BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN HÓA HỌC
  

PHẠM ĐỨC THỊNH

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN,
CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA FUCOIDAN
CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ MỘT SỐ LOÀI
RONG NÂU Ở VỊNH NHA TRANG
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 62.44.01.18

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Bùi Minh Lý
2. PGS. TS. Lê Lan Anh

Hà Nội, 2015


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu nêu
trong luận án là trung thực. Những kết luận khoa học của luận án là chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn
bè đã luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành luận án.
Hà Nội, ngày 20 tháng 04 năm 2015
Tác giả Luận án

Phạm Đức Thịnh


i

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC...................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT........................................................................iv
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.................................................................................viii
DANH MỤC PHỤ LỤC............................................................................................ix
MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..................................................................................3
2.3. RONG BIỂN..................................................................................................3
1.1.1 Giới thiệu chung về rong biển .....................................................................3
1.1.2 Phân loại và phân bố của rong biển ............................................................4
1.1.3 Thành phần hóa học có trong rong biển .....................................................5
1.2 FUCOIDAN ...................................................................................................6
1.2.1 Giới thiệu chung về fucoidan ......................................................................6
2.3.1. Thành phần của fucoidan trong rong nâu ..................................................7
1.2.3. Đa dạng cấu trúc của fucoidan....................................................................9

2.2.11 Phương pháp thử hoạt tính sinh học và xử lý số liệu................................39
2.3. THỰC NGHIỆM .........................................................................................40
2.3.1. Chiết tách và phân đoạn tinh chế fucoidan từ rong nâu ...........................40
2.3.2. Phân tích hàm lượng tổng carbohydrate và thành phần đường ...............41
2.3.3. Phân tích hàm lượng sulfate .....................................................................41
2.3.4. Phân tích hàm lượng uronic axít...............................................................42
2.3.5. Khử sulfate.................................................................................................42
2.3.6. Phương pháp phân tích liên kết bằng methyl hóa .....................................42


iii

2.3.7. Thủy phân tạo fucoidan oligosacarit .........................................................43
2.3.8. Phổ khối MALDI-TOF/MS và ESI-MS của fucoidan oligosacarit ...........43
2.3.9. Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của fucoidan ........................................44
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................47
3.1. CHIẾT TÁCH VÀ PHÂN LẬP FUCOIDAN TỪ RONG NÂU................47
3.2. PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA FUCOIDAN ..................48
3.3. TÁCH PHÂN ĐOẠN VÀ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN CỦA CÁC PHÂN
ĐOẠN FUCOIDAN.............................................................................................51
3.4. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA FUCOIDAN ............................................62
3.4.1. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của fucoidan.........................................62
3.4.2. Hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn fucoidan được phân lập từ
rong Sargassum swartzii và Sargassum mcclurei ................................................64
3.5. ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC CỦA CÁC PHÂN ĐOẠN FUCOIDAN.........69
3.5.1. Các đặc trưng cấu trúc thu được từ phổ IR................................................69
3.5.2. Các đặc trưng cấu trúc thu được từ phổ NMR ...........................................72
3.6. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA PHÂN ĐOẠN FUCOIDAN SmF3 ĐƯỢC
CHIẾT TÁCH TỪ RONG NÂU SARGASSUM MCCLUREI .........................77
3.7. ĐÁNH GIÁ MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ

sự chú ý của nhiều nhà khoa học trên thế giới.
Nước ta có hơn 3.200 km bờ biển trải dài từ Bắc xuống Nam, với diện tích
mặt nước rộng hơn 1.000.000 km2 được thiên nhiên ban tặng cho nguồn tài nguyên
rong nâu rất đa dạng và phong phú, hiện tại đã có khoảng 147 loài rong nâu được
phân loại [1,8], trong đó các loài rong thuộc chi Sargassum có trữ lượng lớn nhất


2

với hơn 60 loài và sản lượng ước tính đạt tới 10.000 tấn rong khô/năm [58]. Tuy
nhiên cho đến nay ở nước ta vẫn chưa có một công trình nghiên cứu có tính hệ
thống về thành phần hóa học, cấu trúc và hoạt tính sinh học của fucoidan rong nâu
Việt Nam.
Do vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu phân tích thành phần, cấu
trúc hóa học của fucoidan có hoạt tính sinh học từ một số loài rong nâu ở vịnh
Nha Trang” nhằm hoàn chỉnh thêm những nghiên cứu về fucoidan của rong nâu
Việt Nam theo định hướng tìm kiếm những nguồn dược liệu mới phục vụ sức khỏe
cộng đồng và phát triển kinh tế xã hội.
Mục tiêu của luận án:
Chiết tách và phân đoạn fucoidan từ một số loài rong nâu Việt Nam. Phân
tích thành phần, xác định đặc điểm cấu trúc và mối quan hệ giữa cấu trúc với hoạt
tính sinh học của fucoidan.
Để đạt được mục tiêu đề ra, nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm:
-

Thu thập các loài rong nâu có trữ lượng lớn ở vùng biển vịnh Nha Trang.

