Alginate là một trong những hợp chất hydrocolloid (dịch keo) có ứng dụng rộng rãi
trong rất nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là các ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm
và dược phẩm. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu trên thế giới cho thấy các
alginate trọng lượng phân tử thấp thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quý như hoạt tính chống
oxy hóa, kháng viêm, khả năng chống dị ứng, kháng khuẩn, chống béo phì, kháng ung thư,
ngăn ngừa các bệnh tăng huyết áp, giảm cholesteron và giảm lượng đường trong máu,
Alginate không có hoạt tính chống đông tụ máu, tuy nhiên alginate sulfate (alginate
được sulfate hóa) thì có khả năng tương thích cao với máu bởi vì cấu trúc của nó cũng
tương tự như cấu trúc của heparin và hoạt tính chống đông máu của nó đã được thế giới
nghiên cứu. Alginate có hàm lượng sulfur khoảng 10 % (w/w) được dùng làm chất kết
dính đặc hiệu và điều khiển tạo ra các chất kháng đông do kết hợp với protein. Tuy nhiên,
hoạt tính chống đông máu của alginate sulfate phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, tỷ lệ
M/G, trình tự sắp xếp các uronic, loài rong, hàm lượng sulfur, . Chính vì vậy, các
alginate sulfate trọng lượng phân tử thấp đã và đang mở ra tiềm năng ứng dụng mạnh mẽ
trong các ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng.
Luận án “Nghiên cứu điều chế alginate khối lượng phân tử thấp dùng làm thực phẩm
chức năng hỗ trợ phòng chống đông máu” từ nguồn nguyên liệu rong mơ sau khi rong
được chiết fucoidan là yêu cầu hết sức cần thiết, nhằm tăng cường khai thác và sử dụng
hiệu quả nguồn lợi rong mơ, hoàn chỉnh thêm những nghiên cứu về alginate của rong mơ
Việt Nam theo định hướng tìm kiếm, phát hiện hoạt tính chống đông máu của nó. Từ đó
khơi mở các nghiên cứu ứng dụng alginate khối lượng phân tử thấp vào lĩnh vực sản xuất
thực phẩm chức năng hỗ trợ tích cực chăm sóc sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế xã
hội trong tương lai.
37 trang |
Chia sẻ: thientruc20 | Lượt xem: 742 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Nghiên cứu điều chế alginate khối lượng phân tử thấp dùng làm thực phẩm chức năng hỗ trợ phòng chống đông máu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
NGUYỄN VĂN THÀNH
NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN
TỬ THẤP DÙNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG HỖ TRỢ
PHÒNG CHỐNG ĐÔNG MÁU
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản
Mã số : 9540105
KHÁNH HÒA - 2019
ii
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Nha Trang
Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Vũ Ngọc Bội
2. PGS. TS. Trần Thị Thanh Vân
Phản biện 1: PGS.TS. Ngô Đăng Nghĩa
Phản biện 2: PGS.TS. Ngô Đại Nghiệp
Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Hữu Đại
Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại Trường
Đại học Nha Trang vào hồi....giờ, ngàythángnăm 2019
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia
Thư viện Trường Đại học Nha Trang
iii
TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Đề tài luận án: Nghiên cứu điều chế alginate khối lượng phân tử thấp dùng làm thực
phẩm chức năng hỗ trợ phòng chống đông máu.
Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thủy sản Mã số: 9540105
Nghiên cứu sinh: Nguyễn Văn Thành Khóa: 2012
Người hướng dẫn: 1. PGS. TS. Vũ Ngọc Bội
2. PGS. TS. Trần Thị Thanh Vân
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Nha Trang
Nội dung:
Luận án đã thu được một số kết quả mới bổ sung vào lĩnh vực nghiên cứu, sản xuất
alginate và alginate khối lượng phân tử thấp từ rong mơ:
1) Luận án đã xác định được 3 loài rong mơ S. mcclurei, S. polycystum và T. ornata
có hàm lượng fucoidan cao nhất khi thu hoạch vào các tháng 4 và tháng 5. Ngoài ra, 2
loài rong nâu S. mcclurei và T. ornata có hàm lượng alginate đạt cao nhất khi thu hoạch
vào tháng 4 và loài S. polycystum có hàm lượng alginate đạt cao nhất khi thu hoạch vào
tháng 5. Trong số 3 loài rong đã nghiên cứu thì T. ornata là loài thích hợp dùng làm
nguyên liệu cho quá trình sản xuất đồng thời cả fucoidan và alginate.
