Tài liệu Nghiên cứu cấu trúc và khảo sát hoạt tính sinh học của fucoidan và alginate từ hai loài rong nâu sargassum henslowianum và sargassum swartzii của việt nam

  • Số trang: 128 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 318 |
  • Lượt tải: 1
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

ĐẶT VẤN ĐỀ Polysaccharide là các polymer sinh học tìm thấy trong tự nhiên trên cả thực vật và Ďộng vật, cả trên cạn và dưới nước, trong Ďó rong biển Ďược xem là một nguồn cung cấp polysaccharide rất phong phú và Ďa dạng. Trong phân tử của polysaccharide từ rong biển thường có chứa các nhóm chức như carboxyl, sulfate hoặc amino nên phân tử của chúng mang Ďiện và Ďược gọi là các ionic polysaccharide. Nhiều ionic polysaccharide từ rong biển như fucoidan, alginate hay carrageenan có hoạt tính sinh học quí báu như chống ung thư, chống HIV, chống Ďông máu hay có các tính chất lý thú như khả năng tồn tại ở trạng thái gel trong môi trường nước. Chính vì vậy mà chúng Ďược sử dụng nhiều trong công nghiệp dược phẩm, hóa mỹ phẩm và thực phẩm [24]. Trên thế giới có khoảng 6.000 loài rong biển Ďã Ďược xác Ďịnh và chia làm 03 ngành rong chính dựa trên sắc tố của chúng là rong lục (Chlorophytes), rong nâu (Pheophytes) và rong Ďỏ (Rhodophytes). Bên cạnh khả năng cung cấp các hợp chất có hoạt tính sinh học quý báu như các polymer sinh học (fucoidan, laminaran, alginate), rong biển còn cung cấp các chất chuyển hóa thứ cấp như alkaloid, phlorotannin, acetogenin và terpene [19]. Hoạt tính sinh học của ionic polysaccharide phụ thuộc nhiều vào trọng lượng phân tử, sự phân bố trọng lượng phân tử, cấu trúc và thành phần hóa học, Ďặc biệt phụ thuộc vào vị trí và hàm lượng của các nhóm chức trong phân tử của chúng [45]. Các ionic polysaccharide có khả năng tạo thành các dạng cấu trúc khác nhau. Từ một monosaccharide có thể tạo nên nhiều loại polysaccharide bởi các kiểu liên kết glycoside khác nhau dẫn tới tính chất của các polysaccharide khác nhau và tạo nhiều hoạt tính sinh học, ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Ví dụ, cellulose và amylose là 2 loại polysaccharide Ďều tạo thành từ D-glucose, nhưng kiểu liên kết của chúng khác nhau nên dẫn tới tính chất của chúng khác nhau, cellulose không tan trong nước, nhưng amylose lại tan tốt trong nước. Curdlan có cấu trúc không gian là chuỗi xoắn 3, không có hoạt tính sinh học, nhưng khi bị sulfate hóa thành curdlan sulfate lại có hoạt tính chống HIV và cấu trúc không gian của nó là dạng sợi [141]. Như vậy, cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian Ďều ảnh hưởng Ďến tính chất và hoạt tính sinh học của polysaccharide [92]. Hoạt tính sinh học của polysaccharide còn phụ thuộc vào nguồn gốc Ďịa lý của rong biển. Cùng một loại rong biển nhưng thu thập ở các vị trí Ďịa lý khác nhau sẽ cho các polysaccharide có các tính chất và hoạt tính sinh học khác nhau [113]. So với các nước vùng Đông Nam Á, Việt Nam với tổng chiều dài bờ biển hơn 3.600km làm ranh giới phía tây của biển Đông có diện tích trên 3,5 triệu km2, là một trong những biển quan trọng của thế giới, có nguồn rong biển Ďa dạng và phong 1 phú, có khả năng cung cấp các ionic polysaccharide với nhiều hoạt tính sinh học Ďáng quan tâm [24]. Trong các năm gần Ďây, các nghiên cứu khoa học công nghệ theo hướng Hoá sinh biển, nhằm quản lý, khai thác một cách hiệu quả tài nguyên biển ở nước ta Ďang là vấn Ďề Ďược nhà nước Ďặc biệt quan tâm và khuyến khích. Việc nghiên cứu qui trình chiết tách, xác Ďịnh cấu trúc và hoạt tính của polysaccharide nói chung và các ionic polysaccharide nói riêng từ các loài rong thu thập ở biển Việt Nam có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn, từ Ďó Ďịnh hướng và nâng cao hiệu quả khai thác, nuôi trồng rong biển, chủ Ďộng thu hoạch nguồn nguyên liệu, tạo ra sản phẩm có giá trị cao từ nguồn nguyên liệu rong phong phú ở ven biển nước ta. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về polysaccharide từ rong biển Ďã Ďược một số nhà khoa học tiến hành [17], [21], [23]. Các nghiên cứu này tập trung theo hướng khai thác rong, chiết tách các polysaccharide từ các rong thu Ďược, xác Ďịnh thành phần, cấu trúc hóa học và Ďánh giá hoạt tính sinh học của chúng. Tuy vậy, các nghiên cứu về cấu trúc bao gồm cả cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian của các ionic polysaccharide có hoạt tính sinh học chiết tách từ nguồn rong biển Việt Nam vẫn còn chưa nhiều. Nhằm góp phần Ďi sâu vào việc nghiên cứu về thành phần hóa học, cấu trúc và hoạt tính sinh học của các ionic polysaccharide Ďể mở rộng khả năng ứng dụng của nguồn rong biển Việt Nam, chúng tôi chọn Ďề tài luận án là “N u u tr v s t tt s u v t t hai r u S r ssu s w u v S r ssu sw rtz V t Nam”. Mụ t u u uậ : 1. Chiết tách, xác định cấu trúc bao gồm cả cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian của fucoidan và alginate có nguồn gốc từ hai oài rong n u argassum hens owianum và argassum swartzii của i t am. 2. Khảo sát hoạt tính sinh học của fucoidan ph n ập được. Với mục tiêu trên, các nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm: - Thu thập hai loài rong nâu Sargassum henslowianum và Sargassum swartzii ở các vùng biển của Việt Nam. - Xây dựng quy trình chiết tách fucoidan và alginate từ các loài rong này. - Xác Ďịnh thành phần hóa học của các fucoidan và alginate. - Xác Ďịnh cấu trúc bao gồm cả cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian của fucoidan và alginate. - Khảo sát hoạt tính sinh học của fucoidan phân lập Ďược từ hai loài rong này. 