nghiên cứu sấy phun phlorotannin thu nhận từ rong mơ sargassum thu mẫu tại bờ biển khánh hòa

i

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án này, trước tiên em xin gửi tới Ban giám hiệu trường Đại
học Nha Trang, lãnh đạo phòng Đào tạo Đại học và Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ
Thực phẩm lòng biết ơn và niềm tự hào đã được học tập tại trường trong những năm
qua.
Lòng biết ơn sâu sắc xin được dành cho Ths. Nguyễn Thị Mỹ Trang- Bộ
môn Đảm bảo Chất lượng và An toàn Thực phẩm và Ths. Đặng Xuân Cường-
phòng Hóa phân tích và Triển khai Công nghệ- Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công
nghệ Nha Trang đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện
đồ án vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm
và các khoa khác trong nhà trường đã tận tình dạy dỗ em trong suốt quá trình học tại
trường.
Xin cảm ơn cô Lê Thiên Sa- quản lý phòng thí nghiệm Công nghệ Thực
phẩm và các thầy cô tại trung tâm thí nghiệm thực hành đã giúp đỡ và tạo mọi điều
kiện cho em trong quá trình thực hiện đề tài.
Xin cám ơn ba mẹ và gia đình đã tạo điều kiện về vật chất và ủng hộ về tinh
thần giúp em vượt qua mọi chặng đường học tập vất vả.
Nha Trang, tháng 6 năm 2012.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Nga






ii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về phlorotannin 2
1.1.1 Nguồn gốc và đặc điểm phlorotannin 2
1.1.2. Cơ chế, hoạt tính chống oxy hóa và ứng dụng của phlorotannin 4
1.1.2.1. Cơ chế chống oxy hóa của phlorotannin 4
1.1.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa của phlorotannin 5
1.1.2.3. Ứng dụng của phlorotannin 8
1.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và hoạt tính của phlorotannin 10
1.3. Các nghiên cứu về phlorotannin ở Việt Nam và trên thế giới 12
1.3.1. Tình hình nghiên cứu về phlorotannin ở Việt Nam 12
1.3.2. Tình hình nghiên cứu phlorotannin trên thế giới 14
1.4. Cơ sở lý thuyết và thiết bị sấy phun 15
1.4.1. Cơ sở lý thuyết sấy phun 15
1.4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy sấy phun. 18
1.4.2.1. Cấu tạo chung 18
1.4.2.2. Nguyên tắc hoạt động 20
1.4.2.3. Thông số kỹ thuật 21
1.4.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 21
1.4.3. Phân loại thiết bị sấy phun. 21
1.4.4. Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ sấy phun. 22
1.4.4.1. Ưu điểm 22
1.4.4.2. Nhược điểm 23
1.4.5. Một số thiết bị dùng trong sấy phun 23
1.4.5.1. Máy sấy phun sương 23
1.4.5.2. Máy sấy phun ly tâm tốc độ cao 24
iii

1.4.5.3. Máy sấy phun tạo hạt áp lực cao 25
1.4.5.4. Máy sấy phun SD-05 27
1.4.6. Cơ sở xác định điều kiện sấy phun 30
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
2.1. Đối tượng nghiên cứu 32
2.2. Phương pháp nghiên cứu 32
2.2.1. Phương pháp phân tích hóa học 32
2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 32
2.2.2.1. Quy trình dự kiến sấy phun phlorotannin 32
2.2.2.2. Bố trí thí nghiệm 33
2.3. Hóa chất và thiết bị chủ yếu 40
2.3.1. Hóa chất: 40
2.3.2. Thiết bị chủ yếu: 40
2.4. Phương pháp xử lý số liệu. 40
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41
3.1. Kết quả khảo sát chất trợ sấy. 41
3.2. Xác định tỷ lệ chất trợ sấy 44
3.3. Xác định áp suất bơm 47
3.4. Xác định tốc độ bơm 49
3.5. Xác định nhiệt độ đầu vào 53
3.6. Xác định nhiệt độ đầu ra 56
3.7. Đề xuất quy trình sấy phun tạo bột phlorotannin chống oxy hóa 58
3.8. Sơ bộ đánh giá chất lượng bột phlorotannin chống oxy hóa 59
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 61
1. KẾT LUẬN 61
2. ĐỀ XUẤT 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy sấy phun SD-05 29
v

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của phlorotannin chiết từ rong Eclonia cava 2
Hình 1.2. Máy sấy phun 18
Hình 1.3. (a)-Cơ cấu phun áp lực; (b)-Cơ cấu phun bằng khí động 18
Hình 1.4. Buồng sấy 19
Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống sấy phun 20
Hình 1.6. Phân loại thiết bị theo chiều của tác nhân sấy 22
Hình 1.7. Máy sấy phun sương 23
Hình 1.8. Máy sấy phun ly tâm tốc độ cao LPG 25
Hình 1.9. Máy sấy phun áp lực cao ký hiệu YPG 26
Hình 1.10. Máy sấy phun SD-05 27
Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy sấy phun SD-05 28
Hình 2.1. Sơ đồ dự kiến sấy phun phlorotannin từ dịch chiết rong mơ 33
Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát chất trợ sấy 34
Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tỷ lệ chất trợ sấy 35
Hình 2.4. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát áp suất bơm 36
Hình 2.5.Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tốc độ bơm 37
Hình 2.6. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát nhiệt độ đầu vào 38
Hình 2.7. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát nhiệt độ đầu ra 40
Hình 3.1. Ảnh hưởng của chất trợ sấy đến lượng phlorotannin trong bột sau
khi sấy 41
Hình 3.2. Ảnh hưởng của chất trợ sấy đến hoạt tính chống oxy hóa tổng số 41
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất trợ sấy bổ sung đến hàm lượng
phlorotannin thu được trong bột sau sấy 44
Hình 3.4. Sự ảnh hưởng của tỷ lệ maltodextrin bổ sung vào dịch chiết đến
hoạt tính chống oxy hóa tổng 45
Hình 3.5. Ảnh hưởng của áp suất bơm đến hàm lượng phlorotannin trong bột

sau sấy 48
vi

Hình 3.6. Ảnh hưởng của áp suất bơm đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của
phlorotannin 48
Hình 3.7. Ảnh hưởng của tốc độ bơm nhập liệu đến hàm lượng phlorotannin
trong bột 50
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tốc độ bơm nhập liệu đến hoạt tính chống oxy hóa
tổng 50
Hình 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của quá trình sấy đến hàm lượng
phlorotannin trong bột sau sấy 53
Hình 3.10. Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của quá trình sấy đến hoạt tính
chống oxy hóa tổng 54
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ đầu ra đối với hàm lượng của
phlorotannin trong sản phẩm 56
Hình 3.12. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đầu ra đối với hoạt tính chống oxy hóa
tổng 56
Hình 3.13. Quy trình sấy phun dịch chiết phlorotannin tạo bột chống oxy hóa 58

vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ACE: Angiotensin I-converting enzyme
DDPH: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrasyl
EC: Eckloniacava
ESR: Electron sprin resonance
ROS: Regulated Oxygen System
UV: Untraviolet
UV-B: Ultraviolet-Biological
UVR: Ultraviolet iradiation