2) Luận án đã xác định được điều kiện tối ưu cho quá trình nấu chiết sodium
alginate có độ nhớt cao từ rong mơ T. ornata: dung dịch nấu chiết có pH thích hợp là
11 (điều chỉnh bằng Na2CO3), nhiệt độ nấu chiết thích hợp là 59oC và thời gian nấu
chiết là 1,5 giờ, nồng độ ethanol thích hợp để kết tủa sodium alginate từ dịch chiết là
70%. Sodium alginate sản xuất từ rong mơ T. ornata có độ tinh sạch cao, có tỷ lệ M/G
là 1,06 và có khối lượng phân tử trung bình 648,32 kDal, độ polymer hóa phân tử trung
bình là 1037, chỉ số đa phân tán là 3,56 với hiệu suất nấu chiết đạt 87,93%. Sản phẩm
sodium alginate sản xuất theo quy trình đạt tiêu chuẩn cảm quan, hóa học và vi sinh vật
theo quy định hiện hành của Bộ Y tế.
3) Luận án đã điều chế được sodium alginate khối lượng phân tử thấp bằng
phương pháp thủy phân bằng acid. Sản phẩm sodium alginate khối lượng phân tử thấp
thu được bao gồm sodium guluronate chiếm 49,17 ± 1,21%, sodium mannuronate chiếm
38,13 ± 1,16% và sodium guluronate - mannuronate chiếm 3,96 ± 1,08%. Sodium
guluronate và sodium mannuronate thu được đều có độ tinh sạch cao, có khối lượng
iv
phân tử trung bình tương ứng là 21,661 kDa và 33,759 kDa, độ polymer hóa phân tử
trung bình tương ứng là 89 và 128, chỉ số đa phân tán tương ứng là 1,38 và 1,49.
4) Luận án đã xác định được các điều kiện thích hợp cho quá trình điều chế SGS
như sau: các điều kiện của phản ứng điều chế tác nhân sulfate hóa là: tỷ lệ
NaHSO3/NaNO2 là 4,25/1 mol/g, nhiệt độ phản ứng 90oC và thời gian phản ứng 90 phút;
các điều kiện của quá trình tổng hợp SGS là: pH = 9, tỷ lệ nồng độ tác nhân sulfate
hóa/sodium guluronate là 2/198 mol/g, nhiệt độ phản ứng là 40oC và thời gian phản
ứng tổng hợp là 4 giờ. Từ đó, xây dựng được quy trình sản xuất SGS từ sodium alginate
của rong nâu T. ornata. Chế phẩm SGS sản xuất theo quy trình có độ tinh sạch cao, có
khối lượng phân tử trung bình 25,408 kDa, độ polymer hóa phân tử trung bình là 107,
chỉ số đa phân tán là 1,35.
5) Kết quả đánh giá hoạt tính chống đông máu của SGS cho thấy hoạt tính chống
đông máu phụ thuộc vào khối lượng phân tử trung bình và nồng độ của SGS. Chế phẩm
SGS có tác dụng kéo dài thời gian đông máu nội sinh (APTT) và thời gian đông máu
chung (TT), nhưng tác dụng kéo dài thời gian đông máu ngoại sinh (PT) không đáng kể.
