Luận án Tiến sỹ Hóa học: Nghiên cứu sàng lọc, phân lập và nhận dạng các hoạt chất axit béo, axit arachidonic và prostaglandin từ rong đỏ biển

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

LÊ TẤT THÀNH

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

HÀ NỘI – 2016

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***…………

LÊ TẤT THÀNH 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

Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên

Mã số: 62 44 01 17

Người hướng dẫn khoa học:

1. GS.TS. Phạm Quốc Long

2. TSKH. Andrey B. Imbs.

Hà Nội – 2016

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... iv

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................................. v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... vi

DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ ...................................................................................... viii

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................................. xi

MỞ ĐẦU ...................................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ...................................................................................................... 4

1.1. Lipit và axit béo .................................................................................................................. 4

1.1.1. Lipit .......................................................................................................... 4

1.1.2. Các axit béo ............................................................................................. 6

1.1.3. Lipit và axit béo của rong Đỏ ................................................................ 11

1.2. Phương pháp nhận dạng, phân lập lipit và axit béo ...................................................... 12

1.2.1. Phương pháp nhận dạng lipit ................................................................ 12

1.2.2. Phương pháp phân lập lipit từ sinh vật biển ......................................... 13

1.2.3. Phương pháp phân lập và nhận dạng axit béo ...................................... 15

1.3. Hoạt chất sinh học biển ................................................................................................... 15

1.4. Hóa học và hoạt tính sinh học của nhóm axit béo C20 đa nối đôi – axit arachidonic 18

1.4.1. Nhóm axit béo C20 đa nối đôi ............................................................... 18

1.4.2. Axit arachidonic ..................................................................................... 19

1.4.3. Hoạt tính sinh học của axit arachidonic ................................................ 20

1.5. Hoạt chất prostaglandin: hoá học và hoạt tính sinh học ............................................... 23

1.5.1. Hoá học hoạt chất prostaglandin .......................................................... 23

1.5.2. Sinh tổng hợp prostaglandin .................................................................. 25

1.5.3. Sàng lọc các prostaglandin E từ nguyên liệu tự nhiên .......................... 27

1.5.4. Tác dụng sinh lí của prostaglandin ....................................................... 27

1.6. Tổng quan về rong biển .................................................................................................. 33

1.6.1. Giới thiệu chung .................................................................................................... 33

1.6.2. Những nghiên cứu về rong biển ở Việt Nam ...................................................... 35

2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................... 40

2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................ 48

2.2.1. Phương pháp thu và bảo quản mẫu ....................................................... 48

2.2.2. Phương pháp phân lập, tách chiết lipit, axit béo, axit arachidonic,

prostaglandin ................................................................................................... 49

2.2.3. Phương pháp xác định thành phần, hàm lượng và cấu trúc hoá học của

các axit béo và prostaglandin .......................................................................... 50

2.2.4. Phương pháp phân tích cấu tử chính và phân tích chùm ...................... 51

2.3. Các dung môi, hoá chất sử dụng .................................................................................... 51

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM .............................................................................................. 52

3.1. Chiết tách và xác định hàm lượng lipit tổng ................................................................. 52

3.2. Xác định thành phần và hàm lượng các axít béo .......................................................... 53

3.3. Sàng lọc định tính, định lượng prostaglandin ............................................................... 53

3.3.1. Phân tích định tính prostaglandin ......................................................... 53

3.3.2. Phân tích định lượng PGE2 trong các mẫu rong Đỏ ............................. 54

3.3.3. Khảo sát sự biến động và tích luỹ hàm lượng prostaglandin và axit béo

trong quá trình sinh trưởng và phát triển của loài rong Câu Gracilaria

vermiculophylla nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm ................................. 54

3.4. Phân lập prostaglandin từ rong Đỏ ................................................................................ 55

3.4.1. Phân lập PGE2 từ loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla .............. 55

3.4.2. Nhận biết PGE3 từ loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla ............ 57

3.5. Phân lập, tinh chế thu nhận axit arachidonic từ loài rong Câu Gracilaria

tenuistipitata .......................................................................................................................... 57

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 60

4.1. Nghiên cứu sàng lọc lipit và axit béo của rong Đỏ ....................................................... 60

4.1.1. Khảo sát hàm lượng lipit tổng ............................................................... 60

4.1.2. Khảo sát thành phần và hàm lượng các axit béo ................................... 63

4.1.2.1. Thành phần và hàm lượng axit béo của các loài thuộc họ rong

Câu Gracilariaceae ...................................................................................... 62

4.1.2.2. Thành phần và hàm lượng axit béo của các loài thuộc chi

Hypnea họ rong Đông ................................................................................. 67

4.1.2.3. Thành phần và hàm lượng axit béo của 12 mẫu thuộc 7 họ rong Đỏ

còn lại .......................................................................................................... 71

4.1.2.4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích luỹ lipit và hình

thành các axit béo của rong Đỏ .................................................................. 74

4.1.3. Sử dụng phương pháp phân tích thành phần chính và phương pháp

phân tích chùm để xử lý tập dữ liệu về thành phần axit béo của các mẫu rong

Đỏ ..................................................................................................................... 79

4.2. Nghiên cứu phát hiện prostaglandin từ các loài rong Đỏ ............................................. 83

4.2.1. Sàng lọc PGE2 từ các loài rong Đỏ ....................................................... 83

4.2.2. Khảo sát sự biến động và tích luỹ hàm lượng các axit béo,

prostaglandin trong quá trình sinh trưởng và phát triển của loài rong Câu

Gracilaria vermiculophylla của Nga nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm ở

Việt Nam .......................................................................................................... 88

4.3. Phân lập hoạt chất prostaglandin từ rong Đỏ ................................................................ 93

4.3.1. Phân lập prostaglandin E2 từ loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla94

4.3.2. Nhận biết PGE3 ở loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla ............ 104

4.3.3. Bàn luận về sự chuyển hoá của axit béo họ eicosanoit thành các

prostaglandin bằng enzyme nội sinh từ rong Đỏ ........................................... 106

4.4. Phân lập và xác đinh cấu trúc axit arachidonic từ loài rong Câu Gracilaria

tenuistipitata ........................................................................................................................ 108

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................................. 117

KẾT LUẬN ............................................................................................................................. 117

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ................................................................... 120

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................... 121

iii

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 123

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi dưới

sự hướng dẫn của GS.TS. Phạm Quốc Long và TSKH. Andrey B. Imbs (Liên Bang

Nga). Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kì công trình nào khác.

Tác giả

Lê Tất Thành

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới GS.TS

Phạm Quốc Long và TSKH Andrey B. Imbs, những người thầy bằng cả tâm

huyết của mình đã hướng dẫn tôi về khoa học, gợi mở cho tôi các ý tưởng nghiên

cứu và chia sẻ nhiều vấn đề của cuộc sống trong suốt thời gian tôi nghiên cứu luận

án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các anh chị em đồng nghiệp Phòng Hoá sinh hữu

cơ, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển các sản phẩm thiên nhiên, Phòng Phân tích

hoá học – Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên (VAST) đã giúp đỡ tôi về cơ sở

vật chất, trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, các kiến thức thực nghiệm… để tôi hoàn

thành tốt công trình nghiên cứu của mình.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các đồng nghiệp Viện Sinh vật biển, Phân viện

Viễn Đông – Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi

trong quá trình hoàn thành công trình nghiên cứu này.

Tôi xin gửi lời tri ân của mình tới gia đình, bạn bè, những người thân luôn

động viên để tôi có động lực trong công việc và hoàn thành tốt công trình nghiên

cứu khoa học này.

Tác giả

Lê Tất Thành

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

A.O.A.C Hiệp hội các nhà hoá phân tích Association of Official Analytical Chemists

13C-NMR

RNA Ribonucleic acid Phân tử ARN

Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13

COX Cyclooxygenase Enzyme Cyclo-oxygen

CPEFA Cyclopropenoic acid Axit cyclopropenoic

DEPT Phổ DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer

DPPH 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

Effective dose 50% Liều gây chết hiệu quả ED50

E- PUFA Axit béo mạch dài không no thiết yếu

NE- PUFA Axit béo không thiết yếu Essential polyunsaturated fatty acids No essential polyunsaturated fatty acids

EP Eprostanoid Thụ thể nhóm E của prostaglandin

FA Fatty acid Axit béo

FFA Axit béo tự do

1H-NMR

GS-MS Sắc kí khí khối phổ

Free fatty acid Gas chromatography Mass spectrometry Proton Magnetic Resonance Spectroscopy Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton.

HMBC Phổ tương quan 1H-13C xa

HPLC Sắc kí lỏng cao áp

HUFA

n-3 n-6 PCA Heteronuclear Multiple Bond Connectivity High performance liquid chromatography High polyunsaturated fatty acid n-3 fatty acid n-6 fatty acid Principal Component Analysic Axit béo đa nối đôi cao Axit béo có nối đôi ở vị trí n-3 Axit béo có nối đôi ở vị trí n-6 Phân tích cấu tử chính

PC Principal Component Cấu tử chính

PG Prostaglandin Prostaglandin

vii

PGE2 PGE3 PGI2 PGH2 POL PUFA TG TXA2 VLDL Prostaglandin E2 Prostaglandin E3 Prostaglandin I2 Prostaglandin H2 Lipit Peroxidation Polyunsaturated fatty acids Triglyceride Thromboxan A2 Very-low-density lipoprotein Prostaglandin E2 Prostaglandin E3 Prostaglandin I2 Prostaglandin H2 Peroxy hoá lipit Các axit béo đa nối đôi Triglyxerit Thromboxan A2 Lipoprotein mật độ rất thấp

DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu tạo phân tử lipit ............................................................................. 4

Hình 1.2. Cấu tạo lipit trên cơ sở glyxerin ........................................................... 5

Hình 1.3. Cấu tạo lipit trên cơ sở sphingozin ....................................................... 5

Hình 1.4. Sơ đồ sinh tổng hợp các axit béo họ omega-3 ....................................... 9

Hình 1.5. Sơ đồ sinh tổng hợp các axit béo họ omega-6 ...................................... 10

Hình 1.6. Sắc kí bản mỏng (TLC) điều chế các lớp chất lipit .............................. 13

Hình 1.7. Công thức cấu tạo và sự chuyển hoá của một số dẫn xuất

prostaglandin ...................................................................................................... 24

Hình 1.8. Sinh tổng hợp các PG2 từ axit arachidonic (AA) .................................. 26

Hình 2.1. Sơ đồ vị trí thu mẫu .............................................................................. 40

Hình 2.2. Ảnh 25 loài rong Đỏ đại diện cho 69 mẫu nghiên cứu ......................... 45

Hình 3.1. Sơ đồ nghiên cứu chung ....................................................................... 52

Hình 4.1. Kết quả phân tích PCA của các mẫu rong Đỏ ...................................... 82

Hình 4.2. Biểu đồ phân loại hình cây của 69 mẫu rong Đỏ dựa vào thành phần và

hàm lượng các axit béo chính yếu ........................................................................ 83

Hình 4.3. Phân tích định tính PGE2 bằng sắc kí lớp mỏng ................................... 84

Hình 4.4. Sắc kí lớp mỏng định tính PGE2 có trong mẫu rong Gracilaria

vermiculophylla (Ohmi) Papenf. nuôi trong PTN ................................................ 92

Hình 4.5. Sơ đồ phân lập prostaglandin từ rong Câu Gracilaria vermiculophylla

(Ohmi) Papenf. ..................................................................................................... 94

Hình 4.6. Xác định PGE2 trong dịch chiết bằng các phương pháp khác nhau ..... 95

Hình 4.7. Cấu trúc hóa học của hợp chất PGE2 .................................................... 99

Hình 4.8. Tương tác H-H COSY (nét đậm) và H-C HMBC (mũi tên) của hợp chất

PGE2 ..................................................................................................................... 99

Hình 4.9. Phổ khối lượng ESI-MS của hợp chất PGE2 ........................................ 100 Hình 4.10. Phổ 1H-NMR (500 MHz, CD3OD + CDCl3) của hợp chất PGE2 ....... 100 Hình 4.11. Phổ 13C-NMR (125 MHz, CD3OD + CDCl3) của hợp chất PGE2 ...... 101

viii

Hình 4.12. Phổ DEPT NMR (125 MHz, CD3OD + CDCl3) của hợp chất PGE2 . 101

Hình 4.13. Phổ COSY NMR (500 MHz, CD3OD + CDCl3) của hợp chất PGE2 . 102

Hình 4.14. Phổ HSQC NMR (500 MHz, CD3OD + CDCl3) của hợp chất PGE2 102

Hình 4.15. Phổ HMBC NMR (500 MHz, CD3OD + CDCl3) của hợp chất

PGE2 ..................................................................................................................... 103

Hình 4.16. Phổ LCMS của PGE3 .......................................................................... 106

Hình 4.17. Sơ đồ phân lập axit arachidonic từ rong Câu Gracilaria tenuistipitata

Zhang et Xia .................................................................................................................. 109

Hình 4.18. Liên kết H-H COSY (nét đậm) và tương tác H-C HMBC của hợp chất

AAEE .................................................................................................................... 111

Hình 4.19. Phổ EI-MS của etyl arachidonat tinh khiết đã phân lập được ............ 112 Hình 4.20. Phổ 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) của etyl arachidonat ...................... 112 Hình 4.21. Phổ 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) của etyl arachidonat ..................... 113

Hình 4.22. Phổ DEPT (125 MHz, CDCl3) NMR của etyl arachidonat ................ 113

Hình 4.23. Phổ COSY NMR (500 MHz, CDCl3) của etyl arachidonat ............... 114

Hình 4.24. Phổ HSQC NMR (500 MHz, CDCl3) của etyl arachidonat ................ 116

Hình 4.25. Phổ HMBC NMR (500 MHz, CDCl3) của etyl arachidonat .............. 115

Hình 4.26. Cấu trúc hóa học của hợp chất etyl arachidonat ................................. 115

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1. Tốc độ tăng sinh khối của rong Câu G. vermiculophylla ................. 89

Biểu đồ 4.2. Sự biến động hàm lượng PGE2 và AA ............................................. 107

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Các axit béo đa nối đôi trong tự nhiên phân bố theo họ cấu tạo ............. 8

Bảng 2.1. Danh sách 69 mẫu rong Đỏ nghiên cứu .............................................. 41

Bảng 4.1. Hàm lượng lipit tổng số của 70 mẫu rong Đỏ ..................................... 60

Bảng 4.2. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về hàm lượng lipit tổng

của 70 mẫu rong Đỏ ......................................................................................... 62

Bảng 4.3. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo

của họ rong Câu Gracilariaceae ........................................................................ 65

Bảng 4.4. Thành phần và hàm lượng các nhóm axit béo của 10 mẫu thuộc chi

Hypnea họ rong Đông ...................................................................................... 69

Bảng 4.5. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo

của chi Hypnea họ rong Đông. ................................................................................ 69

Bảng 4.6. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo

của 12 mẫu thuộc 7 họ còn lại. .......................................................................... 72

Bảng 4.7. Hàm lượng lipit và các axit béo của các họ rong Đỏ tại Cồn Cỏ - Quảng

Trị ................................................................................................................... 72

Bảng 4.8. Sự hình thành, tích luỹ lipit và các axit béo của chi rong Câu Gracilaria

tại Phù Long - Hải Phòng. ................................................................................. 75

Bảng 4.9. Hàm lượng lipit và axit béo của loài rong Câu chỉ vàng thu tại 8 tỉnh ven

biển Việt Nam .................................................................................................. 77

Bảng 4.10. Hàm lượng PGE2 và AA trong các mẫu rong Đỏ .............................. 86

Bảng 4.11. Kết quả khảo sát sự sinh trưởng và phát triển của loài rong Câu

Gracilaria vermiculophylla thu ở biển Viễn Đông – LB Nga ............................. 88

Bảng 4.12. Thành phần, hàm lượng lipit và các axit béo của loài rong Gracilaria

vermiculophylla nuôi trong phòng thí nghiệm .................................................... 90

Bảng 4.13. Hàm lượng PGE2 của các mẫu rong nuôi (µg/g rong tươi) ................ 93

Bảng 4.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đến hiệu suất phân lập PGE2 ................ 96

Bảng 4.15. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phân lập PGE2 ...................... 97

Bảng 4.16. Các dữ liệu phổ 1H, 13C, COSY and HMBC NMR của PGE2 .......... 104

Bảng 4.17. Thành phần các axit béo trong mẫu dầu rong biển sau khi làm giàu bằng

phương pháp tạo muối với LiOH. ................................................................... 110

Bảng 4.18. Các dữ liệu phổ 1H, 13C, COSY and HMBC NMR của ethyl arachidonat

xii

.............................................................................................................................. 116

MỞ ĐẦU

Axit arachidonic là một axit béo không no, thành phần chính của các

phospholipit trong màng tế bào não, cơ bắp và gan. Trong tự nhiên, axit arachidonic

thường được phân lập từ lipit của gan, trứng các loài cá biển. Chúng cũng là thành

phần chính trong lipit của một số loài rong biển. Axit arachidonic có tác dụng kích

hoạt hệ enzyme NADPH oxygenase giúp hoạt hoá quá trình trao đổi oxi, kích hoạt các kênh ion K+, Ca2+, khe liên bào và dòng cation liên kết với chất vận chuyển

dopamin… Axit arachidonic (AA), axit eicosapentaenoic (EPA), có vai trò quan

trọng nhất trong lipit của cơ thể động vật bậc cao vì chúng là tiền chất để sinh tổng

hợp các chất điều hoà sinh học (còn gọi là các hoocmon tổ chức) đặc biệt là các

prostaglandin, một nhóm hợp chất oxylipin (dẫn xuất oxi hoá của axit béo có 20

nguyên tử cacbon). Đây là những chất có phổ ứng dụng rất rộng trong y, dược và đã

được sử dụng làm thuốc điều tiết các quá trình thụ thai, mang thai và sinh đẻ qua sự

điều tiết hệ hoocmon cũng như các biến đổi có kiểm soát của các hệ enzyme. Các

prostaglandin còn tác động lên khả năng chịu đựng của hệ cơ phẳng, hệ bài tiết, hệ

tiêu hóa và hệ tuần hoàn trong cơ thể sống. Chính vì hoạt tính mạnh ở nồng độ thấp,

prostaglandin đã và đang được các nhà khoa học nghiên cứu tổng hợp hay tìm kiếm

từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên. Ngay sau khi phát hiện được hoạt chất này có

trong loài san hô Plexaura homamalla, việc khai thác san hô để sản xuất các sản

phẩm trong đó có prostaglandin phát triển mạnh vào những năm 1970 nhưng sau đó

bị cấm theo các công ước quốc tế để bảo vệ hệ sinh thái rạn san hô.

Những năm gần đây, các nhà khoa học Nga đi đầu trong việc tìm kiếm các

hoạt chất prostaglandin từ rong Đỏ ở vùng biển Viễn Đông - Liên bang Nga. Việc

này có ý nghĩa vô cùng quan trọng vì đây là một nguồn lợi sinh vật biển có khả năng

tái sinh cao, có thể khai thác mà không sợ bị ảnh hưởng đến hệ sinh thái ven biển.

Rong biển từ lâu đã được dùng làm nguyên liệu cho rất nhiều ngành công

nghiệp để chế biến ra các sản phẩm có giá trị sử dụng cao như agar, alginat,

carrageenan, fuicoidan, các hoạt chất sinh học…[56] Người ta còn sử dụng rong Mơ

(Sargassum) làm nguyên liệu chiết alginat để khử độc, loại bỏ các nguyên tố kim loại

nặng độc hại hay các nguyên tố phóng xạ ra khỏi cơ thể như chì (Pb), cadimi (Cd),

uranium (U)…

Rong biển chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Nhiều hoạt chất từ

rong biển có khả năng ứng dụng trong y dược điển hình như: Curacin - A (chiết từ

một loài rong tại bờ biển Curacao - phía nam biển Caribe), chất này thể hiện hoạt tính

chống ung thư vú cao hơn cả taxol; Fucoidan, một loại sulphat polysaccarit, chiết từ

rong nâu có khả năng ngăn ngừa di căn của ung thư, điều trị và hỗ trợ điều trị một số

bệnh nan y như ung thư, viêm loét dạ dày, rối loạn đường tiêu hoá; phloroglucinol có

tác dụng thâu tóm các gốc tự do làm giảm cơ chế hình thành khối u; Các axit béo

không no nhiều nối đôi (PUFA-Polyunsaturated fatty acids) như axit arachidonic

(AA), axit eicosapentaenoic (EPA), axit docosahexaenoic (DHA) có tác dụng ức chế

cạnh tranh làm hạn chế hình thành các chất tiền viêm (leucotrien, thromboxane…) và

có nhiều ứng dụng trong y, dược [30,53].

Nghiên cứu về động thái hình thành, tích luỹ lipit và axit béo đặc biệt là các

hoạt chất eicosanoit và prostaglandin ở rong Đỏ giúp định hướng nuôi trồng cũng

như sử dụng có hiệu quả nguồn lợi này và là lĩnh vực rất mới mẻ ở Việt Nam. Vì

những lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn rong Đỏ là đối tượng nghiên cứu của luận án.

Đề tài:“Nghiên cứu sàng lọc, phân lập và nhận dạng các hoạt chất axit béo, axit

arachidonic và prostaglandin từ rong Đỏ biển” có các nội dung sau:

1. Xác định hàm lượng lipit và thành phần axit béo đặc biệt là axit arachidonic

và prostaglandin của 68 mẫu rong Đỏ Việt Nam và 01 mẫu thu tại vùng biển

Viễn Đông - Liên bang Nga.

2. Phân tích sự biến động về hàm lượng lipit, thành phần axit béo do sự khác

biệt về môi sinh và bản chất sinh học của loài.

3. Đánh giá sự biến động hàm lượng các axit béo và prostaglandin trong quá

trình nuôi trồng loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla (Ohmi) Papenf.

thu từ vùng biển Viễn Đông - Liên bang Nga ở điều kiện Việt Nam.

4. Sử dụng dữ liệu thành phần và hàm lượng các axit béo chính yếu để phân

loại hoá học thực vật (chemotaxonomy) đối với các loài rong Đỏ bằng

phương pháp phân tích cấu tử chính (Principal Component Analysic - PCA).

5. Phân lập và nhận dạng các hoạt chất axit arachidonic, prostaglandin từ một

số loài rong Đỏ có tiềm năng thu ở vùng biển Việt Nam và biển Viễn Đông -

Liên Bang Nga.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Lipit và axit béo

1.1.1. Lipit

Lipit (có nguồn gốc từ tiếng Hy lạp cổ - Lipos nghĩa là mỡ hay là chất béo) là

những hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong tế bào các cơ thể sống, trong động

vật, thực vật và vi sinh vật. Chúng có thành phần hoá học và cấu tạo khác nhau nh-

ưng có tính chất chung là không hoà tan trong nước mà hoà tan trong các dung môi

hữu cơ như: ete, clorofom, benzen, ete dầu hỏa... Lipit là hợp phần cấu tạo quan trọng của các màng sinh học tế bào, là nguồn cung cấp năng lượng (37,6.106 J/kg),

nguồn cung cấp các vitamin A, D, E, F, K và F cho cơ thể sống.

Trong tự nhiên, những hợp chất thuộc về lớp chất lipit tồn tại rất đa dạng

như: các hydrocacbon bậc cao, các ancol, các aldehyt, các axit béo và các sản phẩm

thứ cấp của chúng như glycerit, sáp, phospholipit, glucolipit, sulfolipit... [97]. Lipit

có nhiều kiểu cấu trúc khác nhau, tuy nhiên cấu tạo lipit thường có chung một

nguyên tắc trong thành phần phân tử lipit bao gồm hai phần: một phần là các đuôi

mạch hydrocacbon kị nước; phần kia là tổ hợp nhóm các chất ưa nước (gọi là đầu

phân cực). Hai phần của phân tử lipit được liên kết với nhau bởi mắt xích liên kết ở

giữa và phân tử lipit tồn tại như một liên kết tổ hợp của hai phần, trong đó những

phần tử kị nước tham gia cấu tạo nên pha không phân cực, còn nhóm những chất

phân cực hình thành nên ranh giới phân cách giữa pha không phân cực và nước (hình

1.1).

Hình 1.1. Cấu tạo phân tử lipit

Cấu trúc tổ hợp liên kết của phân tử lipit phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc tự

nhiên của các cấu tử tham gia vào thành phần của nó. Thường người ta dùng nguồn

gốc tự nhiên của mắt xích liên kết, giữa phần phân cực và phần không phân cực để

làm cơ sở phân loại lớp chất lipit [97]. Theo đó, lipit có hai dạng glyxerin và

sphingozin.

