Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

MỤC LỤC
THƠNG BÁO KHOA HỌC
Phân tích PEPTIDE trong nọc độc của ốc nón CONUS MARMOREUS ở vùng biển Khánh

2

Hịa bằng LC MALDI-TOF MS
Nguyễn Bảo, Trần Văn Khoa, Jean-Pière LECAER,
Ngô Đăng Nghĩa, Bùi Trần Nữ Thanh Việt, Phan Thị Khánh Vinh
Nghiên cứu sử dụng Chitosan từ vỏ tôm làm chất điện ly cho siêu tụ điện

11

Võ Xuân Đại, Phạm Anh Đạt, Nguyễn Văn Hịa
Nghiên cứu ngưỡng một số yếu tố mơi trường quan trọng cho ấu trùng cá mặt quỷ

17

(Synanceia verrucosa Bloch & Schneider, 1801) trong sản xuất giống nhân tạo
Võ Thế Dũng, Võ Thị Dung, Dương Văn Sang
Đánh giá hoạt tính ức chế Enzyme α-Glucosidase của dịch chiết từ một số loài rong biển

24

Nguyễn Thế Hân, Nguyễn Thị Kim Ngân, Nguyễn Văn Minh
Nghiên cứu bổ sung chế phẩm Astaxanthin có nguồn gốc từ vi khuẩn Paracoccus

34

carotinifaciens vào thức ăn nuôi thương phẩm cá Hồi vân (Oncorhyncus mykiss)
Nguyễn Quang Huy, Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Thanh Hải,
Nguyễn Thị Diệu Phương,Nguyễn Hải Sơn
Nghiên cứu chế tạo thiết bị sấy thủy sản sử dụng thanh gốm hồng ngoại kết hợp với đối lưu

41

Nguyễn Văn Phúc, Trần Đại Tiến, Lê Như Chính
Mơ hình sinh năng lượng học cho cá mú chấm đen (Epinephelus Malabaricus): Dự báo

47

sinh trưởng, lượng thức ăn cá sử dụng, thành phần của mức tăng khối lượng và thể trọng
chuyển hóa
Lê Anh Tuấn, Trương Hà Phương
Ảnh hưởng của độ mặn và chế độ cho ăn lên tốc độ tăng trưởng và tỉ lệ sống của tơm he
Ấn Độ Penaeus indicus
Hồng Tùng, Trương Ái Nguyên, Hồ Hải Cơ, Võ Thị Minh Thư

56


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

THÔNG BÁO KHOA HỌC
PHÂN TÍCH PEPTIDE TRONG NỌC ĐỘC CỦA ỐC NĨN CONUS MARMOREUS

Ở VÙNG BIỂN KHÁNH HỒ BẰNG LC MALDI-TOF MS
STUDY ON VENOM PEPTIDE DERIVED FROM CONUS MARMOREUS COLLECTED IN
KHANH HOA USING LC MALDI-TOF MS
Nguyễn Bảo1, Trần Văn Khoa1, Jean-Pière LECAER2, Ngô Đăng Nghĩa3,
Bùi Trần Nữ Thanh Việt1, Phan Thị Khánh Vinh1
Ngày nhận bài: 30/1/2018; Ngày phản biện thông qua: 1/4/2018; Ngày duyệt đăng:27/4/2018

TĨM TẮT
Độc tố ốc nón có chứa hàm lượng lớn các peptide tấn công lên các kênh ion và thụ thể thần kinh khác
nhau. Độc tố của các loài Conus là nguồn dược liệu tiềm năng chưa khai thác. Sử dụng kỹ thuật sắc ký lỏng
pha đảo RP-HPLC để phân tách độc tố của Conus marmoreus ở vịnh Nha Trang, sau đó các phân đoạn được
phân tích khối lượng phân tử bằng kỹ thuật MALDI-TOF-MS. Kết quả chạy RP-HPLC cho thấy nọc độc thơ có
chứa nhiều peptide kị nước. Sử dụng kỹ thuật MALDI-TOF-MS đã xác định được tổng cộng 7543 dữ liệu khối
lượng thô. Bên cạnh đó, quan sát được 1751 peptide trong nọc độc thơ Conus marmoreus ở Vịnh Nha Trang.
Trong số đó, chúng tơi xác định được khối lượng phân tử của 39 peptide trong nọc độc loài C .marmoreus ở
Việt Nam so với tổng số 92 phân tử peptide của C.marmoreus đã được định danh trước đó.
Từ khố: Conus marmoreus, Peptide, Nọc độc, LC MALDI-TOF MS.
ABTRACT
The venom of cone snails is composed highly conopeptides that target a variety of ion channels and
receptors on the nerve system. The venom of Conus genus represents unexploited resources of potential
pharmaceutical compounds. The venom of Conus marmoreus collected in Nha Trang Bay was separated by
reversed–phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC), and fractions were analyzed using
matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS). The results
of RP-HPLC showed that the crude venom consists mainly hydrophobic peptides. Using MALDI-TOF MS
analysis of crude venom yielded a total of 7543 distinct masses. Besides, there were 1751 compounds found in
crude venom of Conus marmoreus in Nha Trang Bay. Among them, we determined the molecular weights of
39 peptides of C. marmoreus venom in Vietnam compared to the total 92 peptides of C. marmoreus previously
identified.
Key words: Conus marmoreus, Peptide, Venom, LC MALDI-TOF MS.


I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Conopeptide là nhóm hợp chất peptide từ
nọc độc ốc nón Conus. Các nhà phân loại học ốc
ước tính có 500-700 lồi Conus được chia làm 3
nhóm chính theo chế độ ăn: cá, nhuyễn thể, giun
biển. Mỗi lồi Conus có thể sản sinh ra hàng trăm
1

cho tới hàng ngàn peptide dược tính khác nhau
tấn công trên một phổ rộng protein xuyên màng
(kênh ion, thụ thể bắt cặp protein G, kênh vận
chuyển xuyên màng) (Olivera và Teichert 2007,
Lewis, Dutertre và cộng sự., 2012). Các phân
tử này cung cấp nhiều công cụ nghiên cứu vô

Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nha Trang
Natural Product Chemistry Institute, National Center for Scientific Research, Gif-sur-Yvette 91198, France
3 Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trường Đại học Nha Trang
2

2 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
giá để khảo sát tỉ mỉ vai trò sinh lý thần kinh
của các loại kênh ion chuyên biệt (McIntosh,
Hasson và cộng sự., 1995, McIntosh, Santos
và cộng sự., 1999). Conopeptide được xem là
nguồn dược liệu đầy hứa hẹn để tìm ra thuốc
điều trị đặc hiệu các bệnh rối loạn thần kinh vì

phân tử peptide nhỏ, dễ tổng hợp, và tính đặc
hiệu cao.
Ở vùng biển Việt Nam có khoảng 76 lồi
ốc nón khác nhau, là một nguồn dược liệu
phong phú để khai thác trong đó có một số
lồi ốc chưa được nghiên cứu chun sâu,
chủ yếu tập trung nhóm săn mồi giun biển
và nhuyễn thể. Bên cạnh đó có nhiều lồi
ốc nón được nhiều nhà nghiên cứu chuyên
sâu về nọc độc, một trong số đó phải kể đến
Conus marmoreus. Việc nghiên cứu nọc độc
của Conus marmoreus ở vùng biển Khánh
Hòa là cần thiết, bởi đó là cơ sở đánh giá
tiềm năng nọc độc của loài này, cũng như
cho những nghiên cứu ứng dụng tiếp theo.
Hơn nữa, thành phần và hoạt tính của các
conopeptide từ nọc độc ốc nón thay đổi và
có ảnh hưởng lớn bởi điều kiện địa lý, môi
trường sống và phương pháp lấy và tách
chiết.
Một trong những công cụ hiệu quả để đánh
giá mức độ phức tạp về thành phần peptide/
protein của độc tố là kết hợp kỹ thuật phân
tách của sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và
phân tích khối phổ (Mass spectromatry-MS).
Ở đây chúng tôi phân tách độc tố trên cột C18
và các phân đoạn độc tố được phân tích bằng
kỹ thuật MALDI-TOF-MS (Rodriguez, Dutertre
và cộng sự., 2015). Phép đo khối phổ là một
phương pháp giúp xác định khối lượng phân

tử và hóa học có trong một mẫu bằng cách đo
tỷ lệ khối lượng trên điện tích và số lượng của
các ion pha khí.
Trong khi đó, MALDI (Matrix-assisted laser desorption/-ionization) là kỹ thuật ion hóa

Số 1/2018
mẫu dựa trên sự hỗ trợ của các chất nền (acid
hữu cơ yếu) và năng lượng laser. Kỹ thuật này
được xem là một trong các phương pháp phân
tích khối phổ có độ phân giải tốt và cho kết quả
với độ chính xác cao.
Tóm lại, HPLC kết hợp kỹ thuật khối phổ
MS là phương pháp thường được sử dụng để
đánh giá độ phức tạp cũng như những khác
biệt về thành phần-cường độ peptide trong nọc
độc của cùng một lồi. Chính vì lý do đó, trong
nghiên cứu này chúng tôi sử dụng phương
pháp RP-HPLC kết hợp MALDI-TOF MS trên
đối tượng là ốn nón Conus marmoreus ở vùng
biển Khánh Hoà.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu
Ốc nón Conus được khai thác từ bờ biển
Kê Gà của vịnh Nha Trang (tỉnh Khánh Hòa),
được giữ sống trong bể nhỏ nước biển và vận
chuyển về Trung tâm thí nghiệm thực hành (Đại
học Nha Trang). Sau khi phân loại học ốc theo
phương pháp đã ghi nhận trước đó (Rưckel,
Korn và cộng sự., 1995), chúng tơi thu được
4 mẫu ốc nón C. marmoreus (Linnaeus, 1758)

(chiều dài 60 - 70 mm) trong các lồi ốc nón
Conus khai thác được. Ốc sau khi vệ sinh vỏ
bên ngoài được bảo quản đông ở -80°C trong
tủ đông sâu (Ultra-Low Temperature Freezer
-86°C, MDF 236 Lab, Hàn Quốc).
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1 Phương pháp phân tích
2.1.1 Phẫu tách tuyến độc và chiết nọc độc thô
Mẫu ốc C. marmoreus được đập vỡ vỏ ốc
và thu nhận phần thịt ốc. Tiến hành phẩu tách
phần thịt bằng kẹp và kéo nhọn để lấy tuyến
nọc độc. Tuyến nọc độc được cắt nhỏ, nghiền
trong cối sứ và chiết bằng 0,1% trifluoroacetic
acid (TFA) qua 4 lần. Phần dịch chiết sau ly tâm
được đông khô và bảo quản đông ở nhiệt độ
-80°C. Cho 7 mg bột nọc độc đơng khơ hịa tan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 3


