Peak đường chéo Tọa độ (ppm)
G-H1 (β)/ G-H2 (β) 4,585/3,60 G-H2 (β)/ G-H3 (β) 3,60/3,80 G-H3 (β)/ G-H4 (β) 3,80/4,12 G-H4 (β)/ G-H5 (β) 4,12/3,83 DA-H1(β)/DA-H2(β ) 5,07/4,05 DA-H2(β)/DA-H3(β ) 4,05/4,518 DA-H3(β)/DA-H4(β ) 4,518/ G-H1 (κ)/ G-H2 (κ) 4,599/3,62 G-H2 (κ)/ G-H3 (κ) 3,62/3,995 G-H3 (κ)/ G-H4 (κ) 3,995/4,82 DA-H1(κ)/DA-H2(κ ) 5,09/4,12 DA-H2(κ)/DA-H3(κ ) 4,12/4,52
DA-H3(κ)/DA-H4(κ ) 4,52/4,61 GP-H1 (β)/ GP-H2 (β) 4,617/3,62 GP-H2 (β)/ GP-H3 (β) 3,62/3.87 GP-H3 (β)/ GP-H4 (β) 3,87/366 DA-H1(β-P)/DA-H2(β-P) 5,17/4,07 DA-H2(β-P)/DA-H3(β-P) 4,07/4,52 DA-H3(β-P)/DA-H4(β-P) 4,52/4,63
Kết hợp phổ 1 chiều và 2 chiều đã xác định sự có mặt của 06 dạng anomer khác nhau, để xác định các kiểu liên kết giữa các anomer này, chúng tơi tiến hành phân tích phổ HMBC trên hình 3.19.
Hình 3.19. Phổ HMBC của mẫu TN2 (chiết tự nhiên nóng) trong vùng
Liên kết glycoside trong mạch phân tử của polysaccharide được xác định từ phổ HMBC (hình 3.19). Trên phổ HMBC thấy tương tác giữa proton H-4 của 3,6-anhydrogalactose và carbon C-1 của D-galactose-4-sulfate tại điểm tương quan (4,61 ppm và 104,81 ppm). Kết quả này xác nhận 02 gốc này liên kết với nhau qua liên kết (1-4). Liên kết này cũng được ghi nhận giữa 2 gốc D-galactose và 3,6 - anhydrogalactose thông qua điểm tương quan (104,91 ppm và 4,51 ppm). Trên phổ HMBC cũng phát hiện tương tác giữa proton H-3 của gốc 4’,6’-O-(1-carboxyethylidine)-β-D-galactose (GP) và carbon C-1 của 3,6 - anhydro galactose. Như vậy, trên phổ HMBC xác nhận 02 vị trí liên kết khác nhau. Đó là liên kết giữa D-galactose và 3,6- anhydrogalactose là liên kết 1-4 và liên kết giữa 3,6 - anhydrogalactose và D- galactose là liên kết (1-3).
3.4. TÍNH MỚI CỦA LUẬN VĂN
Luận văn này chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu và đưa ra số liệu khoa học hồn tồn mới, chưa từng cơng bố ở Việt Nam. Loài rong đỏ Betaphycus
gelatinus chúng tơi nghiên cứu tìm được cấu trúc khác với lồi rong khác là các loài rong khác chỉ cho một loại carrageenan, cịn lồi rong này đã xác định được 03 dạng carrageenan khác nhau là κ-carrageenan, β-carrageenan và β-carrageenan P. Đặc biệt là đã xác định được cấu trúc β-carrageenan P chưa có cơng bố nào từ trước đến nay.
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả, chúng tôi rút ra kết luận như sau:
1. Đã chiết xuất được carrageenan từ loài rong đỏ Betaphycus gelatinus ở vùng biển Ninh Thuận với nhiều phương pháp chiết khác nhau như chiết nước nóng, chiết tự nhiên (nóng, lạnh), chiết xử lý kiềm (nóng, lạnh).