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về rong biển 1.1.1. Phân loài Việc nghiên cứu rong biển Việt Nam trước năm 1954 hoàn toàn do người nước ngoài thực hiện. Các nghiên cứu Ďã Ďề cập tới thành phần loài và phân bố rong biển Việt Nam trong vùng nhiệt Ďới ở mức Ďộ lẻ tẻ, tản mạn, trong Ďó có nhiều loài cho tới nay không còn nữa [5], [24], [75]. Sau năm 1954, cùng với việc Ďẩy mạnh công tác Ďiều tra nghiên cứu biển, Nhà nước Ďã quan tâm Ďến việc Ďiều tra nghiên cứu nguồn lợi từ rong biển. Viện nghiên cứu Biển (nay là Viện Hải Dương học) và Viện nuôi trồng Nước lợ (nay là Viện nghiên cứu Hải sản) là những cơ quan Ďầu tiên Ďược Nhà nước giao nhiệm vụ theo hướng này. Bên cạnh Ďó có những công trình Ďiều tra về nguồn lợi rong biển Ďã Ďược công bố [2], [3]. Nguyễn Hữu Dinh [2] Ďã công bố Việt Nam có tổng số 794 loài trong Ďó 488 loài ở miền Nam và 247 loài ở miền Bắc. Trong Ďó 309 loài rong Ďỏ Rhodophyta, 124 loài rong nâu Phaeophyta và 152 loài rong lục Chlorophyta. So với các nước vùng Đông Nam Á, nước ta thuộc vào nước có nguồn rong biển Ďa dạng và phong phú [5]. Các khảo sát Ďiều tra cho thấy số lượng các loài rong biển tại các vùng biển như sau: Phú Quốc có 108 loài; Trường Sa 66 loài; Vịnh Hạ Long 99 loài; Cồn Cỏ 48 loài; Bạch Long Vĩ 46 loài. Riêng vùng Nha Trang có 210 loài [17]. Năm 2003, tác giả Đàm Văn Tiến [23] cho biết riêng vùng ven biển Bắc Bộ Ďã có 259 loài. Với tổng số gần 800 loài rong tìm thấy ở vùng biển Việt Nam, các tác giả Việt Nam Ďều thống nhất quan Ďiểm xếp chúng vào 3 ngành trong hệ thống phân loại 10 ngành của Gollerbakh năm 1977 [24]: rong Ďỏ (Rhodophyta); rong nâu (Phaeophyta) và rong lục (Chlorophyta). 10 ngành rong theo phân loại của Gollerbakh là:  Ngành rong Lục (Chlorophyta) 3  Ngành rong Trần (Englenophyta)  Ngành rong Giáp (Pyrophyta)  Ngành rong Khuê (Bacillareonphyta)  Ngành rong Vàng ánh (Chrysophyta)  Ngành rong Vàng (Xantophyta)  Ngành rong Nâu (Phacophyta)  Ngành rong Đỏ (Rhodophyta)  Ngành rong Lam (Cyanophyta)  Ngành rong Vòng (Charophyta) Sargassum swartzii (rong nâu) Eucheuma denticulatum (rong đỏ) Ulva lactuca (rong xanh) Hình 1.1. Hình nh c a một số loài rong biển ở Vi t Nam [5] 4 Sản lượng rong hàng năm còn phụ thuộc vào Ďiều kiện thời tiết, Ďặc biệt là các bãi rong gần cửa biển. Nếu thời tiết thay Ďổi, mưa nhiều và mưa sớm, khi rong chưa Ďạt mức tăng trưởng cao nhất, Ďộ mặn vùng biển giảm xuống rong sẽ tàn lụi nhanh chóng. Tỷ lệ của các loài rong trong quần thể cũng có sự dịch chuyển trong sự phân bố các loài một vùng từ năm này sang năm khác [4]. Rong nâu (Phaeophyta) là nhóm sinh vật Ďa bào, tự dưỡng, thuộc lớp Phaeophyceae của phân giới Chromophyta. Hiện nay, trên thế giới Ďã tìm thấy khoảng 1.500 – 2.000 loài rong nâu. Chúng chứa sắc tố xanthophyll-fucoxanthin cùng với chlorophyll a và c nên cá thể của rong nâu Ďều thể hiện màu nâu lục Ďặc trưng. Sắc tố màu nâu rất quan trọng giúp rong nâu thích nghi với môi trường sống trong các biển sâu và Ďại dương. Rong nâu thường sống trong môi trường biển, chỉ một số ít loài sống trong nước ngọt [8]. Rong nâu là nhóm sinh vật phức tạp nhất của giới rong, có cấu tạo nhiều tế bào, dạng màng giả (pseudoparenchyma), dạng phiến, dạng sợi Ďơn giản một hàng tế bào chia nhánh, dạng ống hoặc phân hóa phức tạp hơn thành dạng cây có gốc, rễ, thân và lá. Trong chu kì sống có sự chuyển tiếp giữa giai Ďoạn cây bào tử với cây phối tử khác nhau rõ rệt về hình thái cấu tạo. Thành tế bào rong nâu chứa cellulose và acid alginic. Không như rong lục, rong nâu không chứa tinh bột thực sự. Trong rong chứa các loại Ďường, các alcol bậc cao và hỗn hợp các polysaccharide. Các loài rong nâu Ďược khai thác thương mại bao gồm các loài thuộc các bộ Laminarales và Fucales. Trước Ďây, rong nâu Ďược sử dụng Ďể tách iod và kali. Trong thời gian gần Ďây, rong nâu Ďược khai thác rộng rãi Ďể chiết tách alginate và fucoidan. Đa số rong nâu sống ở vùng biển Ďá, chúng không chỉ mọc trên Ďá mà còn trên các chân Ďập, cầu cảng, san hô, Ďộng vật thân mềm và ngay cả trên các loài rong khác [8]. Kết quả Ďiều tra Ďã chỉ ra một số nguồn lợi rong biển Ďáng kể ở Việt Nam trong Ďó bao gồm rong mơ (Sargassum), rong câu (Gracilaria) và rong sụn (Carrageenophytes) là những nguyên liệu chính cho sản xuất polysaccharide [4]. Các loài rong này phân bố tại các thủy vực khác nhau dọc theo hơn 3.600 km bờ biển và có thể tái tạo lại bằng các phương pháp trồng và phát triển tự nhiên. 