Khảo sát – nghiên cứu phương pháp tách phycocyanin trong tảo spirulina

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
-----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT – NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG PHÁP TÁCH PHYCOCYANIN
TRONG TẢO SPIRULINA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. Phan Thế Duy

Châu Phượng Quyên
MSSV: 2064002
Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 32

Cần Thơ, 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
-----------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT – NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG PHÁP TÁCH PHYCOCYANIN
TRONG TẢO SPIRULINA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. Phan Thế Duy

Châu Phượng Quyên
MSSV: 2064002
Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 32

Cần Thơ, 2010


Trường Đại học Cần Thơ

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Khoa Công Nghệ
Bộ môn Công nghệ hóa học

-----------------------Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2010

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN
NĂM HỌC: 2009 – 2010
1. Họ và tên của cán bộ hướng dẫn: Phan Thế Duy.
2. Tên đề tài: “Khảo sát – nghiên cứu phương pháp tách phycocyanin trong
tảo Spirulina”.
3. Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm Bộ Môn Hóa Học Hữu Cơ – Khoa
Công nghệ - Trường Đại học Cần Thơ.
4. Số lượng sinh viên thực hiện: 01 sinh viên.
5. Họ và tên sinh viên: Châu Phượng Quyên
Lớp: Công Nghệ Hóa Học

MSSV: 2064002
Khóa: 32

6. Mục đích của đề tài
Tìm phương pháp tách chiết phycocyanin (chất màu xanh đặc trưng
của tảo).
Đánh giá sản phẩm thu được và đề xuất hướng sử dụng chất này.
Đánh giá chất lượng phần còn lại của tảo (sau khi đã tách chiết chất
màu).
7. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài
Nội dung chính
-

Tiến hành khảo sát trên tảo khô và tảo tươi.

-

Tìm phương pháp làm tăng độ tinh sạch phycocyanin.

Giới hạn của đề tài
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu phương pháp chiết tách và
làm tinh sạch phycocyanin từ tảo Spirulina cũng như những công dụng của nó đối


với con người. Tùy theo mục đích sử dụng mà độ tinh sạch của phycocyanin được
được giới hạn như: độ tinh sạch là 0,7 được dùng trong thực phẩm, 3,9 dùng trong
phản ứng và 4,0 được dùng trong phân tích.
Do hạn chế về thời gian, nên đề tài “Khảo sát – nghiên cứu phương pháp
tách phycocyanin trong tảo Spirulina” chỉ dừng lại mức độ ứng dụng trong thực
phẩm.
8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài
Các hóa chất để thực hiện
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 250.000 đồng.

DUYỆT CỦA BỘ MÔN

DUYỆT CỦA CBHD

Phan Thế Duy

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP


Nhận xét của cán bộ hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


.....................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................


Nhận xét của cán bộ hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN


.....................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................

..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................


Lời cảm ơn

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Bộ môn Công Nghệ Hoá Học, Khoa Công Nghệ,
trường Đại học Cần Thơ đã tạo cơ hội và điều kiện thuận lợi cho em cũng như tập thể lớp
Công Nghệ Hoá Học trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Lời biết ơn sâu sắc xin được gửi đến thầy Phan Thế Duy, cán bộ hướng dẫn khoa học đã
tận tình chỉ bảo và hỗ trợ cho em và tập thể nhóm trong quá trình thực hiện đề tài. Những
kinh nghiệm và kiến thức quý báu của thầy mà em được tiếp thu, đó là hành trang cho em
suốt quá trình làm luận văn và từ đó em có những kinh nghiệm cho bản thân.
Bên cạnh đó, trong thời gian qua nhóm cũng đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ của
của quý thầy cô khác trong Bộ môn Công Nghệ Hoá Học. Em xin chân thành cảm ơn

những lời khuyên và nhận xét của quý thầy cô đã góp phần quan trọng vào nội dung bài
làm được hoàn chỉnh.
Cảm ơn tất cả các bạn trong tập thể lớp Công Nghệ Hóa Học K32, Đại học Cần Thơ đã
cùng nhau trao đổi, hỗ trợ lẫn nhau trong quá trình học tập và trau dồi kiến thức. Quá
trình trao đổi học hỏi lẫn nhau là nguồn động lực giúp em vượt qua mọi khó khăn và hoàn
thành tốt luận văn tốt nghiệp.

