Nghiên cứu phương pháp thu nhận phycocyanin từ tảo spirulina

NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên vật liệu nghiên cứu

Chúng tôi nghiên cứu bột tảo spirulina do công ty Vĩnh Hảo sản xuất, với độ ẩm 4.5% Bột tảo này được sấy phun từ sinh khối tảo, giúp dễ dàng trong việc bảo quản.

Bảng 2.2: Các loại hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

Stt Tên hóa chất Nơi sản xuất Khối lượng Độ tinh khiết

+ Máy đo pH Jenway – 3510 pH Meter – Mỹ

+ Thanh siêu âm Sonicsipracell, model VC 750, có đường kính 1.5cm, công suất tối đa 750W

+ Máy đo quang phổ UV-VIS Genegys 2000

+ Cân phân tích 4 số lẻ Kern – Max 220g, Min 10mg, e=1mg – Đức

+ Cân hai số lẻ - TANTA

+ Thiết bị ly tâm lạnh Sigma 3K30 – Đức, tốc độ tối đa 10000 vòng/phút, giới hạn nhiệt độ -10 o C - 35 o C

+ Thiết bị sấy phun MOBILE MINOR Niro -Đan Mạch

+ Tủ lạnh đông DMF – 328 – SANYO – Nhật

+ Tủ mát 350l – SANAKY – Nhật Bản

HVCH: Lê Thị Bích Phượng GVHD: TS Trần Bích Lam

Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Sơ đồ thu nhận và nghiên cứu phycocyanin

Hình 2.1: Sơ đồ thu nhận phycocyannin

Kết tủa protein tạp bằng muối

Ly tâm thu tủa phycocyanin

Sắc kí phân đoạn thu phycocyanin Sấy phun

Nghiên cứu về phương pháp thu nhận phycocyanin từ tảo spirulina đã được thực hiện cả trong và ngoài nước Sau khi xem xét tài liệu hiện có, chúng tôi đã xây dựng quy trình thu nhận phycocyanin theo sơ đồ đã trình bày Tuy nhiên, quy trình này có nhiều công đoạn ảnh hưởng đến hiệu quả thu nhận mà chưa được khảo sát trong các nghiên cứu trước đây, do đó chúng tôi đề xuất sơ đồ nghiên cứu mới nhằm làm rõ các yếu tố này.

Hình 2.2: Sơ đồ nghiên cứu thu nhận phycocyannin

Khảo sát tốc độ ly tâm tách bã

Trích chiết có hỗ trợ sóng siêu âm

Trích chiết không sử dụng sóng siêu âm Lựa chọn phương pháp trích ly tốt hơn

Khảo sát nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 loại protein tạp Khảo sát nồng độ muối (NH4) 2 SO 4 tủa phycocyanin

Khảo sát thời gian tủa phycocyanin Tối ưu hoá quá trình kết tủa phycocyanin Tinh sạch phycocyanin bằng sắc kí phân đoạn

2.2.2 Khảo sát tốc độ ly tâm tách bã sau khi trích ly phycocyanin

Bột tảo spirulina được chiết xuất bằng dung dịch photphat 0.01M ở pH 6.8 với tỉ lệ 1:20 (w/v) trong 4 giờ (Dronamraju, 2011; Zhu et al, 2007) Sau khi hoàn tất quá trình chiết xuất, tiến hành khảo sát tốc độ ly tâm để tách bã hiệu quả nhất, sau đó thu phần dịch màu ở trên Cuối cùng, lấy 1ml dịch màu thu được và pha loãng thành 100ml, đo quang ở hai bước sóng 620nm và 280nm.

 Thông số khảo sát: tốc độ ly tâm 3000 , 4000, 5000 vòng/phút

 Thông số cố định: thời gian ly tâm 10 phút, nhiệt độ ly tâm 4 o C

 Hàm mục tiêu: thu được dịch có hàm lượng phycocyanin và độ tinh khiết cao

 Kết quả: Chọn tốc độ ly tâm nào cho ra kết quả hàm mục tiêu tốt nhất

2.2.3 Khảo sát phương pháp trích ly phycocyanin

Trích ly là quá trình phá vỡ tế bào để phycocyanin hòa tan vào dung môi, tạo ra dịch chiết thô Có nhiều phương pháp trích ly khác nhau như: lạnh đông và tan giá, sóng siêu âm, lysozyme, và áp suất cao Ngoài ra, còn có phương pháp sử dụng vi khuẩn không cố định đạm, trích ly bằng acid, và ankylbenzen sunfate Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của quá trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm và không sử dụng sóng siêu âm đến hiệu suất trích ly Chúng tôi thực hiện thí nghiệm với 7 mẫu, trong đó tỉ lệ nguyên liệu tảo và dung môi là 1:20 (w/v), và lặp lại thí nghiệm 3 lần để đảm bảo độ chính xác.