2. Chiết sulfate polysaccharide (carrageenan) từ loài rong đỏ B.
gelatinus bằng nước nóng sử dụng các thí nghiệm thiết kế theo mơ hình Box-
Behnken thu được hiệu suất chiết cao nhất là 80,35% và đã tìm ra điều kiện tối ưu để chiết carrageenan từ loài rong đỏ B. gelatinus tốt nhất là
Thời gian chiết: 105 phút Nhiệt độ chiết: 80°C
Tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (w/v): 1: 35.
3. Chiết tự nhiên sulfate polysaccharide từ rong Betaphycus gelatinus
tại hai điều kiện chiết khác nhau là chiết lạnh (220C) và chiết nóng (900C) có tổng hiệu suất là 53,70% cao hơn hiệu suất chiết của một số loài rong khác như Kappaphycus alvarezii, Eucheuma denticulatum, Hypnea musciformis
(30-40 %).
4. Chiết xử lý kiềm nhằm thực hiện phản ứng đóng vịng chuyển hóa các gốc D-galactose-6-sulfate (DG6S) kém bền thành 3,6- anhydrogalactose với mục đích làm tăng chất lượng carrageenan, thơng qua làm tăng hàm lượng 3,6- anhydrogalactose và giảm hàm lượng sulfate.
5. Đã xác định được thành phần hóa học chính của carrageenan từ lồi rong đỏ Betaphycus gelatinus là galactose; 3,6- anhydrogalactose và sulfate
được xác định bằng phương pháp hóa học.
6. Vị trí nhóm sulfat chủ yếu là C4 trong monome galactose và C2 trong monome 3,6 - anhydrogalactose được xác định bằng phân tích phổ hồng ngoại.
7. Kết hợp phân tích hóa học, phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) đã đưa ra được cấu trúc chủ yếu của carrageenan chiết từ loài rong đỏ Betaphycus gelatinus là hỗn hợp của 03 dạng cấu trúc của κ- carrageenan, β-carrageenan và β-carrageenan đã được GP(một phần monomer D-galactose rong disaccharide được thay thế bởi monomer 4’,6’-O-(1- carboxyethylidine)-β-D-galactopyrannose) và được tạo thành bởi 03 disaccharide tạo thành chuỗi sau [→3-β-D-Galatose4sulfate-(1→4)-α-L-3,6- anhydrogalactose(1→], [→3-β-D-Galactose-(1→4)-
α-L-3,6-anhydrogalactose(1→] và [→3-β-4’,6’-O-(1-carboxyethylidine)-β-D- galactose-(1→4)-α-L-3,6 - anhydrogalactose (1→].
4.2. KIẾN NGHỊ
Quá trình nghiên cứu sulfate polysaccharide (carrageenan) từ lồi rong đỏ B. gelatinus chúng tơi thu được nhiều kết quả có ý nghĩa khoa học. Tuy
nhiên, cấu trúc của sulfate polysaccharide khá phức tạp và có nhiều hoạt tính sinh học q giá chưa nghiên cứu. Vì vậy, chúng tơi đề nghị tiếp tục đi sâu nghiên cứu về thành phần, cấu trúc hóa học, cũng như các hoạt tính sinh học đầy tiềm năng và hứa hẹn nhằm tạo cơ sở khoa học cho việc khai thác và sử dụng hợp lý, hiệu quả nguồn tài nguyên rong biển của nước ta.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Araki C., 1966, Some recent studies on the polysaccharides of agarophytes.
In Proceedings of the Fifth International Seaweed Symposium, Halifax, August 25–28, pp. 13-17. Pergamon.
2. Smit A.J., 2004, Medicinal and pharmaceutical uses of seaweed natural products: a review, Journal of applied phycology, 16(4), pp. 245-262.
3. Knudsen N.R., Ale M.T., Meyer A.S., 2015, Seaweed hydrocolloid production: An update on enzyme assisted extraction and modification technologies, Mar. Drugs, 13(6), pp. 3340–3359.
4. CRAIGIE J.S., 1990, ‘Cell wall’, In: KM Cole and RG Sheath (eds),
Biology of the Red Algae , Cambridge, Cambridge University Press.