Bên cạnh đó, SGS không độc đối với chuột thí nghiệm. Do vậy, SGS có thể sử dụng làm
nguyên liệu để sản xuất thực phẩm chức năng hỗ trợ phòng chống đông máu ở người.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU SINH
PGS. TS. Vũ Ngọc Bội PGS. TS. Trần Thị Thanh Vân Nguyễn Văn Thành
v
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Nguyễn Văn Thành, Vũ Ngọc Bội, Trần Thị Thanh Vân và Nguyễn Đình Thuất
(2017), “Tối ưu hóa các điều kiện phản ứng tổng hợp polyguluronat sulfat”, Tạp chí
Khoa học – Công nghệ Thủy sản, số 1/2017, Trường Đại học Nha Trang, trang 82-90.
2. Nguyễn Văn Thành, Bùi Văn Nguyên, Nguyễn Đình Thuất, Trần Thị Thanh
Vân và Vũ Ngọc Bội (2017), “Tối ưu hóa quá trình nấu chiết alginate từ bã rong nâu
Turbinaria ornata (TURNER) J. AGARDH”, Tạp chí Đại học Cần Thơ, 49B, Trường
Đại học Cần Thơ, trang 116-121.
3. Nguyễn Văn Thành, Đỗ Thị Thanh Xuân, Ngô Văn Quang, Vũ Ngọc Bội, Bùi
Minh Lý, Trần Thị Thanh Vân và Thành Thị Thu Thủy (2014), “Cấu trúc và hoạt tính
kháng vi sinh vật kiểm định của alginate từ rong nâu Turbinaria ornata”, Tạp chí Hóa
học, T.52 (6A), Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trang 149-152.
4. Đỗ Thị Thanh Xuân, Nguyễn Văn Thành, Đặng Vũ Lương, Bùi Minh Lý,
Trần Thị Thanh Vân và Thành Thị Thu Thủy (2014), “Nghiên cứu phân lập và cấu trúc
hóa học của alginate và phân đoạn của chúng từ rong nâu Turbinaria ornata (TURNER)
J. AGARDH”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 52(5A), Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam, trang 35-41.
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Luận án
Alginate là một trong những hợp chất hydrocolloid (dịch keo) có ứng dụng rộng rãi
trong rất nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là các ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm
và dược phẩm. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu trên thế giới cho thấy các
alginate trọng lượng phân tử thấp thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quý như hoạt tính chống
oxy hóa, kháng viêm, khả năng chống dị ứng, kháng khuẩn, chống béo phì, kháng ung thư,
ngăn ngừa các bệnh tăng huyết áp, giảm cholesteron và giảm lượng đường trong máu,
Alginate không có hoạt tính chống đông tụ máu, tuy nhiên alginate sulfate (alginate
được sulfate hóa) thì có khả năng tương thích cao với máu bởi vì cấu trúc của nó cũng
tương tự như cấu trúc của heparin và hoạt tính chống đông máu của nó đã được thế giới
nghiên cứu. Alginate có hàm lượng sulfur khoảng 10 % (w/w) được dùng làm chất kết
dính đặc hiệu và điều khiển tạo ra các chất kháng đông do kết hợp với protein. Tuy nhiên,
hoạt tính chống đông máu của alginate sulfate phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, tỷ lệ
M/G, trình tự sắp xếp các uronic, loài rong, hàm lượng sulfur, . Chính vì vậy, các
alginate sulfate trọng lượng phân tử thấp đã và đang mở ra tiềm năng ứng dụng mạnh mẽ
trong các ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng.
Luận án “Nghiên cứu điều chế alginate khối lượng phân tử thấp dùng làm thực phẩm
chức năng hỗ trợ phòng chống đông máu” từ nguồn nguyên liệu rong mơ sau khi rong
được chiết fucoidan là yêu cầu hết sức cần thiết, nhằm tăng cường khai thác và sử dụng
hiệu quả nguồn lợi rong mơ, hoàn chỉnh thêm những nghiên cứu về alginate của rong mơ
Việt Nam theo định hướng tìm kiếm, phát hiện hoạt tính chống đông máu của nó. Từ đó
khơi mở các nghiên cứu ứng dụng alginate khối lượng phân tử thấp vào lĩnh vực sản xuất
thực phẩm chức năng hỗ trợ tích cực chăm sóc sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế xã
hội trong tương lai.