Trong thực tế đa phần dầu mỡ tồn tại dưới dạng este của glyxerin (1) với các

axit béo (gọi là glyxerit), khi mà cả ba nhóm hydroxyl (OH) của glyxerin đều được

este hóa thì gọi là triglyxerit hoặc là triaxylglyxerin (2). Do đó dầu mỡ cũng có tên là

CH2

OCOR1

CH2OH

R2OCO

OCOR3

CH2

CH2OH

lipit trung tính và có công thức cấu tạo (hình 1.2):

Glyxerin (1) Triglyxerit (2)

Hình 1.2. Cấu tạo lipit trên cơ sở glyxerin

Nhóm chất lipit khác cũng phân bố rộng rãi trong lớp màng tế bào, đặc biệt ở

não là các sphingolipit, chúng được cấu tạo trên cơ sở liên kết nhóm amin của

sphingozin (3) với các axít béo. Các sphingolipit đóng vai trò quan trọng trong việc

truyền dẫn tín hiệu và nhận biết tế bào, chúng có tác động đặc biệt vào mô thần kinh.

Các hợp chất nhận được qua biến đổi được gọi chung là ceramit (4) và có công thức

CH2OH

NH2

HO CH

CH NH

HO CH2

(CH2)12

CH3

cấu tạo mô tả ở hình 1.3 [16,69].

Ceramit (4) Sphingozin (3)

Hình 1.3. Cấu tạo lipit trên cơ sở sphingozin

1.1.2. Các axit béo

Cấu trúc đa dạng của lipit được bắt nguồn từ các axit béo khác nhau tham gia

vào trong thành phần của nó. Cho đến nay, các nhà khoa học đã phát hiện được hơn

500 axit khác nhau bởi mức độ và đặc điểm phân nhánh của mạch hydrocacbon, số

lượng và vị trí các nối đôi trong mạch, vị trí và số lượng các nhóm chức, độ dài của

mạch hydrocacbon... Các axit béo có mặt trong thành phần lipit thực vật, động vật

trên cạn thường có từ 16 đến 20 nguyên tử cacbon trong phân tử. Trong khi ở sinh

vật biển đa phần chứa các axit béo mạch dài từ 20 đến 26, thậm chí đến 30 nguyên tử

cacbon [16].

Cách gọi tên axit béo theo danh pháp quốc tế, theo tên thông thường hay tên

gọi nhanh. Ví dụ C18:2n-6 hay C18:2Δ9,12 là tên gọi nhanh của axit linoleic hay tên

theo danh pháp quốc tế là 9,12-octadecadienoic. Trong đó, trong tên gọi nhanh, chỉ

số đầu tiên chỉ số nguyên tử cacbon, chỉ số thứ hai chỉ số lượng nối đôi trong mạch

cacbon, chỉ số thứ ba sau n (hoặc ω) cho biết vị trí đầu tiên của nối đôi kể từ đầu

metyl (CH3), delta (Δ) với các số đếm đằng sau để chỉ sự có mặt của vị trí nối đôi

(hoặc nối ba) ở trong mạch hydrocacbon tính từ đầu cacbon carboxyl. Ngoài ra, có

thể có thêm kí hiệu của đồng phân lập thể như cis (Z) hay trans (E).

Ví dụ tên gọi của một số axit béo thường gặp nhất trong tự nhiên.

Tên qui ước quốc tế Tetradecanonic Hexadecanoic Octadecenoic Cis-9-octadecenoic 9,12-octadecadienoic 9,12,15-octadecatrienoic 5,8,11,14-eicosatetraenoic

Tên gọi nhanh Tên thông thường 14:0 16:0 18:0 18:1n-9 18:2n-6 18:3n-3 20:4n-6 20:5n-3 22:6n-3 Myristic Palmitic Stearic Oleic Linoleic Linolenic Arachidonic (AA) Eicosapentaenoic (EPA) 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic Docosahexaenoic (DHA) 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic

1.1.2.1. Axit béo bão hoà

Hầu hết các axit béo bão hòa (axit béo no) có mặt trong tự nhiên có cấu tạo

mạch thẳng với số nguyên tử cacbon chẵn. Các axit với số nguyên tử cacbon từ C2-

C30 được biết đến, nhưng phổ biến và quan trọng nhất là C12-C22. Chúng có thể được

gọi tên theo tên thường và tên khoa học hoặc gọi theo kí hiệu số như C16:0, chỉ axit

no mạch thẳng có 16 nguyên tử cacbon. Những axit béo đơn giản trong tự nhiên là

các axit béo no, với mạch hydrocacbon dài, không phân nhánh có công thức chung

như sau (5).

CH3(CH2)nCOOH (5)

Trước đây người ta cho rằng số (n) bao giờ cũng là số chẵn, hiện nay nhờ các

phương pháp phân tích hiện đại, người ta đã phát hiện trong dầu mỡ tự nhiên có cả

các axít béo no có số nguyên tử cacbon (n) lẻ. Các axit này chiếm tỉ lệ khoảng 1% so

với tổng số các axit béo.

1.1.2.2. Axit béo không no một nối đôi

Hơn một trăm axit béo một nối đôi đã được tìm thấy trong tự nhiên, nhưng

hầu hết chúng là những hợp chất hiếm. Thực tế tất cả các axit béo một nối đôi đều có

công thức chung (6) [16].

CH3(CH2)m CH=CH(CH2)nCOOH (6)

và đa phần có số nguyên tử cacbon chẵn, tồn tại ở dạng cấu hình -cis đồng

(CH2)nCOOH H

CH3(CH2)m H

phân của axit béo một nối đôi (7) [16].

(7)

1.1.2.3. Các axit béo không no đa nối đôi

Các axit béo tự nhiên có nhiều hơn một liên kết đôi (polyunsaturated fatty

acids – PUFA) có thể chia thành một số nhóm:

Nhóm thứ nhất và là nhóm quan trọng nhất cả về mặt cấu trúc và mức độ tồn

tại, là nhóm axit béo có những vị trí nối đôi được phân cách đều đặn bởi nhóm

metylen và nối đôi cấu hình dạng cis (Z) đại diện cho nhóm này là 2 axit: axit linoleic

và axit archidonic.

Nhóm thứ hai là các axit béo có tất cả hoặc một phần không no trong một hệ

liên kết bởi liên kết đôi liên hợp dạng cis (Z) hoặc trans (E).

Nhóm thứ ba là các axit béo có liên kết đôi C=C không bị phân cách đều đặn

bởi nhóm metylen (non methylene - interrupted diens NMID), ví dụ axit 5,9,12

C18:3 có trong dầu hạt cây tùng lớn.

Các axit béo không no đa nối đôi đều có chung công thức là (8)

CH3(CH2)m(CH=CHCH2)n(CH2)kCOOH (8)

Các axit béo không no đa nối đôi được phân cách đều đặn bởi nhóm metyl.

Các axit dạng này được phân biệt bởi khoảng cách từ nối đôi đầu tiên đến nhóm

metyl cuối cùng (H3C[CH2]mCH=CH-). Hầu hết các axit béo đa nối đôi quan trọng

thuộc họ n-3, n-6, n-9 và hình thành dựa trên cơ sở là các axit linolenic, linoleic,

oleic. Trong tự nhiên đến nay đã phát hiện 12 họ axit béo từ họ n-1 đến n-12 theo

bảng 1.1.

Bảng 1.1. Các axit béo đa nối đôi trong tự nhiên phân bố theo họ cấu tạo

Họ: n-1 dẫn xuất của 9,12,15-16:3,

16:3, 18:3

Họ: n-2 dẫn xuất của 9,12,15-17:3,

15:3,17:3,17:4, 20:4

Họ: n-3 dẫn xuất của 9,12,15-18:3,

15:2, 15:3, 15:4, 16:3,16:4, 18:3, 18:4,18:5, 20:2,20:3, 20:4, 20:5, 21:5, 22:3, 22:5, 22:6, 24:3, 24:4, 24:5, 24:6, 26:5, 26:6, 28:7, 30:5

Họ: n-4 dẫn xuất của 9,12-16:2, 16:2, 16:3, 18:2, 18:3 Họ: n-5 dẫn xuất của 9,12-17:2,

15:2, 17:2, 17:3, 19:2, 19:4, 20:3, 20:4, 21:4, 21:5

Họ: n-6 dẫn xuất của 9,12-18:2,

15:2, 16:2, 18:2, 18:3, 20:2, 20:3, 20:4, 22:2, 22:3, 22:4, 22:5, 24:2, 24:4, 25:2, 26:2, 30:4

Họ: n-7 dẫn xuất của 9-16:1, 16:2, 17:2, 18:3, 19:2 Họ: n-8 dẫn xuất của 9-17:1,

15:2, 16:2, 17:2, 18:2, 19:2 Họ: n-9 dẫn xuất của 9-18:1,

17:2, 18:2, 20:2, 20:3, 22:3, 22:4

Họ: n-11 axit C19:2 Họ: n-12 axit C20:2

Các axit béo không no đa nối đôi được sinh tổng hợp bởi quá trình chuyển

hoá enzym: no hoá, kéo dài mạch và ngắt mạch. Trong sinh vật biển, các axit béo

quan trọng nhất chủ yếu nằm trong họ omega-3, omega-6 [16, 69].

• Axit béo omega-3

Hoạt chất omega-3 (hay ω3) là những axit béo mà trong phân tử có nhiều nối

đôi, nối đôi đầu tiên bắt đầu từ vị trí cacbon thứ ba tính từ nhóm metyl cuối cùng của

mạch. Điển hình cho các axit béo họ ω3 là axit eicosapentaenoic (EPA, C20:5 ω3 –

CH3CH2[CH=CHCH2]5CH2COOH) và axit docosahexaenoic (DHA, C22:6ω3 –

CH3CH2[CH=CHCH2]6CH2COOH). Chúng cũng là những axit béo đặc trưng của

sinh vật biển, đặc biệt là tảo biển.

Sơ đồ quá trình sinh tổng hợp các axit béo omega-3 được trình bày ở hình 1.4.

Hình 1.4. Sơ đồ sinh tổng hợp các axit béo họ omega-3: (D) Desaturation (khử no),

(E) Elongation (kéo dài mạch).

Quá trình sinh tổng hợp các axit béo ω3 được bắt đầu từ các axit béo có 18

nguyên tử cacbon trong tự nhiên. Khởi đầu là axit C18 α-linolenic axit (ALA) trên

con đường sinh tổng hợp ω3 được khử no và kéo dài mạch cacbon để tạo ra axit

eicosatetraenoic (ETA). Sau đó ETA tiếp tục chịu khử no ở vị trí ∆5 tạo thành

eicosapentaenoic axit (EPA), quá trình được tiếp tục kéo dài mạch tạo thành

docosapentaenoic axit (DPA), sau đó được tiếp tục khử no thành docoxahexaenoic

axit (DHA).

• Axit béo omega-6

Hoạt chất omega-6 (hay ω6) là những axit béo mà trong phân tử có nhiều nối

đôi, nối đôi đầu tiên bắt đầu từ vị trí cacbon thứ sáu tính từ nhóm metyl cuối cùng

của mạch. Điển hình cho các axit béo họ ω6 là axit γ-Linolenic (GLA) –

và axit arachidonic (AA – (CH3(CH2)4[CH=CHCH2]3-(CH2)3COOH)

(CH(CH2)4[CH=CHCH2]4-(CH2)2COOH) là đặc trưng của thực vật và động vật trên

cạn.

Quá trình sinh tổng hợp các axit béo ω6 từ các axit có 18 nguyên tử cacbon

trong tự nhiên được mô tả ở hình 1.5.

Hình 1.5. Sơ đồ sinh tổng hợp các axit béo họ omega-6: (D) Desaturation (khử no),

(E) Elongation (kéo dài mạch).

Từ axit C18, bước thứ nhất là khử no ở vị trí ω6 của axit linoleic tạo thành

axit γ-linolenic (GLA). Khử no xong thì tiếp tục kéo dài mạch tạo thành axit béo

dihomo-gamma-linoleic (DGLA) có 20 nguyên tử cacbon (hay axit 8,11,14,17-cis-

eicosatetraenoic), quá trình được tiếp tục với việc khử no ở vị trí ∆5 của DGLA tạo

thành axit arachidonic (AA).

1.1.3. Lipit và axit béo của rong Đỏ

Trong các lớp chất có hoạt tính sinh học cao từ rong biển thì lipit được

nghiên cứu khá nhiều do trong thành phần lipit của rong biển có chứa nhiều axit béo

thiết yếu đặc biệt là các axit béo không no nhiều nối đôi PUFA, các axit béo này

được xác định như một thành phần đặc trưng cho rong biển. Chính các axit béo

PUFA này là những chất chính thể hiện hoạt tính sinh học của lipit, trong đó quan

trọng nhất là các axit béo thuộc họ Omega-3 (hay n-3) và họ Omega-6 (hay n-6)

[1,15,16,17,74].

Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy, hàm lượng lipit chiếm từ 1-10% trọng

lượng khô của rong Đỏ. Vanessa Gressler và cộng sự khi nghiên cứu thành phần sinh

hoá của hai loài rong Đỏ thu ở vùng biển Brasil đã xác định được hàm lượng lipit

tổng đạt từ 1,1-6,2% so với trọng lượng khô của rong [119]. Nor Salmi Abdullah

công bố xác định hàm lượng lipit của rong Câu Gracilaria manilaensis chiếm

0,175% trọng lượng khô [96].

Nghiên cứu của Khotimchenko (1983) [83] trên 155 loài rong biển Nhật Bản

cũng cho thấy, các axit không no nhiều nối đôi mạch >18C chiếm đến 37% trong

rong Nâu và rong Lục, trong đó chủ yếu là oleic, linoleic chiếm hơn 15%. Nghiên

cứu cũng cho thấy, thành phần định tính các axit béo ít thay đổi nhưng thành phần

định lượng thay đổi theo loài. Các tác giả Jaimieson, Reid (1972), Ackman, Mc

Lashion (1974) cũng có cùng quan điểm đó [16].

Khotimchenko S. V. (1991) đã xác định thành phần các axit béo của một số

loài rong Đỏ, trong đó đáng chú ý là axit béo eicosapentaenoic axit (EPA) và axit

arachidonic (AA) [84].

Các tác giả Gahan A.El-Soubaly (2008); Shereef Khan M. (2012); Weinberger

F. (2011) đã nghiên cứu thành phần và hàm lượng các axit béo có hoạt tính sinh học

cao trong các loài Đỏ trong đó phát hiện các axit béo không no nhiều nối đôi có mạch

cacbon từ C16 đến C22 [70,108,122].

1.2. Phương pháp nhận dạng, phân lập lipit và axit béo

1.2.1. Phương pháp nhận dạng lipit

Mỗi một lớp chất của lipit có một phương pháp nhận dạng và phân tích đặc

hiệu riêng như: các axit béo thông thường có thể được phân tích bởi sắc kí khí (GC)

còn các axit béo đặc hiệu như: axit cyclic, axit epoxy, axit hydroxy... thì phải sử dụng

sắc kí khí kết nối khối phổ (GC-MS) cùng với một số phản ứng hóa học riêng biệt.

Đối với triglyxerit phải kết hợp cả bản mỏng (TLC) và GC để lí giải. Các lipit phân

cực như phospholipit, glucolipit lại phải có những phương pháp đặc hiệu riêng để

nhận dạng như: TLC với các hệ dung môi riêng biệt, triển khai 2 chiều cùng các

thuốc thử đặc hiệu và kết hợp với các phản ứng hóa học đặc hiệu khác [16].

Với tiến bộ kĩ thuật phân tích của các phương pháp phổ vật lí, cùng với máy

móc hiện đại ngày càng được cải tiến đã giúp đỡ rất nhiều cho các nhà nghiên cứu

lipit có thể nhanh chóng bằng các thao tác đơn giản đã có ngay được những thông tin

cần thiết ban đầu về thành phần các lớp chất cơ bản của lipit, ví dụ: phân tích thành

phần lipit trên máy Iatrocan TLC/FID Japan, có kết hợp với hệ chất chuẩn đã nhanh

chóng cho ta biết sơ bộ về thành phần của các lớp chất: hydrocacbon, steryl este,

triglycerit, axit béo tự do, sterol và các lipit phân cực như: phospholipit,

glucolipit...[97].

Trong điều kiện phân tích tại phòng thí nghiệm, một trong những phương

pháp phân tích nhanh đơn giản và hiệu quả là sử dụng bản mỏng TLC điều chế nhanh

với hệ dung môi triển khai đặc hiệu. Qua đó ta có thể biết được những thông tin

chung về hàm lượng, thành phần của các lớp chất như: hydrocacbon+este, lipit không

phân cực TG+DG+MG (triglyxerit (TG), diglixerit (DG), monoglixerit (MG), tổng

lipit phân cực (phospholipit và glucolipit), axit béo tự do và sterol.... [16]. Đây cũng

là phương pháp phân tích hiệu quả mà gần đây các phòng thí nghiệm phân tích lipit

chuyên dụng trên thế giới hay dùng.

• Ví dụ về phân tích thành phần các lớp chất lipit:

Thành phần các lớp chất lipit được phân tích bằng TLC trên bản mỏng điều

chế theo phương pháp đặc trưng cho lipit. Thực nghiệm: 5-6 mg mẫu dầu béo phân

tích, chấm mẫu dầu béo lên bản mỏng silica gel 60-Merck (20x20cm), triển khai

bằng hệ dung môi hexan:dietylete:axetic (80:20:1). Sáu vết chất tách ra hiện hình bởi

H2SO4 10% trong metanol, phần còn lại được cạo lấy từng phần riêng rẽ, lọc rửa trên

phễu bằng clorofom, cô cất chân không. Hàm lượng chất của mỗi phần thu được sau khi cân trên cân phân tích sartorius analytic (10-4) và được tính toán theo % khối

lượng so với tổng lượng mẫu dầu béo lúc đầu đem điều chế trên bản mỏng TLC, xử lí

số liệu thí nghiệm lấy giá trị trung bình (hình 1.6) [16].

Hình 1.6. Sắc kí bản mỏng (TLC) điều chế các lớp chất lipit

1.2.2. Phương pháp phân lập lipit từ sinh vật biển

Việc phân lập lipit từ sinh vật biển có những đặc trưng riêng biệt so với các

sinh vật trên cạn do trong cơ thể sinh vật biển chứa hàm lượng nước cao (80%) và có

nhiều muối khoáng. Mặt khác, bản thân lipit từ sinh vật biển có nhiều axit béo không

no đa nối đôi nên phương pháp đòi hỏi phải xử lí mẫu một cách thận trọng để giảm

sự oxi hoá tới mức tối thiểu [1]. Tuy không tan trong nước mà chỉ tan trong các dung

môi hữu cơ nhưng lipit tổng vẫn khó chiết vì một số dung môi không hoà lẫn được

vào nước có trong chính mẫu sinh vật biển, một số dung môi không hoà tan được các

lipit phân cực (chủ yếu là phospholipit). Mặt khác triglyxerit trong cơ thể sinh vật có

thể phân thành lớp mà cũng có thể chỉ là những tế bào mỡ rải rác trong mô cơ, chỉ có

một tỉ lệ rất nhỏ nằm trong lớp màng kép của tế bào, chủ yếu là phospholipit, mà

cũng không có sự sắp xếp gọn ghẽ. Một phần triglyxerit lại hydrat hoá bởi các axit

photphoric lẫn các axit amin ở vị trí cacbon số 3 của glyxerol đều có ái lực đối với

nước. Ngoài ra, trong các nghiên cứu chiết lipit, người ta quan tâm tới sự biến chất

của lipit trong sinh vật biển. Chính vì vậy, phương pháp chiết và tinh chế lipit phải

đáp ứng các điều kiện nhanh và hiệu quả.

Nhiều quy trình chiết tách lipit từ mẫu sinh vật biển đã được quan tâm

nghiên cứu. Mỗi năm có đến hàng ngàn bài báo công bố là đã chiết lipit từ các mẫu

sinh vật biển bằng hệ dung môi cloroform- metanol 1:2. Một số quy trình chiết lipit

tổng từ sinh vật biển có một số hạn chế như: Quy trình của Dambeegs tốn nhiều thời

gian đối với nghiên cứu và phải sử dụng nhiệt cao trong quá trình xử lí dẫn đến sự

phân huỷ lipit thu được [58]; Quy trình của Folch nhanh hơn nhiều những quy trình

trước nhưng không thuận lợi khi áp dụng trên quy mô lớn và tiêu tốn nhiều lượng

dung môi chiết [67]; Quy trình của Dyer và Morton chiết lipit nhanh nhưng không

triệt để, chỉ chiết được một phần nhỏ lipit [63]; Quy trình theo hiệp hội các nhà hoá

phân tích (A.O.A.C) khi áp dụng cho đối tượng là sinh vật biển cho hiệu suất thấp và

không ổn định [37].

Theo quy trình của Bligh & Dyer (1959), hỗn hợp CHCl3 và CH3OH được sử

dụng rộng rãi như các dung môi chiết lipit và quan sát giản đồ pha CHCl3 - CH3OH-

H2O kéo theo những giả thiết việc chiết lipit thuận lợi nhất đem lại hiệu quả cao. Đầu

tiên, các tế bào của sinh vật biển được khuyếch tán với hỗn hợp CHCl3 và CH3OH

mà khi trộn lẫn với H2O trong tế bào thu được một pha. Tiếp đó, hỗn hợp đồng nhất

bị pha loãng bằng nước hoặc CHCl3 tách thành 2 pha, pha CHCl3 chứa lipit và pha

CH3OH- H2O chứa các chất còn lại. Việc tinh chế lipit được tiến hành khi tách lớp

CHCl3. Việc sử dụng hệ dung môi này để phân lập lipit, tuy đối với các tryglyxerid,

metanol chỉ là một dung môi yếu thế nhưng nó lại hòa lẫn được với nước ở tỉ lệ bất

kì. Nước trong mẫu làm cho clorofom tách gọn, metanol lại giữ nước cho nên không

nổi bọt, loại các hợp phần phi lipit. Tế bào ẩm được đồng nhất với hỗn hợp CHCl3 và

CH3OH có tỉ lệ phù hợp để tạo ra hỗn hợp trộn lẫn được với nước và các tế bào. Với

các ưu điển trên, quy trình của Bligh và Dyer được sử dụng làm quy trình chiết tách

lipit tổng tiêu chuẩn áp dụng cho đối tượng nguyên liệu sinh vật biển trong nhiều

phòng thí nghiệm trên thế giới [44].

Phương pháp của Bligh & Dyer đã được nghiên cứu, cải tiến phù hợp điều

kiện Việt Nam và đã được áp dụng cho nghiên cứu, sàng lọc, khảo sát lipit và axit

béo của hàng trăm đối tượng sinh vật biển thuộc các ngành da gai, san hô, hải miên,

rong, tảo biển… Đi đầu về nghiên cứu lipit và axit béo từ sinh vật biển ở Việt Nam là

nhóm tác giả Phạm Quốc Long và cộng sự.

1.2.3. Phương pháp phân lập và nhận dạng axit béo

Trên thế giới có một số phương pháp để phân lập axit béo:

Phương pháp 1: Chiết tách và sử dụng các phương pháp hoá học.

Phương pháp 2: Tách trên cột silica gel, cột tráng bạc nitrat (AgNO3).

Phương pháp này phù hợp cho quy mô nghiên cứu lượng nhỏ áp dụng trong phân

tích, thí nghiệm. Tuy nhiên khi triển khai lượng lớn hoặc áp dụng cho sản xuất thì

không khả thi vì AgNO3 có giá thành rất cao.

Phương pháp 3: Dùng sắc kí lỏng cao áp sử dụng cột pha đảo C18. Phương

pháp này đòi hỏi một lượng lớn dung môi tinh khiết và dẫn đến chi phí lớn nên chỉ áp

dụng trong nghiên cứu và không áp dụng cho sản xuất tương tự như phương pháp 2.

Phương pháp 4: Sử dụng hệ enzyme đặc hiệu lipase để phân lập các axit béo.

Phương pháp này có triển vọng rất lớn trong tương lai nhưng đòi hỏi các kĩ thuật với

công nghệ vi sinh tiên tiến.

Hiện nay, với sự tiến bộ vượt bậc của kĩ thuật sắc kí, người ta sử dụng các

phương pháp sắc kí khí (GC, GC-MS) và sắc kí lỏng điều chế (HPLC) để phân lập và

nhận dạng các axit béo cho độ chính xác rất cao.

1.3. Hoạt chất sinh học biển

Đại dương bao phủ 71% bề mặt trái đất với độ sâu trung bình trên 3000m,

môi trường sống đại dương ước tính lớn gấp 300 lần môi trường sống của tất cả các

sinh vật trên cạn. 34 trong 36 ngành sinh vật trên trái đất đang sinh sống dưới các

biển và đại dương với hơn 300.000 loài động thực vật đã được biết cho đến nay,

ngoài ra thì vẫn còn một lượng lớn các sinh vật biển vẫn còn chưa được khám phá.

Các sinh vật biển qua hàng tỉ năm tiến hoá trong môi trường sinh tồn khốc liệt đã sản

sinh ra các hợp chất chuyển hoá hết sức dị thường và có những giá trị quý giá. Môi

trường sống càng khắc nghiệt thì các hợp chất chuyển hoá thứ cấp sinh ra bởi các

sinh vật đó càng đặc biệt, vì vậy chúng cũng mang lại những hoạt chất quý báu, tiềm

năng cho việc tạo thuốc chữa bệnh cho con người [30,32,51].

