Tổng hợp và phân tích đặc tính hóa lý của dẫn xuất carboxymethyl kappacarrageenan từ rong đỏ Kappaphycus striatum.

Tổng hợp và phân tích đặc tính hóa lý của dẫn xuất carboxymethyl kappacarrageenan từ rong đỏ Kappaphycus striatum.Tổng hợp và phân tích đặc tính hóa lý của dẫn xuất carboxymethyl kappacarrageenan từ rong đỏ Kappaphycus striatum.Tổng hợp và phân tích đặc tính hóa lý của dẫn xuất carboxymethyl kappacarrageenan từ rong đỏ Kappaphycus striatum.Tổng hợp và phân tích đặc tính hóa lý của dẫn xuất carboxymethyl kappacarrageenan từ rong đỏ Kappaphycus striatum.

VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

Đặng Thị Hương

TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH LÝ HÓA CỦA DẪN XUẤT CARBOXYMETHYL KAPPA – CARRAGEENAN TỪ

RONG ĐỎ KAPPAPHYCUS STRIATUM

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – 2020

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

Đặng Thị Hương

TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH LÝ HÓA CỦA DẪN XUẤT CARBOXYMETHYL KAPPA – CARRAGEENAN TỪ

RONG ĐỎ KAPPAPHYCUS STRIATUM

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 8440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Lê Đình Hùng

Hà Nội – 2020

Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học

và Công nghệ, ban lãnh đạo và các Phòng ban thuộc Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành khóa học Thạc sĩ Hóa phân tích 2018-2020

Tiếp theo, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo TS Lê Đình Hùng – Trưởng phòng công nghệ sinh học biển, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang đã dành trọn tâm huyết, tận tình hướng dẫn, chỉ dạy tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại Viện và hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo giảng dạy và các anh, chị cùng lớp cao học CHE18 đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi bổ sung, nâng cao thêm kiến thức trong suốt khóa học

Tôi xin cảm ơn các anh chị Phòng Hóa Phân tích và Triển khai công nghệ, Phòng Công nghệ sinh học biển thuộc Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tạo điều kiện và giúp đỡ những thiếu sót về kiến thức chuyên ngành khi tôi làm thực nghiệm tại Viện

Tôi cũng xin cảm ơn Sở Giáo dục và Đào tạo Khánh Hòa, ban lãnh đạo trường THPT Ngô Gia Tự, trường THPT Nguyễn Văn Trỗi cùng các anh chị đồng nghiệp đã luôn tạo điều kiện trong công việc, động viên và trợ giúp tôi để tôi dành thời gian chuyên tâm làm thực nghiệm đề tài của mình

Cuối cùng tôi xin dành lời cảm ơn gia đình và bạn bè của tôi, đã luôn bên cạnh ủng hộ và động viên, hỗ trợ về mọi mặt để tôi cố gắng vươn lên, tiếp tục con đường học tập của mình

Nha Trang, tháng 10 năm 2020

Học viên

Đặng Thị Hương

được công bố trước đó có nguồn gốc rõ ràng Các số liệu nêu trong luận văn

là kết quả làm việc của tôi trong suốt quá trình thực nghiệm tại Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Nha Trang, tháng 10 năm 2020

Tác giả

Đặng Thị Hương

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 8

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 8

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 9

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 9

3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 9

3.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 9

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 9

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 10

5.1 Ý NGHĨA KHOA HỌC 10

5.2 TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 11

1.1 TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN 11

1.2 TỔNG QUAN VỀ CARRAGEENAN 15

1.2.1 Lịch sử nghiên cứu carrageenan 15

1.2.2 Cấu trúc của carrageenan 17

1.2.3 Tính chất lý hoá của carrageenan 19

1.2.3.1 Tính chất của carrageenan 19

1.2.3.2 Tính tan 21

1.2.3.3 Nhiệt độ nóng chảy 22

1.2.3.4 Sự tạo gel (gelation) 22

1.2.3.5 Tính bền acid 22

1.2.3.7 Tính thuỷ phân và sự methyl hoá xác định công thức cấu tạo của carrageenan 23

1.2.3.8 Độ nhớt 23

1.2.4 Ứng dụng của carrageenan từ rong biển 24

1.2.5 Giới thiệu một số kỹ thuật sản xuất carrageenan 27

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CARBOXYMETHYL K-

CARRAGEENAN 30

1.3.1 Tình hình nghiên cứu carboxymethyl -carrageenan trên thế giới.30 1.3.2 Tình hình nghiên cứu carboxymethyl -carrageenan trong nước 31 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CARRAGEENAN VÀ TỔNG HỢP CARBOXYMETHYL K-CARRAGEENAN 33

1.4.1 Phương pháp phân tích thành phần và cấu trúc của carrageenan [69] 33

1.4.1.1 Phương pháp hoá học 34

1.4.1.2 Phương pháp vật lý 34

1.4.2 Nghiên cứu cấu trúc của carrageenan 36

1.4.3 Phương pháp tổng hợp carboxymethyl -carrageenan 38

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

2.1 VẬT LIỆU, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 40

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu 40

2.1.2 Dụng cụ - thiết bị - hóa chất 41

2.1.2.1 Dụng cụ 41

2.1.2.2 Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 41

2.1.2.3 Hóa chất 41

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41

2.2.1 Phương pháp chiết carrageenan 41

2.2.2 Tổng hợp dẫn xuất carboxymethyl kappa-carrageenan 43

2.2.3 Xác định nhiệt độ đông vào nhiệt độ tan của carageenan 44

2.2.4 Xác định độ bền gel (1,5 %) 44

2.2.5 Xác định tính chất, cấu trúc của mẫu carrageenan 45

2.2.5.1 Xác định hàm lượng 3,6-anhydro-D-galactose 45

2.2.5.2 Xác định hàm lượng sulfate 47

2.2.5.3 Xác định khối lượng phân tử trung bình bằng phương pháp đo độ nhớt 47

2.2.5.4 Xác định mức độ thế nhóm carboxymethyl trong kappa-carrageenan

48

2.2.5.5 Điều chế các hạt vi nang carboxymethyl kappa-carrageenan 49

2.2.5.6 Xác định cấu trúc mẫu carrageenan bằng phổ FT-IR, 13 C NMR và 1 H NMR 49 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50

3.1 TÍNH CHẤT HÓA LÝ VÀ ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA KAPPA – CARRAGEENAN 50

3.2 TÍNH CHẤT HÓA LÝ VÀ ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA CARBOXYMETHYL KAPPA-CARRAGEENAN 58

3.2.1 Phổ hồng ngoại của carboxymethyl kappa-carrageenan 58

3.2.2 Phổ 13 C NMR của carboxymethyl kappa carrageenan 60

3.2.3 Phổ 1 H NMR của carboxymethyl kappa carrageenan 61

3.2.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ mol monocloacid acetic (ClCH 2 COOH) đến mức độ thế trong kappa-carrageenan 63

3.2.5 Khối lượng phân tử trung bình của carboxymethyl kappa- 3.2.6 Hình ảnh và kích thước hạt carboxymethyl kappa-carrageenan 65

4.1 KẾT LUẬN 66

4.2 KIẾN NGHỊ 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

3.1.3 Phổ 1 H NMR của kappa carrageenan 55

3.1.2 Phổ 13 C NMR của kappa carrageenan 52

3.1.1 Phổ hồng ngoại (FT-IR) của kappa carrageenan 51

carrageenan 64

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AG: Anhydrogalactose

Car: Carrageenan

CMKC: Carboxymethyl -carrageenan

DS: Mức độ thế

ESI-MS: Khối phổ ion hóa điện cực

FT-IR: Phổ hồng ngoại (Fourier-Transform Infrared)

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của các dạng carrageenan khác nhau 17

Hình 1.1: Cấu trúc của κ-carrageenan 18

Hình 1.2: Cấu trúc của -carrageenan 19

Hình 1.3: Cấu trúc của -carrageenan 19

Hình 1.4: Sự chuyển hóa -carrageenan thành κ-carrageenan trong môi trường kiềm 20

Hình 1.5: Sự chuyển hóa -carrageenan thành - carrageenan trong môi trường kiềm 20

Hình 1.6: Sự chuyển hóa -carrageenan thành -carrageenan trong môi trường kiềm 20

Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp carboxymethyl K-carrageenan 31

Hình 2.1: Hình ảnh rong Kappaphycus striatum 40

Hình 3.1: Phổ FT-IR của kappa carrageenan từ rong đỏ K striatum 51

Hình 3.2: Phổ 13C NMR của carrageenan từ rong đỏ K striatum 52

Hình 3.3: Phổ 1H NMR của kappa-carrageenan từ rong đỏ K striatum 55

Hình 3.4: Phổ FT-IR của carboxymethyl kappa carrageenan từ rong đỏ K striatum 58

Hình 3.5: Phổ FT-IR của kappa carrageenan từ rong đỏ K striatum 59

Hình 3.6: Phổ FT-IR của carboxymethyl kappa carrageenan từ 59

Hình 3.7: Phổ 13C NMR của carrageenan từ rong đỏ K striatum 60

Hình 3.8: Phổ 13C NMR của carboxymethyl kappa-carrageenan từ 60

Hình 3.9: Phổ 1H NMR của kappa-carrageenan từ rong đỏ K striatum 61

Hình 3.10: Phổ 1H NMR của carboxymethyl kappa-carrageenan 62

Hình 3.11: Ảnh hưởng của tỉ lệ mol monocloacid acetic (MCA)/k- carrageenan đến mức độ thế gốc carboxymethyl trong -carrageenan 63