1

MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế, đời sống con người ngày
càng được nâng cao thì vấn đề sức khỏe là vấn đề luôn được quan tâm hàng đầu. Vì
vậy người tiêu dùng ngày càng có xu hướng lựa chọn những thực phẩm tốt cho sức
khỏe, như các dạng thực phẩm có chứa hợp chất chống oxy hóa, chống lão hóa, bảo
vệ tim mạch.
Biển nước ta có trữ lượng rong mơ rất lớn, trong rong mơ có chứa những hoạt
chất có hoạt tính sinh học có giá trị trong thực phẩm, dược liệu như: Iod, alginate,
fucoidin, phlorotannin, các acid béo Do vậy rong mơ đang là đối tượng được các
nhà khoa học quan tâm. Hiện nay các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu về
phlorotannin- một chất có khả năng chống oxy hóa chỉ có ở rong nâu.
Được sự đồng ý của Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang và
khoa Công nghệ Thực phẩm, em thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu sấy phun
phlorotannin thu nhận từ rong mơ Sargassum thu mẫu tại bờ biển Khánh Hòa” với
mục đích xác định một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun tạo bột
phlorotannin và hoạt tính chống oxy hóa. Từ đó tìm ra điều kiện sấy phun mang lại
hiệu quả tốt nhất, ít ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxy hóa và lượng phlorotannin
thu được là nhiều nhất.
Nội dung đề tài:
1)Xác định một số thông số cho quá trình sấy phun phlorotannin: xác
định chất trợ sấy, tỷ lệ bổ sung chất trợ sấy, nhiệt độ sấy,…
2) Đề xuất quy trình sấy phun phlorotannin;
3) Sơ bộ đánh giá chất lượng bột phlorotannin;
Bước đầu tiếp cận với nghiên cứu khoa học, trong điều kiện kiến thức còn
hạn chế, điều kiện cơ
sở

vậ

t chất, kinh phí nghiên cứu còn thiếu thốn, ngoài việc nỗ
lực của bản thân, sự giúp đỡ của người hưỡng
dẫn

cùng
các giáo viên phụ trách
phòng thí nghiệm của trường Đại học Nha Trang, tôi đã hoàn thành đề tài được
giao. Tuy nhiên, đề tài không tránh khỏi những hạn chế, rất mong sự quan tâm và
góp ý kiến của quý thầy cô, các anh chị và các bạn.
2

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về phlorotannin
1.1.1. Nguồn gốc và đặc điểm phlorotannin
Tannin [21] được coi là hợp chất tự nhiên phân bố rộng rãi nhất trong thực
vật. Các polyphenol này thường được chia thành các nhóm riêng biệt theo cấu trúc
của chúng. Chúng bao gồm các flavonoid hoặc các polyme acid galic của thực vật
trên cạn, trong khi đó rong biển có chứa các đơn vị phloroglucinol (1,3,5-
trihydroxybenzene), sau này chúng được gọi với cái tên là phlorotannin.
Theo Ragan M. A [21] thì phlorotannin được định nghĩa như sau: Chúng là
polyme sinh học được hình thành từ gốc phloroglucinol (1,3,5 trihydroxybenzen) và
các gốc này liên kết với nhau bằng nhiều cách khác nhau. Cho đến nay, trên thế giới
có một số cấu trúc của các hợp chất thuộc nhóm phlorotannin từ rong Nâu đã được
xác định và nhiều dịch chiết thô của chúng đã được khảo sát hoạt tính sinh học. Là
những hợp chất có kích thước phân tử nằm trong khoảng (từ 126DA đến 650kDA)
và có thể chia thành 6 nhóm cụ thể: fucols, phlorethols, fucophlorethols, fuhalols,
isofuhalolsvà eckols (hình 1.1), đặc trưng bởi sự khác biệt trong bản chất các mối liên kết
cấu trúc giữa các đơn vị phloroglucinol và số lượng nhóm hydroxyl có trong nó.

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học
của phlorotannin chiết từ
rong Eclonia cava:
Phloroglucinol (1),
Tetrafucol A (2),
Tetraphlorethol B (3),
FucodiphloretholA(4),
Tetrafuhalol A (5),
Tetraisofuhalol (6 ),
Phlorofucofuroeckol (7).

3

Phlorotannin chỉ được tìm thấy ở tảo nâu (Phaeophyceae) và sinh tổng hợp
thông qua con đường acetate-manolate trong bộ máy Golgi trong khu vực
perinuclear của tế bào và được lưu trữ trong các túi gọi là physodes. Là dung dịch
không màu và có tính acid, bình thường phlorotannin không được tiết ra ngoài tế
bào chỉ đến khi tế bào bị tổn thương thì chúng mới được tiết ra để bảo vệ.
Phlorotannin có một loạt các vai trò trao đổi chất, bao gồm cả sơ cấp (ví dụ như xây
dựng thành tế bào) và thứ cấp (ví dụ như phòng vệ chống lại các sinh vật ăn tảo và
bảo vệ khỏi tia tia cực tím). Các hợp chất phlorotannin chủ yếu được coi như các tác
nhân hóa học phòng vệ [21].
Trong một nghiên cứu của các nhà khoa học Đức về việc tạo thành
phlorotannin và oxy hóa lipid, như một khả năng để bảo vệ chống lại bức xạ cao và
tia cực tím [18] có chỉ ra rằng: Bức xạ UV-B và bức xạ quang hoạt động cao (PAR)
đã được chứng minh là có tác động bất lợi trên sinh vật biển. Các tác động của bức
xạ UV-B trên các sinh vật đa dạng và dao động từ tế bào đến các mô và cấu trúc bậc
cao hơn. Trên cấp độ tế bào, ức chế gây tổn thương DNA, thay đổi về hình thái tế
bào, số lượng tế bào, ức chế quá trình quang hợp và thay đổi thành phần của các
acid béo. Những thiệt hại do bức xạ có thể là kết quả peoroxy hóa lipid của màng tế