Châu Phượng Quyên

ii


Mở đầu

MỞ ĐẦU

Từ ngày xưa, con người đã biết sử dụng nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng,
những vị thuốc từ thiên nhiên để loại trừ bệnh tật và có được cơ thể khỏe mạnh.
Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhiều công trình nghiên cứu
đã lần lượt ra đời nhằm tìm ra những hoạt chất quý hiếm từ thiên nhiên có nhiều
ứng dụng trong y học. Không những thế, những hoạt chất này còn mang lại nhiều
ứng dụng quan trọng trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm.
Thực tế nghiên cứu đã tìm ra nhiều hoạt chất sinh học tự nhiên cần thiết cho
sức khoẻ và sắc đẹp được trích ly từ động vật, cây cỏ, vi sinh vật, tảo... và đưa vào
thành phần thực phẩm chức năng, dược phẩm và mỹ phẩm để có thể điều khiển
được chức năng của các bộ phận trong cơ thể, phòng chống và điều trị một số bệnh,
kể cả bệnh hiểm nghèo (tăng tạo máu, tăng trí nhớ, tăng hoạt động cơ bắp, tăng
miễn dịch, chống lão hoá, phòng ngừa và điều trị ung thư, viêm nhiễm...).
Spirulina là một trong những loài tảo được nghiên cứu nhiều nhất và cũng
đem lại rất nhiều lợi ích cho con người. Ngoài khả năng chống oxy hóa, tăng cường

khả năng miễn dịch, phòng và điều trị bệnh ung thư, viêm nhiễm,… Spirulina còn
được chứng minh có chứa hoạt chất kháng virus herps, virus HIV- một căn bệnh thế
kỉ, làm đau đầu các nhà khoa học.
Do có nhiều lợi ích mà Spirulina nhanh chóng được đưa vào các nghiên cứu
cơ bản để xây dựng những mô hình nuôi trồng, chế biến và chiết xuất nhằm phục vụ
cho con người.
Mặc dù Spirulina mang rất nhiều dưỡng chất và hoạt chất sinh học quý hiếm,
là một loài tảo có nhiều lợi ích cho con người. Vì vậy, đề tài “Khảo sát – nghiên
cứu phương pháp tách phycocyanin trong tảo Spirulina” xin góp một phần vào
công trình nghiên cứu trên tảo Spirulina để loài tảo này được khai thác và ứng dụng
rộng rải hơn nữa.
Trong đề tài này, đối tượng nghiên cứu là tảo Spirulina (Arthrospira) được cung
cấp từ công ty Vĩnh Hảo. Hướng nghiên cứu tập trung vào những nội dung chính
như sau:
 Tìm phương pháp tách chiết phycocyanin (chất màu xanh đặc trưng của tảo).
 Đánh giá sản phẩm thu được và đề xuất hướng sử dụng chất này.
 Đánh giá chất lượng phần còn lại của tảo (sau khi đã tách chiết chất màu).

Châu Phượng Quyên

iii


Mở đầu

Mặc dù rất cố gắng thực hiện đề tài một cách hoàn thiện nhất, song với những
kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót.
Kính mong nhận được sự quan tâm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng tất cả
các bạn để đạt được kết quả tốt nhất.

Châu Phượng Quyên

iv


Mục lục

MỤC LỤC
Phụ bìa
Phiếu đề nghị đề tài
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn
Nhận xét của cán bộ phản biện
Lời cảm ơn……………………………………………………………………………………ii
Lời mở đầu……………………………………………………………………………………iii
Mục lục…………………………………………………………………………………………v
Danh mục hình……………………………………………………………………………….ix
Danh mục bảng……………………………………………………………………………….x
Danh mục đồ thị……………………………………………………………………………...xii
Danh mục các từ viết tắt…………………………………………………………………….xv
CHƯƠNG I TỔNG QUAN
1 Sơ lược về tảo Spirulina......................................................................................................1
1.1 Tên gọi, chủng loại và hình thái ..................................................................... 1
1.2 Nguồn gốc phát triển ........................................................................................ 3
1.3 Thành phần hóa học của tảo Spirulina ......................................................... 3
1.4 Giá trị dinh dưỡng của tảo Spirulina ............................................................ 7
1.4.1 Giàu b - caroten và các chất dinh dưỡng tự nhiên .................................... 7
1.4.2 Spirulina chứa khoảng 60% protein thực vật dễ tiêu hoá, không có chất
béo và cholesterol ................................................................................................. 7
1.4.3 Spirulina chứa một acid béo đặc biệt cần thiết cho sức khoẻ ................... 7
1.4.4 Sắt (Fe2+) đối với sức khoẻ phụ nữ và trẻ em ............................................ 7