2. Mục đích của Luận án
Điều chế được alginate khối lượng phân tử thấp từ rong nâu thu mẫu tại vịnh Nha
Trang, có hoạt tính chống đông máu dùng làm nguyên liệu để sản xuất thực phẩm chức năng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu: Alginate từ rong mơ thu tại vùng biển Nha Trang, tỉnh
Khánh Hòa.
2
3.2. Phạm vi nghiên cứu
(1) Nghiên cứu sàng lọc nguồn nguyên liệu rong nâu thích hợp dùng cho sản xuất
fucoidan và alginate; (2) Nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn nấu chiết alginate từ rong nâu
và đánh giá chất lượng alginate đã sản xuất; (3) Nghiên cứu điều chế alginate khối lượng
phân tử thấp và xác định các đặc tính của alginate khối lượng phân tử thấp; (4) Nghiên cứu
quy trình sản xuất sodium guluronate sulfate (SGS) từ alginate của rong nâu T. ornata và
đánh giá các đặc tính của SGS; (5) Đánh giá in vitro hoạt tính chống đông máu và đánh giá
độc tính của SGS dùng làm nguyên liệu để sản xuất thực phẩm chức năng.
4. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại: Phân tích hàm lượng các nguyên tố kim
loại nặng Hg, As, Cd và Pb bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - lò graphite
- chất cải biến hóa học (CM-GF-AAS); Xác định khối lượng phân tử trung bình của alginate
bằng phương pháp sắc ký thẩm thấu gel (Gel Permeation Chromatography - GPC) tại
Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh; Xác định
hàm lượng sulfate theo phương pháp sulfate bari nephtlometry (dùng ánh sáng phản chiếu
để đo mật độ các hạt trong chất lỏng); Các phương pháp xác định cấu trúc của alginate:
xác định phổ hồng ngoại (IR) bằng máy FT-IR Brucker và phổ cộng hưởng từ hạt nhân
(NMR) được đo ở nhiệt độ 70 ºC với dung môi D2O trên máy Brucker AVANCE 500 MHz
tại Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; ... Đồng thời, luận
án cũng sử dụng phương pháp toán học trong tối ưu hóa quá trình thí nghiệm và xử lý thống
kê dữ liệu thu thập nhằm đảm bảo kết quả thí nghiệm có độ tin cậy cao.
5. Kết cấu của luận án
Luận án bao gồm 148 trang, trong đó có 3 trang mở đầu, 35 trang tổng quan, 21 trang
phương pháp nghiên cứu, 87 trang kết quả nghiên cứu, kết luận 2 trang, 22 bảng số liệu,
63 hình, 246 tài liệu tham khảo (tiếng Việt 27 tài liệu, tiếng Anh 219 tài liệu) và phụ lục
52 trang.
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. NGUỒN LỢI RONG NÂU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
Trên thế giới đã tìm thấy khoảng 2.060 loài rong nâu và trên 95 % rong nâu có nguồn
gốc ở biển. Trong đó bộ Fucales là đối tượng phổ biến và kinh tế nhất của rong nâu, đại
diện là họ Sargassaceae với hai chi Sargassum và Turbinaria. Trung Quốc là nước có sản
lượng rong nâu lớn nhất thế giới với trên 667.000 tấn rong khô/ năm. Tiếp theo là Hàn
Quốc, Nhật Bản, Na Uy và Chile có sản lượng rong nâu tương ứng khoảng 96.000, 51.000,
40.000 và 27.000 tấn rong khô/ năm.
