Nghiên ứu ảnh hưởng ủa điều kiện sấy tảo spirulina platensis đến hoạt tính hống oxy hóa và hàm lượng phyoyanin

Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI H C BÁCH KHOA HÀ N IỌỘLUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu ảnh hưởng của điều ki ện sấy tảo Spirulina platensis đến ho t tính ạchống oxy hóa và hàm lượng phycocyaninNGUYỄN THÙY

TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin

NGUY Ễ N THÙY CHI Ngành Công ngh sinh h c ệ ọ

Giảng viên hướ ng d n: PGS.T ẫ S Quả n L ê H à

HÀ NỘI, 2020

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132203121000000

TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin

NGUY Ễ N THÙY CHI Ngành Công ngh sinh h c ệ ọ

Giảng viên hướ ng d n: PGS.TS Quản L ẫ ê H à

HÀ NỘI, 2020

Chữ ký c a GVHD ủ

C NG HÒA XÃ H I CH Ộ Ộ Ủ NGHĨA VIỆT NAM

Độ ậ – ự c l p T do H nh phúc – ạ

B Ả N XÁC NH N CH NH S A LU Ậ Ỉ Ử ẬN VĂN THẠC SĨ

H và tên tác gi ọ ả luận văn: Nguy n Thùy Chi.ễ

Đề tài lu ận văn:Nghiên c u ứ ảnh hưởng của điều ki n s y t o ệ ấ ả Spirulina platensis đến ho t tính chạ ống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin

Chuyên ngành:Công ngh sinh h c.ệ ọ

Mã số SV: CA180123

Tác giả, Người hướng d n khoa h c và Hẫ ọ ội đồng ch m luấ ận văn xác nh n ậtác gi ả đã sửa ch a, b sung luữ ổ ận văn theo biên bản h p Họ ội đồng ngày 05/11/2020 v i các n i dung sau: ớ ộ

- Rút g n ph n t ng quan và b sung thêm m t s ọ ầ ổ ổ ộ ố thông tin liên quan đến nghiên c u ứ như: Đặc tính ch ng oxi hóa cố ủa Spirulina

- B sung thêm trích dổ ẫn và phương pháp nghiên cứu xác định độ ẩm

- B sung thêm bình lu n, tên các b ng, tr c tổ ậ ả ụ ọa độ

Ngày tháng năm 2020

PGS.TS Quả n L ê H à Nguy ễ n Thùy Chi

CHỦ ỊCH HỘ Ồ T I Đ NG

L I C Ờ ẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin bày t s kính tr ng và lòng biỏ ự ọ ết ơn sâu sắ ớc t i Thầy

gi - áo PGS TS Quả n Lê Hà, người đã ật n tình hướng d nẫ , giúp đỡem trong quá trình nghiên c u và vi t luứ ế ận văn này Những nh n xậ ét, đánh giá của cô, đặc biệt

là nh ng g i ý v ữ ợ ề hướng gi i quy t vả ế ấn đề trong su t th i gian nghiên c u, thố ờ ứ ực

s là nh ng bài h c quý giá i v i em không ch trong quá trình vi t luự ữ ọ đố ớ ỉ ế ận văn mà

c ảtrong quá trình công tác sau này

Em xin bày t l i biỏ ờ ết ơn chân thành đến các th y cô giáo, các anh ch cán b ầ ị ộđang làm việc và nghiên c u t i các phòng thí nghi m trong Vi n Công Ngh Sinh ứ ạ ệ ệ ệ

H c và Công Ngh ọ ệThực Phẩm đã tận tình ch d n, truyỉ ẫ ền đạt nh ng ý ki n chuyên ữ ếmôn và kinh nghiệm quý báu trong su t quá trình ực hiện đềố th tài nghiên c u ứ

Em xin bày t l i biỏ ờ ết ơn sâu sắc đến gia đình và những người thân đã luôn

ủng hộ, động viên, t o mạ ọi điều ki n cho em trong su t th i gian h c t p tệ ố ờ ọ ậ ại trường

Em xin chân thành cảm ơn!

i

M ỤC LỤ C

DANH M C B NGỤ Ả iii

DANH MỤC HÌNH V iv Ẽ DANH MỤ C CÁC KÝ HI U, CÁC CH ẾT TẮT v Ệ Ữ VI PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN V ỀSPIRULINA VÀ PHYCOCYANIN 2

1.1 Giới thi u v t o 2ệ ề ả 1.1.1 Đặc điểm phân lo iạ 2

1.1.2 Môi trường s ngố 2

1.1.3 Đặc điểm c u t o c a t o Spirulinaấ ạ ủ ả 3

1.1.4 Thành ph n hóa h cầ ọ 4

1.1.5 Giá tr ị dinh dưỡng c a t o Spirulinaủ ả 6

1.1.6 Công d ng c a Spirulinaụ ủ 6

1.2 Phycocyanin 10

1.2.1 Giới thiệ 10 u 1.2.2 C u t o c a phycocyanin ấ ạ ủ 10

1.2.3 Công d ng c a phycocyaninụ ủ 11

1.2.4 ng d ng c a Phycocyanin Ứ ụ ủ 12

1.2.5 M ột số công trình nghiên c u Phycocyaninứ 12

1.3 T ng quan v ổ ề các phương pháp sấy và phương pháp cố đị nh t o v i gel ả ớ alginate 15

1.3.1 Giới thiệ 15 u 1.3.2 Các d ng liên kạ ết ẩm trong vật liệ 15 u 1.3.3 S bi ự ến đổi của nguyên li u trong quá trình s yệ ấ 16

1.3.4 Phân loại phương pháp sấ 18 y 1.3.5 M ột số phương pháp sử ụ d ng sấy tả 21 o 1.3.6 M ột số nghiên c u v ứ ề phương pháp làm khô tả 25 o 1.4 Phương pháp cố đị nh tảo trước khi s y khô 27 ấ 1.4.1 Natri alginate 27

1.4.2 C nh t o b ng gel alginate ố đị ả ằ 29

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Vật liệu và hóa ch t 33ấ 2.1.1 V ật liệ 33 u 2.1.2 Thiết bị 33

2.1.3 Hóa ch tấ 33

ii

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 34

2.2.1 Phương pháp sấy vi sóng 34

2.2.2 Phương pháp sấy phun 34

2.2.3 Phương pháp sấy lạnh 35

2.2.4 Phương pháp sấy đối lưu 36

2.2.5 Phương pháp xác định độ ẩm của các m u tẫ ảo trước và sau sấ 36 y 2.2.6 Phương pháp xác định hàm lượng phycocyanin 37

2.2.7 Phương pháp xác định kh ả năng bắt gốc tự do DPPH 38

2.2.8 Phương pháp cố đị nh t o b ng natri alginateả ằ 39

2.3 Phương pháp xử lý s li u 41 ố ệ CHƯƠNG 3 KẾT QU VÀ BÀN LU N 42 Ả Ậ 3.1 Ảnh hưởng của phương pháp b o qu n lả ả ạnh đông mẫu tươi đến hàm lượng phycocyanin và ho t tính chốạ ng oxy hóa c a Spirulina 42 ủ 3.2 Ảnh hưởng của các phương pháp s y tấ ảo đến hàm lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxi hóa 43

3.3 Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ đến đến hàm lượng phycocyanin và ho t tính ạ chống oxy hóa của Spirulina 45

3.4 Nghiên c u ứ ảnh hưởng c a ch s y khi s d ng gel alginate c nh t ủ ế độ ấ ử ụ ố đị ế bào t o 48ả KẾT LUẬN VÀ KHUY N NGH 50Ế Ị Kết luận 50 Kiến ngh 50 ị

TÀI LIỆU THAM KH O 51Ả

iii

DANH M C Ụ BẢNG

B ng 1.1 Thành ph n hóa hả ầ ọc củ ảa t o Spirulina (Stantillen, 1982) 4

B ng 1.1 Thành ph n hóa hả ầ ọc củ ảa t o Spirulina (Stantillen, 1982) (ti p) 5ế

B ng 1.2 Thành ph n acid amin trong t o Spirulina (Santillen, 1982) 5ả ầ ả

B ng 1.4 So sánh các hình thả ức chuyển động khác nhau c a tác nhân s y 24ủ ấ

B ng 2.1 Quy trình c nh t o b ng natri alginate và sả ố đị ả ằ ấy ở các kho ng ảnhiệ ột đ khác nhau 40

Bảng 3.1 Hàm lượng phycocyanin và ho t tính ch ng oxi hóa cạ ố ủa tảo tươi 42

Bảng 3.2 Hàm lượng phycocyanin và ho t tính ch ng oxi hóa c a t o khô sau ạ ố ủ ả

s y bấ ằng các phương pháp khác nhau 43

B ng 3.3 ả Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ đến hàm lượng phycocyanin và ho t tính ạ

chống oxi hóa của tảo khô sau s y bấ ằng phương pháp sấy đối lưu 46

B ng 3.4 K t qu phân tích hả ế ả àm lượng phycocyanin và ho t tính ch ng oxi hóa ạ ố

sau khi sử ụng phương pháp cố đị d nh và s y khô 48ấ

iv

DANH MỤC HÌNH V Ẽ

Hình 1.1 Tảo xoắn Spirulina dưới kính hi n vi [2] 2ể

Hình 1.2 Cấu trúc phân t c a Phycocyanin 10ử ủ

Hình 1.3 Các cấu hình khác nhau c a phycocyanin trong dung d ch [19] 11ủ ị

Hình 1.4 Sơ đồ ệ thố h ng sấy đối lưu 24

Hình 1.5 Cấu trúc c a Natri alginate 28ủ Hình 1.6 Ph n ng hóa hả ứ ọc giữa natri alginate và calcium chloride 31

Hình 1.7 Ion Canxi khuếch tán theo phương pháp a) gel hóa bên ngoài

b) gel hóa bên trong 32

Hình 2.1 Mẫ ảo tươiu t 33

Hình 2.2 Mẫ ả ạnh đôngu t o l ………33

Hình 2.3 Các bước ti n hành s y m u t o bế ấ ẫ ả ằng phương pháp s y vi sóng 34ấ Hình 2.4 Các bước ti n hành s y m u t o bế ấ ẫ ả ằng phương pháp sấy phun 35