bào macroalgal, để ngăn chặn quá trình oxy hóa trong tế bào, các chất chống oxy
hóa như phlorotannin được tổng hợp. Trong số nhóm chất của tảo nâu, chỉ có một
nhóm của polyphenolic, các phlorotannin, là có thể được coi như là một chỉ số về
bảo vệ khỏi UV và khả năng thích nghi đối với UVR. Trong giới hạn bào tử,
phlorotannin được đặt trong túi hình cầu của màng liên kết (physodes) được phân
phối ngẫu nhiên trên toàn tế bào. Phlorotannin trong tảo trưởng thành nằm trong
thành tế bào và tế bào chất cũng như trong các tế bào biểu bì lớp ngoài cùng, trong
vỏ tế bào và tận cùng phía trong của tủy cây. Phlorotannin được dựa trên monomer
phloroglucinol và có ý kiến cho rằng được hình thành thông qua con đường acetate
malonate liên quan đến phức enzyme tổng hợp polyketide. Chúng được chỉ ra ở tảo
nâu Saccharina latissima rằng, phlorotannin được hình thành có nguồn gốc từ chất
béo lưu trữ ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành liên kết trao đổi chất lipid với
4

hoạt tính chống oxy hóa tiềm ẩn. Phlorotannin có rất nhiều chức năng cũng như
đóng vai trò quan trọng về sinh thái và đáp ứng một số các thông số môi trường,
chẳng hạn như độ mặn, chất dinh dưỡng và ánh sáng sẵn có cũng như UVR và bức
xạ cao. Tuy nhiên, thuộc tính quan trọng nhất của phlorotannin trong nghiên cứu này
là khả năng hấp thụ ở bước sóng tia cực tím trong khoảng (6, 11, 18, 19, 40-
42) và quét các gốc tự do hoạt động của chúng (chất chống oxy hóa). Phlorotannin có
thể được tích hợp hoặc đi vào trong thành tế bào là chất hỗ trợ hoặc được giải phóng
thông qua quá trình tiết dịch vào môi trường nước xung quanh, tạo ra cái gọi là tia
cực tím refugia để bảo vệ các tế bào khỏi các bức xạ có hại và động vật ăn tảo.
Polyphenol và phlorotannin được biết đến là những chất chống oxy hóa tự nhiên.
Polyphenol được tạo nên từ nhiều liên kết vòng và vòng thêm nghĩa là các điện tử
có thể được hấp thụ từ các gốc tự do độc hại. Trong khi các chất chống oxy hóa có
thể có hai hoặc bốn vòng một đơn vị thì các phlorotannin được chiết ra từ tảo nâu
có đến 13 vòng hoạt động do đó khả năng liên kết với các gốc tự do lớn hơn nên
hoạt động chống oxy hóa đạt được hiệu quả cao.
Tác dụng sinh học của các phlorotannin được giải thích là do chúng có tác

dụng khử các gốc tự do, giống như tác dụng của các chất chống oxy hóa. Các gốc tự
do được sinh ra và tích luỹ trong quá trình sống, chính là nguyên nhân dẫn đến bệnh
tật và làm tăng tốc độ quá trình lão hoá cơ thể con người. Nhiều nghiên cứu đã cho
thấy tác dụng của phlorotannin ở mức độ khác nhau đối với bệnh ung thư, bệnh tim
mạch, bệnh cao huyết áp, bệnh đường ruột, bệnh răng và có tác dụng làm chậm quá
trình lão hoá, tăng tuổi thọ.
1.1.2. Cơ chế, hoạt tính chống oxy hóa và ứng dụng của phlorotannin
1.1.2.1. Cơ chế chống oxy hóa của phlorotannin
Cơ chế chống oxy hóa của phlorotannin tương tự như cơ chế chống oxy hóa
của polyphenol. Polyphenol được coi là chất chống oxy hóa hữu hiệu nhất hiện nay
(gấp 100 lần vitamin C và gấp 25 lần vitamin E). Sự oxy hóa các hợp chất
polyphenol có ý nhĩa rất lớn trong sinh tổng hợp nhiều chất tự nhiên như licnhin,
alkaloid và melanin. Sự tạo thành các hợp chất này có thể giải thích bằng cơ chế bắt
5

gốc tự do, trong đó ở giai đoạn đầu các hợp chất monomer phenol xuất hiện các gốc
phenol. Ở giai đoạn sau, xảy ra sự ghép đôi các gốc tự do với sự tạo thành mối liên
kết C-C hoặc C-O-C phụ thuộc vào kiểu ghép đôi [7]. Khả năng chống oxy hóa
mạnh của polyphenol được giải thích dựa trên số lượng lớn các nhóm hydroxyl
trong công thức của chúng, nó cho phép tiếp nhận electron một cách dễ dàng, tức là
chúng có khả năng ngăn chặn sự hình thành các gốc tự do.
1.1.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa của phlorotannin
Hoạt tính sinh học của phlorotannin được công bố nhiều nhất là hoạt tính
chống oxy hóa. Hoạt tính này được nghiên cứu thông qua khảo sát khả năng quét
các gốc DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrasyl), gốc hydroxyl (-OH), các anion như
superoxide anion (O
2
-
), khử săt (III), tạo phức chelat với các ion hóa trị (II) và oxy
hóa lipid của chúng.

Các nhà khoa học Mexico đã xác định khả năng quét các gốc DPPH, anion
O
2
-
và hoạt tính khử của hỗn hợp các chất thuộc nhóm phlorotannin được chiết từ
một số loài rong nâu sinh trưởng tại vùng biển nhiệt đới tại Mexico. Họ đã thu các
phlorotannin bằng chiết lạnh, sử dụng dung môi là dichloromethanol : methanol
(2:1) trong 20 giờ. Kết quả thu được cho thấy tất cả tổng phlorotannin được chiết từ
các loài rong (Lobophora variegata, padina gymnospora, Dictyota Cervicornis và
một số loài rong thuộc chi Sargassum, chi Turbianaria) đều có hoạt tính chống oxy
hóa với giá trị EC
50
của gốc DPPH tương ứng như sau: Lobophora variegata:
0.32±0.01 mg/ml, padina gymnospora: 3,45 mg/ml, chi Sargassum: từ 6.64 đến
7.14 mg/ml, chi Tubinaria: 8,85 mg/ml và chi Dictyola: 6.42 mg/ml. Ngoài ra tổng
phlorotannin chiết từ loài Labophora variegata còn thể hiện khả năng quét gốc
anion O
2
-
và tính khử mạnh [24].
Hoạt động chống oxy hóa của phlorotannin tinh chế từ Ecklonia cava đã
được một nhóm các tác giả người Hàn Quốc nghiên cứu và công bố [20]: Các hoạt
động chống oxy hóa tiềm năng của ba phlorotannin (phloroglucinol, eckol và
dieckol) tinh chế từ Ecklonia cava thu ở đảo Jeju đã được nghiên cứu để đánh giá
giá trị tiềm năng của chúng như là các sản phẩm tự nhiên chống oxy hóa trong thực
6