Việt Nam đã phát hiện trên 120 loài rong nâu. Mùa vụ khai thác chủ yếu từ tháng 4
đến tháng 6 hàng năm. Sản lượng thu hoạch hằng năm khoảng 15.000 - 35.000 tấn rong
khô. Trong đó, các loài rong nâu thuộc chi Sargassum có trữ lượng lớn nhất với khoảng 68
loài, sản lượng thu hoạch khoảng 10.000 tấn rong khô/năm. Riêng vùng biển Khánh Hòa
có hơn 39 loài rong nâu thuộc chi Sargassum đã được phân loại, nhưng tập trung và có trữ
lượng lớn nhất là ở vịnh Nha Trang với hơn 21 loài phổ biến và sản lượng ước tính hơn
4.800 tấn rong khô/năm.
Trong thành tế bào rong nâu, thành phần chính là các anionic polysaccharide như
algin, fucoidin, fucin. Trong đó, alginate chiếm hàm lượng cao nhất, có thể đạt đến 40 %
khối lượng rong khô; Fucoidan chiếm hàm lượng có thể đến 8% khối lượng rong khô; Hàm
lượng mannitol có thể đến 30 % khối lượng rong khô; Hàm lượng Laminaran có thể đến
30 % khối lượng rong khô; Hàm lượng các chất khoáng trong rong nâu cao gấp từ 10 – 20
lần so với thực vật trên cạn, trong đó đặc biệt rất giàu canxi, kali, phốtpho, magiê và iod;
Ngoài ra, rong nâu còn chứa nhiều hợp chất sinh học khác như sắc tố, vitamin, các hợp
chất phenolic, Nhìn chung, hàm lượng các thành phần hóa học của rong nâu thay đổi
tùy theo loài rong, mùa vụ, thời tiết, điều kiện môi trường sống, vị trí địa lý,
Ở nước ta, rong nâu chủ yếu được sử dụng cho sản xuất fucoidan thô với sản lượng
vào khoảng 400 ÷ 800 tấn fucoidan thô mỗi năm. Bên cạnh đó nguồn nguyên liệu này được
bán dưới dạng nguyên liệu thô cho Trung Quốc với giá trị kinh tế thấp hoặc dùng làm phân
bón, thức ăn gia súc. Rong mơ sau khi được sử dụng cho sản xuất fucoidan, phần còn lại
được dùng làm phân bón hoặc bỏ đi. Như vậy, có thể thấy chúng ta đã lãng phí nguồn tài
nguyên alginate hầu như còn nguyên vẹn trong rong sau chiết rút fucoidan. Do vậy, việc
nghiên cứu thu nhận alginate từ rong nâu sau khi đã chiết rút fucoidan là hết sức cần thiết,
góp phần nâng cao giá trị cho nguồn tài nguyên rong nâu. Chính vì vậy luận án sẽ tiếp cận
4
theo hướng nghiên cứu thu nhận alginate từ rong nâu sau khi đã dùng rong để chiết rút
fucoidan với mong muốn góp phần làm tăng hiệu quả khai thác và sử dụng nguồn lợi rong
nâu của Việt Nam.
1.2. TỔNG QUAN VỀ ALGINATE
Alginate là tên gọi chung cho các muối của acid alginic, là anionic polysaccharide, là
co-polymer mạch thẳng được tạo thành từ liên kết (1 4) glycosid của β-D-mannuronic
acid (M) và α-L-guluronic acid (G). Alginate được tách chiết từ rong nâu. Ngoài ra, alginate
còn được sản xuất từ một số loài vi khuẩn.
Tính chất lý học, hóa học và sinh học của alginate thay đổi tùy thuộc vào khối lượng
phân tử, độ nhớt và tỷ lệ M/G cũng như trình tự sắp xếp các uronic trong mạch polymer.
Khả năng hòa tan của alginate phụ thuộc vào dạng tồn tại muối với ion kim loại, ở dạng
muối với các ion kim loại hóa trị I thì chúng tan trong nước, còn ngược lại với các ion kim
loại hóa trị II thì chúng không tan trong nước.