1.4.5 Hàm lượng vitamin B12 và vitamin nhóm B cao ........................................ 7
1.5 Công dụng của Spirulina ................................................................................. 8
1.5.1 Đối với sức khỏe .......................................................................................... 8
1.5.2 Trong ngành mỹ phẩm................................................................................. 8

Châu Phượng Quyên

v


Mục lục

1.5.3 Một số nghiên cứu cho kết quả khả quan ................................................... 9
1.5.3.1 Tác dụng chống ung thư ....................................................................... 9
1.5.3.2 Tác dụng tăng cường hệ thống miễn dịch ........................................... 9
1.5.3.3 Phycocyanin có trong Spirulina có tác dụng tạo máu ........................ 9
2 Phycocyanin..........................................................................................................................10
2.1 Giới thiệu .......................................................................................................... 10
2.2 Đặc điểm ........................................................................................................... 10
2.3 Công dụng của PC .......................................................................................... 12
2.3.1 Chất độn thực phẩm và thực phẩm chức năng ........................................ 11
2.3.2 Dinh dưỡng và dược phẩm ........................................................................ 12
2.4 Một số nghiên cứu về công dụng của PC .................................................... 12
2.4.1 Tăng cường miễn dịch ............................................................................... 12
2.4.2 Chống oxy hóa và chống viêm .................................................................. 13
2.4.3 Bảo vệ tim mạch và đường huyết .............................................................. 13
2.4.4 Chống ung thư và chống virus .................................................................. 13
2.4.5 Chống lại kim loại nặng, chất phóng xạ và độc tố có trong thuốc ......... 14
3 Tham khảo các phương pháp chiết C – PC trên thế giới.....................................15
3.1 Phương pháp chiết C – PC đi từ sinh khối tảo khô ................................... 15

3.2 Phương pháp chiết C – PC đi từ sinh khối tảo tươi .................................. 15
4 Một số công trình làm tinh sạch C – PC.....................................................................15
4.1 Phương pháp sắc ký ....................................................................................... 15
4.2 Kỹ thuật chiết tách hệ hai pha lỏng (ATPE) ............................................. 16
4.3 Phương pháp kết hợp kỹ thuật chiết tách hệ hai pha nước với sắc ký
trao đổi ion ............................................................................................................. 16
5 Máy quang phổ UV – Vis..................................................................................................17
CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
1 Thiết bị -hóa chất…………………………………………………………………………18
1.1 Thiết bị............................................................ Error! Bookmark not defined.
1.2 Hóa chất.......................................................... Error! Bookmark not defined.

Châu Phượng Quyên

vi


Mục lục

2 Nguyên liệu............................................................................................................................19
2.1 Nguồn gốc ....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2 Bảo quản............................................................. Error! Bookmark not defined.
2.3 Xác định độ ẩm của mẫu nguyên liệu ........ Error! Bookmark not defined.
3 Địa điểm và thời gian thực hiện……………………………………………………….19
4 Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm………………………………………….20
4.1 Phương pháp chiết phycocyanin trong tảo Spirulina ............................... 20
4.1.1 Xác định nồng độ phycocyanin, độ tinh khiết của dịch chiết và hiệu suất
đạt được ............................................................................................................... 20
4.1.1.1 Nồng độ phycocyanin (PC) ................................................................ 20
4.1.1.2 Độ tinh khiết (EP) ............................................................................... 21

4.1.1.3 Hiệu suất (%Y).................................................................................... 21
4.1.2 Tiến hành các thí nghiệm khảo sát chọn điều kiện tối ưu ....................... 21
4.1.2.1 Chọn dung môi tối ưu ......................................................................... 22
4.1.2.2 Chọn thời gian tối ưu .......................................................................... 23
4.1.2.3 Chọn nhiệt độ tối ưu ........................................................................... 23
4.1.2.4 Chọn pH tối ưu .................................................................................... 23
4.1.2.5 Chọn tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể tích dung môi tối ưu ............ 23
4.1.3 Phương pháp chiết nhiều lần .................................................................... 24
4.2 Phương pháp làm tinh sạch phycocyanin trong tảo Spirulina……………...25
CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
1 Độ ẩm của mẫu nguyên liệu..............................................................................27
2 Khảo sát đối với sinh khối tảo khô...................................................................27
2.1 Chọn điều kiện tối ưu cho quá trình chiết .................................................. 27
2.1.1 Chọn dung môi tối ưu ................................................................................ 27
2.1.2 Chọn thời gian tối ưu ................................................................................. 31
2.1.3 Chọn nhiệt độ tối ưu .................................................................................. 33
2.1.4 Chọn pH tối ưu ........................................................................................... 36