Hình 2.5 Các bước ti n hành s y t o b ng pế ấ ả ằ hương pháp lạnh 35

Hình 2.6 Sơ đồ ấ ả s y t o bằng phương pháp đối lưu 36

Hình 2.7 Sơ đồ ố đị c nh t bào t o bế ả ằng phương pháp gel hóa bên ngoài 41

Hình 3.1 T l t n th t phycocyanin khi s dỷ ệ ổ ấ ử ụng các phương pháp

s y khác nhau 44ấ Hình 3.2 Ho t tính ch ng oxi hóa c a m u t o khô sau khi s dạ ố ủ ẫ ả ử ụng các phương pháp s y khác nhau 45ấ Hình 3.3 Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ đến hàm lượng phycocyanin c a t o khô sau ủ ả s y bấ ằng phương pháp sấy đối lưu 47

Hình 3.4 Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ đế n ho t tính ch ng oxi hóa c a t o khô sau ạ ố ủ ả s y bấ ằng phương pháp sấy đối lưu 47

Hình 3.5 Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ và tr ng thái t bào t o n t l t n thạ ế ả đế ỷ ệ ổ ất phycocyanin 49

Hình 3.6 Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ và tr ng thái t bào tạ ế ảo đến

hoạt tính chống oxy hóa 49

NK T bào di t t nhiên ế ệ ự

SP Spirulina platensis

1

PHẦ N M ĐẦU Ở

Spirulina Arthrospira ( ) là m t trong nh ng loài vi t o ph bi n nh t hiộ ữ ả ổ ế ấ ện nay, được T ch c Y t th gi i WHO công nh n là m t trong nh ng lo i th c ổ ứ ế ế ớ ậ ộ ữ ạ ự

ph m t t nh t trên th gi i Trong t o xo n ch a nhi u ch t dinh ẩ ố ấ ế ớ ả ắ ứ ề ấ dưỡng t t cho ố

sức khỏ con ngườe i và phòng ngừa được nhi u b nh lý khác nhau ề ệ

Spirulina đã được nhiều nước, nh t là nhấ ững nước công nghi p phát tri n ệ ểđưa vào nuôi trồng công nghi p và s d ng rệ ử ụ ộng rãi dưới nhi u d ng ch ph m ề ạ ế ẩkhác nhau T i Viạ ệt Nam cũng có nhiều cơ sở nuôi tr ng, s n xu ồ ả ất, chế ế bi n và đưa ra thị trư ng các s n ph m vi t o chờ ả ẩ ả ất lượng cao, phù h p v i nhu c u s ợ ớ ầ ử

d ng và th hi u cụ ị ế ủa người tiêu dùng

T o ả Spirulina có nhi u ho t ch t sinh h c d b biề ạ ấ ọ ễ ị ến đổi trong quá trình chế

bi n ế như protein, acid amin, s c t , vitamin V i mong mu n tìm ra ắ ố ớ ố điều ki n s y ệ ấthích h p nhợ ằm tăng thời h n s d ng, giạ ử ụ ảm giá thành, đáp ứng điều ki n s n ệ ả

xu t công nghi p, h n ch tấ ệ ạ ế ối đa sự ổ t n th t ho t ch t sinh h c trong tấ ạ ấ ọ ảo, đặc biệt

là phycocyanin m t s c t chính trong t o có nhi u tác d ng tuy t v i v i s– ộ ắ ố ả ề ụ ệ ờ ớ ức

khỏe con người Chính vì v y vi c nghiên cậ ệ ứu phương pháp và điều ki n sệ ấy để

b o toàn tả ối đa hàm lượng phycocyanin và ho t tính ch ng oxy hóa là r t có ý ạ ố ấnghĩa và giá trị ứ ng d ng th c tiụ ự ễn cao Đây cũng là lý do chính để tôi th c hi n ự ệ

đề tài : “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều ki n s y t o ệ ấ ả Spirulina platensis đến

hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin”

Mục tiêu đề tài: Xác định mức độ suy gi m ho t tính ch ng oxi hóa và ả ạ ốhàm lượng phycocyanin trong t o ả Spirulina khi sử ụng các phương pháp sấ d y và điều ki n sệ ấy khác nhau để tìm ra phương án s y t t nh t ấ ố ấ

N i dung nghiên cộ ứu:

Phạm vi đề tài: Nghiên cứu được ti n hành trên quy mô phòng thí nghiế ệm

vớ ối đ i tượng là tảo tươi và tả ạo l nh đông

2

1.1 Giới thiệu v t o ề ả

1.1.1 Đặc điểm phân loại

Spirulina Arthrospira platensis ( ) là tên g i do nh t o họ ả ả ọc người Đức Deurben đặt vào năm 1827 dựa trên hình thái đặc trưng nhất là d ng s i xo n c ạ ợ ắ ố

v i khoớ ảng 57 vòng đều nhau không phân nhánh Spirulina thu c Vi khu n lam ộ ẩ(Cyanobacteria), chúng thu c nhóm sinh vộ ật có nhân sơ hay nhân nguyên thủy (Prokaryotes) [1]

V phân lo i khoa hề ạ ọc, ả Spirulina thuộc: t o

Giới (domain): Bacteria

Ngành (phylum): Cyanobactera

L p (class): ớ Chlorobacteria

B ộ (order): Oscillatoriales

H ọ (family): Phormidiaceae

Chi (genus): Arthrospira

Loài (species): Anthrospira platensis

Hình 1.1 T o xoả ắn Spirulina dưới kính hiển vi [2]

Spirulina là một loại vi t o có s mả ự ềm dẻo v hình thái Tùy thu c vào các ề ộ

y u t ế ố môi trường và th i k ờ ỳ sinh trưởng mà hình d ng t o có th ạ ả ể thay đổ ừi t

d ng xo n hình lò xo v i các mạ ắ ớ ức độ cuộn xo n khác nhau hoắ ặc ở ạ d ng duỗi thẳng Chi u dài c a t o xo n t 50-500µm, b ngang t 3-4µm ề ủ ả ắ ừ ề ừ [3] Đường kính vòng xo n 35-50 ắ µm, bước xo n 60 ắ µm nhưng tùy mức độ xo n hay th ng mà ắ ẳkích thước này cũng có sự thay đ i ổ

1.1.2 Môi trường sống

Các nghiên c u khoa hứ ọc đã chỉ ra r ng tằ ảo Spirulina là m t trong nh ng ộ ữloài sinh vật lâu đời nhất trên trái đất Các h ồ chứa Spirulina ớ l n nhất được tìm

3

thấ ởy Trung Phi, xung quanh H Chad và Niger, H Texcoco, d c theo Thung ồ ồ ọlũng Great Rift ở Đông Phi Các h Bodou và Rombou Chad có mồ ở ột vùng độc canh ổn định c a Spirulina có t nhi u th k trư c ủ ừ ề ế ỷ ớ Nó cũng là một loài vi t o ảphát tri n m nh, chiể ạ ếm ưu thế ở các H Nakuru và Elementeita c a Kenya và các ồ ủ

H Aranguadi và Kilotes c a Ethiopia ồ ủ Spirulina phát tri n m nh trong các h ể ạ ồnước có tính ki m, ề nơi các vi sinh vật khác khó có th t n tể ồ ại được [4 Nó s] ử

dụng năng lượng t ánh sáng m t tr i, carbon dioxide và các ch t khoáng trong ừ ặ ờ ấnước để sinh trưởng Qu n th t o phát tri n nhanh chóng, t mầ ể ả ể đạ ật độ ối đa t và sau đó chết đi khi ngu n ồ dinh dưỡng c n ki t M t chu k theo mùa m i bạ ệ ộ ỳ ớ ắt đầu khi xác vi t o b phân h y gi i phóng chả ị ủ ả ất dinh dưỡng ho c khi ngu n dinh ặ có ồdưỡng khác ch y vào h ả ồ Spirulinađược tìm thấy trong đấ đầt, m l y, ầ nước ng t, ọnướ ợ nước l , c bi n và suể ối nước nóng Nư c m n vớ ặ ới độ pH cao (8.5 11.0) t o – ạđiều ki n cho ệ Spirulinasinh trưởng và phát tri n t t, c bi t là vùng nhiể ố đặ ệ ở ệt đới

có mức độ ứ b c x m t tr i cao ạ ặ ờ Spirulina là m t vi sinh v t quang ộ ậ dưỡng bắt

buộc; vì v y, nó không th phát tri n trong bóng tậ ể ể ối trên môi trường có ch a các ứ

h p ch t cacbon hợ ấ ữu cơ Nó làm giảm carbon dioxide trong ánh sáng và đồng hóa ch y u là nitrat S n phủ ế ả ẩm đồng hóa chính c a quá trình quang hủ ợp Spirulina là glycogen Spirulina cho th y s ấ ự tăng trưởng tối ưu trong khoảng 35°C n 39°C [3 đế ]

1.1.3 Đặc điểm cấu tạo của tảo Spirulina

Quan sát dưới kinh hiển vi điệ ửn t cho th y ấ Spirulina có u tcấ ạo đơn bào,

g m l p v capsule, thành t bào có nhi u l p, ồ ớ ỏ ế ề ớ cơ quan quang hợp ho c h phi n ặ ệ ếthylakoid, riboxom và nh ng s i ADN nh ữ ợ ỏ Hàm lượng acid nucleic trong t o rả ất thấp [5] Lớp v capsule có c u trúc s i nh và bao quanh là m t l p s i khác ỏ ấ ợ ỏ ộ ớ ợ

b o v cho chúng B ngang cả ệ ề ủa ợs i khoảng 612μm v đượà c c u t o t các t bào ấ ạ ừ ếhình tr tròn ụ Đường kính xo n c c a nó t ắ ố ủ ừ 3070μm chiề, u dài khoảng 500μm Trong một vài điều ki n nuôi c y có kích thích thì chi u dài c a các s i có th ệ ấ ề ủ ợ ểlên đến 1mm Đi u này gi i thích t i sao hình d ng xo n c c a Spirulina trong ề ả ạ ạ ắ ố ủmôi trường l ng b ỏ ị thay đổi thành hình xo n lò ắ xo trong môi trường r n Nh ng ắ ữthay đổi này là do s ự hút nước ho c kh ặ ử nước c a oligopeptide trong màng ủpeptidoglican t o nên ạ Chlorophyll a, caroten và phycobiliprotein n m trong h ằ ệ