5. Guiseley K.B., Stanley N.F., Whitehous P.A., 1980, Carrageenan in handbook of watersoluble gums and resins, McGraw-hill, New York.
6. Azevedo G., Torres M.D., Sousa-Pinto I., Hilliou L., 2015, Effect of pre- extraction alkali treatment on the chemical structure and gelling properties of extracted hybrid carrageenan from Chondrus crispus and Ahnfeltiopsis devoniensis, Food Hydrocoll, 50, pp. 150–158.
7. Hilliou L., Larotonda F.D.S., Abreu P., Ramos A.M., Sereno A.M., Goncalves M.P., 2006, Effect of extraction parameters on the chemical structure and gel properties of κ/ι-hybrid carrageenans obtained from Mastocarpus stellatus, Biomo, 23, pp. 201–208.
8. Rhein-Knudsen N., Ale M.T., Ajalloueian F., Yu L., Meyer A.S., 2017, Rheological properties of agar and carrageenan from Ghanaian red seaweeds,
Food Hydrocoll, 63, pp. 50–58.
9. Boulho R., Marty C., Freile-Pelegrín Y., Robledo D., Bourgougnon N., Bedoux G., 2017, Antiherpetic (HSV-1) activity of carrageenans from the red seaweed Solieria chordalis (Rhodophyta, Gigartinales) extracted by microwave-assisted extraction (MAE), J. Appl. Phycol, 29, pp. 2219–2228.
10. Gómez-Ordóđez E., Jiménez-Escrig A., Rupérez P., 2014, Bioactivity of sulfated polysaccharides from the edible red seaweed Mastocarpus stellatus,
Bioact. Carbohydr. Diet. Fibre, 3, pp. 29–40.
11. Youssouf L., Lallemand L., Giraud P., Soulé F., Bhaw-Luximon A., Meilhac O., D’Hellencourt C.L., Jhurry D., Couprie J., 2017, Ultrasound- assisted extraction and structural characterization by NMR of alginates and carrageenans from seaweeds, Carbohydr. Polym, 166, pp. 55–63.
12. Rafiquzzaman S.M., Ahmed R., Lee J.M., Noh G., Jo G.A., Kong I.S., 2016, Improved methods for isolation of carrageenan from Hypnea musciformis and its antioxidant activity, J. Appl. Phycol, 28, pp. 1265–1274. 13. Vũ Ngọc Ban, Trần Nho Bốn, Phạm Hồng Hải, Trần Đình Toại, 2007, Nghiên cứu ứng dụng carrageenan từ rong đỏ Euchemua gelatinae làm phụ
gia chế biến thực phẩm, Tạp chí Hóa học, T.45(6A), tr. 146-149.
14. Nguyễn Hữu Đĩnh và cộng sự, 1993, Rong biển Việt Nam (phần phía Bắc), NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội, tr. 364.
15. Leonel Pereira, Ana M. Amado, Alan T. Critchley, Fred van de Velde, Paulo J.A. Ribeiro-Claro, 2009, Identification of selected seaweed polysaccharides (phycocolloid) by vibrational spectroscopy (FTIR-ATR and FT-Raman), Food Hydrocolloids, 23(7), pp. 1903–1909.
16. Nguyễn Y Đức, 2014, Dinh dưỡng và thực phẩm, NXB Y Học, tr. 191-
193.
17. Ghanbarzadeh M., Golmoradizadeh A., Homaei A., 2018, Carrageenans and carrageenases: Versatile polysaccharides and promising marine enzymes, Phytochemistry Reviews, 17(3), 535-571.
18. Rupérez P., 2002, Mineral content of edible marine seaweeds, Food
chemistry, 79(1), 23-26.
19. Báo điện tử dân trí, Rong biển – Dược phẩm quý giá, ngày 5 tháng 9 năm 2006.
Agriculture Organization of the United Nations, Rome.