Châu Phượng Quyên

vii


Mục lục

2.1.5 Chọn tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể tích dung môi tối ưu .................... 40
2.2 Kết quả khảo sát chọn tỷ lệ khối lượng PEG – muối – dung dịch cho độ
tinh khiết cao.......................................................................................................... 43
2.3 Kết quả khảo chiết nhiều lần ........................................................................ 45
2.4 Kết quả làm tinh sạch phycocyanin ............................................................. 47

3 Khảo sát đối với sinh khối tảo tươi..................................................................49
3.1 Chọn điều kiện tối ưu cho quá trình chiết .................................................. 49
3.1.1 Chọn dung môi tối ưu ................................................................................ 49
3.1.2 Chọn thời gian tối ưu ................................................................................. 53
3.1.3 Chọn nhiệt độ tối ưu .................................................................................. 56
3.1.4 Chọn pH tối ưu ........................................................................................... 58
3.1.5 Chọn tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể tích dung môi tối ưu .................... 61
3.2 Kết quả khảo sát chọn tỷ lệ khối lượng PEG – muối – dung dịch cho độ
tinh khiết cao.......................................................................................................... 64
3.3 Kết quả khảo chiết nhiều lần ........................................................................ 65
3.4 Kết quả làm tinh sạch phycocyanin ............................................................. 67
4 So sánh kết quả thu được của sinh khối tảo khô và tươi...............................69
4.1 So sánh kết quả thu được từ quá trình chiết .............................................. 69
4.2 So sánh kết quả thu được từ quá trình làm tinh sạch ............................... 73
CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1 Kết luận…………………………………………………………………………........74
2 Kiến nghị………………………………………………………………......................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Đề cương chi tiết

Châu Phượng Quyên

viii


Danh mục các hình

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Tảo spirulina. ..........................................................................................2

Hình 1.2. Phycocyanobilin..................................................................................... 10
Hình 1.3. Dịch chiết phycocyanin .......................................................................... 10
Hình 1.4. Đặc tính huỳnh quang của C – PC ......................................................... 11
Hình 1.5. Sơ đồ thiết bị UV – Vis. ......................................................................... 17
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chiết tách phycocyanin trong tảo Spirulina. .................. 20
Hình 2.2. Sơ đồ quá trình chiết nhiều lần. ............................................................. 24
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình làm tinh sạch phycocyanin trong tảo Spirulina .............. 25

Châu Phượng Quyên

ix


Danh mục các bảng

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của tảo Spirulina ....................................................... 1
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của tảo Spirulina. .................................................... 4
Bảng 1.3. So sánh công thức dinh dưỡng chuẩn và tảo Spirulina để thiết
kế thực phẩm dinh dưỡng / chức năng. .................................................... 5
Bảng 1.4. So sánh tỷ lệ acid amin của spirulina với tiêu chuẩn của WHO /
FAO. ....................................................................................................... 6
Bảng 2.1. Giá trị pH đệm photphat tuỳ thuộc vào a ml dung dịch
Na2HPO4 và b ml dung dịch NaH2PO4 .................................................. 22
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát chiết phycocyanin với những dung môi khác
nhau ...................................................................................................... 29
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát chiết phycocyanin với những thời gian khác
nhau. ..................................................................................................... 32
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát chiết phycocyanin ở những nhiệt độ khác
nhau. ..................................................................................................... 35

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát chiết phycocyanin ở những pH khác nhau................... 38
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát chiết phycocyanin với những tỷ lệ khối lượng
sinh khối – thể tích dung môi khác nhau. ............................................... 41
Bảng 3.6. Điều kiện tối ưu cho quá trình chiết ....................................................... 43
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát chọn tỷ lệ khối lượng PEG – muối – dung dịch ........... 44
Bảng 3.8. Kết quả khi chiết phycocyanin nhiều lần................................................ 45
Bảng 3.9. Kết quả làm tinh sạch phycocyanin........................................................ 47
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát sự chiết PC với những dung môi khác nhau .............. 51
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát chiết phycocyanin với những thời gian khác
nhau. ..................................................................................................... 54
Bảng 3.12. Kết quả khảo sát sự chiết PC ở những nhiệt độ khác nhau. .................. 56
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát chiết PC ở những pH khác nhau ............................... 59

