Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện sấy tảo spirulina platensis đến hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện
sấy tảo Spirulina platensis đến hoạt tính
chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin

NGUYỄN THÙY CHI
Ngành Công nghệ sinh học

Giảng viên hướng dẫn:

PGS.TS. Quản Lê Hà

Viện:

Công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm

HÀ NỘI, 2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện
sấy tảo Spirulina platensis đến hoạt tính
chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin

NGUYỄN THÙY CHI
Ngành Công nghệ sinh học

Giảng viên hướng dẫn:

PGS.TS. Quản Lê Hà
Chữ ký của GVHD

Viện:

Công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm

HÀ NỘI, 2020


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Thùy Chi.
Đề tài luận văn: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện sấy tảo Spirulina
platensis đến hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin.
Chun ngành: Cơng nghệ sinh học.
Mã số SV: CA180123.
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận
tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày
05/11/2020 với các nội dung sau:
- Rút gọn phần tổng quan và bổ sung thêm một số thông tin liên quan đến
nghiên cứu như: Đặc tính chống oxi hóa của Spirulina.
- Bổ sung thêm trích dẫn và phương pháp nghiên cứu xác định độ ẩm.
- Bổ sung thêm bình luận, tên các bảng, trục tọa độ.

Ngày

Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS. Quản Lê Hà

tháng năm 2020
Tác giả luận văn

Nguyễn Thùy Chi
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin bày tỏ sự kính trọng và lịng biết ơn sâu sắc tới Thầy
giáo - PGS.TS. Quản Lê Hà, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá
trình nghiên cứu và viết luận văn này. Những nhận xét, đánh giá của cô, đặc biệt
là những gợi ý về hướng giải quyết vấn đề trong suốt thời gian nghiên cứu, thực
sự là những bài học quý giá đối với em không chỉ trong q trình viết luận văn mà
cả trong q trình cơng tác sau này.
Em xin bày tỏ lời biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo, các anh chị cán bộ
đang làm việc và nghiên cứu tại các phịng thí nghiệm trong Viện Công Nghệ Sinh
Học và Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình chỉ dẫn, truyền đạt những ý kiến chuyên
môn và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu.
Em xin bày tỏ lời biết ơn sâu sắc đến gia đình và những người thân đã luôn
ủng hộ, động viên, tạo mọi điều kiện cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả

Nguyễn Thùy Chi

năm 2020


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH VẼ ...................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT..................................... v
PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SPIRULINA VÀ PHYCOCYANIN............. 2
1.1 Giới thiệu về tảo ......................................................................................... 2
1.1.1 Đặc điểm phân loại ........................................................................... 2
1.1.2 Môi trường sống ............................................................................... 2
1.1.3 Đặc điểm cấu tạo của tảo Spirulina ................................................. 3
1.1.4 Thành phần hóa học ......................................................................... 4
1.1.5 Giá trị dinh dưỡng của tảo Spirulina ............................................... 6
1.1.6 Công dụng của Spirulina .................................................................. 6
1.2 Phycocyanin ............................................................................................. 10
1.2.1 Giới thiệu ........................................................................................ 10
1.2.2 Cấu tạo của phycocyanin ................................................................ 10
1.2.3 Công dụng của phycocyanin ........................................................... 11
1.2.4 Ứng dụng của Phycocyanin ............................................................ 12
1.2.5 Một số cơng trình nghiên cứu Phycocyanin ................................... 12
1.3 Tổng quan về các phương pháp sấy và phương pháp cố định tảo với gel
alginate........................................................................................................... 15
1.3.1 Giới thiệu ........................................................................................ 15
1.3.2 Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu ................................................ 15

1.3.3 Sự biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy ............................ 16
1.3.4 Phân loại phương pháp sấy ............................................................ 18
1.3.5 Một số phương pháp sử dụng sấy tảo ............................................. 21
1.3.6 Một số nghiên cứu về phương pháp làm khô tảo ............................ 25
1.4 Phương pháp cố định tảo trước khi sấy khô ............................................. 27
1.4.1 Natri alginate .................................................................................. 27
1.4.2 Cố định tảo bằng gel alginate ........................................................ 29
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 33
2.1 Vật liệu và hóa chất .................................................................................. 33
2.1.1 Vật liệu ............................................................................................ 33
2.1.2 Thiết bị ............................................................................................ 33
2.1.3 Hóa chất .......................................................................................... 33
i


2.2 Các phương pháp nghiên cứu .................................................................. 34
2.2.1 Phương pháp sấy vi sóng ............................................................... 34
2.2.2 Phương pháp sấy phun................................................................... 34
2.2.3 Phương pháp sấy lạnh ................................................................... 35
2.2.4 Phương pháp sấy đối lưu ............................................................... 36
2.2.5 Phương pháp xác định độ ẩm của các mẫu tảo trước và sau sấy . 36
2.2.6 Phương pháp xác định hàm lượng phycocyanin............................ 37
2.2.7 Phương pháp xác định khả năng bắt gốc tự do DPPH ................. 38
2.2.8 Phương pháp cố định tảo bằng natri alginate ............................... 39
2.3 Phương pháp xử lý số liệu ....................................................................... 41
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ....................................................... 42
3.1 Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản lạnh đông mẫu tươi đến hàm
lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxy hóa của Spirulina ..................... 42
3.2 Ảnh hưởng của các phương pháp sấy tảo đến hàm lượng phycocyanin và
hoạt tính chống oxi hóa ................................................................................. 43