5 Trữ lượng rong mơ mọc ở ven biển nước ta tính khoảng 30.000-35.000 tấn. Qua Ďiều tra khảo sát các nhà khoa học thấy rằng ở ven biển phía Bắc, khu vực Quảng Ninh có trữ lượng rong mơ lớn nhất (12.200 tấn), còn các vùng từ vĩ tuyến 17 trở vào ven biển miền Trung thì khu vực từ Đà Nẵng tới Bình Thuận có nguồn lợi rong mơ cao hơn cả (khoảng 21.500 tấn). Các vùng có khả năng khai thác lớn nguồn lợi rong mơ ở các tỉnh phía Nam theo thứ tự là: Khánh Hòa, Bình Định, Ninh Thuận, Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Quảng Nam và Phú Yên [4]. B Stt 1.1. Trữ ượ r ơởV tN Tên vùng (tỉnh) [24] Trữ lƣợng (tấn tƣơi)/2004 1 Quảng Ninh 2 Hải Phòng 270 3 Thanh Hóa 100 4 Nghệ An - Hà Tĩnh 370 5 Quảng Bình 480 6 Vĩnh Linh 80 7 Quảng Nam - Đà Nẵng 2.000 8 Quảng Ngải - Bình Định 4.500 9 Phú Yên 15.000 Tổng cộng 35.000 12.200 Rong Ďỏ là những loài rong biển khi tươi có màu hồng lục, hồng tím hay hồng nâu. Khi khô tùy theo phương pháp sơ chế mà có thể chuyển sang màu nâu hay nâu vàng Ďến vàng. Ngành rong Ďỏ có 2.500 loài, gồm 400 chi thuộc nhiều họ, phần lớn sống ở biển, có cấu tạo từ nhiều tế bào, trừ một số ít thuộc dạng một tế bào hay quần thể. Rong có dạng hình trụ dẹp dài, phiến chia hoặc không chia nhánh. Phần lớn chia nhánh kiểu một trục, một số ít theo kiểu hợp trục [8]. Trên thế giới, rong Ďỏ Ďược sử dụng với khối lượng lớn Ďể phục vụ cuộc sống con người, một số loài có hàm lượng cao về agar, carageenan, furcellaran Ďược sử dụng Ďể chế biến keo rong biển. Các loài rong Ďỏ Ďược chia thành hai nhóm chính [8]: 6 - Nhóm rong cho agar (Agarophit): Bao gồm các loại như Gelidium, Gracilaria và Acanthopeltis. Trong Ďó Gelidium và Gracilaria Ďược dùng nhiều trên thế giới Ďể sản xuất agar. - Nhóm rong cho carrageenan (Carrageenophit): Bao gồm các loại như Gigartina, Eucheuma, Chondrus, Iridaea và Furcellaria. Vào năm 2005, loài Eucheuma denticulatum thuộc họ Solieriaceae có nguồn gốc từ Philippines Ďã Ďược Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang di nhập vào Việt Nam. Rong lục có nhiều loài khác nhau như: Ulva lactuca, Ulva pertusa, Ulva rigida, U. rotundata, U. spinulosa, Enteromorpha intestinalis, E. compressa [30]. Rong lục Ulva, loài rong phân bố rộng và mọc tự nhiên ven biển, Ďược Ďánh giá là giàu ulvan - một loại sulfate polysaccharide có nhiều hoạt tính như chống Ďông máu, chống oxy hóa, hạ mỡ máu, chống ung thư, kháng nấm… Ulvan là sulfate polysaccharide hòa tan Ďược trong nước và tạo bởi các thành phần chủ yếu là rhamnose, glucuronic, iduronic acid, xylose và nhóm sulfate Ďể tạo thành mạch polymer sinh học với disaccharide chính là ulvanobiuronic acid 3sulfate dạng A (-D-GlcA (1 4) -L-Rha 3S 1) và ulvanobiuronic acid 3sulfate dạng B (-L-IdoA (1 4) -L-Rha 3S 1)Hình 1.2 [80], [83]. Cấu trúc hóa học này tương tự như các glycosaminoglycans (GAGs) của Ďộng vật có vú, có hoạt tính chống Ďông máu như heparin. Hình 1.2. C u tr polysaccharide trong rong xanh chi Ulvan Ở nước ta trong dân gian nhiều loài rong lục thuộc chi Ulva Ďược sử dụng làm rau ăn và chữa bệnh như Ulva lactuca , U. fenestrata, U. conglobata... Trên thế giới, chi Ulvan từ rong lục Ďã Ďược các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu từ những năm 1950. Thời gian Ďầu, các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc chiết tách và xác Ďịnh thành phần Ďường trong ulvan từ các loài rong lục 7 khác nhau. Percival [97] Ďã xác Ďịnh sulfate, rhamnose, xylose và glucuronic acid là các thành phần hóa học có trong ulvan. Tuy nhiên, phải Ďến năm 1997, Quemener và cộng sự [102], nhờ vào phương pháp cắt mạch hóa học kèm enzyme, mới phát hiện ra iduronic acid (1,1-9,1%) cũng là một Ďơn vị Ďường trong ulvan. Gần Ďây, nhóm nghiên cứu của Anabela Alves [29], [30] Ďã nghiên cứu hoạt tính chống khối u của ulvan từ Ulva lactuca và Ďã tổng quan về tình hình nghiên cứu và các khả năng ứng dụng của chúng. 1.1.2. Thành phần có trong rong biển và các ứng dụng Hàm lượng các thành phần trong rong phụ thuộc vào sự biến Ďổi theo các loài khác nhau, nơi thu mẫu và các Ďiều kiện sống khác nhau. Theo kết quả phân tích ở các loài rong Ďã Ďược nghiên cứu, thành phần trong rong ngoài nước (80-90%), protein (khoảng 5 – 20,5% trọng lượng khô), 17 loại amino acid, trong Ďó có mặt tất cả các amino acid thiết yếu, lipid (hàm lượng trong rong tương Ďối, chiếm từ 0,2 - 0,6%), sắc tố: fucoxanthin, các sắc tố xanthophyll khác là violaxanthin, antheraxanthin, neoxanthin, diainoxanthin và diatoxanthin (làm cho rong có mầu nâu), chất khoáng và các nguyên tố vi lượng trong rong: bao gồm các nguyên tố Ďa lượng (K, Na, Mg, S, P….) và Ďặc biệt là các nguyên tố vi lượng (Sr, Fe, Cu, Zn, Mn, Mo…) [26]. Hàm lượng iod rất cao trong rong nâu (0,05 - 0,34%) là nguồn cung cấp quí báu cho nhu cầu iod của Ďời sống. Hàm lượng iod ở các loài rong nâu có thành phần cao hơn so với các loài rong Ďỏ và hàm lượng iod trong rong nâu ở vùng biển phía Bắc thấp hơn phía Nam Việt Nam. Hàm lượng iod trong rong về mùa Ďông cao hơn mùa hè từ 2 - 4 lần, cao hơn trong nước biển hàng nghìn lần [1], [2]. Thành phần hóa học quan trọng của rong nâu là các glucid, chúng Ďược chia làm 2 nhóm: monosaccharide và polysaccharide. Nhóm monosaccharide gồm các Ďường Ďơn như: mannitol, fucose, galactose, mannose, xylose…Trong Ďó quan trọng nhất là mannitol, hàm lượng của nó trong một số loại rong mơ nằm trong khoảng 19 - 44% khối lượng rong khô [26]. Mannitol thuộc nhóm Ďường kép của rong nâu, Ďược phát hiện Ďầu tiên vào năm 1884 và nghiên cứu sâu hơn vào năm 1913. 