Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu phát triển quy trình tách chiết, xác định cấu trúc và hoạt tính sinh học của polysaccharide từ rong nâu và rong lục Việt Nam nhằm tạo sản phẩm bảo vệ sức khỏe (22/07/2025)

Polysaccharide là các polymer sinh học tìm thấy trong tự nhiên trên cả thực vật và động vật, cả trên cạn và dưới nước, trong đó rong biển được xem là một nguồn cung cấp polysaccharide rất phong phú và đa dạng. Nhiều polysaccharide từ rong biển như fucoidan, alginate hay carrageenan có hoạt tính sinh học qúy báu như chống ung thư, chống HIV, chống đông tụ máu hay tính chất lý thú như khả năng tồn tại ở trạng thái gel trong môi trường nước. Chính vì vậy mà chúng được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm. Các ứng dụng phong phú của polysaccharide từ rong biển đang ngày càng được quan tâm, các sản phẩm có nguồn gốc từ polysaccharide rong biển đã và đang mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội, nhất là với các quốc gia có điều kiện địa lý biển thuận lợi. Việt Nam có bờ biển trải dài với nguồn rong biển rất phong phú, là những điều kiện địa lý tự nhiên rất thuận lợi để phát triển các sản phẩm nguồn gốc từ rong biển. Hiện tại ở nước ta, mặc dù đã có các hoạt động khai thác rong biển, tuy vậy vẫn còn rất nhỏ so với tiềm năng, rong, đặc biệt là rong lục vẫn chủ yếu bỏ như rác của biển, một phần nhỏ làm thức ăn gia súc hoăc xuất khẩu nguyên liệu thô làm lãng phí tài nguyên thiên nhiên rong vô cùng quý giá của đất nước.

Cấu trúc của polysaccharide từ rong biển nói chung và fucoidan từ rong nâu hay ulvan từ rong lục nói riêng rất phức tạp, đa dạng và liên quan chặt chẽ với hoạt tính sinh học cũng như các ứng dụng của polysaccharide. Hơn nữa, cấu trúc cũng như hoạt tính sinh học của polysaccharide phụ thuộc rõ rệt vào vị trí địa lý nơi rong sinh trưởng và phương pháp chiết tách chúng từ rong. Do đó, để có thể khai thác một cách hiệu quả, không lãng phí tiềm năng của nguồn tài nguyên thiên nhiên polysaccharide quý giá từ rong biển, cần tiến hành các nghiên cứu đầy đủ về cấu trúc, hoạt tính, mối quan hệ hoạt tính - cấu trúc và đặc biệt là phương pháp chiết tách polysaccharide từ rong biển.

Hiện tại, Nhật Bản là nước phát triển mạnh, có uy tín về công nghệ và sản phẩm từ rong biển. Dựa trên các quan hệ hợp tác khoa học đã có hiệu quả trong nhiều năm của các nhóm nghiên cứu ở Việt Nam và Nhật Bản, Viện Hóa học chủ trì thực hiện, PGS.TS. Thành Thị Thu Thủy làm chủ nhiệm vụ “Nghiên cứu phát triển quy trình chiết tách, xác định cấu trúc và hoạt tính sinh học của polysaccharide từ rong nâu và rong lục Việt Nam nhằm tạo sản phẩm bảo vệ sức khỏe”.

Kem dưỡng da chứa ulvan, sản phẩm từ kết quả nghiên cứu.

Thực phẩm chức năng chứa fucoidan.