4

thylakoid là cơ quan quang hợp c a SP Phycobiliprotein là nơi chứa ủphycocyanin

1.1.4 Thành phần hóa học

Spirulina chứa 55-70% protein, 6-9% ch t béo, 15-20% carbonhydrate và ấ

r t giàu các nguyên t ấ ố vi lượng, vitamin, chất xơ và các loạ ắ ối s c t [6] H u hầ ết các nghiên cứu đều ch ra r ng t o Spirulina r t giàu protein, ỉ ằ ả ấ cao hơn 3 lần so với thịt bò và th t gà Ch s hóa h c (chemical score - C.S) c a protein c a tị ỉ ố ọ ủ ủ ảo cũng

rất cao

Spirulina có chứa 1% acid gamma linoleic (ti n thân c a chề ủ ất prostaglandin), các lo i vitamin nhóm B, ạ trong đó hàm lượng vitamin B12 cao

g p 2 l n trong gan bò ấ ầ Hàm lượng caroten cao g p 10 l n trong c cà r t S có ấ ầ ủ ố ự

m t c a h s c t (phycocyanin, chlorophyl và cặ ủ ệ ắ ố arotenoid) và các nguy n t vi ế ốlượng K, Mg Fe Mn Zn , , , trong tảo có tác d ng t t cho hoụ ố ạt động c a h th n ủ ệ ầkinh, chống lão hóa, ngăn ngừa ungthư và kích thích sự đáp ứng mi n d ch cễ ị ủa

cơ thể Chính vì ch a nhi u thành ph n hóa h c có l i cho s c kh e con ứ ề ầ ọ ợ ứ ỏ người nên Spirulina được WHO coi là “thực ph m b o v s c kh e t t nh t c a loài ẩ ả ệ ứ ỏ ố ấ ủngười trong th k ế ỷ 21”

Bảng 1.1 Thành phần hóa học củ ả Spirulinaa t o (Stantillen, 1982)

Thành ph n ầ T l (% ỷ ệ

chất khô) Thành ph n ầ

T l (% ỷ ệ chất khô)

chức lương nông quố ếc t .A Vì v(F O) ậy, Spirulina chính ngu n là ồ thức ăn cung

c p protein có giá tr cao ấ ị

Bảng 1.3 Thành ph n acid amin trong t o ầ ả Spirulina (Santillen, 1982)

6

1.1.5 Giá trị dinh dưỡng của tảo Spirulina

Spirulina chứa kho ng 55% -70% protein, ả là các acid amin thi t y u Nó ế ế

chỉ ạ t o ra một lượng nh ỏcalo d tiêu hoá, r t phù h p v i nhễ ấ ợ ớ ững người ăn kiêng,

ăn chay

Vi tảo Spirulina platensis là m t ngu n axit gamma-linolenic (GLA) ộ ồ tiềm năng GLA là chất chuy n hóa c a axit linoleic (LA) và là chể ủ ất trung gian đầu tiên trong vi c chuyệ ển đổi LA thành arachidonic axit (AA), có tác d ng ch ng ụ ốviêm, làm gi m các tri u ch ng c a b nh viêm kh p GLA r t khó tìm th y trong ả ệ ứ ủ ệ ớ ấ ấngu n thồ ức ăn và thường do cơ thể ự ạ t t o ra S n xuả ất đa axit béo không bão hòa

t ngu n vi sinh vừ ồ ật được coi là m t gi i pháp kinh t thay th ộ ả ế ế phương pháp truyền th ng [6] ố

Spirulina là ngu n th c ph m giàu vitamin nhóm B, nh t là vitamin B12 ồ ự ẩ ấ

r c n thi t cho các t bào và mô th n kinh, c bi t cho nhất ầ ế ế ầ đặ ệ ững người ăn chay Hơn nữa, Spirulina r t giàu s t, magnesi và các nguyên t vi lư ng T l h p thu ấ ắ ố ợ ỷ ệ ấ

sắt và các nguyên tố vi lượng t nhiên t tự ừ ảo cao hơn các d ng b sung khác ạ ổ1.1.6 Công dụng của Spirulina

Ngày càng có nhiều công b v vi c chi t xuố ề ệ ế ất được các phân t có giá tr ử ịcao t SP ừ như carotenoid, phycocyanin và chlorophylls Spirulina không những giúp tăng cường hàm lượng dinh dưỡng c a th c ph m mà còn có tác d ng ủ ự ẩ ụ tích

cực đến s c khứ ỏe con ngườ [7] Chính vì lí do đó nên Siprulina được ứi ng d ng ụtrong r t nhiấ ều lĩnh vực như dược ph m, y h c và công nghi p th c ph m ẩ ọ ệ ự ẩSpirulina được s d ng ph bi n nhử ụ ổ ế ất trong lĩnh vực s n xu t th c phả ấ ự ẩm để làm gia v , ị thực ph m b sung và ph gia th c ph m Trong công nghi p, ẩ ổ ụ ự ẩ ệ Spirulinađược s d ng làm ch t t o màu và chử ụ ấ ạ ất nhũ hóa Sản lượng t o Spirulina ả được

s n xuả ất hàng năm trên thế giớ ải s n xuất đạt trên 3000 t n ấ chất khô, dẫn đầu là Trung Quốc và Ấn Độ [8]

Đặc tính ch ng oxi hóa ố

Oxy hóa là m t quá trình t nhiên s n sinh các g c t do, luôn luôn di n ộ ự ả ố ự ễ

ra và được điều hòa trong cơ thể Tuy nhiên, các g c t do không ố ự ổn định và d ễ

hoạt động quá m c: m i g c t do có m t electron t ứ ỗ ố ự ộ ự do, do đó nó luôn có xu hướng thoát kh i tr ng thái này b ng cách g n vào các phân t k c n k c ỏ ạ ằ ắ ử ế ậ ể ả

nh ng phân t quan tr ng và nh y cữ ử ọ ạ ảm như protein, chất béo, thậm chí là v t li u ậ ệ

7

di truy n ADN Ngay khi g n vào các phân t k c n, các g c t do làm bi n ề ắ ử ế ậ ố ự ế đổi các phân t này thành g c t do và m t hi u ng dây chuy n di n ra vô h n N u ử ố ự ộ ệ ứ ề ễ ạ ếkhông ngăn chặn hi u ng này k p th i s dệ ứ ị ờ ẽ ẫn đến các bệnh ung thư, bệnh mãn tính và s lão hóa, bao g m s lão hóa c a da, m t trong nhự ồ ự ủ ộ ững cơ quan thường xuyên ti p xúc tr c ti p v i các tác nhân gây hế ự ế ớ ại như tia UV, gió, lạnh, các vi sinh vật và tác nhân gây ô nhiễm môi trường

Hiện nay, đã có nhiều nghiên c u v s oxy hóa và g c t do Trong s ứ ề ự ố ự ố

đó, vi khuẩn lam Spirulina platensis được quan tâm đặc bi t do có nhi u tính ệ ềchất ưu việt đặc bi t do ch a nh ng ch t có kh ệ ứ ữ ấ ả năng trung hòa g c t do, các ố ự

h p ch t ch ng oxy hóa t ợ ấ ố ự nhiên, giúp ngăn ngừa s thoái hóa t bào và làm ự ế

chậm quá trình lão hóa cơ thể như: phycocyanin, chlorophyll, beta-caroten, vitamin E…Các d n xu t c a s c t di p lẫ ấ ủ ắ ố ệ ục như pheophorbide b và pheophytin

b đã được biết đến là ch t ch ng oxy hóa m nh Carotenoid là ch t ch ng oxy ấ ố ạ ấ ốhóa c c k quan tr ng ự ỳ ọ Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra r ng nhằ ững người có ch ế độ

ăn uống ch a nhi u th c ph m giàu carotenoid làm giứ ề ự ẩ ảm nguy cơ phát triển các

loại ung thư Carotenoid cũng có t ác d ng ụ tăng cường quá trình trao đổi ch ở ất người và ng vđộ ật, tăng cường ph n ng mi n d ch và ch ng l i các bả ứ ễ ị ố ạ ệnh như ung thư bằng cách b t g c t do -ắ ố ự β carotene, một lo i carotenoid ch y u ạ ủ ế trongSpirulina, là m t ch t ch ng oxy hóa tiộ ấ ố ềm năng có khả năng chống ung thư Ăn thực ph m giàu ch t chẩ ấ ống oxy hóa như carotenoid, phycocyanin, superoxide dismutase và vitamin C và E là m t cách tuy t vộ ệ ời khác để giúp ngăn ngừa ung thư [9]

Tác d ng chụ ống ung thư

Nhiều công trình nghiên c u ch ra r ng ứ ỉ ằ Spirulina và các chiết xu t của nó ấ

có kh ả năng ức ch ế ung thư, kích thích s ự tăng sinh các t bào h ng c u, bế ồ ầ ạch

c u và nâng cao kh ầ ả năng miễn d ch cị ủa cơ thể ứ, c ch c t gan hepatotoxin, ế độ ốnâng cao tính mi n dễ ịch chố, ng lão hóa và làm gi m nả ếp nhăn, làm giảm cholesterol máu, h n ch các tai bi n v tim mạ ế ế ề ạ , kháng l i các retrovirus, b o ch ạ ả

v và không cho virus xâm nh p n i bào, c ch virus HSV-ệ ậ ộ ứ ế 1 (đây là dạng virus gây l loét ở ở miệng và niêm mạc ở người), góp ph n ch a tr cho các b nh nhân ầ ữ ị ệnhi m HIV, virut Herpes, ng i b nhi m phóng x nễ ườ ị ễ ạ ặng… M t s dộ ố ạng ung thư

ph biổ ến thường phá h y ADN c a t bào Các nhà t bào hủ ủ ế ế ọc đã tìm ra mộ ệt h