8 Mannitol cũng là một thành phần Ďáng chú ý trong rong mơ. Ở trong rong Việt Nam hàm lượng này nằm trong khoảng 3,20 - 17,68% (trọng lượng rong khô). Trong Ďó rong Sargassum mcclurei có hàm lượng cao nhất (7,66 - 17,68%). Cũng như các hợp chất khác trong rong, mannitol tích lũy trong rong thay Ďổi theo mùa và nơi sống. Các kết quả nghiên cứu cho thấy rong ở vùng biển phía Nam có hàm lượng mannitol cao hơn ở phía Bắc [17]. Hàm lượng này thường cao vào các tháng mùa hè và có xu hướng tăng dần theo thời gian sinh trưởng của rong. Một số tác giả cũng Ďã nghiên cứu và Ďề xuất quy trình chiết tách mannitol ở quy mô phòng thí nghiệm dựa trên nguyên tắc: làm lạnh dung dịch mannitol sau khi Ďã Ďược chiết bằng cồn nóng Ďể thu các tinh thể mannitol [17]. Mannitol Ďược sử dụng nhiều trong dược phẩm, trong công nghiệp Ďể làm nguyên liệu tổng hợp một số chất hữu cơ, làm thuốc nổ, diêm và trong công nghiệp thực phẩm Ďặc biệt là trong công nghiệp bánh kẹo Ďể sản xuất các loại bánh gato có Ďộ ngọt cao nhưng Ďảm bảo Ďộ mềm và xốp của bánh. Nhóm polysaccharide gồm có: agar, alginate, fucoidan, laminaran và carrageenan. Agar và alginate Ďược sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm: Ďược sử dụng làm chất ổn Ďịnh trong bánh kẹo, kem, nước ngọt…hay làm chất làm Ďông Ďặc và tạo gel trong sản xuất thịt Ďông lạnh; trong công nghệ sinh học: môi trường nuôi cấy; trong y học: làm vải băng bó vết thương truyền thống, lấy dấu răng, pha thuốc, pha huyết thanh, trong một số công thức chống chảy máu dạ dày, trong việc cấy ghép tế bào, tác Ďộng vào các tế bào sản xuất insulin Ďể Ďiều trị bệnh tiểu Ďường Typ I, tơ Ďược tạo từ alginate dùng Ďể khâu vết thương. Vỏ nang bằng alginate không bị dịch tiêu hóa phân hủy và chỉ tan trong ruột. Màng Ďược tạo thành từ alginate và gelatin kết hợp với một số chất như tinh dầu tràm, rau má, nghệ, dầu mù u có tác dụng trong Ďiều trị vết thương như vết bỏng, làm giảm sự nhiễm khuẩn, viêm làm nhanh lành vết thương; trong công nghiệp giấy: alginate Ďược trộn lẫn với bột giấy rồi xử lý, sẽ cho bề mặt giấy nhẵn, mịn không xù xì; trong công nghiệp dệt và tơ nhân tạo: alginate cho nhũ tương mịn và bền nên Ďược dùng trong kỹ nghệ sơn, xà phòng, cao su, phim ảnh, vải lợp nhuộm vecni và sơn Ďể tăng Ďộ bền của màu. Màu vẽ có alginate dễ tan Ďều trong nước [6], [13]. 9 Laminaran Ďóng vai trò như chất dự trữ trong rong nâu. Laminaran không tạo thành tế bào nhưng nó dự trữ 1 lượng lớn β-glucans. Laminaran là chất tạo hệ miễn dịch ở Ďộng vật có vú, laminaran sunfate hóa Ďã Ďược chứng minh là có Ďặc tính giống heparin. Laminaran Ďược hòa tan, nhưng mức Ďộ hòa tan phụ thuộc vào mức Ďộ phân nhánh, Ďộ phân nhánh càng cao thì mức Ďộ hòa tan càng cao, do Ďó nếu Ďộ phân nhánh nhỏ thì chỉ có thể hòa tan trong nước ấm (60-800C), chúng có hoạt tính kháng Ďông tụ máu và ung thư [84]. Fucoidan là hợp chất Ďược Ďặc biệt quan tâm nghiên cứu nhờ các tính chất sinh học Ďa dạng và Ďặc thù của nó như khả năng tăng cường miễn dịch, kháng Ďông tụ máu, chống viêm nhiễm, kháng virus, Ďiều trị rối loạn Ďường huyết và hỗ trợ trong Ďiều trị ung thư [16], [25]. Do Ďặc tính tạo gel quý báu, carrageenan Ďược sử dụng ngày càng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, phổ biến là công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và hóa mỹ phẩm. Chúng có những tính chất quý báu mà không loại keo nào có thể thay thế Ďược. Cùng với agar, carrageenan là sản phẩm từ rong biển Ďược sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay. Trong lĩnh vực thực phẩm, carrageenan Ďược xếp vào danh sách các chất an toàn và Ďược sử dụng rộng rãi Ďể tạo gel, là chất ổn Ďịnh, làm Ďặc và làm tăng Ďộ nhớt của dung dịch… Bên cạnh Ďó, carrageenan còn có ưu Ďiểm là tăng khẩu vị và cảm quan cho thực phẩm. Nhờ vào khả năng tạo gel ở nồng Ďộ tương Ďối thấp nên carrageenan Ďược biết Ďến là tác nhân làm Ďông rất có giá trị, Ďặc biệt là khi kết hợp với các sản phẩm từ sữa như socola sữa, thức ăn cho trẻ em, kẹo sữa, kem, bánh… Các nhà khoa học Ďã khám phá ra rằng carrageenan ở nồng Ďộ vô cùng loãng hoạt Ďộng như một chất chống Ďông máu. Trong các loại carrageenan thì carrageenan là tác nhân chống Ďông máu tốt nhất ở nồng Ďộ thấp [59]. Nhiều tác giả cho thấy khả năng chống các loài virus của carrageenan: iota-carrageenan có hoạt tính chống