CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.2 Phương pháp xử lý sau thu sinh khối
Sinh khối tảo mật độ cao được lọc qua màng lọc Polyester, đường kính mắt lưới 30àm hoặc để lắng. Sau giai đoạn thu sinh khối tảo mật độ cao, nước vẫn chiếm khoảng 70-80% khối lượng. Để loại bớt nước, chúng tôi tiến hành ly tâm liên tục tốc độ cao qua ba giai đoạn.
Giai đoạn đầu tiên, sinh khối tảo mật độ cao đƣợc đƣa vào máy ly tâm với vận tốc 1800 vòng/phút (v/p). Độ ẩm mẫu còn khoảng 50%.
Nghiên cứu xử lý sau thu sinh khối
Nghiên cứu điều kiện sấy tảo
Bột tảo Spirulina
Nghiên cứu bổ sung bột tảo vào lương khô
Sản phẩm lương khô có bổ sung bột tảo
Phương pháp sấy thông thường:
Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy Ảnh hưởng của độ dày mẫu
Ly tâm loại bớt nước Xử lý mùi tanh của tảo Xử
27
Giai đoạn hai, sản phẩm tiếp tục đƣợc đƣa vào máy ly tâm với tốc độ 2800 v/p. Lúc này thể tích mẫu đã giảm đi khoảng 60-70 lần. Độ ẩm của tảo ở giai đoạn này khoảng 40%. Do tảo Spirulina có mùi tanh nhƣ của tảo biển nên sau giai đoạn này chúng tôi tiến hành xử lý làm mất mùi tanh của tảo.
Giai đoạn ba, chúng tôi tiếp tục tiến hành ly tâm bằng máy ly tâm tốc độ cao, ly tâm liên tục 4000v/p, 36 l/h. Sản phẩm tảo đƣợc cô đặc lại thành dạng sệt (dạng paste). Độ ẩm mẫu lúc này khoảng 25%.
Nghiên cứu sử dụng chất thơm để che mùi tanh của tảo
Chúng tôi chọn sử dụng 3 loại mùi hương: vani, bưởi, chanh và bổ sung trực tiếp vào sản phẩm tảo Spirulina đã cô đặc lần 2. Theo các tài liệu nghiên cứu, lượng bổ sung hương vào thực phẩm là một lượng không đáng kể (chiếm khoảng 0,01% thể tích) [5]. Chúng tôi tiến hành thí nghiệm 4 công thức:
Đối chứng (ĐC): Mẫu tảo sau xử lý thu sinh khối Thí nghiệm 1: Mẫu tảo bổ sung hương vani
Thí nghiệm 2: Mẫu tảo bổ sung hương bưởi Thí nghiệm 3: Mẫu tảo bổ sung hương chanh
Tiến hành thí nghiệm đánh giá cảm quan mùi vị được thực hiện trên 30 người [12,13].
- Dụng cụ: các dụng cụ thông thường (đĩa, cốc, muỗng) - Phòng đánh giá: có đủ chỗ cho 30 người
- Mẫu đánh giá: ba mẫu tảo được bổ sung hương vani, bưởi và chanh.
- Trình độ người đánh giá: chưa trải qua đào tạo về ngành thựcphẩm - Cơ sở đánh giá: theo thang điểm từ 1- 10 (không thích – rất thích)
28
- Kết quả đánh giá: kết quả đƣợc ghi vào phiếu kết quả (trình bày ở phần phụ lục) và tính theo tổng điểm và điểm trung bình.
Xác định độ ẩm của tảo bằng phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi.
Trước hết cần chuẩn bị cát và xử lý như sau: đổ cát qua rây có đường kính lỗ 4 – 5mm. Rửa qua bằng nước máy, sau đó rửa bằng HCl bằng cách đổ axit vào cát rồi khuấy (một phần axit một phần cát). Để qua đêm sau đó rửa cát bằng nước máy cho đến khi hết axit (thử bằng giấy quỳ). Rửa lại bằng nước cất sau đó sấy khô, cho qua rây có đường kính lỗ 1 – 1,5 mm, rồi đem nung ở lò nung từ 550 - 6000C để loại chất hữu cơ. Giữ cát trong lọ đậy kín.
Chén đựng 10 – 20g cát sạch và một đũa thủy tinh bẹt đầu đƣợc sấy khô ở 1050C đến trọng lƣợng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm rồi đem cân chén trên cân phân tích, (chính xác đến 0,001g). Cân chính xác 2 – 10 g mẫu trong chén sấy. Cho chén sấy đựng mẫu vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 100 – 1050 C, trong 2 giờ. Lấy chén ra cho vào bình hút ẩm và đem cân. Tiếp tục sấy chén trong tủ sấy tiếp 30 phút, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và đem cân. Làm nhƣ vậy cho đến khi kết quả của hai lần cân cuối không đổi. Ghi kết quả của lần cân cuối. Sau đó cho vào cốc khoảng 10g mẫu. Cân tất cả ở cân phân tích với độ chính xác nhƣ trên.
