Một số ứng dụng của vi tảo trong thực phẩm và dược phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN SAIGON UNIVERSITY TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY Số 71 (05/2020) No. 71 (05/2020) Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: 23 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA VI TẢO TRONG THỰC PHẨM VÀ DƯỢC PHẨM Microalgae extraction and some applications in food and pharmaceutical ThS. Phan Minh Tâm(1), TS. Huỳnh Văn Biết(2), SV. Đặng Trương Minh Tuấn(3), ThS. Nguyễn Thanh Ngoan(4), Trần Dương Thảo(5) (1),(2)Trường Đại học Nông Lâm (3)Trường Đại học Sài Gòn (4),(5)Viện Nghiên cứu và Phát triển Y dược học phía Nam TÓM TẮT Nghiên cứu này tổng quan các ứng dụng gần đây của vi tảo trong ngành thực phẩm và dược phẩm. Nhờ lợi thế phát triển tự dưỡng và có mặt khắp nơi trong môi trường nước, nên vi tảo là một nguồn nguyên liệu đa dạng phục vụ cho việc sản xuất các chất có hoạt tính sinh học có lợi về mặt kinh tế. Nhiều loài vi tảo đã được nghiên cứu về tiềm năng của chúng trong việc tạo ra các sản phẩm có giá trị cao về chất lượng dược lý và sinh học, đáng chú ý nhất là Chlorella, Chlamydomonas, Dunaliella, Muriellopsis, Haematococcus spp. (tất cả đều thuộc họ Chlorophyceae) và nhóm Polysaccharide bao gồm Cochlodinium polykrikoides, Carrageenan và Fucoidan.v.v. Nghiên cứu cho thấy, vi tảo là nguồn nguyên liệu sinh học có nhiều triển vọng trong thực phẩm và dược phẩm. Từ khóa: carotenoids, dược phẩm, omega-3, omega-6, sulfate polysaccharide, thực phẩm, vi tảo ABSTRACT This study focus on the application of microalgae in the food and pharmaceutical industry. Thanks to the advantages of being autotrophs and wide distribution in most water environments, they are a diverse source of raw materials for the production of biologically economic benefits. Many microalgae species have been investigated for their potential as value-added products with remarkable pharmacological and biological qualities most notably Chlorella, Chlamydomonas, Dunaliella, Muriellopsis, Haematococcus spp. (all belongs to the Chlorophyceae family) and the Polysaccharide group consists of Cochlodinium polykrikoides, Carrageenan and Fucoidan, ect. Therfore, micoralgae manufacturing is one of the most potential biological material source for applicating in food and pharmaceutical industries. Keywords: carotenoids, food, omega-3, omega-6, sulfate polysaccharide, pharmaceutical, microalgae 1. Mở đầu Tổng quan ứng dụng vi tảo trong dược phẩm và thực phẩm Các sản phẩm có giá trị dược phẩm từ vi tảo và thương mại hóa công nghiệp ngày nay vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và đang có xu hướng phát triển nhanh trong những năm gần đây [1]. Vi tảo thường phát triển tự dưỡng và có mặt khắp nơi trong tự nhiên. Chúng đại diện cho một nguồn tài Email: kingphantom1996@gmail.com SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 24 nguyên tiềm năng lớn cho các tác nhân sinh học có giá trị nhưng chưa được khai thác. Trong thập kỷ qua, nghiên cứu và ứng dụng vi tảo đã tăng lên đáng kể. Nhiều công ty về vi tảo được thành lập. Điều này chủ yếu là do tiềm năng của vi tảo trong sản xuất nhiên liệu sinh học [2]. Ở Việt Nam, ngay từ đầu những năm 1990 cho đến nay, công nghệ sinh học được xem là một trong bốn hướng công nghệ cần ưu tiên phát triển phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước [1]. Trên cơ sở đó, các đề án, chương trình về công nghệ sinh học cấp quốc gia và ở các bộ ngành, địa phương trong các lĩnh vực nông – lâm nghiệp, thủy sản, y tế. Ở lĩnh vực y tế, mục tiêu chính là nghiên cứu và phát triển công nghệ sản xuất các vaccine thiết yếu, vaccine thế hệ mới, chế phẩm chẩn đoán và thuốc chữa bệnh [3-5]. Một số quy trình công nghệ sinh học đã