Cho đến nay đã có trên 15.000 hợp chất thiên nhiên biển được phân lập, mỗi

năm lại có thêm khoảng 1.000 hợp chất mới được phân lập. Các hợp chất này chủ

yếu nằm trong bốn lớp chất chính: tecpenoit, polyketit, alcaloit và peptit trong đó thì

tecpenoit chiếm tới gần 50% [1,99,105].

Trung bình cứ 2 hợp chất thiên nhiên biển được phân lập thì một trong số

chúng thể hiện hoạt tính, trong đó chủ yếu là hoạt tính chống ung thư, hoạt tính

kháng sinh và chống viêm [46,51,105]. Đáng chú ý là các hợp chất có chứa hoạt tính

sinh học từ sinh vật biển hầu hết đều là các hợp chất phân tử nhỏ đa vòng, phần lớn

chúng có chứa nitơ trong phân tử (gần 50% hợp chất thiên nhiên biển có chứa nitơ

trong phân tử). Hải miên, da gai và vi sinh vật là nguồn sinh vật biển cung cấp chính

các hợp chất có hoạt tính sinh học. Trong các chất có hoạt tính của rong biển, rong

Đỏ chủ yếu phát hiện các chất chống có hoạt tính chống ung thư, rong Nâu ngoài các

chất có hoạt tính chống ung thư còn có thêm các chất có hoạt tính chống oxi hoá,

rong Lục phát hiện các chất có hoạt tính kháng sinh là chủ yếu [30].

Từ những chương trình nghiên cứu lớn về hoạt tính sinh học biển, hàng triệu

phần dịch chiết và hàng vạn hợp chất thiên nhiên biển đã được sàng lọc và thử hoạt

tính, hàng chục hợp chất hiện nay đang trong các giai đoạn thử nghiệm lâm sàng hoặc đã được lưu hành trên thị trường như trabectedinTM (ecteinascidin 743), aplidine và ziconotideTM, conotoxin là sản phẩm đầu tiên được lưu hành trên thị

trường làm thuốc giảm đau [66,99]. Ngoài ra, các sản phẩm từ các dịch chiết, cặn

tinh chế sơ bộ cũng đã có mặt trên thị trường với các hình thức đa dạng như mỹ

phẩm, sản phẩm bổ dưỡng, các loại thực phẩm thuốc, thực phẩm chức năng…

Ở Việt Nam, nghiên cứu các lớp chất từ sinh vật biển được phát triển mạnh

từ những năm 2006 trở lại đây. Tác giả Châu Văn Minh đã thống kê các lớp chất

được phân lập từ sinh vật biển Việt Nam 2006-2012 cho thấy một số nhóm chất được

nghiên cứu nhiều là saponin, steroit và steroit glycosit, diterpen, cerebrosit, glycolipit

và một số nhóm chất khác. Nhóm chất saponin đã phát hiện một số chất có hoạt tính

gây độc tế bào mạnh như holothurin A (9), holothurin B (10), holothutin A2 (11),

holothutin A3 (12), holothutin A4 (13) và holothurinogenin B (14) [59,95].

Nhóm chất steroit và steroit glycosit phong phú nhất (40 hợp chất) và được

tìm thấy ở hải miên, san hô mềm và da gai. Điển hình là một số hợp chất như: 5,8-

epidioxycholest-6-en-3β-ol (15), saringosterol (16), petrosterol-3,6-dione (17),

cladiasterol (18), sarcomilasterol (19), lobophytosterol (20) [101].

Nhóm diterpen (21 hợp chất) tiêu biểu như (-)-7β-hydroxy-8α

methoxydeepoxysarcophytoxide (21) có hoạt tính chống loãng xương mạnh, hợp chất

laevigatol A (22) có hoạt tính kháng viêm mạnh, hợp chất lobocompactol A (23) và

B (24) có cấu trúc độc đáo với vòng 10 cacbon và có hoạt tính chống oxi Hoá trên cơ

chế thu dọn gốc tự do peroxyl [2,54].

Các hợp chất cerebrosit và glycolipit cũng được tìm thấy trong thành phần

hóa học của các loài sao biển, loài san hô mềm và hải miên. Một số hợp chất tiêu

biểu như archastercerebroside (25), cladiaceramide (26), (2S)1,2-di-O-palmitoyl-3-

O-(6-sulfo-α-D-quinovopyran-osyl) glycerol (27) [100].

1.4. Hóa học và hoạt tính sinh học của nhóm các axit béo C20 đa nối đôi - axit

arachidonic

1.4.1. Nhóm axit béo C20 đa nối đôi

Nhóm axít béo C20 đa nối đôi là các axit béo mà phân tử gồm 20 nguyên tử

cacbon liên kết với nhau bởi các liên kết hoá học, trong phân tử của chúng có nhiều

nối đôi. Chúng là các axit béo thiết yếu mà cơ thể động vật bậc cao không tự tổng

hợp được phải cung cấp qua đường thức ăn, nếu thiếu hụt sẽ dẫn đến tình trạng mất

cân bằng, làm rối loạn hệ thống miễn dịch và chống viêm của cơ thể dẫn đến phát

sinh hàng loạt bệnh. [16].

Axit béo C20 đa nối đôi là tiền thân quan trọng để tổng hợp nên các

prostaglandin, chúng gồm có: 8, 11, 14-eicosatrienoic (dihomo-γ-linolenic - DGLA)

hoặc 20:3n-6, 5, 8, 11, 14-eicosatetraenoic (axit arachidonic - AA) hoặc 20:4n-6 và 5,

8, 11, 14, 17-eicosapentaenoic (EPA) hoặc 20:5n-3.

Axit eicosapentaenoic (EPA) là một axit không no với mạch gồm 20 nguyên

tử cacbon, 5 nối đôi dạng cis, nối đôi đầu tiên ở vị trí omega-3. Khối lượng phân tử:

302,451 g/mol. Công thức cấu tạo (28):

ω 1

28

Nguồn EPA trong tự nhiên thường được tách chiết từ các loài cá sống ở vùng

nước lạnh như cá trích, cá thu, cá mòi, cá mòi dầu… các loại rong tảo biển. Nó cũng

được tìm thấy trong sữa mẹ. EPA thu hút sự quan tâm đặc biệt như một loại thuốc

quan trọng trong việc đề phòng và điều trị tim mạch, làm giảm quá trình viêm, nó có

hiệu quả trong điều trị một số bệnh ung thư và có thể làm chậm quá trình tăng trưởng

của các khối u.

1.4.2. Axit arachidonic

Axit arachidonic (AA) là một axit không no với mạch gồm 20 cacbon, có

bốn liên kết đôi ở dạng cis. Khối lượng phân tử: 307,47 g/mol, khối lượng riêng: 0,922 g/cm3. Công thức cấu tạo (29):

ω 1

29

Axit arachidonic là axit béo quan trọng nhất của các axit béo họ omega-6.

Spector (1999) đã chỉ ra rằng nhu cầu của cơ thể đối với các sản phẩm của axit

arachidonic là nguyên nhân chính khiến các axit béo omega-6 trở nên thiết yếu [110].

Axit arachidonic là một axit béo không no, là thành phần chính của các

phospholipit trong màng của tế bào não, cơ bắp, gan và có sẵn trong mỡ động vật với

hàm lượng cao (dạng phospholipit chủ yếu). Axit arachidonic thường được phân lập

từ lipit của gan, trứng của các loài cá biển, chúng cũng được tìm thấy một lượng nhỏ

trong một số loài rêu, dương xỉ, là thành phần chính của rong biển [16].

Weete (1980) khi nghiên cứu về axit béo của nấm đã phát hiện 2/14 loài là

Entomophthora muscae và Blastocladiella emersonii (thuộc họ Phycomycetes) có

mặt AA với hàm lượng là 14 và 16% lipit tổng [121].

Ionov (1999) nghiên cứu lipit và các axit béo trong lòng đỏ trứng gia cầm đã

xác định hàm lượng AA trong lòng đỏ trứng gà là 6% và trứng vịt nuôi là 15% và

trứng vịt thả hoang là 12% [77].

Jensen (1996) nghiên cứu sự biến đổi của thành phần các axit béo của sữa mẹ

theo các chế độ ăn khác nhau đã kết luận sự khác biệt về thành phần chất béo trong

sữa mẹ phụ thuộc vào thể chất của người mẹ và chế độ ăn. Nghiên cứu cũng đã xác

định hàm lượng AA trong sữa mẹ ăn theo chế độ dinh dưỡng của phương tây là 0,4-

0,7% còn chế độ ăn khác hàm lượng AA biến động 0,1-0,7% chất béo [80].

Harwood và Jones (1989) nghiên cứu về lipit của một số loài rong biển, hàm

lượng AA thấp, tuy nhiên một số loài rong hàm lượng lên đến ≈20% lipit tổng ví dụ

như: loài Fucus vesiculosus (Phaeophyceae) hàm lượng là 15%, loài Chondrus

crispus (Rhodophyceae) hàm lượng là 18% [74].

Khotimchenko (2002) nghiên cứu axit béo của một số loài rong biển ở biển

Thái Bình Dương đã xác định có 7/7 loài thuộc ngành rong Đỏ Rhodophyta có mặt

AA với hàm lượng từ 5,3 đến 23,4% lipit tổng, 9/9 loài rong Nâu Phaeophyta có mặt

AA với hàm lượng từ 7,9 đến 18,6% lipit tổng và 3/3 loài rong Lục Chlorophyta có

mặt AA đạt 0,3 đến 1,2% lipit pit tổng. Hàm lượng lipit tổng của các ngành rong

tương ứng là rong Đỏ 6,4 đến 46,4 mg/g rong khô, rong Nâu là 24,4 đến 68,1 mg/g

rong khô và rong Lục là 30,6 đến 60 mg/g rong khô [85].

1.4.3. Hoạt tính sinh học của axit arachidonic

Cho đến nay, các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của axit arachidonic còn ít

được công bố mà chủ yếu liên quan đến hoạt tính của các chất chuyển hoá thứ cấp từ

AA. Một điều dễ hiểu là do cấu trúc đơn giản của AA và có rất nhiều chất có cấu trúc

hóa học tương tự như nó nên tính đặc hiệu của axit này không cao. Một điểm hạn chế

trong các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của AA là chúng phụ thuộc quá nhiều vào

các chất ức chế enzym oxygenase để tạo ra các sản phẩm trao đổi thứ cấp. Đối với

AA, nồng độ axit này bắt đầu biểu hiện hoạt tính là trong khoảng 5–10µM và đạt

mức tối ưu ở 50–100µM (mức độ micromol). Trong khi đó, các chất chuyển hoá thứ

cấp từ AA như prostaglandin, leukotrien, thromboxan thể hiện hoạt tính ở mức độ

nanomol hoặc picromol [36].

• Tác động của axit arachidonic kích hoạt hệ enzyme NADPH oxygenase

Một đặc điểm chung của các axit béo không no mạch dài là có tác động tới

bạch cầu đa nhân: chỉ với một lượng nhỏ ở mức micromol thì chúng có thể gây hoạt

hóa phức hợp protein NADPH oxidase, từ đó làm tăng hoạt tính oxi hóa. Cấu trúc

của axit béo càng nhiều liên kết nối đôi thì hoạt tính trên càng mạnh. Ngoài ra, các

nghiên cứu đã cho thấy, khi tăng lượng AA nội sinh thì cũng gây ra phản ứng oxi

hóa, điều đó cũng có nghĩa là phức hệ NADPH đã biểu hiện hoạt tính trên, và điều

này chứng minh là lượng AA chính là nguyên nhân gây ra hoạt tính đó. Các bằng

chứng sinh lí điện học và nhiều dữ liệu đã gợi ý về tác dụng của chất này đến hoạt tính kênh H+ trên màng tế bào. Sự chuyển hóa của oxi phân tử thành superoxide anion (O2•–) cũng sinh ra một lượng ion H+, lượng ion này sẽ bị đẩy ra khỏi tế bào qua các kênh H+. Nếu như các kênh này bị khóa thì sự oxi hóa này cũng bị ngưng lại

[36,75].

Henderson và các cộng sự (1997) đã chứng minh rằng AA có tác dụng hoạt hóa các kênh H+. Khi lượng AA nội sinh tăng lên, hoạt tính kênh H+ trong các tế bào

PLB-985 cũng được phục hồi và đồng thời khiến hoạt tính NADPH oxidase cũng

tăng cao. Ngoài ra AA cũng có thể làm hoạt hóa NADPH oxidase theo một số cách

khác, ngay cả trong điều kiện ngoại bào. Về mặt sinh lí học, chỉ với một nồng độ AA rất nhỏ (1–5 µM) cũng làm phosphoryl hóa tiểu phần protein p47phox, khiến nó tương tác với p22phox và làm hoạt hóa NADPH oxidase. Tuy vậy, vai trò của sự giải phóng

AA nội sinh đối với việc gắn và hoạt hóa NADPH oxidase vẫn chưa được làm rõ

hoàn toàn [75].

Đáng chú ý là trong tế bào của các loại mô khác của cơ thể có rất nhiều

enzym tương tự như NADPH oxidase của tế bào bạch cầu, tuy nhiên tất cả các enzym

đó đều chỉ biểu hiện ở mức độ thấp. Vì vậy, arachidonic axit có thể sẽ là một chìa

khóa khiến mọi tế bào của cơ thể đều có khả năng hoạt hóa trao đổi oxi [36].

• Tác động của axit arachidonic với các kênh ion

Đến nay mới chỉ có rất ít nghiên cứu về tác dụng của axit arachidonic và các

axit béo khác tới các kênh ion, trong đó có thể kể đến việc đo sự di chuyển của chúng

từ màng tế bào. Chưa có một công bố nào liên quan đến sự giải phóng axit

arachidonic hay các axit béo khác theo cách tự nhiên. Các dữ liệu lí sinh điện học đã

khẳng định các ảnh hưởng trên các kênh ion khác nhau, nhưng ở mức độ sinh học thì

những điều trên vẫn cần được làm rõ [36].

Rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra ảnh hưởng của các chuỗi axit béo không no tới các kênh dẫn ion, như kênh K+, kênh Ca2+, khe liên bào và dòng cation liên kết với chất vận chuyển dopamine. Ngược lại, axit béo no lại ức chế mở kênh K+ có cổng

G-protein (KAch) của tế bào thần kinh và tế bào tim [36]. Kim và Pleumsamran (năm

2000) đã thảo luận về cơ chế sinh lí học của quá trình này. Cụ thể, họ đã chứng minh

hoạt tính ức chế của một lipit chiết được từ nguyên sinh chất của tế bào, phản ứng

sinh học đó tương tự như phản ứng tác dụng bởi các axit béo không no và các phản

ứng này đều chỉ diễn ra ở mặt trong của màng tế bào (mặt tiếp xúc với nguyên sinh

chất) [82].

• Axit arachidonic và bệnh thiếu máu não cục bộ

Bệnh thiếu máu não là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên toàn thế giới.

Người ta ước tính rằng các bệnh mạch máu não (đột quỵ) chiếm 5,5 triệu ca tử vong,

tương đương với 9,6% của tất cả các trường hợp tử vong trên thế giới. Dự đoán đến

năm 2030, nếu không có bất kì biện pháp phòng ngừa nào có hiệu quả, con số người

chết do đột quỵ sẽ tăng lên 7,8 triệu [50,112,118].

Trước đây, các nghiên cứu cho rằng chất chuyển hóa thứ cấp từ axit

arachidonic như thromboxan A2 là nguyên nhân gây kết tập tiểu cầu và co mạch, do

đó có thể dẫn đến bệnh xơ vữa động mạch [91,106].

Nghiên cứu trước đây cho thấy rằng lượng chất béo trong chế độ ăn uống có

thể ảnh hưởng đến nguy cơ thiếu máu não cục bộ. Ví dụ, các nghiên cứu dịch tễ học

cho thấy rằng người ăn cá, đối tượng đặc biệt giàu các axit béo omega-3, có thể làm

giảm nguy cơ thiếu máu não cục bộ [92]. Ngược lại, axit arachidonic có thể liên quan

với xơ vữa động mạch dựa trên chức năng sinh học của nó. Xơ vữa động mạch là một

quá trình viêm mãn tính liên quan đến việc làm gia tăng và tích lũy của bạch cầu đơn

nhân, đại thực bào và các tế bào đuôi gai trong thành động mạch [92,106]. Trong quá

trình này, nhiều chất thứ cấp được chuyển hoá từ AA (chủ yếu là thromboxane A2 và

leukotrienes) tham gia vào sự phát triển của xơ vữa động mạch và mảng bám không

ổn định thông qua tăng bạch cầu hoá hướng, viêm mạch máu và kéo theo hàng loạt

thoái hóa của mạch máu [39,50].

Tuy nhiên, một số công bố trước đó lại cho rằng các chất chuyển hóa thứ cấp

từ AA có lợi như prostaglandin I2 và axit epoxyeicosatrienoic có một chức năng giãn

mạch và ức chế kết tập tiểu cầu, bạch cầu bám dính và mạch máu, tăng sinh tế bào cơ

trơn [65,72,77,81].

Trong báo cáo tổng quan của Mai Sakaia và các cộng sự trường đại học

Tokyo (năm 2014) khi nghiên cứu 33 tài liệu được bố trên Pubmed kết luận sự cân

bằng giữa các chất chuyển hóa thứ cấp của AA và chất chống viêm có vai trò quan

trọng trong mạch máu. Tác giả cho rằng vẫn chưa rõ liệu AA trong chế độ ăn uống có

ảnh hưởng đến sự cân bằng lipit và nguy cơ đối với các bệnh xơ vữa động mạch như

thiếu máu não cục bộ hay không [92].

Như vậy, các nghiên cứu hoạt tính của axit arachidonic và các chất chuyển

hoá thứ cấp từ chúng vẫn là một vấn đề cần được tiếp tục làm sáng tỏ.

1.5. Hoạt chất prostaglandin: hoá học và hoạt tính sinh học

1.5.1. Hoá học hoạt chất prostaglandin

Prostaglandin (PG) là những dẫn xuất, sản phẩm chuyển hoá, từ axit béo

không no gồm 20 nguyên tử cacbon, chúng là một nhóm eicosanoit quan trọng trong

cơ thể. Đây là các chất có cấu trúc tương tự nhau nhưng có hoạt tính sinh học rất

khác nhau [41].

Ngày nay người ta đã biết đến với hơn 20 loại PG. Đầu tiên, người ta phân

lập được 2 loại PG: 1 loại tan trong môi trường ether (nên gọi là PGE) và 1 loại nữa

tan trong môi trường photphat (nên gọi là PGF). Những loại PG được tìm thấy sau

này, người ta đánh dấu từ A đến I. Chúng có tên gọi như sau:

- Các PG cổ điển: gồm các loại A, B, C, D, E, F, G và PGH khác với các

loại PG khác vì có oxy ở C15.

- Các prostacyclin : PGI hay còn gọi là PGX.

- Các thromboxan : TXA, TXB.

Chữ số Ả rập đi theo sau chữ cái (như PGA1, PGE2) là chỉ số nối đôi của

chuỗi nhánh:

- Loại 1: có 1 nối đôi ở vị trí C13-14.

- Loại 2: có 2 nối đôi ở vị trí C5-6 và. C13-14.

- Loại 3: có 3 nối đôi ở các vị trí C5-6, C13-14 và C17-18.

Chữ α (PGF2α) có nghĩa là hai nhóm OH ở vị trí C9 và C11 đều nằm dưới mặt

phẳng của phân tử, còn chữ β chỉ nhóm OH ở vị trí C9 nằm phía trên mặt phẳng.

Trong cơ thể sinh vật, các prostaglandin có khả năng chuyển hoá thành các

dạng PG khác nhau dưới sự tác động của các enzym. Công thức cấu tạo và chuyển

hoá của các prostaglandin như ở hình 1.7 [104].

Hình 1.7. Công thức cấu tạo và sự chuyển hoá của một số dẫn xuất prostaglandin

Prostaglandin là một trong số các nhóm chất thuộc họ eicosanoit có chức

năng sinh học quan trọng, chúng không được lưu trữ trong các tế bào, nhưng được

tổng hợp theo yêu cầu khi tế bào nhận được kích thích và sau đó được các enzyme

chuyển hóa và bất hoạt. Các yếu tố kích hoạt quá trình sinh tổng hợp eicosanoit gồm

các chấn thương cơ học, các cytokine, yếu tố kích thích khác thậm chí có thể là một

eicosanoit từ một tế bào lân cận. Nếu tốc độ tổng hợp lớn hơn tốc độ thoái biến sẽ

làm tăng quá mức nồng độ các eicosanoit trong tổ chức mô và chúng gây ra các tác

dụng có hại, chúng đóng vai trò quan trọng trong các bệnh tự miễn, trong đó điển

hình là bệnh viêm khớp dạng thấp, bệnh hen và tim mạch [50].

1.5.2. Sinh tổng hợp prostaglandin

Các prostaglandin (PG) được sinh tổng hợp trong cơ thể bắt nguồn từ các

axit béo: eicosatrienoic, arachidonic và eicosapentaenoic. Từ các axit béo này hình

thành các nhóm prostaglandin có 1, 2 hay 3 nối đôi trong đó: từ axit eicosatrienoic

hình thành các PG có một nối đôi (các PG1); từ axit arachidonic hình thành các PG có

hai nôi đôi (các PG2); từ axit eicosapentaenoic hình thành các PG có ba nối đôi (các

PG3).

Tất cả các PG chia sẻ một con đường sinh tổng hợp chung ban đầu bắt đầu

với quá trình thủy phân của các phospholipit màng tế bào, qua trung gian của các

enzyme cytosolic phospholipase A2 (cPLA2) được tìm thấy chủ yếu ở màng tế bào.

Kích thích sinh lí và bệnh lí khác nhau có thể dẫn đến việc kích hoạt cPLA2 giải

phóng axit béo (ví dụ như axit arachidonic) từ phospholipit màng vào trong bào

tương [93,107]. Dưới tác động của enzym COX-1 và COX-2 (hay còn gọi là PGHS-

1, PGHS-2) vào axit tự do ở hai vị trí khác nhau, mỗi enzym thực hiện một phản ứng

COX và có hai nguyên tử oxi cùng lúc được cộng vào axit arachidonic thành một

endoperoxy hai vòng, với một nhóm hydroperoxy ở vị trí C15 để tạo thành

prostaglandin G2, tiếp theo một peroxydase khử nhóm hydroperoxyt để tạo thành

prostaglandin H2 [49]. Ngoài ra, người ta còn tìm thấy dạng thứ ba của enzyme

cyclooxygenase (COX- 3) là một biến thể của COX -1 và chủ yếu thể hiện trong não

và tim, cũng tham gia vào quá trình oxi hoá các axit béo [52]. Sơ đồ quá trình sinh

tổng hợp các prostaglandin loại 2 từ AA trong màng tế bào như ở hình 1.8 [61].

Hình 1.8. Sinh tổng hợp các PG2 từ axit arachidonic (AA)

Các prostaglandin có nguồn gốc từ axit arachidonic (AA) được gọi là

prostaglandin loại 2 (PG2), trong đó bao gồm prostaglandin E2 (PGE2), prostaglandin

D2 (PGD2), prostaglandin I2 (PGI2), prostaglandin F2α (PGF2α) và thromboxane A2

(TXA2). Chúng được sản xuất ở khắp nơi trong cơ thể, thường mỗi loại tế bào tạo ra

một hoặc hai loại prostanoit này. Chúng hoạt động để duy trì cân bằng nội môi ở các

tổ chức mô trong cơ thể [48].

1.5.3. Sàng lọc các prostaglandin E từ nguyên liệu tự nhiên

Lịch sử phát hiện hoạt chất prostaglandin bắt đầu từ những năm 1930, khi

các nhà khoa học Anh và Thuỵ Điển bắt đầu nghiên cứu ảnh hưởng của tinh dịch và

chất chiết từ tinh dịch lên tính tích cực trong việc co bóp của hệ cơ phẳng và đặt tên

chúng là prostaglandin vì cho rằng chúng xuất phát từ tuyến tiền liệt (prostate: nghĩa

là tiền liệt; glande: nghĩa là tuyến). Năm 1957, một số hoạt tính sinh học bất thường

của prostaglandin được phát hiện. Ban đầu, họ mới chỉ phân lập được và nghiên cứu

có 2 dạng prostaglandin và đã xác định được những hợp chất này là những sản phẩm

hydroxy mạch vòng của các axit béo không no nhiều nối đôi [49].