Dùng que thủy tinh trộn đều mẫu với cát. Dàn đều thành lớp mỏng. Cho tất cả vào tủ sấy ở 100 – 1050C, sấy cho đến khi trọng lượng không đổi, thường tối thiểu là 6h. Trong thời gian sấy, cứ sau 1h lại dùng đũa thuỷ tinh đầu bẹt nghiền nhỏ các phần vón cục, sau đó dàn đều và tiếp tục sấy.
Sấy xong, làm nguội trong bình hút ẩm (20 -25 phút) và đem cân ở cân phân tích với độ chính xác nhƣ trên. Cho lại vào tủ sấy 100 – 1050C trong 30 phút, lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm (20 -25 phút) và đem cân nhƣ trên tới khi trọng lƣợng không đổi. Kết quả giữa hai lần cân liên tiếp không đƣợc cách nhau quá 0,5mg cho mỗi gam mẫu thử.
29
Tính kết quả: Độ ẩm theo phần trăm tính theo công thức:
X = (m1 – m2 ).100/( m1 -m ) Trong đó:
m: trọng lƣợng cốc cân, cát và đũa thủy tinh (g).
m1: trọng lượng cốc cân, cát, đũa thủy tinh và của mẫu trước khi sấy (g).
m2: trọng lƣợng cốc cân, cát đũa thủy tinh và của mẫu sau khi sấy (g).
Sai lệch giữa hai lần xác định song song không đƣợc lớn hơn 0,5%. Kết quả cuối cùng là trung bình của 2 lần lặp lại song song. Tính chính xác đến 0.01%.
2.2.3 Nghiên cứu điều kiện sấy tảo
Dựa trên cơ sở điều kiện thiết bị nghiên cứu, chúng tôi tiến hành nghiên cứu các điều kiện sấy tảo bằng phương pháp sấy thông thường
2.2.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy, hàm lượng protein và chỉ tiêu cảm quan màu sắc của tảo Spirulina:
Mẫu tảo xử lý sau thu sinh khối đƣợc lấy vào các đĩa petri, độ dày mẫu 1mm, sấy ở các mức nhiệt độ 50, 60 và 70oC đến khi độ ẩm mẫu không lớn hơn 5%. Mỗi thí nghiệm tiến hành 10 mẫu, 3 lần nhắc lại. Thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên.
Đối chứng (ĐC): mẫu tảo dạng sệt (dạng paste) Thí nghiệm 1: mẫu tảo đƣợc sấy ở 50oC
Thí nghiệm 2: mẫu tảo đƣợc sấy ở 60oC Thí nghiệm 3: mẫu tảo đƣợc sấy ở 70oC
Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl [3]:
30
Vô cơ hóa mẫu: cân 0,3g tảo rồi dung một ống giấy (không tro) cuộn tròn lại, cho mẫu vào tận đáy bình Kendan, tiếp tục cho 0,5g hỗn hợp xúc tác K2SO4/CuSO4 và 10ml H2SO4 đậm đặc. Để bình Kendan trên bếp điện trong tủ hotte và đun cho đến khi dung dịch trở nên trong suốt, lấy ra để nguội. Đƣa mẫu đã vô cơ hóa vào máy chƣng cất thu hồi nitơ UDK 142 và cái đặt chế độ cho máy.
Sử dụng hệ chuẩn H2SO4 – H3BO3 để xác định hàm lƣợng nitơ: 2ml H3BO3 2%, chỉ thị Tashiro, sau khi thu hồi đƣợc nitơ ta đem đi chuẩn độ với H2SO4 0,01N cho đến khi xuất hiện màu tím đỏ.
Hàm lƣợng N(%) đƣợc tính theo công thức sau:
N(%)=(Vt*0,14V*100)/(Vm*m) Trong đó:
Vt – lƣợng H2SO4 0,01N để chuẩn độ BO3- V – số mol dung dịch mẫu pha loãng (100ml) Vm – số mol dung dịch mẫu cất đạm
m – trọng lƣỡng mẫu đem vô cơ hóa (mg) 0,14 – số mg N tương đương 1ml H2SO4 0,01N Hàm lƣợng protein đƣợc tính theo công thức sau:
Protein = N * 6,25
Xác định trọng lƣợng khô của sinh khối tảo
Sấy giấy lọc ở nhiệt độ 70oC qua đêm, để nguội và đem cân, ghi lại trọng lƣợng G1. Lấy 10 ml dịch nuôi, lọc qua giấy lọc. Rửa phần trên giấy lọc bằng HCl để loại khoáng lẫn trong sinh khối. Giấy lọc cùng với sinh khối trên giấy lọc
31
đƣợc sấy ở 70oC qua đêm. Làm nguội trong bình hút ẩm và đem cân, ghi lại trọng lƣợng G2.