phẩm hoặc ứng dụng mỹ phẩm. Trong nghiên cứu này, chất chống oxy hóa họat
động được đo bằng phương pháp quang phổ cộng hưởng quay điện tử (ESR). Quá
trình quét các gốc tự do có thể gây ảnh hưởng với các gốc tự do như 1,1-diphenyl-2-

picrylhydrazyl (DPPH), alkyl, hydroxyl (HO•) và gốc tự do superoxide anion (O
2
•
-
) và nghiên cứu thử nghiệm đối với bảo vệ hiệu quả chống lại thiệt hại DNA qua
trung gian H
2
O
2
. Kết quả cho thấy tất cả các phlorotannin có DPPH tiềm năng,
alkyl, hydroxyl và hoạt động quét gốc tự do. Đặc biệt, các mẫu eckol scavenged
khoảng 93% của DPPH 0,25, 0,5, 1 mg / mL của các nồng độ và cao hơn so với các
phlorotannin khác, ví dụ như mẫu phloroglucinol và dieckol. Ngoài ra, bảo vệ hiệu
quả của các phlorotannin chống lại thiệt hại DNA qua trung gian H
2
O
2
tăng với
nồng độ gia tăng của các mẫu thí nghiệm trên chuột L5178 T-cell lymphoma tế bào
dòng (L5178Y-R). Từ những kết quả này cho thấy rằng ba phlorotannin tinh chế từ
E. cava có tiềm năng tác dụng ức chế thiệt hại DNA qua trung gian H
2
O
2
và các gốc
tự do độc hại và có thể được sử dụng như chất chống oxy hóa trong các ngành công
nghiệp mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm.
Trong một nghiên cứu tại Hàn Quốc[26] đã chỉ ra các tác dụng ức chế của
phlorotannin từ các phần phân đoạn của dịch chiết EC đến sự oxy hóa, đã được
kiểm tra trong các nguyên bào sợi biểu bì của con người (HDFs) liên quan đến hình

thành nếp nhăn và viêm nhiễm tế bào bạch cầu như U-937 và HL-60. Trong số các
phần phân đoạn của dung môi, phlorotannin từ phần ethyl acetate gây hiệu ứng quét
gốc tự do cao nhất, cao nhất trên DPPH căn bản, quét các gốc tự do hydroxyl và
alkyl một cách triệt để thông qua phân tích quang phổ cộng hưởng xoay điện tử
(ESR). Các mức độ ROS trong tế bào, peoroxy hóa lipid và quá trình oxy hóa
protein đo bằng cách sử dụng 2,-dichlorofluorescin 7'diacetate (DCFH-DA),
diphenyl-1-pyrenylphosphine (DPPP) và hydrazine 2,4-dinitro-phenyl, tương
ứng. Mức độ của chúng đã được giảm đáng kể khi có sự hiện diện của phlorotannin
từ ethyl acetate phần nhỏ so với các phần phân đoạn khác thu được từ chiết xuất EC
(P <0,01). Phlorotannin từ ethyl acetate phần ức chế hoạt động myeloperoxidase
HL-60 tế bào được kích thích bởi TNFa. Hơn nữa, mức độ nội bào glutathione
7

(GSH) đã được tăng lên đáng kể phụ thuộc thời gian tồn tại của phlorotannin trong
tế bào. Vì vậy, những kết quả này cho thấy rằng phlorotannin chiết xuất từ EC có
thể có một tiềm năng điều trị trong công tác phòng, chống và điều trị một số bệnh
như hình thành nếp nhăn và tình trạng viêm mãn tính liên quan đến oxy hóa do căng
thẳng.
Trong một nghiên cứu của các nhà khoa học người Đức[19] chỉ ra rằng:
Phlorotannin được coi là một chất có khả năng bảo vệ cơ thể khỏi một loạt các yếu
tố gây căng thẳng, trong khi chất béo trong tế bào được biết đến là yếu tố cung cấp
nhiên liệu cho quá trình trao đổi chất khác nhau trong quá trình tạo thành và tiêu
diệt các bào tử. Ở đây, phlorotannin là sản phẩm trong zoospore/ gametophyte liên
quan đến quá trình trao đổi chất lipid, được điều tra lần đầu tiên trong thí nghiệm
nghiên cứu liên quan đến trao đổi chất. Thí nghiệm được thực hiện trên Ny-Ålesund
(Svalbard, Bắc cực) trong sự phát triển từ bào tử đến thể trung gian gametophytes
của tảo nâu Saccharina latissima hơn 20 ngày. Trong giai đoạn phát hành, thành
phần phlorotannin zoospores duy nhất là 1,5 × 10 -7 mg và 1,9 × 10 -7 mg trong
môi trường xung quanh. Sau khi phát hành, tổng số lượng của chất béo là 1,76 ×
10 -5 mg lipid zoospore -1có chứa các acid béo quan trọng 16:00, 18:00, 18:01 (n-

9), 18:02 (n-6) 18:03 (n-3), 20:04 (n-6), và 20:05 (n-3).Trong quá trình phát triển từ
bào tử đến gametophytes, giảm acid béo đã được quan sát qua kính hiển vi điện tử
và giảm 18:01 acid béo (n-9) 45-30% được đo bằng sắc ký khí đặc biệt. Trong khi
đó hàm lượng phlorotannin trong các bào tử vẫn ổn định, phlorotannin tích lũy
trong môi trường xung quanh của gametophytes 4,0 × 10 -7 mg phlorotannin bào
tử -1 cho thấy quá trình tiết dịch. Kết quả thu được hỗ trợ vai trò quan trọng và đa
chức năng của chất béo trong quá trình trao đổi chất zoospore/ gametophyte và có
thể cho thấy gametophytes của S. latissima cần khoảng 10 ngày để chuyển đổi sang
hình thức tự dưỡng, trở thành độc lập của các chất béo lưu trữ. Ngoài ra, acid béo có
thể đại diện cho một nguồn năng lượng cần thiết để cung cấp nhiên liệu cho phản
ứng thích nghi.
8