được nghiên cứu và phát triển phục vụ sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng: tách chiết và tinh sạch các axit béo không bão hòa là axit docosahexaenoic (DHA, C22:6n-3) và docosapentaenoic (DPA, C22:5n-6) từ sinh khối vi tảo biến dị dưỡng Schizochytrium Mangrovei PQ6 [1, 6]; khảo sát khả năng tăng trưởng và tích lũy lipid của các chủng vi tảo phân lập tại Việt Nam như Chlorella sp, Dunaliella tertiolecta, Scenedesmus dimorphus.v.v. [7]. Nhưng về tổng quát các công trình nghiên cứu ứng dụng của vi tảo trong dược phẩm ở Việt Nam vẫn còn hạn chế. 2. Một số nhóm chất ứng dụng được sản xuất bởi vi tảo hiện nay 2.1. Carotenoids Carotenoids có thể được tổng hợp từ thực vật, vi khuẩn, nấm, tảo và từ chế độ ăn uống của nhiều loài động vật. Carotenoids đóng vai trò là chất chống oxy hóa ở động vật và các loại vitamin A. Một số carotenoids từ vi tảo đươc trình bày ở Bảng 1 trong một số nghiên cứu trước đây. Hầu hết các carotenoids có thể được lấy từ cấu trúc cơ bản 40 carbon, bao gồm một hệ thống liên kết đôi liên hợp, hình thức all- trans chiếm ưu thế trong tự nhiên. Chuỗi trung tâm có thể mang các nhóm cuối chu kỳ được thay thế bằng các nhóm chức có chứa oxy [8]. Bảng 1. Một số carotenoid được chiết suất từ vi tảo Caroten Nguồn vi tảo Nguồn β- carotene Dunaliella salina [9-10] Lutein Muriellopsis sp. Scenedesmus almeriensis Chlorella protothecoides Chlorella zofingiensis Chlorococcum citriforme C. zofingiensis [11] [12] [13] [14] Astaxanthin Haematococcus pluvialis [15] PHAN MINH TÂM và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 25 2.1.1. Ứng dụng của carotenoids trong thực phẩm Các thực phẩm nếu để trong môi trường bình thường sẽ xảy ra phản ứng oxi hóa; hầu hết các phản ứng oxy hóa trong thực phẩm đều có hại làm mất giá trị dinh dưỡng và sinh ra mùi vị. Chất chống oxy hóa được các nhà sản xuất cố tình thêm vào thực phẩm để làm ức chế quá trình oxy hóa hoặc làm chậm sự khởi đầu của các gốc alkyl tự do, cũng như làm gián đoạn sự lan truyền của các chuỗi gốc tự do đó, hạn chế sự phát sinh mùi vị lạ của thực phẩm. Ở các nước, nồng độ cũng như lượng của các chất phụ gia thực phẩm tổng hợp được hợp pháp hóa để sử dụng trong thực phẩm đã giảm dần, do đặc tính kèm theo của các chất này là chất kích thích gây ung thư, bên cạnh các tác hại gây độc tính cho gan và thận [4]; do đó, thay thế chúng bằng các sắc tố tự nhiên là điều cần thiết. Một ví dụ điển hình là ứng dụng của Dunaliella spp. để sản xuất hàng loạt carotenoids nhằm mục đích bảo quản cho thực phẩm [16]. Cụ thể, canthaxanthin, astaxanthin và lutein từ Chlorella đã được sử dụng thường xuyên như các sắc tố tạo màu, nên được đưa vào làm thành phần phụ trong chế biến thức ăn từ cá hồi cũng như gia cầm để tăng màu đỏ của thịt cá nói trên hoặc màu vàng của lòng đỏ trứng [17]. Hơn nữa, β- carotene đã trải qua một nhu cầu ngày càng tăng là pro-vitamin A (retinol) trong các chế phẩm vitamin tổng hợp; nó thường sử dụng thêm trong công thức của thực phẩm lành mạnh nhầm chống oxy hóa [18]. 2.1.2. Ứng dụng của carotenoids trong dược phẩm và sức khỏe Carotenoids trong các loài vi tảo được nghiên cứu có chức năng rộng hơn như là một chất chống oxy hóa cũng như tăng cường hệ miễn dịch và cơ chế sửa chữa tế bào. Astaxanthin đã chứng tỏ có khả năng vô hiệu hóa các gốc tự do do cấu trúc phân tử đặc biệt của nó. Các nghiên cứu trên động vật cũng đã chứng minh các đặc tính bảo vệ da của astaxanthin từ Haematococcus pluvialis chống lại tác hại của bức xạ UV, quá trình lão hóa và tăng cường hệ thống miễn dịch, ngoài ra các chức năng chống oxy hóa và chống viêm của astaxanthin có liên quan đến hoạt động sản xuất các globulin miễn dịch A, M và G và sản xuất kháng thể tế bào T-helper [19]. Sản phẩm chiết xuất từ Chlorella sp. chứa carotene và lutein đã được công bố là có hiệu quả trong việc phòng ngừa sự suy giảm khả năng nhận thức khi mắc phải bệnh Alzheimer [20]. Bên cạnh đó khi con người sử dụng các chất chiết xuất từ lutein Chlorella đã được báo cáo là làm giảm tỷ lệ mắc ung thư [17]. Tương tự như vậy, carotenoids trong Chlorella ellipsoidea và Chlorella vulgaris có khả năng ức chế sự phát triển ung thư ruột kết [17]. 