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
trong 1 mL 0,1% TFA và ly tâm trong 5 phút ở
2000xg để loại bỏ phần nguyên liệu không tan.
Phần dịch trong thu hồi, được lọc qua màng lọc
Amicon Ultra 10 kDa (Millipore), ly tâm 12,000xg
trong 20 phút ở 4°C. Nồng độ protein của nọc
độc thô được xác định theo phương pháp Bradford trên máy đo phổ NanoDrop 2000c (Thermo
Scientific), kết quả đối chiếu với mẫu protein
huyết thanh bò chuẩn và insulin.
2.1.2 Phân tích và phân đoạn nọc độc C. marmoreus bằng sắc ký lỏng cao áp pha đảo

Phân đoạn nọc độc thô C. marmoreus
được thực hiện lặp lại 3 lần chạy trên hệ thống
sắc ký lỏng cao áp (Shimadzu LC-class 10) sử
dụng cột phân tích Vydac C18 (300 Å, 5mm, 4.6
mm i.d. 250 mm). Các phân tử peptide của nọc
độc xác định ở các bước sóng UV (220 nm,
254 nm, 280 nm) và rửa giải cùng một chương
trình gradient với pha động A (1000 mL H2O/1
mL TFA) và pha động B (900 mL CH3CN/100
mL H2O/1 mL TFA). Chương trình gradient
gồm 0% của pha động B trong 10 phút đầu,
tăng 0-100% của pha động B trong 90 phút
với tốc độ dòng 1mL.phút-1 (Hình 1). Mỗi phân
đoạn thực hiện thu dung dịch pha động qua cột
Vydac C18 và thốt ra ngồi trong thời gian 1
phút. Chương trình sắc ký thực hiện trong 100
phút và việc thu mẫu từng phân đoạn được
thực hiện cẩn thận lặp lại 3 lần. Tổng thể tích
của mỗi phân đoạn trong 3 lần thu là 3 mL, sau
đó mẫu được sấy ly tâm chân không (ở nhiệt
độ 25ºC bằng thiết bị SpeedVac™ Concentrator) trong 12 giờ để chuẩn bị cho phân tích khối
phổ.
2.1.3. Phân tích khối phổ các phân đoạn độc tố
phẩu tách theo phương pháp MALDI-TOF-MS
Các phân đoạn nọc độc C.marmoreus
được phân tích bằng máy phân tích khối phổ
4800 MALDI TOF/TOF™ (AB Sciex, Pháp).
Thiết bị được trang bị một laser Nd: YAG hoạt
động ở bước sóng 355 nm. Mỗi phân đoạn


4 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Số 1/2018
RP-HPLC sấy khơ được hịa tan lại trong 20
µL của 60 % acetonitrile/0,1 % trifluoroacetic
axitaxit. Lấy mỗi phân đoạn 0,5 µL trộn với 0,5
µL dung dịch axit cyano-4-hydroxycinnamic
(với nồng độ 4 mg/ml trong acetonitrile/methanol 55:30), sau đó nhỏ nhẹ nhàng lên vị trí
đặt mẫu của đĩa từ 96-lỗ (AB Sciex) và chờ
mẫu khơ trước khi đi phân tích. Kết quả thu
nhận được thực hiện trên chế độ bay phản hồi
điện tích dương.
2.2 Phương pháp xử lý số liệu
Nhận dạng phổ khối MS của conopeptide
Dữ liệu thô của phổ khối lượng (các giá
trị m/z phát hiện trong mỗi phân đoạn) được
xuất ra Excel 2010 Microsoft Office, tiền xử lý
bằng công cụ "Remove duplicate masses" và
công cụ "Compare mass lists" trên trang web
ConoServer (). Các
phổ khối lượng chênh lệch trong khoảng 0,1
Da được loại bỏ (Kaas, Yu và cộng sự., 2012).
Dữ liệu khối lượng phân tử được lọc tiếp để
phát hiện các peptide có liên kết với Na+ và K+.
Dữ liệu đã xử lý của nọc độc C. marmoreus
(vùng biển Khánh Hòa, Việt Nam) so sánh về
khối lượng phân tử với cơ sở dữ liệu chuỗi
conopeptide đã cơng bố của C. marmoreus
trích xuất từ cơ sở dữ liệu ConoServer.
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

1. Sắc ký đồ pha đảo của nọc độc thô
C. marmoreus
Kết quả sắc ký đồ pha-đảo (viết tắt là RPHPLC) của nọc độc thơ ốc nón C. marmoreus
được thể hiện trong Hình 1. Chương trình
gradient bắt đầu từ phút thứ 10 (với chương
trình gradient 0-100% B trong 90 phút) thể hiện
bằng đường nét đứt trên sắc ký đồ. Các sắc
ký đồ được chồng lên nhau theo thời gian ở
các bước sóng UV khác nhau đặc trưng cho
một đặc điểm thành phần của peptide, lần lượt
như ở bước sóng 220 nm (xanh) đặc trưng các
liên kết peptide (-CH-NH-); bước sóng 254 nm
(màu xanh lá mạ) hấp thụ mạnh đặc trưng cho


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
tyrosine; bước sóng 280 nm (màu đỏ) hấp thụ
mạnh đặc trưng cho tryptophane. Từ phút 70
trở đi khơng thể hiện trong Hình 1 vì khơng cịn
phân tử peptide nào hấp thụ thêm, tuy nhiên
tổng thể sắc ký đồ (tương ứng 90 phút) được
thể hiện trong Hình 2. Kết quả sắc ký đồ đa
bước sóng UV cung cấp một số thơng tin sơ bộ

Số 1/2018
về thành phần phân bố ưa nước-kỵ nước của
hỗn hợp peptide nọc độc, hàm lượng tương
đối giữa các thành phần peptide nọc độc theo
thời gian lưu trên cột pha đảo (ở bước sóng
220 nm) cũng như thành phần peptide có khả

năng hiện diện tyrosine, tryptophane bên trong

Hình 1. Sắc ký đồ pha-đảo (RP-HPLC) của nọc độc thơ ốc nón C. marmoreus
qua cột Vydac C18 (300 Å, 5mm, 4.6 mm i.d. 250 mm) với tốc độ dòng 1mL.phút-1.
chuỗi peptide (theo thời gian lưu), cụ thể như
các phân tử có thời gian lưu ở phút 27 và 50.
Với nọc độc thô C.marmoreus thì thành
phần conopeptide đa phần tập trung vào vùng
kị nước từ phút 35 trở đi, so với nọc độc của
ốc nón Conus bandanus được cơng bố trước
đó (Nguyen, Caer và cộng sự., 2014). Kết quả
conopeptide rửa giải của nọc độc C.marmoreus
ở vùng biển Khánh Hòa trên sắc ký đồ cột
phân tích khá tương đồng với kết quả sắc ký
đồ ion của nọc độc C.marmoreus ở vùng biển
Great Barrier Reef (Queensland, Úc) (Dutertre,
Jin và cộng sự., 2013). Tuy nhiên, có sự khác
nhau về số lượng và hàm lượng thành phần
conopeptide giữa hai nghiên cứu. Điều này có
thể giải thích một trong các yếu tố như điều
kiện địa lý và sinh thái khác nhau làm việc sản

sinh ra độc tố khác nhau, thậm chí trên cùng
một cá thể ốc nón sản sinh ra độc tố không
giống nhau vào thời điểm khác nhau đã được
làm rõ trên nọc độc thu nhận từ cá thể sống
Conus purpurascens (Rodriguez, Dutertre và
cộng sự., 2015).
2. Phân tích MALDI-TOF-MS của các phân
đoạn độc tố

Phân tích các phần nọc độc phẫu tách
bằng phương pháp MALDI-TOF-MS mang
lại nhiều ưu điểm ở các mức khác nhau. Các
giá trị m/z của các thành phần trong mỗi phân
đoạn được ghi lại ở chế độ phản xạ (m/z 8005500 Da), vì nó cho phép đo khối lượng phân
tử (KLPT) có độ phân giải và độ chính xác cao
hơn so với chế độ tuyến tính. Phương pháp
đặt mẫu giọt-để khơ (dried-droplet-spotting) để
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 5


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

Hình 2. Phổ khối [M+H]+ của MALDI-TOF MS ở phân đoạn phút thứ 26 của nọc độc C.marmoreus

phân tích các phân đoạn nọc độc phẫu tách có
độ nhạy cao trong phát hiện KLPT.
Với cách tiếp cận này, phương pháp
MALDI-TOF-MS xác định được tổng cộng
7543 dữ liệu khối lượng thô, riêng biệt.
Các khối lượng trùng nhau trong khoảng
0,1 Da được loại bỏ. Bên cạnh đó, những
phân tử liên kết với Na và K hoặc cả hai
kim loại này, lần lượt là 14, 14 và 6 KLPT.
Tổng cộng có 1751 hợp chất được nhận
diện với KLPT riêng biệt trong nọc độc
thô của ốc nón C. marmoreus ở vịnh Nha
Trang. Kết quả này thấp hơn khá nhiều so

với nghiên cứu cùng loài ở vùng biển nước
Úc, cụ thể là xác định được 2710 peptide
(Dutertre, Jin và cộng sự., 2013). Sự khác
biệt lớn này có thể giải thích do ảnh hưởng
của địa lý, mơi trường sống, mà loài ốc C.
marmoreus sản sinh ra thành phần độc tố
khác nhau. Bên cạnh đó có sự khác biệt
nhau nhiều về phương pháp thu độc tố.
Trong nghiên cứu này, ốc nón được khai
thác vào một thời điểm nhất định và độc
tố thu được theo phương pháp phẩu tách,
còn Sébastien D. và cộng sự, tiến hành thu
độc tố định kỳ từ ốc nón cịn sống trong bể
nước biển.
Phổ MALDI-TOF-MS của từng phân
đoạn nọc độc được kiểm tra trực quan một

6 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

cách cẩn thận để xác định sự hiện diện và
cường độ xuất hiện của các conopeptide.
Hình 2 thể hiện phổ khối [M +H] + của MALDI-TOF MS ở phân đoạn sắc ký phút thứ 26
của đồ nọc độc C.marmoreus. Trong phân
đoạn này thể hiện trên sắc ký đồ là một
peak hấp thụ cao nhất ở bước sóng UV có
λ220nm, tuy nhiên phân đoạn chứa nhiều
khối lượng đồng vị (monoisotopic mass)
[M +H] + với m/z 1462,60, 1377,59, 912,38,
861,03. Điều đó cho thấy các phân tử này
có KLPT chính xác trong tự nhiên lần lượt

là 1461,59 Da, 1376,58 Da do các phân tử
này được tích điện 1 proton H + nên z = 1.
Bên cạnh đó, chỉ tiêu cường độ xuất hiện
của một phân tử thể hiện tương quan tỉ lệ
thuận đến hàm lượng chất hiện diện bên
trong hỗn hợp. Điều này có ý nghĩa quan
trọng trong nghiên cứu tách chiết chất có
hoạt tính sinh học, cho phép đánh giá độ
tinh sạch của một phân đoạn sắc ký, đồng
thời đánh giá mức độ tạp của một hợp chấp
để điều chỉnh phương pháp tách chiết-tinh
sạch phù hợp. Như phân đoạn phút 26, ta
có thể thấy tồn tại ít nhất 4 phân tử peptide
có cường độ gần như ngang nhau. Nếu
phân đoạn này có thể hiện hoạt tính thì việc
tiến hành ít nhất một bước “tinh sạch” là
cần thiết.