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đến hàm lượng phycocyanin và hoạt tính
chống oxy hóa của Spirulina ......................................................................... 45
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy khi sử dụng gel alginate cố định tế
bào tảo ........................................................................................................... 48
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................................... 50
Kết luận ......................................................................................................... 50
Kiến nghị ....................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 51

ii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Thành phần hóa học của tảo Spirulina (Stantillen, 1982) ..................... 4
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của tảo Spirulina (Stantillen, 1982) (tiếp) ............ 5
Bảng 1.2. Thành phần acid amin trong tảo Spirulina (Santillen, 1982)................. 5
Bảng 1.4 So sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy ......... 24
Bảng 2.1. Quy trình cố định tảo bằng natri alginate và sấy ở các khoảng
nhiệt độ khác nhau ............................................................................................... 40
Bảng 3.1. Hàm lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxi hóa của tảo tươi ...... 42
Bảng 3.2. Hàm lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxi hóa của tảo khô sau
sấy bằng các phương pháp khác nhau .................................................................. 43
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng phycocyanin và hoạt tính
chống oxi hóa của tảo khơ sau sấy bằng phương pháp sấy đối lưu ..................... 46
Bảng 3.4. Kết quả phân tích hàm lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxi hóa
sau khi sử dụng phương pháp cố định và sấy khô ............................................... 48

iii

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Tảo xoắn Spirulina dưới kính hiển vi [2]............................................... 2
Hình 1.2 Cấu trúc phân tử của Phycocyanin ....................................................... 10
Hình 1.3. Các cấu hình khác nhau của phycocyanin trong dung dịch [19] ......... 11
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống sấy đối lưu................................................................... 24
Hình 1.5 Cấu trúc của Natri alginate ................................................................... 28
Hình 1.6 Phản ứng hóa học giữa natri alginate và calcium chloride ................... 31
Hình 1.7 Ion Canxi khuếch tán theo phương pháp a) gel hóa bên ngồi
b) gel hóa bên trong ............................................................................................. 32
Hình 2.1 Mẫu tảo tươi .......................................................................................... 33
Hình 2.2 Mẫu tảo lạnh đơng…………………………………………………………33
Hình 2.3 Các bước tiến hành sấy mẫu tảo bằng phương pháp sấy vi sóng ......... 34
Hình 2.4 Các bước tiến hành sấy mẫu tảo bằng phương pháp sấy phun ............. 35
Hình 2.5 Các bước tiến hành sấy tảo bằng phương pháp lạnh ............................ 35
Hình 2.6 Sơ đồ sấy tảo bằng phương pháp đối lưu.............................................. 36
Hình 2.7 Sơ đồ cố định tế bào tảo bằng phương pháp gel hóa bên ngồi ........... 41
Hình 3.1. Tỷ lệ tổn thất phycocyanin khi sử dụng các phương pháp
sấy khác nhau ....................................................................................................... 44
Hình 3.2. Hoạt tính chống oxi hóa của mẫu tảo khơ sau khi sử dụng các phương
pháp sấy khác nhau .............................................................................................. 45
Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng phycocyanin của tảo khô sau
sấy bằng phương pháp sấy đối lưu....................................................................... 47
Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính chống oxi hóa của tảo khơ sau
sấy bằng phương pháp sấy đối lưu....................................................................... 47
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ và trạng thái tế bào tảo đến tỷ lệ tổn thất
phycocyanin ......................................................................................................... 49
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ và trạng thái tế bào tảo đến
hoạt tính chống oxy hóa ....................................................................................... 49

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CK

Chất khô

OD

Optical Density (Mật độ quang)

DPPH

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

PC

Phycocyanin

C-PC

C-Phycocyanin

PBP

Phycobiliprotein

GLA

Acid gamma linolenic

NK

Tế bào diệt tự nhiên

SP

Spirulina platensis

v



PHẦN MỞ ĐẦU
Spirulina (Arthrospira) là một trong những loài vi tảo phổ biến nhất hiện
nay, được Tổ chức Y tế thế giới WHO công nhận là một trong những loại thực
phẩm tốt nhất trên thế giới. Trong tảo xoắn chứa nhiều chất dinh dưỡng tốt cho
sức khỏe con người và phòng ngừa được nhiều bệnh lý khác nhau.
Spirulina đã được nhiều nước, nhất là những nước công nghiệp phát triển
đưa vào nuôi trồng công nghiệp và sử dụng rộng rãi dưới nhiều dạng chế phẩm
khác nhau. Tại Việt Nam cũng có nhiều cơ sở ni trồng, sản xuất, chế biến và
đưa ra thị trường các sản phẩm vi tảo chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu sử
dụng và thị hiếu của người tiêu dùng.
Tảo Spirulina có nhiều hoạt chất sinh học dễ bị biến đổi trong quá trình chế
biến như protein, acid amin, sắc tố, vitamin. Với mong muốn tìm ra điều kiện sấy
thích hợp nhằm tăng thời hạn sử dụng, giảm giá thành, đáp ứng điều kiện sản
xuất công nghiệp, hạn chế tối đa sự tổn thất hoạt chất sinh học trong tảo, đặc biệt

là phycocyanin – một sắc tố chính trong tảo có nhiều tác dụng tuyệt vời với sức
khỏe con người. Chính vì vậy việc nghiên cứu phương pháp và điều kiện sấy để
bảo toàn tối đa hàm lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxy hóa là rất có ý
nghĩa và giá trị ứng dụng thực tiễn cao. Đây cũng là lý do chính để tơi thực hiện
đề tài : “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện sấy tảo Spirulina platensis đến
hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phycocyanin”.
Mục tiêu đề tài: Xác định mức độ suy giảm hoạt tính chống oxi hóa và
hàm lượng phycocyanin trong tảo Spirulina khi sử dụng các phương pháp sấy và
điều kiện sấy khác nhau để tìm ra phương án sấy tốt nhất.
Nội dung nghiên cứu:
- Khảo sát và lựa chọn phương pháp sấy tảo thích hợp và xác định điều kiện
sấy tốt nhất để giữ được hàm lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxy hóa cao
nhất.
- Nghiên cứu cố định tảo bằng gel alginate trước khi sấy và đánh giá sự
thay đổi hàm lượng phycocyanin và hoạt tính chống oxi hóa sau q trình sấy.
Phạm vi đề tài: Nghiên cứu được tiến hành trên quy mơ phịng thí nghiệm
với đối tượng là tảo tươi và tảo lạnh đông.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SPIRULINA VÀ PHYCOCYANIN
1.1

Giới thiệu về tảo

1.1.1 Đặc điểm phân loại
Spirulina (Arthrospira platensis) là tên gọi do nhả tảo học người Đức
Deurben đặt vào năm 1827 dựa trên hình thái đặc trưng nhất là dạng sợi xoắn ốc
với khoảng 57 vịng đều nhau khơng phân nhánh. Spirulina thuộc Vi khuẩn lam

