trong mẫu fucoidan. Sắc ký đồ của các mẫu đường chuẩn được trình bày trên hình 3.1. Kết quả phân tích thành phần monosacarit, hàm lượng sulfate và uronic axít của các mẫu fucoidan được trình bày trên bảng 3.1
Kết quả bảng 3.1 cho thấy fucose chiếm hàm lượng đáng kể từ 35,8-55,8 % trong tất cả các mẫu fucoidan, trong đĩ hàm lượng fucose cao nhất là fucoidan chiết từ rong Turbinaria ornata (55,8%) và thấp nhất là fucoidan chiết từ rong S.swartzii
(35,8%). Hàm lượng galactose của fucoidan chiết từ các lồi rong thuộc chi
Sargassum chiếm tỉ lệ gần bằng hàm lượng fucose, ngoại trừ fucoidan chiết từ rong
S.polycystum cĩ tỉ lệ fucose : galactose = 2 : 1. Trong khi đĩ, các mẫu fucoidan chiết từ hai chi rong khác là Turbinaria ornata và Padina australis cũng giống như fucoidan của lồi rong S.polycystum cĩhàm lượng galactose gần bằng một nửa so với fucose. Ngồi hai thành phần chính là fucose và galactose, tất cả các mẫu fucoidan của 08 lồi rong nghiên cứu đều cĩ thêm các đường đơn khác với hàm lượng nhỏ hơn là mannose (2,5-19,2%), xylose (1,3-11,5%) và glucose (0-20,6%). Hàm lượng các gốc đường này biến đổi theo từng chi rong và từng lồi rong khác nhau, tuy nhiên trong cùng chi rong chúng biến đổi khơng nhiều. Các kết quả này cũng hồn tồn phù hợp với các cơng bố trước đĩ về sự đa dạng của thành phần hĩa học của fucoidan [5, 69]. Bên cạnh thành phần là các gốc đường, trong phân tử của fucoidan cịn chứa các gốc sulfate và axít uronic. Hàm lượng sulfate của các mẫu fucoidan khác nhau khơng nhiều (bảng 3.1), dao động trong khoảng 20,40-33,15% so với lượng mẫu phân tích, trong đĩ lớn nhất là fucoidan của rong S.mcclurei
đã cơng bố về mối quan hệ giữa hoạt tính sinh học và các đặc điểm cấu trúc của fucoidan như thành phần đường đơn, kiểu liên kết giữa các gốc đường, hàm lượng và vị trí nhĩm sulfate trên các gốc đường,... trong đĩ hàm lượng các gốc sulfate và vị trí của chúng trên các gốc đường là những yếu tố cĩ ảnh hưởng quan trọng nhất lên hoạt tính sinh học của fucoidan [34,38,69].
So với fucoidan chiết từ các lồi rong nâu khác trên thế giới như Nga, Nhật Bản, Hàn Quốc,... [23,24,48,92,129,142] thì fucoidan chiết từ rong nâu Việt Nam cĩ sự khác biệt lớn về thành phần các đường đơn. Đĩ là hàm lượng fucose thấp hơn và hàm lượng uronic axít cao hơn. Fucoidan phân lập từ rong Turbinaria ornata cĩ hàm lượng fucose cao nhất là 55,8%, trong khi đĩ fucoidan phân lập từ một số lồi rong nâu của vùng Viễn Đơng, L.B.Nga cĩ hàm lượng fucose cao hơn rất nhiều như fucoidan chiết tách từ rong Fucus evanescens, Laminaria japonica và Laminaria cichorioides cĩ hàm lượng fucose lần lượt là 88%, 86% và 100% [142], hay fucoidan chiết từ rong Hizikia fusiformis (Nhật Bản) hàm lượng fucose chiếm 80% [109], fucoidan của từ rong Sargassum stenophyllum (Brasil) hàm lượng fucose chiếm 67,8%, hiện nay loại fucoidan duy nhất được bán thương mại bởi hãng hĩa chất Sigma (Mỹ) được chiết từ rong Fucus vesiculosus cĩ hàm lượng fucose chiếm 100% [69]. Điều này cho thấy sự đa dạng về thành phần hĩa học của fucoidan trong các lồi rong khác nhau, thậm chí là trong cùng một chi rong Sargassum của Việt Nam và của Brasil cũng cĩ thành phần rất khác nhau. Nhìn chung fucoidan của rong nâu sinh trưởng ở vùng biển ơn đới thường cĩ thành phần đường tương đối đơn giản, chúng hầu như chỉ cĩ một gốc đường fucose và một lượng rất nhỏ các đường đơn khác [23-25,42,142]. Trong khi đĩ fucoidan của rong nâu ở biển nhiệt đới nĩi chung và biển Việt Nam nĩi riêng phần lớn thuộc nhĩm galactofucan, trong thành phần chủ yếu chứa hai gốc đường fucose và galactose cùng với một lượng nhỏ các gốc đường khác như rhamnose, xylose, mannose, glucose, … [27,48,55,56,72,96,110,122]. Sự khác nhau về thành phần và hàm lượng các đường đơn của fucoidan từ các lồi rong khác nhau một lần nữa khẳng định rằng điều kiện mơi trường cĩ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh tổng hợp polysacarit của rong nâu.
Hình 3.1. Sắc ký đồ HPLC của các mẫu đường đơn chuẩn
Fucoidan chiết từ hai lồi rong S.denticapum và S.binderi cĩ tỉ lệ các gốc đường fucose/galactose/mannose/xylose gần giống nhau và khơng cĩ gốc đường glucose trong phân tử điều này cĩ thể dự đốn về khung monosacarit trong hai loại fucoidan này là giống nhau, các mẫu fucoidan đều cĩ chứa đồng thời cả 5 gốc đường với các tỉ lệ khác nhauchứng tỏ các fucoidan này cĩ cấu trúc rất phức tạp và độ lặp lại khơng cao. Theo cách phân loại mới nhất về fucoidan thì các mẫu fucoidan này được gọi là fucogalactose sulfate [69,98,109]. Do sự phức tạp trong thành phần cũng như cấu trúc, nên việc xác định các đặc trưng cấu trúc của fucoidan là hết sức khĩ khăn. Phân đoạn tinh chế fucoidan là một bước quan trọng làm đơn giản hĩa việc phân tích các đặc trưng cấu của chúng.