Viêm xương khớp được cho là gây ra bởi sự mất mát liên quan đến lão hóa
của sự cân bằng hằng định nội môi giữa thoái hóa và cơ chế sửa chữa xung quanh
mô sụn, trong đó trung gian viêm nhiễm chẳng hạn như phản ứng oxy, các cytokine
và prostaglandin dễ hình thành hơn trong điều kiện sinh lý không ổn
định. Phlorotannin là các hợp chất polyphenolic độc đáo mang dibenzo-1, 4-dioxin
bộ xương được tìm thấy ở thực vật trên cạn, nhưng chỉ tìm thấy ở một số loài tảo
nâu như Ecklonia và Eisenia. Chiết xuất giàu phlorotannin Ecklonia cava cho thấy,
hoạt động chống oxy hóa quan trọng như: DPPH triệt để quét các gốc tự do, giảm
ion sắt, loại bỏ peroxynitrite, và ức chế quá trình oxy hóa LDL. Vì vậy chúng có thể
chống oxy hóa trong cả hai giai bắt đầu hình thành và giai đoạn cuối của viêm
xương khớp. Chiết xuất giàu phlorotannin Ecklonia cava cũng cho thấy sự ức chế
đáng kể xuống dưới mức quy định của PGE2 thế hệ trong LPS xử lý RAW 246,7 tế
bào, và quan trọng hơn đối với con người trong quá trình suy thoái và tái tổ hợp
proteoglycan interleukin-1alpha, cho thấy sự tham gia và mang lại lợi ích trong việc
khắc phục các hậu quả sinh lý của bệnh viêm xương khớp [23].
1.1.2.3. Ứng dụng của phlorotannin.
Polyphenol là những chất chống oxy hóa, do đó chúng được ứng dụng trong

nhiều lĩnh vực. Ứng dụng được quan tâm nhiều nhất hiện nay là khả năng chống
oxy hóa và chữa bệnh của nó. Khả năng ngăn chặn có hiệu quả các quá trình oxy
hóa, đặc biệt là quá trình oxy hóa lipid, nên nhóm chất này được dùng để bổ sung
vào rất nhiều lĩnh vực như mỹ phẩm, dược phẩm và thực phẩm.
Riêng trong công nghệ thực phẩm, do đặc điểm có nguồn gốc từ tự nhiên,
đảm bảo tính an toàn, nên chúng được sử dụng chủ yếu như một chất phụ gia chống
oxy hóa nhằm thay thế cho các phụ gia tổng hợp thường dùng như: BHA (butyl
hydroxyl anisol), BHT (butyl hydroxyl toluen) , những chất này dễ gây tác dụng
xấu đến sức khỏe người tiêu dùng. Polyphenol chủ yếu được ứng dụng để làm bền
chất béo trong các sản phẩm bánh kẹo [7]
Ngoài ra polyphenol còn được sử dụng như thực phẩm chức năng, nhằm tăng
cường khả năng phòng ngừa và chữa bệnh của cơ thể. Phlorotannin trong tảo nâu
9

còn có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm bệnh, ức chế các quá trình phát triển của
tế bào ung thư, tế bào HIV, các bệnh thuộc hệ tuần hoàn như điều hòa lượng đường
huyết trong cơ thể và các bệnh về đường tiêu hóa. Chúng được bổ sung vào một số
thực phẩm chức năng với tác dụng làm giảm khó chịu, tăng cường chức năng gan,
hệ thống miễn dịch, tác dụng tốt đối với hệ tiêu hóa, chức năng của dạ dày, ruột và
duy trì khối lượng cơ.
Trong một nghiên cứu về hoạt tính của phlorotannin chiết xuất từ Eclonia
cava của các nhà khoa học Hàn Quốc Wajp Wijesinghe, Seok-Chun Ko và You-Jin
Jeon [36] có viết: Các polyphenols nổi bật lên như là một nhóm chất chính của sản
phẩm tự nhiên quan trọng đối với sức khỏe con người. Các bằng chứng khoa học
cho thấy rằng các polyphenol là chất chống oxy hóa tốt, có hiệu quả trong việc ngăn
ngừa bệnh tim mạch và viêm, và cũng có thể được sử dụng để phòng ngừa các tác
nhân hóa trị ung thư ứng dụng trong điều trị các chứng bệnh về viêm da dị ứng.
Phlorotannin (polyphenol, tảo nâu), một nhóm nhỏ của tannin, nhóm chất được
nghiên cứu ít nhất của tannin và chỉ được tìm thấy trong tảo nâu. Chúng được sản
xuất hoàn toàn trùng hợp phloroglucinol. Hơn nữa, rong biển màu nâu đã được công

nhận là nguồn tiềm năng của các hợp chất này. Dự kiến hàm lượng cao
phlorotannin hiện diện trong loài Ecklonia chịu trách nhiệm cho các hoạt động sinh
học khác nhau. Ít sự chú ý đã được đưa ra hoặc các hiệu ứng định tính hoặc định
lượng của phlorotannin trên cao huyết áp. ACE ức chế hoạt động của phlorotannin
từ E. mạch chủ và động học của họ đã không được báo cáo cho đến nay. Sự ức chế
enzyme Angiotensin I-converting (ACE) hoạt động là cơ chế phổ biến nhất là cơ sở
để hạ thấp huyết áp. Trong nghiên cứu, chiết xuất hữu cơ của tảo nâu Ecklonia
cava đã được chiết bằng cách sử dụng ethanol, ethyl acetate, chloroform, hexane và
diethyl ether làm dung môi, sau đó được kiểm tra hoạt tính ức chế ACE. Dịch chiết
xuất từ dung môi Ethanol cho thấy hoạt động ức chế ACE mạnh nhất với giá trị IC
50
là 0,96 mg/ ml. Năm loại phlorotannin, phloroglucinol, triphlorethol-A, eckol,
dieckol, và eckstolonol, đã được tìm thấy trong dịch chiết ethanol của E. cava, cho
thấy tiềm năng ức chế ACE. Dieckol là chất ức chế ACE mạnh nhất và đã được tìm
10

thấy là một chất ức chế không cạnh tranh chống lại ACE theo lô Lineweaver-
Burk. Dieckol đã có một hiệu ứng cảm ứng vào việc sản xuất NO trong EAhy926
của tế bào mà không có tác dụng gây độc tế bào. Kết quả nghiên cứu này chỉ ra
rằng, E. cava có thể là nguồn tiềm năng để thu phlorotannin với hoạt động ức chế
ACE sử dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng.
1.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng và hoạt tính của phlorotannin
Tảo biển, giống như thực vật quang hợp khác, được tiếp xúc với một sự kết
hợp của ánh sáng và oxy dẫn đến sự hình thành của các gốc tự do và các tác nhân
oxy hóa mạnh mẽ khác. Tuy nhiên, không có thiệt hại oxy hóa trong các thành phần
cấu trúc (axit béo không bão hòa đa) rong biển và sự ổn định của quá trình oxy hóa
trong quá trình lưu trữ cho thấy rằng các tế bào của chúng có tác động phòng ngừa,
bảo vệ hệ thống chống oxy hóa. Phlorotannin thường được xác định rằng có chức
năng phòng thủ hay bảo vệ, ví dụ như,chống lại động vật ăn cỏ, vi khuẩn, nấm, sinh
vật ô nhiễm và bức xạ UV-B, để hoạt động trong vết thương quy trình chữa bệnh,