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
3. Nhận dạng phổ khối MS của conopeptide
Dữ liệu phổ khối lượng được xuất từ
DataExplorer 4.9 (AB Sciex) vào bảng tính
Excel 2010 Microsoft Office. Đồng thời, 92
conopeptide của C.marmoreus (đã cơng bố
tính đến ngày 3/1/2018, được tổng hợp ở
ConoServer), được biên tập trong cùng bảng
tính Excel. Bảng 1 là kết quả so sánh giữa
khối lượng đồng vị của conopeptide nọc độc


Số 1/2018
C.marmoreus (biển Khánh Hịa) từ phương
pháp MALDI-MS với dữ liệu lồi này đã
công bố nhằm nhận dạng các phân tử được
sản sinh ra trong tuyến độc. Vì đa phần các
kết quả thông tin chuỗi peptide xuất phát từ
nghiên cứu transcriptome (Lavergne, Dutertre và cộng sự., 2013). Chúng tôi nhận dạng
được 39 phân tử conopeptide đã cơng bố có
trong tổng số 92 phân tử của C.marmoreus.

Hình 3. Sắc ký đồ pha-đảo (RP-HPLC) của nọc độc thơ ốc nón C. marmoreus
qua cột Vydac C18 (300 Å, 5mm, 4.6 mm i.d. 250 mm) với tốc độ dòng 1mL.phút-1
Ghi chú: sắc ký đồ màu xanh (mẫu nọc độc) và màu đen nét đứt (đường nền) ở bước sóng λ220nm.

Điểm đáng chú ý là các chuỗi conopeptide
(xuất phất từ nghiên cứu proteome, như
MrIIIA, MrIIIB, MrIIIC…) hầu hết được nhận
diện.
Cịn các chuỗi từ nghiên cứu transcriptome thì chỉ nhận diện một phần dữ
liệu. Trong số phân tử nhận diện ở ốc nón
C.marmoreus ở Khánh Hịa, có phân tử
Mr1.8 (còn gọi là MrIC) thuộc liên họ A (A
superfamily) có bộ khung cysteine -CCXaCXbC-, thơng thường sẽ gọi là độc tố

alpha 4/7 conotoxin tác động ức chế trên
các thụ thể nicotinic achetycholine trên
hệ thần kinh. Tuy nhiên trong nghiên cứu
cơ chế độc học thì lần đầu tiên phát hiện,
phân tử này có tác dụng trái ngược là
kích hoạt các thụ thể nicotinic acetycholine, giống các phân tử hữu cơ nhỏ (bao

gồm PNU12059, TQS và SB-206553)
được bán trong nghiên cứu và điều trị các
bệnh lý về thần kinh (Mueller, Starobova
và cộng sự., 2015).
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 7


Bảng 1. So sánh KLPT của conopeptide quan sát được của nọc độc C. marmoreus ở biển Nha Trang với
cơ sở dữ liệu của C. marmoreus ở ConoServer (Kaas, Yu và cộng sự., 2012).

Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

8 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Số 1/2018


Ghi chú: nh2: C-ter amidation; O: Hydroxyproline; Gla: Gamma carboxylic glutamic acid; w: D-tryptophan; f: D-phenylalanine; BTr: Bromotryptophan;
Z: Pyroglutamic acid; Độ dung sai: 0.05Da

(tiếp tục)

Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
Số 1/2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 9


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
Ngồi ra, kết quả Bảng 1 kết hợp với dữ

liệu khối phổ của các phân đoạn nọc độc, ta
thấy còn rất nhiều phân tử conopeptide mới
chưa được định danh. Đây là cơ sở tiềm năng
để khai khác nguồn dược quí từ nọc độc ốc
nón C. marmoreus vùng biển Khánh Hịa. Hình
3 thể hiện kết quả tổng thể phân đoạn độc tố ở
bước sóng λ220nm tích hợp phổ khối [M] của
conopeptide phát hiện được với cường độ cao
và định danh-định vị các phân tử đã công bố
của C.marmoreus trên sắc ký đồ pha đảo. Kết
quả Hình 3 cho thấy tổng thể sắc ký đồ của nọc
độc thơ ốc nón C.marmoreus thể hiện độ phức
tạp về thành phần của nọc độc. Kết quả khối
lượng phân tử của độc tố conotoxin phù hợp
với các conotoxin, đã được định danh của các
nghiên cứu trước, được chỉ ra trong sắc ký đồ.
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết quả nghiên cứu thể hiện rõ tính đa
dạng trong thành phần của nọc độc của ốc nón

Số 1/2018
C.marmoreus ở vùng biển Khánh Hòa, cụ thể
đã xác định được 1751 hợp chất trong nọc độc
thơ. Trong số đó, chúng tơi quan sát được khối
lượng phân tử của 39 peptide trong nọc độc
loài C.marmoreus ở Việt Nam so với tổng số
92 phân tử peptide của C.marmoreus đã được
ghi nhận trước đó. Đa phần trong số phân tử
phát hiện thuộc liên họ M (như MrIIIA, MrIIIB,
MrIIIC…), mà các conopeptide của liên họ này

có xu hướng tương tác với các kênh ion Na
và Ka trên hệ thần kinh. Những kết quả bước
đầu nay là cơ sở để chúng tôi nghiên cứu ứng
dụng một số sản phẩm chức năng trên nọc độc
C.marmoreus trong tương lai.
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ
Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia
(NAFOSTED) cho đề tài mã số 106-NN.022015.14.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Dutertre, S., A. H. Jin, Q. Kaas, A. Jones, P. F. Alewood and R. J. Lewis (2013). "Deep venomics reveals
the mechanism for expanded peptide diversity in cone snail venom." Mol Cell Proteomics 12(2): 312-329.
2. Kaas, Q., R. Yu, A. H. Jin, S. Dutertre and D. J. Craik (2012). "ConoServer: updated content, knowledge,
and discovery tools in the conopeptide database." Nucleic Acids Res 40(Database issue): D325-330.
3. Lavergne, V., S. Dutertre, A. H. Jin, R. J. Lewis, R. J. Taft and P. F. Alewood (2013). "Systematic interrogation of the Conus marmoreus venom duct transcriptome with ConoSorter reveals 158 novel conotoxins
and 13 new gene superfamilies." BMC Genomics 14: 708.
4. Lewis, R. J., S. Dutertre, I. Vetter and M. J. Christie (2012). "Conus venom peptide pharmacology." Pharmacol Rev 64(2): 259-298.
5. McIntosh, J. M., A. Hasson, M. E. Spira, W. R. Gray, W. Li, M. Marsh, D. R. Hillyard and B. M. Olivera
(1995). "A new family of conotoxins that blocks voltage-gated sodium channels." J Biol Chem 270(28):
16796-16802.
6. McIntosh, J. M., A. D. Santos and B. M. Olivera (1999). "Conus peptides targeted to specific nicotinic
acetylcholine receptor subtypes." Annu Rev Biochem 68: 59-88.
7. Mueller, A., H. Starobova, M. C. Inserra, A. H. Jin, J. R. Deuis, S. Dutertre, R. J. Lewis, P. F. Alewood,
N. L. Daly and I. Vetter (2015). "alpha-Conotoxin MrIC is a biased agonist at alpha7 nicotinic acetylcholine
receptors." Biochem Pharmacol 94(2): 155-163.
8. Nguyen, B., J. P. Caer, G. Mourier, R. Thai, H. Lamthanh, D. Servent, E. Benoit and J. Molgo (2014).
"Characterization of a novel Conus bandanus conopeptide belonging to the M-superfamily containing bromotryptophan." Mar Drugs 12(6): 3449-3465.
9. Olivera, B. M. and R. W. Teichert (2007). "Diversity of the neurotoxic Conus peptides: a model for concerted pharmacological discovery." Mol Interv 7(5): 251-260.
10. Röckel, D., W. Korn and A. Kohn (1995). "Manual of the Living Conidae, Volume 1: Indo-Pacific Region: 1-517." Hackenheim. Verlag Christa Hemmen.

11. Rodriguez, A. M., S. Dutertre, R. J. Lewis and F. Mari (2015). "Intraspecific variations in Conus purpurascens injected venom using LC/MALDI-TOF-MS and LC-ESI-TripleTOF-MS." Anal Bioanal Chem
407(20): 6105-6116.