2.2. Nhóm Polysaccharide Một số loại vi tảo có thể chiết ra được chất cao phân tử ngoại bào, một chất có rất nhiều công dụng sinh học. Các chất cao phân tử ngoại bào là các polyme tự nhiên có trọng lượng phân tử cao do vi sinh vật tiết ra trong môi trường của chúng. Chất cao phân tử ngoại bào thiết lập tính toàn vẹn về chức năng và cấu trúc của màng sinh học và được coi là thành phần cơ bản quyết định tính chất hóa lý của màng sinh học [21]. 2.2.1. Chức năng Như đã đề cập trên, sự quan tâm đến vi tảo biển đang ngày càng tăng lên, đặc biệt là đối với các hợp chất do chúng tạo ra. Một lợi thế của vi tảo là dễ nuôi cấy, việc thu hoạch không phụ thuộc vào thời tiết và khí hậu. Được kiểm soát dễ dàng, vi tảo SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 26 cho phép sản xuất các polysaccharide, hoặc bất kỳ hợp chất nào khác có tính chất tương tự, kể cả đặc tính hóa học và đặc tính vật lý [2]. Hoạt tính chống virus có lẽ là tính chất được nghiên cứu nhiều nhất và được thể hiện bởi các sulfate polysaccharide hóa của vi tảo biển, đặc biệt là sản xuất bởi Porphyridium. Một số cơ chế đã được đề xuất cho rằng chất sulfate polysaccharide ức chế sự lây nhiễm của các loại virus khác nhau bằng cách ngăn không cho virus xâm nhập vào các tế bào vật chủ. Bên cạnh đó các cơ chế khác cũng có thể liên quan như ức chế sự gắn kết hay hấp phụ hoặc thậm chí sao chép trong giai đoạn đầu của chu kỳ virus, không có bất kỳ độc tính nào đối với tế bào chủ [22]. Qua Bảng 2 đã tìm ra được những chất cao phân tử ngoại bào từ một số vi tảo có khả năng ức chế các loại vius. Các nhóm polysaccharide (đặc biệt là sulfate polysaccharide) được sản xuất bởi các loài vi tảo và đặc tính của những hợp chất này gồm: là chất chống virus, thực phẩm chức năng tăng cường sức khỏe, chất chống oxy hóa, có đặc tính kháng viêm các vết thương ngoài da, qua những quá đó giúp điều hòa hệ thống miễn dịch của cơ thể, và chúng cũng có thể được sử dụng làm chất bôi trơn trong khớp xương [25-27]. Bảng 2. Ứng dụng kháng virus của chất cao phân tử ngoại bào từ một số vi tảo biển Loài Loại virus Loại tế bào EC50/ED50 (μg/mL) Nguồn Cochlodiniumpolykrikoides Cúm A và Cúm B; virus hợp bào đường hô hấp loại A (RSV-A) và B (RSV-B); HIV-1; HSV-1; virus parainfluenza loại 2 (PFluV-2) MDCK, Hep-2, MT-4, HMV-2 0.45–1.1 và 7.1–8.3; 2.0–3.0 và 0.8; 1.7; 4.52–21.6; 0.8–25.3 [21] Rhodella reticulate HSV-2; virus varicela zoster (VZV); virus sarcoma ở chuột (MuSV-124) và MuSV / MuLV (virus gây bệnh bạch cầu ở chuột) NIH/3T3 10–20; 8; 150 [21], [23] Gyrodinium impudicum Vius viêm não, vius cúm A MDCK 0.19–0.48 [24] Chú thích: EC50 / ED50 là nồng độ/liều lượng mà 50% số lượng cá thể thể hiện phản ứng sau khi tiếp xúc với một hợp chất nhất định. 2.2.2. Sulfate Polysaccharide Trong những thập kỷ qua, các sulfate polysaccharide có nguồn gốc từ vi tảo đã thu hút nhiều sự chú ý như các chất phụ gia chức năng không chỉ trong lĩnh vực dược phẩm, mà còn trong các ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm. Các sulfate polysaccharide chính được tìm thấy trong tảo biển bao gồm carrageenan từ tảo đỏ, ulvan phân lập từ tảo xanh và fucoidan từ tảo nâu [2]. Chúng có một số tính năng hóa lý và sinh học tiềm năng cho các ứng dụng trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm, nông nghiệp và hóa học, và cần được PHAN MINH TÂM