GIỚI THIỆU
Nội dung đề tài
-Nội dung 1: Xây dựng mô hình nuôi Spirulina trong phòng thí nghiệm
Thiết lập nuôi Spirulina trong các bình nhựa trong 20 L
Thiết lập thu sinh khối Spirulina
- Nội dung 2: Thiết lập các phương pháp chiết tách PSP từ Spirulina được nuôi trong phòng thí nghiệm
Phương pháp chiết xuất bằng nước nóng
Phương pháp chiết xuất bằng dung dịch kiềm
Phương pháp chiết xuất có hỗ trợ siêu âm
Phương pháp đóng băng-tan băng
- Nội dung 3: Phân tích và đánh giá các hoạt tính sinh học của PSP
Phân tích thành phần PSP bằng HPLC và phổ hồng ngoại
Đánh giá hoạt tính sinh học (chống oxi hoá, kháng khuẩn…)
Mục tiêu đề tài
Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách polysaccharide bằng phương pháp sinh học hướng tới ứng dụng cho thực phẩm chức năng, làm đẹp.
- Nuôi được 100L Spirulina sp trong các bình nhựa dung tích 20L
-Thu sinh khối và đánh giá hiệu quả nuôi tảo thể hiện qua giá thành sản phẩm
- Chiết polysaccharide thu được từ quá trình chiết Spirulina sp
- Đánh giá hiệu quả sản phẩm polysaccharide dựa vào các kết quả phân tích sinh hoá và giá thành.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- Kết luận và kiến nghị
5 Các biểu, đồ thị, sơ đồ quy trình công nghệ
Bảng thành phần của PSP được chiết xuất và PSP được tinh chế
Bảng thành phần Protein trong PSP
Bảng đặc tính của Polysacarit thông qua các hợp chất monosacarit
Bảng khả năng chống oxy hóa của 4 phương pháp
6 Giáo viên hướng dẫn: Tiến Sĩ Nguyễn Thị Đông Phương
8 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
(Ký, ghi rõ họ tên)
Cán bộ hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên)
Kết quả điểm đánh giá Ngày ……tháng ……năm 2020
Chủ tịch hội đồng (Ký và ghi rõ họ tên)
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của tôi trong thời gian qua Những kết quả nghiên cứu là số liệu được tôi thu thập và tính toán được trong quá trình tiến hành thực hiện tại phòng thí nghiệm trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng Tôi không sao chép bất kỳ nguồn tài liệu nào khác Nếu phát hiện sai phạm tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực hiện
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án trước hết em xin gửi tới Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Ban Chủ Nhiệm Khoa Công nghệ Hóa học – Môi Trường, Phòng đào tạo sự kính trọng, lòng biết ơn, sự tự hào khi được học tập và nghiên cứu tại Trường trong những năm vừa qua. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với giáo viên hướng dẫn đồ án TS.Nguyễn Thị Đông Phương đã tận tình hướng dẫn và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Hóa học – Môi trường, các thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm đã chỉ dẫn, dạy bảo em trong suốt thời gian học tập và quá trình làm đồ án tại trường Và em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, người thân đã quan tâm và hỗ trợ, tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đồ án. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1 Giới thiệu về tảo Spirulina Platensis có chứa Polysaccharide 3
2.1.1 Đặc điểm của tảo Spirulina Platensis 3
2.1.2 Cấu tạo của tảo Spirulina Platensis 3
2.1.3 Vai trò và tiềm năng của Spirulina Platensis 4
2.2 Tổng quan về Polysaccharide có trong Spirulina Platensis 5
2.2.2 Vai trò và chức năng của Polysaccharide có trong tảo Spirulina Platensis 7
2.3 Công dụng của Polysaccharide trong Spirulina Platensis 9
2.3.1 Nâng cao khả năng miễn dịch 9
2.3.5 Giúp điều tiết đường huyết 9
2.3.6 Phòng chống mỡ máu cao 10
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ 4 PHƯƠNG PHÁP 11
3.2.1 Phương pháp chiết xuất bằng nước nóng 13
3.2.2 Chiết xuất bằng dung dịch kiềm 14
3.2.3 Chiết xuất có hỗ trợ siêu âm 14
3.2.4 Chiết xuất bằng phương pháp đóng băng- tan băng 15
3.2.5 Thanh lọc và khử màu PSP 15
3.3 Tổng lượng carbohydrate và Protein 16
3.5 Phân tích monosacarit bằng HPLC 17
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18
4.1 Khai thác và tinh chế PSP 18
4.3 Hoạt động chống oxy hóa 21
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23
Số hiệu bảng Tên bảng Trang
4.1 Thành phần của PSP được chiết xuất và PSP được tinh chế 17
4.2 Thành phần protein (%) trong phân số của S.platensis với nồng độ trong sinh khối 18
4.3 Đặc tính của polysacarit thông qua các hợp chất monosacarit 19
4.4 IC50 của PSP nguyên chất từ bốn phương pháp chiết xuất thành axit ascobic 21
Số hiệu hình Tên hình Trang
2.3 Chỉ khâu trong phẩu thuật 6
2.4 Ảnh chụp Xquang bàn tay người 7
3.4 Tảo đang được đun nóng và khuấy từ 12
3.5 Tảo xoắn đang được siêu âm 13
3.6 Tảo xoắn được đóng băng ở -4 o C 14
3.7 Bột tảo sau khi được tinh sạch bằng Enzyme 15
3.8 Khả năng chống oxy hóa của PSP nguyên chất bằng bốn phương pháp chiết xuất 20 ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhu cầu làm đẹp của con người là cần thiết trong cuộc sống Con người đã không ngừng tìm kiếm các phương pháp để chống lão hóa từ sản phẩm tự nhiên nhằm kéo dài tuổi trẻ và an toàn cho sức khỏe Quả thật, chi phí cho việc làm trẻ hóa làn da được phụ nữ đặc biệt quan tâm, họ sẵn sàng đầu tư một khoảng rất lớn, khoảng 20 – 30% trong ngân sách của mình để thực hiện việc này Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều cơ sở làm đẹp mọc lên như nấm nhằm đáp ứng số lượng lớn khách hàng là phụ nữ Tuy nhiên, các nhà sản xuất sản phẩm làm đẹp cũng đang chịu nhiều sức ép lớn từ nạn làm nhái, không rõ nguồn gốc trôi nổi trên thị trường, làm mất uy tín cũng như niềm tin của phụ nữ vào các sản phẩm đã có thương hiệu.
Tảo xoắn (Spirulina sp.) là một loại thực phẩm ăn được và bổ dưỡng, chứa tới 60% protein,6% mật, 12% Polysaccharide, và nhiều loại Vitamin, Axit béo và khoáng chất Hơn nữa, Spirulina thực hiện các hoạt động sinh học trong cơ thể con người và đóng vai trò duy nhất trong các lĩnh vực y học và chăm sóc sức khỏe Polysaccharide trong tảo Spirulina (PSP) đã được báo cáo là có chất chống ung thư, chống oxy hóa, điều hòa miễn dịch và hoạt động chống vi-rút.
Ngoài ra, PSP có tác dụng chống viêm, chống bức xạ, chống mệt mỏi và các hoạt động kháng khuẩn Các hoạt động của Polysaccharide thay đổi theo cấu trúc và hình thức hiện có Tuy nhiên, sản phẩm này hiện nay chỉ được sản xuất ở Nhật Bản Vì thế, giá thành sản phẩm chiết rất cao Để giải quyết được bài toán giá thành cạnh tranh của các sản phẩm chiết là Polysaccharide
Do đó trong nghiên cứu này em lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu quy trình sản xuất Polysaccharide từ tảo xoắn bằng 4 phương pháp ”
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 Nội dung đề tài
-Nội dung 1: Xây dựng mô hình nuôi Spirulina trong phòng thí nghiệm
Thiết lập nuôi Spirulina trong các bình nhựa trong 20 L
Thiết lập thu sinh khối Spirulina
- Nội dung 2: Thiết lập các phương pháp chiết tách PSP từ Spirulina được nuôi trong phòng thí nghiệm
Phương pháp chiết xuất bằng nước nóng
Phương pháp chiết xuất bằng dung dịch kiềm
Phương pháp chiết xuất có hỗ trợ siêu âm
Phương pháp đóng băng-tan băng
- Nội dung 3: Phân tích và đánh giá các hoạt tính sinh học của PSP
Phân tích thành phần PSP bằng HPLC và phổ hồng ngoại
Đánh giá hoạt tính sinh học (chống oxi hoá, kháng khuẩn…)
1.2 Mục tiêu đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách polysaccharide bằng phương pháp sinh học hướng tới ứng dụng cho thực phẩm chức năng, làm đẹp.
- Nuôi được 100L Spirulina sp trong các bình nhựa dung tích 20L
-Thu sinh khối và đánh giá hiệu quả nuôi tảo thể hiện qua giá thành sản phẩm
- Chiết polysaccharide thu được từ quá trình chiết Spirulina sp
- Đánh giá hiệu quả sản phẩm polysaccharide dựa vào các kết quả phân tích sinh hoá và giá thành.
- Đối tượng nghiên cứu: Tảo xoắn Spirulina plantesis
- Phạm vi nghiên cứu: Phòng thí nghiệm của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Đà Nẵng
- Đối tượng khảo sát: Polysaccharides trong tảo xoắn
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về tảo Spirulina Platensis có chứa Polysaccharide
2.1.1 Đặc điểm của tảo Spirulina Platensis
Spirulina platensis là loài tảo dạng sợi xoắn màu xanh lục, thuộc về phân loại khoa học sau đây: tên miền: Bacteria, nhóm: Cyanobacteria, lớp: Chroobacteria, bậc:
Oscillatotiales, họ: Phormidiaceae, chi: Arthrospira, loài: Arthrospira Maxima, Arthrospira Platensis
2.1.2 Cấu tạo của tảo Spirulina Platensis
Spirulina là tảo lam đa bào dạng sợi, gồm nhiều hình trụ xếp không phân nhánh.
Mỗi tế bào của sợi có chiều rộng 5 micromet, dài 2mm Không có lục lạp mà chỉ chứa thylacoid phân bố đều trong tế bào Không có không bào Không có nhân điển hình, vùng nhân không rõ, trong đó có chứa DNA (Hedeskog và Hifsten A.1980).
Thành tế bào tảo gồm các lớp Lipopolysaccharide, các sợi nhỏ Protein và các phân tử Peptidoglucan Màng tế bào nằm sát ngay dưới thành tế bào và nối với màng quang hợp thylacoid tại một vài điểm.
Bộ máy quang hợp của tảo xoắn spirulina: Phycobilisome: chứa Phycobiliprotein và Protein liên kết được gắn vào bề mặt ngoài của Thylacoid Phycobilisome có khối lượng khoảng 7 triệu dalton và có thể tách nguyên vẹn để nghiên cứu Đối với Phycobilisome có cả Phycoerythin và Phycocyanin thì lớp ngoài cùng là Phycoerythin, tiếp theo là Phycocyanin và phần trong cùng là Allophycocyanin Phycobilisome hoạt
3 động như một anten thu nhận năng lượng mặt trời để chuyển vào PS II Con đường truyền năng lượng bắt đầu từ Phycoerythin sang Phycocyanin và cuối cùng đến Allophycocyanin trước khi đạt tới PS II Có khoảng 50% năng lượng ánh sáng mặt trời
Spirulina nhận được nhờ Phycobilisome.
Các sắc tố quang hợp gồm chlorophylla, carotenoid, phycocyanin, allophycocyanin và thường có carotenoid-glycoside như myxoxanthophyll, oscillaxanthin Spirulina có chứa 3 nhóm sắc tố chính: Chlorophyll hấp thụ ánh sáng lam và đỏ Carotenoid hấp thụ ánh sáng lam và lục Phycobillin hấp thụ ánh sáng lục, vàng và da cam.
2.1.3 Vai trò và tiềm năng của Spirulina Platensis
Tảo là nhóm thực vật bậc thấp sống ở môi trường nước, có khả năng quang hợp, hấp thụ ánh sáng và biến đổi năng lượng ánh sáng, nước, CO2 thành sinh khối, đồng thời giải phóng O2 Hiệu suất chuyển đổi quá trình này rất cao Chính vì vậy, thời gian nhân đôi thế hệ ở tảo có thể chỉ vài giờ.
Tảo chứa các chất hữu cơ, khoáng chất như iot, moliden, flo, kali và nhiều vitamin,… nên có rất nhiều gía trị trong các lĩnh vực như làm đẹp, sức khoẻ, dinh dưỡng.
Vì tảo chứa nhiều nước, muối khoáng và dinh dưỡng cho cơ thể nên thường được sử dụng trong công nghệ chăm sóc da Tảo phóng thích ra các hoạt chất có tác dụng rất tốt cho da: Dầu tắm, kem dưỡng mặt và toàn thân nhờ lượng Mg, Kali làm săn da, giảm hiện tượng sần da, da vỏ cam Chiết suất làm thuốc đắp mặt nạ, kem Ví dụ như tảo đỏ Asparagopsis có tính năng diệt khuẩn và nấm giúp chống mụn và gàu.