virus HSV-1; -carrageenan ức chế hoạt tính enzyme phiên mã ngược của virus HIV, ức chế Ďối với nhiều loài virus có vỏ bọc; sulfate oligosaccharide từ 10 -carrageenan thể hiện rõ hoạt tính chống u bướu Ďối với một số dạng ung thư. Ở Pháp và Anh, carrageenan Ďược sử dụng Ďể chữa chứng loét dạ dày [123]. Trong lĩnh vực hóa mỹ phẩm, carrageenan là thành phần quan trọng Ďược sử dụng trong kem Ďánh răng, kem dưỡng da, kem dưỡng tóc,… Trong dược phẩm, carrageenan chiết cùng với KCl Ďược dùng làm vỏ bọc của thuốc [122]. Carrageenan còn Ďược sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác. Trong công nghiệp dệt: chất tạo hồ làm cứng vải, là vật liệu liên kết, là chất “cắn màu” cho việc nhuộm, in hoa trên vải. Carrageenan còn Ďược dùng làm chất liên kết trong Ďá kháng sinh Ďể bảo quản cá. 1.1.3. Tình hình khai thác và sử dụng rong biển. Rong biển Ďã Ďược sử dụng làm thức ăn từ thế kỷ thứ 14 ở Nhật Bản, thế kỷ thứ 16 ở Trung Quốc và gần Ďây nữa là ở Hàn Quốc. Trên thế giới hàng năm thu chừng 6,1 triệu tấn rong tươi, trong Ďó 4 triệu tấn phục vụ làm thực phẩm. Trung Quốc là nước sản xuất rong biển có thể ăn Ďược lớn nhất thế giới, sản lượng hàng năm Ďạt cỡ 4,5 triệu tấn rong tươi Laminaria japonica (kombu). Hàn Quốc trồng cỡ 800.000 tấn tươi Undaria pinnatifida (Wakame). Sản lượng của Nhật Bản là cỡ 600.000 tấn tươi (Porphyra, kombu, Wakame). Phillipine: 268.000, Indonexia: 73.000, Chile: 13.000, Nam Phi: 12.000 tấn [24]. Trong các loài rong biển Việt Nam, hiện nay các loài rong mơ và rong câu là hai nhóm rong tự nhiên có ý nghĩa kinh tế lớn nhất, Ďang Ďược khai thác, sử dụng. Sản lượng khai thác rong tự nhiên hàng năm khoảng 6.000 - 7.000 tấn tươi, phần lớn là rong câu chỉ vàng (chiếm 90 - 95%). Sản lượng rong câu nuôi trồng hàng năm khoảng 50.000 – 60.000 tấn. Hàng năm Ďã bán ra nước ngoài 85 - 90% nguyên liệu rong câu ở dạng chưa tinh chế, chủ yếu qua Nhật Bản. Hiện nay, một số loài rong câu và rong Ďỏ Agarophyta mọc ở bãi triều bỏ phí, hầu như chưa Ďược khai thác như rong câu thừng (Gracilaria lemaneiformis); rong nâu dòn (Gracilaria bursapastoris) hay rong gai (Acanthophora spicifera) [17]. Cho Ďến nay Ďã phát hiện Ďược hơn 60 loài rong mơ phân bổ phổ biến và rộng khắp ven biển và các Ďảo với sản lượng khai thác ước tính Ďạt khoảng 10.000 tấn tươi/năm. Mức Ďộ khai thác hàng năm chỉ Ďạt khoảng 2 - 5% trữ lượng tự nhiên, 11 năm nào khai thác nhiều nhất là 25 - 30%. Lượng thu hoạch dùng chủ yếu trong phân bón trong nông nghiệp, một số ít dùng làm thức uống giống như chè [4]. Alginate và fucoidan Ďược sản xuất từ rong nâu. Hàng năm trên thế giới thu hoạch Ďược cỡ 126.500 tấn rong nâu khô. Trong Ďó, sản lượng Ascophyllum là cỡ 20.000 tấn khô Ďến từ Ireland, Na Uy, Pháp; sản lượng Durvillaea là 4.500 tấn khô Ďến từ Australia và Chile; Ecklonia là 500 tấn khô Ďến từ Nam Phi; Laminaria là 30.500 tấn khô từ Châu Mỹ; Macrocystis là 35.000 tấn khô Ďến từ USA, Mexico và Chile: Sargassum và Turbinaria là 10.000 tấn khô Ďến từ Ấn Độ, Indonexia, Philipine và Việt Nam [21]. Alginate Ďược sản xuất chủ yếu bằng cách chiết chúng từ rong nâu khai thác tự nhiên. Trị giá thu Ďược từ alginate hàng năm có giá trị khoảng 213 triệu USD [21]. Nguồn cung cấp nguyên liệu alginate cho những ứng dụng công nghiệp hiện nay vẫn là khai thác từ nguồn rong nâu tự nhiên. Các loài rong nâu chủ yếu Ďể sản xuất alginate là: Laminaria hyperborea, Laminaria digitata, Laminaria japonica, Maccrocystis pyrifra, Ascophyllum nosodum, Ecklonia, Lessonia negrescens... và các loài thuộc chi rong mơ Sargassum. Trung Quốc là quốc gia thành công nhất trong việc trồng rong Laminaria japonica với sản lượng lên Ďến hàng triệu tấn tươi/năm [21]. Carrageenan Ďược chiết xuất từ các loài rong carrageenophytes. Hàng năm trên thế giới thu hoạch Ďược cỡ 120.000 tấn rong Kappaphycus alvarezii khô chủ yếu là từ Philipine, Indonesia, Tanzania (Zanzibar). Cũng từ các nước trên, sản lượng thu hoạch rong Eucheuma denticulatum là 30.000 tấn khô/năm, rong Betaphycus gelatinum khoảng 300 tấn khô/năm Ďược thu hoạch ở Ďảo Hải NamTrung Quốc. Carrageenan chủ yếu Ďược sử dụng làm chất ổn Ďịnh, chất tạo nhũ hoặc chất tạo kết cấu cho nhiều ứng dụng trong nông nghiệp và công nghiệp [8]. Việc sản xuất carrageenan ban Ďầu phụ thuộc vào rong tự nhiên. Tuy nhiên kể từ Ďầu những năm 70 của thế kỷ XX, công nghiệp sản xuất carrageenan Ďã mở rộng rất nhanh do có những loài rong chứa carrageenan khác mà Ďã Ďược trồng thành công ở các nước có vùng biển nước ấm với giá nhân công thấp [8]. 