Công nghệ chiết tách alginate từ rong nâu đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới
nghiên cứu. Các kết quả nghiên cứu cho thấy tùy theo từng loài rong nâu mà có sự khác
nhau về chế độ xử lý rong. Hiệu suất tách chiết alginate từ rong nâu phụ thuộc vào các yếu
tố công nghệ như nhiệt độ nấu chiết, pH nấu chiết,... và chế độ nấu chiết sẽ ảnh hưởng đến
độ nhớt của alginate. Độ nhớt của alginate là một trong những thông số quan trọng phản
ánh chất lượng của sodium alginate thu nhận và ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận alginate.
Nếu độ nhớt của alginate thấp tức alginate ngắn mạch. Khi cấu trúc mạch alginate bị cắt
ngắn trong quá trình nấu chiết thì hiệu suất thu hồi alginate thấp. Sở dĩ có hiện tượng này
là do alginate mạch phân tử ngắn khó bị kết tủa bởi cồn. Hiệu suất tách chiết và độ nhớt
của alginate có liên quan mật thiết với nhau trong quá trình nấu chiết alginate từ rong nâu.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu về công nghệ chiết tách alginate chưa được quan tâm đúng
mức và hiện không còn cơ sở nào ở Việt Nam sản xuất alginate. Alginate có trên thị trường
Việt Nam chủ yếu là được nhập khẩu từ nước ngoài.
Nghiên cứu tách chiết alginate từ bã rong nâu từ qui trình sản xuất fucoidan đã được
nghiên cứu trong nước trong thời gian từ năm 2008 – 2010 của Viện Nghiên cứu và Ứng
dụng công nghệ Nha Trang. Tuy nhiên, nhận thấy còn một số điểm hạn chế như sau: (1)
Bã rong sau khi tách chiết fucoidan tiến hành phơi khô, sau đó mới chiết tách alginate.
Việc làm khô sau đó lại ngâm chiết sẽ dẫn đến tốn kém năng lượng, dung môi chiết rút,...
trong khi bã thải rong có thể sử dụng ngay cho việc chiết tách alginate. (2) Sử dụng formol
5
để khử màu của bã rong 24 giờ trước khi tách chiết alginate sẽ có nhiều ảnh hưởng đến sức
khỏe và vệ sinh môi trường cũng như có ảnh hưởng đến độ nhớt, trọng lượng phân tử của
alginate (3) Sản phẩm thu được là alginate canxi không tan trong nước, để chuyển về dạng
natri alginate hòa tan được trong nước cũng khá phức tạp và quy trình sản xuất thêm nhiều
công đoạn. (4) Quy trình sản xuất alginate chưa quan tâm đến độ nhớt của alginate, chưa
đánh giá được chất lượng alginate và cũng chưa xác định được các đặc tính cấu trúc của
alginate.
1.3. ĐIỀU CHẾ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP
Alginate khối lượng phân tử thấp có thể được điều chế bằng nhiều phương pháp khác
nhau như: phương pháp vật lý, phương pháp hóa học hay phương pháp sử dụng enzyme.
Phương pháp vật lý (phổ biến là sử dụng phương pháp chiếu xạ) đòi hỏi phải có thiết bị mà
các phòng thí nghiệm thông thường không có. Phương pháp sử dụng enzyme thủy phân
alginate thành alginate khối lượng phân tử thấp có ưu điểm là không gây ô nhiễm môi
trường, sản phẩm sản xuất theo công nghệ “sạch” nên dễ tinh chế và thu nhận. Tuy nhiên
phương pháp sử dụng enzyme hiện nay vẫn còn khá mới mẻ ở Việt Nam. Mặt khác hiện
chưa có chế phẩm enzyme thủy phân alginate ở dạng thương mại nên việc nghiên cứu và
sử dụng enzyme trong thủy phân alginate gặp nhiều khó khăn. Phương pháp hóa học sử
dụng trong thủy phân alginate có ưu điểm là giá thành không cao nhưng có nhược điểm
sau thủy phân cần phải tinh chế sản phẩm. Tuy nhiên sử dụng phương pháp hóa học trong
thủy phân alginate dễ thực hiện và khả năng thành công khá cao, phù hợp với điều kiện
nghiên cứu trong nước. Alginate khối lượng phân tử thấp được điều chế bằng phương pháp
thủy phân hóa học (acid) trong nước tuy còn chưa được nghiên cứu nhiều, nhưng trên thế
giới đã có nhiều nghiên cứu.