hoặc trong xây dựng thành tế bào [40].
Phlorotannin là polyphenol được hình thành bởi các đơn vị polymerization
phloroglucinol (1,3,5-trihydroxybenzene) và chỉ được hình thành trong tảo nâu. Sự
thay đổi hàm lượng phlorotannin tổng số đã được nghiên cứu mạnh mẽ, đặc biệt ly
do tính chất thích nghi giả định của các hợp chất này ngăn chặn chống lại động vật
ăn cỏ. Hàm lượng phlorotannin tổng số thay đổi như là một phản ứng thích nghi với
môi trường, các yếu tố như chất dinh dưỡng, độ mặn và sự sẵn có ánh sáng, bức xạ
tia cực tím, và cường độ ăn thực vật đều có ảnh hưởng đến hàm lượng của
phlorotannin trong tảo nâu[31].
Phlorotannin có chức năng như một phòng vệ hóa học chống lại động vật ăn
thực vật và bức xạ tia cực tím, và sản xuất của phlorotannin đã được chứng minh là
được gây ra bởi cường độ gia tăng của các yếu tố này[22]
Phlorotannin thường tập trung trong màu nâu của rong biển, lượng
phlorotannin có trong rong biển là khác nhau giữa các loài, phụ thuộc vào kích
11

thước, độ tuổi của rong biển, độ mặn của nước biển, mùa, mức độ dinh dưỡng,
cường độ ánh sáng và nhiệt độ nước. Nồng độ của chúng có thể đạt tối đa trong
vùng ôn đới và nhiệt đới của Đại Tây Dương (lên đến 20% khối lượng chất khô của
rong biển màu nâu), và tối thiểu trong vùng nhiệt đới Thái Bình Dương và vùng Ấn
Độ- Thái Bình Dương [21]
Hàm lượng phlorotannin phụ thuộc vào điều kiện môi trường nơi tảo nâu
sinh sống và điều kiện thời tiết, mùa vụ. Trong các nghiên cứu về loài tảo nâu ở
vùng biển Địa Trung Hải thì, vào mùa hè hàm lượng phlorotannin được tổng hợp
nhiều nhất nhiều nhất còn mùa đông là ít nhất. Khi mức độ dinh dưỡng thấp và hạn
chế tăng trưởng, tăng mức độ ánh sáng dẫn đến carbon dư thừa có thể được sử dụng
cho sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp dựa trên carbon.Các dự đoán của mô hình
phụ thuộc vào sự sẵn có tương đối của carbon và nitơ cho các loại thực vật. Mô
hình này phù hợp với những quan sát vào việc sản xuất phlorotannin trên tảo nâu
trong phản ứng thay đổi mức độ dinh dưỡng và ánh sáng khá tốt,với polyphenolic

hiện diện ở nồng độ cao hơn khi hàm lượng nitơ thiếu hụt. Tiếp xúc với ánh sáng
mặt trời đã có một ảnh hưởng tích cực về hàm lượng phlorotannin tự nhiên trong
quần thể của hai tảo nâu, Ascophyllum nodosum và fucus vesiculosus. Ở tảo non thì
hàm lượng phlorotannin trong nó nhiều hơn so với tảo đã trưởng thành. Làm giàu
nitơ thì tảo tăng trưởng tăng cường đáng kể tuy nhiên nồng độ phlorotannin
giảm. Sắt làm phong phú thêm chứ một mình không có ảnh hưởng nồng độ
phlorotannin, nhưng ảnh hưởng đến hình dạng chứ không phải là kích thước tổng
thể của phôi. Không có sắt, làm giàu phốt pho không có hiệu lực từ ngày nồng độ
tăng trưởng nhưng phlorotannin giảm đáng kể.Làm giàu phốt pho và sắt đã có một
ảnh hưởng mạnh mẽ tiêu cực đến nồng độ phlorotannin. Nồng độ Phlorotannin tăng
trong tảo tiếp xúc với tia cực tím bức xạ. Các tác giả cho rằng phlorotannin có tác
dụng như màn hình cảm ứng chống lại bức xạ tia cực tím có hại vì phlorotannin hấp
thụ bức xạ UV-B [35].
Mô phỏng ăn thực vật (gây tổn thương cơ học) đã được được thực hiện để
tạo ra sản xuất phlorotannin trong một số nghiên cứu. Phlorotannin cảm ứng có thể
12

xảy ra nhanh chóng, trong vòng 1-3 ngày bị thương. Pavia vàToth phát hiện ra rằng
một vài tuần chăn thả gia súc bằng cây dừa cạn ốc Littorina obtusata có thể gây ra
việc sản xuất phlorotannin trong Ascophyllum nodosum, nhưng chăn thả bởi isopod
Idotea granulosa và mô phỏng ăn thực vật gây ra không đáng kể thay đổi nồng độ
phlorotannin. Họ đề xuất rằng mô hình chăn thả gia súc của L. obtusata, mà cuộc
sống và nguồn cấp dữ liệu trên một vài loài fucoid tảo, có thể là một yếu tố quan
trọng trong việc giải thích tự nhiên sự thay đổi ở các cấp độ của phlorotannin
trong A. Nodosum. Cảm ứng của một số động vật ăn cỏ và không phải chúng cho
thấy rằng động vật ăn cỏ tín hiệu cụ thể có liên quan. Toth và Pavia thử nghiệm xem
đường nước tín hiệu hóa học có thể là quan trọng trong cảm ứng của phlorotannin
trong A. nodosum.Họ phát hiện ra rằng các tín hiệu đường nước từ loài nhuyễn thể
tích cực cho ăn, L. obtusata, có thể gây ra phlorotannin sản xuất trong các cá nhân
không hề hấn gì của tảo biển, làm giảm tính ngon miệng của rong biển để phụ tiêp

theo chăn thả gia súc của động vật ăn cỏ. Phlorotannin sản xuất trong tảo
bẹ Laminaria hyperborea không gây ra như là kết quả của thiệt hại nhân tạo hoặc
chăn thả của loài ốc đá nắp Ansates pellucida hoặc ốc littorinid Lacuna vincta. Thay
vào đó, những động vật ăn cỏ này giảm nội dung phlorotannin của chăn thả Gốc tảo
bẹ liên quan đến điều khiển ungrazed [35].
Ngoài những thay đổi trong hàm lượng phlorotannin gây ra bởi các chất dinh
dưỡng, mức độ của phlorotannin cũng được tìm thấy có thay đổi ở màng tế bào như
là một phản ứng với các yếu tố môi trường như độ mặn, tính sẵn có ánh sáng, bức
xạ tia cực tím và cường độ ăn thực vật. Trong số các loài tảo bản địa, biến thể nội
dung phlorotannin có thể phát sinh từ phản ứng thay đổi môi trường hoặc từ sự phân
kỳ di truyền giữa các quần thể, hoặc cả hai [30].
1.3. Các nghiên cứu về phlorotannin ở Việt Nam và trên thế giới
1.3.1. Tình hình nghiên cứu về phlorotannin ở Việt Nam
Hiện nay việc nghiên cứu tách chiết và ứng dụng phlorotannin vào trong
thực phẩm tại Việt Nam đã và đang được Viện Nghiên Cứu và ứng dụng Nha Trang
tiến hành nghiên cứu:
13