21. Berna Klnỗ, Semra Cirik, Gamze Turan, Hatice Tekogul and Edis Koru, 2013, Food Industry, Chapter 31: Seaweeds for Food and Industrial
Applications. Edited by Innocenzo Muzzalupo, published: January 16, under CC BY 3.0 license.
22. Đàm Đức Tiến, 2021, Đa dạng sinh học và nguồn lợi rong biển Việt Nam, tạp chí khoa học và cơng nghệ Việt Nam, (4), tr.14-15.
23. Phạm Hoàng Hộ, 1969, Rong biển Việt Nam - Phần III. Phaeophyceae,
NXB Trung tâm học liệu Sài Gòn, Sài Gòn.
24. Gollerbakh M.M., 1977, Life of Plants in Six Volumes. V.3: Algae.
Lichens. Prosveshchenie, Moscow.
25. Nguyễn Duy Nhứt, 2008, Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của polysaccharide từ một số lồi rong nâu ở tỉnh Khánh Hịa, Luận
án tiến sỹ Hóa học, Viện Hóa học, Hà Nội.
26.http://www.imb.dvo.ru/misc/algae/index.php/en/component/mtree/en2/oc hrophyta/order-fucales/family-sargassaceae/genus-sargassum/188-sargassum- microcystum-j-agardh
27. Ibañez E., Cifuentes A., 2013, Benefits of using algae as natural sources of functional ingredients, Journal of the Science of Food and
Agriculture, 93(4), 703-709.
28. Quách Thị Minh Thu, 2017, Nghiên cứu cấu trúc của ulvan có hoạt tính sinh học từ rong lục ulva lactuca và ulva reticulata, Luận án Tiến sỹ
Hóa học, Học viện Khoa học và Cơng nghệ, Hà Nội.
29. Hội đồng quốc gia, 2005, Từ điển bách khoa việt nam: T-Z, NXB Từ điển bách khoa.
30. Brawley S.H., 2017, Insights into the red algae and eukaryotic evolution from the genome of Porphyra umbilicalis (Bangiophyceae, Rhodophyta), Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(31), pp. 6361-6370.
31. Nguyen Tu Van et al, 2013, Checklist of the marine macroalgae of Vietnam, Botanica Marina, 56(3), pp. 207-227.
32. Trần Thị Luyến và cộng sự, 2004, Chế biến rong biển, NXB Nông
nghiệp, Tp. Hồ Chí Minh, tr. 223.
33. Saunders G.W., Hommersand M.H., 2004, Assessing red algal supraordinal diversity and taxonomy in the context of contemporary systematic data, American Journal of Botany, 91(10), pp. 1494-1507.
34. Lê Tất Thành, 2016, Nghiên cứu sàng lọc, phân lập và nhận dạng các hoạt chất axit béo, axit arachidonic và prostaglandin từ rong đỏ biển, Luận
án Tiến sỹ Hóa học, Học viện Khoa học và Cơng nghệ, Hà Nội.
35. Lê Thị Đoan Thục, 2019, Tinh chế và phân tích các đặc tính của lectin từ
rong biển betaphycus gelatinus, Luận văn Thạc sỹ Hóa học, Học viện Khoa
học và Công nghệ, Hà Nội.
36. Nagalakshmi V., Pai J.S., 1997, Immobilisation of Penicillin Acylase Producing E. coli Cells with kappa-Carrageenan, Indian Journal of
Microbiology, 37, pp. 17-20.
37. Tarté R., 2009, Ingredients in meat products: properties, functionality
and applications, Springer Science & Business Media, pp. 419.
38. Necas J., Bartosikova L., 2013, Carrageenan: a review, Veterinarni Medicina, 58(4), pp. 187–205.
https://docplayer.net/20733135-Carrageenan-a-review.html.
39. Ferdouse F., Løvstad Holdt S., Smith R., Murúa P., Yang L., 2018, The global status of seaweed production, trade and utilization, Globefish Research Programme, 124, pp. 120.