 Mẫu 1: không dùng siêu âm

 Thông số khảo sát: cường độ siêu âm 0, 75, 100, 125, 150, 175 W/g

Thời gian siêu âm được thiết lập là 2 giây với tần số 20Hz Quá trình trích ly diễn ra trong 4 giờ, tiếp theo là ly tâm tách bã theo kết quả của mục 2.2.2, với thời gian ly tâm là 10 phút và nhiệt độ ly tâm duy trì ở 4 độ C.

 Hàm mục tiêu: thu được dịch có hàm lượng phycocyanin và độ tinh khiết cao

 Kết quả: Chọn ra kết quả hàm mục tiêu tốt nhất

2.2.4 Khảo sát nồng độ (NH 4 ) 2 SO 4 kết tủa protein tạp

Sau khi khảo sát phương pháp trích ly, chúng tôi đã chọn được phương pháp phù hợp để thu được dịch màu chứa phycocyanin, trong đó có các tạp chất hòa tan và protein lẫn lộn Để loại bỏ protein tạp, chúng tôi sử dụng (NH4)2SO4 với nồng độ thích hợp nhằm kết tủa và sau đó ly tâm để loại bỏ tủa Yếu tố khảo sát chính là nồng độ (NH4)2SO4, với tỉ lệ thể tích giữa dịch màu phycocyanin và dung dịch muối là 2:1 (v/v) Sau khi kết tủa protein tạp, dịch màu phycocyanin được ly tâm thu lại, sau đó định mức 1ml dịch màu thành 50ml và đo quang ở hai bước sóng 620nm và 280nm, lặp lại thí nghiệm ba lần để đảm bảo độ chính xác.

 Thông số khảo sát: nồng độ muối trong dịch màu phycocyanin 5, 10, 15, 20% (w/v)

 Thông số cố định: ly tâm theo kết quả của phần 2.2.2, thời gian ly tâm 10 phút, nhiệt độ ly tâm 4 o C

 Hàm mục tiêu: loại bỏ bớt lượng protein tạp, thu được dịch màu phycocyanin có độ tinh khiết cao hơn

 Kết quả: Chọn nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 cho kết quả dịch màu thu được có độ tinh khiết ( A 620 /A 280 ) cao nhất

2.2.5 Khảo sát nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 trong dịch màu để thu phycocyanin

Nghiên cứu cho thấy tốc độ ly tâm tối ưu để thu tủa phycocyanin là 6000 vòng/phút (Trần Bích Lam và cộng sự, 2005), trong khi các nghiên cứu khác đã sử dụng tốc độ ly tâm cao hơn như 20000 và 10000 vòng/phút (Hemlata et al, 2011; Zhu et al, 2007) Tuy nhiên, do thiết bị ly tâm trong phòng thí nghiệm chỉ có khả năng đạt tối đa 10000 vòng/phút, chúng tôi đã chọn tốc độ ly tâm 10000 vòng/phút để thu tủa phycocyanin.

Nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dung dịch màu có ảnh hưởng lớn đến lượng tủa phycocyanin thu được Nghiên cứu này đã sử dụng dung dịch muối (NH4)2SO4 với các nồng độ khác nhau để tạo ra các mẫu với nồng độ muối đa dạng.

Trong nghiên cứu của Lê Thị Bích Phượng dưới sự hướng dẫn của TS Trần Bích Lam, quá trình dịch màu phycocyanin được thực hiện với thời gian kết tủa là 15 phút Sau đó, mẫu được ly tâm để thu kết tủa và lấy dịch bên trên để đo quang ở bước sóng 620nm, với thí nghiệm được lặp lại ba lần để đảm bảo tính chính xác của kết quả.

 Thông số khảo sát: nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 trong dịch màu 27, 29, 31,

 Thông số cố định: Thời gian kết tủa 15 phút Tốc độ ly tâm 10000 vòng/phút Thời gian ly tâm 10 phút, nhiệt độ ly tâm 4 o C

 Hàm mục tiêu: lượng kết tủa phycocyanin thu được triệt để nhất

 Kết quả: Chọn nồng độ muối trong dịch màu để sau khi thu nhận tủa, dịch bên trên có độ hấp thu ở bước sóng 620nm thấp nhất

2.2.6 Khảo sát thời gian kết tủa phycocyanin

Thời gian kết tủa là yếu tố quan trọng trong nghiên cứu và sản xuất phycocyanin quy mô công nghiệp Trong thí nghiệm này, chúng tôi khảo sát thời gian kết tủa của phycocyanin Sau khi kết thúc thời gian kết tủa, phycocyanin được thu bằng phương pháp ly tâm, sau đó lấy dịch bên trên để đo quang ở bước sóng 620nm, và thí nghiệm được lặp lại 3 lần.