- Năm 2009, Đặng Xuân Cường đã nghiên cứu thành công việc thu nhận dịch
chiết kháng khuẩn chứa polyphenol/ phlorotannin từ rong nâu Dictyota dichotoma
[1].
- Năm 2010 đến nay, nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách và sàng lọc
các chất phlorotannin có hoạt tính sinh học từ rong Nâu tại vùng biển Nam Trung
Bộ đang được thực hiện bởi Trần Thị Thanh Vân và cộng sự [37].
- Năm 2010 đến nay, thu nhận phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha
Trang - Khánh Hòa và thử nghiệm sử dụng phlorotannin làm thực phẩm chức năng
chống oxy hóa đang được thực hiện bởi Đặng Xuân Cường dưới sự hướng dẫn
chính của TS. Vũ Ngọc Bội và TS. Trần Thị Thanh Vân [38]. Ngoài ra có một số
công bố về chiết tách và nghiên cứu biến động phlorotannin từ rong nâu đã được
công bố bởi Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang.

- Sự tích lũy và phân bố phlorotannin chống oxy hóa trong một số loài rong
nâu sargassum Khánh Hòa theo thời gian sinh trưởng đã được công bố năm 2011
[2].
- Năm 2011, Đặng Xuân Cường, Trần Thị Thanh Vân, Vũ Ngọc Bội đã ứng
dụng mô hình đáp ứng bề mặt Box-Behnken trong tối ưu hóa công đọan chiết
phlorotannin từ rong nâu (Sargassum aemulum Sonder) Khánh Hòa [3].
- Tối ưu hóa quá trình chiết phlorotannin từ rong nâu Sargassum
baccularia ở Khánh Hòa, Việt Nam bằng phương pháp đáp ứng bề mặt được công
bố bởi tài liệu [15].
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết polyphenol từ loài rong
Sargassum mcclurei [4].
Ngoài ra có rất nhiều các nghiên cứu về hợp chất polyphenol đã được thực
hiện và công bố. Dưới đây là một số nghiên cứu về hợp chất này:
- Năm 2004, Hoàng Văn Hoan đã công bố kết quả nghiên cứu hoàn thiện
công nghệ tách chiết một số hoạt chất từ lá chè và củ nghệ cho ngành Hóa mỹ
phẩm và Dược liệu [41].
14

- Nghiên cứu chiết xuất và xác định tác dụng kháng oxy hóa của polyphenol
từ lá chè xanh Việt Nam đã được công bố [5]. - Kết quả nghiên cứu tách chiết và
xác định hoạt tính chống oxy hóa của các polyphenol từ vỏ khoai tây và khoai lang,
ứng dụng trong bảo quản thực phẩm được công bố bởi Nguyễn Đắc Vinh năm 2009
[6].
- Nghiên cứu quá trình tích lũy polyphenol từ chè xanh vụn và ứng dụng
trong sản xuất thực phẩm chức năng [42].
- Quy trình chiết xuất polyphenol từ vỏ trái Măng cụt được công bố bởi [13].
- Nghiên cứu chiết tách polyphenol từ cây điều để làm chất kháng Oxi hóa
được thực hiện bởi Nguyễn Thị Sương Mai [8].
Những sản phẩm dạng bột, đồ uống chứa polyphenol từ trà xanh hoặc một số
loại dược liệu có rất nhiều trên thị trường, tuy nhiên hàm lượng của chúng trong

từng sản phẩm rất thấp. Sản phẩm dạng bột hay đồ uống chứa phlorotannin
(polyphenol) từ rong biển chưa có bất kỳ một công bố nào ở Việt Nam được tìm
thấy.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu phlorotannin trên thế giới
Trên thế giới thì việc nghiên cứu về phlorotannin đã được chú ý và tiến hành
từ rất lâu, và đã có rất nhiều công bố về nghiên cứu hoạt chất này, đặc biệt là các
nghiên cứu ở Nhật Bản, Mỹ, Hàn quốc và một số nước trên thế giới về hoạt tính
kháng khuẩn, tác dụng chống dị ứng, khả năng chống oxy hóa:
- Hoạt động chống oxy hóa của phlorotannin tinh chế từ Ecklonia cava quét
gốc tự do bằng cách sử dụng ESR và H
2
O
2
qua trung gian ADN tổn thương [20].
- Một tác nhân tiềm năng chống oxy hóa và kháng viêm để điều trị viêm
xương khớp từ của Ecklonia cava.[23].
- Chất chống oxy hóa hoạt động trong macroalgae biển nhiệt đới từ bán đảo
Yucatan, Mexico [24].
- Sự ức chế tổn thương oxy hóa bởi phlorotannin từ của Ecklonia cava trong
nhân bình thường các nguyên bào sợi da và bạch cầu [26].
15

- Cải thiện và áp dụng các phương pháp hóa học thu các phlorotannin từ tảo
nâu[30].
- Biến đổi của các Phlorotannin trong các quần thể của Fucus vesiculosus
được xác định bằng sắc ký lỏng và định lượng so màu [31].
- Hoạt động ức chế của các chất dẫn xuất phlorotannin Alpha-glucosidase và
alpha-amylase từ Ecklonia cava[32].
- Hiệu lực của phlorotannin phân lập từ Ecklonia cava ức chế hoạt động trên
enzyme angiotensin I-converting (ACE) [36].