40. Huỳnh Quang Năng, Nguyễn Hữu Đinh, Phạm Văn Huyên, Trần Kha, Lê Như Hậu, Lê Đình Hùng, Mai Thị Khê, Lê Thị Hoa, Võ Duy Triết, Võ Xuân Mai, Trần Quang Thái, Trần Đình Bình, Trần Thị Hồng Vân, 1999, Hiện trạng và nguồn lợi các nhóm rong biển kinh tế ở ven biển phía nam Việt Nam, Phân viện Khoa học vật liệu Nha Trang, Nha Trang.
41. Thuy T.T., Yuguchi Y., Mimura M., Yasunaga H., Takano R., Urakawa H., Kajiwara K., 2010, Structure and Gelling Properties of Carrageenan Family Studied by Scattering Techniques, Asian Journal of Chemistry, 22(5), pp. 3989.
42. Vo H.M.N., Cao H.T.T., Phan T.T.H., Tran D.M., Quach T.T.M., Thanh T.T.T., 2020, Structural Characteristics and Biological activity of Sulfated polysaccharide from Red Algae Betaphycus Gelatinus, Vietnam Journal of Science and Technology, 58(6A), pp. 252-252.
43. Cunha L., Grenha A., 2016, Sulfated seaweed polysaccharides as multifunctional materials in drug delivery applications, Marine Drugs, 14(3), pp. 42.
44. Van de Velde, F., Knutsen, S.H., Usov, A.I., Rollema, H.S., Cerezo A.S., 2002, 1H and 13C high resolution NMR spectroscopy of carrageenans: application in research and industry, Trends in Food Science
& Technology, 13(3), pp. 73–92.
45.https://xemtailieu.net/tai-lieu/carrageenan-tinh-chat-luu-bien-va-ung-dung- 1506068.html.
46. Rhein-Knudsen N., Ale M.T., Meyer A.S., 2015, Seaweed hydrocolloid production: an update on enzyme assisted extraction and modification technologies, Marine drugs, 13(6), pp. 3340-3359.
47. Tobacman J. K., Wallace R. B., Zimmerman M. B., 2001, Consumption of carrageenan and other water-soluble polymers used as food additives and incidence of mammary carcinoma, Medical hypotheses, 56(5), pp. 589-598. 48. Navarro D.A., Flores M.L., Stortz C.A., 2007, Microwave- assisted desulfation of sulfated polysaccharides, Carbohydrate Polymers, 69(4), pp.
742-747.
49. Stanley N., 2011, FAO Corporate document repository. Chapter 3: Production, properties and uses of carrageenan. FMC Corporation, Marine Colloids Division 5 Maple Street, Rockland Maine 04841, USA.
50. Căpriţă R., Căpriţă A., 2011, Chemical methods for the determination of soluble and insoluble non-starch polysaccharides-review, Animal Science and
Biotechnologies, 44(2), pp. 73-80.
51. https://123docz.net//document/3580653-carrageenan-tinh-chat-luu-bien- va-ung-dung.htm
52. http://www.agargel.com.br/carrageenan-tec.html, accessed.
53. Uzor P.F., Agbo I.U., Omeje E.O., David E.K., Attama A.A., Adikwu M. U., 2009, Molecular weight determination of some natural gums by dilute solution viscometry, In Proceed. 1st Int. Conf. Polym. Dev. Appl, pp. 18-21. 54. Levendosky K., Mizenina O., Martinelli E., Jean-Pierre N., Kizima L., Rodriguez A., Kleinbeck K., Bonnaire T., Robbiani M., Zydowsky T.M., O’Keefe B.R., Fernández-Romero J.A., 2015, Griffithsin and carrageenan combination to target HSV-2 and HPV, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 59(12), pp. 7290–7298.
55. Meuleman P., Albecka A., Belouzard S., Vercauteren K., Verhoye L., Wychowski C., Roels G.L., Palmer K.E., Dubuisson J., 2011, Griffithsin has antiviral activity against hepatitis C virus, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 55(11), pp. 5159–5162.
56. Rodríguez A., Kleinbeck K., Mizenina O., Kizima L., Levendosky K., Jean-Pierre N., ... & Romero J. A. F., 2014, In vitro and in vivo evaluation of two carrageenan-based formulations to prevent HPV acquisition., Antiviral research, 108, pp. 88-93.