 Thông số khảo sát: thời gian kết tủa phycocyanin 5, 10, 15, 20 phút

 Thông số cố định: Tốc độ ly tâm 10000 vòng/phút Nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 trong dịch màu theo mục 2.2.6 Thời gian ly tâm 10 phút, nhiệt độ ly tâm 4 o C

 Hàm mục tiêu: lượng kết tủa phycocyanin thu được triệt để nhất

 Kết quả: Chọn thời gian kết tủa phycocyanin để sau khi thu nhận tủa, dịch bên trên có độ hấp thu ở bước sóng 620nm thấp nhất

2.2.6 Tối ưu hoá quá trình kết tủa phycocyanin

Tiến hành thí nghiệm theo phương án quy hoạch trực giao cấp I nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dịch màu và thời gian kết tủa phycocyanin đến lượng phycocyanin thu được.

Tối ưu hóa thực nghiệm: sử dụng phần mềm Modde 5.0

Các bước tiến hành của phương pháp:

- Chọn yếu tố ảnh hưởng

- Chọn mức các yếu tố

- Xây dựng 2 n thí nghiệm cần thiết

- Tiến hành làm thí nghiệm theo ma trận

- Chọn dạng phương trình hồi quy

- Kiểm tra ý nghĩa hệ số b

- Kiểm tra tương thích giữa phương trình hồi quy và thực nghiệm

- Viết phương trình hồi quy

2.2.8 Thẩm tích dịch màu phycocyanin

Sau khi tối ưu hóa, chúng tôi thu được lượng phycocyanin lớn nhất Tuy nhiên, trong dịch màu này vẫn còn tồn tại các tạp chất vô cơ Để loại bỏ những tạp chất này, chúng tôi áp dụng phương pháp thẩm tích qua màng celophan, giữ lại các chất có khối lượng từ.

Màng thẩm tích có kích thước đường kính 4cm và chiều dài 12cm Dịch màu được bơm vào 2/3 túi thẩm tích và treo lơ lửng trong becher 500ml chứa nước Quá trình thẩm tích diễn ra trong điều kiện lạnh, tránh ánh sáng, và nước cần được thay sau mỗi 2 giờ.

Sử dụng Ba(NO3)2 để kiểm tra quá trình thẩm tích, khi nhỏ dung dịch Ba(NO3)2 vào nước trong becher mà không thấy kết tủa xuất hiện, quá trình thẩm tích được coi là hoàn tất Mục tiêu của khảo sát này là loại bỏ hoàn toàn tạp chất vô cơ trong dịch màu phycocyanin.

2.2.9 Tinh sạch phycocyanin bằng sắc kí phân đoạn

Sau khi thẩm tích loại tạp chất vô cơ, dịch màu phycocyanin vẫn chứa một số tạp chất Nghiên cứu trước đây về quá trình tinh sạch phycocyanin bằng sắc kí ion cột Q-Sepharose Fast Flow đã đạt được độ sạch với tỷ lệ A620/A280 là 3.43 (Silvana et al, 2008) Hơn nữa, nghiên cứu của Dronamraju et al cũng đã chỉ ra những kết quả tương tự.

(2011), Trần Bích Lam (2005) dịch màu phycocyanin được tinh sạch bằng sắc kí cột sephadex G-100 có độ sạch lần lượt là A 620 /A 280 = 4.19 và 4.36

Sắc kí cột gel sephadex

Hình 2.3: Mô hình của quá trình sắc kí cột gel

Sắc ký là phương pháp vật lý hiệu quả để tách các hợp chất trong một hỗn hợp thành từng thành phần riêng biệt Phương pháp này dựa vào sự khác biệt về tính ái lực của các hợp chất đối với một hệ thống bao gồm hai pha: pha động và pha tĩnh.

Sắc ký lọc gel là phương pháp tách chất dựa vào trọng lượng phân tử, với pha động là chất lỏng và pha tĩnh là chất rắn, thường là các hạt polymer hình cầu có bề mặt nhiều lỗ rỗng Trong quá trình tách, các phân tử sẽ được giải ly khỏi cột theo thứ tự giảm dần của trọng lượng phân tử; những phân tử có trọng lượng lớn sẽ thoát ra trước, trong khi các phân tử nhỏ hơn sẽ ra sau.