10 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

THÔNG BÁO KHOA HỌC
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHITOSAN TỪ VỎ TƠM LÀM CHẤT ĐIỆN LY CHO
SIÊU TỤ ĐIỆN
CHITOSAN FROM SHRIMP SHELLS AS AN ELECTROLYTE FOR SUPERCAPACITORS
Võ Xuân Đại1, Phạm Anh Đạt1, Nguyễn Văn Hịa1
Ngày nhận bài: 5/2/2018; Ngày phản biện thơng qua: 18/4/2018; Ngày duyệt đăng: 27/4/2018

TÓM TẮT
Siêu tụ điện là thiết bị trữ năng lượng rất hiệu quả do khả năng nạp nhanh, dịng phóng lớn, an tồn và
thân thiện với môi trường. Trong nghiên cứu này, một loại vật liệu tổ hợp kích thước nano của graphene và
NiCo2O4 có độ xốp cao được tổng hợp bằng phương pháp vi sóng và sản phẩm sử dụng làm vật liệu cho điện
cực của siêu tụ điện. Hình dạng, kích thước, tính chất hóa lý của vật liệu được phân tích bằng kính hiển vi quét
điện tử (SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phổ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ photon tia X (XPS). Đặc
biệt, chitosan chiết tách từ vỏ tôm được sử dụng làm chất điện ly rắn cho siêu tụ điện. Kết quả cho thấy vật
liệu thu được có độ xốp cao, các hạt NiCo2O4 có kích thước khoảng 30-50 nm được phân bố đều trên bề mặt
của tấm graphene. Khi sử dụng vật liệu này làm điện cực cho siêu tụ điện thì hiệu quả lưu trữ năng lượng cao
hơn đáng kể so với tổ hợp graphene/NiO và graphene/Co3O4. Hơn nữa, chất điện ly chitosan cũng cho thấy
khả năng lưu trữ cao hơn nhiều so với sử dụng Nafion. Ngoài ra, siêu tụ sử dụng chitosan làm chất điện ly có
độ bền điện dung đạt trên 96% sau 2000 vịng lặp.
Từ khóa: Chitosan, vỏ tơm, siêu tụ điện, vật liệu nano, lưu trữ năng lượng

ABSTRACT
Supercapacitors are potential energy storage devices due to their fast charging, large discharging time,
safety and environmental friendly. In this study, a nanocomposite of graphene and NiCo2O4 with a high porosity
was sythezied by a microwave-assisted method and used for supecapacitor electrodes. The morphology, size,
physic-chemical properties of prepared samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM),
transmission electron microscopy (TEM), X-rays deffractions (XRD), X-rays photoelectron spectroscopy
(XPS). Interestingly, chitosan from shrimp shells was used as a solid electrolyte for supercapacitor. Results
show that the nanocomposite has a high porosity and NiCo2O4 nanoparticles have a size of 30-50 nm and
distributed evenly on the graphene sheets. The supercapacitors that were prepared by using graphene/NiCo2O4
nanocomposites showed a significant improvement of energy capacity in compared to pure graphene or
bare NiCo2O4. In addition, chitosan electrolyte also shows much higher energy capacity than that of Nafion
electrolyte. Moreover, the prepared supercapacitor with chitosan electrolyte showed excellent stability with
over 96% after 2000 cycles.
Keywords: Chitosan, shrimp shells, supercapacitors, nanomaterials, energy storage
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Gần đây, siêu tụ được xem là thiết bị trữ
năng lượng hứa hẹn rất hiệu quả do khả năng
nạp nhanh và dịng phóng lớn, rất an toàn
khi sử dụng và thân thiện với mơi trường [7].
Chúng có thể được sử dụng trong lưu trữ năng
lượng tái tạo, thiết bị điện tử bỏ túi và các
phương tiện di động sử dụng điện như xe đạp,

xe hơi, xe bus, cần cẩu, v.v. [1]. Tuy nhiên,
điểm yếu của siêu tụ hiện tại là điện thế hoạt
động thấp (2,7 đến 75V). Do đó, các siêu tụ
địi hỏi cần phải có thể tích lớn hoặc phải được
sạc năng lượng thường xun thì mới có thể
sử dụng hữu hiệu [5]. Đây là lý do chính khiến
việc áp dụng siêu tụ điện vào đời sống cịn gặp

nhiều khó khăn.

1 Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trường Đại học Nha Trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 11


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
Theo cơng thức tính năng lượng lưu trữ:
E = ½ C.U2 [12], để tăng năng lượng E có hai
cách: (i) tăng thế hoạt động (U) thông qua thay
đổi chất điện ly; (ii) tăng điện dung (C) của siêu
tụ thông qua việc lựa chọn vật liệu làm điện
cực phù hợp. Các chất điện ly thơng thường
đã và đang được nghiên cứu nhiều đó là
dung dịch axit (H2SO4, HNO3), dung dịch kiềm
(NaOH, KOH), dung dịch trung tính (Na2SO4,
KCl) [12]. Gần đây, chitosan được biết đến là
một chất điện ly rắn hứa hẹn của các pin điện
[11]. Hơn nữa, chitosan là một polyme có khả
năng phân hủy sinh học, nên an toàn và thân
thiện với môi trường so với các vật liệu vô cơ
đang dùng trong các siêu tụ khác. Mặt khác,
theo các nghiên cứu đã công bố, một vật liệu lý
tưởng làm điện cực cho siêu tụ cần có các tính
chất như diện tích bề mặt lớn, độ xốp phù hợp,
độ dẫn điện cao và điện dung lớn [4,9].
Từ các lý do trên, chúng tôi chọn chitosan làm chất điện ly và chế tạo một vật liệu
nano dựa trên các tấm graphene và hạt nano
NiCo2O4 ứng dụng cho siêu tụ điện. Các tấm

graphene có diện tích bề mặt rất lớn (theo lý
thuyết là 2629 m2/g) và độ dẫn điện cao (độ
linh động của electron ở nhiệt độ phịng là
15000 cm2/V.s) [2]. Trong khi đó các hạt nano
NiCo2O4 có tổng diện tích bề mặt các hạt lớn
và là vật liệu làm điện cực cho siêu tụ có điện
dung cao. Vì vậy, tổ hợp graphene/NiCo2O4 rất
thích hợp để làm vật liệu điện cực cho siêu tụ
có hiệu năng cao.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Nguyên vật liệu
Chitosan (Mw 700 kDa, DD 90%) được
thu nhận từ phịng thí nghiệm, Trường Đại học
Nha Trang. Than chì (graphite, 99,99%, Sigma), CoCl2.6H2O (99%, Sigma), NiCl2.6H2O
(99%, Sigma), KMnO4(98%, TCI) được sử
dụng ngay khi mua về mà không cần tinh chế.
Tấm Nikel foam mua từ MTIKorea (Hàn Quốc).
Các hóa chất khác có độ tinh khiết phân tích.

12 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Số 1/2018
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Tổng hợp graphene oxit (GO)
GO được tổng hợp theo phương pháp cải
tiến của Tour và công sự [6]. Cụ thể, cho 1,5g
graphite vào 200ml hỗn hợp axit đặc H2SO4và
H3PO4 với tỷ lệ 9:1 (v/v) trong một bình cầu
đáy trịn. Sau đó, cho từ từ 9,0g KMnO4 vào
trong lúc khuấy hỗn hợp trên. Phản ứng được

thực hiện ở nhiệt độ 55oC trong 20 giờ. Khi kết
thúc phản ứng, hỗn hợp dung dịch được cho
từ từ vào 200 ml dung dịch có chứa 0,1% H2O2
và khuấy trong 4 giờ. Hỗn hợp sau đó được ly
tâm và rửa nhiều lần bằng nước cất đến pH 7.
Phần rắn được sấy đông khô để thu nhận GO.
2.2. Tổng hợp graphene/NiCo2O4
Hòa tan 30 mg GO, (0,1 mmol) NiCl2.6H2O,
(0,1 mmol) NiCl2.6H2O được hòa tan trong 30
ml nước cất và khuấy trong 30 phút. Sau đó,
cho 10 ml dung dịch chứa 0,3 mmol H2C2O4
và 0,1 ml NaOH 0,5 M. Hỗn hợp dung dịch
được cho vào ống phản ứng Teflon và chạy vi
sóng ở 700 watt trong 2 phút. Sau phản ứng,
phần rắn được tách và rửa nhiều lần bằng ly
tâm và nước cất. Sản phẩm thu được sau khi
sấy ở 60oC trong 6 giờ, sau đó, nung ở 300oC
trong 3 giờ.
2.3. Thiết bị đo tính chất vật liệu
Hình dạng, kích thước, tính chất hóa lý của
các mẫu được đo trên các thiết bị SEM (Hitachi, S-4200), TEM (Philips, CM-200) thế gia tốc
200 kV, XRD (PANalytical, X'Pert-PROMPD)
tia phóng xạ Cu Kα, XPS (Thermo Scientific,
K-Alpha) tia phóng xạ đơn Al Kα.
2.4. Chế tạo điện cực và đánh giá tính chất
siêu tụ điện
Điện cực làm việc của siêu tụ được chuẩn bị
như sau: trộn vật liệu graphene/NiCo2O4 (3 mg,
80wt.%) với 15wt.% acetylene và 5wt.% dung
dịch chitosan (1% trong axit axetic). Chitosan

được sử dụng làm chất điện ly và có tính chất
kết dính. Hỗn hợp bột nhão này được phủ lên bề
mặt của tấm Ni foam (Hình 1) và được sấy khơ ở
60oC trong 2 giờ. Các tính chất điện hóa được đo
trên máy VersaSTAT 3 (AMETEK Model).


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

Hình 1. Tấm Ni foam (a) trước, (b) trong, (c) sau khi phủ lớp vật liệu graphene/NiCo2O4

III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Q trình gắn tổ hợp oxit kích thước nano NiCo2O4 lên tấm graphene có thể mơ tả theo các giai
đoạn sau. Đầu tiên, khi tiến hành phản ứng trong vi sóng các caion Ni2+ và Co2+ sẽ phản ứng với
các anion OH- tạo thành hỗn hợp kết tủa (Ni, Co) hydroxit bám trên bề mặt tấm graphene oxit (GO).
Sự tạo thành hỗn hợp hydroxit là do hằng số tích số tan của Ni(OH)2 (2,8 × 10-16) gần bằng với của
Co(OH)2 (2,8 × 10-16). Phương trình phản ứng xảy ra như sau:
xNi2+ + 2xCo2+ + 6xOH- → NixCo2x(OH)6x
Cuối cùng, trong quá trình nung sản phẩm ở 300ºC, graphene oxit sẽ chuyển thành graphene và
xảy ra sự chuyển hóa hydroxit thành oxit NiCo2O4 theo phương trình phản ứng sau:
2NixCo2x(OH)6x + xO2 → NiCo2O4 + 6xH2O
Hình dạng và kích thước của vật liệu tổ hợp graphene/NiCo2O4 được đánh giá dựa trên hình ảnh
SEM và TEM (Hình 2). Kết quả cho thấy các hạt NiCo2O4 có hình dạng tương đối trịn, kích thước
khoảng 30-50 nm và phân bố khá đều đặn trên bề mặt của các tấm graphene. Sự phân bố này làm
tăng độ dẫn điện, tăng diện tích bề mặt của vật liệu do đó làm tăng điện dung và khả năng lưa trữ
điện tích của siêu tụ điện [5,7,8].

Hình 2. Hình ảnh (a) SEM và (b) TEM của vật liệu graphene/NiCo2O4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 13


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
Để khẳng định các hạt được tạo thành là
các hạt NiCo2O4 và có độ kết tinh cao, vật liệu
được đo trên máy phổ nhiễu xạ tia X và phổ
photon tia X (Hình 3). Kết quả cho thấy, các đỉnh
đặc trưng trên phổ XRD (Hình 3a) của vật liệu
thu được hồn tồn trùng hợp với phổ chuẩn
của NiCo2O4 có mã số JCPDS#20-0781. Peak
C (100) của graphene tại vị trí khoảng 12o.