Từ các kết quả ứng dụng trong lâm sàng, nhiều công trình nghiên cứu đã

được thực hiện nhằm tìm kiếm và tổng hợp hoạt chất có hoạt tính đặc biệt này. Tác

giả Corey E.J. (1971), đã công bố quy trình tổng hợp toàn phần prostaglandin đặc

biệt là PGE1, F1α, A1, B1…[57]. Đi từ nguồn nguyên liệu tự nhiên, tác giả Eric Horton

(1976), đã công bố xác định được prostaglandin từ loài san hô Plexaura homamalla

với hàm lượng từ 1-5% khối lượng khô. Các sản phẩm prostaglandin đầu tiên đã

được sản xuất tại Công ti Upjohn từ những năm 1970 từ dịch chiết của loài san hô

Plexaura homamalla [64]. Việc khai thác loài san hô để sản xuất các sản phẩm trong

đó có prostagladin phát triển mạnh những năm 1970 nhưng sau đó bị cấm theo các

công ước quốc tế để bảo vệ hệ sinh thái rạn san hô. Tiếp đó một loạt các công trình

nghiên cứu về tác dụng sinh lí, chức năng và cơ chế tác động của các PG được công

bố. Đặc biệt công trình nghiên cứu các chất tiền viêm này của tác giả John R. Vane

và cộng sự đã được trao giải thưởng Nobel năm 1982 trong lĩnh vực sinh hoá học.

Ở Việt Nam, năm 2005, tác giả Lưu văn Huyền nghiên cứu sàng lọc 77 loài

san hô đã phát hiện loài Lobophytum sp. có mặt hợp chất prostaglandin. Đã tách và

nhận dạng, xác định được hàm lượng PGE2 là 0,54% trong lipit tổng [12].

1.5.4. Tác dụng sinh lí của prostaglandin

Prostaglandin có phổ ứng dụng rất rộng rãi trong y, dược: chúng tham gia

điều tiết các quá trình sinh lí qui mô vi lượng, chúng ảnh hưởng lên sự sinh tổng hợp

một vài loại hooc môn, tác động lên khả năng chịu đựng của hệ cơ phẳng, hệ bài tiết,

hệ tiêu hóa và hệ tuần hoàn trong cơ thể sống. Một số vai trò sinh lí của prostaglandin

trên các cơ quan của cơ thể như sau:

• Cơ quan sinh dục

Việc nghiên cứu tác dụng của prostaglandin với đối với cơ quan sinh dục

được bắt đầu từ năm 1967. Sự kiện đặc biệt nổi tiếng qua phát minh của bác sĩ người

Uganda (Sultan Kerim), khi lần đầu tiên các hợp chất prostaglandin được ứng dụng

cho sản phụ dễ đẻ cho kết quả rất khả quan. Trong lâm sàng, đây là hoạt chất đầu

tiên được sử dụng có hiệu quả cao mà không gây nguy hiểm cho sản phụ [79].

Prostaglandin tham gia vào các quá trình thụ thai, mang thai và sinh đẻ qua

sự điều tiết hệ hooc môn, cũng như các biến đổi có kiểm soát của các hệ enzyme.

PGE làm tăng co cơ tử cung, tăng áp lực buồng ối, PGF làm tăng co bóp tử cung

nhịp nhàng nên có tác dụng thúc đẩy đẻ nhanh. PGE có hoạt tính mạnh hơn PGF 10

lần. Nhiều nghiên cứu đã sử dụng PGE2 và F2α trong lâm sàng để gây sẩy thai và

thúc đẩy đẻ nhanh [26,65].

Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu khoa học công bố về tác dụng của

02 loại prostaglandin E1 và E2. Năm 2007, các tác giả Kulshreshtha S., Sharma

P., Mohan G., Singh S., Singh S. đã đưa ra những so sánh đầu tiên về tính an toàn và

hiệu quả việc sử dụng PGE1 và PGE2 trong việc tiến hành và khởi phát chuyển dạ ở

phụ nữ sắp sinh. Các kết quả đã cho thấy tác dụng của PGE1 cao hơn so với PGE2 ở

giai đoạn khởi phát chuyển dạ, nó gây ra rất ít tác dụng phụ đối với sản phụ và gần

như không có tác động bất thường nào lên trẻ sơ sinh. Từ kết quả thu được, các tác

giả đã kết luận rằng PGE1 là sản phẩm tiềm năng có hiệu quả, an toàn và thuận tiện

cho việc hình thành các loại thuốc khởi phát chuyển dạ [87]. Cũng trong nghiên cứu

này cho thấy PGE2 đã ngăn chặn tín hiệu thụ thể tế bào T và có thể đóng một vai trò

trong việc giải quyết các tình trạng viêm và là chất kích thích chuyển dạ. Không

giống như PGE1, PGE2 có thể được sử dụng như một loại thuốc gây sẩy thai, nó trực

tiếp làm giãn mạch, co giãn cơ trơn đồng thời ức chế sự tiếp nhận các thông tin của

noradrenaline từ hệ thống dây thần kinh giao cảm. Nó không gây kết tập tiểu cầu mà

hoạt động tương tác bằng cách kích hoạt các thụ thể tương ứng.

Cho tới nay, các nhà khoa học đã nghiên cứu tương đối hoàn thiện vai trò và

tác dụng của PGE1 và PGE2 để từ đó phát triển thành một số loại dược phẩm có tác

dụng tốt trong y học như việc sử dụng PGE1 để điều trị loét dạ dày, tá tràng, kích

thích chuyển dạ trước sinh và điều trị chảy máu tử cung sau sinh... Gần đây nhất là

việc sử dụng PGE1 để điều trị liên thông nhĩ thất – một dạng dị tật bẩm sinh ở trẻ em

hay chứng rối loạn cương dương ở người trưởng thành. Các PGE2 từ lâu đã được biết

đến với vai trò thúc đẻ trong các trường hợp đẻ khó do chúng có tác dụng gây co bóp

tử cung mạnh ở phụ nữ sắp sinh mạnh gấp nhiều lần so với PGE1 [87].

Ở Việt Nam cũng đã có một số nghiên cứu trong việc sử dụng PGE2 được

tiến hành bởi các bác sĩ tại bệnh viện nhi Trung ương, bệnh viện phụ sản Hà Nội,

bệnh viện phụ sản Trung ương và bệnh viện Từ Dũ (Tp. Hồ Chí Minh). Các nghiên

cứu đều chủ yếu tập trung vào liều dùng và đối tượng sử dụng các dạng hỗ trợ sinh

như trường hợp thai già tháng [10], cách xử lí thai quá ngày [26], hiệu quả khởi phát

chuyển dạ của prostaglandin E2 với thai trên 37 tuần bị thiếu nước ối [20]. Đây là một

can thiệp lâm sàng thường gặp trong sản khoa mà trước đây người ta hay dùng phương

pháp cơ học và dược học để xử lí. Ngoài ra nó còn được sử dụng trong các trường hợp

thai chết lưu, thai dị dạng hay phá thai nhưng cho tới nay vẫn chưa có báo cáo chính

thức nào của các đơn vị y tế về việc sử dụng PGE2 vào các mục đích này ở Việt Nam.

• Phản ứng viêm

Phản ứng viêm được đặc trưng bởi sự tăng tính thấm thành mạch, giãn mạch

kèm theo sự xuyên mạch của bạch cầu đa nhân trung tính, dẫn đến những dấu hiệu

kinh điển của viêm là “Sưng - Nóng - Đỏ - Đau”. PGE, PGA làm tăng tính thấm

thành mạch. PGE, PGI2 gây sốt, giảm ngưỡng cảm nhận đau của các thụ thể, giúp

điều hoà quá trình viêm.

• Vai trò với hệ hô hấp

Gây giãn cơ trơn phế quản (PGE1, PGE2); Gây co cơ trơn phế quản (PGF2α).

Vì vậy có sự cân bằng sinh lí giữa PGE1 và F2α đặc biệt với người bệnh hen.

• Vai trò với hệ tuần hoàn

Prostaglandin có tác dụng điều hoà trương lực mạch vành (có thể dùng để

điều trị bệnh nhồi máu cơ tim hoặc suy mạch vành).

Đối với mạch máu, PG gây giãn mạch và tăng tính thấm mao mạch, làm hạ

huyết áp, một số PG gây co động mạch cảnh ngoài.

• Vai trò với hệ tiêu hóa

Đối với hệ tiêu hoá, các nghiên cứu invivo đã chứng minh vai trò đặc biệt của

PGE2. Hoạt chất này sau khi được sinh tổng hợp, chúng được vận chuyển qua màng

tế bào bằng cách gắn với thụ thể nhóm E (gọi là EP) mà bản thân các thụ thể này đã

được gắn với một protein G bắt cặp (Gp, Gs, Gi, G12). Các nghiên cứu đã xác định vai

trò của các phân nhóm thụ thể của prostaglandin E (từ EP1 đến EP4) trong tiết axit dạ

dày, tiêu hóa và nhu động hàng rào niêm mạc bao gồm các chức năng bài tiết

bicarbonat, tiết chất nhầy và bảo vệ niêm mạc ruột đã được làm sáng tỏ.

- Tiết axit dạ dày

Axit dạ dày là tiết dịch chính của dạ dày. Một tác động kép của PGE2 lên tiết

axit dạ dày đã được quan sát thấy ở chuột, khi ở nồng độ thấp, PGE2 có tác dụng ức

chế, còn ở nồng độ cao hơn thì có tác dụng kích thích bài tiết [59]. Cả hai thụ thể EP3

và EP4 có mặt trong thành tế bào và tham gia quá trình điều tiết việc tiết axit trong

niêm mạc dạ dày. Hành động ức chế của PGE2 với việc tiết axit dạ dày ở chuột qua

trung gian là thụ thể EP3 trong khi tác dụng kích thích là do các thụ thể EP4.

- Nhu động đường ruột

Nhu động của đường ruột được duy trì thông qua phối hợp co và giãn của cơ

trơn đường ruột dưới tác động của PGE2. Nghiên cứu trên thỏ, đã phát hiện một cơ

chế phức tạp liên quan đến kích hoạt cả các thụ thể EP3 và EP1 chịu trách nhiệm về

sự co bóp của ruột non. Nghiên cứu tiến hành trên chuột khẳng định các thụ thể EP1

và EP3 có tác dụng trong sự co lại của cơ trơn theo chiều dọc của đáy dạ dày trong

khi đó EP4 có tác dụng làm giãn cơ này khi làm trung gian vận chuyển của PGE2

[38,40].

- Tiết bicarbonat

Tiết bicarbonat là một trong những việc đầu tiên của các tế bào biểu mô

đường ruột chống lại môi trường axit khắc nghiệt của dạ dày và tá tràng. Bicarbonat

giúp cho việc duy trì pH trung tính ngay trên lớp lót niêm mạc và cung cấp một hàng

rào bảo vệ chống lại khuyếch tán axit [115]. PGE2 có tác dụng kích thích sự bài tiết

bicarbonat trên đường ruột. Trong dạ dày của chuột, các thụ thể EP1 chịu trách

nhiệm tiết bicarbonat; trong khi đó, tác dụng tương tự đã được qua trung gian thụ thể

EP3 ở tá tràng [125]. Ngoài ra thụ thể EP3, EP4 cũng đã được chứng minh là có liên

quan đến bài tiết bicarbonat tá tràng [40,43]. Ở người, các thụ thể EP4 có trách nhiệm

về bài tiết bicarbonat tá tràng, trái ngược với những gì thấy được ở chuột [124].

Nghiên cứu này cho thấy rằng sự khác biệt loài xảy ra liên quan đến chức năng thụ

thể EP (s) và do đó cần thận trọng thực hiện khi quy gán cho một chức năng cụ thể

với một thụ thể EP ở các đối tượng sinh vật khác nhau [116].

- Tiết chất nhầy

Mucin là polyme được tạo ra bởi glycoprotein được tiết ra từ các tế bào niêm

mạc của dạ dày và các tế bào của ruột tạo thành một lớp bảo vệ trên niêm mạc đường

ruột. Chúng tạo thành các thành phần chính của các phản ứng miễn dịch bẩm sinh

của niêm mạc đường ruột. PGE2 kích thích mạnh mẽ bài tiết mucin từ tế bào biểu mô

dạ dày chuột [113]. Tiết chất nhầy do PGE2 gây ra từ các tế bào biểu mô dạ dày của

thỏ chủ yếu qua trung gian là thụ thể EP4 [114,117].

- Bảo vệ niêm mạc ruột

PGE2 đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ niêm mạc đường tiêu

hóa từ các tổn thương do môi trường khắc nghiệt trong đường ruột gây ra. Cơ chế mà

PGE2 gây tác dụng bảo vệ niêm mạc của nó trên đường ruột từ các yếu tố độc hại

được gọi là cytoprotection. Ví dụ, PGE2 tạo nên một hiệu ứng bảo vệ mạnh trên các

tế bào tuyến dạ dày chống lại chấn thương gây ra. Hiệu ứng đó độc lập với các yếu tố

thần kinh, mạch máu và các yếu tố nội tiết tố [47]. Nghiên cứu hiện nay đang được

tiến hành để xác định các thụ thể EP làm trung gian cho tác động này. Thí nghiệm

trên mô hình thực quản chuột, liều thấp PGE2 có tác dụng bảo vệ đường ruột qua

trung gian thụ thể EP1. Kích hoạt các thụ thể EP1 giúp duy trì tính toàn vẹn của niêm

mạc dạ dày [61,125].

• Một số loại thuốc sử dụng prostaglandin:

EPOSTAN: là thuốc phá thai có thể dùng đơn thuần hoặc phối hợp với

Prostaglandin E2 (đặt âm đạo) đối với các trường hợp thai dưới 8 tuần. Liều dùng là

200 mg mỗi 6-8 giờ trong 7 ngày. Tỉ lệ thành công chỉ 84% nhưng gây buồn nôn ở

86% số sản phụ. Vì thế, Epostan không được FDA công nhận sử dụng trong chỉ định

này.

MISOPROSTOL: là thuốc sử dụng prostaglandin E1 tổng hợp, hiện được

dùng tại nhiều nước để phòng và điều trị loét dạ dày do là thuốc kháng viêm non-

steroid. Misoprostol khi uống liều 800-2400 mg cho thấy kết quả gây sẩy thai hoàn

toàn đạt từ 22% đến 94%, tỉ lệ thành công không lệ thuộc liều dùng và tuổi thai.

Thuốc Misoprostol (Cytotec) chủ yếu được dùng làm thuốc gây khởi phát chuyển dạ

cho phụ nữ khó sinh [76].

GEMEPROST: là thuốc sử dụng prostaglandin E2 tổng hợp. Gemeprost đặt

âm đạo với liều 1 mg (nếu cần mỗi 3 giờ có thể đặt thêm một liều, tối đa là 5 liều)

cho kết quả phá thai thành công ở 97% số sản phụ có thai dưới 56 ngày. Nếu dùng

liều 1 mg đặt âm đạo mỗi 6 giờ (tối đa 3 liều) thì tỉ lệ thành công chỉ 87% [76].

METHOTREXAT + PROSTAGLANDIN: Phối hợp hai thuốc này rất có

hiệu quả trong việc chấm dứt thai kỳ. Methotrexat thường được tiêm bắp với liều 50

mg/m2 diện tích da. Dùng đường uống (liều duy nhất 25 mg hoặc 50 mg) cũng có

hiệu quả.

KHÁNG PROGESTIN + PROSTAGLANDIN: Kháng Progestin được

nghiên cứu nhiều nhất là Mifepriston (200-600mg). Prostaglandin thường được dùng

sau liều Mifepriston 48 giờ. Đối với thai dưới 7 tuần, tỉ lệ thành công khi dùng phối

hợp Mifepriston và Prostaglandin là 92-98%.

Tuy nhiên sử dụng các thuốc phá thai trên có nhiều tác dụng phụ, nghiêm

trọng nhất là xuất huyết âm đạo nhiều, nhưng chỉ có 0,1% số trường hợp cần truyền

máu. Lượng máu mất từ 84-101 ml, so với 53 ml khi dùng thủ thuật sản phụ khoa.

Tác dụng phụ hay gặp nhất là đau bụng và gò tử cung, nhiều trường hợp phải dùng

một hoặc nhiều thuốc giảm đau. Các tác dụng phụ khác ở đường tiêu hóa do

prostaglandin gây buồn nôn (34-72%), ói mửa (12-41%), tiêu chảy (3-26%). Hiếm

gặp hơn là nhức đầu, chóng mặt, đau lưng, mệt mỏi [10].

1.6. Tổng quan về rong biển

1.6.1. Giới thiệu chung

Trong phân loại khoa học, tất cả các sinh vật được chia làm 5 giới (kingdom)

theo thứ tự tiến hoá từ thấp đến cao: Monera, Protista, Fungi, Plantae, Animalia, thì

rong, tảo được xếp vào ba trong các giới đó. Các loài rong lam Cyanobacteria

(Heterotrophic Photosynthetic) còn gọi là vi khuẩn lam chưa có nhân thật

(Prokaryotic) được xếp vào giới Monera. Đa số các loài rong tế bào có nhân

(Eukaryote Seaweed) được xếp vào giới Protista. Một số loài rong, cỏ biển đa bào có

nhân (Eukaryotic – Multicellular Algae) được xếp vào giới Plantae [21,30].

Rong biển phân bố ở tất cả các biển và đại dương, phần lớn là các loại phù

du sống trôi nổi, cũng có nhiều loại bám trên nền cứng dưới đáy biển, hoặc sống bám

vào các rạn san hô. Chúng có mặt nhiều ở vùng nước nông và vùng chiều giữa cho

đến độ sâu 60m, một số loài có mặt ở độ sâu vài mét đến hàng trăm mét. Kích thước

của rong rất khác nhau, có loại có kích thước rất nhỏ từ 4-2.000 µm (các diatom) có

loại đạt kích thước hàng chục mét (như rong bẹ thuộc ngành rong nâu chiều dài tới

65 m). Hiện nay, người ta đã biết được 25.000-30.000 loài rong, dựa theo cấu trúc tế

bào chúng được chia thành 2 nhóm lớn là: nhóm đơn bào và nhóm có cấu trúc phức

tạp. Tuy không có thân, lá, rễ và hệ thống mao mạch phân hóa rõ rệt như ở thực vật

bậc cao, nhưng chúng có khả năng tự bám vào các giá thể cứng nhờ các chân bám và

hấp thụ trực tiếp chất dinh dưỡng từ nước để tổng hợp nên chất hữu cơ trong quá

trình quang hợp [3,6,11,29,90].

Ngành rong Đỏ có xấp xỉ 500 chi với hơn 6000 loài khác nhau. Trong đó

phải kể đến những chi điển hình như: Porphyta, Gracilaria, Hypnea,… [29]. Rong

mọc thành bụi hoặc thảm dày, rong mịn, dài từ 30 đến 40 cm, có màu đỏ sẫm hoặc đỏ

sáng. Thân hình trụ tròn, mảnh, đường kính 1,5-3mm, phân nhánh 2-4 lần kiểu

chuyền nhau, một bên hoặc đôi khi chẻ hai bên. Tất cả các nhánh đều hướng về đỉnh.

Gốc nhánh thắt nhẹ, hoặc hầu như không thắt [21,34,90].

Cấu tạo vách tế bào rong Đỏ ở một số ít loài nguyên thủy là bằng cutin, còn

hầu hết là xenlulose, nhiều loài phía ngoài vách được phủ lớp keo gelatin, một số loài

phần gốc tản hoặc toàn bộ tản được phủ hay thấm lớp CaCO3 hoặc muối của axit

silic. Thể màu có hình đĩa, hình sao, hình que hoặc hình sợi. Sắc tố diệp lục a, d,

caroten α, β; xantophin – lutein và nhóm sắc tố biliprotein gồm hai sắc tố phicoxian

màu xanh lam và phicoerytrin màu đỏ. Màu của tản phụ thuộc vào hàm lượng và tỉ lệ

hai sắc tố này, thay đổi từ hồng đến tím thẫm hoặc màu xanh lam. Sản phẩm đồng

hóa là tinh bột tảo đỏ, khác với tinh bột thường là khi tác dụng với iot cho màu đỏ

chứ không phải màu xanh [34]. Nhiều loài trong cấu trúc tản có chứa agar là chất có

đặc tính quý, dùng làm nguyên liệu chế các bánh kẹo cao cấp, đặc biệt dùng cho môi

trường nuôi giữ, phân lập vi sinh vật, công nghiệp thực phẩm...[8].

Phân loại rong biển: Trên thế giới có nhiều quan niệm phân loại rong biển,

một số cách phân loại được công nhận nhiều như:

Theo màu sắc, rong được phân loại như sau: rong Lục (Green algae), rong

Đỏ (Red algae), rong Nâu (Brown algae), rong Nâu Vàng (Golden-Brown), rong Nâu

Vàng nhạt (Yellow-Brown), Tảo silic (Diatom ), Tảo Giáp (Dinoflagellate), Tảo Lam

(Blue green algae) [21,29,30,90].

Theo phân loại khoa học (taxonomy), một số tác giả đã đưa ra hệ thống phân

loại rong biển theo các ngành trong đó Gollerbakh chia rong tảo biển thành 10 ngành:

Ngành Khuẩn Lam - Cyanophyta

Ngành Tảo Giáp - Pyrrophyta

Ngành Tảo Vàng ánh - Chrysophyta

Ngành Tảo Khuê - Bacillariophyta

Ngành Rong Nâu - Phaeophyta

Ngành rong Đỏ - Rhodophyta

Ngành Tảo Vàng – Xanthophyta

Ngành Tảo Mắt – Euglenophyta

Ngành Rong Lục - Chlorophyta

Ngành Tảo Vòng - Charophyta

Philip Size dựa trên thang tiến hóa, tác giả đã xếp các loài rong vào 9 ngành:

Cyanophyta, Rhodophyta, Chlorophyta, Chromophyta, Haptophyta, Pyrrophyta -

Dinophyta, Cryptophyta, Euglenophyta, Chrarachniophyta [21,29,30,90].

1.6.2. Những nghiên cứu về rong biển ở Việt Nam

1.6.2.1. Nghiên cứu về hệ thống học và nguồn lợi rong biển

Hiện tại, ở Việt nam đã phát hiện được tổng số 662 loài rong biển, trong đó

ngành Khuẩn Lam (Cyanophyta) có 77 loài, ngành rong Đỏ (Rhodophyta) có 309

loài, ngành rong Nâu (Phaeophyta) có 124 loài và ngành rong Lục (Chlorophyta) có

152 loài. Một số chi rong biển có giá trị kinh tế cao như: rong Mứt (Porphyra), rong

Đông (Hypnea), rong Kì Lân (Kappaphycus), rong Câu (Gracilaria) (ngành rong

Đỏ), rong Mơ (Sargassum) (ngành rong Nâu) và rong Guột (Caulerpa) (ngành rong

Lục)... [22,25].

Theo các nghiên cứu đã công bố ở Việt Nam đến nay đã xác định được 309

loài rong Đỏ chia thành 16 họ, 38 chi. Tên và số lượng các loài rong được công bố rải

rác ở các công trình nghiên cứu từ những năm đầu thế kỷ 20 (từ năm 1905) trở lại

đây. Tuy nhiên, đến nay chưa có công bố nào thống kê đầy đủ tên, số lượng cũng như

phân bố của các loài rong Đỏ Việt Nam [4,9,13,14]

Tác giả Trần Đình Toại và cộng sự (2005) đã thống kê được 8 họ với 36 loài

rong biển khác nhau phân bố ở vùng biển miền Bắc và miền Trung, trong đó một số

họ có thành phần loài đa dạng như rong họ mào gà Rhodomelaceae (10 loài), họ rong

Đông Hypneaceae (7 loài), họ rong chạc Phyllophoraceae, họ rong cạo Gigartinaceae

mỗi họ có 5 loài, ngoài ra còn các họ rong Câu Gracilariaceae, họ rong bìm

Solieriaceae, họ rong thạch Gelidiaceae, họ rong chủn Cryptonemiaceae [29,30].

Tác giả Nguyễn Văn Tiến và cộng sự đã thống kê 105 loài rong Đỏ thuộc 16

họ phân bố từ biển miền Bắc đến miền Trung, trong đó phân bố nhiều nhất ở Lăng

Cô (34 loài), vịnh Hạ Long (31 loài), quần đảo Cát Bà (27 loài), Quảng Trị (22 loài),

quần đảo Long Châu (14 loài), đảo Trần (10 loài), Đảo Hạ Mai (8 loài), Nghi Sơn (7

loài), đảo Ba Mùn (3 loài), vịnh Tiên Yên (3 loài), Thanh Lân – Cô Tô (17 loài),

Bạch Long Vĩ (13 loài) [23,24].

Theo trang web cơ sở dữ liệu rong biển (www.algaebase.org) cập nhật đến

tháng 6/2014, các tác giả Việt Nam và quốc tế đã công bố 231 loài rong Đỏ thuộc 16

họ trong đó một số họ có thành phần loài rất phòng phú như họ Ceramiaceae 71 loài,

Gracilariaceae 45 loài, Coralinaceae 23 loài, Acrochaetiaceae 23 loài, Galaxauraceae

17 loài, Hyneaceae 10 loài… [73].

Do đặc thù hình thái nhiều loài rong biển rất giống nhau nên đến nay vẫn còn

nhiều loài rong biển còn chưa được thống nhất đặt tên, chính vì vậy có sự khác nhau

về tên một số loài rong trong công bố của các tác giả. Nhiều tác giả cũng cho rằng

còn nhiều loài rong biển ở Việt Nam chưa được phát hiện. Đây cũng là vùng biển đa

dạng về thành phần loài, nhiều loài có giá trị kinh tế cao có tiềm năng khai thác phục

vụ cho đời sống con người.

