1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN
ĐÀM THỊ HỒNG HẠNH
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HÓA CỦA HỖN HỢP POLYSACCHARIDE LY
TRÍCH TỪ LOÀI RONG MƠ Sargassum microcystum VÀ
RONG QUẠT Padina gymnospora
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HÓA CỦA HỖN HỢP POLYSACCHARIDE LY
TRÍCH TỪ LOÀI RONG MƠ Sargassum microcystum VÀ
RONG QUẠT Padina gymnospora LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGs.Ts. NGÔ THỊ THU THẢO
Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa
của hỗn hợp polysaccharide ly trích từ rong mơ Sargassum microcystum và rong quạt Padina
gymnospora. Hỗn hợp polysaccharide được ly trích bởi 2 dung môi nước 100
o
C và HCl 0,1N
100
o
C trong thời gian 3 giờ và 6 giờ. Kết quả cho thấy khi ly trích bằng dung môi HCl 0,1N 3
giờ thu được sản lượng cao nhất 18,9±0,5% và 31,3±0,6% tương ứng rong mơ S. microcytum
và rong quạt P. gymnospora, kế đến là nghiệm thức HCl 0.1N 6 giờ, nước 3 giờ và nước 6
giờ. Hàm lượng carbohydrate ở các nghiệm thức tương đối thấp, dao động 8,2% – 26% với
rong mơ S. microcystum và 0,33% - 9,54% đối với rong quạt P. gymnospora. Hàm lượng
đường glucose trong hỗn hợp polysaccharide ở rong mơ S. microcystum và rong quạt P.
gymnospora cao nhất ở nghiệm thức nước 6 giờ, đạt 18,4% và 3,1% tương ứng. Hoạt tính
khử gốc oxy hóa DPPH
•
, hoạt tính tạo phức với Fe
2+
và hoạt tính khử Fe
+3
gia tăng tỉ lệ
thuận với sự gia tăng hàm lượng của hỗn hợp polysaccharide và đạt cao nhất ở nghiệm thức
nước 6 giờ. Điều này cho thấy hỗn hợp polysaccharide ly trích từ rong mơ S. microsystum và
rong quạt P. gymnospora có thể sử dụng là hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa nghiên cứu,
ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản nhằm tăng cường miễn dịch của tôm cá nuôi.
1. GIỚI THIỆU
Rong biển là một trong những tài nguyên chứa nhiều nguồn dược liệu quý có tác dụng điều trị
các bệnh như là vi khuẩn, nấm, protozoa, vi rút và kể cả ung thư. Các hợp chất
5
rây với mắt lưới 125 µm. Bột rong được bảo quản ở 4
o
C cho đến khi tiến hành ly trích.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Bố trí thí nghiệm
Nghiên cứu bao gồm 2 thí nghiệm như sau:
Thí nghiệm 1: Đánh giá hàm lượng hỗn hợp polysaccharide từ loài rong mơ S. microcystum
và rong quạt P. gymnospore sau khi ly trích bằng các dung môi khác nhau
10g bột rong được ly trích trong 300 mL dung môi khác nhau (nước, HCl) trong cùng nhiệt độ
100
o
C
ở 8 nghiệm thức (NT) (mỗi nghiệm thức lặp lại 5 lần). Cụ thể như sau:
6
Bảng 1: Nghiệm thức ly trích rong mơ S. microcystum và rong quạt P. gymnospora
NT1
NT2
NT3
NT4
NT5
NT6
NT7
NT8
S. microcystum
P. gymnospora
Nước
Phương pháp phân tích
1.
Protein
Công phá Kjedahl và so màu bằng phương pháp Phenate (APHA et al.,
1999)
2.
Photpho
Công phá Kjedahl và so màu bằng phương pháp SnCl
2
(APHA et al., 1999)
3.
Carbohydrate
Phenol-sulfuric acid (Dubois et al., 1956)
4.
Glucose
GC/MS (Dubois et al., 1956)
5.
L-fucose
Phenol-sulfuric acid (Dubois et al., 1956)
6.
SO
4
2-
Turbidimetric (Terho và Hartiala, 1971; APHA et al., 1999)
7.
Phlorotannin
Folin phenol (APHA et al., 1999)
Phân tích hoạt tính chống oxy hóa: hoạt tính khử gốc tự do DPPH
●
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
nước 3 giờ nước 6 giờ HCl 3 giờ HCl 6 giờ
polysaccharide (%)
Rong mơ
Rong quạt
IC
50
là giá trị nồng độ polysaccharide mà hoạt tính đạt được là 50% được ước lượng thông
qua phương trình tương quan Y = aX + b giữa nồng độ polysaccharide và hoạt tính (%).