Số 1/2018
Như vậy, các hạt kích thước nano tạo thành
theo quan sát ở Hình 2 chính là NiCo2O4 gắn
trên các tấm graphene. Ngồi ra, phổ XPS
cũng cho thấy sự xuất hiện của các peak
Ni 2p, Co 2p, C 1s, O 1s khẳng định sự tạo
thành tổ hợp graphene/NiCo2O4 của vật liệu
thu được

Hình 3. (a) Phổ nhiễu xạ tia X, (b) phổ photon tia X của vật liệu graphene/NiCo2O4

Sau đó, vật liệu graphene/NiCo2O4 được
sử dụng để làm điện cực cho siêu tụ điện
theo các bước chuẩn bị như mơ tả trong Hình
1. Khi đánh giá tính chất điện hóa cho thấy,
tại một tốc độ quét như nhau (5 mV/s) (Hình

4a) tổ hợp graphene/NiCo2O4 dùng chất điện
ly là chitosan có mật độ dịng cao hơn đáng
kể so với các dung dịch điện ly truyền thống
NaOH và Na2SO4. Điều này có thể giải thích
do chitosan có độ dẫn điện cao hơn, dẫn đến

sự di chuyển dễ dàng của các electron [11].
Hình 4b cho thấy độ bền điện dung riêng rất
cao của siêu tụ điện. Sau 2000 vòng nạp và
xả, điện dung riêng của siêu tụ điện vẫn đạt
trên 96%. Sự giảm sút một chút về điện dung
riêng có thể giải thích do sự thay đổi cấu trúc
xốp trên bề mặt của điện cực do quá trình
nạp và xả điện nhiều lần trong một thời gian
thời gian ngắn [3,12].

Hình 4. (a) Thế điện hóa của điện cực sử dụng chất điện ly khác nhau với cùng tốc độ quét 5 mV/s, (b) độ bền của
điện dung riêng của điện cực làm từ vật liệu graphene/NiCo2O4 sau 2000 vịng lặp với mật độ dịng 5 A/g

14 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
Để đánh giá khả năng lưu trữ của siêu tụ
điện khi đưa vào ứng dụng trong thực tế. Một
hệ gồm 2 điện cực được mơ tả và bố trí như
trong Hình 5. Q trình nạp/xả điện được thực
hiện nhiều lần. Trong đó, cố định thời gian nạp
điện là 1 phút. Ngoài ra, các siêu tụ điện của
các chất điện ly khác nhau cũng được so sánh.


Số 1/2018
Kết quả được trình bày trong Bảng 1. Theo đó,
tổ hợp graphene/NiCo2O4 sử dụng chất điện
ly là chitosan có khả năng lưu trữ gấp khoảng
1,5 và 2,5 lần so với các dung dịch điện ly là
NaOH 0,3 M và NaSO4 1M. Kết quả này cũng
đã được quan sát khi đo mật độ dịng điện ở
Hình 4a.

Bảng 1. So sánh hiệu quả lưu trữ năng lượng của siêu tụ điện với các chất điện ly khác nhau thơng qua
thời gian nạp và xả điện
Thí

Thời gian nạp

nghiệm

(giây)

Thời gian xả (giây)
Chitosan

Dung dịch NaOH

Dung dịch Na2SO4

1

150


100

60

2

150

98

59

152

98

59

4

151

97

58

5

151


96

58

3

60

Hình 5. (a) Điện cực của siêu tụ điện, (b) nạp điện cho siêu tụ điện, (c) xả điện qua đèn led công suất 1 watt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 15


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Một tổ hợp vật liệu kích thước nano đã
được tổng hợp thành cơng bằng phương pháp
vi sóng sử dụng dung môi là nước. Các chất
điện ly cho siêu tụ điện khác nhau đã được so
sánh. Trong đó, tụ điện sử dụng chitosan làm
chất điện ly thể hiện khả năng lưu trữ năng
lượng cao, độ bền điện dung đạt trên 96%
sau 2000 vòng lặp. Đây là nghiên cứu bước
đầu cho việc ứng dụng vật liệu tổ hợp kích
thước nano graphene/NiCo2O4 và chất điện
ly chitosan ở dạng rắn làm siêu tụ điện hiệu

Số 1/2018
năng cao. Để có thể tiến gần đến ứng dụng

trong thực tế thì cần tiến hành các nghiên cứu
tiếp theo bao gồm ảnh hưởng của loại chitosan
khác nhau (khối lượng phân tử, độ deacetyl),
hàm lượng chitosan sử dụng và tăng số vòng
lặp nạp/xả điện.
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ
Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia
(NAFOSTED) trong đề tài mã số 103.992015.01

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. El-Kady, M.F., Strong, V., Dubin, S., Kaner, R.B., 2012. Laser scribing of high-performance and flexible
graphene-based electrochemical capacitors. Science, 335, 1326-1330.
2. Geim, A. K.; Novoselov, K. S., 2007. The rise of graphene. Nature Materials, 6, 183–191.
3. Lamiel, C., Nguyen, V.H., Tuma, D., Shim, J.J., 2016. Non-aqueous synthesis of ultrasmall NiO nanoparticle-intercalated graphene composite as active electrode material for supercapacitors. Materials Research
Bulletin, 83, 275–283.
4. Liu, R., Pan, L., Liu, X., Wu, D., 2015. An evaporation-induced tri-constituent assembly approach to
fabricate an ordered mesoporous carbon/graphene aerogel for high-performance supercapacitors. RSC Advances, 5, 16765-16768.
5. Lu, X., Yu, M., Wang, G., Zhai T., Xie, S., Ling, Y., Tong, Y., 2014. H-TiO2@MnO2//H-TiO2@C Core–
shell nanowires for high performance and flexible asymmetric supercapacitors. Advanced Materials, 25,
267-272.
6. Marcano, D.C., Kosynkin, D.V., Berlin, J.M., Sinitskii, A., Sun, Z., Slesarev, A., Alemany, J.M., Lu, W.,
Tour, J.M., 2010. Improved synthesis of graphene oxide, ACS Nano, 4, 4806–4814.
7. Miller, J. R., Simon, P., 2008. Materials science. Electrochemical capacitors for energy management. Science, 321, 651-652.
8. Nguyen, V.H., Kang, C., Roh, C., Shim J.J., 2016. Supercritical CO2-mediated synthesis of CNT@Co3O4
nanocomposite and its application for energy storage. Industrial & Engineering Chemistry Research, 55,
7338-7343.
9. Nguyen, V.H., Lamiel, C., Shim, J.J., 2016. 3D hierarchical mesoporous NiCo2S4@Ni(OH)2 core–shell
nanosheet arrays for high performance supercapacitors. New Journal of Chemistry, 40, 4810-4817.
10. Nguyen, V.H., Shim, J.J., 2015. Three-dimensional nickel foam/graphene/NiCo2O4 as high performance

electrodes for supercapacitors. Journal of Power Sources, 273, 110-117.
11. Singh, R., Polu, A.R.,, Bhattacharya, B., Rhee, H.W., Varlikli, C., Singh, P.K., Perspectives for solid biopolymer electrolytes in dye sensitized solar cell and battery application. Renewable and Sustainable Energy
Reviews, 65, 1098–1117.
12. Yan, J., Wang, Q., Wei, T., Fan, Z., 2014. Recent advances in design and fabrication of electrochemical
supercapacitors with high energy densities. Advanced Energy Materials, 4, 1300816-1300859.
13. Yu, Z., Duong B., Abbitt, D., Thomas, J., 2013. Highly ordered MnO2 nanopillars for enhanced supercapacitor performance. Advanced Materials, 25, 3302–3306.

16 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

THÔNG BÁO KHOA HỌC
NGHIÊN CỨU NGƯỠNG MỘT SỐ YẾU TỐ MƠI TRƯỜNG QUAN TRỌNG CỦA
CÁ BỘT CÁ MẶT QUỶ (Synanceia verrucosa Bloch & Schneider, 1801) TRONG
SẢN XUẤT GIỐNG NHÂN TẠO
STUDY ON THE THRESHOLD OF SOME VITAL ENVIRONMENTAL FACTORS
FOR FRY OF STONEFISH (Synanceia verrucosa Bloch & Schneider, 1801)
IN ARTIFICIAL SEED PRODUCTION
Võ Thế Dũng1, Võ Thị Dung1, Dương Văn Sang1
Ngày nhận bài: 3/8/2017; Ngày phản biện thơng qua: 1/3/2018; Ngày duyệt đăng:27/4/2018

TĨM TẮT
Nghiên cứu này đánh giá ngưỡng chịu đựng các yếu tố nhiệt độ, độ mặn và ơxy hịa tan của cá bột cá mặt
quỷ (Synanceia verrucosa Bloch & Schneider, 1801) trong sản xuất giống nhân tạo. Kết quả nghiên cứu cho
thấy, khi nhiệt độ giảm xuống 130C hoặc tăng lên 370C có trên 50% số cá thí nghiệm chết; độ mặn giảm xuống
6‰ hoặc tăng lên 49‰, có 50% số cá chết; ơ xy hịa tan giảm xuống 2,3 mg/L có khoảng 2/3 (66,6%) số cá
thí nghiệm chết. Kết quả nghiên cứu như trên cho thấy, cá bột cá mặt quỷ có khả năng thích nghi khá tốt với

sự biến động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ mặn, và ơ xy hịa tan; đây là thơng tin hết sức quan
trọng cho việc nghiên cứu sản xuất giống nhân tạo loài cá này.
ABSTRACT
This study evaluates the adapted threshold of temprature, salinity and dissolve oxygen of stonefish fry
(Synanceia verrucosa Bloch & Schneider, 1801) in artificial breeding. As a result, 50% of the challenged fish
died as tempreture was either reduced to 130C or increased up to 370C; 50% of the challenged fish died as
salinity was either reduced to 6‰ or increased up to 49‰; and about 2/3 (66.6 %) of the challenged fish died
as dissolve oxygen reduced to 2.3 mg/L. These results showed that, the stonefish fry was well adapted to the
fluctuation of the above environmental factors; this is very important information for studying on artificial seed
production of this fish species.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cá mặt quỷ (Synanceia verrucosa Bloch &
Schneider, 1801) có thịt thơm ngon, bổ dưỡng
nên được nhiều người tiêu dùng ưa chuộng.
Ngoài ý nghĩa dinh dưỡng, cá mặt quỷ cịn là
một lồi cá cảnh, vì thế giá trị của loài cá này
ngày càng được nâng cao (Võ Thế Dũng và
cộng sự, 2014). Giá cá sống trên thị trường
có khi lên đến trên 1 triệu đồng/kg, trong lúc
sản lượng của cá mặt quỷ đang giảm đi nhanh
chóng (Võ Thế Dũng và cộng sự, 2012), chính
vì thế nghiên cứu sản xuất giống loài cá này là
hết sức cần thiết.
Trong quá trình sản xuất giống cá biển nói
chung, cá bột là giai đoạn biến đổi phức tạp về
sinh lý, sinh thái và chịu sự chi phối mạnh của

môi trường, đặc biệt là các yếu tố: nhiệt độ,
độ mặn, oxy hòa tan, …các yếu tố này có vai
trị quyết định tỷ lệ sống, tỷ lệ dị hình và sinh

trưởng của cá bột. Cá mặt quỷ là đối tượng
mới được nghiên cứu gần đây, chưa có cơng
bố nào về khả năng thích nghi với mơi trường
của cá bột của lồi cá này. Để tiến tới sản xuất
giống nhân tạo thành công, nghiên cứu xác
định ngưỡng thích nghi với nhiệt độ, độ mặn
và ơxy hịa tan của mơi trường trong ương ni
ấu trùng cá là rất cần thiết.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu:
Cá mặt quỷ (Synanceia verrucosa Bloch &
Schneider, 1801).