Hình 3.12: Hình ảnh và kích thước hạt carboxymethyl kappa- carrageenan dạng ngậm nước và dạng khô 65

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học cơ bản của rong sụn [17] 15 Bảng 1.2: Một số tính chất đặc trưng của các loại carrageenan [26] 21 Bảng 2.1: Các thiết bị chính được sử dụng trong thí nghiệm 41 Bảng 3.1: Thành phần hóa học và tính chất hóa lý của kappa-

carrageenan từ rong đỏ K striatum 50

Bảng 3.2: Độ chuyển dịch hóa học (ppm) của nguyên tử carbon trong phổ 13C NMR của kappa-carrageenan từ rong đỏ K striatum 53

Bảng 3.3: Độ chuyển dịch hóa học (ppm) của proton trong phổ 1H

NMR của kappa-carrageenan từ rong đỏ K striatum 56

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Những tiến bộ gần đây trong công nghệ sinh học đã thúc đẩy nhu cầu nghiên cứu các chất mang phù hợp để mang các chất hoạt tính sinh học có khối lượng phân tử lớn, như insulin và cyclosporine [2]; hormone tăng trưởng [3]; gen và vaccine miễn dịch qua đường miệng [4] Tuy nhiên có những rào cản quyết định về mặt sinh học khi sử dụng trực tiếp các thuốc có bản chất protein qua đường miệng, một số protein thường bị biến tính trong môi trường acid của dạ dày và bị phân cắt bởi enzyme đường ruột [5] Sự bọc các thuốc

có khối lượng phân tử lớn không chỉ bảo toàn cấu hình và hoạt tính của thuốc trong môi trường dạ dày - ruột, mà còn kéo dài thời gian giải phóng và hấp thụ thuốc ở vị trị đích [1] Trong số các polymer được dùng để bọc thuốc, các polysaccharide tự nhiên từ rong biển như carrageenan, alginate và các dẫn xuất của chúng đang được tập trung nghiên cứu nhiều nhất [6]

Trong số các chất mang có nguồn gốc từ polysaccharide rong biển được nghiên cứu gần đây, carrageenan và các dẫn xuất của chúng đã được tập trung nghiên cứu để đóng gói protein, do chi phí thấp, khả năng tái tạo nhanh, không gây độc tế bào, không gây miễn dịch và khả năng phân hủy sinh học nhanh Đặc biệt các chất mang từ dẫn xuất carboxymethyl của carrageenan,

do được gắn thêm các nhóm (-COOH) linh động trong cấu trúc, nên chúng có mật độ liên kết ngang cao và ngăn chặn sự khuyếc tán của acid trong dạ dày cũng như enzyme vào bên trong cấu trúc của polysaccharide đã đóng gói protein Bên cạnh đó, chất mang từ dẫn xuất carboxymethyl của carrageenan còn tạo ra một diện tích tiếp xúc lớn trên bề mặt tế bào để giải phóng protein

ra khỏi cấu trúc của chất mang theo sự gia tăng nồng độ để thấm qua màng ruột đến vị trí tế bào đích [7]

Rong đỏ, Kappaphycus striatum, Kappaphycus alvarezii và Eucheuma denticulatum là các loài rong kinh tế, đang được nuôi trồng rộng rãi ở nước ta

cho mục đích sử dụng làm thực phẩm hoặc làm nguồn nguyên liệu để sản xuất carrageenan Đó là nguồn nguyên liệu phong phú để nghiên cứu phát triển các

vật liệu sinh học mới từ rong biển ở Việt nam cho định hướng sử dụng làm chất mang thuốc trong tương lai Trên cơ sở nguồn nguyên liệu rong phong

phú đang được nuôi trồng, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Tổng hợp và phân tích đặc tính hóa lý của dẫn xuất carboxymethyl kappa-carrageenan từ

rong đỏ Kappaphycus striatum” Các kết quả nghiên cứu đạt được sẽ đóng

góp thêm cơ sở dữ liệu các dẫn xuất carrageenan từ rong biển Việt nam để phục vụ cho sử dụng trong y học

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

- Tinh chế kappa-carrageenan từ rong đỏ Kappaphycus striatum

- Tổng hợp dẫn xuất carboxymethyl kappa-carrageenan từ kappa- carageenan

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Kappa-carrageenan và dẫn xuất carboxymethyl kappa-carrageenan từ

rong đỏ Kappaphycus striatum

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Rong đỏ, Kappaphycus striatum thu thập ở Vịnh Vân Phong, Khánh

Hòa

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Tinh chế kappa-carrageenan từ rong đỏ Kappaphycus striatum Phân

tích tính chất hóa lý và cấu trúc của kappa-carrageenan từ rong đỏ

Kappaphycus striatum

- Xác định hàm lượng carbohydrate

- Xác định hàm lượng sulfate

- Xác định hàm lượng 3,6-anhydro-D-galactose

- Xác đinh cấu trúc của kappa-carrageenan bằng phổ IR và 13C NMR

 Tổng hợp dẫn xuất carboxymethyl kappa-carrageenan từ kappa- carageenan

- Xác định hàm lượng carbohydrate

 Phân tích tính chất hóa lý, kích thước và cấu trúc của dẫn xuất

carboxymethyl kappa-carrageenan từ kappa-carrageenan

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

5.2 Tính thực tiễn của đề tài:

Các kết quả đạt được từ đề tài không chỉ hứa hẹn sử dụng nguồn polysaccharide từ rong biển để làm chất mang các thuốc khác nhau để điều trị các bệnh, mà còn tác động đáng kể về kinh tế và xã hội, thúc đẩy nuôi trồng, khai thác, sử dụng và nâng cao giá trị kinh tế của rong biển nuôi trồng ở nước

ta

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN

Trong đa dạng và vô tận của thảm thực vật đại dương, rong biển là một trong số các loài thực vật có nhiều ứng dụng rộng rãi Hàng năm đại dương cung cấp cho trái đất khoảng 200 tỷ tấn rong biển Nhiều nhà khoa học cho rằng trên 90% cacbon trên trái đất được tổng hợp nhờ quang hợp, trong đó 20% có nguồn ngốc từ rong biển Rong biển cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Chúng là nguồn nguyên liệu tự nhiên cho công nghiệp thực phẩm (Cải biển Ulva lactuca, bột rong biển, chất tạo gel E400, E401 Alginate–Agar E406, E407, Carrageenan ), mỹ phẩm (chất tạo kết cấu và hoạt hóa), công nghiệp (Phycocolloids, hydrocolloids tạo độ sánh, gel hoặc chất ổn định), thức ăn gia súc, nông nghiệp, trong ngành dược phẩm [8]… Qua các tài liệu tham khảo trong lịch sử và trong thời gian sử dụng lâu dài, không có nguy cơ gây hại sức khỏe nào được đề cập đến rong biển Vì vậy, rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trên thế giới

Thật vậy, rong biển là nguồn thức ăn rất giàu dưỡng chất Trong các phương pháp dưỡng sinh của nhiều dân tộc trên thế giới, rong biển được coi là thức ăn tạo sự dẻo dai, khỏe mạnh về thể chất và tinh thần cho con người Việc tiêu thụ sản phẩm từ rong biển đã trải qua thời kì lịch sử lâu dài Các dấu vết khảo cổ học cho thấy Nhật Bản đã dùng rong biển từ hơn 10 nghìn năm trước Ở nền văn hoá Trung Quốc cổ đại, rong biển được coi là đặc sản được dùng trong các món ăn của triều đình và chỉ hoàng tộc, khách của hoàng thân mới được thưởng thức Dù rong biển được coi là món ăn đặc trưng của châu

Á nhưng trên thực tế các quốc gia có đường biển trên thế giới như Scotland, Ái Nhĩ Lan, Tân Tây Lan, quần đảo Thái Bình Dương và các nước Nam Mỹ ven biển… cũng đã sử dụng rong biển từ rất lâu đời [9]

Rong biển đã được sử dụng trong bữa ăn của con người từ thời tiền sử

Và sau đó trở nên phổ biến trên các quốc gia như Nhật Bản hay Hàn Quốc Theo các tư liệu lịch sử thì rong biển được đa dạng hóa vào thời nara của