Kết quả: Trọng lƣợng khô (DW) đƣợc xác định theo công thức
) / ( 10 1000
1
2 G x g l
DW G
Trong đó: 10 là thể tích dịch nuôi, ml 1000 là số chuyển đổi từ ml sang l
G2 là trọng luợng giấy lọc và sinh khối đã sấy, g G1 là trọng luợng giấy lọc đã sấy, g.
2.2.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng đường tổng số của tảo Spirulina.
Mẫu tảo xử lý sau thu sinh khối đƣợc lấy vào các đĩa petri, độ dày mẫu khoảng 1mm, sấy ở các mức nhiệt độ 50, 60 và 70oC đến khi độ ẩm mẫu không lớn hơn 5%. Mỗi thí nghiệm tiến hành 10 mẫu, 3 lần nhắc lại. Thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên.
Đối chứng (ĐC): mẫu tảo dạng sệt Thí nghiệm 1: mẫu tảo đƣợc sấy ở 50oC Thí nghiệm 2: mẫu tảo đƣợc sấy ở 60oC Thí nghiệm 3: mẫu tảo đƣợc sấy ở 70oC
Chúng tôi xác định hàm lượng đường tổng số theo phương pháp Phenol thí nghiệm lặp lại 3 lần và tiến hành nhƣ sau:
Bước 1. Ly trích đường
32
Nghiền tảo, sau đó cân 2g tảo đã nghiền nhuyễn cho vào cốc thủy tinh 50 ml, cho thêm 10 ml cồn 90o vào. Đun cốc trên nồi cách thủy cho sôi 3 lần (mỗi lần sôi lấy cốc ra cho nguội bớt rồi đặt trở lại). Khuấy đều bằng que thủy tinh, để nguội, lọc qua giấy lọc (giữ cặn, không đổ cặn lên giấy lọc). Sau đó thêm 10 ml cồn 80o vào cốc chứa cặn, khuấy đều, đun sôi 2 lần trên nồi cách thủy. Để nguội, lọc. Tiếp tục làm nhƣ vậy khoảng 2 lần. Sau đó đƣa cặn lên giấy lọc và tráng cốc 2 – 3 lần bằng cồn 80o nóng (nước tráng cũng cho cả lên giấy lọc). Dịch lọc cho bay hơi ở nhiệt độ phòng hoặc đun nhẹ trên nồi cách thủy để cồn bay hơi hết. Pha loãng cặn thu được với nước cất thành 50 ml. Để lắng, dung dịch này đem đi hiện mầu để xác định hàm lượng đường.
Bước 2. Thực hiện phản ứng mầu
Hút 1 ml dung dịch ở trên cho vào ống nghiệm rồi thêm vào 1 ml dung dịch phenol 5%. Sau đó cho chính xác 5 ml H2SO4 đậm đặc vào ống nghiệm (không để giây axit vào thành ống). Để 10 phút rồi lắc, giữ trên nồi cách thủy 10 – 20 phút ở 25 – 30o C để hiện mầu.
Bước 3. Xây dựng đường chuẩn.
Trị số mật độ quang của của dung dịch cần định lƣợng cần đƣợc khấu trừ đi trị số mật độ quang của ống thử không. Từ đó, ta xây dựng một đường cong chuẩn.
Tính kết quả: Dựa vào đường chuẩn nồng độ x μg/ml trong mẫu cần đo được xác định. Từ đó, lượng đường tổng số chứa trong 100g mẫu được tính theo công thức dưới đây:
. .10 . .1006 T .
x k v
Đ V m
Trong đó: ĐT: Hàm lượng đường tổng số (%)
x: Hàm lượng đường tương ứng trên đường chuẩn (μg/ml).
33 k: Hệ số pha loãng.
V: Thể tích dịch đường ban đầu (ml) v: Thể tích mẫu đem phân tích (ml) m: Trọng lƣợng mẫu (g)
2.2.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày mẫu đến thời gian sấy và tốc độ sấy tảo Spirulina.
Để nâng cao hiệu quả sấy khô tảo, cũng nhƣ tăng khối lƣợng bột tảo thu đƣợc sau mỗi quy trình sấy. Chúng tôi tiến hành thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của độ dày mẫu tảo. Các mẫu được lấy vào đĩa petri với lượng khác nhau có độ dày lần lƣợt là 1, 3, 5 mm và đƣợc sấy trong điều kiện nhiệt độ 60oC trong 7h.