(Cyanobacteria), chúng thuộc nhóm sinh vật có nhân sơ hay nhân nguyên thủy
(Prokaryotes) [1].
Về phân loại khoa học, tảo Spirulina thuộc:
Giới (domain): Bacteria
Ngành (phylum): Cyanobactera
Lớp (class): Chlorobacteria
Bộ (order): Oscillatoriales
Họ (family): Phormidiaceae
Chi (genus): Arthrospira
Lồi (species): Anthrospira platensis

Hình 1.1. Tảo xoắn Spirulina dưới kính hiển vi [2]
Spirulina là một loại vi tảo có sự mềm dẻo về hình thái. Tùy thuộc vào các
yếu tố môi trường và thời kỳ sinh trưởng mà hình dạng tảo có thể thay đổi từ
dạng xoắn hình lị xo với các mức độ cuộn xoắn khác nhau hoặc ở dạng duỗi
thẳng. Chiều dài của tảo xoắn từ 50-500µm, bề ngang từ 3-4µm [3]. Đường kính
vịng xoắn 35-50 µm, bước xoắn 60 µm nhưng tùy mức độ xoắn hay thẳng mà
kích thước này cũng có sự thay đổi.
1.1.2 Mơi trường sống
Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng tảo Spirulina là một trong những
loài sinh vật lâu đời nhất trên trái đất. Các hồ chứa Spirulina lớn nhất được tìm
2


thấy ở Trung Phi, xung quanh Hồ Chad và Niger, Hồ Texcoco, dọc theo Thung
lũng Great Rift ở Đông Phi. Các hồ Bodou và Rombou ở Chad có một vùng độc
canh ổn định của Spirulina có từ nhiều thế kỷ trước. Nó cũng là một lồi vi tảo
phát triển mạnh, chiếm ưu thế ở các Hồ Nakuru và Elementeita của Kenya và các
Hồ Aranguadi và Kilotes của Ethiopia. Spirulina phát triển mạnh trong các hồ
nước có tính kiềm, nơi các vi sinh vật khác khó có thể tồn tại được [4]. Nó sử

dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời, carbon dioxide và các chất khoáng trong
nước để sinh trưởng. Quần thể tảo phát triển nhanh chóng, đạt mật độ tối đa và
sau đó chết đi khi nguồn dinh dưỡng cạn kiệt. Một chu kỳ theo mùa mới bắt đầu
khi xác vi tảo bị phân hủy giải phóng chất dinh dưỡng hoặc khi có nguồn dinh
dưỡng khác chảy vào hồ. Spirulina được tìm thấy trong đất, đầm lầy, nước ngọt,
nước lợ, nước biển và suối nước nóng. Nước mặn với độ pH cao (8.5–11.0) tạo
điều kiện cho Spirulina sinh trưởng và phát triển tốt, đặc biệt là ở vùng nhiệt đới
có mức độ bức xạ mặt trời cao. Spirulina là một vi sinh vật quang dưỡng bắt
buộc; vì vậy, nó khơng thể phát triển trong bóng tối trên mơi trường có chứa các
hợp chất cacbon hữu cơ. Nó làm giảm carbon dioxide trong ánh sáng và đồng
hóa chủ yếu là nitrat. Sản phẩm đồng hóa chính của q trình quang hợp
Spirulina là glycogen. Spirulina cho thấy sự tăng trưởng tối ưu trong khoảng
35°C đến 39°C [3].
1.1.3 Đặc điểm cấu tạo của tảo Spirulina
Quan sát dưới kinh hiển vi điện tử cho thấy Spirulina có cấu tạo đơn bào,
gồm lớp vỏ capsule, thành tế bào có nhiều lớp, cơ quan quang hợp hoặc hệ phiến
thylakoid, riboxom và những sợi ADN nhỏ. Hàm lượng acid nucleic trong tảo rất
thấp [5]. Lớp vỏ capsule có cấu trúc sợi nhỏ và bao quanh là một lớp sợi khác
bảo vệ cho chúng. Bề ngang của sợi khoảng 612μm và được cấu tạo từ các tế bào
hình trụ trịn. Đường kính xoắn ốc của nó từ 3070μm, chiều dài khoảng 500μm.
Trong một vài điều kiện nuôi cấy có kích thích thì chiều dài của các sợi có thể
lên đến 1mm. Điều này giải thích tại sao hình dạng xoắn ốc của Spirulina trong
mơi trường lỏng bị thay đổi thành hình xoắn lị xo trong mơi trường rắn. Những
thay đổi này là do sự hút nước hoặc khử nước của oligopeptide trong màng
peptidoglican tạo nên. Chlorophyll a, caroten và phycobiliprotein nằm trong hệ

3


thylakoid là cơ quan quang hợp của SP. Phycobiliprotein là nơi chứa

phycocyanin.
1.1.4 Thành phần hóa học
Spirulina chứa 55-70% protein, 6-9% chất béo, 15-20% carbonhydrate và
rất giàu các nguyên tố vi lượng, vitamin, chất xơ và các loại sắc tố [6]. Hầu hết
các nghiên cứu đều chỉ ra rằng tảo Spirulina rất giàu protein, cao hơn 3 lần so với
thịt bò và thịt gà. Chỉ số hóa học (chemical score - C.S) của protein của tảo cũng
rất cao.
Spirulina có chứa 1% acid gamma linoleic (tiền thân của chất
prostaglandin), các loại vitamin nhóm B, trong đó hàm lượng vitamin B12 cao
gấp 2 lần trong gan bò. Hàm lượng caroten cao gấp 10 lần trong củ cà rốt. Sự có
mặt của hệ sắc tố (phycocyanin, chlorophyl và carotenoid) và các nguyến tố vi
lượng K, Mg, Fe, Mn, Zn trong tảo có tác dụng tốt cho hoạt động của hệ thần
kinh, chống lão hóa, ngăn ngừa ung thư và kích thích sự đáp ứng miễn dịch của
cơ thể. Chính vì chứa nhiều thành phần hóa học có lợi cho sức khỏe con người
nên Spirulina được WHO coi là “thực phẩm bảo vệ sức khỏe tốt nhất của loài
người trong thế kỷ 21”.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của tảo Spirulina (Stantillen, 1982)
Tỷ lệ (%
chất khô)