1 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 17


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
2. Vật liệu nghiên cứu:
Cá bột (1 ngày tuổi) do đề tài «Khai thác và
Phát triển nguồn gen cá mặt quỷ (Synanceia
verrucosa Bloch & Schneider, 1801) sản xuất
tại Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III.

Số 1/2018
hoặc hạ độ mặn xuống (nghiên cứu ngưỡng
độ mặn thấp) bằng cách thêm nước có độ
mặn thấp hơn và cốc thí nghiệm; theo dõi và
ghi lại hoạt động của cá theo sự thay đổi độ

mặn trong cốc thí nghiệm. Nước được dùng
để thêm vào có nhiệt độ hồn tồn giống với
nước trong cốc thí nghiệm, độ mặn được điều
chỉnh để phù hợp với độ mặn cần có trong cốc
thí nghiệm, khơng để nước có độ mặn cao hơn
hoặc thấp hơn chảy trực tiếp vào cá bột để
tránh bị sốc đột ngột. Mỗi lần độ mặn trong cốc
đốt hạ xuống được 1-2‰, dừng lại khoảng 10
phút, theo dõi và ghi lại hoạt động của cá, đến
khi 50% số cá chết thì kết thúc thí nghiệm. Pha
độ mặn cần thiết theo công thức sau:

3. Phương pháp nghiên cứu
3.1 Nghiên cứu ngưỡng nhiệt độ
Cho cá bột vào 3 cốc thủy tinh 2 lít (30 cá
thể mỗi cốc), chứa nước biển lọc sạch, độ mặn
30‰. Hàm lượng ơxy hịa tan 5,3 ± 0,2 mg/L.
Đặt các cốc thủy tinh vào trong các can nhựa
có thể tích lớn hơn. Điều chỉnh tăng nhiệt độ lên
(nghiên cứu ngưỡng nhiệt độ cao) bằng cách
thêm nước nóng vào trong can nhựa (ngồi
cốc thủy tinh) hoặc hạ nhiệt độ xuống (nghiên
S1* V1 = S2* V2.
cứu ngưỡng nhiệt độ thấp) bằng cách thêm
nước đá lạnh vào can nhựa (ngồi cốc thủy
Trong đó: S1 và S2 là độ mặn (‰) của
tinh) theo nguyên tắc một giờ nhiệt độ thay đổi
nước trước và sau khi pha; V1 và V2 là thể
không quá 2ºC. Theo dõi và ghi lại hoạt động
tích nước trước và sau khi pha.

của cá ở mỗi ngưỡng nhiệt độ đến khi 50% số
3.3 Nghiên cứu ngưỡng ơxy thấp
cá chết thì kết thúc thí nghiệm. Dùng ni lơng
Ngưỡng ơxy được xác định theo phương
bọc kín miệng cốc để giữ nhiệt độ tầng mặt và
pháp bình kín: Cho 30 cá thể cá bột khỏe mạnh
tầng đáy cốc tương đương nhau.
vào 3 cốc thủy tinh có thể tích 0,1 L, chứa
Kiểm tra nhiệt độ bằng nhiệt kế thủy ngân,
nước biển lọc sạch, độ mặn 30‰, duy trì nhiệt
có độ chính xác đến 1,0ºC.
độ nước ở mức 26-27ºC. Nước khi bắt đầu thí
3.2 Nghiên cứu ngưỡng độ mặn
nghiệm có hàm lượng ôxy là 5,6 ± 0,1 mg/L.
Cho cá bột khỏe mạnh vào 3 cốc thủy tinh
Đặt đầu dò của máy đo ơxy vào trong nước
2 lít (30 cá thể mỗi cốc), chứa nước biển lọc
thí nghiệm. Bọc kín miệng cốc đốt lại để ôxy
sạch, độ mặn 31‰, hàm lượng ôxy hịa tan
khơng khí khơng hịa tan được vào nước. Theo
từ 4,5-6,0 mg/L, nhiệt độ nước ở mức 26dõi và ghi lại hoạt động của cá và đo ôxy trong
270C. Điều chỉnh tăng độ mặn lên (Nghiên cứu
cốc thí nghiệm, đến khi 50% số cá chết thì kết
ngưỡng độ mặn cao) bằng cách thêm nước
thúc thí nghiệm.
có độ mặn cao hơn vào trong cốc thí nghiệm;
4. Phương pháp xử lý số liệu:
Bảng 1 : Tiêu chí đánh giá
STT


Các tiêu chí đánh giá

Cách đánh giá

1

Số cá bình thường

Đếm những cá thể hoạt động bơi lội bình thường giữa tầng nước

2

Số cá khơng bình thường

Đếm những cá thể nổi hẳn lên mặt nước hoặc nằm trên đáy cốc

3

Số lượng cá chết

Đếm những cá thể nằm im hoàn toàn, vây, mang và miệng hoàn
toàn không hoạt động từ 1 phút trở lên

- Các số liệu cá bình thường, khơng bình thường và cá chết được lưu giữ, tính tốn bằng tỷ lệ
% trên số cá thí nghiệm bằng phần mềm Excel, dựa vào cơng thức sau:

N (%) =

18 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


N1
x100%
N2


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

Trong đó: N (%) là tỷ lệ % số cá bình thường, khơng bình thường, hoặc chết so với số cá thí nghiệm
N1 là số cá bình thường, khơng bình thường, hoặc chết đếm được
N2 là số cá sử dụng cho thí nghiệm
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
1. Ngưỡng nhiệt độ của cá mặt quỷ giai đoạn cá bột
Bảng 2: Ngưỡng nhiệt độ thấp của cá mặt quỷ giai đoạn cá bột

T0C
30-26
24
21
19
17
15
14
13

Tỷ lệ cá bình
thường (%)

Tỷ lệ cá khơng

bình thường (%)

100,0
82,2 ± 1,9
75,6 ± 3,8
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0

0,0
17,8 ± 1,9
24,4 ± 3,8
100,0 ±
100,0
92,2 ± 5,1
72,2± 5,1
48,9 ± 6,9

Bảng 2 cho thấy, nhiệt độ giảm từ 30-260C,
100% ấu trùng cá hồn tồn bình thường. Khi
nhiệt độ giảm đến 240C, có 17,8% số ấu trùng
có biểu hiện khơng bình thường, số cịn lại
(82,2%) bình thường. Tiếp tục giảm nhiệt độ
xuống 210C, có từ 24,4% số ấu trùng hoạt động
khơng bình thường, số cịn lại (75,6%) hoạt
động bình thường. Khi nhiệt độ giảm xuống
19ºC, 100% ấu trùng ở các cốc thí nghiệm


Tỷ lệ cá
chết (%)
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
7,8 ± 5,1
27,8 ± 5,1
51,1 ± 6,9

đều có biểu hiện khơng bình thường. Nhiệt độ
giảm xuống 170C, tất cả ấu trùng vẫn ở trạng
thái hoạt động khơng bình thường. Nhiệt độ
giảm xuống 150C; có 7,8% số ấu trùng chết; số
cịn lại (92,2%) biểu hiện khơng bình thường.
Đến 140C; số cá chết tăng lên 27,8%. Khi nhiệt
độ giảm xuống đến 130C; số cá chết tăng lên
51,7%, số còn lại (48,9%) hoạt động khơng
bình thường.

Bảng 3: Ngưỡng nhiệt độ cao của ấu trùng cá mặt quỷ

T0C
28-31
32
33
34
35
36

37
38

Bình thường
100,0
92,2 ± 6,9
74,4 ± 6,9
62,2 ± 10,7
44,4 ± 5,1
15,6 ± 5,1
0,0
0,0

Khơng bình thường
0,0
7,8 ± 6,9
13,3 ± 3,3
21,1 ± 5,1
30,0 ± 3,3
52,2 ± 7,7
50,0 ± 12,0
18,9 ± 13,5

Chết
0,0
0,0
12,2 ± 6,9
16,7 ± 5,8
25,6 ± 3,8
32,2 ± 5,1

50,0 ± 12,0
81,1 ± 13,5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 19


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
Bảng 3 cho thấy, nhiệt độ tăng từ 28 lên
31 C, cá ở tất cả các lơ thí nghiệm bình thường.
Nhiệt độ tăng lên 320C, có 7,8% số cá có biểu
hiện khơng bình thường, 92,2% số cá cịn lại
vẫn hoạt động bình thường. Nhiệt độ tăng lên
330C, có 13,3% số cá biều hiện khơng bình
thường và 12,2% số cá thí nghiệm chết, số cá
bình thường giảm xuống cịn 74,4%. Nhiệt độ
tăng lên 34, 35, 360C số cá khơng bình thường
và số cá chết tăng dần lên, ngược lại, số cá
bình thường giảm dần theo chiều tăng của
nhiệt độ. Tăng đến 370C, có 50% số cá khơng
bình thường và 50% số cá chết, khơng cịn cá
bình thường. Đến 380C, số cá chết tăng lên
đến 81,1%, số cá khơng bình thường chỉ cịn
18,9%.
Cá là động vật biến nhiệt, do đó, nhiệt độ
mơi trường thay đổi sẽ làm thay đổi thân nhiệt
của cá; tuy nhiên, khả năng thích nghi của mỗi
0

Số 1/2018
lồi cá đối với sự thay đổi nhiệt độ môi trường

là khác nhau. Phan Phương Loan và cộng sự
(2014) cho biết, cá rô biển (Pristolepis fasciata)
có ngưỡng nhiệt độ thấp và cao tương ứng là
15,2 - 15,70C và 40,3 - 42,90C. Theo Tucker
(1999), nhiều lồi cá mú có có thể chịu đựng
sự dao động nhiệt độ từ 15 – 350C, tuy nhiên
nhiệt độ thích hợp để ương nuôi ấu trùng là
24 – 270C. Ở cá giò (Rachycentron canadum)
trưởng thành, ngưỡng chịu đựng nhiệt độ dao
động từ 16,8 0C - 32,0 0C (Dawson, 1971;
Milstein & Thomas, 1976); cá giống có thể bị
chết ở nhiệt độ nước 17,70C và ngừng bắt mồi
khi nhiệt độ nước là 18,30C, chỉ bắt mồi trở lại
khi nhiệt độ nước tăng lên đến 19,00C (Richards, 1967). Như vậy, có thể thấy rằng, cá bột
của cá mặt quỷ có thể thích nghi tốt hơn với sự
thay đổi nhiệt độ so với cá giị, cá mú, nhưng
kém hơn so với cá rơ biển.