Nhật Người Nhật sử dụng chủ yếu ba loại rong biển là rong dang sợi, rong dạng miếng dẹt và rong dạng khối thạch trong suốt Lịch sử của nước Nhật gắn liền với rong biển, người Nhật đã dùng rong biển trong các món ăn khi nó còn được khai thác với số lượng ít, rong biển trở thành món quà xa xỉ sau những chuyến đi biển của người Nhật Sau này, khi cải cách được cách đi biển người ta đã khai thác được nhiều hơn và rong biển trở nên phổ biến hơn Rong biển ngày càng được sử dụng nhiều trên thế giới để ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau bởi trồng rong biển thân thiện với môi trường vì nó bền vững

và tiết kiệm kinh tế hơn do không cần sử dụng đến phân bón Trong đó việc

sử dụng rong để làm thực phẩm chiếm một vai trò đáng kể Gần đây, nguồn rong biển trở thành nguồn thực phẩm quý giá và có nhu cầu ngày càng tăng,

do có ý kiến cho rằng rong là nguồn thực phẩm có nhiều chất dinh dưỡng tốt cho cơ thể và phòng chống nhiều bệnh tật [10]

Rong đỏ (hay tảo đỏ) là những sinh vật quang tự dưỡng thuộc ngành

Rhodophyta [11] Phần lớn các loài rong đều thuộc nhóm này Các thành viên

trong ngành có đặc điểm chung là màu đỏ tươi hoặc tía [12] Màu sắc của chúng là do các hạt sắc tố phycobilin tạo thành Phycobilin là sắc tố đặc trưng cho tảo đỏ và vi khuẩn lam Người ta cho rằng lục lạp của tảo đỏ có nguồn

gốc từ vi khuẩn lam cộng sinh với tảo mà thành [13] Hiện nay đã phân loại

được gần 4.000 loài tảo đỏ, phần lớn sống ở biển, chỉ có một số ít sống ở nước ngọt Mặc dù tảo đỏ có mặt ở tất cả các đại dương nhưng chúng chỉ phổ biến

ở các vùng biển ấm nhiệt đới nơi chúng có thể phân bố sâu hơn bất kỳ một sinh vật quang hợp nào Tảo đỏ là các sinh vật đa bào và cơ thể phân nhiều nhánh Tuy nhiên, cơ thể chúng lại không có sự biệt hóa thành các mô riêng biệt Thành tế bào tảo đỏ có một lớp cứng bằng cellulose ở bên trong và một lớp gelatin ở bên ngoài Tế bào của chúng có thể có một hay nhiều nhân tùy thuộc vào từng loài Tế bào phân chia bằng cách nguyên phân Tảo đỏ hoàn toàn không có roi bơi; không có các tế bào có khả năng di chuyển ở bất

kỳ dạng nào Lạp lục trong tế bào tảo đỏ có phycobilin, chlorophyll a, carotene và xanthophyll Ở vùng sâu đại dương, ánh sáng xâm nhập tới có bước sóng rất khác so với các thủy vực nông, trong

điều kiện đó phycobilin có khả năng hấp thụ ánh sáng tốt hơn so với chlorophyl a Điều này đã giải thích tại sao tảo đỏ có thể phân bố tới độ sâu

268 m (879 ft) Hợp chất carbonhydrate tích lũy trong tảo đỏ dưới dạng tinh bột floridean, một dạng polymer đặc biệt của glucose khác với dạng tinh bột của các loài thực vật khác

Ngành rong đỏ có khoảng 4000 loài của gần 40 chi, thuộc nhiều loại và phần lớn sống ở biển, ở nơi nước sâu, song cũng có khi mọc ở chỗ nước nông, ánh nắng nhiều chúng sẽ không còn giữ được sắc tố đỏ mà có màu hơi vàng, nâu hoặc da lươn Cấu tạo chủ yếu từ nhiều tế bào, trừ một số ít thuộc dạng một tế bào hay quần thể Rong có dạng hình trụ tròn, dẹt, đai phiên chia nhánh hoặc không Phần lớn chia nhánh theo kiểu một trục, một số ít theo kiểu hợp trục Sinh trưởng chủ yếu ở đỉnh, ở giữa đốt hay phân tán

Trên thế giới rong đỏ thường được sử dụng với một lượng lớn để phục

vụ cho con người, một số loài có hàm lượn cao về Agar, Carrageenan, Furcellaran được sử dụng trong chế biến keo rong [10]

Phần lớn rong đỏ có cấu tạo đa bào Theo tài liệu của FAO, các loài rong đỏ được chia làm ba nhóm chính:

- Nhóm rong cho Agar: bao gồm các loài như: Gelidium, Graccilaria

và Acanthopeltis Trong đó Gelidium, Graccilaria được dùng nhiều trên thế

giới để sản xuất agar

- Nhóm Gelans: nhóm rong này dùng để sản xuất Furcellaran, điển hình

của nhóm rong này là Furcellaria

- Nhóm rong cho Carrageenan: bao gồm các loài như: Chondruscripus, Gigartinastella và Hypnea [14]

Việc chọn loại rong nào là nguyên liệu chính để sản xuất các loại keo rong phụ thuộc nhiều vào các yếu tố khác nhau Một trong những yếu tố quan trọng nhất là tính chất ổn định và nguồn nguyên liệu, hay nói cách khác là phụ thuộc vào khả năng phát triển của loài rong đó trong điều kiện tự nhiên của mỗi nước cũng như chất lượng keo rong được chiết rút ra từ loài rong đó

Carrageenan (car) là một loại polysaccharide tự nhiên được chiết xuất

từ rong biển đỏ ăn được thuộc lớp Rhodophycea và đã được sử dụng rộng

rãi trong thực phẩm, dược phẩm và ngành công nghiệp khác polysaccharide hiện đang là một loại polimer sinh học có triển vọng cao trong kỹ thuật mô và

y học tái sinh vì nó giống với glycosaminoglycan trong các công thức dược

[15] Một trong những chỉ tiêu chất lượng quan trọng nhất của car chính là các tính chất lưu biến, liên quan đến sự chảy và sự biến dạng của vật chất dưới tác dụng của ngoại lực Nghiên cứu về tính chất lưu biến của carrageenan để ứng dụng vào đời sống, sản xuất sẽ giúp chúng ta hiểu biết về car, đánh giá được tầm quan trọng của car, từ đó thiết kế và xây dựng được quy trình thiết bị sản xuất, tạo ra những sản phẩm mới ứng dụng trong đời sống…

Rong đỏ tươi thường có màu đỏ hoặc màu xanh đỏ nâu do trong rong

có hai loại sắc tố là phycobline (bao gồm phycocyanine có màu xanh tím, phycocythine có màu đỏ) và chlorophyll Rong sụn thuộc loài đơn trụ chia

thành 2 phần:

 Phần lõi: gồm một tế bào trung trụ chạy dọc thân từ gốc đến ngọn Xung quanh có từ 3 ÷ 4 hàng tế bào vây trụ có kích thước lớn, hình tròn hay hình đa giác, trong suốt, vách mỏng chứa các chất dinh dưỡng (car)

 Phần da: gồm nhiều tế bào nhỏ sắp xếp khít nhau, hình tròn hay hình bầu dục, không trong suốt, chứa đầy sắc tố Ngoài cùng là lớp vỏ keo chứa cellulose, chiếm khoảng 4% trọng lượng rong khô, đóng vai trò bảo vệ các lớp bên trong [16]

Thành phần chính của rong sụn là car Hàm lượng car có thể chiếm đến 40% trọng lượng khô của rong sụn Trong đó, car tan chiếm khoảng 33%, car không tan chiếm 7% Thành phần hóa học cơ bản của rong sụn nguyên liệu trình bày ở bảng 1.1

Bảng 1.1: Thành phần hóa học cơ bản của rong sụn [17]

Thành phần

Hàm lượng

Thành phần

Hàm lượng

Protein 2,40 % Cu2+ 2,30 % Cellulose 4,00 % S 2,60 %

Ẩm 19,40 % SO42- 8,08 ppm Tro tổng 20,00 % I- 2,30 % Car 40,00 % Cl- 6,87 %

1.2 TỔNG QUAN VỀ CARRAGEENAN

1.2.1 Lịch sử nghiên cứu carrageenan

Carrageenan đã đựợc sử dụng như là một chất tạo gel trong thực phẩm

từ vài trăm năm trước, ở Châu Âu thì việc sử dụng car đã thấy xuất hiện cách

đây 600 năm tại ngôi làng có tên là Caraghen thuộc phía nam của vùng ven biển Irish

Carrageenin là tên đầu tiên của carrageenan được tìm thấy lần đầu tiên

năm 1862 từ tảo Chondrus crispus

Tảo biển khác nhau thì sản xuất car khác nhau Chúng tồn tại ở hầu hết các vùng biển, nhưng ở những nơi tập trung các hồ ấm nhiệt đới thường được chọn nhất, bởi vì chúng sinh sản nhanh nhất: ví dụ, car được thu hoạch ở các khu vực của Philippines, Indonesia, Chile và các nước nóng khác Nhiều loại car được sử dụng để sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và tổng cộng họ này bao gồm hơn 3.000 loài tảo Tất nhiên, không phải bản thân tảo được sử dụng, mà là các chất được chiết xuất từ chúng, được gọi là polysacarit sunfat Để chiết xuất chúng, nguyên liệu thô ban đầu được đun sôi trong dung dịch kiềm, và sau đó chất giống như gel thu được được sấy khô và nghiền nát Do đó, nguyên liệu thô car được hình thành để sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm

Vào những năm 1930, quá trình tách chiết car nguyên chất đã được tiến hành ở Mĩ Sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, do sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm nên nhu cầu về car trên thế giới đã bắt đầu tăng lên Trong những năm 1950, những nghiên cứu về car đã cho thấy rằng sự khác nhau về các phân đoạn của car là kết quả của nhiều loại car khác nhau và xác định được cấu trúc phân tử của car

Ngày nay thì người ta đã biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất car Những nhiên cứu chi tiết về các loài rong này đã cho phép người ta có thể trồng chúng trên quy mô lớn và do đó đáp ứng đươc nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất car

Carrageenan đóng một vai trò quan trọng trong việc đóng góp cho sự thịnh vượng kinh tế của gần 60.000 nông dân gia đình trên toàn thế giới Trồng rong biển để sản xuất các sản phẩm như car đã trở thành sinh kế ưa thích của nhiều nông dân vùng biển, đặc biệt là ở vùng khí hậu nhiệt đới vì trồng rong biển cần ít vốn đầu tư và mất ít thời gian hơn các sản phẩm khác Các hộ dân biển có thể duy trì nguồn giống rong để nuôi trồng rong biển

mang lại giá trị về kinh tế lâu dài, ổn định hơn Điều đó có nghĩa là nuôi trồng rong biển đã tạo công ăn, việc làm cho chính người dân biển tại địa phương và rong biển trở thành một mặt hàng mang tới lợi nhuận cho người dân các cộng đồng ven biển ở các nước đang phát triển

1.2.2 Cấu trúc của carrageenan

Carrageenan là tên gọi chung của một họ polysaccharide sulfate có trọng lượng phân tử cao được chiết từ một số loài rong biển đỏ Hình thành do các đơn vị khác của D-galactose và 3,6-anhydro-D-galactose (DA) tham gia bằng một polymer mạch thẳng với liên kết luân phiên của βD- galactose pyranose qua liên kết 1-3 và αD-galactose pyranose qua liên kết 1-4 (hình 1.1) [17], [20] và được phân loại theo mức độ thế trên các nhóm OH tự do của chúng Sự thế hoặc thêm nhóm este sulfate có mặt của 3,6-anhydro-D- galactose [21] Hợp phần cấu tạo của car gồm có D-galactose (17 ÷ 31%) còn L-galactose chiếm lượng rất nhỏ Do đó, car tạo thành chủ yếu bởi các mạch poly D-galactose bị sulfate hoá có phân tử lượng 500 ÷ 700 Dalton [22]

Các phân tích bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cho thấy car

có nhiều dạng cấu trúc hoá học khác nhau Dựa vào cấu trúc hoá học, người ta

có thể phân car thành các loại như sau: mu, kappa, nu, iota, lamda và theta,…

Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của các dạng carrageenan khác nhau

Có 6 dạng car có tùy thuộc vào số lượng và vị trí của các nhóm ester sulfate [21] (Hình 1.1)

Các loại này chỉ khác nhau ở mức độ sulfate hoá, vị trí sulfate hoá, mức

độ dehydrat hoá của chuỗi polysacharid Khối lượng phân tử của đại phân tử car khoảng từ 105 đến 106 phụ thuộc nguồn gốc nguyên liệu và quá trình chiết [19],[22],[23], [24]

Car tự nhiên từ các loài rong khác nhau có thể là hỗn hợp khác nhau của các loại car đã nêu ở trên Người ta phân chia car ra hai nhóm chính: nhóm 1 chứa các loại mu, nu, kappa, iota và các dẫn xuất của chúng Các car này tạo gel với ion K+ hoặc có thể xử lý kiềm để có tính chất tạo gel, chúng có đặc điểm là gốc đường có liên kết 1,3 hoặc không có nhóm sulfate hoá ở vị trí C4 Nhóm thứ 2 là lambda, xi, theta và các dẫn xuất của chúng Chúng không

có khả năng tạo gel ngay cả trước và sau khi xử lý kiềm Đặc trưng của cấu trúc này là cả hai loại gốc đường liên kết 1,4 và 1,3 đều có nhóm sulfate ở ví trí C2 Ngoài ra, thành phần của car gồm có H2SO4, Ca2+ và 3,6-anhydro-D- galactose (DA) Dạng tồn tại của car trong rong đỏ gắn với Ca2+, K+, Na+ như: R=(OSO3)2Ca hoặc R-OSO3Na, ROSO3K (R là gốc polysacharid) Hàm lượng

SO32- cũng ảnh hưởng đến sức đông của car [22]

Tuy nhiên phổ biến nhất là 3 dạng chính được gọi là -, -, và - carrageenan Trong đó, κ-car chiếm thị phần lớn nhất (80%) Mu và Nu là chất ban đầu tổng hợp nên kappa và iota, việc chuyển đổi này là do enzyme dekinkase có trong rong biển hay trong quá trình sản xuất khi dùng xúc tác loại nhóm 6 sulfate [22]

κ-carrageenan: là một loại polymer mạch ngắn, có cấu tạo xen kẽ giữa D-galactose-4- sulfate (G4S) và 3,6 anhydro D-galactose (DA) (Hình 1.2) Cấu trúc phân tử của κ-car là vòng xoắn kép bậc III

Hình 1.1: Cấu trúc của κ-carrageenan

-carrageenan: là một loại car có số lượng gốc sulfate nằm trung gian

giữa số lượng gốc sulfate của κ-car và -car (Hình 1.3) Khi tạo gel, khối gel của -car có tính đàn hồi tốt hơn khối gel của các loại car khác

Hình 1.2: Cấu trúc của  -carrageenan

-carrageenan: trong mạch phân tử của -car, các đơn vị monomer gồm: D-galactose-2- sulfate (1,3) và D-galactose-2-6-disulfate nối xen kẽ với nhau (Hình 1.4)

Hình 1.3: Cấu trúc của  -carrageenan

Các phân đoạn này đều có tính đa phân tán, nhưng chúng chỉ khác nhau

về thành phần sunphat ester và gốc quay quang -car có khối lượng phân tử cao và mạch dài hơn κ-car Thành phần của phân đoạn này cũng phụ thuộc vào nhiệt độ chiết và loại rong nguyên liệu [22], [24], [25]

Sự khác nhau của các loại car trên ở vị trí và số lượng nhóm ester sulfate đính vào chuỗi polysacharid, do đó mỗi loại có tính chất vật lý và hoá học đặc trưng khác nhau

1.2.3 Tính chất lý hoá của carrageenan

1.2.3.1 Tính chất của carrageenan

Môi trường kiềm có ảnh hưởng lớn đến trạng thái cấu tạo hoá học của car, cụ thể trong môi trường kiềm, nhóm (HOSO3-) bị khử tách dần khỏi cấu trúc của car Tùy thuộc vào mức độ tách nhóm (HOSO3-) từ car ban đầu sẽ

Car là một polymer mang điện âm nên bị ngƣng kết khi có mặt của các

hình thành nên cấu trúc của một loại car khác với ban đầu [22], [24], [25] Chẳng hạn:

Từ Mu-car khi bị khử nhóm (HOSO3-) trong môi trường kiềm sẽ tạo thành κ-car (hình 1.5)

Hình 1.4: Sự chuyển hóa  -carrageenan thành κ-carrageenan trong môi trường kiềm

Từ Nu-car khi bị khử nhóm (HOSO3-) trong môi trường kiềm sẽ tạo thành thành -car (hình 1.6)

Hình 1.5: Sự chuyển hóa  -carrageenan thành  - carrageenan trong môi trường kiềm

Trong môi trường kiềm - car bị khử nhóm (HOSO3-) sẽ tạo thành

theta-car (hình 1.7)

Hình 1.6: Sự chuyển hóa  -carrageenan thành  -carrageenan trong môi trường kiềm

đại phân tử mang điện tích dương như: metylen xanh, safranine, phẩm màu azo thiazo khác, tính chất này giống như một vài alkaloid và protein Mặt khác, car còn có khả năng kết tủa khi có mặt của ethanol nồng độ cao (ethanol

đóng vai trò là tác nhân dehydrate hoá) Do vậy, người ta có thể sử dụng ethanol nồng độ cao để kết tủa thu car

Mặt khác, car là hợp chất cao phân tử (polysaccharide) có cực nên hydrat hóa và hòa tan tốt trong môi trường có cực, chẳng hạn như nước Khi car hút nước sẽ xảy ra hiện tượng hydrat hóa và dẫn tới sự hòa tan Khi hòa tan trong nước, car tạo thành dung dịch lỏng, sánh Người ta sử dụng đặc tính này để làm tăng khả năng ổn định của các hỗn hợp thực phẩm lỏng hay dung dịch thực phẩm hoặc làm tăng khả năng hydrate hóa của các loại thuốc