Nghiên cứu đã thu thập, tạo tiêu bản, đánh giá chất lượng và xác định thành phần hóa học cơ bản của 12 loài rong ở vùng biển Nha Trang và Kiên Giang, đồng thời nghiên cứu lựa chọn loài rong nâu để chiết tách fucoidan làm nguyên liệu cho thực phẩm chức năng có tác dụng hạ cholesterol máu và hỗ trợ điều trị ung thư. Từ kết quả đánh giá chất lượng rong, 3 loài rong nâu được lựa chọn là Tubinaria decurrens, Sargassum crassifolium và Padina australis. Tiến hành chiết fucoidan từ 3 loài rong này và 3 mẫu fucoidan được sàng lọc hoạt tính hạ cholesterol máu và gây độc tế bào. 3 mẫu fucoidan chiết tách từ 3 loài rong đều thể hiện hoạt tính hạ cholesterol máu và gây độc tế bào, trong đó fucoidan từ loài Tubinaria decurrens thể hiện hoạt tính cao nhất. Kết hợp kết quả sàng lọc hoạt tính và kết quả về chất lượng rong, nhóm nghiên cứu lựa chọn loài Tubinaria decurens làm nguyên liệu cho chiết tách, tinh chế fucoidan từ rong Tubinaria decurrens. Khảo sát 3 phương pháp chiết tách hóa học, chiết tách có hỗ trợ của sóng siêu âm và chiết tách sử dụng nhựa lỏng ion để thu được fucoidan cho kết quả phương pháp chiết tách siêu âm có ưu việt hơn và được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. Đây cũng là lần đầu tiên chất lỏng ion được sử dụng để chiết polysaccharide từ rong biển.

Nghiên cứu cũng xây dựng quy trình điều chế fucoidan trọng lượng phân tử thấp làm nguyên liệu cho thực phẩm chức năng có tác dụng hạ choresterol máu và hỗ trợ điều trị ung thư, quy mô 10kg rong/mẻ; trong đó đã lựa chọn được điều kiện chiết tách tối ưu fucoidan từ rong nâu Turbinaria decurrens sử dụng phương pháp đáp ứng bề mặt, gồm: thời gian 53 phút, nhiệt độ 70^oC, công suất siêu âm 90% P0 (P0 = 1000w). Quy trình điều chế fucoidan trọng lượng phân tử thấp từ rong nâu, quy mô 10kg rong/mẻ được nhóm nghiên cứu đề xuất gồm 02 bước: Chiết tách fucoidan từ rong nâu Turbinaria decurrens bằng phương pháp chiết siêu âm sử dụng các điều kiện đã được tối ưu hóa và Thủy phân fucodan để thu được fucoidan trọng lượng phân tử thấp bằng phương pháp hóa học sử dụng HCl. Với nghiên cứu chiết tách, tinh chế ulvan từ rong lục, 3 loài rong được lựa chọn là Ulva lactuca, Ulva fasciata và Enteromorpha intestinalis đều thể hiện hoạt tính chống oxy hóa và kháng vi sinh vật kiểm định, trong đó ulvan từ loài Ulva lactuca cho kết quả tốt nhất và được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. Điều kiện chiết tách bằng phương pháp hóa học được nhóm nghiên cứu xác định: tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1:30 g/ml, thời gian chiết trong 3 giờ, nhiệt độ chiết 85°C; chiết tách bằng nước có hỗ trợ của sóng siêu âm trong điều kiện: tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1:60 g/ml, thời gian chiết 30 phút, nhiệt độ chiết 85°C; chiết tách sử dụng chất lỏng ion trong điều kiện: tỷ lệ nguyên liệu/chất lỏng ion là 1:10 g/ml, thời gian chiết 3giờ, nhiệt độ chiết 85°C.

Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách ulvan từ rong lục làm nguyên liệu cho mỹ phẩm có tác dụng dưỡng da quy mô 10kg rong khô/mẻ đã xác định các điều kiện chiết tách tối ưu ulvan từ rong lục Ulva lactuca bằng phương pháp chiết siêu âm (thời gian 31 phút, nhiệt độ 84^oC, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 60:1 mL/g). Quy trình chiết tách gồm các bước: chuẩn bị nguyên liệu, chiết, lọc hút chân không và cô quay loại bớt nước, kết tủa ulvan. Với các kết quả nghiên cứu trên, nhóm tác giả đã xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho fucoidan trọng lượng phân tử thấp làm nguyên liệu cho thực phẩm chức năng và tiêu chuẩn cơ sở cho ulvan làm nguyên liệu mỹ phẩm.