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu về rong biển giai đoạn trước năm 1954 hoàn

toàn do người nước ngoài thực hiện như: Loureiro (1790), Gaudichaud (1837),

Anonnymus (1905) đã tiến hành nghiên cứu rong Câu và một số loài rong thực phẩm

ở Quảng Bình; Petelot (1929) đã nghiên cứu rong Câu ở Cửa Việt; Dawson (1954),

nghiên cứu rong biển ở Nha Trang [60]. Các tác giả trên mới chỉ nghiên cứu về thành

phần loài của một vài nhóm nhỏ ở mức độ lẻ tẻ từng khu vực và phạm vi khảo sát

còn rất hẹp [8,22].

Sau năm 1954, việc nghiên cứu về rong biển Việt Nam mới bắt đầu do các

nhà khoa học Việt Nam thực hiện. Trong đó đáng kể nhất là công trình của Phạm

Hoàng Hộ “Rong biển Việt Nam - phần phía Nam” (1969) [11]; công trình của

Nguyễn Hữu Dinh, Huỳnh Quang Năng, Trần Ngọc Bút và Nguyễn Văn Tiến “Rong

biển Việt Nam- phần phía Bắc” (1993) [6].

Ở miền Nam nước ta, trước ngày giải phóng (1975), chỉ có một công trình

duy nhất đề cập tới nguồn lợi rong biển, đó là công trình của Lương Công Kỉnh

(1964) về kết quả điều tra nguyên liệu chế biến đông sương (agar- agar) tại các tỉnh

duyên hải miền Nam Việt Nam. Còn ở miền Bắc, ngay từ những năm 1960, Viện

nghiên cứu Biển Hải Phòng (nay là Viện Tài nguyên và Môi trường Biển) và Viện

Nghiên cứu Nước lợ (thuộc Viện nghiên Hải sản) là những cơ quan đầu tiên nghiên

cứu cơ sở khoa học cho việc trồng rong Câu làm nguyên liệu cho sản xuất agar. Năm

1993, Nhóm tác giả Huỳnh Quang Năng (Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ

Nha Trang) đã di trồng thành công rong sụn từ Philipine vào vùng biển Việt Nam và

trong hơn 10 năm qua đã nghiên cứu các đặc tính sinh học, phương pháp nhân giống

cũng như các giải pháp kĩ thuật và mô hình trồng rong sụn tại các vùng thủy vực

khác nhau. Đến nay việc trồng rong sụn đã phát triển mạnh, năm 2005 đã xuất khẩu

được 3000 tấn rong khô/năm [19].

Các tác giả nghiên cứu nhiều về đối tượng rong biển như: Lê Nguyên Hiếu,

Nguyễn Hữu Dinh, Huỳnh Quang Năng, Nguyễn Văn Tiến, Trần Ngọc Bút, Đinh

Ngọc Chất, Lê Văn Bẩy, Hồ Hữu Nhượng, Đỗ Văn Khương, Nguyễn Xuân Lí, Trần

Văn Trấn, Phan Hồng Dũng, Lê Thị Thanh, Phạm Hữu Trí, Đàm Đức Tiến và một số

tác giả khác nữa [9,14,18].

1.6.2.2. Nghiên cứu về thành phần hoá học của rong biển

Trong vòng 15 năm trở lại đây nhiều tác giả đã quan tâm nghiên cứu đối

tượng rong biển. Năm 1999, Trần Thị Luyến và Ngô Đăng Nghĩa, Đặng Thị Trâm và

cộng sự, đã nghiên cứu công nghệ sản xuất alginat natri để phục vụ cho công nghiệp

dệt và thực phẩm. Năm 2005, các tác giả Huỳnh Quang Năng, Bùi Minh Lí và cộng

sự đã nghiên cứu về thành phần hóa học và cấu trúc của carrageenan từ các loài rong

biển Kappaphycus alvarezii, Kappaphycus striatum và Eucheuma denticulatum (di

nhập từ Philipine) [8].

Nguyễn Duy Nhứt và cộng sự (2008), nghiên cứu chiết tách fucoidan từ

rong Nâu và bước đầu thử khả năng chống đông cục máu, kháng khuẩn (kể cả HIV),

chống nghẽn tĩnh mạch, chống ung thư, chống viêm khớp, viêm nhiễm, giảm mỡ

máu, hạ cholesterol và ức chế miễn dịch có thể sử dụng cho ghép phủ tạng và đưa ra

quy trình công nghệ, thiết bị sản xuất fucoidan trên quy mô pilot từ một số loài rong

Nâu Việt Nam [28].

Cũng trong năm 2008, tác giả Châu Văn Minh và cộng sự đã nghiên cứu và

đưa ra sản phẩm thực phẩm chức năng từ rong biển SALAMIN có tác dụng hỗ trợ

điều trị ung thư. Đây là sản phẩm kết hợp nghiên cứu đa ngành giữa hoá - sinh - y,

dược học của các nhà khoa học Việt Nam. Nhóm tác giả đã phân tích thành phần các

chất có hoạt tính sinh học, khảo sát các hoạt tính sinh học (hoạt tính chống ung thư)

và bào chế tạo sản phẩm sử dụng trong đời sống.

Năm 2010, Trần Vĩnh Thiện đã tiến hành nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu

trúc và tính chất của alginat và oligosaccarit điều chế từ rong mơ khu vực phía Bắc

Hải Vân và ứng dụng của chúng bằng các phương pháp vật lí hiện đại như: hồng ngoại (IR), cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 1H NMR, 13C-NMR, phổ hai chiều

COSY, HSQC, phương pháp trắc quang (xác định khối lượng phân tử trung bình dựa

vào phép đo độ nhớt, phương pháp phổ nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp hiển vi

điện tử quét (SEM). Kết quả nghiên cứu cho thấy, alginat tạo thành chủ yếu từ các

khối homopolyme từ đó mở ra các phương pháp mới để nghiên cứu chi tiết đặc trưng

của các sản phẩm này từ đối tượng rong mơ, góp phần giúp cho việc sử dụng có hiệu

quả các sản phẩm từ rong mơ [27].

Năm 2014, Phạm Đức Thịnh đã tiến hành nghiên cứu phân tích cấu trúc,

thành phần và hoạt tính của fucoidan từ rong biển Việt Nam, trong đó chỉ ra thành

phần hóa học của fucoidan được chiết tách từ 8 loài rong Nâu Việt Nam bao gồm

thành phần chính là glucose và glacyose, cùng một lượng nhỏ hơn các đường đơn

khác như mannose, xylose, rhamnose. Hàm lượng sunphat dao động trong khoảng

20,40 – 33,15%, hàm lượng uronic axit từ 7,5 – 23,74%. So với fucoidan từ các loài

rong nâu của vùng ôn đới (là fucan sunphat hóa), fucoidan từ rong Nâu Việt Nam

thuộc nhóm glactofucan sunphat hóa. Trong nghiên cứu này, tác giả đã tiến hành

phân đoạn tinh chế fucoidan từ 05 loài rong biển (Sargassum denticapum,

S.polycystum, S.swartzii, S.mcclurei, Turbina ornate) và nghiên cứu đặc trưng cấu

trúc của các phân đoạn đại diện cho fucoidan của từng loài [28].

Kết quả thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào cho thấy, các mẫu fucoidan có

hoạt tính kháng lại các dòng tế bào ung thư như ung thư gan, ung thư màng tim RD,

ung thư phổi và ung thư vú. Hiệu quả kháng vi sinh vật kiểm định cũng đã xác nhận

các fucoidan có hoạt tính kháng vi khuẩn Gr (-) như E. coli, P. aeruginosa và Gr (+)

như B. subtillis và nấm men S. cerevisiae [28].

Ở trong nước, các tác giả nghiên cứu nhiều về thành phần hóa học của đối

tượng rong biển là Đỗ Văn Sĩ, Nguyễn Quang Hiếu, Huy Thục, Lâm Ngọc Trâm,

Hoàng Cường, Phan Phương Lan [1,17,31,32], về sau có thêm các tác giả Trần Đình

Toại, Châu Văn Minh, Phạm Quốc Long, Bùi Minh Lí,...

Nghiên cứu về oxylipin trong đó quan trọng là các prostaglandin từ đối tượng

rong biển, đối tượng sinh vật biển có khả năng tái sinh cao, là một vấn đề mới có ý

nghĩa khoa học và thực tiễn cao [103]. Đi dầu hướng nghiên cứu này là nhóm tác giả

Khotimchenko S. V, Svetashev V. I, Adrey B. Imbs, Viện Sinh vật biển, Phân viện

Viễn Đông, Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga. Các nghiên cứu về hoạt chất

sinh học đặc biệt là các hoạt chất eicosanoit và prostaglandin từ rong Đỏ vẫn là điều

mới mẻ ở Việt Nam [1].

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là 70 mẫu rong biển thuộc ngành rong Đỏ

(Rhodophyta) trong đó 01 mẫu thu tại vùng biễn Viễn Đông – Liên bang Nga và 69

mẫu được thu thập ở vùng biển Việt Nam từ Bắc Bộ đến Nam Trung Bộ (thuộc các

tỉnh Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa, Quảng

Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa

và Bình Thuận, Hình 2.1). Các mẫu thu được là mẫu tự nhiên hoặc nuôi trồng, sinh

trưởng ở các vùng sinh thái khác nhau (đầm nuôi, đầm muối, trong và ngoài đê bao,

đáy mềm, đáy cứng). Thời gian thu mẫu từ năm 2011 - 2013 (đợt 1 thu mẫu vào

tháng 11/2011; đợt 2: 3/2012; đợt 3: tháng 5/2012; đợt 4: tháng 4/2013 và đợt 5:

tháng 6/2013). Tiêu bản được lưu giữ tại Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên.

Hình 2.1. Sơ đồ vị trí thu mẫu

Các mẫu thu được ở Việt Nam được xác định tên khoa học bởi TS. Đàm Đức

Tiến. Kết quả cho thấy chúng là 69 mẫu của 25 loài thuộc 9 họ rong Đỏ, bao gồm:

Gracilariaceae (8 loài, 48 mẫu), Hypneaceae (7 loài, 10 mẫu), Ceramiaceae (3 loài, 4

mẫu), Bangiaceae (2 loài, 2 mẫu), Hylamaniaceae (1 loài, 2 mẫu),

Bonnemaisioniaceae (1 mẫu), Phyllophoraceae (1 mẫu), Rhodymeniaceae (1 mẫu),

Halymeniaceae (1 mẫu).

Riêng mẫu rong Gracilaria vermiculophylla (Ohmi) Papenf. được thu tại vùng biển Viễn Đông thuộc CHLB Nga (do Tiến sĩ sinh học Anna V. Skriptsova,

Viện Sinh Vật biển - Phân viện Viễn Đông - Viện HLKH LB Nga thu và định tên).

Danh mục các mẫu được thống kê ở bảng 2.1.

Bảng 2.1. Danh sách 69 mẫu rong Đỏ nghiên cứu

TT Tên khoa học Địa điểm thu mẫu Thời gian thu mẫu Kí hiệu mẫu

Họ Gracilariaceae

1 25.3.2012 T5 Tiền Phong, Yên Hưng, QN (đầm nuôi)

2 16.3.2012 Ninh Hòa, Khánh Hòa T8

3 13.3.2012 Cà Ná, Bình Thuận T9

4 24.3.2012 T14

5 25.3.2012 T15

6 27.3.2012 T16

7 23.3.2012 T17

8 23.3.2012 T18

9 24.3.2012 T19

10 24.3.2012 T21

11 28.3.2012 T22 Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Cồn Thoi, Kim Sơn, Ninh Bình Tiên Lãng, Hải Phòng (cửa sông Thái Bình) Xuân Trường, Xuân Thủy, Nam Định Nam Phú, Tiền Hải, Thái Bình (đầm nuôi) Đông Lâm, Tiền Hải, Thái Bình Vinh Quang, Tiên Lãng, Hải Phòng Hợp Thành, An Hải, Hải Phòng Tràng Cát, An Hải, Hải Phòng

12 28.3.2012 T23

13 30.3.2012 T26

14 30.3.2012 T27

15 8.11.2011 T28 Gần phà Đình Vũ, An Hải, Hải Phòng Đồng Rui, Yên Hưng, Quảng Ninh (cửa sông) Đình Vũ, An Hải, Hải Phòng Phù Long, Cát Hải, Hải Phòng

16 23.4.2012 Hậu Lộc, Thanh Hóa N14

17 21.4.2012 Nghi Sơn, Thanh Hóa N15

18 17.4.2013 Cồn Thoi, Ninh Bình A1

19 18.4.2013 A2

20 18.4.2013 A3

21 18.4.2013 A4

22 18.4.2013 A6

23 18.4.2013 A7 Thịnh Hưng, Nam Định (Đầm nuôi) Thịnh Hưng, Nam Định (Ngoài biển) Giao Xuân, Nam Định (Đầm nuôi) Giao Xuân, Nam Định (Ngoài biển) VQG Xuân Thủy (ngoài biển)

24 16.4.2013 Thụy Hải, Thái Thụy A10

25 16.4.2013 A11

26 16.4.2013 A12

27 16.4.2013 A13 Nam Phú, Tiền Hải (đầm nuôi) Nam Phú, Tiền Hải (ngoài biển) Vinh Quang, Tiên Lãng

28 16.4.2013 Hải Thành, Đồ Sơn A14

29 17.4.2013 A17 Thụy Hải, Thái Thụy (đầm nuôi)

30 17.4.2013 Đồ Sơn, Hải Phòng A18

Trắng, Hải 31 17.4.2013 A19 Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Cống Phòng

32 17.4.2013 Cát Hải (ngoài đê) A20

33 26.4.2013 A23 Đồng Bài, Cát Hải (đầm muối)

34 28.5.2013 Hậu Lộc, Thanh Hóa CTT1 Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia)

35 Gracilaria gigas (Harv.) 16.4.2013 A8

36 Gracilaria gigas (Harv.) 16.4.2013 A9

37 Gracilaria gigas (Harv.) Thụy Xuân, Thái Thụy, Thái Bình (NB) Thụy Trường, Thái Thụy, Thái Bình 16.4.2013 Bằng La, Đồ Sơn A15

38 Gracilaria gigas (Harv.) 16.4.2013 A16

39 Gracilaria gigas (Harv.) 26.4.2013 A22

40 14.3.2012 T13 Thụy Hải, Thái Thụy, Thái Bình (ngoài biển) Phù Long, Cát Hải (đầm nuôi) Dung Quất, Quảng Ngãi

41 28.5.2013 Hòn La, Quảng Bình CTX

42 18.4.2013 A5

43 25.3.2012 T4

44 8.11.2011 T29 Giao Xuân, Nam Định (đầm muối) Liên Vị 1, Yên Hưng, Quảng Ninh Phù Long, Cát Hải, Hải Phòng

45 15.3.2012 Sông Cầu, Phú Yên T10

46 8.11.2011 T30

47 03.12.2011 TAX

48 30.03.2012 HN-N Gracilaria eucheumoides (Harv.) Gracilaria busas-pastoris (Gmel. Silva) Gracilaria busas-pastoris (Gmel. Silva) Gracilaria blodgettii (Harv.) Gracilaria blodgettii (Harv.) Gracilaria heterocladia (Zhang et Xia) Gracilaria salicornia (C. Ag. Daws.) Gracilaria vermiculophylla (Ohmi Papenf.) Gracilaria tenuistipitata (Zhang et Xia) Phù Long, Cát Hải, Hải Phòng Mẫu rong Nga nuôi tại Viện HCTN Mẫu rong T28 nuôi tại Viện HCTN

Họ Hypneaceae

T11 49 Hypnea japonica (Tan.) 15.3.2012 Dung Quất, Quảng Ngãi

N12 50 Hypnea japonica (Tan.) 23.5.2012 Hòn La, Quảng Bình

N2 51 Hypnea esperi (Bory) 22.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị

52 23.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị N6

53 5.5.2012 Lăng Cô, Huế N10

54 23.5.2012 Hòn La, Quảng Bình N11 Hypnea flagelliformis (Grev.) Hypnea flagelliformis (Grev.) Hypnea flagelliformis (Grev.)

55 Hypnea cervicornis (J.Ag.) 2.5.2012 Lăng Cô, Huế N8

56 Hypnea pannosa (J. Ag.) 23.5.2012 Hòn La, Quảng Bình N13

57 Hypnea sp. 04.6.2013 MA1

58 04.6.2013 MA4 Hypnea charoides var. indica W.v.Bosse Đầm Thị Nại, Bình Định Đầm Thị Nại, Bình Định

Họ Ceramiaceae

23.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị N5

60 28.5.2013 Cồn Cỏ, Quảng Trị CC2 59 Laurencia tropica (Yam.) Laurencia heteroclada (Harv.)

61 Laurencia tropica (Yam.) 04.6.2013 MA2 Đầm Thị Nại, Bình Định

62 14.3.2012 Ninh Hòa, Khánh Hòa T12 Acanthophora muscoides (L. Bory)

Họ Bangiaceae

63 Liagora sp1. 23.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị N4

64 Liagora sp2. 24.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị N7

Họ Hylamaniaceae

65 10.3.2012 Lăng Cô, Huế T2

66 24.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị N9 Grateloupia lithophila (Boerg.) Grateloupia lithophila (Boerg.)

Họ Bonnemaisoniaceae

67 22.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị N1 Asparagopsis taxiformis (Delile) Coll et Herv.

Họ Phyllophoraceae

68 28.5.2013 Cồn Cỏ, Quảng Trị CC1 Gymnogongrus flabelliformis (Harv.)

Họ Rhodymeniaceae

69 22.5.2012 Cồn Cỏ, Quảng Trị N3

Coelarthrum opuntia (Endl., Boerg.) * Loài mới cho Việt Nam

Họ Halymeniaceae

70 Halymenia dilitata (Zan.) 28.5.2013 Cồn Cỏ, Quảng Trị CC4

Ảnh tiêu bản của 25 loài rong Đỏ đại diện cho 70 mẫu nghiên cứu.

2. G. tenuistipitata Zhang et Xia

1. Gracilaria gigas Harv.

3. G. eucheumoides Harv.

5. G. blodgettii Harv.

4. G. busas-pastoris (Gmel.) Silva 6. G. heterocladia Zhang et Xia

9. Hypn ea japonica Tanaka

9. Hypnea japonica Tan. 7. G. salicornia (C. Ag.) Daws. 8. G. vermiculophylla (Ohmi) Papenf.

12. H. cervicornis J.Ag. 10. H. esperi Tan. 11. H. flagelliformis Grev.

13. H. pannosa J.Ag. 14. Hypnea sp. 15. H. charoides var. indica

W.v.Bosse

17. L. heteroclada Harv.

16. Laurencia tropica Yam. 18. Acanthophora muscoides (L.) Bory

20. Liagora sp2. 19. Liagora sp1.

21. Grateloupia lithophila Boerg.

23. Gymnogongrus flabellifotmis Harv.

22. Asparagopsis taxiformis (Delile) Coll et Herv 24.Coelarthrum opuntia (Endl.) Boerg.

25. Halymenia dilitata Zan.

Hình 2.2. Ảnh 25 loài rong Đỏ đại diện cho 70 mẫu nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp thu và bảo quản mẫu

Việc thu mẫu ở vùng triều dựa vào quy phạm tạm thời điều tra tổng hợp biển

(phần rong biển) của Uỷ ban Khoa học và Kĩ thuật Nhà nước ban hành năm 1981

[33]. Khảo sát vùng dưới triều dựa vào tài liệu hướng dẫn của Wilkinson & Baker

1997 bằng thiết bị lặn SCUBA, máy chụp ảnh dưới nước hiệu OLYMPUS kĩ thuật số

(sản xuất tại Nhật Bản) [123].

Mẫu bảo quản hoặc làm tiêu bản sau khi thu, được ngâm trong dung dịch

formol 5%. Mẫu khô (tiêu bản) được đặt trên giấy Croki sau đó ép trong giấy thấm.

Mẫu nghiên cứu hóa-sinh, sau khi thu (khoảng 2 kg tươi) được rửa sạch bằng nước mặn sau đó rửa bằng nước ngọt và bảo quản ngay trong nhiệt độ ≤ 4OC (ngoài

thực địa bảo quản bằng túi bảo quản lạnh hoặc đá khô, trong phòng thí nghiệm bằng tủ bảo ôn SANAKY sau đó bảo quản bằng tủ lạnh sâu ở -20OC và -47OC).

Mẫu thành phần loài được phân tích trong phòng thí nghiệm của Phòng Sinh

thái và Tài nguyên Thực vật Biển (Viện Tài nguyên và Môi trường Biển). Việc định

loại chủ yếu dựa vào các tiêu chuẩn về hình thái ngoài và cấu tạo trong (bằng các tiêu

bản lát cắt dưới kính hiển vi Leica với độ phóng đại 1350 lần). Việc phân loại rong

biển tuân theo nguyên tắc chung phân loại thực vật. Tài liệu định loại căn cứ vào các

tác giả như: Okamura, Taylor (1960), Segawa (1962), Phạm Hoàng Hộ (1969), Tseng

(1993), Nguyễn Hữu Dinh và nnk., (1993), Tseng và nnk (2000), Yoshida (1998),

Tseng and al. (2000) [6,11,22]

2.2.2. Phương pháp phân lập, tách chiết lipit, axit béo, axit arachidonic,

prostaglandin

2.2.2.1. Phương pháp chiết lipit tổng

Chiết lipit tổng được thực hiện bằng phương pháp của E.G Bligh và W.J Dyer,

1959 đã được xây dựng, cải tiến phù hợp với điều kiện Việt Nam tại Phòng Hoá sinh

hữu cơ – Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên. Phương pháp này sử dụng hệ dung

môi chiết là CHCl3 : CH3OH với tỉ lệ 1/2 (v/v) [44].

2.2.2.2. Phương pháp phân lập các axit béo, axit arachidonic và prostaglandin

Các phương pháp sử dụng để phân lập các axit béo, axit arachidonic và

prostaglandin từ rong Đỏ bao gồm:

a. Sắc kí lớp mỏng (TLC)

Sắc kí lớp mỏng (Thin Layer Chromatography – TLC) được thực hiện trên

bản mỏng tráng sẵn DC-Alufolien 60 F254 (Merck 105715), RP18, F254s (Merck). Phát

hiện chất bằng đèn tử ngoại ở hai bước sóng 254nm và 368nm hoặc dùng thuốc thử

là dung dịch H2SO4 10% được phun đều lên bản mỏng, sấy khô rồi hơ nóng trên bếp

điện từ từ cho đến khi hiện màu.

b. Sắc kí lớp mỏng điều chế

Sắc kí lớp mỏng điều chế thực hiện trên bản mỏng tráng sẵn silica gel 60G

F254 (Merck, kí hiệu 105875), phát hiện vệt chất bằng đèn tử ngoại tại hai bước sóng

254nm và 368nm, hoặc cắt rìa bản mỏng để phun thuốc thử là dung dịch

H2SO4/MeOH 10%, hơ nóng để phát hiện vệt chất, ghép lại bản mỏng như cũ để xác

định vùng chất, sau đó cạo lớp silica gel có chất, giải hấp phụ bằng dung môi thích

hợp.

c. Sắc kí cột áp suất thường (CC)

Sắc kí cột (CC) được tiến hành với chất hấp phụ là silica-gel pha thường và

pha đảo. Silica-gel pha thường có cỡ hạt là 0,040-0,063mm (240-430 mesh). Silica

gel pha đảo ODS hoặc YMC (cỡ hạt 30-50µm, FuJisilisa Chemical Ltd.) hoặc nhựa

trao đổi Dianion HP-20 (Mitshubishi Chem.Ind.Co.,Ltd).

d. Sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC)

Sử dụng hệ thống sắc kí lỏng điều chế HPLC “Shimadzu-LC 8A” tại Viện

Sinh vật biển, Phân viện Viễn Đông, Viện Hàn lâm Khoa học Nga và hệ thống sắc kí

lỏng điều chế HPLC 1260 Agilent Technologies, Mỹ, tại Phòng phân tích hoá học

Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên.

2.2.3. Phương pháp xác định thành phần, hàm lượng và cấu trúc hoá học của các

axit béo và prostaglandin

2.2.3.1. Xác định thành phần, hàm lượng các axit béo và prostaglandin bằng sắc kí

khí (GC, GC-MS)

a. Xác định thành phần và hàm lượng các axit béo

Các axit béo được metyl hoá và xác định thành phần và hàm lượng theo

phương pháp ISO/FDIS 659:1998, phân tích trên máy sắc kí khí GC hãng Thermo

Finnigan Italia S.P.A. TRACE GC Ultra series tại Phòng Hoá sinh hữu cơ, Viện Hóa học

các hợp chất thiên nhiên [78].

b. Xác định hàm lượng prostaglandin

Các mẫu chứa prostaglandin được metyl hoá bằng diazometan rồi silyl hoá

bằng BSTFA (N, O – Bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide) và được phân tích bằng

hệ thống máy sắc kí khí kết nối với khối phổ (GC-MS) của hãng Hewlett Packard

instrument, model 5890 Series II/5989 A tại Phòng phân tích hoá học, Viện Hóa học

các hợp chất thiên nhiên.