2. Ngưỡng độ mặn của cá mặt quỷ giai đoạn cá bột

Bảng 4: Ngưỡng độ mặn thấp của cá bột cá mặt quỷ

S‰

Tỷ lệ cá bình
thường (%)

Tỷ lệ cá khơng
bình thường (%)


Tỷ lệ cá
chết (%)

31-18
14
12
10
8
6

100,0
50,0 ± 16,7
46,7 ± 15,3
11,1 ± 1,9
0,0
0,0

0,0
50,0 ± 16,7
53,3 ± 15,3
82,2 ± 3,8
90,0 ± 3,3
48,9 ± 5,1

0,0
0,0
0,0
6,7 ± 3,3
10,0 ± 3,3
51,1 ± 5,1


Bảng 4 cho thấy, khi hạ độ mặn dần dần,
cá bột của mặt quỷ có thể thích nghi được
cho đến khi độ mặn xuống đến 18‰. Sau đó,
khi độ mặn giảm từ 18 xuống 14‰, có 50%
số cá có biểu hiện khơng bình thường, số
cá hoạt động bình thường 50%. Khi độ mặn
hạ xuống đến 12‰, số cá hoạt động bình
thường giảm xuống 46,7% trong lúc số cá
khơng bình thường tăng lên 53,3%. Độ mặn

20 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

hạ xuống 10‰, số cá hoạt động bình thường
chỉ cịn 11,1%, số cá khơng bình thường
tăng lên 82,2% và có 6,7% số cá chết. Khi độ
mặn giảm xuống đến 8‰, khơng cịn cá bình
thường, số cá khơng bình thường tăng lên
90,0%, số cá chết tăng lên 10,0%. Độ mặn
giảm xuống 6‰, số cá khơng bình thường
giảm xuống 48,9% trong lúc số cá chết tăng
lên 51,1%.


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

Bảng 5: Ngưỡng độ mặn cao của cá bột cá mặt quỷ


S‰

Tỷ lệ cá bình
thường (%)

Tỷ lệ cá khơng
bình thường (%)

Tỷ lệ cá
chết (%)

31-36
39
42
45
46
47
48
49

100,0
54,0 ± 18,4
8,9 ± 15,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0

0,0

44,4 ± 19,2
82,2 ± 13,9
77,8 ± 6,9
68,9 ± 5,1
66,7 ± 3,3
63,3 ± 0,0
47,8 ± 6,9

0,0
1,1 ± 1,9
8,9 ± 3,8
22,2 ± 6,9
31,1 ± 5,1
33,3 ± 3,3
36,7 ± 0,0
52,2 ± 6,9

Bảng 5 cho thấy, khi tăng độ mặn

chí mỗi giai đoạn phát triển cũng có một

dần dần, cá bột của mặt quỷ có thể thích

ngưỡng thích nghi riêng, bởi vì độ mặn

nghi được cho đến khi độ mặn tăng lên

ảnh hưởng trực tiếp đến việc điều hịa

đến 36‰. Sau đó, khi độ mặn tăng từ 36


áp suất thẩm thấu giữa môi trường bên

lên 39‰, số cá bình thường giảm xuống

trong cơ thể và mơi trường sống. Theo

54,0%, số cá khơng bình thường tăng

nghiên cứu của Lê Văn Sinh, ngưỡng độ

lên 44,4%, và có 1,1% số cá chết. Khi

mặn trên của cá măng giống (Chanos cha-

độ mặn tăng lên đến 42‰, chỉ còn 8,9%

nos) là 65‰, cá sống và hoạt động bình

số cá hoạt động bình thường, số khơng

thường ở nước ngọt (ngưỡng dưới). Ở cá

bình thường tăng lên 82,2%, số cá chết là

mú, ngưỡng độ mặn dưới là ≤ 15‰. Tuy

8,9%. Độ mặn tăng lên 45‰, khơng cịn

nhiên, độ mặn thích hợp để ấp nở trứng cá


cá bình thường, số cá hoạt động khơng

mú là 30 – 35‰ (Tucker, 1999). Ở cá giị

bình thường là 77,8%, số cá chết tăng lên

(Rachycentron canadum), ngưỡng chịu

22,2%. Khi độ mặn tăng dần lên đến 48‰,

đựng độ mặn từ 22,5‰ – 44,5‰ (Shaffer

số cá hoạt động khơng bình thường giảm

and Nakamura, 1989). Ở cá bơn (Parali-

dần xuống 63,3%, số cá chết tăng dẫn lên

chthys orbignyanus), ngưỡng chịu đựng

36,7%. Độ mặn tăng lên 49‰, số cá hoạt

độ mặn 0 – 40‰ (Sampaio, 2002). Như

động khơng bình thường cịn 47,8%, số cá

vậy, có thể thấy, ngưỡng thích nghi với sự

chết tăng lên 52,2%.


thay đổi độ mặn của ấu trùng cá mặt quỷ

Độ mặn quy định phạm vi phân bố của

có thể hẹp hơn cá măng, nhưng rộng hơn

thủy sinh vật. Mỗi một lồi sinh vật có

so với cá mú, cá giị; đây cũng là điểm

một ngưỡng chịu đựng về độ mặn, thậm

thuận lợi cho việc ương giống cá mặt quỷ.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 21


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

3. Ngưỡng oxy thấp của cá mặt quỷ giai đoạn cá bột

Bảng 6: Ngưỡng ôxy của cá mặt quỷ giai đoạn cá bột

Ơ xy
(mg/L)

Tỷ lệ cá bình

thường (%)

Tỷ lệ cá khơng
bình thường (%)

Tỷ lệ cá
chết (%)

5,6-3,5
3,0
2,9
2,8
2,7
2,6

100,0
93,3
86,7
83,3
50,0
8,9
0,0
0,0
0,0

0,0
6,7
13,3
16,7
50,0

91,1
80,0
65,6
45,6

0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0

2,5
2,4
2,3

Bảng 6 cho thấy, khi ôxy giảm từ 5,6 xuống
3,5 mg/L ấu trùng cá vẫn thích nghi được. Khi
ơxy cịn 3,0 mg/L, vẫn có 93,3% số cá hoạt
động bình thường, số cá biểu hiện khơng bình
thường là 6,7%. Tiếp tục giảm hàm lượng
ôxy xuống 2,9 mg/L, số cá bình thường giảm
xuống 86,7%, số cá khơng bình thường tăng
lên 13,3%. Khi ôxy giảm xuống 2,8 mg/L, rồi
2,7 mg/L, số cá hoạt động bình thường giảm
xuống 50,0%, số cá khơng bình thường tăng
lên 50%. Khi ơxy giảm xuống 2,6 mg/L, số cá
hoạt động bình thường chỉ cịn 8,9%, trong lúc
số cá hoạt động khơng bình thường tăng lên
đến 91,1%. Ơxy giảm xuống 2,5 mg/L, khơng

cịn cá hoạt động bình thường, số cá hoạt
động khơng bình thường là 80,0%, số cá chết
là 20,0%. Ôxy giảm xuống 2,3 mg/L, số cá hoạt
động khơng bình thường là 45,6%, số cá chết
tăng lên 54,4%.
Như vậy, có thể thấy ấu trùng cá thích nghi
được với hàm lượng ơxy hịa tan thấp. Do
ấu trùng cá đang ở giai đoạn sử dụng nỗn
hồng để sinh trưởng và phát triển, chưa sử
dụng thức ăn ngoài, lượng tiêu hao ơxy chưa
nhiều, nên cá có khả năng thích nghi được với
hàm lượng ôxy tương đối thấp. Theo Swingle

22 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

20,0
34,4
54,4

(1969) thì nồng độ ơxy hòa tan trong nước lý
tưởng cho cá là trên 5 ppm. Tuy nhiên, nếu
hàm lượng ơxy hịa tan vượt q mức độ bão
hịa cá sẽ bị bệnh bọt khí trong máu, làm tắc
nghẽn các mạch máu dẫn đến não và tim gây
xuất huyết ở các vây, hậu môn.
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
- Kết quả của nghiên cứu đã xác định được
ngưỡng nhiệt độ thấp của cá bột cá mặt quỷ là
130C, ngưỡng nhiệt độ cao là 370C.

- Kết quả của nghiên cứu đã xác định được
ngưỡng độ mặn thấp của cá bột cá mặt quỷ là
6‰, ngưỡng độ mặn cao là 49‰,.
- Kết quả của nghiên cứu đã xác định được
ngưỡng ngưỡng oxy hòa tan thấp của cá bột
cá mặt quỷ là 2,3 mg/L.
Đề xuất ý kiến
- Thực hiện nghiên cứu ngưỡng nhiệt độ,
độ mặn và oxy cho nhiều giai đoạn khác nhau
trong vòng đời phát triển của cá.
- Thực hiện nghiên cứu khoảng nhiệt độ,
độ mặn và oxy thích hợp cho sinh trưởng và
phát triển của cá để làm cơ sở xây dựng quy
trình sản xuất giống.