12 Trong những năm gần Ďây một số dự án lớn tập trung nghiên cứu khả năng sử dụng rong biển như một nguồn nhiên liệu gián tiếp. Ngoài ra, do khả năng ứng dụng hết sức rộng lớn nhờ Ďặc Ďiểm cấu trúc và tính chất Ďặc thù của chúng, một số nhà khoa học trên thế giới Ďã nghiên cứu tổng hợp thử các polysaccharide giống keo rong biển. Tuy nhiên, cho Ďến nay chưa có một sản phẩm nào tổng hợp ra có Ďược tính chất keo cũng như Ďộ nhớt tương tự các keo rong biển tự nhiên. Các loài rong Ďỏ và nâu khác Ďược sử dụng Ďể sản xuất ba loại keo (hydrocolloids): agar, alginate và carrageenan. Hydrocolloids là chất không kết tinh với phân tử rất lớn và khi hòa tan trong nước cho ra một dung dịch quánh Ďặc (viscous). Thực tiễn cho thấy rong biển còn có tiềm năng sử dụng trong xử lý nước thải. Một số loài rong biển có khả năng hấp thụ các ion kim loại nặng như: Zn và Cd từ nước bị ô nhiễm [8]. Do khả năng hấp thụ cao mà một số vi lượng có trong rong khá cao nên rong còn Ďược dùng làm thức ăn bổ sung Ďể phòng bệnh thiếu một số chất như sắt, iod….[24]. Từ rong biển, sản xuất ra rất nhiều loại sản phẩm mà tổng giá trị hàng năm Ďược ước tính Ďạt cỡ 5,5-6,0 tỷ USD [24]. Trong Ďó các polysaccharide Ďóng góp phần lớn giá trị của rong. Trong số này chỉ khoảng 10% là thu hoạch từ nguồn rong tự nhiên còn hơn 90% là nhờ canh tác. Việc trồng rong Ďã Ďược mở rộng rất nhanh do nhu cầu Ďã vượt quá khả năng cung cấp từ nguồn lợi tự nhiên. Các sản phẩm mỹ phẩm, như kem bôi da, nước hoa (mỹ phẩm lỏng) mà trong nhãn của nó có chứa các cụm từ “marine extract”, “extract of laga”, “seaweed extract” hoặc tương tự, thường có nghĩa là nó chứa một trong số các hydrocolloids Ďược chiết từ rong biển [62]. 1.2. Các Ionic polysaccharide có trong rong biển 1.2.1. Fucoidan Năm 1913, Kylin tìm ra một loại fucoidan Ďầu tiên, sau Ďó cấu trúc của nhiều loại fucoidan của nhiều loại rong nâu Ďược tìm ra [82], [94]. Theo IUPAC, fucan sulfate hóa là một polysaccharide có nền chính là Lfucose sulfate hóa với các Ďường Ďơn khác nhỏ hơn 10%. Fucan sulfate hóa của 13 rong nâu thường Ďược gọi là fucoidan [54]. Cấu trúc của fucoidan trong rong biển là vô cùng phức tạp và không giống nhau với những thay Ďổi trong liên kết, sự phân nhánh, vị trí nhóm sulfate và các loại Ďường Ďơn khác nhau trong polysaccharide [73], [99]. Cấu trúc của fucoidan còn phụ thuộc vào nguồn gốc của chúng. Vì vậy, cho tới nay, việc làm sáng tỏ cấu trúc của chúng vẫn còn là vấn Ďề khó khăn, ngay cả khi sử dụng các kỹ thuật NMR phân giải cao mới nhất [78], [90]. 1.2.1.1. T p ầ v u tr ó Trong rong nâu, fucoidan chiếm hàm lượng khoảng 0,6 - 4% trọng lượng khô và cấu trúc của nó thay Ďổi theo loài nhưng thành phần chính vẫn là fucose và sulfate [15]. Fucoidan là một polysarccharide sulfate hóa, có cấu tạo chủ yếu từ α-Lfucose sulfate, ngoài ra còn có các tỷ lệ khác nhau của các Ďường Ďơn khác là Dgalactose, D-mannose, D-xylose, acid uronic và sulfate. Nhóm sulfate tham gia trong cấu trúc của fucoidan gắn vào vị trí C-4 (tới 30% trong mắt xích fucose) (Hình 1.3) [48]. Hình 1.3. C u tr ó ột u vesiculosus 14 đượ ết t t Fucus Conchie và Percival [48] Ďã chiết fucoidan bằng nước sôi trong 24 giờ, xác Ďịnh Ďược trong dịch thủy phân từ Fucus vesiculosus, Fucus spiralis, Himanthalia lorea và Laminaria cloustoni ngoài fucose còn có acid uronic, galactose, xylose, với tổng sulfate 32,4%. Lần Ďầu tiên Ďã xác Ďịnh Ďược cấu trúc của một phân Ďoạn fucoidan, Ďó là fucan polysulfate, với liên kết 1→2 glycoside và sulfate ở vị trí C-4. Cấu trúc này Ďược khẳng Ďịnh lại một lần nữa bởi O' Neill [94]. α-L-fucp-4(SO3-) 3 →2)-α-L-fucp-(1→2)-α-L-fucp-(1→2) -α-L-fucp-(1→2) -α-L-fucp-(1→2) 4 4 4 4 SO3- SO3- SO3- Hình 1.4. C u trúc c a một p SO3- đ n fucoidan Gần Ďây một số dạng cấu trúc khác của fucoidan Ďã Ďược công bố. Năm 2001, Marais và các cộng sự [87] Ďã tìm ra cấu trúc fucoidan từ rong nâu Ascophyllum nodosum có công thức với mạch fucan có liên kết 1→3, 1→4, nhánh 1→2 và nhóm sulfate ở vị trí C-2, C-3. Trong khi Ďó vào năm 2007, Roogis Daniel và cộng sự [56] tìm Ďược cấu trúc fucoidan của loài rong này với nhóm sulfate chỉ ở vị trí C-2. Việc phân tích cấu trúc của các polysaccharide nói chung và fucoidan nói riêng là một trong những thách thức lớn trong hóa học các chất hữu cơ có gốc Ďường. Các fucoidan có cấu trúc phức tạp bao gồm nhiều vấn Ďề cần làm sáng tỏ như thành phần các Ďường Ďơn, các dạng Ďồng phân của Ďường, mức Ďộ phân nhánh và polymer hóa của chúng. Hiện nay việc sử dụng phương pháp phổ khối ion hóa bụi electron (ESI-MS) Ďang Ďược nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm, ứng dụng trong nghiên cứu cấu trúc fucoidan [31], [34]. Bằng phương pháp sắc ký, phổ IR và NMR Ďã cho các thông tin về thành phần Ďường, kiểu liên kết của các Ďường trong phân tử fucoidan, nhưng các thông tin về trật từ sắp xếp của các Ďường cũng như vị trí của nhóm sulfate trong phân tử vẫn chưa Ďược xác Ďịnh, do Ďó chưa giải thích Ďược các Ďặc tính sinh học khác nhau của các phân Ďoạn fucoidan một cách rõ ràng và thuyết phục [33]. 