57. Buck C.B., Thompson C.D., Roberts J.N., Müller M., Lowy D.R., Schiller J.T., 2006, Carrageenan is a potent inhibitor of papillomavirus infection, PLoS pathogens, 2(7), pp. 69.
58. Briones A.V., Ambal W.O., Estrella R.R., Lanto E.A., 2000, Anti-Blood Coagulant Activity anci Hypocholesterolemic Property, Philippine Journal of
59. Noda H., Amano H., Arashima K., Nisizawa K, 1990, Antitumor activity of marine algae, Hydrobiologia, 204(1), pp. 577-584.
60. https://doi.org/10.1016/j.canlet.2005.11.032.
61. Phillips G.O., Williams P.A. (Eds.)., 2009, Handbook of hydrocolloids, Elsevier.
62. Stanley N.F., 1990, Carrageenans In P. Haris, Food gels, pp. 79-119. 63. Anderson W., Soman P.D., 1966, The absorption of car- rageenans,
Journal of Pharmacy and Pharmacology, 18(12), pp. 825–827.
64. Tijssen R.L.M., Canabady-Rochelle L.S., Mellema M., 2007, Gelation upon long storage of milk drinks with carrageenan, Journal of dairy
science, 90(6), pp. 2604-2611.
65. Vũ Ngọc Ban, Trần Đình Toại, Phạm Hồng Hải, Nguyễn Xuân Hoàn, Trần Nho Bốn, Nguyễn Thị Kim Dung, Nguyễn Văn Lâm, 2009, Nghiên cứu
chiết tách, tính chất và biến tính polysaccharide (carrageenan) từ rong biển làm phụ gia chế biến, bảo quản thực phẩm, Đề tài khoa học đặc biệt cấp Đại
học quốc gia, mã số: QG – 07.08, Hà Nội.
66. Mensour N.A., Margaritis A., Briens C.L., Pilkington H., Russell I., 1996, Application of immobilized yeast cells in the brewing industry, In Progress in
Biotechnology , Vol. 11, pp. 661-671.
67. Mensour N.A., Margaritis A., Briens C.L., Pilkington H., Russell I., 1997, New developments in the brewing industry using immobilised yeast cell bioreactor systems, Journal of the Institute of Brewing, 103(6), pp. 363-370. 68. Krishnan M.S., Nghiem N.P., Davison B.H., 1999, Ethanol production from corn starch in a fluidized-bed bioreactor, Twentieth Symposium on
Biotechnology for Fuels and Chemicals, 77(79), pp. 359-371.
69. Vanessa L.C., Daniel F.K., Dílson B.S., Ivone C., 2009, Carrageenans: Biological properties, chemical modifications and structural analysis – A review, Carbohydrate Polymers, 47(2), pp. 167-80.
Polysaccharides: Versatile Excipients for controlled drug delivery systems,
Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 6(6).
71. Haijin M., Xiaolu J., Huashi G., 2003, A κ-carrageenan derived oligosaccharide prepared by enzymatic degradation containing anti-tumor activity, Journal of Applied Phycology, 15(4), pp. 297-303.
72. Teruel M.A., Gontier E., Bienaime C., Saucedo J.N., Barbotin J.N., 1997, Response surface analysis of chlortetracycline and tetracycline production with κ-carrageenan immobilized Streptomyces aureofaciens,
Enzyme and Microbial Technology, 21(5), pp. 314-320.
73. Nagalakshmi V., Pai J.S., 1997, Immobilisation of Penicillin Acylase Producing E. coli Cells with kappa-Carrageenan, Indian Journal of Microbiology, 37, pp. 17-20.
74. Takamatsu S., Tosa T., 1993, Production of L-alanine and D-aspartic acid, Bioprocess technology, 16, pp. 25-35.
75. Van de Velde F., Lourenỗo N.D., Pinheiro H.M., Bakker M., 2002, Carrageenan: A food‐grade and biocompatible support for immobilisation