và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 27 nghiên cứu sâu rộng hơn. Một số hợp chất sunfat polysaccharide tổng hợp bởi vi tảo và công dụng của chúng được trình bày trong Bảng 3. Ngoài ra, số lượng ấn phẩm cao được truy xuất trên Web of Science cho các từ khóa “sulfate polysaccharide”, cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng của các nhà khoa học đối với 2 hợp chất là carrageenan và fucoidan trong những năm gần đây [2, 43]. Trong lịch sử, rong biển đỏ (Rhodophyta) đã được thu hoạch và tiêu thụ làm thực phẩm trong ít nhất 2800 năm. Không những dừng lại ở đó, những loài tảo này cung cấp carrageenan ở quy mô thương mại cho đến hiện nay. Một trong những tính chất chính của nó là khả năng tạo ra gel chịu nhiệt hoặc dung dịch có độ nhớt cao, carrageenan thường được sử dụng làm chất gel hóa, ổn định và nhũ hóa trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm [25]. Tảo nâu (Phaeophyta), nhóm tảo phong phú thứ hai, tạo ra một loạt các thành phần hoạt động. Cấu trúc thành tế bào của chúng bao gồm một ma trận vô định hình của các polysacarit axit, liên kết với nhau bằng protein. Các polysacarit axit này chủ yếu bao gồm Fucoidan và axit alginic, tạo ra độ bền cấu trúc và tính linh hoạt cho rong biển [26]. Ulvan tương ứng với phần biopolymeric chính được phân lập từ các thành tế bào rong biển màu xanh lá cây (Ulva và Enteromorpha), cấu trúc của Ulvan rất phức tạp và biến thiên lớn [27]. Ulvan đã được nghiên cứu về hoạt động chống virus trong ống nghiệm chống lại một số virus cúm ở người và cúm gia cầm. Trong thực tế, các polysaccharide ulvan phân lập từ tảo xanh có tác dụng ức chế tốt đối với virus cúm A, tác dụng ức chế phụ thuộc vào liều và đặc hiệu của chủng. Tương tự như vậy, ulvan đã được chứng minh là có hoạt tính cao và đặc hiệu chống lại virus herpes simplex [28]. Bảng 3. Tác dụng chống ung thư của một số hợp chất hoạt tính sinh học trong vi tảo Sulfate polysaccharide Loài vi tảo Dòng tế bào ung thư Liều điều trị (μg/g) Mức độ ức chế (%) Nguồn Carrageenan Cytophaga sp. MCA-2 Khối u Sarcoma 180 100 Gần 70 [29] Kappaphycus striatum S180-bearing mice 200 54,12 [30] Fucoidan Cladosiphon fucoidan Tế bào adenocarcinoma dạ dày của con người 300 Gần 35 [31] Sargassum henslowianum Ung thư dạ dày 1 mg/ml 0,6 mg/ml Gần 60 Gần 70 [32] Coccophora langsdorfii Tế bào ung thư biểu mô phổi Lewis 100 Gần 28 [24] SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 28 2.3. Omega-3, omega-6 và các axit béo 2.3.1. Omega-3 Ba loại axit béo omega-3 liên quan đến sinh lý học của con người là axit α-linolenic (ALA), được tìm thấy trong dầu thực vật, axit eicosapentaenoic (EPA) và axit docosahexaenoic (DHA) cả hai thường được tìm thấy trong các loại dầu sinh vật biển. Tảo biển và thực vật phù du là nguồn axit béo omega-3 chính. Chế độ ăn uống bổ sung các axit béo omega-3 không ảnh hưởng đến nguy cơ tử vong, ung thư hoặc bệnh tim. Điều này dựa trên các loại thuốc có lợi cho sức khỏe liên quan đến hợp chất này. Do nhận thức ngày càng tăng của người tiêu dùng về chế độ ăn uống cân bằng và lành mạnh, thị trường axit béo omega-3 đặc biệt là axit eicosapentaenoic (EPA) và axit docosahexaenoic (DHA) được cho là tăng trưởng với tốc độ hàng năm (CAGR) là 14,9 % từ năm 2016 đến năm 2022 và đạt giá trị 6955 triệu đô la vào năm 2022 [15]. Các chi Nannochloropsis sp. của họ Eustigmatophyceae và tảo cát tricornutum Phaeodactylum là những loài sản xuất EPA nổi bật nhất [33]. Dầu giàu EPA chủ yếu được sử dụng kết hợp với DHA để pha chế cho trẻ sơ sinh hoặc bổ sung chế độ ăn uống (dầu đơn bào). Nói chung, dầu cá hoặc cá là một nguồn tốt cho DHA và EPA. Tuy nhiên, do nhu cầu về axit béo omega-3 liên tục tăng và ngày càng nên việc tăng sản lượng cá từ nuôi trồng thủy sản đã được phổ biến, chắc