15 1.2.1.2. H tt s v ụ Fucoidan có hoạt tính sinh học rất phong phú, nhiều hoạt tính sinh học quí báu như hoạt tính chống khối u, hoạt tính chống oxy hóa, hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, chống Ďông tụ máu và hoạt tính chống lại các virus như HIV [25], [37]. Ngoài ra, fucoidan còn Ďược mô tả có nhiều tác dụng sinh học lý thú khác như tác dụng hạ cholesterol, giảm mỡ máu, giảm LDL-cholesterol, triglyceride máu, tăng HDL-cholesterol, ức chế miễn dịch nên có thể sử dụng fucoidan trong các trường hợp ghép phủ tạng … [28], [32], [75], [89]. Thực tế cho thấy, các thành phần của fucoidan rất tốt cho cơ thể. Qua nghiên cứu, tiến sĩ Kyosuke OWA, nhà nghiên cứu khoa học Nhật Bản, Ďã so sánh fucoidan giống như sữa mẹ trong vai trò làm tăng sức Ďề kháng. Kyosuke OWA giải thích rằng fucoidan kích thích quá trình sản xuất các tế bào miễn dịch, cung cấp cho cơ thể sức Ďề kháng cao Ďể chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng và thậm chí là ức chế sự phát triển của tế bào ung thư [85]. *H tt ố đô tụ máu Người ta thấy rằng, sự hiện diện của nhóm sulfate là yêu cầu cần thiết Ďể chống Ďông tụ máu [131]. Ở hoạt tính này, fucoidan có hoạt tính giống heparin. Rất nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng hoạt tính của fucoidan phụ thuộc vào thành phần và vị trí của nhóm sulfate, khối lượng phân tử và Ďường tham gia cấu tạo. Nghiên cứu cho thấy số lượng nhóm sulfate càng lớn thì hoạt tính chống Ďông tụ máu của fucoidan càng cao [136]. Fucoidan khối lượng phân tử thấp thu Ďược từ Ascophyllum nodosum bằng thủy phân acid có cấu trúc là →3)-α-L-Fuc(2SO3)-(1→4)-α-L-Fuc(2,3 di SO3-)-1]n và toàn bộ khối lượng là 3.090 Da, có hoạt tính chống Ďông tụ máu, Ďiều này chỉ ra rằng cấu trúc nhánh không ảnh hưởng tới hoạt tính chống Ďông tụ máu, mức Ďộ sulfate hóa của fucoidan khối lượng phân tử thấp là 3 sulfate/2 disaccharide, Ďiều này gần giống với thành phần chính của heparin [56]. Một số nghiên cứu cho rằng thành phần Ďường (fucose, galactose,..) có thể liên quan tới hoạt tính chống Ďông tụ máu. Tuy nhiên khi Ďi sâu vào nghiên cứu, các nhà khoa học thấy rằng, không phải Ďường mà là nhóm sulfate trên phân tử Ďường 16 mới tạo ra hoạt tính chống Ďông tụ máu. Kết quả nghiên cứu của Pereira và cộng sự [98] chỉ ra rằng liên kết 3-α-L-galactan, chứ không phải α-L-fucan, có khả năng kiềm chế thrombin. Acid uronic không cần thiết cho hoạt tính chống Ďông tụ máu, nhưng nó có thể làm tăng khả năng chống Ďông tụ máu thông qua việc cải thiện Ďộ linh hoạt của chuỗi Ďường [49]. *H tt vi s vật ể đị Năm 1995, các nhà khoa học Rumani [107] Ďã công bố rằng fucoidan có khả năng ức chế Ďáng kể sự phát triển của các vi khuẩn Gram dương (Gr(+)) và vi khuẩn Gram âm (Gr(-)), trong khi Ďó lại kích thích hệ thống miễn dịch bằng cách tăng cường thực bào. Với liều 6,2mg/ml fucoidan từ Laminaria saccharina có thể ức chế các vi sinh vật kiểm Ďịnh S. abony, E. faecalis, P. aeruginosa và L. monocytogenes với mức Ďộ tương ứng là 98,16; 97,07; 93,66 và 93,49%. Ngoài ra, nghiên cứu sâu hơn Ďã phát hiện fucoidan có khả năng ngăn chặn một số loại viêm nguy hiểm xuất hiện trong màng não, một biến chứng nguy hiểm của viêm do virus và vi khuẩn. Phát hiện này cùng những nghiên cứu khác Ďã chỉ ra rằng fucoidan làm Ďược những việc mà ít thuốc nào có thể làm, Ďó là diệt vi khuẩn trong khi Ďó lại tăng cường hệ miễn dịch [88]. *H tt v rus Những năm gần Ďây, nhiều nghiên cứu Ďã chỉ ra rằng các sulfate polysaccharides có hoạt tính kháng virus cả in vivo lẫn in vitro [71]. Khả năng của fucoidan chống lại các virus như HIV có lẽ là còn hấp dẫn hơn khả năng kháng khuẩn của nó. Các phân mảnh galactofucan (chứa 21-24% sulfate và 4-7% uronic axit) từ Adenocytis utricularis, Stoechospermum marginatum, Cystoseira indica và Undaria pinnatifida có khả năng chống lại virus HSV-1 và HSV-2 (IC50 từ 0,28-0,87 và 0,52-1,36 μg/ml tương ứng với HSV-1 và HSV-2) [64], [101]. Fucoidan làm tăng khả năng sản xuất các dạng interleukin và interferon Ďược 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 17 (T cells, NK cells và macrophage-Ďại thực bào) cần thiết Ďể phòng nhiễm khuẩn và bệnh tật. Các nhà khoa học [142] tin rằng fucoidan có thể cung cấp liệu pháp Ďiều trị rất hiệu quả chống lại các virus gây ra viêm gan, mệt mãn tính và ngay cả AIDS. Fucoidan còn thể hiện khả năng liên kết với các virus Ďể cản trở khả năng tấn công vào tế bào chủ của chúng. Nếu một virus không thể tấn công vào tế bào chủ, nó sẽ không thể sao chép [96]. Nhóm sulfate là rất cần thiết cho hoạt tính kháng virus. Nhóm sulfate tại vị trí C-4 của liên kết (1→3) fucopyranosyl Ďóng vai trò rất quan trọng cho khả năng kháng virus viêm gan của fucoidan [115]. Cho tới nay vẫn chưa nhận thấy có mối tương quan giữa hoạt tính kháng virus và chống Ďông tụ máu. Một vài fucoidan có hoạt tính kháng virus nhưng lại không có hoạt tính chống Ďông tụ máu, trong khi Ďó một số loại fucoidan có cả 2 loại hoạt tính này [17]. * Ho t tính chống khố u v đ ều hòa miễn dịch Rất nhiều fucoidan có hoạt tính chống khối u và Ďiều hòa miễn dịch [116], [139]. Fucoidan chiết xuất từ Laminaria japonica ức chế sự gia tăng tế bào ung thư và gây ra quá trình giáng hóa tế bào ung thư với IC50 từ 0,013 to 0,047 mg/ml [114]. Fucoidan thúc Ďẩy tăng cường