1.3.1. Giới thiệu công nghệ sau thu hoạch rong biển
Hình 1.9. Sơ đồ công nghệ sau thu hoạch rong biển của Việt Nam
Bảo quản Thu hái Rửa lần 1 Làm khô sở bộ (W = 30-40%) Loại tạp chất Phơi khô Rong biển Rửa lần 2 Vận chuyển Nước ngọt Nước biển Độ dày: < 3cm Phơi trên giàn W = 22%
Các bước tiến hành
Rửa lần một
Thực hiện tại nơi thu hái và cần làm khô ngay sau 6 giờ thu hoạch lên khỏi mặt nước. Rong được rửa sơ bộ bằng nước biển, phơi trên các dàn phơi cách mặt đất 0.5 ÷ 0.8 m. Độ dày của lớp rong nhỏ hơn 3 cm, rong được trải đều, không vón cục, đảo đều trong quá trình phơi.
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
Hình 1.10. Sơ đồ sơ chế rong biển lần hai
Bảo quản Phân loại
Rửa bằng nước ngọt
Phơi khô Rong thu mua
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 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 - Bỏng
- Tuần hoàn máu kém
- Sự xung huyết (huyết khối) - Bệnh đái tháo đường
- Bệnh tiền liệt - Viêm xoang
- Viêm nhiễm khuẩn - Viêm nhiễm do nấm - Viêm khớp
- Đau lưng
- Sốt - Đau đầu - Huyết áp cao - Giảm đường huyết - Sự khó tiêu
- Cơn đau thắt lúc có kinh - Chứng béo phì
- Viêm phúc mạc
- Viêm nhiễm đương hô hấp - Họng loét đau phía sau miệng - Đau răng
- Vết thương - Dị ứng
- Các bệnh miễn dịch - U xơ
- Chứng đau cơ do xơ hóa - Bệnh tim
- Cholesterol cao - Mất ngủ
- Giảm chức năng tuyến giáp - Rối loạn thần kinh
- Mệt mãn tính - Đau kết tràng - Trầm cảm - Viêm mắt
- Viên nướu (thường do các mảng ở bề mặt răng và cổ tay)
- Lậu
- Tăng hoạt động - Rối loạn miễn dịch - Rối loạn gan
- Mụn, lở, loét miệng - Ký sinh trùng - Bệnh phát ban - Rối loạn da - Đột quỵ - Nhọt - Ung thư - Cúm và cảm lạnh - Bệnh táo bón - Đau tai
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