Châu Phượng Quyên

x


Danh mục các bảng

Bảng 3.14. Kết quả khảo sát sự chiết PC với những tỷ lệ khối lượng
sinh khối – thể tích dung môi khác nhau ................................................ 61
Bảng 3.15. Kết quả điều kiện tối ưu cho quá trình chiết ......................................... 63
Bảng 3.16. Kết quả khảo sát chọn tỷ lệ khối lượng PEG – muối – dung
dịch .......................................................................................................64
Bảng 3.17. Kết quả chiết phycocyanin nhiều lần.................................................... 65
Bảng 3.18. Kết quả làm tinh sạch phycocyanin ...................................................... 67
Bảng 3.19. So sánh quá trình chiết phycocyanin từ sinh khối tảo khô
và tảo tươi ............................................................................................. 70
Bảng 3.20. So sánh quá trình làm tinh sạch phycocyanin từ tảo khô và

tảo tươi ..................................................................................................73

Châu Phượng Quyên

xi


Danh mục các đồ thị

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo dung môi. ................................ 30
Đồ thị 3.2. Sự thay đổi độ tinh khiết theo dung môi. .............................................. 30
Đồ thị 3.3. Sự thay đổi hiệu suất theo dung môi..................................................... 31
Đồ thị 3.4. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo thời gian. .................................33
Đồ thị 3.5. Sự thay đổi độ tinh khiết theo thời gian. ............................................... 33
Đồ thị 3.6. Sự thay đổi hiệu suất theo thời gian ..................................................... 34
Đồ thị 3.7. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo nhiệt độ ...................................36
Đồ thị 3.8. Sự thay đổi độ tinh khiết theo nhiệt độ ................................................. 36
Đồ thị 3.9. Sự thay đổi hiệu suất theo nhiệt độ....................................................... 37
Đồ thị 3.10. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo pH ......................................... 38
Đồ thị 3.11. Sự thay đổi độ tinh khiết theo pH ....................................................... 39
Đồ thị 3.12. Sự thay đổi hiệu suất theo pH............................................................. 39
Đồ thị 3.13. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể
tích dung môi ........................................................................................................ 41
Đồ thị 3.14. Sự thay đổi độ tinh khiết theo tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể tích dung
môi

.............................................................................................................. 42

Đồ thị 3.15. Sự thay đổi hiệu suất theo tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể tích dung
môi

.............................................................................................................. 42

Đồ thị 3.16. Nồng độ phycocyanin khi chiết nhiều lần ............................................ 45
Đồ thị 3.17. Độ tinh khiết khi chiết nhiều lần .......................................................... 46

Châu Phượng Quyên

xii


Danh mục các đồ thị

Đồ thị 3.18. Hiệu suất sau khi chiết nhiều lần.......................................................... 46

Đồ thị 3.19. Nồng độ phycocyanin trước và sau khi làm tinh sạch ......................... 48
Đồ thị 3.20. Độ tinh khiết trước và sau khi làm tinh sạch .......................................48
Đồ thị 3.21. Hiệu suất trước và sau khi làm tinh sạch ............................................ 49
Đồ thị 3.22. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo dung môi. .............................. 52
Đồ thị 3.23. Sự thay đổi độ tinh khiết theo dung môi. ............................................ 52
Đồ thị 3.24. Sự thay đổi hiệu suất theo dung môi................................................... 53
Đồ thị 3.25. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo thời gian. ............................... 54
Đồ thị 3.26. Sự thay đổi độ tinh khiết theo thời gian. ............................................. 55
Đồ thị 3.27. Sự thay đổi hiệu suất theo thời gian.................................................... 55
Đồ thị 3.28. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo nhiệt độ .................................57
Đồ thị 3.29. Sự thay đổi độ tinh khiết theo nhiệt độ ............................................... 57
Đồ thị 3.30. Sự thay đổi hiệu suất theo nhiệt độ ..................................................... 58
Đồ thị 3.31. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo pH ......................................... 59

Đồ thị 3.32. Sự thay đổi độ tinh khiết theo pH ....................................................... 60
Đồ thị 3.33. Sự thay đổi hiệu suất theo pH............................................................. 60
Đồ thị 3.34. Sự thay đổi nồng độ phycocyanin theo tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể
tích dung môi ........................................................................................................ 62
Đồ thị 3.35. Sự thay đổi độ tinh khiết theo tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể tích dung
môi