Việc ứng dụng alginate khối lượng phân tử thấp có liên quan tới phương pháp điều
chế alginate khối lượng phân tử thấp. Kết quả tổng quan tài liệu nghiên cứu cho thấy
alginate khối lượng phân tử thấp điều chế bằng phương pháp chiếu xạ chủ yếu được ứng
dụng trong sản xuất nông nghiệp (cây trồng, vật nuôi), chưa có nghiên cứu ứng dụng trong
lĩnh vực sản xuất thực phẩm. Trong khi đó, các alginate khối lượng phân tử thấp điều chế
bằng phương pháp hóa học và phương pháp sử dụng enzyme thủy phân hiện đã bắt đầu
được nghiên cứu ứng dụng trong thực phẩm, mỹ phẩm và y dược. Chính vì vậy để điều chế
6
alginate khối lượng phân tử thấp dùng làm nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm chức năng,
luận án định hướng lựa chọn phương pháp thủy phân alginate bằng tác nhân hóa học (acid).
1.4. ỨNG DỤNG CỦA ALGINATE VÀ ALGINATE KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP
Alginate là polymer sinh học, được xem là vật liệu mới sử dụng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp khác nhau. Tiềm năng ứng dụng alginate trong nước cũng như trên thế
giới còn rất lớn, đặc biệt trong lĩnh vực thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Khả năng ứng
dụng của alginate tương đối rộng rãi, thể hiện không chỉ ở khối lượng phân tử cao mà còn
thể hiện mạnh mẽ hơn khi chúng có khối lượng phân tử thấp. Với các alginate khối lượng
phân tử thấp đã thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quý giá và hoàn toàn có khả năng ứng
dụng vào lĩnh vực thực phẩm chức năng và y dược.
Ở Việt Nam đến thời điểm hiện tại vẫn chưa có một công trình nghiên cứu khoa học
nào công bố nghiên cứu alginate khối lượng phân tử thấp có hoạt tính chống đông máu
dùng làm nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm chức năng. Dựa trên kết quả tổng quan tài
liệu nghiên cứu cho thấy tính khả thi cao trong việc nghiên cứu sản xuất alginate khối
lượng phân tử thấp từ nguồn lợi rong nâu nước ta. Do vậy việc định hướng nghiên cứu
alginate khối lượng phân tử thấp có hoạt tính hỗ trợ phòng chống đông máu ở con người
là lĩnh vực mới và có nhiều triển vọng.
1.5. QUÁ TRÌNH ĐÔNG MÁU VÀ HOẠT TÍNH CHỐNG ĐÔNG MÁU CỦA
ALGINATE
Bình thường, trong máu và trong các mô có các chất gây đông máu và chất chống
đông, nhưng các chất gây đông máu tồn tại ở dạng tiền chất, không có hoạt tính. Khi các
yếu tố gây đông máu được hoạt hóa thì sẽ thúc đẩy các phản ứng theo kiểu dây chuyền làm
cho máu đông lại. Sự đông máu có thể phát động bằng đường nội sinh do sự tiếp xúc của
máu với bề mặt mang điện tích âm, hoặc bằng đường ngoại sinh do sự can thiệp của yếu
tố tổ chức. Cả hai đường đều dẫn đến sự hoạt hóa yếu tố X thành Xa, là yếu tố tác động
biến prothrombin thành thrombin xúc tác cho quá trình chuyển fibrinogen thành fibrin.
Fibrin như cái lưới chứa các đám dính tiểu cầu gây đông máu.
Alginate không có hoạt tính chống đông máu nhưng các dẫn xuất alginate sulfate
(alginate được sulfate hóa) có tính chất và cấu trúc tươ