Với nguyên liệu polysaccharide, nghiên cứu tiến hành đánh giá hoạt tính gây độc tế bào, điều hòa miễn dịch và hạ cholesterol máu của fucoidan trọng lượng phân tử thấp làm nguyên liệu cho thực phẩm chức năng, đánh giá hoạt tính chống oxy hóa và kháng vi sinh vật kiểm định của nguyên liệu ulvan làm nguyên liệu cho mỹ phẩm, đồng thời nghiên cứu cấu trúc và mối quan hệ cấu trúc - hoạt tính của polysaccharide và nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố cấu trúc đến hoạt tính sinh học. Theo đó, nhóm nghiên cứu cũng xây dựng quy trình tạo chế phẩm thực phẩm chức năng từ nguyên liệu fucoidan trọng lượng phân tử thấp gồm các bước: (1)Chuẩn bị và cân nguyên liệu theo đúng công thức cho một lô, mẻ. Kiểm tra chất lượng nguyên liệu, phun sấy, diệt khuẩn nguyên liệu trước khi tiến hành các bước tiếp theo. (2) Nguyên liệu fucoidan và tá dược độn Lactose được cho vào máy nhào trộn theo công thức, thực hiện theo nguyên tắc trộn bột kép. (3)Khối lượng bột kép được tạo hạt ướt bằng (PVP và Ethanol) sau đó được rây hạt với kích thước £ 1mm. (4)Khối hạt ướt được tạo sấy khô trên máy sấy khô tầng sôi ở nhiệt độ dưới 60⁰C cho đến khi độ ẩm của khối bột 5-7% thu được cốm khô. (5)Trộn tá dược trơn: Cho lượng cốm khô, bột Magnesi stearat, trộn đều trong khoảng 15 phút 250mg ± 10%. Trong quá trình đóng nang thường xuyên kiểm tra khối lượng, hình thức, loại bỏ viên méo, không đủ khối lượng. Kiểm nghiệm bán thành phẩm đạt tiêu chuẩn chuyển sang giai đoạn đóng gói. (6)Nang cứng sau sản xuất được đóng gói trong lọ 100 viên/lọ. Bảo quản ở nơi khô ráo, tránh ánh sáng, nhiệt độ dưới 30⁰C. Quy trình tạo chế phẩm mỹ phẩm từ nguyên liệu ulvan gồm: tạo hỗn hợp đồng nhất A, tạo hỗn hợp đồng nhất B, trộn tạo gel và đóng gói. Về đánh giá hoạt tính sinh học của nguyên liệu polysaccharide và độ an toàn của chế phẩm bảo vệ sức khỏe, 02 nguyên liệu fucoidan trọng lượng phân tử thấp và ulvan thể hiện hoạt tính sinh học tốt bao gồm hoạt tính gây độc tế bào, điều hòa miễn dịch, hạ cholesterol máu (đối với fucoidan); Hoạt tính chống oxy hóa và kháng vi sinh vật kiểm định (đối với ulvan). Từ 2 nguyên liệu này, nhóm nghiên cứu đã bào chế được 2 chế phẩm bảo vệ sức khỏe: thực phẩm chức năng chứa fucoidan có tác dụng hỗ trợ điều trị ung thư và giảm choresterol máu và kem dưỡng da chứa ulvan. Hai chế phẩm này đã được đánh giá độ an toàn và được kiểm tra đạt tiêu chuẩn cơ sở bởi đơn vị độc lập. Với kết quả nghiên cứu trên, Ban chủ nhiệm đề tài kiến nghị chuyển giao các kết quả của nhiệm vụ để thương mại hóa sản phẩm.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu nhiệm vụ KH&CN tại Trung tâm Công nghệ Thông tin và Truyền thông Hải Phòng hoặc Cục Thông tin, Thống kê./.