chắn các thành phần biển hữu hạn (ví dụ, dầu cá) được thay thế bằng các loại dầu trên cạn dẫn đến giảm EPA và DHA và do đó làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm cá cuối cùng. Từ năm 2006 đến 2015, lượng EPA và DHA yêu cầu kích thước phần gấp đôi để đáp ứng mức khuyến nghị [29]. Do đó, việc tìm kiếm các loài sản xuất EPA và DHA mới là cần thiết (ví dụ: vi tảo dị dưỡng), việc nghiên cứu các quy trình sản xuất tăng sinh khối từ tảo mà nguồn thức ăn của tảo được tân dụng từ các phế phẩm như hợp chất hữu cơ trong nước thải đã được nghiên cứu [38-40]. Việc hấp thụ đủ axit béo omega-3 ở cả trẻ em và người lớn có thể giúp kéo dài giấc ngủ cũng như tăng chất lượng giấc ngủ. EPA cũng có tác dụng tích cực cho da, một màng tế bào khỏe mạnh sẽ đem lại cho bạn làn da mềm mịn, không nếp nhăn và không khô ráp. 2.3.2. Omega-6 Spirulina platensis là một trong những nguồn axit-linolenic (GLA) tốt nhất thuộc một loại axit béo omega-6 [34]. GLA là tiền thân của C20 eicosanoids để tổng hợp tuyến tiền liệt và có liên quan đến các loại thuốc chữa bệnh có lợi cho sức khỏe, thuốc chống viêm và cho các bệnh tự miễn dịch. Ngoài ra, các chất bổ sung giàu GLA còn được quảng bá để giúp những người mắc bệnh tiểu đường, béo phì, viêm khớp dạng thấp, bệnh tim, bệnh đa xơ cứng và các vấn đề về thần kinh liên quan đến bệnh tiểu đường [35]. Axit Arachidonic (ARA), một loại axit béo omega-6 không bão hòa bốn lần, là thành phần thiết yếu của phospholipid màng và có nhiều trong não, cơ và gan. Nó cũng hoạt động như một thuốc giãn mạch, chống viêm và do đó, được sử dụng để bổ sung chất dinh dưỡng, Vi tảo biển Porphyridium cruentum là một trong những vi tảo có thể sản xuất ARA [29] nhưng hiện nay sản xuất thương mại chủ yếu có nguồn gốc từ nấm Mortierella alpine. 2.3.3. Axit béo dễ bay hơi Axit béo dễ bay hơi là các axit béo PHAN MINH TÂM và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 29 chuỗi ngắn, thường bao gồm từ hai đến sáu nguyên tử carbon, chẳng hạn như axit axetic, butyric hoặc propionic. Axit béo dễ bay hơi cung cấp nguồn carbon cho các vi sinh vật tạo ra các chất chuyển hóa hữu ích hoặc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước thải, chúng được sử dụng để sản xuất điện hoặc hydro và là nguyên liệu ban đầu để tổng hợp axit béo chuỗi dài và polyhydroxyalkanoates (PHAs) [36]. Các nghiên cứu gần đây cho thấy một số vi tảo, các loài có khả năng phát triển dị dưỡng, có khả năng sử dụng các axit cacboxylic hòa tan như axit béo dễ bay hơi làm nguồn carbon [37]. Vi tảo sử dụng axit béo chuỗi ngắn để tạo ra các chất chuyển hóa, chẳng hạn như axit béo không bão hòa chuỗi dài hoặc carotenoids. Trong trường hợp này, bước đầu tiên để phân hủy các nguồn carbon thành các loại đường đơn giản đã bị loại bỏ, vì axit béo dễ bay hơi cung cấp cho vi tảo một trục chính có chứa chuỗi liên kết carbon sẵn sàng để được kéo dài thành axit béo không bão hòa đa [29]. Một số vi tảo dùng để tổng hợp axit béo dễ bay hơi được liệt kê trong Bảng 4. Bảng 4: Các chủng vi tảo sử dụng axit béo dễ bay hơi để tổng hợp Carbon Vi tảo Nguồn cacbon Quá trình Sản phẩm Sản lượng Nguồn Chlamydomonas reinhardtii Acetate Tạp dưỡng Tinh dầu tảo 16.41 ± 1.12% hàm lượng lipit Chlamydomonas reinhardti axit acetic: axit propionic: axit butyric tỉ lệ 8:1:1 Tạp dưỡng Tinh dầu tảo 19.02% hàm lượng lpit [38] Haematococcus pluvialis Acetate Dị dưỡng astaxanthin 22.6 mg/g vi tảo [39] Micractinium inermum acetic, propionic and butyric acids với tỉ lệ 6:1:3 (bởi sinh khối) Tạp dưỡng – bổ sung CO2 với nguồn cung cấp là VFA Tinh dầu tảo 62.6 ± 0.5 mg/g vi tảo [27] Chlorella protothecoides Acetate Tạp dưỡng pH ban đầu = 6.5 Tinh dầu tảo 29.45 ± 0.84 hàm lượng lipit [40] Chlorella sorokiniana acetate và butyrate Tạp dưỡng Sinh