.............................................................................................................. 62

Đồ thị 3.36. Sự thay đổi hiệu suất theo tỷ lệ khối lượng sinh khối – thể tích dung
môi

.............................................................................................................. 63

Đồ thị 3.37. Nồng độ phycocyanin khi chiết nhiều lần ............................................ 65
Đồ thị 3.38. Độ tinh khiết khi chiết nhiều lần .......................................................... 66

Châu Phượng Quyên

xiii


Danh mục các đồ thị

Đồ thị 3.39. Hiệu suất sau khi chiết nhiều lần.......................................................... 66

Đồ thị 3.40. Nồng độ phycocyanin trước và sau khi làm tinh sạch ......................... 68
Đồ thị 3.41. Độ tinh khiết trước và sau khi làm tinh sạch .......................................68
Đồ thị 3.42. Hiệu suất trước và sau khi làm tinh sạch ............................................ 69
Đồ thị 3.43. So sánh nồng độ phycocyanin giữa tảo khô và tảo tươi ...................... 71

Đồ thị 3.44. So sánh độ tinh khiết giữa tảo khô và tảo tươi ....................................71
Đồ thị 3.45 So sánh hiệu suất giữa tảo khô và tảo tươi........................................... 72
Đồ thị 3.46 Độ tinh khiết của tảo khô so với tảo tươi sau khi làm tinh sạch ........... 73

Châu Phượng Quyên

xiv


Danh mục các từ viết tắt và ký hiệu

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU

C – PC: phycocyanin.
PC: nồng độ phycocyanin.
EP: độ tinh khiết.
Y%: hiệu suất.
ATPE: kỹ thuật chiết tách hệ hai pha lỏng.
OD: độ hấp thu quang phổ.
A. platensis: Arthrospira platensis.
Sp.: Spirulina.
S.: Spirulina.
Spirulina sp.: loài Spirulina.
Vita.: vitamin.
RDA: Liều lượng thừa nhận được khuyến nghị.
WHO: Tổ chức y tế thế giới.
FAO: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc.

Châu Phượng Quyên

xv


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1 Sơ lược về tảo Spirulina
1.1 Tên gọi, chủng loại và hình thái [1, 3, 5]
Spirulina (Arthrospira) là một loài vi tảo màu xanh, mắt thường không thể
nhìn thấy được. Tên Spirulina là do nhà tảo học người Đức Deurben đưa ra năm
1827 trên cơ sở hình thái đặc trưng của tảo là sợi xoắn ốc (spiralis). Theo phân loại
mới, Spirulina là vi khuẩn lam dạng sợi (thường gọi là tảo xoắn) thuộc ngành vi
khuẩn lam (Cyanobacteria) hay tảo lam (Cyanophyta).
Bảng 1.1: Phân loại khoa học của tảo Spirulina [1].

Phân loại khoa học
Lãnh giới (domain)

Bacteria

Ngành (phylum)

Cyanobacteria

Lớp (class)

Chroobacteria

Bộ (ordo)

Oscillatoriales

Họ (familia)

Phormidiaceae

Chi (genus)

Arthrospira

Loài: Chi Spirulina có nhiều loài (hơn 35 loài) đã được phát hiện. Trong đó có
2 loài được nghiên cứu đầu tiên và nhiều nhất: loài S.geitleri (S.maxima) – có
nguồn gốc châu Phi, loài S.platensis – có nguồn gốc Nam Mỹ. Ngoài ra còn có
S.prpvilca ở Puru, S.jeejibai ở CHLB Đức, S.subsalsa ở Ukraina, S.laxissima ở
Kenya, S.pacifica ở Hoa Kỳ.


Tổng Quan

Ở Việt Nam, giống được nghiên cứu đầu tiên, lưu giữ ở viện Sinh vật học là
S.platensis Geitler do Cộng Hòa Pháp cung cấp.