Thành phần

Tỷ lệ (%
chất khô)

Protein

55-65

Beta

cryptoxathin
(mg/kg)

30

Carbohydrate

≥ 15,4

Chlorophyl (a)

Chất béo

1,5-3,8

phycocyanin

6-7

Chất xơ

2,5-4,1

Vitamin B1 (mg/kg)

35

Khoáng

11,5-16

Vitamin B6 (mg/kg)

8

Độ ẩm

≤9

Vitamin E (mg/kg)

Vết

Magnesi (mg/%)

370

Zinc (mg/%)

≈3

Thành phần

Calcium (mg/%)

≈ 300

Sodium (mg/%)

230

0,61-1,15

4


Bảng 1.2. Thành phần hóa học của tảo Spirulina (Stantillen, 1982) (tiếp)
Thành phần

Tỷ lệ (%
chất khô)

Potassium (mg/%)

≈ 1670

Mangan (mg/%)

≈2

Phosphor (mg/%)

310

Copper (mcg/%)

≈ 1,2

Beta
(mg/kg)

1000

Selen

carotene

Thành phần

Tỷ lệ (%
chất khô)

Vết

Hàm lượng acid amin trong tảo cũng rất cao, trong đó các loại acid amin
thiết yếu cho sự phát triển của loài người như leucin, isoleucin, valin, lysin,
methionin và tryptophan đều có mặt với tỷ lệ vượt trội so với tiêu chuẩn của Tổ
chức lương nơng quốc tế (F.A.O). Vì vậy, Spirulina chính là nguồn thức ăn cung
cấp protein có giá trị cao.
Bảng 1.3. Thành phần acid amin trong tảo Spirulina (Santillen, 1982)
STT
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.

Thành phần
Isoleucin
Leucin
Lysin
Methionin
Phenylalanin
Theonin
Tryptophan
Valin
Alanin
Arginin
Aspartic Acid
Glutamic Acid
Glycin
Histidin
Prolin
Serin
Tyrosin

µg/10g
350

540
290
140
280
320
90
400
470
430
610
910
320
100
270
320
300

% Tổng chất khơ
5,6
8,7
4,7
2,3
4,5
5,2
1,5
6,5
7,6
6,9
9,8
14,6

5,2
1,6
4,3
5,2
4,8

Nhìn chung Spirulina có lượng protein rất cao với đầy đủ các acid amin
không thay thế và rất phong phú các chất khoáng và vitamin.

5


1.1.5 Giá trị dinh dưỡng của tảo Spirulina
Spirulina chứa khoảng 55% -70% protein, là các acid amin thiết yếu. Nó
chỉ tạo ra một lượng nhỏ calo dễ tiêu hoá, rất phù hợp với những người ăn kiêng,
ăn chay.
Vi tảo Spirulina platensis là một nguồn axit gamma-linolenic (GLA) tiềm
năng. GLA là chất chuyển hóa của axit linoleic (LA) và là chất trung gian đầu
tiên trong việc chuyển đổi LA thành arachidonic axit (AA), có tác dụng chống
viêm, làm giảm các triệu chứng của bệnh viêm khớp. GLA rất khó tìm thấy trong
nguồn thức ăn và thường do cơ thể tự tạo ra. Sản xuất đa axit béo khơng bão hịa
từ nguồn vi sinh vật được coi là một giải pháp kinh tế thay thế phương pháp
truyền thống. [6]
Spirulina là nguồn thực phẩm giàu vitamin nhóm B, nhất là vitamin B12
rất cần thiết cho các tế bào và mô thần kinh, đặc biệt cho những người ăn chay.
Hơn nữa, Spirulina rất giàu sắt, magnesi và các nguyên tố vi lượng. Tỷ lệ hấp thu
sắt và các nguyên tố vi lượng tự nhiên từ tảo cao hơn các dạng bổ sung khác.
1.1.6 Công dụng của Spirulina
Ngày càng có nhiều cơng bố về việc chiết xuất được các phân tử có giá trị
cao từ SP như carotenoid, phycocyanin và chlorophylls. Spirulina không những

giúp tăng cường hàm lượng dinh dưỡng của thực phẩm mà còn có tác dụng tích
cực đến sức khỏe con người [7]. Chính vì lí do đó nên Siprulina được ứng dụng
trong rất nhiều lĩnh vực như dược phẩm, y học và công nghiệp thực phẩm.
Spirulina được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm để làm
gia vị, thực phẩm bổ sung và phụ gia thực phẩm. Trong công nghiệp, Spirulina
được sử dụng làm chất tạo màu và chất nhũ hóa. Sản lượng tảo Spirulina được
sản xuất hàng năm trên thế giới sản xuất đạt trên 3000 tấn chất khô, dẫn đầu là
Trung Quốc và Ấn Độ [8].
Đặc tính chống oxi hóa
Oxy hóa là một q trình tự nhiên sản sinh các gốc tự do, luôn luôn diễn
ra và được điều hòa trong cơ thể. Tuy nhiên, các gốc tự do không ổn định và dễ
hoạt động quá mức: mỗi gốc tự do có một electron tự do, do đó nó ln có xu
hướng thốt khỏi trạng thái này bằng cách gắn vào các phân tử kế cận kể cả
những phân tử quan trọng và nhạy cảm như protein, chất béo, thậm chí là vật liệu
6


di truyền ADN. Ngay khi gắn vào các phân tử kế cận, các gốc tự do làm biến đổi
các phân tử này thành gốc tự do và một hiệu ứng dây chuyền diễn ra vô hạn. Nếu
không ngăn chặn hiệu ứng này kịp thời sẽ dẫn đến các bệnh ung thư, bệnh mãn
tính và sự lão hóa, bao gồm sự lão hóa của da, một trong những cơ quan thường
xuyên tiếp xúc trực tiếp với các tác nhân gây hại như tia UV, gió, lạnh, các vi
sinh vật và tác nhân gây ơ nhiễm mơi trường.
Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu về sự oxy hóa và gốc tự do. Trong số
đó, vi khuẩn lam Spirulina platensis được quan tâm đặc biệt do có nhiều tính
chất ưu việt đặc biệt do chứa những chất có khả năng trung hịa gốc tự do, các
hợp chất chống oxy hóa tự nhiên, giúp ngăn ngừa sự thối hóa tế bào và làm
chậm q trình lão hóa cơ thể như: phycocyanin, chlorophyll, beta-caroten,
vitamin E…Các dẫn xuất của sắc tố diệp lục như pheophorbide b và pheophytin
b đã được biết đến là chất chống oxy hóa mạnh. Carotenoid là chất chống oxy