khối 1.14 g /L [41] Chlorella protothecoides acetic acid: propionic acid: butyric acid với tỉ lệ 8:1:1 Dị dưỡng (urea làm nguồn N) Tinh dầu tảo 48.7 ± 2. hàm lượng lipit (0.317 ± 0.01 g/L) [42- 43] 4. Kết luận Có thể thấy rằng, vi tảo mặc dù rất nhỏ bé, nhưng lại đóng vai trò rất to lớn trong đời sống con người. Vi tảo là một nguồn đa dạng cung cấp các hợp chất có triển vọng trong việc sử dụng cho dược phẩm cũng SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 30 như thực phẩm. Đối với các hợp chất carotenoid thì vi tảo như Haematococcus pluvialis, Chlorella sp được xem là ưu thế cho quá trình tổng hợp. Ở sự tổng hợp các hợp chất poysaccharide thì vi tảo biển được xem là nguồn tiềm năng to lớn cho việc nghiên cứu các hợp chất giúp kháng và ức chế virus và cả điều trị ung thư, trong đó hợp chất sulfate polysaccharide có nhiều ứng dụng hiệu quả trong y học phân tử. Vi tảo tổng hợp các axit béo, đặc biệt là omega đang rất ưa chuộng trên thị trường thực phẩm chức năng, cũng như là thành phần trong các mỹ phẩm. Sự thành công to lớn trong việc nuôi cấy để phân lập axit béo từ nước thải giàu axit béo dễ bay hơi góp phần cải thiện môi trường và sử dụng các chất ô nhiễm trở thành chất có giá trị y học và kinh tế cao. Ngoài tuyển chọn loài vi tảo phù hợp để tổng hợp chất cần thiết thì việc áp dụng các công nghệ nuôi cấy để thu được sinh khối tương ứng là một bước quan trọng thiết yếu với những điều kiện phù hợp sẽ cho sinh khối vi tảo tối ưu đồng nghĩa với việc phân lập tối ưu hàm lượng chất hữu cơ có lợi. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Anh. H. T. L., Thanh. N. T. M, Hồng. Đ. D, “Tách chiết và tinh sạch các acid béo không bão hòa từ khối vi tảo biển dị dưỡng Schizochytrium mangrovei PQ6”, Tạp chí công nghệ sinh học, 7(3), 318-387, 2009. [2] Guzmán-Murillo. M. A, López-Bolaños. C. C, Ledesma-Verdejo. T, Roldan- Libenson. G, Cadena-Roa. M. A, Ascencio. F, “Effects of fertilizer-based culture media on the production of exocellular polysaccharides and cellular superoxide dismutase by Phaeodactylum tricornutum (Bohlin)”. Journal of Applied Phycology, 19(1), 33-41, 2007. [3] Rabinowitch. H. D, Clare. D. A, Crapo. J. D, Fridovich. I, “Positive correlation between superoxide dismutase and resistance to paraquat toxicity in the green alga Chlorella sorokiniana”, Archives of Biochemistry and Biophysics, 225(2), 640-648, 1983. [4] Ghaeni. M, Roomiani. L, “Review for application and medicine effects of Spirulina, microalgae”, Journal of Advanced Agricultural Technologies Vol, 3(2), 114-117, 2016. [5] Ambati. R. R, Gogisetty. D, Aswathanarayana. R. G, Ravi. S, Bikkina. P. N, Bo. L, Yuepeng. S, “Industrial potential of carotenoid pigments from microalgae: Current trends and future prospects”, Critical reviews in food science and nutrition, 59(12), 1880-1902, 2019. [6] Jiang. Y, Fan. K. W, Tsz-Yeung Wong. R, Chen. F, “Fatty acid composition and squalene content of the marine microalga Schizochytrium mangrovei”, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(5), 1196-1200, 2004. [7] Nguyễn Thị Mỹ Lan, Đoàn Thị Hồng Thắm, Huỳnh Hiệp Hùng, Lê Thị Thanh Loan, Phạm Thành Hổ và Lê Thị Mỹ Phước, “Khảo sát khả năng tăng trưởng và tích lũy PHAN MINH TÂM và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 31 lipid của các chủng vi tảo phân lập tại Việt Nam”, Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, 17(2), 15-26, 2014. [8] Abd El-Baky. H. H, El Baz. F. K, El-Baroty. G. S, “Spirulina species as a source of carotenoids and a-tocopherol and its anticarcinoma factors”, Biotechnology, 2, 222- 240, 2003. [9] Del Campo. J. A, Rodrı́guez. H, Moreno. J, Vargas. M. Á, Rivas. J, Guerrero. M. G, “Lutein production by Muriellopsis sp. in an outdoor tubular