1.2.3.2 Tính tan

Car tan trong anhydrous hydrazine (N2H4), ít tan trong formamide (CH3NO) và methyl sulfoxide ((CH3)2SO), không tan trong dầu và dung môi hữu cơ Car tan trong nước, đặc biệt là nước nóng, tuy nhiên tính tan còn phụ thuộc vào loại car

Bảng 1.2: Một số tính chất đặc trưng của các loại carrageenan [26]

Nước nóng

Nước lạnh

Tan ở nhiệt độ trên

70oC Tan trong dung dịch muối Na+ Không tan trong

Tan ở nhiệt độ trên 70oC Tan

Tan trong dung dịch muối Na+ Tan

Dung dịch đường

có nồng độ cao Tan khi nóng Tan Tan khi nóng

dung dịch muối

K+, Ca2+

Không tan trong Sữa lạnh

dung dịch muối dịch muối Na+, K+, Không tan Tan

Ca2+ nhưng trương

nở rõ ràng

1.2.3.4 Sự tạo gel (gelation)

Khả năng keo hoá của carrageenan nằm trung gian giữa agar và gelatin, gần giống gelatin hơn Sự hình thành gel của dung dịch car là một quá trình nhiệt thuận nghịch Khi nhiệt độ cao hơn giá trị nhiệt độ tạo gel thì gel sẽ tan chảy (cân bằng bị phá vỡ) Tuy nhiên, khoảng cách nhiệt từ trạng thái tạo gel

đến tan chảy là một giá trị không đổi Khả năng hình thành gel của car phụ

thuộc vào nhiệt độ và nồng độ dung dịch, loại và số lượng muối có mặt trong dung dịch Ngoài ra, tính chất tạo gel còn phụ thuộc vào loài rong, độ nhớt, công nghệ sản xuất, sự hình thành và phân bố các gốc galactose trong mạch polymer Sử dụng đặc tính tạo gel của car, người ta đã ứng dụng car trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống như làm chất nhũ hóa, tạo độ đặc, sánh, tạo cấu trúc và giúp phân bố và cố định đều trong thực phẩm [27], [25], [28]

1.2.3.5 Tính bền acid

Trong môi trường có pH thấp cùng với sự tác dụng của nhiệt độ cao thì

sự thuỷ phân car xảy ra nhanh hơn Vì vậy, nên tránh chế biến dung dịch car ở

pH thấp và nhiệt độ cao trong thời gian dài

1.2.3.6 Tính hấp thu hồng ngoại và màu

Dung dịch carrageenan là một chất hữu cơ, nên có khả năng hấp thu phổ hồng ngoại có bước sóng trong phạm vi nhất định, phụ thuộc vào loại và thành phần car Dựa vào tính chất này, người ta có thể biết được carrageenan thuộc loại -, -, - … Các loại polysaccharide thường cho bước sóng ở vùng

hồng ngoại trong khoảng 1000-1100cm-1, các loại car tạo gel cho mũi hấp thu cực đại (mũi hấp thụ trong khoảng rộng) ở 1065cm-1, loại không tạo gel ở vùng 1020cm-1

1.2.3.7 Tính thuỷ phân và sự methyl hoá xác định công thức cấu tạo của carrageenan

Dung dịch carrageenan ít bị thủy phân ở môi trường pH = 9 và pH = 7; dung dịch muối natri car bị thoái hoá do phân tử car bị đứt liên kết DA Từ phản ứng xác định tính thuỷ phân kiềm nhóm ester sulfate của car đã nói lên cấu trúc của car có nhóm ester sulfate gắn ở C4 trong gốc galactose Car, đặc biệt là phân đoạn -car sẽ bị thuỷ phân bởi enzyme Pseudomonas carrageenan hay appa-carovora Khi car (-, -) bị thuỷ phân bởi enzyme này thì độ nhớt của dung dịch giảm rất nhiều và làm tăng khả năng khử, tạo các sản phẩm thuộc dãy đồng đẳng của oligosaccharide sulfate, 3,6-anhydrose-D- galactosepyranose–D-galactose–4–6-sulfate Car bị metyl hoá tạo ra các dẫn xuất methyl như 2,3,4,6-tetra-methyl-D(L)-galactose hoặc 2,4,6-tri-methyl- D(L)-galactose và dựa vào đặc tính này người ta đã xác định thành phần cấu trúc của nó

1.2.3.8 Độ nhớt

Độ nhớt của dung dịch car phụ thuộc rất lớn vào khối lượng phân tử, nồng độ car, nhiệt độ dung dịch và các yếu tố ảnh hưởng khác như sự có mặt của các muối trong dung dịch Độ nhớt dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ dung dịch và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ Sử dụng khả năng tạo độ nhớt của car, trong thực phẩm, dược phẩm car được sử dụng như chất ổn định để làm tăng

độ nhớt của pha liên tục, từ đó chúng đảm bảo chất béo không bị phân riêng trong dung dịch [28]

Từ các phân tích ở trên cho thấy car là một polymer tự nhiên có nhiều tính chất công nghệ đáng quý như khả năng tạo gel và đồng tạo gel, tạo độ nhớt cho dung dịch, làm tăng độ chắc và tính chất cơ lý của thực phẩm Ngoài

ra, car còn có thể dùng để sản xuất thực phẩm chức năng hoặc ứng dụng trong

y dược Tuy nhiên, đa số các công trình công bố nghiên cứu về car và cấu trúc

của car là do các tác giả nước ngoài Do vậy, việc đầu tư nghiên cứu để làm chủ công nghệ sản xuất car tại Việt Nam và mở rộng ứng dụng car vào sản xuất và đời sống là cần thiết [29]

1.2.4 Ứng dụng của carrageenan từ rong biển

Carrageenans là chất keo ưa nước quan trọng về mặt thương mại (nướu tan trong nước) xuất hiện dưới dạng vật liệu ma trận trong nhiều loài rong

biển đỏ (Rhodophyta) trong đó chúng phục vụ chức năng cấu trúc tương tự

như cellulose trong thực vật trên cạn Về mặt hóa học, chúng là những galactans bị sulfate hóa cao Do các gốc sulfate nửa este của chúng, chúng là các polymer anion mạn Các ứng dụng của car sử dụng cả hai tính chất ưa nước và anion của chúng, cái sau ảnh hưởng đến cái trước

Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm Car được sử dụng như một chất keo, ổn định và làm đặc và cũng là chất thay thế chất béo trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong các sản phẩm sữa [30] Chúng cũng được sử dụng trong các mặt hàng phi thực phẩm khác nhau như mỹ phẩm [31], dược phẩm [32], công thức dệt

Carrageenan đóng vai trò là chất phụ gia trong thực phẩm để tạo đông

tụ, tạo tính mềm dẻo, đồng nhất cho sản phẩm và cho điểm nóng chảy thấp Car được dùng trong các món ăn trong thực phẩm: các món thạch, hạnh nhân, nước uống…

- Carrageenan được bổ sung vào bia, rượu, dấm làm tăng độ trong

- Trong sản xuất bánh mì, bánh bicquy, bánh bông lan… carrageenan tạo cho sản phẩm có cấu trúc mềm xốp

- Trong công nghệ sản xuất chocolate: bổ sung Carrageenan vào để làm tăng độ đồng nhất, độ đặc nhất định

- Trong sản xuất kẹo: Làm tăng độ chắc, độ đặc cho sản phẩm

- Trong sản xuất phomat, sản xuất các loại mứt đông, mứt dẻo

Đặc biệt ứng dụng nhiều trong lĩnh vực chế biến thủy sản: Car được ứng dụng tạo lớp màng cho sản phẩm đông lạnh, làm giảm hao hụt về trọng lượng và bay hơi nước, tránh sự mất nước của thịt gia cầm khi bảo quản đông…

Trong bảo quản đóng hộp các sản phẩm thịt, bổ sung vào surimi và giò chả [

qua gốc amin mang điện tích dương khi pH nằm dưới điểm đẳng điện Chính nhờ điểm này mà trên 50% tổng lượng Car được sử dụng trong công nghiệp sữa Vai trò của car là làm cho các sản phẩm sữa có độ ổn định khá cao, không cần dùng đến tinh bột hoặc lòng trắng trứng

2- Trong y dược và dược phẩm

Trong những năm gần đây, car ngày càng được sử dụng trong các công thức dược phẩm Hiện tại, car đã được đưa vào Dược điển Hoa Kỳ 35- Công thức quốc gia 30 S1 (USP35-NF30 S1), Dược điển Anh 2012 (BP2012) và Dược điển Châu Âu 7.0 (EP7.0), gợi ý rằng car có thể có một tương lai đầy hứa hẹn như là một tá dược dược phẩm