integrinα2β1 biểu hiện trên bề mặt nguyên bào sợi và do Ďó có thể Ďẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương [143]. Fucoidan tìm thấy trong rong nâu làm tăng Ďáng kế việc sản xuất một chất Ďược gọi IT-IGF hoặc HGF [61]. Phòng thí nghiệm nghiên cứu Công nghệ sinh học ở Nhật, Ďã nghiên cứu cấu tạo xơ của một vài loại rong, trong khi tiến hành các nghiên cứu này họ Ďã phát hiện ra rằng F-fucoidan tìm thấy trong nhiều loài rong nâu có thể làm tăng Ďáng kể việc sản xuất HGF. HGF là một cytokine rất Ďặc biệt, nó là một protein làm chậm quá trình lão hóa, không chỉ kích thích việc tái tạo các tế bào gan mà Ďồng thời còn tăng cường việc sản xuất các tế bào da, tế bào cơ tim, sụn. Các nghiên cứu cho thấy HGF thực hiện một tổ hợp rộng các chức năng sinh hóa và Ďược coi là quan trọng Ďể tạo thành sẹo và phục hồi các mô cơ thể. HGF có thể ngăn chặn viêm gan, Ďiều trị xơ gan, liệt gan, xơ hóa phổi và làm chậm quá trình già hóa. 18 Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, fucoidan có tác dụng thúc Ďẩy các tế bào ung thư tự chết theo chương trình (apoptosis) và tiêu diệt các khối u Ďại thực bào. Một số fucoidan, Ďặc biệt là fucoidan từ loài rong Fucus vesiculosus có thể ức chế hình thành mạch máu mới bằng cách gắn các yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu và yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản với các thụ thể tương ứng của nó [61]. * Ho t tính làm s ch gốc tự do và chống oxi hóa Tất cả các dẫn xuất fucoidan Ďều cho thấy có hoạt tính làm sạch gốc tự do và mạnh hơn fucoidan. Nghiên cứu cho thấy phosphate hóa, sulfate hóa glucan cho thấy hoạt tính oxy hóa mạnh hơn, Ďiều này chỉ ra rằng các nhóm mang Ďiện giống như là glucan sulfate hay phosphate có thể làm tăng hoạt tính làm sạch gốc tự do [138]. Qua nghiên cứu cho thấy, khả năng làm sạch gốc tự do giảm lần lượt theo thứ tự: fucoidan Ďược acetyl hóa > fucoidan Ďược sulfate hóa toàn phần > fucoidan benzoyl hóa [135]. Rất nhiều nghiên cứu Ďã chỉ ra rằng fucoidan có khả năng chống oxi hóa trên in vitro [51], [137]. Khả năng chống oxy hóa liên quan Ďến khối lượng phân tử và thành phần sulfate của fucoidan. Fucoidan từ Laminaria japonica có khả năng phân hủy gốc superoxide và acid hypochloride, ngoại trừ mảnh có lượng sulfate hóa cao [136]. Cả khối lượng phân tử và thành phần sulfate của fucoidan Ďều có vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng tới gốc azo 2-2’-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) làm giảm oxy hóa LDL. Sự liên quan giữa thành phần sulfate và sự phân hủy gốc superoxide có quan hệ tuyến tính, tỷ lệ sulfate/fucose là một chỉ số chỉ ra mức Ďộ chống oxy hóa. Tuy nhiên, mối quan hệ giữa cấu trúc và cơ chế chống oxy hóa cho tới nay vẫn chưa Ďược làm sáng tỏ [137]. * Ho t tính h mỡ máu Giống acid sialic, fucoidan có thể làm tăng Ďiện tích dương của bề mặt tế bào Ďể tác Ďộng tới sự tăng cholesterol trong máu, dẫn tới kết quả là giảm lượng cholesterol trong máu. Fuicodan từ Laminaria japonica có tác dụng làm giảm lượng cholesterol, triglyceride, LDL-cholesterol và làm tăng lượng HDL-cholesterol trong huyết tương của chuột. Nó cũng có tác dụng làm giảm cholesterol và triglyceride 19 trong huyết tương của bệnh nhân có máu nhiễm mỡ mà không gây tác dụng phụ tới gan và thận [114]. Những fucan sulfate có khối lượng phân tử thấp (có khối lượng phân tử trung bình là Mw=8.000 Da) chiết xuất từ Laminaria japonica có thể làm giảm một cách rõ rệt lượng lipid trong máu của chuột [74]. * Ho t tính chống viêm Nghiên cứu cho thấy fucoidan (với liều 4mg/kg) phản ứng với L và P-seletin, làm giảm thoát bạch cầu trung tính (bạch cầu Ďa nhân PMNs) vào khoang bụng trên chuột thí nghiệm bị viêm phúc mạc cấp tính [104]. Đặc biệt fucoidan từ loài Laminaria saccharina và Fucus evanescens ức chế sự thoát của bạch cầu trung tính tới hơn 90% [134]. Ở một nghiên cứu khác cũng Ďã chỉ ra rằng, thành phần fucose và sulfate cũng như cấu trúc của fucoidan ảnh hưởng tới khả năng kháng viêm [134]. 1.2.2. Alginate Acid alginic với công thức tổng quát (C6H8O6)n là một polysaccharide làm nguyên liệu cấu tạo thành tế bào của các loài rong biển thuộc ngành Phaeophyta. Khi Ďược chiết ra khỏi tế bào của rong biển thì polysaccharide này có thể ở dạng acid hoặc dạng muối (alginate) tùy thuộc vào Ďiều kiện chiết tách [21]. Alginate là tên gọi chung họ các muối của acid alginic. 1.2.2.1. T p ầ v u tr ó Alginate Ďược khám phá Ďầu tiên ở Anh vào năm 1883 và Ďến năm 1896 mới tách Ďược ở dạng tinh khiết [1]. Alginate tồn tại khá phong phú trong tự nhiên, trong thành phần cấu trúc trong rong nâu lên Ďến 40% khối lượng khô và dưới dạng các polysaccharide vỏ ngoài của vi khuẩn Ďất. Gần Ďây Ďã có một số kết quả nghiên cứu theo hướng sản xuất alginate bằng phương pháp vi sinh cũng như bằng phương pháp biến tính polymer hóa phân tử alginate. Tuy nhiên, toàn bộ alginate thương mại hiện nay vẫn lấy từ nguồn tách ra từ rong biển [11]. 20
- Xem thêm -