photobioreactor”, Journal of biotechnology, 85(3), 289-295, 2001. [10] Kleinegris. D. M, Janssen. M, Brandenburg. W. A, Wijffels. R. H, “Continuous production of carotenoids from Dunaliella salina”, Enzyme and microbial technology, 48(3), 253-259, 2011. [11] Sánchez. J. F, Fernández. J. M, Acién. F. G, Rueda. A, Pérez-Parra. J, Molina. E, “Influence of culture conditions on the productivity and lutein content of the new strain Scenedesmus almeriensis”, Process Biochemistry, 43(4), 398-405, 2008. [12] Wei. D. Chen. F, Chen. G, Zhang. X, Liu. L, Zhang. H, “Enhanced production of lutein in heterotrophic Chlorella protothecoides by oxidative stress”, Science in China Series C: Life Sciences, 51(12), 1088-1093, 2008. [13] Ip. P. F, Chen. F, “Production of astaxanthin by the green microalga Chlorella zofingiensis in the dark”, Process Biochemistry, 40(2), 733-738, 2005. [14] García‐ Malea, M. C, Acién. F. G, Del Río. E, Fernández. J. M, Cerón. M. C, Guerrero. M. G, Molina‐ Grima. E, “Production of astaxanthin by Haematococcus pluvialis: taking the one‐ step system outdoors”, Biotechnology and bioengineering, 102(2), 651-657, 2009. [15] Domınguez-Bocanegra. A. R, Legarreta. I. G, Jeronimo. F. M, Campocosio. A. T, “Influence of environmental and nutritional factors in the production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis”, Bioresource technology, 92(2), 209-214, 2004. [16] El-Baky, H.H.A, El-Baroty, G.S, “WITHDRAWN: Enhancement of carotenoids in Dunaliella salina for use as dietary supplements and in the preservation foods”, Food and Chemical Toxicology, 2010. [17] Palozza. P, Torelli. C, Boninsegna. A, Simone. R, Catalano. A, Mele. M. C, Picci. N, “Growth-inhibitory effects of the astaxanthin-rich alga Haematococcus pluvialis in human colon cancer cells”, Cancer letters, 283(1), 108-117, 2009. [18] Spolaore. P, Joannis-Cassan. C, Duran. E, Isambert. A, “Commercial applications of microalgae”, Journal of bioscience and bioengineering, 101(2), 87-96, 2006. [19] Neuman. I, Nahum. H, Ben-Amotz. A, “Prevention of exercise-induced asthma by a natural isomer mixture of β-carotene”, Annals of Allergy, Asthma & Immunology, 82(6), 549-553, 1999. SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) 32 [20] Zhao. L, Sweet. B. V, “Lutein and zeaxanthin for macular degeneration”, American Journal of Health-System Pharmacy, 65(13), 1232-1238, 2008. [21] Yim. J. H, Kim. S. J, Ahn. S. H, Lee. C. K, Rhie. K. T, Lee. H. K, “Antiviral effects of sulfated exopolysaccharide from the marine microalga Gyrodinium impudicum strain KG03”, Marine biotechnology, 6(1), 17-25, 2004. [22] Staats. N, De Winder. B, Stal. L, Mur. L, “Isolation and characterization of extracellular polysaccharides from the epipelic diatoms Cylindrotheca closterium and Navicula salinarum”, European Journal of Phycology, 34(2), 161-169, 1999. [23] Talyshinsky. M. M, Souprun. Y. Y, Huleihel. M. M, “Anti-viral activity of red microalgal polysaccharides against retroviruses”, Cancer Cell International, 2(1), 8, 2002. [24] Thomas. W. R, "Carrageenan" in Thickening and gelling agents for food, Boston, MA, Springer, 1997, pp 45-59. [25] Briones. A. V, Ambal. W. O, Estrella. R. R, Lanto. E. A, Sison. F, Villanueva. M. A, “Anti-blood coagulant activity and hypocholesterolemic property of Philippine carrageenan”, Philippine Journal of Science, 129(2), 85-91, 2000. [26] Chizhov. A. O, Dell. A, Morris. H. R, Haslam. S. M, McDowell. R. A, Shashkov. A. S, Usov. A. I, “A study of fucoidan from the brown seaweed Chorda filum”, Carbohydrate Research, 320(1-2), 108-119, 1999. [27] Liu. C. H, Chang. C. Y, Liao Q, Zhu. X, Chang. J. S, “Photoheterotrophic growth of Chlorella vulgaris ESP6 on organic acids from dark hydrogen fermentation