1.4. Cơ sở lý thuyết và thiết bị sấy phun
1.4.1. Cơ sở lý thuyết sấy phun
Sấy phun là phương pháp sấy nhanh bằng dòng không khí nóng, nhằm tạo ra
sản phẩm dạng bột từ các mẫu dạng lỏng hoặc dạng huyền phù trong trạng thái phân
tán, đồng nghĩa việc tách ẩm ra khỏi vật liệu giúp tăng độ bền và bảo quản sản
phẩm được lâu hơn. Sấy phun được sử dụng để làm khô dung dịch với nồng độ chất
khô thấp, có thể dễ dàng bơm qua một vòi phun tạo những hạt có kích thước rất nhỏ
dạng sương.
Sấy phun là một trong những công nghệ sấy công nghiệp chính do khả năng
sấy một bậc nguyên liệu từ dạng lỏng sang dạng bột khá đơn giản, dễ dàng kiểm
soát nhiệt độ và định dạng hạt sản phẩm một cách chính xác.
Nguyên lý sấy phun như sau: Không khí đi qua bộ lọc và bộ gia nhiệt được
đưa vào bộ phân phối không khí ở trên đỉnh thiết bị; khí nóng được đưa vào buồng
sấy đều theo hình xoáy trôn ốc. Một hệ phân tán mịn của nguyên liệu từ chất lỏng
hòa tan, nhũ tương, huyền phù đã được cô đặc trước đến nồng độ chất khô 40-60%,
được đưa đến buồng sấy từ máng nguyên liệu đi qua bộ lọc được bơm lên bộ phun
sương ở trên đỉnh của buồng sấy, làm nguyên liệu trở thành dạng hạt sương cực
nhỏ. Khi tiếp xúc với khí nóng, lượng nước có trong nguyên liệu nhanh chóng bay
hơi, nguyên liệu dạng lỏng được sấy khô thành thành phẩm trong thời gian cực
ngắn. Thành phẩm được phần đáy của buồng sấy và bộ phân cyclone khí xoáy đùn
ra ngoài, phần khí thừa còn lại được quạt gió hút và đẩy ra ngoài theo đường ống
16

dẫn khí thải. Tính phân tán, lưu động, của sản phẩm rất tốt. Thời gian mẫu tiếp xúc
với nhiệt độ cao ngắn nên ít gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm [33].
Tỷ lệ bay hơi nước N
w
từ một giọt dung dịch có thể được thể hiện như sau
[33]:

N
w
= h
D
AM
w
(P
wo
-P
w
)/RT Hoặc:
N
w
= h
D
AM
A
(P-P
w
)
trung bình
/RT
Trong đó:
H
D
: Hệ số chuyển đổi khối lượng
A: Diện tích của một giọt dung dịch
H: Độ ẩm của dòng khí
H
w

: Độ ẩm của không khí bão hòa tại nhiệt độ làm việc
M
A
: Khối lượng phân tử của không khí
M
W
: Khối lượng phân tử nước
P: Áp suất khí quyển
PW: Áp suất riêng phần của nước trong không khí
R: Hằng số khí
T: Nhiệt độ trung bình tuyệt đối (0K)
Thời gian sấy để làm bay hơi một giọt dung dịch từ đường kính ban đầu D0
về đường kính cuối cùng Di có thể được tính như sau [33]:
T = ρλ(D20-D2i)/(8kf ΔT)
Trong đó:
λ: Ẩn nhiệt hóa hơi
k
f
: Độ dẫn nhiệt của lớp khí ở bề mặt
Δ: Chênh lệch nhiệt độ giữa không khí và giọt dung dịch.
Có nhiều phương pháp để sấy tạo bột từ dịch chiết thực vật như sấy lạnh, sấy
trục, sấy chân không thăng hoa, sấy phun…. Tuy nhiên hầu hết các phương pháp
đều yêu cầu nồng độ chất khô trong dung dịch ban đầu cao để rút ngắn thời gian
sấy. Phương pháp sấy lạnh và sấy trục thì sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với không khí
17

nên sẽ gây oxy hóa và làm mất hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm hơn nữa
thờigian sấy lại dài nên cũng sẽ làm thất thoát hoạt tính của sản phẩm thu được, do
đó không sử dụng hai phương pháp trên để sấy dịch chiết plorotannin.
Đối với phương pháp sấy thăng hoa thì đây là phương pháp ít gây tổn thất

nhất và lại đảm bảo được tính chất cũng như chất lượng của sản phẩm. Quá trình
sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng sự thăng hoa của nước
từ thể rắn sang thể hơi ở nhiệt độ và áp suất thấp. Từ dịch chiết ban đầu sau quá
trình sấy chân không thăng hoa mà giai đoạn đầu là quá trình làm đông dịch chiết
sau đó cho bay hơi nước ở điều kiện nhiệt độ thấp, áp suất chân không ta thu được
phlorotannin ở dạng rắn, qua quá trình nghiền thu được bột phlorotannin. Sấy thăng
hoa làm giảm hoạt độ của nước mà không dùng nhiệt tác động lên sản phẩm, kết
quả là vẫn giữ được hương thơm và chất lượng sản phẩm tốt hơn. Trong sấy thăng
hoa chi phí cho hệ thống tạo áp suất chân không và làm lạnh rất lớn.Vấn đề này
cùng với vốn đầu tư ban đầu làm cho chi phí sấy thăng hoa và cô đặc dịch chiết tăng
cao. Ưu điểm của phương pháp này là sản phẩm có chất lượng cao (giữ nguyên
màu sắc, cấu trúc, hương vị, tính thủy hóa), giữ gìn hoạt tính sinh học, không làm
mất các vitamin. Tiêu hao năng lượng để bay hơi hàm ẩm thấp. Tuy nhiên phương
pháp này lại có nhược điểm là giá thành thiết bị cao, vận hành cần có trình độ kỹ
thuật kỹ thuật cao, tiêu thụ điện năng lớn dẫn đến chi phí cao làm tăng giá thành của
sản phẩm[43]. Do đó phương pháp này cũng không được sử dụng để nghiên cứu
điều kiện sấy tạo bột phlorotannin chống oxy hóa trong phạm vi đề tài này, mà
phương pháp được sử dụng để nghiên cứu là phương pháp sấy phun.
Không có một phương pháp sấy nào nói riêng và phương pháp chế biến thực
phẩm nói chung, có thể đáp ứng hoàn toàn yêu cầu của quá trình sản xuất mà không
có một nhược điểm nào. Do đó cần lựa chọn một phương pháp thích hợp nhất cho
quá trình sản xuất, sao cho đảm bảo tiết kiệm được chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo
được chất lượng tốt cho sản phẩm.


18

1.4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy sấy phun [10].

Hình 1.2. Máy sấy phun

1.4.2.1. Cấu tạo chung
Tất cả các thiết bị sấy phun đều bao gồm:
- Cơ cấu phun: Có chức năng đưa nguyên liệu (dạng lỏng) vào buồng dưới
dạng hạt mịn (sương mù). Quá trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các giọt
lỏng và sự phân bố của chúng trong buồng sấy. Do đó sẽ ảnh hưởng đến giá trị bề
mặt truyền nhiệt và tốc độ sấy. Cơ cấu phun có các dạng như: Cơ cấu phun áp lực,
cơ cấu phun bằng khí động, đầu phun ly tâm.

(a) (b)
Hình 1.3. (a)-Cơ cấu phun áp lực; (b)-Cơ cấu phun bằng khí động.