Hình 1.1 Tảo spirulina.
(Nguồn : />Về hình dạng, tảo Spirulina thường ở dạng xoắn kiểu lò xo có màu xanh lục
lam với các vòng xoắn khá đều, ở hai đầu cuối của sợi thường co hẹp và mút lại.
Tuy nhiên, do điều kiện trú quán và thời kì phát triển mà hình dạng tảo có thể thay
đổi chút ít: sợi tảo duổi ra hoặc uốn xoắn nhưng mật độ thưa dày và hình dạng khác
nhau như chữ C, chữ S,... Riêng một đặc điểm không thay đổi là sợi tảo không phân
nhánh, không có bao và dị bào.
Về kích thước, tảo trưởng thành thường dài từ 250  1000 m, bề ngang 6  8
m, đường kính vòng xoắn 35  50 m, bước xoắn 60 m nhưng tùy mức độ xoắn

hay thẳng mà kích thước này cũng có sự thay đổi.
Về cấu tạo, tảo Spirulina có cấu tạo đa bào với gần 100 tế bào trên mỗi sợi tảo.
Tế bào chưa có nhân điển hình, vùng nhân cũng không có giới hạn rõ ràng. Tảo
Spirulina chưa có lục lạp mà thay vào đó là các thể thylakoid xếp thành vòng chứa
các sắc tố chlorophyl, phycocyanin, carotenoid. Màng tế bào cũng không có cấu tạo
vách của cellulose giống như thực vật mà chỉ là các lớp peptidoglycan dễ dàng bị
đồng hóa bởi các enzyme tiêu hóa. Chính vì những đặc điểm đó mà tảo Spirulina
được xếp vào ngành Vi khuẩn chứ không phải ngành Tảo như trước đây.
Về đặc điểm vận động, Spirulina có thể thực hiện theo hai kiểu: tự xoắn do
chuyển hình dạng từ xoắn sang thẳng hay ngược lại; hoặc tịnh tiến trong môi trường
Châu Phượng Quyên

2


Tổng Quan

nước như những phiêu sinh vật nhờ các không bào khí hình trụ. Vận tốc di chuyển
của chúng có thể đạt 5 micron / giây. Vận động này được thực hiện bởi các lông ở
sườn bên cơ thể (fimbria) - là các sợi có đường kính 5 – 7 nm và dài 1 - 2 micron
nằm quanh cơ thể. Các lông này hoạt động như tay chèo giúp cho vi khuẩn lam hoạt
động.
1.2 Nguồn gốc và phát triển [1, 3, 4]
Hiện diện trên trái từ 3,5 tỷ năm trước, Spirulina là một loài sinh vật lâu đời
nhất trên trái đất. Trải qua bao năm tháng, nó sinh trưởng hoang dã ở những vùng
nhiệt đới trong các hồ nước mặn của Châu Phi, Trung và Nam Mỹ. Sự sinh trưởng
phong phú của nó lúc đó làm cho các hồ này nhìn như bị tràn ngập trong một màu
sơn xanh lam.
Từ thời cổ xưa, Spirulina đã được sử dụng bởi người dân sống ở những nơi đó
như một dạng thực phẩm. Mặc dù họ không có một kiến thức gì về khoa học dinh

dưỡng hiện đại, dựa vào kinh nghiệm, họ biết được Spirulina là một loại thực phẩm
rất bổ dưỡng.
Năm 1960, một số nhà khoa học Pháp khi sang châu Phi tìm dầu hỏa, đã bất
ngờ phát hiện ra thổ dân Aztec sống quanh hồ Texcoco, rất nghèo, nhưng ở đây già
trẻ lớn bé ai cũng khỏe mạnh cường tráng. Người ta tìm hiểu, thì thấy người dân ở
đây thường vớt một thứ tảo trong hồ Texcoco đem về trộn với bột làm bánh ăn, đó
là món bánh Techuilatl (sau này được truyền bá sang châu Âu). Các nhà hóa dầu đã
thuật lại câu chuyện đó cho các nhà y dược. Sau khi đem về nghiên cứu, các nhà y
dược đã khẳng định ngay giá trị của nó. Công trình được công bố đầu tiên là của
một người Bỉ, thu hút sự quan tâm đặc biệt của giới khoa học. Đến năm 1963, giáo
sư Clement, người Pháp, đã nghiên cứu thành công việc nuôi tảo Spirulina quy mô
công nghiệp. Đến năm 1973, tổ chức Lương nông quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế
thế giới (FAO) đã chính thức công nhận Spirulina là nguồn dinh dưỡng và dược liệu
quý, đặc biệt trong chống suy dinh dưỡng và chống lão hóa.
1.3 Thành phần hóa học của tảo Spirulina [2, 6]
Cho đến nay, Spirulina vẫn được xem là một loại thực phẩm dinh dưỡng hoàn
hảo giàu dưỡng nhất được tìm thấy trên thế giới. Chứa hơn 50 vi chất dinh dưỡng,
nhiều hơn bất kỳ các loại thức ăn, rau xanh, quả hạt hay các loại thảo dược khác.
Spirulina chứa khoảng 60% chất đạm (protein) là nguồn cung cấp chất tạo
hình cao hơn thịt bò (18%), gia cầm (19%), sữa tươi (3,7%) và trứng (14%). Đặc
biệt, đạm trong tảo Spirulina là tổng hợp của hơn 18 loại acid amin trong đó có 8
Châu Phượng Quyên