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hàm lượng polysaccharide ly trích từ rong S. mycrocystum và P. gymnospora
Sản lượng thu được ở rong quạt P. gymnospora cao nhất nghiệm thức HCl 0.1N 3 giờ
(31,32±0,6%), tiếp đến là nghiệm thức HCl 0.1N 6 giờ (30,20±0.4%) và nghiệm thức nước 3
giờ (23,51±0,4%), thấp nhất là nghiệm thức nước 6 giờ (19,87±0,6%). Sản lượng thu được ở
rong mơ S. microcystum cao nhất ở nghiệm thức HCl 0.1N 3 giờ (18,9±0,5%), tiếp đến là
nghiệm thức HCl 0.1N 6 giờ (18,67±0,4%) và nghiệm thức nước 3 giờ (9,92±0,6%), thấp nhất
là nghiệm thức nước 6 giờ (7,97±0,5%). Nhìn chung, sản lượng thu được ở rong quạt P.
gymnospora (31,32%) cao hơn rong mơ S. microcystum (18,9%) trong cùng nghiệm thức HCl
3 giờ.
nghiệm thức HCl 3 giờ với hàm lượng 1,3±0,2% (S. microcystum), 2,8±0,3% (P.
8
A
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
nước 3 giờ nước 6 giờ HCl 3 giờ HCl 6 giờ
glucose %
Rong mơ
Rong quạt
0
2
4
6
8
10
12
nước 3
giờ
nước 6
giờ
lượng protein chỉ ở mức 9,1% .
Hình 2: Hàm lượng protein (A) và photpho (B) trong các hỗn hợp polysaccharide.
3.2.2 Đường glucose,L- fucose và SO
4
2-
Hàm lượng đường glucose thu được của cả hai loại rong biển cao nhất ở nghiệm thức nước 6
giờ (18,4±0,072% đối với S. microcystum và 3,1±0,01% ở P. gymnospora), thấp nhất ở
nghiệm thức HCl 3 giờ (2,8±0,002% S. microcystum và 0,2±0,003% P. gymnospora). Hàm
lượng đường L-fucose thu được ở rong mơ S. microcystum cao nhất ở nghiệm thức nước 6 giờ
(9,9±0,037%) và thấp nhất ở nghiệm thức HCl 3 giờ (3,6±0,002%), còn rong quạt P.
gymnospora cao nhất 3,6±0,036% ở nghiệm thức HCl 6 giờ và thấp nhất 0,7±0,029% nghiệm
thức HCl 3 giờ. Hàm lượng SO
4
2-
thu được ở rong mơ S. microcystum dao động từ 4,4% đến
7,9% ở nghiệm thức nước 6 giờ và HCl 6 giờ, 8,8% đến 9,1% ở nghiệm thức HCl 6 giờ và
nước 6 giờ đối với rong quạt P. gymnospora.
HCl 3 giờ HCl 6 giờ
phlorotannin %
rong mơ
rong quạt
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
nước 3
giờ
nước 6
giờ
HCl 3
giờ
HCl 6
giờ
SO4 %
Rong mơ
Rong quạt
L-fucose là một dạng đường trung tính rất quan trọng và thường chứa nhiều trong ngành rong
nâu (Phaeophyta) và đường sulfate fucan là dạng đường chủ yếu được tìm thấy trong rong
nâu. Khi ly trích bằng dung môi nước 100
o
Hình 4 : Hàm lượng SO
4
2-
(A) và phlorotannin (B) trong hỗn hợp polysaccharide.
3.2.4 Carbohydrate
Nghiệm thức ly trích polysaccharide bằng dung môi nước 6 giờ đạt hàm lượng carbohydrate
cao nhất (đối với cả hai loài rong) S. microcystum (25,99%) và P. gymnospora (9,54%), thấp
nhất ở nghiệm thức HCl 3 giờ là 8,20% (S. microcystum) và 0,33% (P. gymnospora).
Theo Santoso et al., (2013), hàm lượng carbohydrate trong rong Padina australis chiếm
62,21%. Rong P. fernandeziana có hàm lượng carbohydrate dao động từ 30 – 40% (Goecke,
Escobar, Collantes., 2012). Theo Peng et al., (2013), S. naozhouense chứa 47,73% tổng số
carbohydrate. Khi ly trích hai loài rong P. australis và S. polycystum bằng dung môi nước
100
o
C 2 giờ thu được hàm lượng carbohydrate tương ứng 40,07% và 40,1% (Kasetsart
A B
10
A
64.1
81.2
19.3
.,2010). Cũng theo tác giả thì hàm lượng carbohydrate ở các loài rong nâu phụ thuộc vào dung
môi, nhiệt độ, thời gian ly trích và môi trường sống của chúng. Từ kết quả trên cho thấy hàm
lượng carbohydrate thu được từ rong mơ S. microcystum (25,99%) và rong quạt P.
gymnospora (9,54%) là rất thấp.