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Võ Thế Dũng, Nguyễn Cao Lộc, Lê Thị Thu Hương, Võ Thị Dung, Phạm Quốc Hùng, 2012. Thử nghiệm
sinh sản nhân tạo cá mặt quỷ (Synanceia verrucosa Bloch & Schneider, 1801). Tạp chí Nơng nghiệp và Phát
triển nông thôn (số 9/2012): Trang 81-85.
2. Võ Thế Dũng, Võ Thị Dung, Dương Văn Sang, Nguyễn Tiến Thành, Huỳnh Ngọc Hoàng Trang, 2014. Một
số kết quả đánh giá bước đầu về giá trị dinh dưỡng nguồn gen cá Mặt quỷ (Synnanceia verrucosa, Bloch &
Schneider, 1801). Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, số 18/2014: 111-114.
Tài liệu tiếng Anh
3. Dawson, C.E., 1971. Occurrence and description of prejuvenile and early juvenile Gulf of Mexico cobia,

Rachycentron canadum. Copeia 1971 (1):65-71.
4. Milstein, C.B., and Thomas D.L., 1976. Fishes new or uncommon to the New Jersey coast. Chesapeake
Sci. 17(3):198-204.
5. Richards, C.E., 1967. Age, growth and fecundity of the cobia, Rachycentron canadum, from Chesapeake
Bay and adjacent mid-Atlantic waters. Trans. Am. Fish. Soc. 96(3):343-350.
6. Shaffer, R. V., and Nakamura E. L., 1989. Synopsis of biological data on the cobia, Rachycentron canadum
(Pisces: Rachycentridae). NOAA Tech. Rep. NMFS 82 [FAO Fish. Synop, 153], 21p.
7. Sampaio, L., and Bianchini, A., 2002. Salinity effects on osmoregulation and growth of the euryhaline
flounder Paralichthys orbignyanus. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 269, 187–196.
8. Swingle H.S. 1969. Methods of Analysis for Water, Organic Matter and Pond Bottom Soil Used in Fisheries
Research. 119p.
9. Tucker J.W.Jr., 1999. Species profile. Grouper Aquaculture. Southern Regional Aquaculture Center, SRAC
Publication, p. 721.
Tài liệu từ các trang Web
10. Phan Phương Loan, Bùi Minh Tâm và Phạm Thanh Liêm, 2014. Nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lý cá rô
biển.
/>11. Lê Văn Sinh, Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật ương nuôi cá măng giống (Chanos chanos Fotskal, 1775)
trong bể xi măng từ nguồn giống tự nhiên.
/>
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 23


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản

Số 1/2018

THÔNG BÁO KHOA HỌC
ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME α-GLUCOSIDASE CỦA
DỊCH CHIẾT TỪ MỘT SỐ LOÀI RONG BIỂN
EVALUATION OF α-GLUCOSIDASE INHIBITORY ACTIVITY OF SOME SELECTED

SEAWEED EXTRACTS
Nguyễn Thế Hân1, Nguyễn Thị Kim Ngân1, Nguyễn Văn Minh1
Ngày nhận bài: 28/2/2017; Ngày phản biện thơng qua: 16/4/2018; Ngày duyệt đăng: 27/4/2018

TĨM TẮT
Một trong những giải pháp hiệu quả để ngăn ngừa và điều trị bệnh tiểu đường là làm chậm quá trình
hấp thu glucose bằng cách ức chế sự hoạt động của enzyme tiêu hóa tinh bột như α-glucosidase. Mục tiêu của
nghiên cứu này là đánh giá hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của dịch chiết từ 5 loài rong (Turbinaria
ornate, Sargassum oligocystem, Sargassum microcystem, Porphyra sp. và Caulerpa lentilliferathu hoạch tại
vùng biển Khánh Hòa. Khả năng ức chế enzyme α-glucosidase của rong T. ornate là cao nhất trong các loài
rong nghiên cứu. Tiếp theo, ảnh hưởng của điều kiện chiết (nhiệt độ chiết, thời gian chiết, tỷ lệ nguyện liệu/
dung môi chiết) đến khả năng ức chế enzyme α-glucosidase của rong T. ornate được nghiên cứu. Điều kiện
chiết thích hợp được xác định như sau: thời gian chiết là 75 phút, nhiệt độ chiết là 900C và tỷ lệ nguyện liệu/
dung môi (g/ml) là 1/40, sử dụng dung môi nước. Dựa trên kết quả đạt được, dịch chiết từ rong T. ornate có
tiềm năng lớn sử dụng trong việc ngăn ngừa và điều trị bệnh tiểu đường.
Từ khóa: Rong biển, chất ức chế enzyme α-glucosidase, bệnh tiểu đường, Turbinaria ornate
ABSTRACT
One of the therapeutic approaches for preventing diabetes mellitus is to retard the absorption of
glucose via inhibition of α-glucosidase (the key enzyme for starch digestion). The obejctive of this study was
to evaluate the α-glucosidase inhibitory activity of extracts from five different seaweed species (Turbinaria
ornate, Sargassum oligocystem, Sargassum microcystem, Porphyra sp. and Caulerpa lentillifera) harvested
from the Khanh Hoa coast, Vietnam. Among the seaweed species studied, the T. ornate extract showed
the highest α-glucosidase inhibitory activity. The effect of extraction conditions including extraction time,
extraction temperature and solid to liquid ratio on the α-glucosidase inhibitory activity of the T. ornate extract
was investigated. The best extraction conditions were found to be the extraction time of 75 min, the extraction
temperature of 900C and the solid to liquid ratio (g/ml) of 1/40. Based on the findings, the T. ornate extract can
be considered as a potential candidate for the management of type 2 diabetes mellitus.
Keywords: Seaweeds, α-glucosidase inhibitors, diabetes mellitus, Turbinaria ornate

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Bệnh tiểu đường là sự rối loạn chuyển hóa
carbohydrate do sự thiếu hụt hormone insulin
của tuyến tụy hoặc do sự giảm tác động của
chúng trong cơ thể. Tiểu đường là một trong
1 Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nha Trang

24 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

những bệnh nguy hiểm nhất và đang trở thành
vấn đề sức khỏe của toàn cầu trong giai đoạn
hiện nay. Theo tổ chức y tế thế giới (WHO),
số người mắc bệnh tiểu đường từ năm 2008
đến năm 2014 đã tăng từ 108 đến 422 triệu.


Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản
Theo dự báo, vào năm 2030 bệnh tiểu đường
sẽ đứng đầu về các bệnh gây tử vong trên thế
giới. Một trong những khó khăn với bệnh nhân
tiểu đường đó là chi phí điều trị cao.Vấn đề này
địi hỏi phải tìm kiếm các nguồn nguyên liệu
mới hiệu quả với giá thành hợp lý.
Một trong những cách hiệu quả để kiểm
soát đường huyết sau bữa ăn là ức chế hoạt
hoạt động của enzyme α-glucosidase có khả
năng tiêu hóa carbohydrate và hấp thụ
glucose. Các chất ức chế enzyme này có tác
dụng làm chậm q trình hấp thụ carbohydrate
ở ruột non, qua đó làm giảm nồng độ đường
glucose trong máu. Rong biển được biết đến là

nguồn ngun liệu giàu các hợp chất có hoạt
tính sinh học, đặc biệt là chất ức chế enzyme
α-glucosidase.Việt Nam có một hệ tảo biển
phong phú với khoảng 1.000 lồi, trong đó có
638 lồi rong biển đã được định danh [4]. Rong
biển đã được thu hoạch và sử dụng từ lâu như
là một nguồn thực phẩm, thức ăn cho động vật
và một số bài thuốc truyền thống. Tuy nhiên,
ở Việt Nam rong biển chủ yếu được sử dụng
ở dạng nguyên liệu thô hoặc chế biến thành
những sản phẩm đơn giản, với giá thành thấp.
Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu
đã bước đầu quan tâm đến việc tách chiết các
hợp chất có hoạt tính sinh học từ rong biển.
Tuy nhiên, phần lớn tập trung vào chiết rút các
hợp chất chống oxy hóa và ứng dụng trong
cơng nghiệp thực phẩm. Cuong và cộng sự
[3] đã đánh giá khả năng chống oxy hóa của
một số loài rong biển thu hoạch tại vùng biển
Khánh Hòa, Việt Nam. Thinh và cộng sự [12]
đã tách chiết fucoidan và thử nghiệm khả năng
kháng tế bào ung thư từ một số loài rong nâu
ở Việt Nam.
Ở Việt Nam, cho đến nay, hầu hết những
cơng trình nghiên cứu về hoạt tính ức chế
enzyme α-glucosidase được thực hiện trên
thực vật [1, 2]. Chưa có cơng trình nghiên
cứu nào được cơng bố về khả năng ức chế
enzyme α-glucosidase của rong thu hoạch ở


Số 1/2018
vùng biển Khánh Hịa nói riêng và Việt Nam
nói chung. Do vậy, nghiên cứu này được thực
hiện nhằm đánh giá hoạt tính ức chế enzyme
α-glucosidase của một số lồi rong tại vùng
biển Khánh Hịa. Từ đó, xác định điều kiện
chiết thích hợp để thu nhận dịch chiết có hoạt
tính ức chế enzyme α-glucosidase từ lồi rong
tiềm năng.
II. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng 5 loài rong biển
(3 loài rong nâu: Sargassum oligocystem,
Sargassum microcystem và Turbinaria
ornata; 1 loài rong lục: Caulerpa lentillifera
và 1 loài rong đỏ: Porphyrasp.). Các mẫu rong
nâu và rong đỏ được thu hoạch tại vùng biển
Sông Lô và Hòn Chồng (Nha Trang, Khánh
Hòa) vào tháng 5/2016, mẫu rong lục Caulerpa
lentillifera ở giai đoạn từ 35 đến 40 ngày tuổi
thu mua từ Cơng ty THNN Trí Tín (Nha Trang,
Khánh Hòa). Các mẫu rong sau thu hoạch
được rửa sạch và làm khô tự nhiên dưới ánh
nắng mặt trời đến độ ẩm khoảng 15%. Nguyên
liệu khô được nghiền nhỏ bằng máy nghiền
(Supper Blender, MXT2GN, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd, Nhật Bản) và sàng bằng
lưới sàng có đường kính 0,1 mm. Bột ngun
liệu khơ được bao gói chân khơng trong bao bì
PA và bảo quản ở nhiệt độ -40°C cho đến khi

tiến hành các thí nghiệm.
2. Hóa chất
Enzyme α-glucosidase từ nấm men, cơ
chất p-nitrophenyl-α-D-glucopyranosid và
Na2CO3 được cung cấp bởi công ty SigmaAldrich (Hoa Kỳ). Tất cả các hóa chất, thuốc
thử khác sử dụng trong nghiên cứu đều đạt
tiêu chuẩn sử dụng trong phân tích.
3. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật
phân tích
3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 25