3


Tổng Quan

loại là thiết yếu và tất cả đều dễ tiêu hóa (đến 95%) do bản chất là đạm thực vật.
Bên cạnh đó, Spirulina còn là nguồn bổ sung nhiều loại vitamin như vitamin

A, vitamin E, vitamin B complex (B1, B2, B6, B12)… với hàm lượng B12 gấp đôi
gan bò, lượng beta-carotene cao hơn 20 lần trong cà rốt, lượng vitamin E thì gấp đôi
mầm lúa mì. Giàu khoáng chất cần thiết cho cơ thể và xương khớp như potassium,
calcium, magnesi, zinc… và giàu acid béo GLA thiết yếu và chất xơ. Ngoài ra,
Spirulina còn chứa nhiều chất chống lão hóa (để bảo vệ tế bào) quan trọng như
phycocyanin, chlorophyl và carotenoid… đã góp phần làm cho Spirulina hoàn toàn
khác biệt và độc nhất so với các loại thực phẩm thiên nhiên khác.
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của tảo Spirulina (Lê Văn Lăng, 2009).

Thành phần

Tỷ lệ (%)

Thành phần

Tỷ lệ (%)

1 – protein

55 – 65

12 – beta cryptoxathin
(mg/kg)

30

2 – carbohydrates

 15,4

13 – chlorophyl (a)

0,61 – 1,15

3 – chất béo

1,5 – 3,8

14 – phycocyanin
(biliprotein)

6–7

4 – chất xơ

2,5 – 4,1

15 – vitamin B1 (mg/kg)

35

5 – khoáng

11,5 – 16

16 – vitamin B6 (mg/kg)

8

6 – độ ẩm

9

17 – vitamin E (mg/kg)

Vết

7 – calcium (mg/%)

 300

18 – magnesi (mg/%)

370

8 – sodium (mg/%)

230

19 – zinc (mg/%)

3

9 – potassium (mg/%)

1670

20 – mangan (mg/%)

2

10 – phosphor (mg/%)

310

21 – copper (mcg/%)

 1,2

11 – beta carotene (mg/kg)

1000

22 – selen

Vết

Châu Phượng Quyên

4


Tổng Quan

Bảng 1.3: So sánh công thức chế phẩm dinh dưỡng chuẩn và tảo Spirulina để thiết
kế thực phẩm dinh dưỡng / chức năng (Lê Văn Lăng, 2009).

STT

Hoạt chất

Chế phẩm
dinh dưỡng
chuẩn

Tảo Spirulina
(tính cho 10 g
tảo)

RDA & tỷ lệ
đáp ứng (%)

1

2

3

4

5

1*

Protein (g)

5

6,01 – 6,02

1 g/kg trọng
lượng cơ thể

2*

Vita.D (g)

80

 14 mg

1,4 – 1,8
mg/1000

3

Vita.D (g)

0,5

00

200 IU/00

4

Vita,C (mg)

6

00

60 mg/00

5

Vita.B3 (mg)

0,14

0,35 mg

1,2 – 1,5
mg/35

6 - 20

Vita.B2 (mg), Vita.B3 (mg), Vita.B6 (mg), Vita.B9 (g), Vita.B12
(g), Calcium (mg), Magiesium (mg), Sắt Fe2+ (mg), Kẽm Zn 2+
(mg), Iod (g), Đồng Cu2+, Selen, Carbohydrate, Lipid (chất
béo), tổng năng lượng (KCal).

Ghi chú:
Chế phẩm dinh dưỡng chuẩn: theo Ntrient reference values of International Standardization, trong
codexguidelina on nutrition labeling.
R.D.A: theo U.S National Research Council – 1989.
Tỷ lệ đáp ứng RDA (%) tính cho 10g tảo Spirulina (khô).
1*: FAO/WHO đã chỉ định lượng protein là 5 g.
2*: FAO/WHO không đưa ra lượng cụ thể, tùy nhu cầu mà người thiết kế dinh dưỡng có thể ấn định.

Châu Phượng Quyên

5