3.2. Hoạt tính chống oxy hóa của các hỗn hợp polysaccharide ly trích từ rong mơ S.
microcystum và rong quạt P. gymnospora.
3.2.1. Hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH
•.
Hoạt tính loại bỏ gốc DPPH
•
gia tăng tỉ lệ thuận với nồng độ của hỗn hợp polysaccharide.
Hỗn hợp polysaccharide ly trích bằng nước 6 giờ có hoạt tính loại bỏ gốc DPPH
•
cao nhất ở
S. microcystum (81,2% ở nồng độ 0,8 mg/mL) và nghiệm thức HCl 6 giờ rong P. gymnospora
(72,3% ở nồng độ 4 mg/ml), thấp nhất nghiệm thức HCl 6 giờ S. microcystum (19,1% ở nồng
độ 0,8 mg/mL) và nghiệm thức nước 3 giờ ở P. gymnospora (55,3% ở nồng độ 4 mg/mL).
Hình 5: Hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH
•
của rong mơ S. microcystum (0,1-0,8mg/mL) và rong quạt P.
cao nhất khi ly trích polysaccharide bằng dung
môi nước 6 giờ đạt 49,6% ở nồng độ 0,8 mg/mL, thấp nhất khi ly trích bằng dung môi HCl 3
giờ đạt 14,7% ở nồng độ 0,8 mg/mL. Còn đối với rong quạt P. gymnospora, hoạt tính tạo
11
47.1
49.6
14.7
33.4
0
10
20
30
40
50
60
H20 3 giờ H20 6 giờ HCl 3 giờ HCl 6 giờ
Fe 2+
Rong mơ
89.2
72.2
38.8
24.4
0
10
20
30
40
50
60
0
0
0
0
H20 3 giờ H20 6 giờ HCl 3 giờ HCl 6 giờ
Fe 3+
Rong quạt
phức cao nhất ở nghiệm thức nước 3 giờ đạt 89,2% và thấp nhất 24,4 % ở nghiệm thức HCl 6
giờ.
Kết quả hiện tại cho thấy hoạt tính tạo chelat với Fe
2+
của rong mơ S. microcystum khi ly trích
bằng dung môi nước 6 giờ (49,6% ở nồng độ 0,8 mg/mL) cao hơn so với kết quả của Giang et
al., 2013 đạt 76,77% ở nồng độ 4 mg/mL. Khi nghiên cứu hoạt tính tạo phức của hỗn hợp
polysaccharide ly trích từ Padina autralis đạt 92,9%. Hỗn hợp polysaccharide khi ly trích
trong dung môi nước từ S. hemiphyllum, cho thấy hoạt tính tạo phức với Fe
2+
có mối quan hệ
tuyến tính với phương trình (y = 22.71x + 3,00, r
2
= 0,975), và giá trị IC50 là 2,07 mg/mL
(Hwang et al., 2010).
12
tại lại thấp hơn nhiều. Kết quả nghiên cứu hiện tại phù hợp với Wang et al. (2009) khi mà tác
giả cho rằng polysaccharide ly trích rong Laminaria japonica có nồng độ thay đổi từ 0,5-2,5
thì độ hấp thụ quang thay đổi từ 0,33-0,44.
4. Kết luận và đề xuất
4.1 Kết luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng polysaccharide ở hai loài rong S. microcystum
(18,7%) và P. gymnospora (31,3%) đạt cao nhất khi ly trích bằng dung môi HCl 0,1N 3 giờ.
Thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của rong mơ S. microcystum và rong quạt P.
gymnospora đạt hàm lượng cao khi ly trích trong dung môi nước 6 giờ, S. microcystum
(protein: 6,8%; photpho: 0,52%; glucose: 18,45; l-fucose: 9,9%; carbohydrate: 26%; hoạt tính
loại bỏ gốc tự do DPPH
•
: 81,2% nồng độ 0,8 mg/mL; khả năng tạo chelat với Fe
2+
: 49,6%
nồng độ 0,8; khả năng khử Fe
3+
: 0,327% nồng độ 4 mg/mL), P. gymnospora (protein: 9,7%;
photpho: 0,46%;glucose: 3,1%;carbohydrat; 9,5%;SO
4
2-
: 9,1%; khả năng tạo chelat với Fe
2+
:
0,289%). Hàm lượng protein, carbohydrate, glucose, L-fucose trong hỗn hợp polysaccharide
trong rong mơ S. microcystum cao hơn so với rong quạt P. gymnospora khi ở cùng điều kiện
ly trích. Đồng thời hoạt tính chống oxy hóa cũng cao hơn.
