1.5. Các phương pháp trích ly và tinh chế canthaxanthin
1.5.1.1. Các phương pháp cơ học gián đoạn
Các phương pháp nghiền, nghiền bi và đồng nhất áp suất cao là các kỹ thuật phá vỡ tế bào được áp dụng phổ biến nhất cho cả quy mơ phịng thí nghiệm. Chúng dễ
mở rộng quy mơ hơn các phương pháp khác [33]. Tuy nhiên, yêu cầu năng lượng cao, trong quá trình nghiền dễ phát sinh nhiệt gây sự phân hủy carotenoid.
a) Phương pháp nghiền
Phương pháp nghiền thủ cơng với sinh khối ướt được báo cáo là có thể chiết xuất các chất màu từ vi tảo một cách hiệu quả [34]. Tuy nhiên, rất tốn thời gian và hầu như không thể mở rộng quy mô công nghiệp [35]. Nghiền đông lạnh, hoặc nghiền với nitơ lỏng, được báo cáo là hiệu quả cao, nhưng nó cũng có những hạn chế do chi phí cao khiến nó khơng thực tế đối với các ứng dụng quy mô công nghiệp.
b) Phương pháp nghiền bi
Phương pháp nghiền bi là phương pháp tiềm năng cho các hoạt động sản xuất quy mô lớn hơn so với nghiền thông thường. Phương pháp nghiền bi đã được chứng minh là hiệu quả nhất để chiết xuất carotenoid trong số các phương pháp khác như: hấp tiệt trùng, nghiền bi, vi sóng, sóng siêu âm, sốc thẩm thấu, đơng lạnh và rã đông và đông khô [33]; [35]. Hai loại máy nghiền bi hiện có sẵn trên thị trường, máy nghiền bi loại đập để sử dụng trong phịng thí nghiệm và loại máy nghiền bị loại trống quay thường sử dụng trong công nghiệp và sản xuất lớn. Trong cả hai loại, tốc độ quay của bi cao dẫn đến va chạm hoặc ma sát của các tế bào. Điều này có lợi thế là hiệu quả cao và giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm từ môi trường do không dùng đến dung môi. Nhưng phương pháp này cho hiệu quả thấp khi xử lý vi tảo có kích thước micromet nhỏ như C.vulgaris [36]. Hình dạng thùng chứa, tốc độ nghiền, số lượng bi, khối lượng mẫu, kích thước bi và loại bi đều có ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình phá vỡ tế bào.
c) Phương pháp sử dụng nồi hấp
Nồi hấp sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao và có thể phá vỡ thành tế bào vi sinh vật và chiết xuất một cách hiệu quả. Tuy nhiên, do tính chất nhạy cảm với nhiệt độ của carotenoid, các phương pháp như vậy có thể khơng hiệu quả để chiết xuất carotenoid.