hóa cực kỳ quan trọng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng những người có chế độ
ăn uống chứa nhiều thực phẩm giàu carotenoid làm giảm nguy cơ phát triển các
loại ung thư. Carotenoid cũng có tác dụng tăng cường q trình trao đổi chất ở
người và động vật, tăng cường phản ứng miễn dịch và chống lại các bệnh như
ung thư bằng cách bắt gốc tự do. β-carotene, một loại carotenoid chủ yếu trong
Spirulina, là một chất chống oxy hóa tiềm năng có khả năng chống ung thư. Ăn
thực phẩm giàu chất chống oxy hóa như carotenoid, phycocyanin, superoxide
dismutase và vitamin C và E là một cách tuyệt vời khác để giúp ngăn ngừa ung
thư [9].
Tác dụng chống ung thư
Nhiều cơng trình nghiên cứu chỉ ra rằng Spirulina và các chiết xuất của nó
có khả năng ức chế ung thư, kích thích sự tăng sinh các tế bào hồng cầu, bạch
cầu và nâng cao khả năng miễn dịch của cơ thể, ức chế độc tố gan hepatotoxin,
nâng cao tính miễn dịch, chống lão hóa và làm giảm nếp nhăn, làm giảm
cholesterol máu, hạn chế các tai biến về tim mạch, kháng lại các retrovirus, bảo
vệ và không cho virus xâm nhập nội bào, ức chế virus HSV-1 (đây là dạng virus
gây lở loét ở miệng và niêm mạc ở người), góp phần chữa trị cho các bệnh nhân
nhiễm HIV, virut Herpes, người bị nhiễm phóng xạ nặng… Một số dạng ung thư
phổ biến thường phá hủy ADN của tế bào. Các nhà tế bào học đã tìm ra một hệ
7


thống các enzyme Endonuclease có khả năng sửa chữa những ADN bị phá hủy
để bảo vệ các tế bào lành. Khi những enzyme này bị bất hoạt bởi các chất phóng
xạ hay chất độc, ADN sẽ khơng khơi phục lại được và ung thư sẽ phát triển. Các
nghiên cứu in vitro đã chỉ ra rằng polysaccarid duy nhất có trong Spirulina có thể
cải thiện hoạt tính của enzyme Endonuclease trong nhân tế bào và sữa chữa
những ADN bị phá hủy. [10]
Đặc tính chống viêm, điều hịa miễn dịch
Dịch chiết của tảo xoắn được phát hiện có ảnh hưởng lớn đến hệ thống

miễn dịch bằng cách tăng hoạt động của các đại thực bào, kích thích tế bào tiêu
diệt tự nhiên. Nó cũng đóng một vai trị quan trọng trong việc sản xuất cytokine
và kháng thể, kích hoạt và huy động các tế bào T và B [11]. Nó cũng ức chế phân
tử CD28 và đồng kích thích tế bào T ở mức độ ức chế miễn dịch tương tự như tác
dụng của thuốc cyclosporin [12].
Spirulina có đặc tính chống viêm bằng cách ức chế sự giải phóng
histamine từ các tế bào mast [13]. Ishii và cộng sự đã nghiên cứu và chứng minh
ảnh hưởng của tảo Spirulina đến nồng độ IgA trong nước bọt của người, tăng
cường khả năng miễn dịch niêm mạc [14]. Một nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã
xác định cơ chế miễn dịch ở cấp độ phân tử bằng cách phân tích các tế bào máu
của các tình nguyện viên trước và sau khi sử dụng chiết xuất từ SP. Sự sản xuất
IFN-γ và sự phá hủy tế bào diệt tự nhiên (NK) đã tăng lên đáng kể sau khi sử
dụng các chiết xuất SP [15].
Đặc tính kháng vi rút
Hợp chất có hoạt tính sinh học trong dịch chiết của S. platensis là Calcium
spirulan (Ca-Sp) có khả ức chế sự sao chép in vitro của một số vi rút bao gồm
Herpes simplex loại I, cytomegalovirus gây bệnh ở người, vi rút sởi và quai bị, vi
rút cúm A và vi rút HIV-1 [16]. Một nghiên cứu khác đã phát hiện ra dịch chiết
của S. platensis đã ức chế sự nhân lên của HIV-1 trong tế bào T, tế bào đơn nhân
máu ngoại vi và tế bào Langerhan [17].
Tác dụng tới hàm lượng cholesterol
Hiện nay, bệnh tim mạch là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ở các
nước phát triển. Hàm lượng cholesterol cao là một trong những yếu tố nguy cơ
của bệnh xơ vữa động mạch. Trong nghiên cứu đầu tiên trên người cho thấy việc
8


sử dụng 4,2 g Spirulina mỗi ngày làm giảm đáng kể các LDL cholesterol sau 8
tuần điều trị, mức độ xơ vữa động mạch cũng giảm đáng kể. Một nghiên cứu
khác đã sử dụng thực phẩm bổ sung Spirulina ở những bệnh nhân thiếu máu cơ