-

Tách chiết và phân đoạn fucoidan từ các loài rong thu được.

Scotland, Ireland, Newzealand, quần đảo nam Thái Bình Dương và các nước Nam
Mỹ ven biển cũng đã sử dụng rong biển từ rất lâu.
Rong biển cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác. Chúng là nguồn
nguyên liệu tự nhiên cho công nghiệp thực phẩm (Cải biển Ulva lactuca, bột rong
biển, chất tạo gel E400, E401 Alginate–Agar E406, E407, Carrageenan...), mỹ
phẩm (chất tạo kết cấu và hoạt hóa), công nghiệp (Phycocolloids, hydrocolloids tạo
độ sánh, gel hoặc chất ổn định), thức ăn gia súc, nông nghiệp ... Qua các tài liệu
tham khảo trong lịch sử và trong thời gian sử dụng lâu dài, không có nguy cơ gây
hại sức khỏe nào được đề cập đến rong biển. Vì vậy, rong biển được xếp vào loại
thực phẩm chức năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trên thế giới.
Hiện nay, Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc là những nước tiêu thụ rong
biển thực phẩm lớn nhất và nhu cầu của họ là cơ sở của một nghề nuôi trồng thủy
sản với sản lượng hằng năm trên toàn thế giới khoảng 6 triệu tấn rong tươi, trị giá
lên đến 5 tỉ USD [97]. Các nước và lãnh thổ cung cấp rong biển thực phẩm chính là
Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan. Các nước cung cấp chính rong biển
cho công nghiệp là Đan Mạch, Pháp, Na Uy, Tây Ban Nha, Mỹ và Nhật.


4

1.1.2 Phân loại và phân bố của rong biển
* Phân loại và phân bố của rong biển trên thế giới
Dựa vào thành phần cấu tạo, đặc điểm hình thái và màu sắc, rong biển có thể
được chia thành 3 ngành rong chính [30]:
1. Ngành rong nâu (Phaeophyta)
2. Ngành rong đỏ (Rhodophyta)
3. Ngành rong lục (Chlorophyta)
Trong số 03 ngành rong trên, rong nâu là ngành rong có trữu lượng lớn nhất
và phân bố đa dạng nhất với hơn 1800 loài đã được phân loại. Trên thế giới hiện
nay chỉ riêng các loài rong thuộc họ Sargassaseae, bộ Fucales đã phân loại được

nhiều điều kiện thuận lợi cho rong nâu phát triển [1].
Nhìn một cách tổng quan hai khu vực ở ven biển phía Nam Việt Nam rong
nâu phân bố tập trung là vùng ven biển và đảo từ Đà Nẵng đến Vũng Tàu và huyện
Hà Tiên (từ xã Bình An đến Mỹ Đức Hà Tiên) [8].
1.1.3 Thành phần hóa học có trong rong biển
Rong biển có chứa đa dạng các thành phần hoá học, chúng đều là các thành
phần rất có giá trị về mặt dinh dưỡng cũng như dược liệu bao gồm: các axít amin,
các axít béo nhiều nối đôi, các vitamin và khoáng chất, polyphenol, các hợp chất
chứa iốt, laminaran, alginat và fucoidan (bảng 1.1). Trong số các hợp chất
polysacarit của rong biển thì fucoidan là hợp chất được đặc biệt quan tâm nghiên
cứu do chúng sở hữu rất nhiều hoạt tính sinh học thú vị (kháng u, kháng đông tụ
máu, kháng virus, kháng viêm, chống oxi hóa,…) với tiềm năng ứng dụng rất lớn để
làm dược liệu [69, 132]. Từ kết quả các số liệu trong bảng 1.1, ta thấy fucoidan chỉ
có trong thành phần của ngành rong nâu mà không có trong thành phần của hai
ngành rong đỏ và rong lục [5].
Bảng 1.1: Thành phần hoá học (%) của một số loài rong biển.
Ascophyllum Laminaria Alaria Palmaria Porphyra Porphyra Ulva
nodosum
Ngành rong

digitata esculenta palmata

sp.

yezoensis

sp.

Nâu


15-25

73-90

73-86

15-30

8-16

7,8

13-22

Alginic axít

15-30

20-45

21-42

0

0

0

0



0

0

Mannitol

5-10

4-16

4-13

0

0

0

0

Fucoidan

4-10

2-4

nd

0


8-25

33-47

43,6

15-25

Chất béo

2-7

1-2

1-2

0,3-0,8

0,7

2,1

0,6-0,7

Tannin

2-10

0,1


0,9-2,2

nd

2,0-2,5

Nd

0,6

3,3

Magie

0,5-0,9

0,5-0,8

nd

0,4-0,5

2,0

nd

nd

Iod



Luận án đủ ở file: Luận án full