2.2.3.2. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc

a) Nghiên cứu cấu trúc bằng phương pháp phổ khối phân giải cao

Sử dụng máy phổ khối phân giải cao LCMS-IT-TOF của hãng Shimadzu tại

Viện Sinh vật biển, Phân viện Viễn Đông, Viện Hàn lâm Khoa học Nga.

b) Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Các bộ phổ cộng hưởng tự hạt nhân 1 chiều [1H-NMR (500MHz), 13C-NMR

(125MHz)], DEPT và 2 chiều (COSY, HSQC, HMBC) được đo trên máy Bruker

AM500 FT-NMR Spectrometer tại Viện Hoá học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công

nghệ Việt Nam), trong các dung môi CD3OD và DMSO sử dụng TMS làm chất

chuẩn nội.

2.2.4. Phương pháp phân tích cấu tử chính và phân tích chùm

Phương pháp phân tích cấu tử chính (Principle Component Analysis – PCA)

và phân tích chùm (cluster analysis) được sử dụng để xử lý các số liệu nhiều chiều về

thành phần các axit béo của các mẫu rong đỏ, đưa chúng về các hệ tọa độ đơn giản

hơn, trực quan hơn nhằm tìm ra các mối tương quan của chúng với nhau. Các kết quả

thu được cho phép ta tìm ra các mẫu có mối liên hệ gần gũi, hay đối lập, hay tách

biệt, trên cơ sở đó chia chúng thành các nhóm có các đặc điểm chung.

Phần mềm STATISTICA-PCA 69 được sử dụng để phân tích cấu tử chính và

phần mềm SURFER 32 được sử dụng để thực hiện phép phân tích chùm. Số liệu

trước khi phân tích sử dụng phần mềm Microsoft Excel [35,42,89].

2.3. Các dung môi, hoá chất sử dụng

- Dung môi: CH3OH, CHCl3, CHCl2, C6H14, C6H6, C2H5OC2H5, C2H5OH,

CH3COCH3, CH3COOC2H5 được tinh chế bằng chưng cất trước khi sử dụng.

- Hóa chất: Na2SO4, NaOH, H2SO4, HCl, CH3COOH, H2NCONH2, BSTFA,

Diazometan là hoá chất tinh khiết dùng cho phân tích.

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM

Mẫu rong biển tươi

Nghiền nhỏ, chiết siêu âm trong 6h với CHCl3:CH3OH (1:2), cất loại dung môi

Nghiền trong nitơ lỏng, bổ sung nước, khuấy từ trong 1h tại 5oC

Lipit tổng

Dịch chiết 1

Metyl hóa

Chiết EtOAc, cất loại DM Nhiệt độ <40oC

Metyl este FA

Dịch chiết 2

Phân tích GC, GC-MS

Phát hiện nhanh PG bằng TLC dioxan/benzen/axit axetic 30:50:2

Phát hiện mẫu rong Đỏ có PG

Phân lập các axit béo

Thành phần & hàm lượng FA, ω3,6, PUFA

Phân tích PCA

Định lượng GC-MS

Phân lập AA

Phân lập PG

Phân loại Chemotaxonomy

Phân tích cấu trúc GC-MS, NMR

Các mẫu rong Đỏ được tiến hành nghiên cứu theo sơ đồ như sau:

Hình 3.1. Sơ đồ nghiên cứu chung.

3.1. Chiết tách và xác định hàm lượng lipit tổng

Cân 100 gam mẫu rong biển tươi, nghiền nhỏ bằng máy xay, chiết bằng

300ml hệ dung môi CHCl3:CH3OH tỉ lệ 1:2, siêu âm trong 6 giờ. Bổ sung 100ml

CHCl3, thêm 100 ml nước cất, lắc đều để phân lớp sau đó lấy phần dung dịch ở phía

dưới, rửa lại bằng nước cất 2 lần rồi làm khan bằng Na2SO4. Dịch chiết được cô cất loại dung môi trên máy quay cất chân không ở 40oC, áp suất 25mmHg thu được hỗn hợp lipit tổng. Cân bằng cân phân tích Sartorius analytic (độ chính xác 10-4g) và

được tính theo phần trăm so với khối lượng rong ban đầu (phương pháp chiết được

lặp lại 3 lần lấy giá trị trung bình) [44].

3.2. Xác định thành phần và hàm lượng các axít béo

Lấy 10mg hỗn hợp lipit tổng hòa tan với 1ml n-hexan trong lọ nhỏ nút kín,

bổ sung 25ml dung dịch CH3ONa 30% và lắc kĩ trong 1 phút. Thêm vào 20mg

Na2SO4 loại sạch, lắc kĩ và đem ly tâm ở chế độ 5000 vòng/phút trong 1 phút. Lớp

dịch trong ở pha trên được tách riêng để kiểm tra trên sắc kí bản mỏng (TLC) [78].

Tiến hành phân tích trên máy sắc kí khí GC (Thermo Finnigan Italia S.p.A.

TRACE GC Ultra series), cột mao quản Supelco Wax 10, (30m x 0,25mm x 0,25µm), chương trình nhiệt độ: 200oC trong 10 phút, tăng nhiệt độ từ 200 đến 230oC trong thời gian 5 phút, giữ ở nhiệt độ 230oC trong 10 phút, khí mang He. Nhận dạng

axit béo bằng phần mền nhận dạng chuyên dụng, tính toán chuyển đổi qua giá trị thời

gian lưu tương đương ECL cho cột mao quản chuyên dụng có sử dụng hệ chất chuẩn

là các axit béo C16:0 và C18:0. Kết quả tính theo công thức:

2(lg RTx – log T16:0) ECL = ±16 lg RT18:0 – lg RT16:0

3.3. Sàng lọc định tính, định lượng prostaglandin

3.3.1. Phân tích định tính prostaglandin

Lấy 25g rong tươi, nghiền trong nitơ lỏng cho đến khi rong trở nên mịn

(nghiền từ khi cho nitơ lỏng vào đến khi nitơ hoá hơi hoàn toàn). Bổ sung 50ml nước

cất. Khuấy bằng máy khuấy từ tốc độ 300 vòng/ phút trong thời gian 60 phút ở nhiệt độ 5-60C. Nhỏ từ từ axit HCl đặc và kiểm tra cho đến khi pH=2-3.

Bổ sung (lần 1) 50ml etylaxetat. Khuấy đều bằng máy khuấy từ và để cho

phân lớp trong 30 phút, sau đó thu phân lớp phía trên (dịch chiết A1). Tiếp tục bổ

sung (lần 2) 50ml etyl axetat, khuấy đều bằng máy khuấy từ và để cho phân lớp trong

60 phút. Thu phân lớp ở phía trên (dịch chiết A2). Gộp dịch chiết (A1) và (A2) thành

dịch chiết A. Tiến hành quay cất chân không phần dịch chiết A để loại dung môi etyl axetat ở nhiệt độ < 300C thu cặn chiết etyl axetat (B mg).

Xác định PGE2: Chấm bản mỏng và phát hiện định tính prostaglandin E2 có

màu vàng nhạt trên bản mỏng silicagel 60 GF254, sử dụng chất chuẩn PGE2 có độ tinh

khiết 93% cung cấp bởi hãng sigma, thuốc thử là dung dịch H2SO4/MeOH 5%, hệ

dung môi dioxan:benzen:axit axetic (30:50:2).

3.3.2. Phân tích định lượng PGE2 trong các mẫu rong Đỏ

Lấy 25g rong tươi (gọi là m0), nghiền trong nitơ lỏng, chiết bằng etyl axetat

như ở mục 3.5.1, quay cất chân không thu được 22,1221mg cặn chiết (gọi là B) và

tiến hành metyl hoá và silyl hoá để định lượng PGE2.

Metyl hoá và silyl hoá prostaglandin: Lấy 10mg cặn chiết etyl axetat thu

được cho vào lọ nhỏ 2ml có nắp đậy, bổ sung 150µl diazometan, đậy nắp và để phản

ứng trong 10 phút. Đem lọ sau phản ứng đi đuổi dung môi bằng khí Ar (hoặc N2). Bổ sung tiếp 100µl BSTFA và ủ ở nhiệt độ 60-70oC trong thời gian 60 phút.

Mẫu đã metyl và silyl hoá được phân tích bằng GC-MS để xác định hàm

lượng PGE2 không cần bổ sung dung môi, sử dụng máy GC-MS hãng Hewlett

Packard instrument Model 5890 Series II/5989 A, cột HP-5MS (0,25m x 30m x

0,25mm). Khí mang He với lưu lượng 1.0ml/ phút. Chạy theo chương trình nhiệt độ: 140oC/ 5 phút, nhiệt độ 170-250oC (2oC/ phút), tốc độ: 10oC/ phút, 260oC/ 5 phút; Split: 1:20; Injector 280oC, detector 250oC, khí mang 36 cm/s hydrogen, detector gas:

30 ml/ phút hydrogen, 300 ml/ phút không khí và 30 ml/ phút nitrogen, bơm mẫu tự

động với thể tích 0.9µl. Nhận dạng prostaglandin bằng phần mềm chuyên dụng tính

toán chuyển đổi qua giá trị thời gian lưu tương đương ELC sử dụng hệ chất chuẩn là

PGB2 và PGE2. PGE2 dạng metyl silyl xuất hiện ở pic tương ứng thời gian lưu 24,29’.

Hàm lượng PGE2 trong cặn chiết etyl axetat xác định được bằng GC-MS (gọi

là T%). Lượng cặn chiết etyl axetat thu được từ m0 (g) rong tươi ban đầu là B (mg).

Khối lượng PGE2 trong 1g rong tươi kí hiệu là m (µg / g rong tươi) được tính

theo công thức:

T x B x 1000 m = 100 x m0

3.3.3. Khảo sát sự biến động và tích luỹ hàm lượng prostaglandin và axit béo trong

quá trình sinh trưởng và phát triển của loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla

(Ohmi) Papenf. nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm

3.3.3.1. Nuôi, theo dõi sinh trưởng, phát triển và thu mẫu rong Gracilaria

vermiculophylla (Ohmi) Papenf. trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla (Ohmi) Papenf. được thu mẫu ở

biển Viễn Đông – Liên bang Nga, được bảo quản ở các điều kiện tiêu chuẩn và

chuyển sang Việt Nam bằng đường hàng không. Rong được nuôi trong phòng thí

nghiệm của Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên từ tháng 11/2011 đến hết tháng

3/2012 bằng nguồn nước biển lấy tại Cát Bà (độ muối 26-28‰), mật độ rong là 650g/m2 (800g rong/1 bể có diện tích đáy 1,2m2), tần số thay nước thực hiện 2 tuần/lần, cường độ ánh sáng 50-80µM photon/m2s, thời gian chiếu sáng là 14

giờ/ngày, sục khí liên tục 24 giờ/ngày để theo dõi sự biến động hàm lượng

prostaglandin và các axit béo (đặc biệt là axit arachidonic) trong điều kiện nuôi trồng

trong phòng thí nghiệm tại Việt Nam. Việc bố trí nuôi rong theo phương pháp của

các tác giả Đinh Ngọc Chất (1991), Võ Mai Hương (1993, 2003), Nguyễn Hữu Dinh

(1997), Nguyễn Xuân Lí (1991) [4,5,7,13,14].

Các thông số nhiệt độ nước, cường độ ánh sáng được kiểm tra thường xuyên

và ghi lại tự động 30 phút một lần bằng sensor ONSET (HOBO part#UA-002-64).

Độ muối được kiểm tra bằng máy TOA serial No.64DB068A tại phòng Hoá môi

trường - Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên.

Việc theo dõi tốc độ tăng trọng lượng của rong được tiến hành trên 04 cụm

rong lấy ngẫu nhiên và đã đánh dấu kí hiệu R01, R02, R03, R05. Tiến hành lấy mẫu

rong 1 tháng/lần (lấy phần rong nuôi ở bể) để phân tích thành phần và hàm lượng các

axit béo và PGE2 của rong nuôi.

3.3.3.2. Phân tích sự biến động và tích luỹ hàm lượng prostaglandin và axit béo

Phân tích hàm lượng prostaglandin như mục 3.3.2, phân tích hàm lượng các

axit béo theo mục 3.2. Đánh giá biến động và tích luỹ hàm lượng prostaglandin và

các axit béo của loài rong Gracilaria vermiculophylla (Ohmi) Papenf. trong quá trình

nuôi trồng trong phòng thí nghiệm.

3.4. Phân lập prostaglandin từ rong Đỏ

3.4.1. Phân lập prostaglandin E2 từ loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla

Phân lập prostaglandin E2 từ loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla

(Ohmi) Papenf., của Nga nuôi trồng ở Việt Nam được thực hiện bao gồm 3 bước sau:

Bước 1: Xử lí mẫu

Mẫu rong biển tươi (500g) bảo quản trong tủ lạnh âm sâu (<-470C) được

nghiền mịn trong nitơ lỏng 3 lần với tỷ lệ rong / nitơ lỏng (1/1), nghiền từ khi cho

nitơ lỏng vào đến khi nitơ hoá hơi và bay hơi hết. Bổ sung 1 lít nước cất vào mẫu đã

nghiền. Khuấy bằng máy khuấy từ tốc độ 300 vòng/ phút trong thời gian 60 phút ở nhiệt độ 50C. Nhỏ axit HCl đặc và kiểm tra cho đến khi pH đạt 2-3. Tiếp tục khuấy

60 phút.

Bước 2: Chiết dịch tổng bằng etyl axetat

Chiết lần 1: cho vào 500ml etyl axetat, khuấy đều bằng máy khuấy từ và để

cho phân lớp trong 30 phút (chú ý cho etyl axetat từ từ để đảm bảo không xảy ra hiện

tượng tạo nhũ tương). Thu phân lớp ở phía trên (dịch chiết A1).

Chiết lần 2: tiếp tục bổ sung 500ml etyl axetat, khuấy đều bằng máy khuấy từ

và để cho phân lớp trong 60 phút. Thu phân lớp ở phía trên (dịch chiết A2). Gộp dịch

chiết (A1) và (A2) thành dịch chiết A.

Tiến hành quay cất chân không phần dịch chiết A loại etyl axetat thu được 0,85g cặn chiết etyl axetat (chú ý: nhiệt độ quay cất phải đảm bảo nhỏ hơn 300C, do

prostaglandin rất dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao). Sản phẩm thu được cần bảo quản

trong lọ tối màu, để trong tủ lạnh, trước khi cất giữ phải tiến hành đuổi không khí

bằng khí Ar hoặc N2.

Bước 3: Phân lập và tinh chế PGE2

Cặn chiết EtOAc được tách sơ bộ trên cột silica gel với hệ dung môi gradient

Etyl axetat/n-hexan/Axit axetic từ 30:70:2 đến 50:50:2 và đến 70:30:2, thu được các

phân đoạn kí hiệu từ E1-E7. Sự có mặt của PGE2 được kiểm tra bằng sắc kí bản

mỏng với hệ dung môi Dioxan/Benzen/Axit axetic (30:50:2), so sánh với chất chuẩn

PGE2. Kết quả cho thấy phân đoạn E6 (61mg) có chứa PGE2.

Phân đoạn E6 được tinh chế tiếp để lấy PGE2 trên hệ thống máy HPLC điều

chế với các điều kiện sau: cột ZORBAX – ODC (0,25m x 9,4mm), Detector : SPD-

M20, Oven: CTO-20A, Pump: LC-20AD, Dung môi chạy máy: Metanol (0,1% axit axetic) / nước = B/A. Chương trình: Nhiệt độ lò 40oC, nhiệt độ phòng 25oC; Tốc độ dòng 5 ml/ phút; Áp suất cột 176kgf/ cm2; Bắt các dải bước sóng 210, 220, 230, 195,

254nm. Kết quả thu được PGE2 ở phút thứ 39. Đuổi dung môi ở nhiệt độ thấp bằng

khí Ar thu được PGE2 với khối lượng 7,9mg (phụ lục 4 - phổ HPLC).

Chất sạch được đo phổ NMR 1 chiều và 2 chiều để chứng minh cấu trúc.

• Dữ liệu phổ

Hợp chất phân lập được dạng bột, màu vàng. Điểm nóng chảy 65,5 – 660C. Rf = 0,5 (TLC, silica-gel, C6H6 : EtOAc 1:1, màu vàng, H2SO4 10%/ MeOH). Phổ khối ESI-MS: m/z = 375 [M+Na]+. Phổ 1H-NMR (500 MHz, CDCl3 & CD3OD), δ ppm: 5,62 (1H, m, H-14);

5.58 (1H, m, H-13); 5,43 (1H, m, H-5); 5,34 (1H, m, H-6); 4,06 (2H, m, H-11, H-15);

2,70 (1H, ddd, J = 1.5, 7.5, 18.0 Hz, H-10a); 2,42 (1H, m, H-12); 2,35 (2H, m, H-7);

2,29 (2H, t, J = 7,5 Hz, H-2); 2,18 (1H, m, H-8); 2,17 (1H, m, H-10b); 2,09 (2H, m,

H-4); 1,67 (2H, qd, J = 2,0; 7,5 Hz, H-3); 1,58 (1H, m, H-16a); 1,48 (1H, m, H-16b);

1,30-1,40 (6H, m, H-17, H-18, H-19) và 0,91 (3H, t, J = 7.0 Hz, H-20).

Phổ 13C-NMR (125 MHz, CDCl3 & CD3OD), δ ppm: 216,7 (C-9); 177,0 (C-

1); 137,4 (C-14); 131,8 (C-13); 131,6 (C-5); 127,3 (C-6); 73,4 (C-15); 72,5 (C-11);

55,3 (C-8); 53,9 (C-12); 47,1 (C-10); 37,9 (C-16); 34,1 (C-2); 32,5 (C-18); 27,4 (C-

4); 26,0 (C-17); 25,6 (C-3); 25,5 (C-7); 23,3 (C-19) và 14,3 (C-20).

3.4.2. Nhận biết PGE3 từ loài rong Câu Gracilaria vermiculophylla

Xử lý và chiết tạo dịch chiết ethyl axetat của loài rong Câu Gracilaria

thành các phân đoạn trên cột thường. Phân đoạn giàu PGE3 (phát hiện bằng TLC) được

phân tích bằng phương pháp HPLC liên kết với MS/MS phân giải cao trên máy LCMS-IT-

TOF của hãng Shimadzu. Chế độ HPLC: cột C18 (100mm x 2,1mm, ID 3 µm, Supelco,

USA), hệ dung môi MeOH:AcOH:H2O biến đổi gradient, tốc độ dòng 2ml/phút. Chế độ

MS: Mẫu đo được ion hóa bằng phương pháp APCI (positive-ion mode), quá trình phân

mảnh của các ion giả phân tử được xác định bằng MS/MS dùng khí Argon để bắn phá.

vermiculophylla như ở phần trên (mục 3.3). Tiếp theo dịch chiết etyl axetat được tách

3.5. Phân lập, tinh chế thu nhận axit arachidonic từ loài rong Câu Gracilaria

tenuistipitata

Phân lập axit arachidonic từ loài rong Câu chỉ vàng Gracilaria tenuistipitata

được tiến hành gồm 4 bước sau:

Bước 1: Chiết lipit tổng số

Rong Câu thu ở Cát Hải – Hải Phòng (1kg) được rửa sạch, cắt nhỏ và cho

vào bình thủy tinh 5 lít, bổ sung 4 lít dung môi CHCl3/CH3OH 1:2 (V/V) ngâm chiết

dịch trong 48 giờ ở nhiệt độ phòng sau đó rút toàn bộ dịch. Bổ sung 1,3 lít CHCl3,

tiếp tục ngâm trong 24 giờ. Gom 2 phân đoạn thu được và rửa nước 2 lần, sau đó làm

khan bằng Na2SO4. Quay cất loại dung môi, thu được lượng 3,18g lipit tổng.

Bước 2: Thuỷ phân lipit tổng

Lấy toàn bộ phần dịch chiết lipit tổng để tạo ethyl ester của các axit béo bởi KOH 0,5% trong C2H5OH khối lượng 1/50 (m/V) ở 70oC trong 2 giờ. Lọc dịch và rửa lại bã bằng C2H5OH ở 50oC. Bổ sung nước cất và dung dịch HCl đặc, khuấy đều để phản ứng xảy ra sau đó chiết bằng ete dầu hỏa (4 lần), rồi rửa lại bằng dung dịch

NaCl 1% (2 lần). Làm khan bằng muối Na2SO4, sau đó đem quay cất đuổi dung môi

thu được 2,62g Etyl ester của các axit béo (EEFA).

Bước 3: Làm giàu các axit béo không no bằng phương pháp tạo muối với LiOH

Hòa tan EEFA trong acetone (V = 10ml), giữ ổn nhiệt 40oC, bổ sung 5ml

dung dịch LiOH bão hòa (4N) cho tới khi pH = 9 thì thêm 30ml dung dịch acetone,

để nguội từ từ. Hỗn hợp được làm lạnh đến nhiệt độ phòng và giữ trong 1 giờ. Lọc

dịch acetone bằng giấy lọc, phần dịch thu được pha loãng với 250ml nước, axit hóa

với HCl đến pH = 3, chiết với ete dầu hỏa 4 lần x 50ml. Loại nước bằng Na2SO4, sau

đó đem quay cất đuổi dung môi thu được 1,14g các axit béo không no (UFA).

Bước 4: Phân lập axit arachidonic

• Tinh chế lần 1 thu nhận etyl ester của axit béo không no (EEUFA)

Đem UFA thu được hòa tan trong 125ml C2H5OH, bổ sung H2SO4 2% trong C2H5OH. Đun nóng hỗn hợp đến 50oC thì giữ trong thời gian 90 phút. Pha loãng hỗn

hợp thu được 5 lần bằng nước (350ml), sau đó chiết lại bằng ete dầu hỏa 5 lần x

100ml. Rửa lại dịch bằng NaCl 1%, 200ml. Làm khan bằng muối Na2SO4, sau đó

đem quay cất đuổi dung môi thu EEUFA. Tinh chế lần 1 trên cột silica gel với ete

dầu hỏa 60ml thu được 0,612g EEUFA.

• Phân lập axit arachidonic bằng HPLC

Tách etyl ester của axit arachidonic trong dịch ethyl ester của các axit béo

không no được thực hiện bằng máy HPLC “Shimadzu-LC 8A”, sử dụng cột “Supelco

Discovery HS C-18” (250mm x 50mm, ID 10µm). Thực hiện khử khí và lọc với một

hệ thống dung môi C2H5OH:H2O (80:2), tốc độ 50 ml/ phút, khối lượng hỗn hợp

EEUFA đưa vào là 612mg. Tổng mức tiêu thụ dung môi là 7,5 lit. Thu được 275mg

ethyl ester của axit arachidonic (AA) với độ tinh khiết 99%. (Kiểm tra hàm lượng

bằng GC-MS, HPLC).

Chất sạch được đo phổ NMR 1 chiều và 2 chiều để chứng minh cấu trúc.

• Dữ liệu phổ

Phổ khối EI-MS: m/z = 332 [M+] Phổ 1H NMR (500 MHz, CDCl3), δ ppm: 5,37 (8H, m, H-5, H-6, H-8, H-9, H-11, H-12, H-14, và H-15); 4,12 (2H, q, J = 7,0; 14.0 Hz, H-21); 2,81 (6H, m, H-7,

H-10, H-13); 2,30 (2H, t, J = 7,5 Hz, H-2); 2,10 (2H, m, H-4); 2.06 (2H, m, H-16);

1,70 (2H, q, J = 7.5 Hz, H-3); 1.36 (2H, m, H-19); 1,30 (4H, m, H-17, H-18); 1.27 (3H, t, J = 7.0 Hz, H-22); 0,90 (3H, t, J = 7,0 Hz, H-20).

Phổ 13C NMR (125 MHz, CDCl3,), δ ppm: 173,6 (C-1); 130,4 (C-15); 129.0 (C-8); 128,8 (C-9); 128,5 (C-11); 128,2 (C-12 và C-14); 127,9 (C-5); 127,5 (C-6);

60,2 (C-21); 33,7 (C-2); 31,5 (C-18); 29,3 (C-17); 27,2 (C-16); 26,5 (C-4); 25,6 (C-

3, C-7, và C-10); 24,8 (C-3); 22,5 (C-19); 14,2 (C-22); 14,0 (C-20).

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Nghiên cứu sàng lọc lipit và axit béo của rong Đỏ

4.1.1. Khảo sát hàm lượng lipit tổng

70 mẫu rong Đỏ nghiên cứu thuộc 9 họ: Gracilariaceae, Hypneaceae,

Ceramiaceae, Bangiaceae, Hylamaniaceae, Bonnemaisoniaceae, Phyllophoraceae,

Rhodymeniaceae, Halymeniaceae được xác định hàm lượng lipit tổng theo phương

pháp Blight & Dyer [44]. Kết quả được trình bầy ở bảng 4.1.