effluents”, Bioresource technology, 145, 331-336, 2013. [28] Lamers. P. P, Janssen. M, De Vos. R. C, Bino. R. J, Wijffels. R. H, “Exploring and exploiting carotenoid accumulation in Dunaliella salina for cell-factory applications”, Trends in biotechnology, 26(11), 631-638, 2008. [29] Matsuka. M, Miyachi. S, Hase. E, “Acetate metabolism in the process of “acetate- bleaching” of Chlorella protothecoides”, Plant and Cell Physiology, 10(3), 527-538, 1969. [30] Park. H. S, Kim. G. Y, Nam. T. J, Deuk Kim. N, Hyun Choi. Y, “Antiproliferative activity of fucoidan was associated with the induction of apoptosis and autophagy in AGS human gastric cancer cells”, Journal of food science, 76(3), 77-83, 2011. [31] Matsubara. S, Shibata. H, Ishikawa. F, Yokokura. T, Takahashi. M, Sugimura. T, Wakabayashi. K, “Suppression of Helicobacter pylori-induced gastritis by green tea extract in Mongolian gerbils”, Biochemical and biophysical research communications, 310(3), 715-719, 2003. [32] Ale. M. T, Maruyama. H, Tamauchi. H, Mikkelsen. J. D, Meyer. A. S, “Fucoidan from Sargassum sp. and Fucus vesiculosus reduces cell viability of lung carcinoma PHAN MINH TÂM và cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN 33 and melanoma cells in vitro and activates natural killer cells in mice in vivo”, International journal of biological macromolecules, 49(3), 331-336, 2011. [33] Nakashima. Y, Ohsawa. I, Konishi. F, Hasegawa. T, Kumamoto. S, Suzuki. Y, Ohta. S, “Preventive effects of Chlorella on cognitive decline in age-dependent dementia model mice”, Neuroscience letters, 464(3), 193-198, 2009. [34] Olaizola. M, “Commercial production of astaxanthin from Haematococcus pluvialis using 25,000-liter outdoor photobioreactors”, Journal of Applied Phycology, 12(3-5), 499-506, 2000. [35] Abe. K, Hattori. H, Hirano. M, “Accumulation and antioxidant activity of secondary carotenoids in the aerial microalga Coelastrella striolata var. multistriata”, Food chemistry, 100(2), 656-661, 2007. [36] Perez-Garcia. O, Escalante. F. M, De-Bashan. L. E, Bashan. Y, “Heterotrophic cultures of microalgae: metabolism and potential products”, Water research, 45(1), 11-36, 2011. [37] Mohan. S. V, Devi. M. P, “Fatty acid rich effluent from acidogenic biohydrogen reactor as substrate for lipid accumulation in heterotrophic microalgae with simultaneous treatment”, Bioresource technology, 123, 627-635, 2012. [38] Heredia-Arroyo. T, Wei. W, Hu. B, “Oil accumulation via heterotrophic/mixotrophic Chlorella protothecoides”, Applied biochemistry and biotechnology, 162(7), 1978- 1995, 2010. [39] Moon. M, Kim, C. W, Park. W. K, Yoo. G, Choi. Y. E, Yang. J. W, “Mixotrophic growth with acetate or volatile fatty acids maximizes growth and lipid production in Chlamydomonas reinhardtii”, Algal Research, 2(4), 352-357, 2013. [40] Wen. Q, Chen. Z, Li. P, Duan. R, Ren. N, “Lipid production for biofuels from hydrolyzate of waste activated sludge by heterotrophic Chlorella protothecoides”, Bioresource technology, 143, 695-698, 2013. [41] Ryu. B. G, Kim. W, Heo. S. W, Kim. D, Choi. G. G, Yang. J. W, “Advanced treatment of residual nitrogen from biologically treated coke effluent by a microalga- mediated process using volatile fatty acids (VFAs) under stepwise mixotrophic conditions”, Bioresource Technology, 191, 488-495, 2015. [42] Turon. V, Trably. E, Fouilland. E, Steyer. J. P, “Growth of Chlorella sorokiniana on a mixture of volatile fatty acids: The effects of light and temperature” Bioresource technology, 198, 852-860, 2015. [43] Cunha. L, Grenha. A, “Sulfated seaweed polysaccharides as multifunctional materials in drug delivery applications”, Marine drugs, 14(3), 42, 2016. Ngày nhận bài: 29/02/2020 Biên tập xong: 15/5/2020 Duyệt đăng: 20/5/2020