tim và nhận thấy sự giảm đáng kể lượng cholesterol, triglyceride và cholesterol
LDL trong máu, tăng hàm lượng HDL cholesterol.
Bệnh tiểu đường là một trong những căn bệnh phổ biến nhất trên toàn thế
giới hiện nay. Chế độ dinh dưỡng cân bằng đóng một vai trị quan trọng trong
việc duy trì mức đường huyết ổn định ở bệnh nhân tiểu đường để ngăn ngừa phát
sinh các biến chứng. Do Spirulina có các đặc tính điều hịa cholesterol, chống
oxy hóa và điều hịa miễn dịch, vì vậy nó chính là một loại thực phẩm chức năng
giúp duy trì sự cân bằng dinh dưỡng cho bệnh nhân tiểu đường. SP có tiềm năng
trở thành một loại thực phẩm chức năng để kiểm soát bệnh tiểu đường loại 2 và
q trình chuyển hóa carbohydrate và lipid bất thường do dư thừa lượng fructose
trong cơ thể gây ra.
Là thực phẩm bổ sung dinh dưỡng toàn diện
Một vấn đề sức khỏe rất được quan tâm, đặc biệt là ở các nước đang phát
triển, đó là vấn đề suy dinh dưỡng. Tình trạng thiếu dinh dưỡng nghiêm trọng
được biểu hiện dưới dạng suy dinh dưỡng protein. Cùng với sự thiếu hụt protein,
chế độ ăn của những trẻ bị suy dinh dưỡng cũng không được bổ sung các vi chất
như vitamin và khoáng chất cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển bình
thường của trẻ. Spirulina rất giàu protein, carbohydrate, axit béo khơng bão hịa,
sterol và một số ngun tố quan trọng khác như canxi, sắt, kẽm, magiê, mangan
và selen. Nó là nguồn tự nhiên cung cấp vitamin B12, vitamin E, axit ascorbic,
tocopherols và toàn bộ sắc tố tự nhiên. Spirulina chính là “thực phẩm kỳ diệu”
giúp bổ sung chất dinh dưỡng tồn diện cho trẻ em [18].
Ngồi ra, Spirulina có tác dụng điều hòa hormon giúp kéo dài thời kỳ
thanh xuân. Omega-3 trong Spirulina có tác dụng bảo vệ da, kích thích liền sẹo,
tăng khả năng lành vết thương. Polysacharide có tác dụng kháng khuẩn và hút
nước tạo gel làm mát da.

9

1.2

Phycocyanin
1.2.1 Giới thiệu
Phycocyanin là một sắc tố màu xanh lam có trong vi khuẩn lam,

rhydophyta và cryptophyta và nó được gọi là C-PC hay R-PC tùy thuộc loài. RPC là sắc tố phụ có trong tảo đỏ.
Spirulina sở hữu một loạt các chất màu, bao gồm carotenoid, chlorophyll
và phycobiliprotein. Phycobiliprotein (PBP) là các tập hợp các siêu phân tử
protein hòa tan trong nước tham gia vào quá trình thu ánh sáng ở những vi sinh
vật này, chiếm 40-60% tổng số protein hòa tan của tế bào. Chúng được chia
thành ba nhóm dựa trên đặc tính hấp phụ quang phổ: Phycoeryhrin (hấp phụ
bước sóng 565 nm), phycocyanin (hấp phụ bước sóng 620 nm) và
allophycocyanin (hấp phụ bước sóng 650 nm). Phycocyanin tan được trong nước,
có đặc tính huỳnh quang và có khả năng chống oxy hóa.
Spirulina platensis là nguồn cung cấp dồi dào sắc tố phycocyanin. Theo
Vonshak (1997), lượng phycocyanin có thể chiếm tới 20% tổng lượng protein
trong SP.
1.2.2 Cấu tạo của phycocyanin
Phycocyanin có cấu trúc hình elip dẹt, được cấu thành từ tiểu đơn vị α
(kích thước 12.000-18.500 Da) và tiểu đơn vị β (kích thước 14.000-20.000 Da)
theo tỷ lệ 1:1 tạo thành các monome (αβ)n (= 1-6) [24]. Mỗi phân tử chứa khoảng
160 - 180 gốc acid amin với trình tự khác nhau và ở dạng hexamer tự nhiên
(αβ)6. Mỗi tiểu đơn vị liên kết với 1 - 4 chất màu, do đó mỗi phycobiliprotein có
độ hấp phụ quang học đặc trưng.

Hình 1.2 Cấu trúc phân tử của Phycocyanin
Phycocyanin duy nhất có chứa chất màu phycocyanobillin là Cphycocyanin (C-PC). Đơn phân của C-PC bao gồm các tiểu đơn vị α- và β10

polypeptit khác nhau (∼20 kDa), chứa một và hai phycocyanobilin liên kết cộng
hóa trị với cystein ở vị trí 84 (α) và 84 và 155 (β). Các monome kết hợp một cách
tự nhiên để tạo thành trime (α. β)3 và hexamers (α. β)6. Dạng hexame là một phần
không thể thiếu của phycobiliprotein trong vi khuẩn lam và tảo. Ở dạng dung
dịch, phycocyanin là một hỗn hợp phức tạp của monome, trime, hexamers và các
oligome khác có trọng lượng phân tử từ 44 đến 260 kDa [19].

Hình 1.3. Các cấu hình khác nhau của phycocyanin trong dung dịch [19]
Mỗi chuỗi polypeptide của phycocyanin bao gồm apoprotein và chất màu
có cấu trúc tetrapyrrole mở vòng. Chất màu trong phycocyanin được gọi là
phycobiliin.
Điểm đẳng điện của phycocyanin từ 4,1 đến 6,4 tùy thuộc vào phương
pháp tách chiết và tinh sạch [20]. Tại giá trị pH này phycobiliprotein sẽ bị vón
cục lại, mất khả năng tương tác với nước. Khả năng hấp thu quang phổ mạnh
nhất trong khoảng bước sóng 615 - 620 nm, phát quang ở bước sóng 647 - 652
nm. Phycocyanin ổn định ở pH 4 - 8.5 [21] và nhiệt độ dưới 40oC [22]. Ngoài
điều kiện này phycocyanin sẽ bị mất màu hoặc bị biến tính. Phycocyanin rất nhạy
cảm với ánh sáng và nhiệt độ [23]. Vì vậy, phycocyanin cần được tinh chế trong
khoảng 4 - 5oC, bảo quản trong điều kiện tránh ánh sáng.
1.2.3 Công dụng của phycocyanin
Phycocyanin cho thấy một loạt các tác dụng dược lý, với hoạt tính chống
oxy hóa [24], chống ung thư [25], chống viêm [26], chống gây độc tế bào [27] và
kích thích hệ miễn dịch [28]. Vai trị chống oxy hóa của PC thể hiện trong việc
ức chế q trình peroxy hóa lipid ở gan và giúp bảo vệ gan. Phycocyanin cũng có
khả năng quét các gốc tự do trong các tế bào thần kinh bị tổn thương, điều này có
thể tránh tổn thương ADN do các gốc tự do gây ra và ngăn chặn quá trình phá
11