Bảng 4.1. Hàm lượng lipit tổng số của 70 mẫu rong Đỏ

STT

Lipit tổng (% khối lượng tươi)

Ký hiệu mẫu

Họ Gracilariaceae

Lipit tổng (% khối lượng tươi) 0,167 0,182 0,164 0,218 0,206 0,644 0,734

Ký hiệu mẫu 52 N6 53 N10 54 N11 55 N8 N13 56 57 MA1 58 MA4

Họ Ceramiaceae

N5 59 60 CC2 61 MA2 T12 62

0,409 0,275 0,374 0,144

Họ Bangiaceae

N4 N7

63 64

0,131 0,118

Họ Hylamaniaceae

T2 N9

65 66

0,225 0,178

0,306

Họ Phyllophoraceae

CC1

0,341

0,347 0,177 0,204 0,282 0,219 0,241 0,187 0,318 0,240 0,221 0,185 0,336 0,154 0,264 0,232 0,197 0,300 0,261 Họ Bonnemaisoniaceae 0,423 0,253 1,390 0,368

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

A13 A14 A17 A18 A19 A20 A23 CTT A8 A9 A15 A16 A22 T13 CTX A5 T4 T29 T10 T30 TAX HN-N

Họ Hypneaceae

Họ Rhodymeniaceae

0,499

Họ Halymeniaceae

0,604 0,609 0,126

CC4

0,412

T5 T8 T9 T14 T15 T16 T17 T18 T19 T21 T22 T23 T26 T27 T28 N14 N15 A1 A2 A3 A4 A6 A7 A10 A11 A12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

0,396 0,356 0,414 0,375 0,348 0,267 0,371 0,363 0,291 0,310 0,227 0,395 0,332 0,374 0,383 0,252 0,209 0,258 0,336 0,194 0,268 0,218 0,302 0,362 0,341 0,238

49 50 51

T11 N12 N2

Từ kết quả nghiên cứu hàm lượng lipit tổng của 70 mẫu rong Đỏ, chúng tôi

chia thành 4 nhóm: Nhóm I có hàm lượng lipit ≤0,2% (nhóm có hàm lượng lipit

thấp); Nhóm II từ >0,2 đến ≤0,4% (nhóm có hàm lượng lipit trung bình); Nhóm III từ

>0,4 đến ≤0,6% (nhóm có hàm lượng lipit cao); Nhóm IV >0,6% (nhóm có hàm

lượng lipit rất cao). Hàm lượng lipit tổng của 69 mẫu rong Đỏ ở Việt Nam dao động

từ 0,118 đến 0,734% khối lượng tươi trong đó có 14 mẫu thuộc nhóm I, 46 mẫu

thuộc nhóm II, 5 mẫu thuộc nhóm III và 5 mẫu thuộc nhóm IV. Trong nhóm IV có a

mẫu thuộc họ rong Đông có hàm lượng lipit tổng đạt 0,604-0,734%. Riêng mẫu rong

Câu của LB Nga (TAX) hàm lượng lipit đạt 1,39% khối lượng tươi.

Đa số các mẫu thuộc chi Gracilaria họ rong Câu (Gracilariaceae) có hàm

lượng lipit tổng thuộc nhóm II (39/48 mẫu), chỉ có 6 mẫu thuộc nhóm I, 2 mẫu (T9

và T10) thuộc nhóm III và 1 mẫu (TAX) của Nga thuộc nhóm IV.

Các mẫu thuộc loài rong Câu chỉ vàng (Gracilaria tenuistipitata) nhiều nhất

(35/48 mẫu rong Câu) và chủ yếu thu ở vùng biển miền Bắc. Chúng có hàm lượng

lipit khá tương đồng và có sự khác biệt về hàm lượng khá rõ rệt theo thời gian thu

mẫu. Cụ thể là 14 mẫu thu 3/2012 (các mẫu 1-14) có hàm lượng lipit tổng trung bình

là 0,34%, trong khi 16 mẫu thu 4/2013 (các mẫu 18-33) chỉ có hàm lượng lipit trung

bình là 0,26%. Sự tương đồng về hàm lượng lipit cũng thể hiện ở các mẫu của loài G.

gigas (A8, A9, A15 và A22) hoặc loài G. busas-pastoris (CTX và A5). Không có sự

khác biệt lớn giữa các loài khác nhau trong chi rong Câu ở Việt Nam.

Trong khi đó, mẫu rong Câu Nga, mẫu TAX, (loài Gracilaria

vermiculophylla) có hàm lượng cao hơn hẳn đạt 1,39% khối lượng tươi, gấp từ 3 đến

10 lần, trung bình là 5 lần so với các mẫu rong Câu ở Việt Nam. Chúng tôi cho rằng

có sự khác biệt trên là do mẫu rong Câu Nga đã sống ở vùng biển lạnh nên có sự tích

luỹ lipit cao hơn hẳn so với vùng biển nhiệt đới ở Việt Nam.

Hàm lượng lipit tổng của 10 mẫu thuộc chi Hypnea, họ rong Đông

(Hypneaceae) có sự khác biệt rõ rệt ở các loài khác nhau. Mức thấp nhất (0,126 –

0,182%) ở các loài H. flegelliformis (các mẫu N6, N10, N11) và loài H. esperi (N2),

cao nhất (0,604 - 0,734%) ở các loài H. japonica (T11, N12), Hypnea sp. và H.

charoides var indica (MA4).

Hàm lượng lipit tổng của các mẫu thuộc 7 họ rong Đỏ Ceramiaceae,

Bangiaceae, Hylamaniaceae, Bonnemaisoniaceae, Phyllophoraceae,

Rhodymeniaceae, Halymeniaceae nằm trong khoảng từ 0,118-0,449% khối lượng

tươi. Tương tự như các họ rong Đông và rong Câu, hàm lượng lipit tổng không có sự

khác biệt đáng kể giữa các mẫu cùng loài dù thu ở các địa điểm khác nhau. Ví dụ các

mẫu N5 và MA2, loài Laurencia tropica, thu ở các địa điển Cồn Cỏ - Quảng Trị và

đầm Thị Nại – Bình Định có hàm lượng lipit tổng tương ứng là 0,409 và 0,374% khối

lượng rong tươi. Với các cặp mẫu N4 và N7, T2 và N9 cũng tương tự.

Từ các kết quả nghiên cứu, chúng tôi đã đúc kết các số liệu qua xử lý thống

kê các tham số đo lường xu hướng tập trung của dữ liệu bằng phần mềm Excel. Kết

quả ở bảng 4.2.

Bảng 4.2. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về hàm lượng lipit tổng

của 70 mẫu rong Đỏ

Tất cả

n (mẫu) Trung bình Min Q1 Trung vị Q3 Max 70 0.314 0.118 0.216 0.279 0.369 1.390 Họ Gracilariaceae 48 0.312 0.154 0.228 0.287 0.361 1.390 Họ Hypneaceae 10 0.365 0.126 0.166 0.212 0.618 0.734 Họ Ceramiaceae 4 0.301 0.144 0.177 0.325 0.400 0.409 Các họ còn lại 8 0.276 0.118 0.143 0.266 0.394 0.499

Ghi chú: Min là giá trị nhỏ nhất; Max là giá trị lơn nhất; Q1, Q3 là các giá trị

tứ phân vị thứ nhất (Q1) và thứ ba (Q3); Trung vị (Q2) là giá trị tứ phân vị thứ hai

chia tập hợp về số lượng mẫu thành hai phần bằng nhau.

Qua bảng số liệu phân tích về hàm lượng lipit tổng và các số liệu thống kê

chúng tôi rút ra một số nhận xét chung như sau:

- Hàm lượng lipit tổng trung bình là 0,314% trọng lượng tươi, dao động từ

0,118 – 1,39%, 50% số mẫu dao động từ 0,216 - 0,369%. Kết quả thu được

phù hợp với các tài liệu tham khảo (khoảng 2% trọng lượng khô).

- Họ Hypneaceae và Rhodymeniaceae có tích lũy lipit cao, Họ Bangiaceae thấp.

- Họ Hypneaceae có một số cá thể có tích lũy vượt trội (0,618 - 0,734%): các

mẫu MA4, MA1, N12, T11.

- Các họ còn lại có một số các thể có tích lũy lipit vượt trội, trong đó N3 (họ

Rhodymeniaceae) đạt 0,499%.

- Mẫu của Nga (1,39%) có hàm lượng lipit vượt trội, cao hơn trung bình của

Việt Nam gần 5 lần.

- Thời điểm thu hoạch có ảnh hưởng đến hàm lượng lipit tổng, trong đó các

mẫu thu tháng 3 cao hơn tháng 4.

4.1.2. Khảo sát thành phần và hàm lượng các axit béo

4.1.2.1. Thành phần và hàm lượng axit béo của các loài thuộc họ rong Câu

Gracilariaceae

Kết quả phân tích 48 mẫu thuộc họ rong Câu Gracilariaceae được trình bầy ở

phụ lục 1. Riêng mẫu rong Câu chỉ vàng Việt Nam nuôi trong phòng thí nghiệm sẽ

được phân tích và thảo luận ở phần sau. Chúng tôi đã xác định được 56 loại axit béo

khác nhau có mạch cacbon từ C12 – C25 (danh sách xem phụ lục 1). Tuy nhiên, hàm

lượng axit béo không đồng đều, các axit béo có hàm lượng cao (chiếm >80% tổng

các axit béo) theo thứ tự từ cao xuống thấp là: C16:0, (27,85 đến 71,86% trung bình

là 58,72%), tiếp theo là axit C18:1n-9 (9,39%); C14:0 (5,92%) và C20:4n-6 (5,86%).

Ngoài 4 axit béo trên, một số axit béo chiếm hàm lượng thấp nhưng chúng luôn có

mặt trong 48 mẫu rong Câu nghiên cứu là C18:0 (1 đến 3%), C18:1n-7, hàm lượng

tương tự, tuy nhiên có một số mẫu hàm lượng đạt 5-6%, C18:2n-6 (1 đến 2%).

Chúng tôi nhận thấy một số mẫu có thành phần axit béo rất khác biệt với các

mẫu rong Câu khác, đặc biệt là mẫu rong Câu Nga TAX, hàm lượng các axit béo no

thấp nhất, trong đó, axit C16:0 hàm lượng là 27,85% bằng ½ mức trung bình của các

mẫu rong Câu Việt Nam, tuy nhiên, hàm lượng các axit béo không no đặc biệt là hàm

lượng AA là 33,3%, cao hơn nhiều lần các mẫu rong Đỏ khác. Mẫu T10, loài rong

Câu Gracilaria heterocladia, hàm lượng axit C16:0 chỉ là 31,27% nhưng xuất hiện

axit no C25:0 hàm lượng chiếm 13,34% tổng axit béo. Đây là axit béo no mạch rất

dài và hiếm gặp trong các loài rong Đỏ và cần được tiếp tục nghiên cứu sâu về nguồn

gốc phát sinh axit béo này. Các mẫu có hàm lượng eicosanoit cao, đặc biệt là AA

phải kể đến là: mẫu A5, loài Gracilaria busas-pastoris, hàm lượng AA là 18,56%;

mẫu A16, loài Gracilaria gigas, hàm lượng AA là 15,08%; hay một số mẫu của loài

Gracilaria tenuistipitata như: mẫu T28 hàm lượng AA là 15,21%, mẫu T5 là

13,28%, mẫu A3 là 12,18%, mẫu A7 là 10,45%, mẫu T22 là 10,24%... Trong quá

trình nghiên cứu, chúng tôi cũng nhận thấy, với các mẫu có chứa hàm lượng AA cao

thì có tiềm năng phát hiện được các prostaglandin.

Từ kết quả phân tích nêu trên, chúng tôi tính ra hàm lượng của một số nhóm

axit béo quan trọng như các axit béo no (SFA), PUFA, HUFA, axit béo omega-3

(cũng gọi là nhóm n-3), omega-6 (cũng gọi là nhóm n-6), omega-9 (cũng gọi là nhóm

n-9). Cách tính hàm lượng của các nhóm axit này được chúng tôi thực hiện như sau:

- Nhóm các axit béo no (SFA): là tổng của các axit béo no từ C12 – C25.

- Nhóm PUFA: là tổng của các axit béo có từ 2 nối đôi trở lên gồm: C18:2n-6,

C18:3n-6, C18:3n-3, C18:4n-3, C19:4n-6, C19:4n-3, C19:5n-3, C20:2n-6,

C20:4n-3, C20:4n-6, C20:5n-3, C21:2n-6, C21:3n-3, C21:4n-6, C21:4n-3,

C22:2n-6, C22:4n-6, C23:2n-6, C22:5n-3, C22:6n-3.

- Nhóm HUFA: là tổng của các axit béo có từ 4 nối đôi trở lên gồm: C18:4n-3,

C19:4n-6, C19:4n-3, C19:5n-3, C20:4n-3, C20:4n-6, C20:5n-3, C21:4n-6,

C21:4n-3, C22:4n-6, C22:5n-3, C22:6n-3.

- Nhóm omega-3: là tổng của các axit béo omega-3 gồm: C18:3n-3, C18:4n-3,

C19:4n-3, C19:5n-3, C20:4n-3, C20:5n-3, C21:3n-3, C21:4n-3, C22:5n-3,

C22:6n-3.

- Nhóm omega-6: là tổng của các axit béo omega-6 gồm: C18:2n-6, C18:3n-6,

C19:4n-6, C20:2n-6, C20:4n-6, C21:2n-6, C21:4n-6, C22:2n-6, C22:4n-6,

C23:2n-6.

- Nhóm omega-9: là tổng của các axit béo omega-9 gồm: C14:1n-9, C16:1n-9,

C17:1n-9, C18:1n-9, C19:1n-9, C20:1n-9.

Kết quả được chỉ ra ở phụ lục 1. Các tham số đo lường xu hướng tập trung

của dữ liệu về axit béo qua các chỉ số SFA, PUFA, HUFA, nhóm n-3, n-6, n-9, tỉ lệ

PUFA/SFA, n3/n6 của 47 mẫu thuộc họ rong Câu được tổng hợp ở bảng 4.3.

Bảng 4.3. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo của họ rong Câu Gracilariaceae

SFA

PUFA HUFA

n-3

n-6

n-9

n3/n6

PUFA/ SFA

69.89 34.68 66.03 70.43 75.46 84.80

9.81 1.06 4.90 7.15 12.43 49.41

7.19 0.00 3.24 5.19 9.64 35.53

1.50 0.00 0.00 0.64 1.42 18.44

8.17 0.61 4.38 6.29 9.59 46.34

10.39 3.17 8.04 10.29 11.71 19.79

2.45 0.00 1.1 1.96 2.56 16.12

0.18 0.00 0.00 0.00 0.00 4.64

Trung bình Min Q1 Trung Vị Q3 Max

Về hàm lượng các axit béo no (SFA): Chúng tôi nhận thấy các mẫu thuộc

họ rong Câu Gracilariaceae có hàm lượng các axit béo no rất cao, trung bình là

69,89%, dao động từ 34,68% (mẫu TAX) đến 84,8% (mẫu N15). 50% số mẫu có

hàm lượng axit béo no trong khoảng từ 66,03% đến 75,46%.

Trong khi mẫu có hàm lượng SFA thấp nhất của Việt Nam và 58,97% (mẫu

A3) thì mẫu rong Câu Nga (TAX) có hàm lượng SFA thấp hơn hẳn (34,68%).

Đối với loài rong Câu chỉ vàng (Gracilaria tenuistipitata), có 34 mẫu thu tự

nhiên được nghiên cứu thì các mẫu thu đợt tháng 3/2012 hàm lượng axit béo no cao

hơn các mẫu thu đợt tháng 4/2013.

Đối với loài Gracilaria gigas có 5 mẫu và hàm lượng axit béo no khá đồng

đều, dao động từ 63,67% (mẫu A16) đến 71,43% (mẫu A9).

Đối với 2 mẫu loài Gracilaria busas-pastoris (mẫu CTX, A5) thuộc nhóm có

hàm lượng axit béo no thấp tương ứng là 66,72% và 60,51%.

Tuy nhiên đối với loài Gracilaria blodgettii, có 02 mẫu T4 thu ngày

25/3/2012 ở Quảng Ninh và mẫu T29 thu ngày 8/11/2011 ở Cát Hải - Hải Phòng,

hàm lượng axit béo no khác nhau đánh kể, hàm lượng lần lượt là 80,75% và 68,7%.

Đối với 3 loài rong Câu còn lại là Gracilaria eucheumoides, Gracilaria

heterocladia, Gracilaria salicornia đều thuộc nhóm có hàm lượng axit béo no cao

trên mức trung bình.

Về các axit béo PUFA: Các mẫu họ rong Câu Gracilariaceae có hàm lượng

axit béo PUFA khá cao, trung bình là 9,81% dao động từ 1,06 đến 49,41%. 50% số

mẫu có hàm lượng PUFA trong khoảng từ 4,9 đến 12,43%. 25% tương ứng 12 mẫu

có hàm lượng PUFA cao (>12,43%) và 25% số mẫu có hàm lượng PUFA thấp

(<4,9%).

Mẫu Gracilaria vermiculophylla thu ở vùng biển Viễn Đông LB Nga, hàm

lượng đạt 49,41%, cao gấp 4 lần trung bình các mẫu của Việt Nam. Một số mẫu rong

Câu Việt Nam cũng có hàm lượng PUFA cao như mẫu A3 loài rong Câu chỉ vàng

hàm lượng PUFA là 22,52% (cũng trong loài này còn có 2 mẫu là T5 và T28, hàm

lượng đạt ≈16%), mẫu A5 loài Gracilaria busas-pastoris, hàm lượng PUFA là

21,33%, mẫu A16 loài Gracilaria gigas hàm lượng là 17,86%.

Về các axit béo HUFA: Nhóm HUFA có hàm lượng từ 0 đến 35,53%, trung

bình là 7,19%. 50% số mẫu có hàm lượng HUFA trong khoảng từ 3,24 đến 9,64%.

Đây là những axit béo nằm trong thành phần các axit béo PUFA và chúng có

hoạt tính sinh học cao đặc biệt. Chúng tôi nhận thấy, chỉ trừ mẫu N15, tất cả các mẫu

đều có chứa các axit béo HUFA, một số mẫu có hàm lượng HUFA cao như mẫu rong

Câu chỉ vàng T28, hàm lượng HUFA là 19,47%, tiếp đến là mẫu A5 hàm lượng

HUFA là 18,76%, mẫu A16 hàm lượng HUFA là 15,51%, mẫu A3 là 14,93%. Mẫu

rong câu TAX của LB Nga có hàm lượng HUFA rất cao, đạt 35,53%.

Các nhóm PUFA và HUFA có thành phần các axit béo đều nằm trong dãy

omega-3 và omega-6. Đặc biệt, trong ba axit béo thuộc nhóm HUFA thì hai trong số

đó là axit béo C20:4n-6 (AA), C20:5n-3 (EPA) là tiền chất của các eicosanoit, còn lại

là axit C22:5n-3 (DPA).

Về các axit béo omega-3: Hàm lượng trung bình thấp, chỉ đạt 1,50%, dao

động từ 0 đến 18,44%. 50% số mẫu có hàm lượng omega-3 trong khoảng từ 0 đến

1,42%.

Trong 47 mẫu nghiên cứu, chỉ có 5 mẫu có hàm lượng axit béo omega-3 khá

cao là mẫu T29 (8,17%), mẫu T13 (4,85%), mẫu T15, A3 (4,64%), mẫu T28

(3,63%). Mẫu rong Câu của LB Nga Gracilaria vermiculophylla hàm lượng axit béo

omega-3 là 2,79%, không khác biệt so với các mẫu rong Câu thu tại Việt Nam.

Các axit béo omega-3, các thành phần có đóng góp chủ yếu là C20:5n-3

(eicosapentaenoic axit viết tắt là EPA) và axit C22:6n-3 (docosahexaenoic axit viết

tắt là DHA). Tuy nhiên, EPA xuất hiện ở nhiều mẫu hơn và có hàm lượng cao hơn,

cá biệt có mẫu T29 hàm lượng EPA là 8,17% tổng axit béo.

Lần đầu tiên phát hiện DHA ở mẫu rong Câu chỉ vàng T27 có hàm lượng là

1,52%.

Về các axit béo omega-6: Hàm lượng omega-6 cao hơn so với các axit

omega-3, trung bình là 8,17%, dao động từ 0,61% đến 46,34% tổng các axit béo.

50% số mẫu có hàm lượng omega-6 trong khoảng 4,39% đến 9,59%.

Mẫu rong Câu Nga (TAX) chứa hàm lượng axit béo omega-6 cao nhất, cao

hơn hàm lượng các axit béo no, đạt 46,34%, cao gấp 5,68 lần so với các mẫu rong

Câu Việt Nam. Trong các mẫu rong Câu Việt Nam thì mẫu A5 có hàm lượng omega-

6 cao nhất, đạt 21,08%.

Đối với các axit béo omega-6, các thành phần có đóng góp chủ yếu là:

C18:2n-6 (LA), C20:3n-6 (GLA), C20:4n-6 (AA), trong đó axit chiếm hàm lượng

cao nhất trong tất cả các mẫu là axit arachidonic C20:4n-6 (AA).

Về các axit béo omega-9: Hàm lượng nhóm omega-9 trung bình đạt 10,39%,

dao động trong khoảng 3,17% đến 19,79% 50% số mẫu có hàm lượng omega-9 trong

khoảng từ 8,04% đến 11,71%.

Thành phần đóng góp chủ yếu vào hàm lượng nhóm omega-9 là axit C18:1n-

9 (axit oleic), trung bình đạt 9,39%.

Về chỉ số PUFA/SFA: Giá trị trung bình đạt 2,45, dao động từ 0 đến 16,12.

50% số mẫu rong Câu có chỉ số PUFA/SFA trong khoảng từ 1,1 đến 2,56. Theo

khuyến cáo của WHO, yêu cầu cho thực phẩm lành là chỉ số PUFA/SFA >0,4 thì có

đến 45/47 mẫu (chiếm 95,7%) đạt yêu cầu, 02 mẫu không đạt là T27 và A22 chỉ số

này chỉ đạt tương ứng là 0,07 và 0,22. Các mẫu có giá trị PUFA/SFA cao là A17

(16,12), T5 (3,54), T21 (3,46), A12 (3,45), A13 (3,08), CTT (2,96), A11 và T18

(2,56).

Về chỉ số n3/n6: Giá trị trung bình đạt 0,176, dao động từ 0 đến 4,64. Theo

khuyến cáo của WHO, thực phẩm có chỉ số n3/n6 >0,1 là tốt cho sức khoẻ con người.

Qua kết quả phân tích cho thấy có 24 mẫu đạt yêu cầu, trong đó có một số mẫu có chỉ

số n3/n6 cao như: T29 (2,17), A3 (2,11), A16 (1,3), T28 (0,93).

Mẫu rong Câu Nga (TAX), chỉ số n3/n6 là 0,06 không đạt yêu cầu theo

khuyến cáo của WHO cho thực phẩm tốt cho sứa khoẻ con người. Tuy nhiên đây là

mẫu có hàm lượng omega-6 rất cao, có thể khai thác các hoạt chất omega 6 mà đặc

biệt là AA (hàm lượng đạt đến 33%).

Các axit béo chưa xác định được: Ngoài các axit béo thuộc các nhóm trên,

trong thành phần axit béo của rong Câu còn có một lượng thấp các axit béo chưa phát

hiện được, đa số là <5% tổng các axit béo.

Nhận xét:

Từ kết quả nghiên cứu về các axit béo của họ rong Câu Gracilariacea chúng

tôi rút ra một số nhận xét như sau:

- Một số mẫu rong Câu Việt Nam có hàm lượng PUFA và HUFA cao là A5

(loài G. busas-pastoris), A3, T28, T5 (loài G. tenuistipitata), A16 (loài G.

gigas).

- Một số mẫu rong Câu có thể tiếp tục nghiên cứu là nguồn thực phẩm có lợi

cho sức khoẻ con người do có chỉ số n3/n6 cao như: T29, A3, A16, T28 và

mẫu có chỉ số PUFA/SFA cao như: A17 (16,12), T5 (3,54), T21 (3,46), A12

(3,45), A13 (3,08).

- Loài rong câu Nga G. vermiculophylla có hàm lượng PUFA và HUFA cao

vượt trội so với các loài rong Câu Việt Nam có thể khai thác các hoạt chất

axit béo không no mạch dài như đặc biệt các omega-6 trong đó giá trị cao

nhất là axit arachidonic.

- Lần đâu tiên phát hiện DHA ở loài rong câu Chỉ vàng G. tenuistipitata (mẫu

T27) có hàm lượng đạt 1,52%.