8

thống các enzyme Endonuclease có kh ả năng sửa ch a nh ng ADN b phá h y ữ ữ ị ủ

để ả b o v các t bào lành Khi nh ng enzyme này b b t ho t b i các ch t phóng ệ ế ữ ị ấ ạ ở ấ

x hay chạ ất độc, ADN s không khôi ph c lẽ ụ ại được và ung thư sẽ phát tri n Các ểnghiên cứu in vitro đã chỉ ra r ng polysaccarid duy nh t có trong ằ ấ Spirulina có th ể

c i thi n ho t tính c a enzyme Endonuclease trong nhân t bào và s a chả ệ ạ ủ ế ữ ữa

nh ng ADN b phá h y.ữ ị ủ [10]

Đặ c tính ch ng viêm, đi u hòa mi n d ch ố ề ễ ị

D ch cị hiế ủ ảt c a t o xoắn được phát hi n có ệ ảnh hưởng lớn đến h ệ thống

miễn d ch bị ằng cách tăng hoạt động c a ủ các đại th c bào, kích thích t bào ự ế tiêu

di t t nhiên ệ ự Nó cũng đóng một vai trò quan tr ng trong vi c s n xu t cytokine ọ ệ ả ấ

và kháng th , kích hoể ạt và huy động các t bào T và B ế [11] Nó cũng ức ch phân ế

t ử CD28 và đồng kích thích t bào T mế ở ức đ ức chế miễộ n d ch ị tương tự như tác

d ng c a thu c cyclosporin ụ ủ ố [12]

Spirulina có đặc tính ch ng viêm b ng cách c ch s gi i phóng ố ằ ứ ế ự ảhistamine t các t bào mast [13] Ishii và c ng s ừ ế ộ ự đã nghiên cứu và ch ng minh ứảnh hưởng c a t o ủ ả Spirulina đến nồng độ IgA trong nước b t cọ ủa người, tăng cường kh ả năng miễn d ch niêm m c [14] M t nhóm nghiên c u Nh t Bị ạ ộ ứ ậ ản đã xác định cơ chế mi n d ch cễ ị ở ấp độ phân t b ng cách phân tích các t bào máu ử ằ ế

c a ủ các tình nguy n viên ệ trước và sau khi s d ng ử ụ chiết xu t SP S s n xuất ừ ự ả ất IFN-γ và ựs phá h y t bào di t t nhiên ủ ế ệ ự (NK) đã tăng lên đáng kể sau khi s ử

d ng các chiụ ết xuất SP [15]

Đặc tính kháng vi rút

H p ch t có ho t tính sinh h c ợ ấ ạ ọ trong ị d ch chi t cế ủa S platensis là Calcium spirulan (Ca-Sp) có kh c ch s sao chép in vitro c a m t s vi rút bao gả ứ ế ự ủ ộ ố ồm Herpes simplex lo i I, ạ cytomegalovirus gây b nh ệ ở người, vi rút s i và quai b , vở ị i rút cúm A và vi rút HIV-1 [16] M t nghiên c u khác ộ ứ đã phát hiện ra d ch chiị ết

của S platensis đã ức ch s nhân lên c a HIV-1 trong t bào T, t ế ự ủ ế ế bào đơn nhân máu ngoại vi và t bào Langerhan [17] ế

Tác d ng tụ ới hàm lượng cholesterol

Hiện nay, b nh tim m ch là nguyên nhân gây t vong ệ ạ ử hàng đầ ởu các nước phát tri nể Hàm lượng cholesterol cao là m t trong nh ng y u t ộ ữ ế ố nguy cơ

c a bủ ệnh xơ vữa động mạch Trong nghiên cứu đầu tiên trên người cho th y viấ ệc

9

s d ng 4,2 g ử ụ Spirulina ỗ m i ngà làm giy ảm đáng kể các LDL cholesterol sau 8 tuần điều tr , mị ức độ xơ vữ độa ng m ch ạ cũng giảm đáng kể M t nghiên c u ộ ứkhác đã sử ụ d ng th c ph m b sung ự ẩ ổ Spirulina ở nh ng b nh nhân thiữ ệ ếu máu cơ tim và nh n th y s ậ ấ ự giảm đáng kể lượng cholesterol, triglyceride và cholesterol LDL trong máu, tăng hàm lượng HDL cholesterol

B nh tiệ ểu đường là m t trong nhộ ững căn bệnh ph ổ biến nh t trên toàn ấ thế

gi i hi n nay ớ ệ Chế độ dinh dưỡng cân b ng ằ đóng một vai trò quan tr ng trong ọ

vi c duy trì mệ ức đường huyết ổn định b nh nhân tiở ệ ểu đường để ngăn ngừa phát sinh các bi n ch ng ế ứ Do Spirulina có các đặc tính điều hòa cholesterol, chống oxy hóa và điều hòa mi n d ch, vì v y nó chính mễ ị ậ là ột lo i th c ph m chạ ự ẩ ức năng giúp duy trì s cân bự ằng dinh dưỡng cho b nh nhân tiệ ểu đường SP có tiềm năng trở thành m t lo i th c ph m chộ ạ ự ẩ ức năng để ể ki m soát b nh tiệ ểu đường lo i 2 và ạquá trình chuy n hóa carbohydrate và lipid bể ất thường do dư thừa lượng fructose trong cơ thể gây ra

Là thực ph m b ẩ ổ sung dinh dưỡng toàn di n ệ

M t vộ ấn đề ứ s c kh e rỏ ất được quan tâm, c bi t là đặ ệ ở các nước đang phát triển, đó là ấn đề suy dinh dưỡ v ng Tình tr ng ạ thiếu dinh dưỡng nghiêm tr ng ọđược bi u hiể ện dướ ạng suy dinh dưỡi d ng protein Cùng v i s thi u h t protein, ớ ự ế ụchế độ ăn củ a nh ng tr b ữ ẻ ị suy dinh dưỡng cũng không được b sung các vi ch t ổ ấnhư vitamin và khoáng chất c n thi t cho s ầ ế ự tăng trưởng và phát tri n bình ểthường c a tr ủ ẻ Spirulina t giàu protein, carbohydrate, axit béo không bão hòa, rấsterol và m t s nguyên t quan trộ ố ố ọng khác như canxi ắ, s t, k m, magiê, mangan ẽ

và selen Nó là ngu n t nhiên cung c p vitamin B12, vitamin E, axit ascorbic, ồ ự ấtocopherols và toàn bộ ắ ố ự s c t t nhiên Spirulina chính là “thực ph m k diẩ ỳ ệu” giúp b sung ch t ổ ấ dinh dưỡng toàn diện cho tr ẻ em [18]

Ngoài ra, Spirulina có tác dụng đ ềi u hòa hormon giúp kéo dài th i k ờ ỳthanh xuân Omega-3 trong Spirulina có tác d ng b o v da, kích thích li n s o, ụ ả ệ ề ẹtăng khả năng lành vết thương Polysacharide có tác dụng kháng khu n và hút ẩnướ ạc t o gel làm mát da

Spirulina s h u m t lo t các ở ữ ộ ạ chất màu, bao g m carotenoid, chlorophyll ồ

và phycobiliprotein Phycobiliprotein (PBP) là các tập h p ợ các siêu phân t ửprotein hòa tan trong nước tham gia vào quá trình thu ánh sáng nh ng vi sinh ở ữ

v t này, ậ chiếm 40-60% t ng s protein hòa tan c a t bào ổ ố ủ ế Chúng được chia thành ba nhóm dựa trên đặc tính h p ph quang phấ ụ ổ: Phycoeryhrin (h p ph ấ ụbước sóng 565 nm), phycocyanin (h p ph ấ ụ bước sóng 620 nm) và allophycocyanin (h p ph ấ ụ bước sóng 650 nm) Phycocyanin tan được trong nước,

có đặc tính hu nh quang và có kh ỳ ả năng chống oxy hóa

Spirulina platensis là ngu n cung c p dồ ấ ồi dào s c t phycocyanin ắ ố Theo Vonshak (1997), lượng phycocyanin có th ể chiếm t i 20% tớ ổng lượng protein trong SP

1.2.2 Cấu tạo c a phycocyanin ủ

Phycocyanin có c u trúc hình elip d t, ấ ẹ được c u thành t ấ ừ tiểu đơn vị α (kích thước 12.000-18.500 Da) và tiểu đơn vị β (kích thước 14.000-20.000 Da) theo t l 1:1 t o thành các monoỷ ệ ạ me (αβ)n (= 1-6) 4][2 M i phân t ỗ ử chứa kho ng ả

160 - 180 g c acid amin v i trình t khác nhau và d ng hexamer t nhiên ố ớ ự ở ạ ự(αβ)6 M i tiỗ ểu đơn vị liên k t v i 1 - 4 ch t màu, ế ớ ấ do đó mỗi phycobiliprotein có

độ ấ h p ph quang hụ ọc đặc trưng

Hình 1.2 C u trúc phân t c a Phycocyanin ấ ử ủ

Phycocyanin duy nhất có chứa chất màu phycocyanobillin là phycocyanin (C PC) Đơn phân của C PC bao gồm các - - tiểu đơn vị α- và β-

Hình 1.3 Các cấu hình khác nhau c a phycocyanin trong dung d ch ủ ị [19]

M i chu i polypeptide c a phycocyanin bao g m apoprotein và ỗ ỗ ủ ồ chất màu

có c u trúc tetrapyrrole m vòng ấ ở Chất màu trong phycocyanin được g i là ọphycobiliin

Điểm đẳng điện c a phycocyanin t 4,ủ ừ 1 đến 6,4 tùy thuộc vào phương pháp tách chi t và tinh sế ạch [20] T i giá tr pH này phycobiliprotein s b vón ạ ị ẽ ị

c c l i m t kh ụ ạ , ấ ả năng tương tác với nướ Khả năng hấc p thu quang ph m nh ổ ạ

nh t trong khoấ ảng bước sóng 615 - 620 nm, phát quang ở bước sóng 64 - 652 7

nm Phycocyanin ổn định pH 4 - 8.5 ở [21] và nhiệt độ dưới 40oC [22] Ngoài điều ki n này phycocyanin s b m t màu ho c b bi n tính Phycocyanin r t nh y ệ ẽ ị ấ ặ ị ế ấ ạ

c m v i ánh sáng và nhiả ớ ệt độ [23] Vì v y, phycocyanin cậ ần được tinh ch trong ếkho ng 4 - 5ả oC, b o qu n ả ả trong điều ki n tránh ánh sáng ệ

1.2.3 Công dụng c a phycocyanin ủ

Phycocyanin cho th y m t lo t các tác dấ ộ ạ ụng dược lý, v i ho t tính ch ng ớ ạ ốoxy hóa [24] chống ung thư, [25], chống viêm [26], chống gây độ ếc t bào [27] và kích thích h ệ miễn dịch [28] Vai trò ch ng oxy hóa c a PC th hi n trong viố ủ ể ệ ệc

ức ch quá trình peroxy hóa lipid gan và giúp b o v ganế ở ả ệ Phycocyanin cũng có

kh ả năng quét các gố ực t do trong các t bào th n kinh b tế ầ ị ổn thương điề, u này có thể tránh tổn thương ADN do các gố ực t do gây ra và ngăn chặn quá trình phá

12

h y các t bào th n kinh ủ ế ầ [29] Ngày càng có nhi u nghiên c u in vitro và in vivo ề ứchỉ ra r ng phycocyanin có vai trò chằ ống ung thư hiệu qu ả (như ung thư vú, ung thư gan ung thư phổ ung thư ruộ, i, t, b nh b ch c u ệ ạ ầ và ung thư tủy xương, ) Khi

k t h p v i ánh sáng He-ế ợ ớ Ne, C-phycocyanin có th ể hoạt động như một ch t cấ ảm quang trong liệu pháp quang động, t o ra m t liạ ộ ệu pháp điều tr kh i u [28]ị ố Hơn

n a C-phycocyanin có kh ữ ả năng chống viêm, vì v y C-phycocyanin là m t chậ ộ ất chống viêm t nhiên tiự ềm năng Phycocyanin có kh ả năng thúc đẩy tái t o t bào ạ ếmáu, c i thi n hoả ệ ạt động c a t bào lympho và h ủ ế ệ thống b ch huy t, c i thi n ạ ế ả ệ

chức năng miễn dịch, nâng cao toàn di n kh ệ ả năng kháng bệnh của cơ thể [3 0]Ngoài ra, C-PC là m t loộ ại thuố chống xơ hóa tiềm năngc

1.2.4 Ứng d ng c a Phycocyanin ụ ủ

Phycocyanin và nh ng phycobiliprotein khác có nhi u ng d ng trong ữ ề ứ ụthực phẩm, m ph m, công ngh sinh h c, ẩn đoán và dượỹ ẩ ệ ọ ch c ph m vì nó có màu ẩ

s c ắ đặc trưng, tính hu nh quang và ho t tính ỳ ạ chống oxy hóa

Phycocyanin đượ ử ục s d ng làm thành phần dinh dưỡng, thuốc nhuộm màu

t nhiên, ự chất đánh dấu hu nh quang Trong ỳ dược ph m, ẩ PC được s d ng làm ử ụ

chất ch ng oxy hóa và ấố ch t kháng viêm Phycocyanin được s d ng làm ch t ử ụ ấmàu trong th c ph m (k o cao su, s n ph m s a ) và m ự ẩ ẹ ả ẩ ữ ỹ phẩm như son môi và kem n n ề ở Nhật B n, Thái Lan và Trung Qu c Phycocyanin có th có tiả ố ể ềm năng

m nh m ạ ẽ như một loại thu c ố điều tr trong các ng d ng lâm sàng ị ứ ụ

Trong s ố các ứng d ng này, ụ việc s d ng CPC trong y h c và sinh hử ụ ọ ọc ngày càng thu hút nhi u s chú ý nh kh ề ự ờ ả năng chống oxi hóa, chống viêm, chống ung thư tăng cườ, ng mi n d ch c a nó Ngoài ra, CPC có th ễ ị ủ ể điều ch ếthành thu c th hu nh quang, ố ử ỳ đầu do hu nh quang và chỳ ất đánh dấu hu nh ỳquang, được s d ng trong chử ụ ẩn đoán y tế miễ, n d ch h c, k ị ọ ỹ thuật sinh h c và ọcác lĩnh vực nghiên c u khác ứ

1.2.5 Một số công trình nghiên cứu Phycocyanin

Romay lần đầu tiên báo cáo các đặc tính ch ng oxy hóa và ch ng viêm ố ố

của C-PC 1 và cho th y r ng C-PC có th [3 ] ấ ằ ể loại bỏ hiệu qu các g c hydroxyl t ả ố ự

do và các g c oxy t do 2] Các g c t ố ự [3 ố ự do có liên quan đến s ự xuất hi n cệ ủa nhi u b nh , bao g m viêm, ề ệ lý ồ xơ vữa động mạch ung thư chấn thương tái tưới , , máu và các r i loố ạn khác do stress oxy hóa gây ra

13

C-PC là m t chộ ất ức ch ế chọ ọn l c COX-2, hi n th m t s c tính b o v ể ị ộ ố đặ ả ệgan, chống viêm nhiễm [33] Tác d ng ch ng viêm cụ ố ủa S platensis ần đầ l u tiên được báo cáo b i Remirez et al 4] Romay và cở [3 ộng s 5 gự[3 ] ần đây đã báo cáo tác d ng ch ng viêm và lo i b các g c oxy t do c a C-ụ ố ạ ỏ ố ự ủ PC Chế ph m dinh ẩdưỡng có ch a C-ứ PC điều tr ị viêm xương khớp đã được nghiên c u và so sánh ứ

v i thu c ch ng viêm carprofen K t qu ớ ố ố ế ả chỉ ra r ng ch ph m này có th ằ ế ẩ ể làm

gi m các cytokine gây viêm khác nhau, ả chẳng hạn như TNF α- , interleukin-6 6), MMP-3 và sulfated glycosaminoglycans T t c các cytokine gây viêm này ấ ả

(IL-đều liên quan ch t ch n s xu t hi n và phát tri n c a viêm Shih và c ng s ặ ẽ đế ự ấ ệ ể ủ ổ ộ ự[36] phát hi n ra r ng C-PC có th c ch s bi u hi n quá mệ ằ ể ứ ế ự ể ệ ức của NO và PGE2

bằng cách điều ch nh gi m s bi u hi n c a iNOS và COX-2, ng th i gi m s ỉ ả ự ể ệ ủ đồ ờ ả ựhình thành TNF-α và sự xâm nh p c a b ch c u trung tính vào các v trí viêm ậ ủ ạ ầ ị

Kết quả này ch ỉ ra rằng C-PC có kh ả năng chống viêm

Giảm kh ả năng chống oxy hóa và tăng các gố ực t do ph n l n liên quan ầ ớ

đến s lão hóa cự ủa các cơ quan trong cơ thể con người, gây ra các b nh thoái hóa ệthần kinh [ ] Nhi37 ều th nghiử ệm lâm sàng đã báo cáo rằng s bi u hi n c a ự ể ệ ủcytokine tăng lên đáng kể trong d ch não t y và mô não c a b nh nhân b ch n ị ủ ủ ệ ị ấthương hoặc nh i máu não Mitra và c ng s 8] ồ ộ ự[3 đã so sánh tác dụng b o v c a ả ệ ủC-PC và N-acetylcysteine (NAC, m t lo i thu c b o v ộ ạ ố ả ệ thần kinh) đối với chất

độc th n kinh do Tributyltin clorua gây ra H phát hi n ra r ng c ầ ọ ệ ằ ả hai đều có th ểlàm giảm ức độm oxy hóa và tình tr ng viêm nhi m, mạ ễ ặc dù cơ chế ủ c a chúng khác nhau Do đó, C-PC là m t ch t b o v ộ ấ ả ệ thần kinh tiềm năng có thể được áp

dụng để điều tr tị ổn thương tế bào th n kinh do stress oxy hóa gây ra trong các ầ

b nh thoái hóa th n kinh, ệ ầ chẳng hạn như đột qu do thi u máu c c b , b nh ỵ ế ụ ộ ệAlzheimer và bệnh Parkinson

Vadiraja và c ng s [ ] ộ ự 39 đã nghiên cứu các hoạt động dược lý c a C-PC ủ

đố ới đội v c tính trên gan chu t do R - ộ (+) - pulegone và carbon tetrachloride gây

ra và th y r ng C-PC có th làm giấ ằ ể ảm đáng kể độ c tính trên gan do m t s ộ ố lượng

l n các g c t do gây ra S m t mát cytochrom P450, glucose-6-phosphatase và ớ ố ự ự ấaminopyrine-N-demethylase đã giảm đáng kể điều này đã chứ, ng minh r ng C-ằ

PC có tác d ng b o v men gan Các nghiên cụ ả ệ ứu sâu hơn đã chỉ ra r ng C-PC có ằ

thận c a ủ loài chó giả, m ROS và quá trình peroxy hóa lipid trong t bào C-ế PC làm giảm tính thấm của màng ty th ể và tăng sản xu t ATP ấ Hơn nữa, C-PC có th ểngăn ngừa s xu t hi n c a b nh thự ấ ệ ủ ệ ận do đái tháo đường b ng cách c ch s n ằ ứ ế ả

xuất superoxide phụ thu c NADPH trong các t bào trung bì thộ ế ận được nuôi cấy

Riss và c ng s xác nh n r ng C-PC c i thi n hi u qu tộ ự ậ ằ ả ệ ệ ả ổn thương viêm

do stress oxy hóa ng v t b ở độ ậ ị xơ vữa động m ch b ng cách c ch hoạ ằ ứ ế ạt động

c a các g c t do và s hình thành COX-ủ ố ự ự 2 để tăng mức độ các enzym ch ng oxy ốhóa trong cơ thể và bằng cách điều ch nh lipid máu ỉ [42] Sheu và cộng s 3] ự[4 đã nghiên c u tác d ng ch ng oxy hóa và chuy n hóa lipid c a C-PC và phát hi n ra ứ ụ ố ể ủ ệ

r ng C-PC làm gi m cholesterol huy t thanh, cholesterol toàn ph n, ằ ả ế ầ chất béo trung tính, lipoprotein t ỷ trọng th p, glutamate-oxaloacetate transaminase và ấglutamate-pyruvate transaminase Ngoài ra C-PC còn được phát hi n ệ có tác dụng

h ạ lipid máu và ch ng oxy hóa, ố ngăn ngừa xơ vữa động mạch Li [44] phát hiện

ra r ng tác d ng chằ ụ ống xơ vữa c a C-PC có th ủ ể được tăng cường bằng cách ngăn chặn s ự tăng sinh tế bào cơ trơn và quá trình chế ủ ết c a t bào n i mô, gi m lượng ộ ả

m trong máu và c ch phát t n cỡ ứ ế riể ủa xơ vữa động mạch

Phycocyanin có tác d ng chụ ống tăng sinh và gây chết trên các dòng t bào ếung thư khác nhau trong ống nghi m mà không gây tác d ng ph trên các t bào ệ ụ ụ ếbình thường 5] [4 Cơ chế chung của quá trình ức chế các tế bào ung thư là làm cho các tế bào ung thư dừng lại ở giai đoạn đầu của chu kỳ tế bào khiến chúng không thể phát triển thành các khối u lớn hoặc ức chế quá trình tổng hợp ADN ở các tế bào này Phycocyanin li u cao không gây ra các tri u ch ng nhiề ệ ứ ễm độc

ho c t ặ ử vong đáng kể trong các thí nghiệm trên động v t 6] Nh ng nghiên c u ậ [4 ữ ứnày đã chứng minh ti m năng đi u tr cề ề ị ủa phycocyanin trong điều tr ị ung thư

15

1.3 T ng quan v ổ ề các phương pháp sấy và phương pháp cố đị nh t o v i gel ả ớ

alginate

1.3.1 Giới thiệu

S y là quá trình làm bấ ốc hơi nước ra khỏi vậ ệu dưới tác dụt li ng c a nhi t ủ ệ

B n ch t c a quá trình s y là do s chênh lả ấ ủ ấ ự ệch độ ẩ m gi a b m t và bên ữ ề ặtrong vậ ệt li u và s chênh l ch áp suự ệ ất hơi riêng phần c a nư c tạ ề ặủ ớ i b m t v t liậ ệu

và môi trường xung quanh, nướ ẽ được s c tách ra kh i v t li u nh s khu ch tán ỏ ậ ệ ờ ự ế

Mục đích của quá trình s y là giấ ảm hàm lượng m có trong nguyên li u; t ẩ ệ ừ

đó, làm giảm hoạt độ ủa nướ ứ c c, c ch các biế ến đổi do có s hi n di n cự ệ ệ ủa nước như: sự phát tri n c a vi sinh v t, s xúc tác c a các enzyme Bên cể ủ ậ ự ủ ạnh đó, mục

đích công ngh c a quá trình s y còn góp ph n t o nh ng biệ ủ ấ ầ ạ ữ ến đổi v m t hóa ề ặ

h c và c m quan; t ọ ả ừ đó tạo ra nh ng thuữ ộc tính đáp ứng nhu c u cầ ủa người tiêu dùng Nói cách khác, mục đích của quá trình sấy là để kéo dài th i gian b o qu nờ ả ả , góp ph n ch bi n nguyầ ế ế ên vật liệ thành sảu n phẩm có giá trị gia tăng cao

S y có th là s y t nhiên ho c s y nhân t o S y t nhiên ấ ể ấ ự ặ ấ ạ ấ ự đượ tiếc n hành ngoài tr i, s d ng ờ ử ụ năng lượng m t trặ ời làm bay hơi nước trong v t li u s yậ ệ ấ Phương pháp này rất đơn giản, r ẻ song không điều ch nh, can thi p vào quá trình ỉ ệ

s y S n ph m sau s y kấ ả ẩ ấ hông đạt yêu c u v m, v sinh an toàn th c ph mầ ề độ ẩ ệ ự ẩ ,

ph thu c vào th i ti tụ ộ ờ ế Phương pháp ấ s y nhân t o kh c phạ ắ ục được những nhược điểm c a s y t nhiên nh kh ủ ấ ự ờ ả năng điều chỉnh lượng nhi t, gió c p cho thi t b ệ ấ ế ị

s y nên s n ph m sau s y có chấ ả ẩ ấ ất lượng cao, th i gian sờ ấy nhanh, năng suấ và t chất lư ng ợ cao hơn

1.3.2 Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu

Khi nghiên c u quá trình s y m t vứ ấ ộ ấn đề quan tr ng là phọ ải xác định được các d ng t n t i và các hình th c liên k t giạ ồ ạ ứ ế ữa ẩm v i v t khô Di n bi n c a quá ớ ậ ễ ế ủtrình s y các vấ ật ẩm s b chi ph i b i các d ng liên kẽ ị ố ở ạ ết ẩm trong vật Có nhiều cách phân lo i các d ng liên kạ ạ ết ẩm trong đó cách phân loại c a P.H Robine ủđược s d ng rử ụ ộng rãi hơn vì nó nêu được b n ch t hình thành các d ng liên k t ả ấ ạ ế

ẩm khác nhau Theo cách này, t t c các d ng liên k t ấ ả ạ ế ẩm được chia thành 3 nhóm chính là: liên k t hóa h c, liên k t hóa lý, liên kế ọ ế ết cơ lý [47]

16

1.3.2.1 Liên k t hoá h c ế ọ

Liên k t hóa h c giế ọ ữa ẩm và v t khô r t b n vậ ấ ề ững trong đó các phần t ửnước đã trở thành m t b ph n trong thành ph n c a phân t v t m Lo i m này ộ ộ ậ ầ ủ ử ậ ẩ ạ ẩchỉ có th tách ra khi có ph n ng hóa hể ả ứ ọc và thường ph i nung nóng vả ật đến nhiệt độ cao Sau khi tách m, tính ch t hóa lý c a vẩ ấ ủ ật thay đổi Lượng m trong ẩliên kết hoá h c chiếọ m t l nh t đ nh ỷ ệ ấ ị

d ng ạ

1.3.2.3 Liên kết c lýơ

Đây là dạng liên k t giế ữa nước và v t liậ ệu đượ ạc t o thành do sức căng bề

mặt của nước trong các mao d n hay trên b m t ngoài c a v t Liên kẫ ề ặ ủ ậ ết cơ lý bao

g m ồ liên kết cấu trúc, liên k t mao d n và liên kế ẫ ết dính ư t.ớ

Quá trình sấy thường ch ỉ tách được các lo i liên k t dính, mao qu n và ạ ế ả

một phần liên kết đa phân tử, ph n ầ ẩm tách được gọi là ph n ầ ẩm tự do.[48]

1.3.3 Sự biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy

Đối v i quá trình sớ ấy, các đặc trưng liên quan đến chất lượng sau đây thường

được quan tâm:

- Vi sinh vật trong quá trình sấy: Bản chất của quá trình sấy là làm giảm hoạt độ nước, từ đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật Quá trình sấy không tiêu

17

diệt vi sinh vật như các quá trình tiệt trùng hay thanh trùng Do đó, vi sinh vật không hoàn toàn bị tiêu di ệt như các sản phẩm vô trùng Tuy nhiên, thông qua quá trình sấy dưới tác dụng của nhiệt độ cũng như việc giảm hoạt độ của nước,

kh nả ăng kháng nhiệt của vi sinh vật sẽ giảm đi đáng kể Và do vi sinh vật bị ức chế, nên các độc tố cũng như các hư hỏng do quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật tạo ra cũng được ức chế Tuy nhiên, trong trường hợp với những loại nguyên liệu có mật độ vi sinh vật ban đầu cao, quá trình hư hỏng do vi sinh vật cũng như độc tố có thể sinh ra trong giai đoạn đầu của quá trình sấy Khi đó, các quá trình tiền xử lý cần được thực hiện để khắc phục hiện tượng này

Các phản ứng tạo màu: Phản ứng tạo màu phổ biến trong quá trình sấy các loại nông sản là phản ứng Maillard Đây là phản ứng đặc trưng đối với việc sấy các loại nguyên liệu có sự hiện diện đồng thời các axit amin tự do và đường khử Phản ứng này phụ thuộc vào nhiệt độ, để hạn chế phản ứng này, có thể sử dụng các phương pháp sấy có nhiệt độ của quá trình sấy thấp [49]

- Các phản ứng oxi hóa: Trong quá trình sấy, một trong những phản ứng oxihóa có ảnh hưởng xấu đến chất lượng của nông sản là phản ứng oxi hóa chất béo Quá trình oxi hóa chất béo dẫn đến việc hình thành các hợp chất có khả năng tạo mùi xấu (thường gọi là ôi dầu) Đặc biệt, khi trong nguyên liệu có các enzyme lipase, quá trình oxi hóa này diễn ra càng mạnh Để khắc phục hiện tượng này, có thể thực hiện quá trình sấy ở nhiệt độ thấp hoặc trong điều kiện càng ít sự hiện diện oxy càng tốt

- Sự thay đổi về tính chất vật lý của nguyên liệu: Quá trình sấy thường tạo

ra những biến đổi đáng kể về cấu trúc Một trong những biến đổi quan trọng nhất

là hiện tượng co lại của nguyên liệu Nguyên nhân của hiện tượng này do khi làmất nước, các mô có xu hướng co lại, dẫn đến sự co lại của cả nguyên liệu Cùng với hiện tượng co lại, khả năng tái hút ẩm cũng là một thuộc tính quan trọng Khả năng tái hút ẩm thường tỷ lệ nghịch với sự co lại của nguyên liệu Sự thay đổi của hai thuộc tính này quyết định đến các tính chất vật lý còn lại như độ xốp, cấu trúc lỗ xốp, độ giòn… Sự thay đổi về tính chất vật lý phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc

độ bay hơi nước và thành phần hóa học của nguyên liệu

- Sự biến đổi của các thành phần dinh dưỡng trong nguyên liệu: Trong cácloại nguyên liệu giàu vitamin và các hoạt chất sinh học như trái cây, dưới tác

18

dụng của nhiệt độ, các thành phần này dễ bị tổn thất, từ đó, làm giảm giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu Ví dụ, khi sấy trái cây, vitamin C bị tổn thất gần như trong điều kiện không khí nóng Hay khi sấy dâu tây bằng không khí nóng ở điều kiện 60oC, hàm lượng polyphenol và khả năng chống oxi hóa giảm đến 80% Để hạn chế tổn thất này, cần thực hiện quá trình sấy ở điều kiện nhiệt độ thấp và ít sựhiện diện của oxi

1.3.4 Phân loại phương pháp sấy

1.3.4.1 Phương pháp sấy nóng

Trong phương pháp sấy nóng, tác nhân s y ấ được đốt nóng làm độ ẩ m tương đối gi m dả ẫn đến áp suất hơi nước trong tác nhân s y gi m Bên cấ ả ạnh đó,

do s ự gia tăng nhiệt độ trong bu ng s y, mồ ấ ật độ hơi trong các mao quản trong vật

liệu s y ấ tăng lên, làm cho áp suất hơi nước trên b mề ặt v t liậ ệu tăng lên

Như vậy, trong các h th ng sệ ố ấy nóng có hai cách để ạ t o ra chênh l ch độ ệ

áp suất hơi nước gi a vữ ật liệu sấy và môi trường:

- Th nh t là, gi m áp suứ ấ ả ất hơi nước c a tác nhân s y bủ ấ ằng cách đốt nóng

nó

- Th hai , ứ là tăng áp suất hơi trong vật liệu s y ấ

Theo cách thức cung c p nhi t, h ấ ệ ệ thống sấy nóng thường được phân loại thành:

- H ệ thống sấy đối lưu: vật li u s y nh n nhi t bệ ấ ậ ệ ằng đố lưu ừ ội t m t dịch thể nóng mà thông thường là không khí nóng ho c khói lò ặ

- H ệ thống s y ti p xúc: v t li u s y nh n nhi t t m t b m t nóng ấ ế ậ ệ ấ ậ ệ ừ ộ ề ặ Đểlàm bốc hơi ẩm khỏi vậ ệ ngườt li u, i ta tạo độ chênh áp suất hơi nước nh ờ tăng áp suất hơi nước trên bề ặ m t v t liậ ệu s y ấ

- H ệ thống s y b c x : v t li u s y nh n nhi t t m t ngu n b c x ấ ứ ạ ậ ệ ấ ậ ệ ừ ộ ồ ứ ạ để ẩm

d ch chuy n t trong lòng v t li u s y ra b m t và t b m t khu ch tán vào môi ị ể ừ ậ ệ ấ ề ặ ừ ề ặ ếtrường Như vậy, trong h th ng s y b c x ệ ố ấ ứ ạ người ta tạo ra độ chênh áp suất hơi nước gi a v t li u sữ ậ ệ ấy và môi trường ch bỉ ằng cách đốt nóng v t ậ

- Các h ệ thống s y khác: Ngoài ba h ấ ệ thống s y trên, trong các h ấ ệ thống

s y ấ

nóng còn có các h ệ thống sấy dùng dòng điện cao t n hoầ ặc dùng năng lượng điện

t ừ

19

trường để đốt nóng v t Trong các h th ng s y lo i này, khi v t li u sậ ệ ố ấ ạ ậ ệ ấy đặt trong một trường điệ ừn t thì trong vật xu t hiấ ện các dòng điện và chính dòng điện này đốt nóng v t Nguyên lý c a các h th ng này tậ ủ ệ ố là ạo ra độ chênh áp su t gi a ấ ữ

vật liệu sấy và môi trường b ng ằ cách đốt nóng v t ậ

Ưu điểm c a ủ phương pháp sấy nhi t đ cao: ệ ộ

- Thời gian s y cấ ủa phương pháp này ngắn hơn so với phương pháp ấ s y

l nh ạ

- Nguồn năng lượng s dử ụng đa dạng có th t n dể ậ ụng năng lượng c a các ủ

h ệ thống khác như khói thải, hơi nước nóng,…

- Năng suất cao, chi phí đầu tư thấp

- S n ph m sả ẩ ấy thường bi n màu và chế ất lượng s y không cao ấ

1.3.4.2 Phương pháp sấy lạnh

+ H ệ thống s y l nh nhiấ ạ ở ệ ột đ t > 0oC

Đặc điểm c a h th ng s y này là nhiủ ệ ố ấ ệt độ ậ v t li u sệ ấy cũng như nhiệt độtác nhân s y x p x nhiấ ấ ỉ ệt độ môi trường Đầ u tiên, tác nhân sấy thường là không khí được kh m bử ẩ ằng phương pháp làm lạnh ho c bặ ằng các phương pháp khử

ẩm h p ph Ti p theo, dòng không khí này ấ ụ ế được đốt nóng ho c làm lặ ạnh đến nhiệt độ mà công ngh yêu c u rệ ầ ồi cho đi qua v t li u Lúc này, do s chênh lậ ệ ự ệch

giữa áp suất hơi nước trong tác nhân s y và áp suấ ất hơi nước trên b m t v t li u ề ặ ậ ệ

s y mà ấ ẩm ừ ạt d ng lỏng chuyển sang dạng hơi và đi vào tác nhân s y ấ Điểm khác

bi t giệ ữa phương pháp sấy này v i các ớ phương pháp ấ s y nóng khác là cách giảm

ph n áp suầ ất hơi trong tác nhân s y ấ Chẳng hạn trong các phương pháp sấy nóng đối lưu người ta gi m ph n áp suả ầ ất hơi ằng cách đố nóng để tăng áp suấb t t bão hòa dẫn đến giảm độ ẩm tương đố Trong khi đó ới , v i các phương pháp sấ ạy l nh, người ta l i tìm cách gi m áp suạ ả ất hơi nước c a tác nhân s y Lưủ ấ ợng nước ch a ứtrong không khí được tách b ng cách cho đi qua dàn l nh ằ ạ

+ H ệ thống sấy thăng hoa

Đây là mộ hương pháp sấ ạnh mà trong đó ẩ ởt p y l m trong v t li u s y ậ ệ ấ ở

d ng r n tr c ti p biạ ắ ự ế ến thành hơi đi vào tác nhân sấy Sấy thăng hoa là quá trình làm khô s n phả ẩm đã được cấp đông trong điều ki n chân không.ệ Đầu tiên, người

ta tạo ra môi trường trong đó nước trong v t li u sậ ệ ấy ở dưới điểm băng nghĩa là , nhiệt độ ủ c a v t li u T < 273K và áp su t tác nhân s y bao quanh v t p < 610 ậ ệ ấ ấ ậ Pa

20

Khi đó, n u vế ật liệu s y nh n nhiấ ậ ệt lượng thì nước trong vật ở ạ d ng r n s chuy n ắ ẽ ể

trực tiếp thành hơi nước và đi vào tác nhân sấy Như vậy, trong h ốệ th ng s y ấthăng hoa ộ m t m t ta ph i làm l nh v t xuặ ả ạ ậ ống dưới 0oC và t o chân không xung ạquanh v t li u s y ậ ệ ấ

+ H ệ thống s y chân không N u nhiấ : ế ệt độ ủ c a v t li u s y v n nh ậ ệ ấ ẫ ỏ hơn

273 K nhưng áp suất tác nhân s y bao quanh v t p > 610 Pa thì khi v t li u s y ấ ậ ậ ệ ấ

nhận được nhiệt lượng, các ph n t ầ ử nước ở thể ắ r n không chuy n tr c ti p thành ể ự ếhơi để đi vào tác nhân sấy mà trước khi bi n ế thành hơi đi vào môi trường nướ ởc thể ắ r n ph i chuy n qua th l ng Do tính phả ể ể ỏ ứ ạc t p và giá thành s n ph m cao, ả ẩphương pháp chân không và phương pháp thăng hoa chỉ dùng để ấ s y v t li u quý ậ ệ

hi m không ch u ế ị được nhiệ ột đ cao

Ưu điểm của phương pháp s y l nh so vấ ạ ới phương pháp sấy nóng:

Ưu điểm c a ủ phương pháp ấ s y l nh là thành ph m sau khi s y v n gi ạ ẩ ấ ẫ ữnguyên màu s c, mùi v và giá tr ắ ị ị dinh dưỡng Do đó, phương pháp này phù hợp

v i nhi u s n phớ ề ả ẩm khác nhau Đặc bi t, c c k thích hệ ự ỳ ợp để ấ s y cho các loại nông sản, dược liệu

Trong điều ki n phát tri n c a ngành nông nghi p và ch bi n nông s n ệ ể ủ ệ ế ế ả

hi n ệ

nay, nh ng yêu cữ ầu sau đây đang được quan tâm để có th nâng cao hi u qu ể ệ ảkinh

t cế ủa việc ứng dụng các phương pháp sấy:

- Phát triển phương pháp sấy m t s ộ ố loại nguyên liệu để ạ t o s n ph m có ả ẩcác

tính chất đặc trưng mà nó không thể được t o ra khi th c hi n theo các theo ạ ự ệphương

pháp s y truy n th ng ấ ề ố

- Nâng cao hiệu qu s dả ử ụng năng lượng trong quá trình s y ấ

- Cải thiện và qu n lý chả ất lượng s n ph m trong quá trình s y tả ẩ ấ ốt hơn

- Tìm ki m các giế ải pháp để thực hi n quá trình sệ ấy an toàn hơn: giảm nguy

cơ cháy nổ, gi m các m i nguy liên quan tác nhân s y, v n hành an toàn ả ố ấ ậ

21

- Nâng cao hi u qu kinh t thông qua vi c gi m chi phí th c hi n quá ệ ả ế ệ ả ự ệtrình

s y ấ

- S dử ụng năng lượng tái t o ạ

- Tối ưu hóa tốc độ ốc hơi ẩ b m dựa trên đường cong s y, gi m hiấ ả ện tượng

s y quá m c ấ ứ

- Giảm thi u ô nhi m, thân thi n vể ễ ệ ới môi trường

1.3.5 Một số phương pháp sử dụng sấy tảo

1.3.5.1 Sấy phun

S y phun ấ là phương pháp sấy được s d ng ph bi n trong công nghi p ử ụ ổ ế ệ

nh kh ờ ả năng sấy nguyên li u t d ng l ng sang d ng bệ ừ ạ ỏ ạ ột khá đơn giản, d dàng ễ

kiểm soát chế độ điề , u ki n và s n phệ ả ẩm sấy

Thiết b sị ấy phun dùng để ấ s y các d ng dung d ch và huy n phù trong ạ ị ềtrạng thái phân tán nh m tách m ra kh i v t liằ ẩ ỏ ậ ệu giúp tăng độ ề b n và b o qu n ả ả

s n phả ẩm đượ lâu hơnc S n ph m c a quá trình s y phun là d ng b t mả ẩ ủ ấ ạ ộ ịn như

bộ ật đ u nành, b t ộ trứng, bột sữa hoặc các ch ph m sinh h c, ế ẩ ọ dược li u ệ …

H ệ thống s y phun g m có bu ng s y phun, b ph n n p li u là nh ng vòi ấ ồ ồ ấ ộ ậ ạ ệ ữ

ho c ặ cơ cấu phun, h ệ thống quạt, caloriphe để ấ c p nhi t cho tác nhân s y, b ệ ấ ộ

ph n thu hậ ồi sản ph m s y ẩ ấ

Nguyên tắc ho t đ ng: ạ ộ

Nguyên li u t thùng chệ ừ ứa được bơm vào buồng s y Nh các b phấ ờ ộ ận phun mà nguyên liệu được phun thành các h t r t nh vào dòng tác nhân sạ ấ ỏ ấy đi trong buồng sấy làm tăng tiếp xúc gi a hai pha Không khí nóng và nguyên li u ữ ệ ở

d ng mù ti p xúc v i nhau trong vài giây tạ ế ớ ại cơ cấu phun đặt trong bu ng s yồ ấ

N c t nguyên li u b c ướ ừ ệ ố hơi sau đó thoát ra ngoài ả, s n phẩm khô đươc thu gom

tại đáy cyclone, được làm ngu i và thu h i M t ph n b i m n theo không khí ộ ồ ộ ầ ụ ịqua cyclone sau đó qua bộ ọ l c v i nh m thu h i l i các h t b i m n còn sót l i và ả ằ ồ ạ ạ ụ ị ạ

th i ra ngoàiả

Không khí nh qu t th i qua b ờ ạ ổ ộ trao đổi nhi t caloriphe và nâng lên nhiệ ệt

độ ầ c n thi t theo yêu c u c a ch ế ầ ủ ế độ ấ s y Không khí trước khi qua b ộ trao đổi nhiệt đượ ọc l c s ch b i thi t b l c ạ ở ế ị ọ Thời gian s y khô các h l ng dấ ạt ỏ ạng sương trong sấy phun nhanh hơn nhiều so v i các quá trình s y khác ớ ấ

22

Ưu và nh c đi m c a công ngh s y phun ượ ể ủ ệ ấ

• Ưu điểm: Quá trình s y nhanh, có th ấ ể điều khiển được t tr ng s n ỷ ọ ả

ph m B t sau khi s y có chẩ ộ ấ ất lượng cao, x p, d hòa tan, thu n ti n cho s d ng ố ễ ậ ệ ử ụ

và ch bi n D dàng l a ch n các thông s ế ế ễ ự ọ ố chế độ ấ s y V n hành liên t c và có ậ ụthể ự độ t ng hóa hoàn toàn Áp dụng được cho các s n ph m b n nhi t và không ả ẩ ề ệ

b n nhi t, nguyên li u d ng dung dề ệ ệ ở ạ ịch, gel, paste, huy n phù ề

• Nhược điểm: lưu lượng tác nhân l n, t n kém trong khâu chu n b ớ ố ẩ ịnguyên li u s y và h ệ ấ ệ thống phun có giá thành cao, h ệ thống có kích thướ ớc l n,

nhất là khi sử ụ d ng tác nhân s y có nhiấ ệ ột đ thấp

1.3.5.2 Phương pháp sấy vi sóng

Năng lượng vi sóng là m t hình th c c a nhi t đi n môi, các tính ch t đi n ộ ứ ủ ệ ệ ấ ệmôi là m t trong nh ng y u t quan tr ng nh t c a vi sóng Nguyên t c cộ ữ ế ố ọ ấ ủ ắ ủa phương pháp này là ử ụng năng lượng sóng điệ ừ đểs d n t làm bốc hơi nước trong

t o.ả

Nguyên lý hoạt động

Khi s y vi sóng, ấ các sóng điệ ừ ớ ần t v i t n s ố 2450MHz được th i vào trong ổ

bu ng s y s ồ ấ ẽ làm bốc hơi nước từ ật liệ v u s y ra ngoài ấ

Thiế ịt b phát sóng cao t n (Magnetron) g m m t hình tr rầ ồ ộ ụ ỗng băng kimloại, bên ngoài là cực dương, phía trong là các khoang cộng hưởng Để làm tăng

t n s t ầ ố ừ 50Hz đến 2450 Hz, người ta dùng m t b ộ ộ dao động mà b ph n thiộ ậ ết

y u là m ch cế ạ ộng hưởng song song M i khoang cỗ ộng hưởng tương đương như

m t m ch cộ ạ ộng hưởng song song gi a tr r ng là cỞ ữ ụ ỗ ực âm trong đó có một dây

để đố t nóng Bên trong Magnetron là chân không, giữa điện cực âm và điện c c ựdương người ta hiệu điện th khoế ảng 2300 volt để ạ ừ t o t trư ng T trư ng này ờ ừ ờlàm di chuy n các electron t c c âm sang cể ừ ự ực dương Để ạ t o ra và gi cho các ữdao động t n s cao, ở ầ ố các điệ ừn t ph i di chuyả ển theo đường xo n ắ ốc trước các khoang cộng hưởng Đường đi này có được là nh m t t ờ ộ ừ trường t o b i thanh ạ ởnam châm mà đường s c c a nó th ng góc vứ ủ ẳ ới điện trường E Trong một điệ ừn t trường m nh, phân t ạ ử nước hướng theo chiều các đường sức Dưới tác d ng c a ụ ủđiện t trư ng, các nguyên t ừ ờ ử hydro và oxy thay đổ ựi c c nhi u l n trong m t ề ầ ộgiây S c xát gi a các phân t ự ọ ữ ử nước v i nhau t o ra nhiớ ạ ệt Nước trong v t li u ậ ệ

23

sấy được đốt nóng nhanh chóng và truyền năng lượng cho các thành ph n khác ầ

của vật liệu s y, ấ do đó toàn bộ ậ ệ, v t li u sấy được đốt nóng

Ưu điể m, như ợc điểm

Ưu điểm: S y b ng lò vi sóng trên rau qu th c ph m cho th i gian s y ấ ằ ả ự ẩ ờ ấ

ngắn hơn và chi phí năng lượng thấp hơn so vớ ấi s y b ng không khí nóng thông ằthường Không giống như các phương pháp sấy khác, s ự tác động c a vi sóng lên ủ

thực ph m qua s lan truy n nhi t lên toàn b ựẩ ự ề ệ ộ th c ph m, nhiẩ ệt đượ ạc t o ra bên trong các l p v t li u và truyớ ậ ệ ền năng lượng bên trong th c ph m trong su t quá ự ẩ ốtrình s y nên không b ấ ị ảnh hưởng b i nh ng h n ch ở ữ ạ ế truyề ản t i nhiệt đặc biệt đối

v i nh ng nguyên liớ ữ ệu có độ nh t cao Chính vì th ớ ế phương pháp sấy b ng vi ằsóng nhanh hơn các phương pháp sấy khác

Nhược đi m: T l th t thoát các ho t ch t trong t bào cao ể ỷ ệ ấ ạ ấ ế

1.3.5.3 Phương pháp sấy đối lưu

Phương pháp sấ đối lưu là phương pháp dùng không khí nóng ặy ho c khói

lò làm tác nhân s y có nhiấ ệt độ, độ ẩ m, tốc độ phù h p, chuyợ ển động ch y trùm ảlên v t s y làm cho m trong v t sậ ấ ẩ ậ ấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy Sau thời gian sấy nào đó ta thu được sản phẩm sấy có m theo yêu c u [48] độ ẩ ầ

Thiế ị ấy đối lưu bao gồt b s m: thi t b s y bu ng, thi t b s y h m, thi t b ế ị ấ ồ ế ị ấ ầ ế ị

sấy khí động, thi t b s y t ng sôi, thiế ị ấ ầ ết bị ấ s y tháp, thi t b sế ị ấy thùng quay…

Nguyên lý hoạt động

Hình 1.4 thể ện sơ đồ hi nguyên lý sấy đối lưu bằng không khí nóng Quạt (1) hút không khí ngoài trời đẩy qua caloriphe (2) để được nung nóng thành tác nhân s y rấ ồi đi vào buồng s y (3), ch y trùm qua các v t sấ ả ậ ấy đặt trong bu ng, ồlàm ẩm trong vật sấy bay hơi rồi cu n theo ra c a thả ố ử i

S n ph m s y có th l y ra kh i bu ng s y theo m ho c liên tả ẩ ấ ể ấ ỏ ồ ấ ẻ ặ ục tương

ứng v i n p vào ớ ạ