Kết quả đạt được đã chứng minh có thể sử dụng hỗn hợp polysaccharide ly trích từ rong mơ
Chotigeat, W., Tongsupa, S., Supamataya, K., Phongdara, A., 2004. Effect of fucoidan on
disease resistance of black tiger shrimp. Aquaculture 233, 23-30.
Costa, L.S., G.P. Fidelis, C.B.S.Telles, N. Dantas-Santos, R.B.G. Camara, S.L. Cordeiro,
M.S.S.P. Costa, J. Almeida-Lima, R.F. Melo-Silveira, R.M. Oliveira, I.R.L.
Albuquerque, G.P.V. Andrade and H.A.O. Rocha, 2011. Antioxidant and
Antiproliferative Activities of Heterofucans from the Seaweed Sargassum filipendula.
Botanica Marina Vol. 45, pp. 339–345.
Dotulong, V., S.B. Widjanarko, Yunianta, L.P. Mamahit, 2013. Antioxidant Activity of
Three-Marine Algae Methanol Extract Collected from North Sulawesi Waters,
Indonesia. Pak. J. Bot., 45(1): 341-344.
Duarte, M.E.R., M.D. Noseda, M.A. Cardoso, S. Tuluo, A.S. Cerezo, 2002. The structure of
a galactan sulfate from the red seaweed Bostrychia montagnei. Carbohydr. Res. 337,
1137-1144.
Đặng Xuân Toàn, 2009. Nghiên cứu công nghệ sản xuất chất dinh dưỡng bổ sung cho phân
bón qua lá từ nguồn rong biển trong nước. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần
Thơ. 25 (2013), 36-42.
Đặng Xuân Cường, Vũ Ngọc Bội,Trần Thị Thanh Vân và Ngô Đăng Nghĩa, 2013. Sàng lọc
hoạt tính chống oxy hóa của một số loài rong nâu Sargassum ở Khánh Hòa, Việt Nam.
Tạp chí hóa học. 45, 339-343.
Franz, G., D. Paper, S. Alban, 2000. Pharmacological activities of sulphated carbohydrate
polymers. In: Paulsen BS (ed.) Bioactive Carbohydrate Polymers, Kluwer Academic
Publishers, Dordrecht. pp.47-58.
Huỳnh Trường Giang, Dương Thị Hoàng Oanh, Vũ Ngọc Út và Trương Quốc Phú, 2013.
Thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của hỗn hợp polysaccharide ly trích
từ rong Sargassum microcystum. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 25
(2013): 183-191.
Halliwel, B., 1987. Oxidative damage, lipid peroxidation and antioxidant protection in
chloroplasts. Chem. Phys. Lipids 44, 327-340.
Haroun-Bouhedja, F., M. Ellouali, C. Sinquin, C. Boisson-Vidal, 2000. Relationship between
sulfate group and biological activities of fucans. Thrombosis Res. 100, 453-459.
Ocurencer of Padina gymnospora (Phaeophycota at the coast of Karachi . Pak. J. Bot., 45(1):
341-344, 2013.
Pai-An ,H., W. Chwen-Herng, G. Shu-Yun, C. Shih-Yung, and H. Deng-Fwu, 2010.
Antioxidant and immune-stimulating activities of hot-water extract from seaweed
Sargassum hemiphyllum. Journal of Marine Science and Technology, Vol. 18, No. 1,
pp. 41-46.
Torres, R., A.P.A. Sousa, E.A.T.S. Filho, D.F. Melo, J.P.A. Feitosa, R.C.M.P. Paulab, and
M.G.S. Limaa,. Extraction and physicochemical characterization of Sargassum
vulgare alginate from Brazil. Carbohydrate Research. 342, 2067–2074.
Nguồn lợi sử dụng và nuôi trồng rong biển ở Việt Nam. Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển
T12 (2012). Số 1, 87 – 98.
15
Yeh, S.T., Lee, C.S., Chen, J.C., 2006. Administration of hot-water extract of brown
seaweed Sargassum duplicatum via immersion and injection enhances the immune
resistance of white shrimp Litopenaeus vannamei. Fish & Shellfish Immunology 20,
332-345.
Yoshida, T., Konno, T., 1983. Taxonomic study of Sargassum Sargamianum Yendo and
related species (Phaeophyta, Fucales). Botanical Magazine (Tokyo) 96, 145-157.
Wu, X., G.R. Beecher, J.M. Holden, D.B. Haytowitz, S.E. Gebhardt and R.L. Prior, 2006.
Concentrations of anthocyanins in common foods in the United States and
estimation of normal consumption. J. Agric. Food Chem., 54: 4069-4075.