4.1.2.2. Thành phần và hàm lượng axit béo của các loài thuộc chi Hypnea họ rong

Đông

Thành phần và hàm lượng các nhóm axit béo quan trọng của 10 mẫu thuộc

chi Hypnea (họ rong Đông) được trình bày ở bảng 4.4 dưới đây. Số liệu phân tích

thống kê các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo ở bảng 4.5.

Bảng 4.4. Thành phần và hàm lượng các nhóm axit béo của 10 mẫu thuộc chi Hypnea họ rong Đông

Tên axit béo

Hàm lượng các axit béo của rong Đông Hypnea (% tổng axit béo) N6 N10 N11 T11 N12 N2

Lipit (%) Axit béo no PUFA HUFA Omega-3 Omega-6 Omega-9 AA EPA DHA

N8 N13 MA1 MA4 0,167 0,182 0,164 0,604 0,609 0,126 0,218 0,206 0,644 0,734 53,52 69,31 72,74 78,44 67,16 73,85 71,64 59,02 61,28 68,32 29,13 7,31 6,95 5,55 5,98 6,29 3,88 12,06 9,59 3,92 3,5 1,57 1,57 10,61 5,95 2,05 22,35 4,03 3,86 4,72 6,78 2,36 3,97 1,55 2,77 3,31 2,50 5,94 1,80 0 22,35 4,95 2,59 4,00 2,97 2,98 1,38 5,72 7,79 3,92 0,62 14,93 10,22 9,87 10,27 7,44 10,99 16,60 14,57 13,65 4,67 4,15 2,05 22,35 0,33 0,10 3,17 0,82 0,84 1,55 1,20 2,61

1,57 5,94 1,80

1,07

Bảng 4.5. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo của

chi Hypnea họ rong Đông.

SFA

PUFA HUFA

n-3

n-6

n-9

n3/n6

PUFA/ SFA

Trung bình Min Q1 Trung Vị Q3 Max

67.53 53.52 62.75 68.82 72.47 78.44

9.07 3.88 5.66 6.62 9.02 29.13

6.02 1.57 2.41 3.95 5.64 22.35

3.10 0.00 1.94 2.64 3.81 6.78

5.87 1.38 2.97 3.96 5.53 22.35

10.92 0.62 9.96 10.63 14.34 16.60

5.47 1.21 3.36 4.92 6.38 13.97

1.25 0.00 0.00 0.44 1.33 5.55

Qua kết quả phân tích đã phát hiện 48 axit béo có mạch các bon từ C12 – C25.

Khác với chi Gracilaria thuộc họ rong Câu, thành phần axit béo của các mẫu thuộc

chi Hypnea thuộc họ rong Đông (Hypneaceae) có sự khác biệt rõ rệt giữa các loài

thậm chí cả trong quần chủng loài như các mẫu N6, N10 và N11 của loài H.

flagelliformis hoặc ở các mẫu N12 và T11 của loài H. japonica.

Phân tích về hàm lượng các nhóm axit béo SFA, PUFA, HUFA, omega-3,

omega-6, omega-9 và các chỉ số FUFA/SFA, n3/n6 như sau:

Các axit béo no SFA: chiếm hàm lượng cao, trung bình là 67,53%, dao động

từ 53,52% đến 78,44%. 50% tương ứng 5 mẫu có hàm lượng SFA nằm trong khoảng

62,75% đến 72,47%.

Một số axit béo no có mặt ở tất cả các mẫu rong Đông và chiếm hàm lượng

chủ yếu trong thành phần lipit như: C16:0 (43,08% đến 69,56%), tiếp đó là C14:0

(4,23% đến 11,81%), C18:0 (1,28% đến 7,76%), C15:0 (1,02 đến 1,63%). Một số

axit béo no chỉ có mặt ở một số mẫu như C12:0, C13:0, C17:0, C20:0, C21:0, C22:0,

C24:0, C25:0 và hàm lượng chỉ đạt <1% so với tổng axit béo.

Các axit béo PUFA: Hàm lượng PUFA của họ rong Đông tương đương với

họ rong Câu. Hàm lượng PUFA trung bình đạt 9,07%, dao động từ 3,88% đến

29,13%. 50% số mẫu có hàm lượng PUFA nằm trong khoảng 5,66% đến 9,02%.

Mẫu rong Đông có hàm lượng PUFA cao nhất là N6 (29,13%) cao hơn mẫu

mẫu A3 là mẫu có hàm lượng cao nhất thuộc họ rong Câu thu ở Việt Nam.

Các axit béo HUFA: Hàm lượng HUFA của họ rong Đông thấp hơn họ rong

Câu. Hàm lượng trung bình là 6,02%, doa động từ 1,57% đến 22,35%. 50% số mẫu

nằm trong khoảng từ 2,41% đến 5,64%.

2 mẫu đạt hàm lượng HUFA cao nhất là N6, loài Hypnea flagelliformis hàm

lượng đạt 22,35% và mẫu N13, loài Hypnea pannosa hàm lượng đạt 10,61%. Các

axit béo đóng góp hàm lượng lớn trong thành phần của HUFA chủ yếu là EPA, AA.

Các axit béo omega-3: Hàm lượng omega-3 của họ rong Đông cao hơn họ

rong Câu xong hàm lượng vận thấp, đạt trung bình là 3,1%, dao động từ 0 đến

6,78%. 50% số mẫu nằm trong khoảng từ 1,94% đến 3,81%.

Kết quả phân tích đã phát hiện 10 loại omega-3 với hàm lượng từ 1,55% đến

6,78% tổng axit béo, 01 mẫu không có axit béo omega-3 là mẫu MA4. Trong các axit

omega-3 đã phát hiện một số axit béo mạch dài có hoạt tính sinh học cao và rất được

quan tâm ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm và dinh dưỡng như DHA (axit

docosahexaenoic, C22:6n-3) và EPA (axit eicosapentaenoic C20:5n-3). EPA có 5/10

mẫu xuất hiện với hàm lượng từ 0,84% đến 5,94%, cao nhất là mẫu N11 (5,94%), mà

chúng tôi ít gặp ngay cả trong các sinh vật biển khác. Các axit omega-3 khác chỉ xuất

hiện ở một hoặc hai mẫu với hàm lượng rất thấp <1% lipit tổng.

Tiếp tục phát hiện 02 mẫu có DHA là N2 và N11 với hàm lượng tương ứng

là 1,07% và 2,61%.

Các axit béo omega-6: Hàm lượng omega-6 của họ rong Đông thấp hơn họ

rong Câu, đạt giá trị trung bình là 5,87%, dao động từ 1,38% đến 22,35%. 50% số

mẫu nằm trong khoảng từ 2,97% đến 5,53%.

Chúng tôi đã phát hiện 7 axit béo omega-6 từ C18 - C23, trong đó hai axit béo

omega-6 xuất hiện nhiều nhất ở các mẫu là: C18:2n-6 (LA) có mặt ở 9/10 mẫu

nghiên cứu với hàm lượng từ 0,92% đến 3,64%; C20:4n-6 (AA) có mặt 8/10 mẫu với

hàm lượng rất khác biệt giữa các loài từ 0,1 ( mẫu N1) đến 22,35% (mẫu N6, loài

Hypnea flagelliformis thu ở đảo Cồn Cỏ - Quảng Trị). Đáng chú ý là trong khi đó,

hàm lượng AA ở các mẫu cùng loài với N6 là N10 (thu ở ven biển Lăng Cô – Huế)

và N11 (thu ở đảo Hòn La – Quảng Bình) chỉ đạt 0,33 và 0,1%. Phải chăng đây là

hiện tượng “biến dị sinh hoá học” ở mẫu N6. Cần có các nghiên cứu sâu hơn về loài

Hypnea flagelliformis vì hàm lượng AA cao của nó cũng như để giải thích điểm bất

thường này.

Các axit omega-9: Hàm lượng các axit omega-9 đạt trung bình 10,92%, dao

động từ 0,62% đến 16,6%. 50% số mẫu nằm trong khoảng từ 9,96% đến 14,34%.

Tương tự như họ rong Câu, thành phần đóng góp chủ yếu vào hàm lượng

nhóm omega-9 là C18:1n-9 (axit oleic), hàm lượng trung bình đạt 10,83%.

Về chỉ số PUFA/SFA: Giá trị trung bình là 5,47, dao động từ 1,21 đến

13,97. 50% số mẫu nằm trong khoảng từ 3,36 đến 6,38.

So sánh với các mẫu thuộc họ rong Câu, họ rong Đông có giá trị PUFA/SFA

cao gấp hơn 2 lần. Cả 10 mẫu rong Đông đều đạt giá trị >0,4, trong đó mẫu thấp nhất

cũng cao gấp 3 lần yêu cầu về thực phẩm lành. Các mẫu có giá trị PUFA/SFA cao là

N6 (13,97), N10 (7,89), N11 (6,48), N2 (6,09).

Về chỉ số n3/n6: Giá trị trung bình đạt 1,25, dao động từ 0 đến 5,55. 50% số

mẫu nằm trong khoảng từ 0 đến 1,33.

Có 4 mẫu không có axit omega-3 nên chỉ số này bằng 0 là T11, N11, MA1

và MA4. 6 mẫu còn lại chỉ số n3/n6 đều cao hơn 0,1 trong đó có một số mẫu có giá

trị rất cao là N6 (5,55), N10 (3,7), N12 (1,48).

Nhận xét:

Từ kết quả nghiên cứu về các axit béo của chi Hynea họ rong Đông chúng tôi

rút ra một số nhận xét như sau:

- Mẫu cần đặc biệt chú ý để tiếp tục nghiên cứu sâu cho các ứng dụng về trong

thực phẩm và y dược là N6 (loài Hynea flagelliformis thu ở đảo Cồn Cỏ -

Quảng Trị) với các chỉ số về chất lượng lipit cao nhất như: PUFA (29,13%),

HUFA (22,35%), PUFA/SFA (13,97), n3/n6 (5,5).

- Cùng với 1 mẫu thuộc họ rong Câu, tiếp tục phát hiện DHA ở 2 mẫu rong

Đông: N2 (loài Hypnea japonica), hàm lượng đạt 1,07% và N11 (loài

Hypnea flagelliformis thu ở đảo Hòn La – Quảng Bình) hàm lượng là 2,61%.

4.1.2.3. Thành phần và hàm lượng axit béo của 12 mẫu thuộc 7 họ rong Đỏ còn lại

Kết quả phân tích 12 mẫu thuộc 7 họ rong Đỏ còn lại là Ceramiaceae (các

mẫu N5, CC2, MA2, T12), Bangiaceae (các mẫu N4, N7), Hylamaniaceae (các mẫu

T2, N9), Bonnemaisoniaceae (mẫu N1), Phyllophoraceae (mẫu CC1),

Rhodymeniaceae (mẫu N3), Halymeniaceae (mẫu CC4) thể hiện ở phụ lục 1. Số liệu

phân tích thống kê các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo ở

bảng 4.6.

Bảng 4.6. Giá trị các tham số đo lường xu hướng tập trung về các chỉ số axit béo của

12 mẫu thuộc 7 họ còn lại.

SFA

PUFA HUFA

n-3

n-6

n-9

n3/n6

PUFA/ SFA

65.05 40.18 61.67 66.66 73.44 76.92

13.47 3.35 7.51 12.01 15.78 36.12

9.48 0.00 2.88 7.60 11.67 30.80

3.84 0.00 0.55 1.13 3.17 17.67

9.60 2.10 4.06 9.38 12.72 18.89

10.47 6.06 7.97 10.00 13.21 15.37

0.24 0.04 0.11 0.17 0.28 0.90

0.54 0.00 0.04 0.16 0.69 2.44

Trung bình Min Q1 Trung vị Q3 Max

Từ kết quả phân tích, chúng tôi đã xác định được 47 axit béo có mạch các

bon từ C12 đến C24. Phân tích về các nhóm axit béo SFA, PUFA, HUFA, omega-3,

omega-6, omega-9 và các chỉ số FUFA/SFA, n3/n6 như sau:

Về các axit béo no (SFA): Hàm lượng SFA trung bình là 65,05%, dao động

từ 40,18% đến 76,92%.

Các mẫu thuộc họ Ceramiaceae có hàm lượng axit béo no từ 53,39% đến

73,72%, thấp nhất là mẫu CC2, cao nhất là mẫu T12. Các mẫu N4 và N7 thuộc họ

Bangiaceae có hàm lượng axit béo no cao, giá trị lần lượt là 73,35% đến 76,92%. Họ

Hylamaniaceae có hai mẫu cùng loài (T2, N9, loài Grateluopia lithophila) tuy nhiên

hàm lượng axit béo no rất khác biệt nhau, giá trị lần lượt là 61,63 và 40,18%. Yếu tố

gây nên sự khác biệt này sẽ được phân tích ở phần kết quả tiếp theo. Bốn mẫu còn lại

(N1, CC1, N3 CC4) thuộc 4 họ rong Đỏ Bonnemaisoniaceae, Phyllophoraceae,

Rhodymeniaceae, Halymeniaceae có hàm lượng axit béo no cao, lần lượt là 74,5%,

61,06%, 68,43% và 62,62%.

Mức độ đóng góp vào hàm lượng axit béo no của 12 mẫu này tính từ cao

xuống thấp là các axit C16:0 (32,69% đến 68,86%, trung bình là 52,63%), C14:0 (0

đến 12,13%, trung bình là 6,61%). Ngoài ra còn có một số axit béo no khác được tìm

thấy như C18:0, C15:0, 19:0, C20:0, C22:0 nhưng chúng có hàm lượng rất thấp <3%.

Cá biệt có một số mẫu có hàm lượng C22:0 cao như N3 (11,32%), N7 (4,32%), N5

(3,34%).

Về các axit PUFA và HUFA:

Hàm lượng PUFA trung bình là 13,47%, dao động từ 3,35% đến 36,12%.

50% số mẫu trong khoảng 7,51% đến 12,78%.

Hàm lượng HUFA trung bình là 9,48%, dao động từ 0 đến 30,8%. 50% số

mẫu nằm trong khoảng từ 2,88% đến 11,67%.

Chúng tôi đã phát hiện 19 axit PUFA trong đó có 9 axit HUFA từ 12 mẫu

rong Đỏ trên. Một số mẫu có hàm lượng PUFA và HUFA cao là N9 (hàm lượng

tương ứng là 34,04% và 30,8% tổng axit béo), mẫu CC1 (hàm lượng là 21,55% và

19,02%), mẫu T2 (hàm lượng là 19,38% và 17,11%). Đóng vai trò quan trọng trong

các nhóm axit béo có hoạt tính sinh học cao này là các axit béo thuộc họ omega-3 và

omega-6 mà điển hình là EPA, DHA và AA.

Về axit omega-3: Đã phát hiện 9 axit omega-3 mạch cac bon từ C18 đến C22

có hàm lượng trung bình là 3,84%, dao động từ 0 đến 17,67%. Đa số các mẫu có hàm

lượng thấp từ 0,55% đến 3,17% (6 mẫu, chiếm 50%).

Tuy nhiên chỉ có 3 mẫu có hàm lượng omega-3 cao là mẫu N9 (loài

Grateloupia lithophila) là 17,67%, mẫu CC1 (loài Gymnogongrus flabellifotmis) là

13,47%, mẫu N4 (loài Liagora sp1.) là 8,16%. Axit béo thuộc nhóm omega-3 quan

trọng nhất là EPA (C20:5n-3). Hàm lượng axit béo này trong 3 loài rong Đỏ (mẫu

N9, CC1, N4) cao hơn cả trong các loài san hô hay cá biển đã công bố [12,16]. Ngoài

ra có 5 mẫu hàm lượng omega-3 thấp từ 0,65 đến 1,25% và 4 mẫu không có axit béo

omega-3.

Chúng tôi cũng phát hiện 2 mẫu rong Đỏ có chứa DHA là mẫu N4, loài

Liagora sp1., hàm lượng đạt 1,82% và mẫu T2, loài Grateloupia lithophila Boerg.,

hàm lượng đạt 0,6% tổng axit béo. Cùng với 1 mẫu của họ Gracilariaceae và 2 mẫu

của họ Hypneaceae, đây là lần đầu tiên DHA được phát hiện trong các loài rong Đỏ.

Về axit omega-6: Đã phát hiện 10 axit omega-3 mạch cac bon từ C18 đến C23

có hàm lượng trung bình là 9,6%%, dao động từ 2,1% đến 18,89%. 50% số mẫu có

hàm lượng trong khoảng từ 4,06% đến 12,72%.

Tương tự như các họ rong Đỏ khác, hàm lượng các axit omega-6 cao hơn các

axit omega-3. Đóng vai trò quan trọng nhất trong nhóm các axit omega-6 là AA

(C20:4n-6), xuất hiện ở 11/12 mẫu. Mẫu T2 và N9 (loài Grateloupia lithophila), có

hàm lượng AA rất cao đạt lần lượt là 16,1% là 14,45%.

Về axit omega-9: Hàm lượng trung bình là 10,47%, dao động từ 6,06% đến

15,37%. 50% số mẫu nằm trong khoảng từ 7,97% đến 13,21%.

Thành phần đóng góp chủ yếu vào hàm lượng nhóm omega-9 là axit C18:1n-

9 (axit oleic), trung bình đạt 9,72%.

Về chỉ số PUFA/SFA: Giá trị của chỉ số này thấp hơn nhiều so với hai họ

rong Câu và rong Đông, trung bình là 0,24, dao động từ 0,04 đến 0,9.

Theo khuyến cáo của WHO về yêu cầu cho thực phẩm lành theo chỉ số

PUFA/SFA trong 7 họ còn lại thì: họ Ceraminaceae (4 mẫu có giá trị từ 0,06 đến

2,27) đều không đạt (<0,4); họ Bangiaceae (2 mẫu N4, N7 giá trị là 0,16 và 0,04)

không đạt; họ Hylamaniaceae có 2 mẫu của cùng loài Grateloupia lithophila là T2

(0,33) không đạt, nhưng mẫu N9 có giá trị khá cao (0,90) đạt yêu cầu, 4 họ còn lại là

Bonnemaisoniaceae (mẫu N1), Phyllophoraceae (mẫu CC1), Rhodymeniaceae (mẫu

N3), Halymeniaceae (mẫu CC4) có giá trị lần lượt là 0,07, 0,35, 0,16, 0,2 đều không

đạt yêu cầu.

Về chỉ số n3/n6: Giá trị trung bình là 0,54, dao động từ 0 đến 2,44. Trong 12

mẫu có 50% số mẫu đạt mức >0,1 là: N4 (2,44), CC1 (1,67), N9 (0,97), N7 (0,6),

T12 (0,35) là mẫu duy nhất của họ Ceraminaceae đạt mức >0,1, N1 (0,24).

Nhận xét:

Từ kết quả nghiên cứu về các axit béo của 12 mẫu thuộc 7 họ rong Đỏ còn

lại chúng tôi rút ra một số nhận xét như sau:

- Mẫu cần đặc biệt chú ý để tiếp tục nghiên cứu sâu cho các ứng dụng về trong

thực phẩm và y dược là N9 (loài Grateloupia lithophila thu ở Cồn Cỏ -

Quảng Trị) với các chỉ số về chất lượng lipit cao như: PUFA (36,12%) và

HUFA (30,8%), cao nhất trong các mẫu của Việt Nam, các chỉ số

PUFA/SFA (0,9), n3/n6 (0,9) đạt yêu cầu về thực phẩm lành và tốt cho sức

khoẻ theo khuyến cáo của WHO. Ngoài ra còn một số mẫu đáng quan tâm

như CC1 do có hàm lượng PUFA và HUFA cao

- Phát hiện thêm 2 mẫu có chứa DHA là mẫu N4 (loài Liagora sp1.) có hàm

lượng đạt 1,82% và mẫu T2 (loài Grateloupia lithophila) có hàm lượng đạt

0,6%.

4.1.2.4. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích luỹ lipit và hình thành các axit

béo của rong Đỏ

Lipit và axit béo là lớp các hợp chất thiên nhiên có thành phần và cấu trúc rất

đa dạng. Bởi vậy sự hình thành và tích luỹ chúng trong các loài rong Đỏ phụ thuộc

vào nhiều yếu tố như bản chất bộ gen của loài (bao gồm cả trường hợp có biến dị

sinh học trong quần thể loài), môi trường sống (vùng địa lí, nhiệt độ, độ mặn của

nước biển, độ sâu mà rong phân bố, độ dinh dưỡng…) và thời điểm thu mẫu. Hiểu

biết về vấn đề này sẽ giúp định hướng chọn giống, vùng nuôi trồng, chế độ chăm sóc

và thời điểm thu hoạch thích hợp đảm bảo hàm lượng hoạt chất cao và ổn định.

Các mẫu rong đỏ thu thập được có tính đa dạng cao. Tính đa dạng của các

mẫu thể hiện ở những điểm sau:

- Đa dạng về loài: 69 mẫu rong đỏ biển đại diện cho 25 loài thuộc 9 họ khác

nhau của ngành rong đỏ VN. Thêm vào đó chúng tôi có mẫu rong đỏ của

Nga, đại diện cho một loài rong đỏ có nguồn gốc ở vùng biển lạnh phía bắc

Thái Bình Dương.

- Đa dạng về địa lý, từ Bắc vào Nam: Các mẫu được thu ở 8 tỉnh từ Quảng

Ninh đến Bình Thuận.

- Đa dạng về môi trường sinh thái: Các mẫu được thu ở một số vùng sinh thái

tiêu biểu như khu vực Cồn Cỏ - Quảng Trị, Phù Long - Hải Phòng, Lăng Cô

- Huế, Đầm Thị Nại - Bình Định, Giao Xuân - Nam Định, Yên Hưng -

Quảng Ninh…

- Đa dạng về điều kiện sinh trưởng: Sống hoang dại - nuôi trồng trong tự

nhiên, nuôi trồng trong phòng thí nghiệm.

Tính đa dạng đó của các mẫu cho phép chúng tôi tiến hành phân tích và đúc

kết một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy lipit và thành phần của chúng.

• Đúc kết các yếu tố ảnh hưởng trên cơ sở số liệu của các mẫu rong Đỏ thu tại

đảo Cồn Cỏ - Quảng Trị.

Cồn Cỏ - Quảng Trị đặc trưng của vùng biển miền Trung có khí hậu chủ yếu

là nắng, nóng trong năm. Đây là vùng biển rất phong phú về số lượng các họ rong Đỏ

(8/9 họ được nghiên cứu). Kết quả được trình bầy ở bảng 4.7 dưới đây.

Về tích luỹ lipit tổng, có 8 mẫu thuộc nhóm có hàm lượng lipit tổng đạt mức

trung bình và thấp (trong đó 5 mẫu thuộc nhóm I, 3 mẫu thuộc nhóm II), chỉ có 3

mẫu thuộc nhóm III, không có mẫu nào thuộc nhóm IV.

Luận án Tiến sỹ Hóa học: Nghiên cứu sàng lọc, phân lập và nhận dạng các hoạt chất axit béo, axit arachidonic và prostaglandin từ rong đỏ biển

LÊ TẤT THÀNH

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

HÀ NỘI – 2016

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***…………

LÊ TẤT THÀNH 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

Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên

Mã số: 62 44 01 17

Người hướng dẫn khoa học:

1. GS.TS. Phạm Quốc Long

2. TSKH. Andrey B. Imbs.

Hà Nội – 2016

MỤC LỤC

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

ω 1

28

ω 1

29

STT

STT

STT

Lipit tổng (% khối lượng tươi)

Lipit tổng (% khối lượng tươi)

Ký hiệu mẫu

Ký hiệu mẫu

Họ Gracilariaceae

Lipit tổng (% khối lượng tươi) 0,167 0,182 0,164 0,218 0,206 0,644 0,734

Ký hiệu mẫu 52 N6 53 N10 54 N11 55 N8 N13 56 57 MA1 58 MA4

Họ Ceramiaceae

Họ Bangiaceae

Họ Hylamaniaceae

Họ Phyllophoraceae

0,347 0,177 0,204 0,282 0,219 0,241 0,187 0,318 0,240 0,221 0,185 0,336 0,154 0,264 0,232 0,197 0,300 0,261 Họ Bonnemaisoniaceae 0,423 0,253 1,390 0,368

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

A13 A14 A17 A18 A19 A20 A23 CTT A8 A9 A15 A16 A22 T13 CTX A5 T4 T29 T10 T30 TAX HN-N

Họ Hypneaceae

Họ Rhodymeniaceae

Họ Halymeniaceae

- Thời điểm thu hoạch có ảnh hưởng đến hàm lượng lipit tổng, trong đó các

SFA

PUFA HUFA

n-3

n-6

n-9

n3/n6

PUFA/ SFA

Trung bình Min Q1 Trung Vị Q3 Max

Tên axit béo

Hàm lượng các axit béo của rong Đông Hypnea (% tổng axit béo) N6 N10 N11 T11 N12 N2

SFA

PUFA HUFA

n-3

n-6

n-9

n3/n6

PUFA/ SFA

Trung bình Min Q1 Trung Vị Q3 Max

SFA

PUFA HUFA

n-3

n-6

n-9

n3/n6

PUFA/ SFA

Trung bình Min Q1 Trung vị Q3 Max

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo