Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu phương pháp tinh sạch phycocyanin từ tảo spirulina và tạo sản phẩm bột phycocyanin

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP TINH SẠCH PHYCOCYANIN TỪ TẢO SPIRULINA VÀ TẠO SẢN PHẨM BỘT PHYCOCYANIN Cán hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Th.S Phan Thế Duy Võ Ngọc Hân MSSV: 2072146 Lớp: Cơng nghệ Hóa học K33 Trƣờng Đại học Cần Thơ Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Khoa Công Nghệ Độc lập – Tự – Hạnh phúc -  - Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học  Cần Thơ, ngày 16 tháng 12 năm 2010 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN NĂM HỌC: 2010 – 2011 Họ tên cán hƣớng dẫn: Phan Thế Duy Tên đề tài: “Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin” Địa điểm thực hiện: Phịng thí nghiệm hóa học hữu – Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học – Khoa Cơng nghệ - Trƣờng Đại học Cần Thơ Số lƣợng sinh viên thực hiện: 01 sinh viên Họ tên sinh viên: Võ Ngọc Hân Lớp: Cơng Nghệ Hóa Học MSSV: 2072146 Khóa: 33 Mục tiêu đề tài: Tách chiết tinh Phycocyanin (chất tạo màu xanh) tảo Spirulina Tạo sản phẩm bột Phycocyanin đủ tiêu chuẩn sử dụng thực phẩm Tìm hiểu chứng minh mối quan hệ hàm lƣợng Phycocyanin protein Các nội dung giới hạn đề tài - Nội dung  Nghiên cứu phƣơng pháp chiết tách Phycocyanin đạt độ tinh cao  Tìm hiểu mối quan hệ hàm lƣợng Phycocyanin protein sản phẩm - Giới hạn đề tài Từ công dụng bậc Phycocyanin nhiều lĩnh vực, đặc biệt chăm sóc sức khỏe điều trị bệnh, giới có nhiều cơng trình nghiên cứu phƣơng pháp chiết tách làm tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina cho sản phẩm Phycocyanin có độ tinh khiết cao đƣợc ứng dụng lĩnh vực: thực phẩm, dƣợc phẩm, phân tích… Tuy nhiên, giới hạn thời gian nên đề tài “Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin” dừng lại ứng dụng thực phẩm Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực đề tài DUYỆT CỦA BỘ MÔN DUYỆT CỦA HĐLV Phan Thế Duy DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG LUẬN VĂN VÀ XÉT TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN  NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN  Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm LỜI CẢM ƠN - Trƣớc hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, khoa Cơng Nghệ, trƣờng Đại học Cần Thơ khuyến khích tạo điều kiện thuận lợi cho em nhƣ tập thể lớp Cơng Nghệ Hóa Học K33 suốt trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Lời biết ơn sâu sắc em xin gửi đến thầy Phan Thế Duy, cán khoa học tận tình bảo giúp đỡ cho em tập thể nhóm suốt q trình thực đề tài Những kiến thức kinh nghiệm quý báu Thầy mà chúng em đƣợc tiếp thu lời dạy ý nghĩa suốt trình làm luận văn hành trang cho em bƣớc đƣờng tƣơng lai tới Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy anh chị phịng thí nghiệm Sinh hóa, Bộ mơn Sinh lý – Sinh hóa, khoa Nơng Nghiệp Sinh Học Ứng Dụng, trƣờng Đại học Cần Thơ nhiệt tình giúp đỡ để đề tài luận văn em đƣợc hoàn thành Bên cạnh đó, thời gian qua nhóm nhận đƣợc quan tâm giúp đỡ thầy cô Bộ mơn Cơng nghệ Hóa Học Em xin chân thành cảm ơn lời khuyên nhận xét chân thành thầy góp phần quan trọng để nội dung đề tài đƣợc hoàn chỉnh Cảm ơn tất bạn lớp Cơng Nghệ Hóa Học K33, Đại học Cần Thơ giúp đỡ hỗ trợ lẫn suốt chặng đƣờng dài giảng đƣờng Đại học Sự giúp đỡ động viên bạn động lực tinh thần để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Võ Ngọc Hân i Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm LỜI MỞ ĐẦU  Sự phát triển mạnh mẽ văn minh nhân loại mang lại thành tựu to lớn cho ngƣời Tuy nhiên, hệ phát triển nhiễm mơi trƣờng trầm trọng làm phát sinh vấn nạn sức khỏe cho cộng đồng Con ngƣời phải đối mặt với nhiều bệnh hiểm nghèo sức đề kháng ngày bị suy giảm trƣớc biến thể xâm nhập không ngừng loại siêu vi, độc chất có khắp nơi môi trƣờng sản phẩm: thực phẩm, dƣợc phẩm, chất kích thích… Bên cạnh đó, tác phong cơng nghiệp làm cho sống trở nên tất bật với nhiều lo toan bận rộn Áp lực công việc thƣờng gây bệnh stress, làm cân đối chế độ dinh dƣỡng dẫn đến số bệnh lý hiểm nghèo kèm theo Chính thế, giữ gìn sức khỏe việc cần đƣợc quan tâm lúc hết Cùng với phát triển kinh tế, mức sống đƣợc cải thiện nhu cầu dinh dƣỡng ngƣời ngày tăng cao Thực phẩm đƣợc sử dụng đáp ứng yêu cầu vài thành phần dinh dƣỡng mà cần có cấu trúc lý tƣởng thành phần chất: đƣờng, đạm, béo, vitamin, khoáng chất… nhằm đạt đƣợc yêu cầu cao sức khỏe thẩm mỹ Trƣớc nhu cầu đó, tảo Spirulina với hàm lƣợng chất dinh dƣỡng có giá trị cao: hàm lƣợng protein dồi dào, số axit béo thiết yếu, giàu vitamin khoáng chất… hoạt chất có khả chống oxy hóa chống lão hóa cao Chính vậy, từ đƣợc phát tảo Spirulina tạo đƣợc ý nhiều nhà khoa học Theo tổ chức y tế giới WHO, tảo Spirulina đƣợc xem nguồn dinh dƣỡng dƣợc phẩm tiềm kỷ 21 Spirulina không đƣợc quan tâm nhờ thành phần dinh dƣỡng dồi dào, mà quan trọng hợp chất tảo cịn có giá trị lớn chuẩn đoán điều trị bệnh Trong đó, Phycocyanin (khoảng 14 %) thành phần đƣợc ý nhiều có giá trị lớn chăm sóc sức khỏe hỗ trợ điều trị số bệnh nan y: ung thƣ, HIV… Tuy nhiên, Phycocyanin đƣợc sử dụng rộng rãi có hiệu chúng đƣợc sử dụng trực tiếp dạng nguyên chất Ở Việt Nam có nhiều cơng trình nghiên cứu phƣơng pháp làm tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina Vì thế, đề tài “Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin” xin góp phần vào cơng trình nghiên cứu chung để góp phần vào việc đƣa Phycocyanin đƣợc sử dụng hiệu nâng cao giá trị tảo Spirulina Võ Ngọc Hân ii Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm MỤC LỤC Phụ bìa Phiếu đề nghị đề tài Nhận xét cán hƣớng dẫn Nhận xét cán phản biện Lời cảm ơn i Lời mở đầu .ii Mục lục iii Danh mục hình vii Danh mục bảng viii Danh mục đồ thị ix CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN Sơ lƣợc tảo Spirulina 1.1 Đặc điểm sinh học 1.2 Nguồn gốc phát triển 1.3 Thành phần hóa học Spirulina 1.4 Giá trị dinh dƣỡng Spirulina 1.4.1 Nguồn thực phẩm lý tƣởng 1.4.2 Tăng cƣờng hoạt động ảnh hƣởng tích cực đến hệ tiêu hóa 1.4.3 Tăng cƣờng hệ miễn dịch .8 1.4.4 Hỗ trợ hệ tim mạch giảm cholesterol 1.4.5 Chống lão hóa ngừa ung thƣ 1.4.6 Tăng cƣờng khả làm tiêu độc cho thể .9 1.5 Ứng dụng tảo Spirulina 10 1.5.1 Trong chăm sóc sức khỏe 10 1.5.2 Trong ngành mỹ phẩm 11 1.5.3 Đối với môi trƣờng 12 Võ Ngọc Hân iii Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 1.6 Những nghiên cứu tảo Spirulina 12 1.6.1 Khả chống virus 12 1.6.2 Khả chống ung thƣ .12 1.6.3 Tăng sức đề kháng cho hệ miễn dịch 13 1.6.4 Một số nghiên cứu khác 13 Phycocyanin 14 2.1 Sơ lƣợc PC 14 2.2 Cấu trúc .14 2.3 Ứng dụng Phycocyanin .15 2.3.1 Chất màu tự nhiên thực phẩm chức 15 2.3.2 Nguồn dƣợc phẩm đa chức 16 2.4 Một số nghiên cứu cho kết khả quan 16 2.4.1 Tính kháng oxy hóa .16 2.4.2 Tác động bảo vệ thần kinh PC .17 2.4.3 Tính kháng viêm 17 2.4.4 Tăng cƣờng hệ thống miễn dịch 18 2.4.5 Khả chống ung thƣ .18 2.4.6 Bảo vệ tim mạch đƣờng huyết 19 2.4.7 Chống lại kim loại nặng, chất phóng xạ độc tố có thuốc .19 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM Thiết bị - hóa chất 20 1.1 Thiết bị 20 1.2 Hóa chất 20 Nguyên liệu 20 2.1 Nguồn gốc 20 2.2 Bảo quản .20 2.3 Xác định độ ẩm mẫu nguyên liệu 21 Địa điểm thời gian thực 21 Võ Ngọc Hân iv Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm .21 4.1 Phƣơng pháp chiết Phycocyanin từ tảo Spirulina 21 4.1.1 Phƣơng pháp sử dụng lực học .22 4.1.2 Phƣơng pháp sử dụng tác nhân sinh học (Viscozyme) .24 4.2 Phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ dịch chiết tảo Spirulina 25 4.2.1 Phƣơng pháp chiết tách hệ hai pha lỏng (ATPE) 25 4.2.2 Phƣơng pháp kết tủa với (NH4)2SO4 26 4.3 Phƣơng pháp tạo sản phẩm bột Phycocyanin 28 4.3.1 Phƣơng pháp tạo bột Phycocyanin .28 4.3.2 Đánh giá cảm quan sản phẩm 29 4.4 Các phƣơng pháp phân tích 29 4.4.1 Xác định nồng độ Phycocyanin, độ tinh khiết Phycocyanin dịch chiết hiệu suất đạt đƣợc 29 4.4.2 Phân tích hàm lƣợng protein dịch chiết 30 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Độ ẩm mẫu nguyên liệu 32 Khảo sát trình chiết Phycocyanin 32 2.1 Phƣơng pháp phá vỡ tế bào lực học 32 2.1.1 Khảo sát chọn dung môi tối ƣu 32 2.1.2 Điều kiện tối ƣu cho trình chiết 36 2.2 Phƣơng pháp sử dụng Viscozyme 36 2.2.1 Khảo sát chọn nồng độ enzyme tối ƣu 36 2.2.2 Khảo sát chọn thời gian tối ƣu 40 2.3 Khảo sát mối liên hệ nồng độ Phycocyanin protein dịch chiết 43 Khảo sát trình tinh Phycocyanin 44 3.1 Phƣơng pháp chiết tách hệ hai pha lỏng (ATPE) 44 3.2 Phƣơng pháp kết tủa (NH4)2SO4 45 Võ Ngọc Hân v Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN crude extraction 0.8 purity extraction 0.7 Extract purity 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Samples Đồ thị 3.15 Độ tinh khiết Phycocyanin trƣớc sau làm tinh  Nhận xét: Sau trình tinh sạch, nồng độ Phycocyanin độ tinh khiết tăng Sau phân tử protein đƣợc loại bỏ, tiếp tục thêm muối với nồng độ khoảng 60% độ bão hịa Phycocyanin dung dịch tƣơng tác với tập hợp pha Do đó, muối (NH4)2SO4 ngồi tác dụng tinh cịn đóng vai trị đặc Phycocyanin Quá trình tạo sản phẩm bột Phycocyanin Để tạo đƣợc Phycocyanin thành phẩm có độ tinh khiết cao cần loại bỏ PEG nhƣ (NH4)2SO4 lẫn dịch chiết Đây đƣợc xem bƣớc chuẩn bị quan trọng trƣớc tiến hành tạo bột Phycocyanin ảnh hƣởng lớn đến đặc tính sản phẩm tạo thành Một số phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ: sắc ký trao đổi ion, thẩm tích loại muối… Chọn phƣơng pháp sử dụng màng siêu lọc 30 kDa để tiến hành lọc rửa mẫu sau tinh Để xác định hiệu màng siêu lọc nhƣ tính khả thi phƣơng pháp này, tiến hành khảo sát thay đổi nồng độ Phycocyanin độ tinh khiết sau lần lọc Võ Ngọc Hân 48 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đánh giá hiệu màng siêu lọc 30 kDa Bảng 3.8 Kết mẫu xử lý với màng siêu lọc Mẫu Phƣơng pháp tinh ATPE kết hợp (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 ATPE PC (mg/ml) EP PC (mg/ml) EP PC (mg/ml) EP 2,60 0,45 2,20 0,70 2,18 0,94 Lần 2,60 0,55 2,28 0,74 2,3 1,02 Lần 2,65 0,64 2,34 0,77 2,47 1,16 Lần 2,66 0,66 2,47 0,80 3,17 1,29 Chỉ số Trƣớc lọc Sau lọc PC, mg/ml 3.2 3.0 ATPE + (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 2.8 ATPE 2.6 2.4 2.2 2.0 Times Đồ thị 3.16 Sự thay đổi nồng độ Phycocyanin qua lần lọc mẫu đƣợc tinh phƣơng pháp khác Võ Ngọc Hân 49 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1.3 1.2 1.1 ATPE + (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 ATPE 1.0 EP 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 Times Đồ thị 3.17 Sự thay đổi độ tinh khiết Phycocyanin qua lần lọc mẫu đƣợc tinh phƣơng pháp khác  Nhận xét: Với kích thƣớc 30 kDa, màng lọc loại đƣợc hầu hết phân tử lẫn dịch chiết: (NH4)2SO4, PEG, KH2PO4 phân tử protein có kích thƣớc nhỏ 30 kDa Đó ngun nhân làm tăng nồng độ độ tinh khiết Phycocyanin sau lần lọc 4.2 Bột Phycocyanin Mẫu Mẫu Hình 3.1 Bột Phycocyanin chƣa đƣợc tinh Mẫu 1: PC= 1,52; EP= 0,52 Mẫu 2: PC = 2,70; EP= 0,52 Võ Ngọc Hân 50 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Mẫu Mẫu Hình 3.2 Bột Phycocyanin sau đƣợc tinh Mẫu 3: EP= 0,8; Mẫu 4: EP= 1,62  Nhận xét: - Các mẫu bột Phycocyanin thu đƣợc dạng xốp dễ hút ẩm Nhìn chung hình dạng mẫu bột nhƣ nhƣng màu sắc khác - Mẫu mẫu có màu sắc giống gần giống với màu sắc tảo Spirulina khô Do hai mẫu chƣa đƣợc tinh nên chất chứa bột bao gồm nhiều thành phần: protein, Chlorophyll, Phycocyanin, vitamin… Trong đó, Phycocyanin chiểm tỷ lệ nhỏ so với thành phần khác nên màu sắc Phycocyanin chƣa đƣợc biểu mà thay vào màu đặc trƣng hỗn hợp Bên cạnh đó, hàm lƣợng Phycocyanin tăng nhƣng độ tinh khiết không đổi đồng nghĩa với việc hàm lƣợng chất cịn lại hỗn hợp tăng Chính vậy, với độ tinh khiết nhƣ mẫu có nồng độ Phycocyanin cao nhƣng màu sắc khơng đổi so với mẫu - Khi dịch chiết có độ tinh khiết cao màu sắc đặc trƣng Phycocyanin đƣợc biểu cách rõ ràng Vì thế, mẫu mẫu có màu xanh lam khác biệt so với mẫu bột Phycocyanin chƣa đƣợc tinh Vậy độ tinh khiết nhân tố định màu sắc bột Phycocyanin Võ Ngọc Hân 51 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VF KIẾN NGHỊ Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua khảo sát phƣơng pháp tách chiết tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina platensis để tạo sản phẩm Phycocyanin dạng bột, có số kết luận đƣợc rút nhƣ sau: - Chiết Phycocyanin phƣơng pháp sử dụng lực học để phá vỡ tế bào phƣơng pháp đơn giản, dễ thực hiện, tốn chi phí Tuy nhiên, sử dụng kết hợp lực học Viscozyme để phá vỡ tế bào lƣợng Phycocyanin đƣợc giải phóng tƣơng đối nhiều hiệu suất chiết cao thời gian ngắn - Sau trình tinh sạch, phƣơng pháp ATPE cho lƣợng dịch chiết Phycocyanin nhiều nhƣng nồng độ Phycocyanin thấp so với phƣơng pháp sử dụng muối (NH4)2SO4 - Độ tinh khiết Phycocyanin sau trình tinh chƣa cao, đáp ứng đƣợc yêu cầu ứng dụng thực phẩm - Trong trình sử dụng màng siêu lọc, lần lọc xảy chậm, lần lọc diễn nhanh dần thời gian lọc khơng đổi q trình đạt trạng thái cân Bên cạnh đó, nồng độ Phycocyanin cao trình lọc với màng diễn chậm - Độ tinh khiết đƣợc đánh giá dựa vào màu sắc bột Phycocyanin Kiến nghị Căn vào kết trình thực nghiệm số hạn chế đề tài, xin đƣa số kiến nghị nhƣ sau: - Hầu hết thơng số q trình tinh đƣợc tham khảo từ tài liệu Để tìm điều kiện tối ƣu phù hợp với thực nghiệm, tiến hành khảo sát với thay đổi yếu tố: pH, tỷ lệ thành phần hệ ATPE… Khảo sát số phƣơng pháp khác để nâng cao độ tinh khiết Phycocyanin nhằm ứng dụng dƣợc phẩm phân tích (EP =4,0) - Võ Ngọc Hân 52 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VF KIẾN NGHỊ Chẳng hạn: kết hợp ATPE với phƣơng pháp sử dụng (NH 4)2SO4, kết hợp màng lọc (NH4)2SO4 - Tìm phƣơng pháp đánh giá số tiêu bột Phycocyanin: hoạt tính kháng oxy hóa, độ bền màu… để ứng dụng sản phẩm cách rộng rãi Võ Ngọc Hân 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Lăng Spirulina – nuôi trồng sử dụng y dƣợc dinh dƣỡng, 1999, NXB Y học Lê Văn Lăng Công nghệ nuôi tảo Spirulina ứng dụng dƣợc phẩm, thực phẩm dinh dƣỡng, 2009, Hội dinh dƣỡng thực phẩm Tp Hồ Chí Minh Intergovernmental Institution for the use of Micro – algae Spirulina against malnutrition, http://www.iimsam.org/benefits.php, truy cập ngày 20.12.2010 Naturesent Healthcare, http://naturesenthealthcare.com/spirulina.html, truy cập ngày 25.12.2010 Parry Nutraceuticals The Role of Parry Organic Spirulina in Health Management, 10.2010 Công ty TNHH Thiên Thần Cuộc Sống, http://www.spirulina.com.vn/Service.aspx?ctype=S&cid=&id=28, truy cập ngày 29.12.2010 Trung tâm công nghệ sinh học, Trƣờng Đại Học Quốc Gia Hà Nội, http://www.biotechvnu.edu.vn, truy cập ngày 04.01.2011 Công ty Vĩnh Hảo, http://www.vinhhao.com/News.aspx?NewsID=42, truy cập ngày 15.12.2010 Amha Belay, Ph.D Sumary of Studies on the Health Benefits of Spirulina (Arthrospira): A Literature Review, 2007, Earthrise 10 Niels T Eriksen Production of Phycocyanin – a pigment with applications in biology, biotechnology, foods and medicine Appl Microbiol Biotechnol, 2008, 80, – 14 11 Silveira et al Optimization of Phycocyanin extraction from Spirulina platensis using factorial design Bioresource Technology 98, 1629 – 1634, 2007 12 Silva et al Experimental Design as a Tool for Optimization of C Phycocyanin Purification by Precipitation from Spirulina platensis J Braz Chem Soc., Vol 20, No.1, – 12, 2009 13 CC Moraes, S.J Kalil Strategy for a protein purification design using C – Phycocyanin extract Bioresource Technology 100, 5312 – 5317, 2009 Võ Ngọc Hân 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 Richard Kozlenko DPM, Ph D M P H and Ronald H Henson Lastest Scientific Research on Spirulina: Effect on the AIDS virus, Cancer and the Immune System, 1998 15 Romay et al C – Phycocyanin: A Biliprotein with Antioxidant, Anti – Inflammatory and Neuroprotective Effects Current Protein and Peptide, Science, 2003, 4, 207 – 216 16 Ganapathi Patil, K.S.M.S Raghavarao Aqueous two phase extraction for purification of C – Phycocyanin Boichemical Engineering Journal, 34, 156 – 164, 2007 17 Ganapathi Patil, S Chethana, A S Sridevi, K S M S Raghavarao Menthod to obtain C – Phycocyanin of hight purity Jounal of Chromatography A, 1127, 76 – 81, 2006 18 Nguyễn Hoài Hƣơng, Bùi Văn Thế Vinh, Bài giảng thực hành Hóa Sinh, 2009, Khoa Mơi trƣờng Cơng nghệ Sinh học, Trƣờng Đại học Kỹ Thuật Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh 19 Châu Phƣợng Quyên Luận văn tốt nghiệp đại học: Khảo sát – nghiên cứu phƣơng pháp tách Phycocyanin tảo Spirulina, 2010, Trƣờng Đại học Cần Thơ Võ Ngọc Hân 55 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ Độc lập- Tự do- Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC - Cần Thơ, ngày 27 tháng 12 năm 2010 ********* ĐỀ CƢƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Năm học: 2010 – 2011 Tên đề tài “Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin” Sinh viên thực - Họ tên: Võ Ngọc Hân - MSSV: 2072146 - Ngành: Cơng nghệ Hóa học - Khóa: 33 Cán hƣớng dẫn ThS Phan Thế Duy – Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học – Khoa Công nghệ - Trƣờng Đại học Cần Thơ Đặt vấn đề Sự phát triển mạnh mẽ văn minh nhân loại mang lại thành tựu to lớn cho ngƣời Tuy nhiên, hệ phát triển nhiễm mơi trƣờng trầm trọng làm phát sinh vấn nạn sức khỏe cho cộng đồng Con ngƣời phải đối mặt với nhiều bệnh hiểm nghèo sức đề kháng ngày bị suy giảm trƣớc biến thể xâm nhập không ngừng loại siêu vi, độc chất có khắp nơi mơi trƣờng sản phẩm: thực phẩm, dƣợc phẩm, chất kích thích… Bên cạnh đó, nhu cầu dinh dƣỡng ngƣời ngày tăng cao Thực phẩm đƣợc sử dụng đáp ứng yêu cầu vài thành phần dinh dƣỡng mà cần có cấu trúc lý tƣởng thành phần chất: đƣờng, đạm, béo, vitamin, khoáng chất… nhằm đạt đƣợc yêu cầu cao sức khỏe thẩm mỹ Trƣớc nhu cầu đó, tảo Spirulina với hàm lƣợng chất dinh dƣỡng có giá trị cao: hàm lƣợng protein dồi dào, số axit béo thiết yếu, giàu vitamin khoáng chất… hoạt chất có khả chống oxy hóa chống lão hóa cao Chính vậy, từ đƣợc phát tảo Spirulina tạo đƣợc ý nhiều nhà khoa học Theo tổ chức y tế giới WHO, tảo Spirulina đƣợc xem nguồn dinh dƣỡng dƣợc phẩm tiềm kỷ 21 Tuy nhiên, tảo Spirulina đƣợc ứng dụng rộng rãi hoạt chất tảo có giá trị chúng đƣợc sử dụng trực tiếp dạng ngun chất Nhiều cơng trình nghiên cứu việc sử dụng tảo Spirulina tập trung vào việc chiết tách tinh hoạt chất tảo Vì thế, đề tài “Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin” xin góp phần vào cơng trình nghiên cứu chung để góp phần vào việc đƣa tảo Spirulina đƣợc sử dụng hiệu Mục tiêu đề tài - Tách chiết tinh Phycocyanin (chất tạo màu xanh) tảo Spirulina - Tạo sản phẩm bột Phycocyanin đủ tiêu chuẩn sử dụng thực phẩm - Tìm hiểu chứng minh mối quan hệ hàm lƣợng Phycocyanin protein Địa điểm, thời gian thực - Địa điểm: Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Hóa học, Khoa Cơng nghệ, Trƣờng Đại học Cần Thơ - Thời gian thực hiện: từ ngày 03/01/2011 đến ngày 17/04/2011 Giới thiệu thực trạng có liên quan tới vấn đề đề tài Tảo Spirulina ngày gây ý nhiều nhà khoa học, đặc biệt nhà khoa học y khoa vừa thực phẩm dinh dƣỡng tốt cho sức khoẻ vừa nguồn dƣợc phẩm tiềm Có nhiều nghiên cứu khoa học cho thấy chất màu Phycocyanin tảo Spirulina có khả ngăn chặn nhân virút, tăng sức đề kháng cho tế bào nhánh hệ miễn dịch dịch thể tạo kháng thể nhằm ngăn chặn bệnh ung thƣ Ở Việt Nam, công nghệ nuôi trồng tảo Spirulina bƣớc đầu phát triển việc sử dụng nguồn thực phẩm tiềm hạn chế Đa số sản phẩm từ tảo phải nhập từ nƣớc với giá thành cao Những nghiên cứu nhằm chiết tách hoạt chất tảo Spirulina giai đoạn bƣớc đầu cần đƣợc phát triển để đạt đƣợc kết tích cực Các nội dung giới hạn đề tài Các nội dung - Giới thiệu - Tổng quan - Phƣơng tiện phƣơng pháp nghiên cứu - Kết thực nghiệm bàn luận - Kết luận - Kiến nghị Giới hạn đề tài Từ công dụng bậc Phycocyanin nhiều lĩnh vực, đặc biệt chăm sóc sức khỏe điều trị bệnh, giới có nhiều cơng trình nghiên cứu phƣơng pháp chiết tách làm tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina cho sản phẩm Phycocyanin có độ tinh khiết cao đƣợc ứng dụng lĩnh vực: thực phẩm, dƣợc phẩm, phân tích… Tuy nhiên, giới hạn thời gian nên đề tài “Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin” dừng lại ứng dụng thực phẩm Phƣơng pháp thực đề tài Phƣơng pháp chiết tách Phycocyanin Sinh khối tảo tƣơi Khuấy Ly tâm Dịch chiết Đo độ hấp thu quang phổ Xác định nồng độ PC, độ tinh khiết hiệu suất Hình 1: Sơ đồ bƣớc thực quy trình chiết tách Phycocyanin từ tảo Spirulina Phƣơng pháp tinh Phycocyanin Tảo tƣơi + dung môi Khuấy Ly tâm Dịch chiết PC Thêm PEG 4000+ muối photphat Thêm (NH4)2SO4 đạt 20% nồng độ bão hòa Lắng 24h Khuấy đồng Dung dịch giàu PC Lắng 24h Thêm (NH4)2SO4 đạt 60% nồng độ bão hòa Lắng 24h Loại bỏ phần lắng Phycocyanin tinh khiết Hình 2: Sơ đồ quy trình tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina Phƣơng pháp thu sản phẩm bột Phycocyanin Dung dịch chứa PC độ tinh khiết cao Lọc rửa nhiều lần (loại tạp chất) Cô đặc Đông khô Sản phẩm dạng bột Hình 3: Sơ đồ quy trình tạo sản phẩm bột Phycocyanin 10 Kế hoạch thực Tuần Lƣợc khảo tài liệu    Thu dịch chiết Phycocyanin  Thực trình tinh PC                Thu sản phẩm PC dạng bột  Phân tích hàm lƣợng protein dịch chiết PC Tìm hiểu mối quan hệ lƣợng PC protein Viết   SINH VIÊN THỰC HIỆN Võ Ngọc Hân DUYỆT CỦA BỘ MÔN      10 11 12                    CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ThS Phan Thế Duy DUYỆT CỦA HĐLV & TLTN ... Spirulina Vì thế, đề tài ? ?Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin? ?? xin góp phần vào cơng trình nghiên cứu chung để góp phần vào việc đƣa Phycocyanin đƣợc... PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM Phƣơng pháp tạo sản phẩm bột Phycocyanin 4.3.1 Phƣơng pháp tạo bột Phycocyanin Dịch chiết Phycocyanin sau tinh Màng siêu lọc Lọc rửa Cô đặc Dung dịch Phycocyanin. .. NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN NĂM HỌC: 2010 – 2011 Họ tên cán hƣớng dẫn: Phan Thế Duy Tên đề tài: ? ?Nghiên cứu phƣơng pháp tinh Phycocyanin từ tảo Spirulina tạo sản phẩm bột Phycocyanin? ??