Dùng để sản xuất các loại dược phẩm quan trọng Car là chất nhũ hóa trong ngành dược phẩm để sản xuất các loại sản phẩm như: Các loại thuốc dạng nhờn, nhũ tương để thoa lên các vết thương làm vết thương mau lành, làm màng bao cho thuốc [37]

Do các gốc sulfate nửa este của nó, Car thể hiện khả năng phản ứng cao với các chất tích điện dương [38]

Theo các cuộc điều tra đã chỉ rằng car có thể tương tác với một số loại thuốc cơ bản kết hợp của tất cả các cơ chế (hấp thụ nước, xói mòn và tương tác) có thể dẫn đến việc giải phóng thuốc kéo dài hơn 24 giờ [39], [40]

35], [36]

Do car tích điện âm của gốc SO42- nên có khả năng liên kết với protein

Cũng dựa vào tính chất là car mang điện tích âm nên được ứng dụng trong việc điều chế thuốc loét dạ dày và đường ruột Khi thành dạ dày bị loét, men pepsin sẽ tấn công protein tại chỗ loét làm cho độ acid tăng lên nhưng khi có mặt của Car thì nó tương tác với pepsin và làm ức chế tác dụng của pepsin

Sử dụng thuốc hoặc thực phẩm chức năng qua đường uống dễ dàng được sự chấp nhận của các bệnh nhân, tuy nhiên nó cần phải nghiên cứu những chất mang thuốc có tính chất ổn định và bền trong các điều kiện pH ở

hệ tiêu hóa [5] Trong số các polysaccharide từ rong biển được nghiên cứu, car là một trong những sự chọn lựa đầu tiên để sử dụng làm chất mang [41]

Ví dụ như hỗn hợp carboxymethyl cellulose/carrageenan đã được sử dụng để

bọc vi khuẩn Lactobacillus plantarum đã cải thiện khả năng sống của vi

khuẩn trong đường tiêu hóa và sự giải phóng vi khuẩn ra khỏi hổn hợp carboxymethyl cellulose/carrageenan tỷ lệ thuận với độ trương của hổn hợp từ

pH acid trong dạ dày chuyển sang pH môi trường kiềm yếu trong dịch ruột và đạt giá trị cao nhất ở pH = 7,4 Do đó hỗn hợp này có thể được sử dụng như một hệ thống phân phối thuốc bằng miệng cho đại tràng [42]

Lamda-carrageenan cũng đã được dùng để mang lectin Griffithsin (GRFT), kết quả cho thấy nó có khả năng ức chế virus herpes simplex 2 (HSV-2) và virus papilloma (HPV) mạnh hơn so với chỉ dùng lectin Griffithsin trực tiệp từ 3 -5 lần [43] Mặc dù car có khả năng mang thuốc, tuy nhiên để sử dụng carrageenan làm hệ chất mang các thuốc có khối lượng phân

tử lớn (protein) cần phải đáp ứng các yêu cầu sau, (1) giải phóng thuốc hiệu quả trong vùng ruột và (2) ngăn chặn sự biến tính thuốc trong dạ dày Vì vậy,

để nâng cao khả năng giải phóng thuốc ở vị trí đích, trong cấu trúc của car cần phải gắn thêm các nhóm acid carboxylic để thích nghi với sự thay đổi pH từ môi trường acid trong dạ dày sang môi trường kiềm yếu trong ruột [7]

3- Trong các ngành khác

Giữ cố định enzyme và tế bào: Car là môi trường cố định enzyme, là chất xúc tác trong công nghiệp tổng hợp và chuyển hóa các chất khác

Hỗn hợp _Carrageenan và _Carrageenan và các chất tạo nhũ tương được bổ sung vào dung dịch sơn nước để tạo độ đồng nhất, khả năng nhũ hóa tốt hơn cho sơn

Bổ sung vào kem đánh răng để chống lại sự tách lỏng, sự bào mòn trạng thái, tạo các đặc tính tốt cho sản phẩm [44]

1.2.5 Giới thiệu một số kỹ thuật sản xuất carrageenan

Hiện nay, trên thế giới có các phương pháp sản xuất car như: phương pháp kết tủa, phương pháp đông lạnh, phương pháp PES, phương pháp ATC,… nhưng trong thực tế do tính chất đơn giản về công nghệ và hiệu quả kinh tế nên người ta chọn để áp dụng hai phương pháp sản xuất car chính sau:

Phương pháp thứ nhất chỉ áp dụng từ cuối năm 1970 đến đầu năm

1980, car được tách ra từ rong đỏ bằng nước nóng, bã rong được lọc tách ra và dịch chiết chứa car được đem sấy khô trực tiếp trên thiết bị sấy kiểu “rulô” thu được car ở dạng màng mỏng, sau đó nghiền thành bột Một số cơ sở sản xuất tiến hành tinh chế dịch chiết trước khi làm khô, nhưng thực tế cho thấy sản phẩm vần còn nhiều tạp chất

Phương pháp thứ hai, rong được rửa sạch, sau đó xử lý bằng dung dịch kiềm KOH ở nhiệt độ thích hợp cho từng loại rong cụ thể Việc sử dụng dung dịch KOH sẽ giúp loại bỏ các tạp chất như sắc tố, protein, muối khoáng Rong sau xử lý chủ yếu chứa car và cellulose Sau đó, sấy khô rong và nghiền thành bột car bán tinh chế (SRS) [19], [23], [24], [45]

Sự khác nhau cơ bản giữa car tinh chế và bán tinh chế là car bán tinh chế chứa cellulose, trong khi car tinh chế thì cellulose đã được tách hoàn toàn trong quá trình sản xuất Do vậy, khi hoà tan car bán tinh chế vào nước thường có hiện tượng dung dịch kém trong suốt

Đối với nước ta, những năm gần đây, các nhà khoa học tại một số cơ quan nghiên cứu và đào tạo như Viện Khoa học và công nghệ Nha Trang, trường Đại học Thủy sản (nay là Trường Đại học Nha Trang), Viện Hóa học,

đã quan tâm nghiên cứu chế biến rong sụn và ứng dụng car vào sản xuất sản phẩm mới Công nghệ sản xuất car từ rong sụn đã được các nhà nghiên cứu trong nước tiếp thu từ nước ngoài và điều chỉnh cho phù hợp với các đặc điểm của nguyên liệu rong và điều kiện sản xuất ở nước ta Cụ thể như sau:

- Car được chiết từ rong Hồng Vân (Eucheuma gelatinae) bằng phương

pháp chiết trong môi trường nước nóng ở nhiệt độ 900C trong 2 giờ [46] Phương pháp sử dụng nước nóng để chiết car có nhược điểm là hiệu quả chiết rút không cao và để đảm bảo chiết rút triệt để car từ nguyên liệu đòi hỏi phải chiết nhiều lần Do đó, dung dịch car thu được có nồng độ car không cao và thể tích lớn gây khó khăn cho việc thu nhận car sau này và sản phẩm car thu được lẫn nhiều tạp chất

- Chiết car bằng dung dịch NaOH có nồng độ 7 - 13%, kết hợp với nhiệt độ [47] Hoặc sử dụng dung dịch NaOH để xử lý rong sụn trước, tiếp theo chiết car trong môi trường nước nóng [12], [30] Ngoài ra, kết hợp sử dụng KOH và acid HCl để xử lý rong trước khi chiết car trong môi trường nước nóng [48] Giảm thiểu các tạp chất phi car bằng công nghệ xử lý rong sụn trong môi trường kiềm nhẹ để sản xuất car bán tinh chế SRC, công nghệ

có ưu điểm hiệu suất quy trình rất cao gần 70% [49]

Sản xuất car theo phương pháp trên có một số hạn chế là car thu được thường lẫn với hóa chất nên quá trình tinh chế gặp nhiều khó khăn, gây ô nhiễm môi trường, độc hại với người sản xuất

Với phương pháp sử dụng enzyme để xử lý rong, phản ứng xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng, hiệu quả cao do tính đặc hiệu của enzyme, không độc hại cho người sản xuất và ít ảnh hưởng đến môi trường và đảm bảo an toàn thực phẩm, đang là một hướng nghiên cứu được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm Sau đây, xin giới thiệu một số kết quả nghiên cứu của thế giới về lĩnh vực này:

Zhao Mouming và cộng sự, có thể thu được car bằng cách xử lý rong với enzyme cellulase Nhược điểm của phương pháp làm cường độ gel của car giảm nhẹ [50]

Tang và cộng sự (1998), đã mô tả kỹ thuật chiết car từ Eucheuma cottonii và E okanurai bằng cách sử dụng enzyme cellulase và hơi nước áp

suất cao Phương pháp sử dụng cellulase cho hiệu suất thu nhận car cao hơn nhưng cường độ gel thấp hơn so với phương pháp xử lý rong bằng hơi nước

áp suất cao [2]

Soovendran A/l Varadarajan và cộng sự (2009) cho rằng hiệu suất thu nhận car từ rong bị ảnh hưởng nhiều bởi phương pháp xử lý rong trước khi chiết Cụ thể, phương pháp xử lý rong bằng cellulase cho hiệu suất thu car cao nhất, sau đó đến đun sôi truyền thống và thấp nhất là xử lý rong bằng dịch chiết enzyme nấm mốc Tuy nhiên, độ nhớt của car sản xuất theo phương pháp xử lý rong bằng enzyme cellulase cao hơn so với car thu được khi xử lý rong bằng dịch chiết enzyme nấm mốc nhưng thấp hơn so với phương pháp sản xuất car truyền thống [51]

Từ các phân tích ở trên cho thấy các tác giả nước ngoài chủ yếu sử dụng enzyme cellulase để phá vỡ thành tế bào của rong để thu nhận dịch chiết car Việc sử dụng enzyme cellulase vào sản xuất car đã nâng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm, khắc phục được việc sử dụng hóa chất gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, phương pháp sử dụng cellulase trong sản xuất car có nhược điểm

là độ nhớt của car bị giảm Trong nước, các công trình nghiên cứu ứng dụng enzyme trong xử lý rong để sản xuất car không đáng kể Công nghệ sản xuất car từ rong sụn vẫn chủ yếu theo hướng sử dụng HCl và NaOH để xử lý rong nên chất thải quy trình sản xuất chắc chắn sẽ gây ô nhiễm môi trường và việc

xử lý chất thải là một vấn đề phức tạp và tốn kém Do vậy, chúng ta cần đầu

tư nghiên cứu sử dụng các công nghệ sạch ít gây ô nhiễm môi trường trong

sản xuất car từ rong sụn, đặc biệt là “ứng dụng công nghệ enzyme” để sản

xuất car từ rong sụn nhằm tạo ra sản phẩm car đáp ứng tiêu chuẩn “xanh và sạch” cung cấp cho các ngành công nghiệp trong nước và hướng đến xuất khẩu, góp phần hạn chế tình trạng xuất khẩu rong nguyên liệu khô với giá rẻ

và nhập khẩu car với giá cao như hiện nay Từ đó, góp phần giải quyết đầu ra cho nghề nuôi trồng rong sụn, nâng cao giá trị thương phẩm, thúc đẩy nghề trồng rong sụn tại Việt Nam phát triển bền vững [29]

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CARBOXYMETHYL K- CARRAGEENAN

1.3.1 Tình hình nghiên cứu carboxymethyl -carrageenan trên thế giới

Hiện tại trên thế giới có rất nhiều quốc gia đã và đang nghiên cứu về tổng hợp carboxylmethyl -carrageenan phải kể đến như: Trung Quốc, Nhật Bản, Philippines, Hoa Kỳ… phần lớn nhất là các nghiên cứu lớn ở Nhật Bản Các công trình khoa học liên quan đến tổng hợp CMKC được công bố trên toàn thế giới góp phần không nhỏ tới giá trị khoa học các nghiên sứu sau này

Có thể kể đến một vài nghiên cứu sau:

Masato Nishikawa, Kozo Takayama, Mariko Morishita,… và các cộng

sự đã nghiên cứu CMKC tại khoa Dược, khoa Y của trường Đại học Hosshi, thành phố Shinagawa, Tokyo – Nhật Bản

Lihong Fan, Lobo Wang, Shulua Liu, Weiping Wang và các cộng sự nghiên cứu về tổng hợp, đặc điểm và tính chất của CMKC tại các trường Đại học Công nghệ Hồ Bắc, Cao đẳng Sinh Học, ngoài ra còn nghiên cứu tại Bệnh viện Thứ Ba,… ở Vũ Hán – Trung Quốc [52]

Charito Tranquilan-Aranillaa, Naotsugu Nagasawa, Aristea Bayquen, Alumanda Dela Rosa và các cộng sự nghiên cứu về tổng hợp và mô tả đặc điểm của CMKC tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân Philippine, Sở Khoa học và Công nghệ, Thành phố Quezon, Philippines [53]

Liszt Y.C Madruga, Roberta M Sabino, Elizabeth C.G Santos, Ketul

C Popat, Rosangela de C Balaban, Matt J Kipper nghiên cứu khả năng sinh học, các hoạt tính chống oxi hóa và kháng khuẩn tại Khoa Kỹ thuật Hóa học

và Sinh học, Đại học Bang Colorado, Fort Collins, Hoa Kỳ [54]…

Carboxymethyl -carrageenan chứa các nhóm sulfate và carboxyl tương tự như cấu trúc gần nhất của Heparin Tuy nhiên không có báo cáo nào

về hoạt động chống đông máu của CMKC… Tùy từng điều kiện phản ứng đối quá trình carboxymethyl hóa khác nhau giữa các loại polysaccharide khác

nhau, người ta nghiên cứu tổng hợp để tối ưu hóa quá trình carboxymethyl hóa -carrageenan [55]

Carboxymethyl -carrageenan cũng đã được sử dụng thành công để bọc insulin, kết quả cho thấy nó có kéo dài thời gian giải phóng insulin từ 12 đến

24 giờ [5], [56] Phản ứng carboxymethyl hóa cũng đã được nghiên cứu nhiều trong các polymer tự nhiên, như cellulose [57], tinh bột [58], chitin [59], chitosan [60], dextran [61], gellan [62], galactomannan [63] và xylan [64] Mức độ thế nhóm carboxymethyl trong các polysaccharide tự nhiên có thể được gia tăng qua các phản ứng nhiều bước eter hóa để tạo ra các sản phẩm có giá trị sử dụng khác nhau [65] (Hình 2) Gần đây, vật liệu mới này đã được phát triển cũng như các chất mang thuốc thích hợp để phân phát các thuốc đến

vị trị đích trong đường ruột [56]

Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp carboxymethyl K-carrageenan

nước

1.3.2 Tình hình nghiên cứu carboxymethyl -carrageenan trong

Tại vùng biển Việt Nam có hơn 800 loài rong biển thuộc tất cả các bộ của các ngành rong đã được công bố trên thế giới, trong đó có gần 40 loài

rong đỏ chứa car với hàm lượng cao Rong đỏ, Kappaphycus striatum, Kappaphycus alvarezii và Eucheuma denticulatum là các loài rong kinh tế,

đang được nuôi trồng rộng rãi ở nước ta cho mục đích sử dụng làm thực phẩm hoặc làm nguồn nguyên liệu để sản xuất car Nước ta là một nước nhiệt đới,

có bờ biển dài có khí hậu thuận lợi cho việc nuôi trông và phát triển nhiều loại rong quý có giá trị kinh tế cao Kể từ khi du nhập vào nước ta từ năm 1993

cây rong sụn (Kappaphycus alvarezii Maxwell Doty, 1972) tỏ ra thích hợp với

khí hậu Việt Nam, đặc biệt là ở các tỉnh miền trung [66]

Hiện nay, rong sụn được nuôi trồng tại các tỉnh ven biển Việt Nam từ

Đà Nẵng đến Kiên Giang; tại Khánh Hòa rong sụn được nuôi trồng nhiều ở Cam Ranh, vịnh Vân Phong, Ninh Hòa và xung quanh đảo Trường Sa Rong sụn thường được trồng theo mô hình kết hợp với nuôi các loài thủy sản khác, đây là dạng mô hình nuôi trồng kết hợp đang được quan tâm phát triển ở nước

ta hiện nay Sản lượng rong sụn ở nước ta vào khoảng 300.000 tấn/năm, phần lớn rong sụn được phơi khô và xuất khẩu dạng nguyên liệu thô Trên thế giới rong sụn được dùng làm nguyên liệu để thu nhận car Carrageenan (Car) là polysaccharid được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như trong chế biến thực phẩm, mỹ phẩm,… và đặc biệt là dùng trong dược phẩm Cây rong sụn là loài thuộc ngành tảo đỏ, nguyên liệu chủ yếu dùng trong việc tách chiết car là một loại polimer sinh học có ứng dụng rất rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm, y dược… và mới đây là trong việc sản xuất phụ gia thực phẩm thay thế hàn the

Các dạng car từ một số mẫu rong này cũng đã được nghiên cứu cấu trúc

và tính chất hóa lý [67], [68], [69] Tuy nhiên hầu chưa có công bố nào về nghiên cứu các dẫn xuất từ car như carboxymethyl -carrageenan và khả năng ứng dụng CMKC trong thực phẩm hoặc y học

Ở Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất carrageenan với hiệu xuất thu hồi cao, hơn nữa khí hậu của chúng ta thích hợp cho việc phát triển cây rong sụn nguồn nguyên liệu chính để sản xuất carrageenan đây là thuận lợi lớn để chúng ta tiến hành mở nhà máy sản xuất carrageenan