hủy các tế bào thần kinh [29]. Ngày càng có nhiều nghiên cứu in vitro và in vivo

chỉ ra rằng phycocyanin có vai trị chống ung thư hiệu quả (như ung thư vú, ung
thư gan, ung thư phổi, ung thư ruột, bệnh bạch cầu và ung thư tủy xương, ...). Khi
kết hợp với ánh sáng He-Ne, C-phycocyanin có thể hoạt động như một chất cảm
quang trong liệu pháp quang động, tạo ra một liệu pháp điều trị khối u [28]. Hơn
nữa. C-phycocyanin có khả năng chống viêm, vì vậy C-phycocyanin là một chất
chống viêm tự nhiên tiềm năng. Phycocyanin có khả năng thúc đẩy tái tạo tế bào
máu, cải thiện hoạt động của tế bào lympho và hệ thống bạch huyết, cải thiện
chức năng miễn dịch, nâng cao toàn diện khả năng kháng bệnh của cơ thể [30].
Ngoài ra, C-PC là một loại thuốc chống xơ hóa tiềm năng.
1.2.4 Ứng dụng của Phycocyanin
Phycocyanin và những phycobiliprotein khác có nhiều ứng dụng trong
thực phẩm, mỹ phẩm, công nghệ sinh học, chẩn đốn và dược phẩm vì nó có màu
sắc đặc trưng, tính huỳnh quang và hoạt tính chống oxy hóa.
Phycocyanin được sử dụng làm thành phần dinh dưỡng, thuốc nhuộm màu
tự nhiên, chất đánh dấu huỳnh quang. Trong dược phẩm, PC được sử dụng làm
chất chống oxy hóa và chất kháng viêm. Phycocyanin được sử dụng làm chất
màu trong thực phẩm (kẹo cao su, sản phẩm sữa....) và mỹ phẩm như son môi và
kem nền ở Nhật Bản, Thái Lan và Trung Quốc. Phycocyanin có thể có tiềm năng
mạnh mẽ như một loại thuốc điều trị trong các ứng dụng lâm sàng.
Trong số các ứng dụng này, việc sử dụng CPC trong y học và sinh học
ngày càng thu hút nhiều sự chú ý nhờ khả năng chống oxi hóa, chống viêm,
chống ung thư, tăng cường miễn dịch của nó. Ngồi ra, CPC có thể điều chế
thành thuốc thử huỳnh quang, đầu do huỳnh quang và chất đánh dấu huỳnh
quang, được sử dụng trong chẩn đoán y tế, miễn dịch học, kỹ thuật sinh học và
các lĩnh vực nghiên cứu khác.
1.2.5 Một số cơng trình nghiên cứu Phycocyanin
Romay lần đầu tiên báo cáo các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm
của C-PC [31] và cho thấy rằng C-PC có thể loại bỏ hiệu quả các gốc hydroxyl tự
do và các gốc oxy tự do [32]. Các gốc tự do có liên quan đến sự xuất hiện của
nhiều bệnh lý, bao gồm viêm, xơ vữa động mạch, ung thư, chấn thương tái tưới

máu và các rối loạn khác do stress oxy hóa gây ra.
12


C-PC là một chất ức chế chọn lọc COX-2, hiển thị một số đặc tính bảo vệ
gan, chống viêm nhiễm [33]. Tác dụng chống viêm của S. platensis lần đầu tiên
được báo cáo bởi Remirez et al [34]. Romay và cộng sự [35] gần đây đã báo cáo
tác dụng chống viêm và loại bỏ các gốc oxy tự do của C-PC. Chế phẩm dinh
dưỡng có chứa C-PC điều trị viêm xương khớp đã được nghiên cứu và so sánh
với thuốc chống viêm carprofen. Kết quả chỉ ra rằng chế phẩm này có thể làm
giảm các cytokine gây viêm khác nhau, chẳng hạn như TNF-α, interleukin-6 (IL6), MMP-3 và sulfated glycosaminoglycans. Tất cả các cytokine gây viêm này
đều liên quan chặt chẽ đến sự xuất hiện và phát triển của ổ viêm. Shih và cộng sự
[36] phát hiện ra rằng C-PC có thể ức chế sự biểu hiện quá mức của NO và PGE2
bằng cách điều chỉnh giảm sự biểu hiện của iNOS và COX-2, đồng thời giảm sự
hình thành TNF-α và sự xâm nhập của bạch cầu trung tính vào các vị trí viêm.
Kết quả này chỉ ra rằng C-PC có khả năng chống viêm.
Giảm khả năng chống oxy hóa và tăng các gốc tự do phần lớn liên quan
đến sự lão hóa của các cơ quan trong cơ thể con người, gây ra các bệnh thối hóa
thần kinh [37]. Nhiều thử nghiệm lâm sàng đã báo cáo rằng sự biểu hiện của
cytokine tăng lên đáng kể trong dịch não tủy và mô não của bệnh nhân bị chấn
thương hoặc nhồi máu não. Mitra và cộng sự [38] đã so sánh tác dụng bảo vệ của
C-PC và N-acetylcysteine (NAC, một loại thuốc bảo vệ thần kinh) đối với chất
độc thần kinh do Tributyltin clorua gây ra. Họ phát hiện ra rằng cả hai đều có thể
làm giảm mức độ oxy hóa và tình trạng viêm nhiễm, mặc dù cơ chế của chúng
khác nhau. Do đó, C-PC là một chất bảo vệ thần kinh tiềm năng có thể được áp
dụng để điều trị tổn thương tế bào thần kinh do stress oxy hóa gây ra trong các
bệnh thối hóa thần kinh, chẳng hạn như đột quỵ do thiếu máu cục bộ, bệnh
Alzheimer và bệnh Parkinson.
Vadiraja và cộng sự [39] đã nghiên cứu các hoạt động dược lý của C-PC
đối với độc tính trên gan chuột do R - (+) - pulegone và carbon tetrachloride gây

ra và thấy rằng C-PC có thể làm giảm đáng kể độc tính trên gan do một số lượng
lớn các gốc tự do gây ra. Sự mất mát cytochrom P450, glucose-6-phosphatase và
aminopyrine-N-demethylase đã giảm đáng kể, điều này đã chứng minh rằng CPC có tác dụng bảo vệ men gan. Các nghiên cứu sâu hơn đã chỉ ra rằng C-PC có