Carrageenan là một loại polysaccharide sulfate hóa tự nhiên, hiện đang

là một loại polimer sinh học có triển vọng cao trong kỹ thuật mô và y học tái

sinh vì nó giống với glycosaminoglycans từ công thức dược, car có nhiều ứng dụng Ở đây chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan về việc phát triển các dạng hydrogel dựa trên car khác nhau Chúng tôi tập trung vào làm thế nào các quá trình chế tạo này có ảnh hưởng đến các tính chất hóa lý của hydrogel Chúng tôi phác thảo các ứng dụng -cation của các hydrogel này không chỉ liên quan đến việc làm nang bảo quản thuốc tự nhiên và hiệu quả bền vững

mà còn ứng dụng của chúng trong xương và kỹ thuật mô sụn cũng như trong công thức chữa lành vết thương và kháng khuẩn Quản lý những hydrogel thông qua các chiều hướng khác nhau cho các ứng dụng chế biến thuốc đã được kiểm nghiệm chặt chẽ Triển vọng hiện tại và tương lai thúc đẩy tôi nghiên cứu polysacarit có nguồn gốc từ rong biển như car, vật liệu sinh học đầy hứa hẹn cho một loạt các ứng dụng sinh học

1.4 Các phương pháp phân tích carrageenan và tổng hợp carboxymethyl

2- Methyl hoá sản phẩm phân tích thông qua chuỗi phản ứng hoá học dẫn xuất hoá các monosaccharide, để việc xác định chúng có thể thực hiện bằng phổ khối (MS)

3- Ghi dữ liệu cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) với các tín hiệu cộng hưởng 1H và 13C NMR

4- Xác định trật tự liên kết glycosid và các vị trí nhóm thế

5- Nghiên cứu cấu trúc không gian polysaccharide bằng các thông số NMR được hỗ trợ bởi kỹ thuật mô hình hoá phân tử Đây là hướng nghiên cứu còn rất mới mẻ

Kết hợp giữa con đường nghiên cứu hóa học với sự phát triển hiện nay của các phương pháp hoá lý trong nghiên cứu cấu trúc, đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

1.4.1.1 Phương pháp hoá học

Phương pháp hoá học là phương pháp khá phổ biến được sử dụng để xác định thành phần monomer của các polysaccharide Tính chất đặc biệt của car liên quan chủ yếu đến hàm lượng 3,6-anhydro-D-galactose (DA) và hàm lượng OSO3- có trong mạch, vì vậy việc phân tích xác định hàm lượng các thành phần này là rất quan trọng Không giống các monomer khác, DA rất nhạy cảm với axit và bị phá huỷ hoàn toàn khi thuỷ phân Tính chất này được

sử dụng rộng rãi để phân tích định lượng DA khi có mặt các monomer khác bằng phản ứng tạo màu với recorcinol và axit clohydric đậm đặc Tuy nhiên, phương pháp này không phân biệt được DA và các dẫn xuất của nó, không định dạng được cấu hình tuyệt đối Để giải quyết vấn đề này người ta thường dùng các phương pháp hoá học khác nhau như aceto hoá, methanol hoá, methyl hoá, thuỷ phân oxi hoá, thuỷ phân khử rồi kết hợp phương pháp sắc kí khí để phân tích thành phần Mặc dù phương pháp hoá học cho những thông tin quý giá về thành phần từng cấu tử trong phân tử car nhưng phương pháp này đòi hỏi những phản ứng phức tạp, cần quá trình chiết tách phức tạp trong phòng thí nghiệm

1.4.1.2 Phương pháp vật lý

+ Phương pháp hồng ngoại: phương pháp hồng ngoại là một phương

pháp đơn giản, thuận tiện được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc của car Phép

đo này chỉ đòi hỏi một vài milligam mẫu khô được sấy, nghiền và trộn với bột KBr theo tỷ lệ 1: 10 Tiến hành đo mẫu, các đặc trưng nhóm chức của một loại car cho trước được đánh giá tại các số sóng đặc trưng S=O của ester sulfate tại 1240cm-1, CO của DA tại 930 – 940 cm-1 C-O-S của sulfate axial thứ hai ở C-4 của galactose tại 845cm-1 C-O-S của sulfate equatorial thứ hai

ở C-2 của galactose tại 830cm-1 C-O-S của sulfate equatorial thứ nhất ở C-6

của galactose tại 820cm-1 C-O-S của sulfate axial thứ hai ở C-2 của DA tại 805cm-1 [71]

Dải hấp thụ tại 895-900 cm-1 cũng xuất hiện trên phổ IR của κ-car Dải này thường không xuất hiện trên phổ của các car không được de sulfate hoá [72] Đây chính là điểm phân biệt giữa car và các agar Các peak đặc trưng chính đã có thể đo được trong rong khô ban đầu (car chiếm 50 – 70%) hoặc sau các phân đoạn chiết car Sigma Các thành phần ít, ở nồng độ 5 - 7% trọng lượng cũng có thể xác định bằng cách sử dụng kĩ thuật này

+ Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): phổ 1H-NMR của polysaccharide có thể khẳng định độ tinh khiết của mẫu (không có mặt của các tín hiệu các oligonucleotide, protein hay lipid) [70] Phổ cũng có thể cho biết số monosaccharide thực từ số các cộng hưởng proton anomer thông qua các tín hiệu trong khoảng 4,4 đến 5,8 ppm Như vậy, dựa vào tỷ lệ tích phân tương đối của các cộng hưởng anome cũng có thể đánh giá tỷ lệ phân tử của các monosaccharide Về mặt này kết quả phân tích hoá học có thể phù hợp với kết quả phân tích 1H NMR Nhìn chung, kết quả tính tích phân NMR là chính xác so với kết quả phân tích hoá học Nhiều nhóm thế có thể được xác định hoặc sự có mặt của chúng được dự đoán dựa vào phổ 1D 1H NMR Tiếp theo, số lượng chính xác của các monosaccharide có thể được khẳng định chính xác nhờ vào việc khảo sát vùng anome của phổ 2 chiều dị hạt nhân 1H-

13C HSQC

Độ dịch chuyển hoá học của proton anome (4,4 - 5,8ppm) được tách biệt một cách không hoàn toàn rõ rệt khỏi các cộng hưởng 1H ở các vị trí khác (3,2 - 4,5ppm) trong khi độ dịch chuyển 13C anome (95 - 110ppm) lại tách biệt rất rõ, không hề trùng chập với các cộng hưởng 13C ở các vị trí còn lại (60 - 85ppm)

Các vị trí được thế của monosaccharide được gọi là vị trí aglycon tương ứng với các nguyên tử C ở các vị trí không phải anome của liên kết glycosid

Từ dữ liệu NMR, vị trí liên kết được suy ra dựa trên sự tăng mạnh (> + 3ppm)

về độ dịch chuyển hoá học của 13C so với độ dịch chuyển hoá học của các monome không thế Việc phân tích này cũng mang lại thông tin giống với

những phân tích khi metyl hoá Trật tự các đơn phân trong mạch của polysaccharide được xác định chính là chuỗi các liên kết glycosid, thể hiện thông tin cấu trúc chính cần xác định thu được từ hai loại phổ 1H- 13C HMBC

và NOESY

+ Phương pháp khối phổ (MS): một thời gian dài, đối với car nói riêng

và các polysaccharide nói chung, phương pháp khối phổ chỉ có thể được áp dụng sau khi đã có sự chuyển hoá hoá học Trước hết mẫu được thuỷ phân để tạo thành các mono hoặc disaccharide, sau đó các tiểu phân này cần được metyl hoá để có thể phân tích bằng GC/MS Quá trình phân tích đòi hỏi nhiều thực nghiệm, thời gian và hoá chất, trong khi kết quả thu được chỉ cho biết gián tiếp về các đơn phân hình thành nên mạch mà không cung cấp nhiều thông tin về trật tự liên kết, do các đơn phân đã được metyl hoá nên có thể thông tin về nhóm thế của đơn phân sẽ bị mất đi Chính vì thế, phương pháp

MS sử dụng kĩ thuật ion hoá thông thường va chạm electron EI không phát huy sức mạnh đối với các mẫu car

1.4.2 Nghiên cứu cấu trúc của carrageenan

Theo Maitland W McLean và cộng sự (1979), sản phẩm thủy phân κ- car bằng enzyme κ-carrageenan thu được trong môi trường nuôi cấy Pseudomonas carrageenovora được tách bằng lọc gel, phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C Những kết quả này phù hợp với sản phẩm thủy phân

là neocarrabiose 4-O-sulphate [73]

Năm 1991, Potin và cộng sự phân tích các sản phẩm thủy phân của κ- car bằng lọc gel và phổ 13C-NMR cho thấy, enzyme thủy phân κ-car thành κ- neocarratetraose sulfate [74]

Theo Guangli Yu và cộng sự (2002), ba oligocar được tinh chế bằng sắc

ký trao đổi anion hiệu suất cao; cấu trúc của nó được làm sáng tỏ bằng cách

sử dụng dữ liệu quang phổ khối lượng và NMR Sắc ký lỏng khối phổ có kết nối bộ phun điện (ESI-MS) cung cấp trọng lượng phân tử của các hợp phần và làm sáng tỏ các mô hình phân mảnh của các oligocar Kỹ thuật 2D- NMR, bao gồm 1H-1H Cosy, 1H-1H TOCSY và 13C-1H-HMQC được thực