13


thể làm giảm tổn thương não do thioacetamide gây ra thơng qua việc tăng hoạt
tính chống oxy hóa.
C-PC có thể ức chế độc tính trên thận và stress oxy hóa do cisplatin gây ra
theo cách giảm stress oxy hóa và duy trì hoạt động của các enzym chống oxy hóa
[40]. Farooq và cộng sự. [41] phát hiện ra rằng C-PC có thể ngăn ngừa tổn
thương tế bào do stress oxy hóa qua trung gian axit oxalic gây ra trong tế bào
thận của lồi chó, giảm ROS và q trình peroxy hóa lipid trong tế bào. C-PC
làm giảm tính thấm của màng ty thể và tăng sản xuất ATP. Hơn nữa, C-PC có thể
ngăn ngừa sự xuất hiện của bệnh thận do đái tháo đường bằng cách ức chế sản
xuất superoxide phụ thuộc NADPH trong các tế bào trung bì thận được nuôi cấy.
Riss và cộng sự xác nhận rằng C-PC cải thiện hiệu quả tổn thương viêm
do stress oxy hóa ở động vật bị xơ vữa động mạch bằng cách ức chế hoạt động
của các gốc tự do và sự hình thành COX-2 để tăng mức độ các enzym chống oxy
hóa trong cơ thể và bằng cách điều chỉnh lipid máu [42]. Sheu và cộng sự [43] đã
nghiên cứu tác dụng chống oxy hóa và chuyển hóa lipid của C-PC và phát hiện ra
rằng C-PC làm giảm cholesterol huyết thanh, cholesterol tồn phần, chất béo
trung tính, lipoprotein tỷ trọng thấp, glutamate-oxaloacetate transaminase và
glutamate-pyruvate transaminase. Ngồi ra. C-PC cịn được phát hiện có tác dụng
hạ lipid máu và chống oxy hóa, ngăn ngừa xơ vữa động mạch. Li [44] phát hiện
ra rằng tác dụng chống xơ vữa của C-PC có thể được tăng cường bằng cách ngăn
chặn sự tăng sinh tế bào cơ trơn và quá trình chết của tế bào nội mô, giảm lượng
mỡ trong máu và ức chế phát triển của xơ vữa động mạch.
Phycocyanin có tác dụng chống tăng sinh và gây chết trên các dòng tế bào

ung thư khác nhau trong ống nghiệm mà không gây tác dụng phụ trên các tế bào
bình thường [45]. Cơ chế chung của quá trình ức chế các tế bào ung thư là làm
cho các tế bào ung thư dừng lại ở giai đoạn đầu của chu kỳ tế bào khiến chúng
không thể phát triển thành các khối u lớn hoặc ức chế quá trình tổng hợp ADN ở
các tế bào này. Phycocyanin liều cao không gây ra các triệu chứng nhiễm độc
hoặc tử vong đáng kể trong các thí nghiệm trên động vật [46]. Những nghiên cứu
này đã chứng minh tiềm năng điều trị của phycocyanin trong điều trị ung thư.

14


1.3 Tổng quan về các phương pháp sấy và phương pháp cố định tảo với gel
alginate
1.3.1 Giới thiệu
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt.
Bản chất của quá trình sấy là do sự chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và bên
trong vật liệu và sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu
và môi trường xung quanh, nước sẽ được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán.
Mục đích của q trình sấy là giảm hàm lượng ẩm có trong nguyên liệu; từ
đó, làm giảm hoạt độ của nước, ức chế các biến đổi do có sự hiện diện của nước
như: sự phát triển của vi sinh vật, sự xúc tác của các enzyme. Bên cạnh đó, mục
đích cơng nghệ của q trình sấy cịn góp phần tạo những biến đổi về mặt hóa
học và cảm quan; từ đó tạo ra những thuộc tính đáp ứng nhu cầu của người tiêu
dùng. Nói cách khác, mục đích của q trình sấy là để kéo dài thời gian bảo quản,
góp phần chế biến nguyên vật liệu thành sản phẩm có giá trị gia tăng cao.
Sấy có thể là sấy tự nhiên hoặc sấy nhân tạo. Sấy tự nhiên được tiến hành
ngoài trời, sử dụng năng lượng mặt trời làm bay hơi nước trong vật liệu sấy.
Phương pháp này rất đơn giản, rẻ song không điều chỉnh, can thiệp vào quá trình
sấy. Sản phẩm sau sấy không đạt yêu cầu về độ ẩm, vệ sinh an toàn thực phẩm,
phụ thuộc vào thời tiết. Phương pháp sấy nhân tạo khắc phục được những nhược

điểm của sấy tự nhiên nhờ khả năng điều chỉnh lượng nhiệt, gió cấp cho thiết bị
sấy nên sản phẩm sau sấy có chất lượng cao, thời gian sấy nhanh, năng suất và
chất lượng cao hơn.
1.3.2 Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu
Khi nghiên cứu quá trình sấy một vấn đề quan trọng là phải xác định được
các dạng tồn tại và các hình thức liên kết giữa ẩm với vật khơ. Diễn biến của quá
trình sấy các vật ẩm sẽ bị chi phối bởi các dạng liên kết ẩm trong vật. Có nhiều
cách phân loại các dạng liên kết ẩm trong đó cách phân loại của P.H. Robine
được sử dụng rộng rãi hơn vì nó nêu được bản chất hình thành các dạng liên kết
ẩm khác nhau. Theo cách này, tất cả các dạng liên kết ẩm được chia thành 3
nhóm chính là: liên kết hóa học, liên kết hóa lý, liên kết cơ lý [47].

15