Phương pháp lọc gel dựa vào sự khác biệt về kích thước, hình dạng và phân tử lượng của protein để tách chúng ra khỏi hỗn hợp Để đảm bảo hiệu quả tách protein, chất rây phân tử cần phải là chất trơ, không phản ứng với protein và không hòa tan Chất này cũng phải bền với các yếu tố cơ học và sinh học, đồng thời không có tính đàn hồi và ưa nước (hydrophil).

Gel Sephadex là một chất đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trong nghiên cứu và ứng dụng Sephadex là sản phẩm dextran được sản xuất bởi vi sinh vật Leuconostoc khi chúng được nuôi cấy trong môi trường có chứa saccharose Trọng lượng phân tử của dextran có thể lên tới hàng triệu Dalton và thậm chí lớn hơn Cấu trúc phân tử dextran bao gồm các chuỗi glucose liên kết với nhau qua liên kết glucoside 1,6.

Sephadex có các liên kết ngang giữa các mạch polysaccharide với nhau tạo thành một cấu trúc mạng lưới ba chiều tạo ra các lưới phân nhánh gọi là

Sephadex là một loại bột khô không tan trong nước, nhưng khi ngâm nước sẽ trương ra và tạo thành gel Số lượng liên kết ngang trong cấu trúc của nó quyết định kích thước lỗ sàng phân tử; càng nhiều liên kết, kích thước lỗ càng nhỏ Gel sephadex có mắt lưới với kích thước khác nhau tùy thuộc vào mức độ liên kết giữa các chuỗi polysaccharide: ít liên kết tạo mắt lưới lớn và khả năng ngậm nước cao Sephadex cũng bền trong môi trường acid yếu và kiềm yếu.

HVCH: Lê Thị Bích Phượng GVHD: TS Trần Bích Lam môi trường acid mạnh và kiềm mạnh thì các liên kết glucoside trong gel sẽ bị thủy phân (Wang, 2010)

Sephadex, thuộc hãng Pharmacia của Thụy Điển, đã giới thiệu năm loại sản phẩm: Sephadex G-25, G-50, G-75, G-100 và G-200, với kích thước khác nhau từ G10 đến G200 Các ký hiệu này chỉ mức độ giữ nước của gel, ví dụ G10 có nghĩa là 1g gel khô có thể hút 1ml nước Những loại Sephadex này phục vụ cho việc lọc phân tử, cho phép xử lý các chất có trọng lượng phân tử khác nhau tại các ngưỡng cụ thể.

Bảng 2.2: Trọng lượng các chất đi qua được các loại sephadex khác nhau

Các loại sephadex Kích thước phân tử đi qua được (Da)

Phương pháp lọc trên Sephadex được thực hiện bằng cách cho Sephadex vào cột thủy tinh và cân bằng với dung dịch đệm có pH xác định Tiếp theo, dung dịch protein được đưa lên cột Trong quá trình lọc, các phân tử có trọng lượng phân tử nhỏ sẽ khuếch tán chậm qua các lỗ nhỏ của hạt Sephadex, trong khi các phân tử lớn hơn không thể đi vào và sẽ nhanh chóng rơi xuống trước, được chiết ra khỏi cột Do đó, trong quá trình sắc ký phân đoạn, các protein có phân tử lượng cao sẽ được thu nhận trước các protein có phân tử lượng thấp.

Các gel lọc phân tử được chế tạo với bốn kích thước hạt khác nhau: hạt thô, hạt trung bình, hạt mịn và hạt siêu mịn.

Hình 2.4: Tách các phân tử theo kích thước bằng sắc kí lọc gel sephadex

Hình 2.5: Hoạt động rây phân tử của gel sephadex

Phân tử lượng của protein có sự dao động lớn từ 12.700 đến 1.000.000 Da, và phương pháp lọc gel Sephadex là một phương pháp phân tích hiệu quả Sephadex, với ít liên kết ngang, có khả năng tách các chất có trọng lượng phân tử lớn và ngược lại Ngoài Sephadex (Pharmacia), nhóm chất rây phân tử polysaccharide còn bao gồm Molselect (Reanal) - sản phẩm từ Hungary, được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu tách chất.

Tổng quan về sấy phun

Quá trình sấy phun chuyển đổi dòng nhập liệu lỏng thành sản phẩm bột thông qua việc phân tán thành những hạt nhỏ nhờ cơ cấu phun sương như đĩa quay hoặc vòi áp lực Khi hạt lỏng được phun ra, chúng tiếp xúc ngay với dòng khí nóng, giúp hơi nước bay hơi nhanh chóng mà vẫn giữ nhiệt độ vật liệu ở mức thấp, từ đó bảo toàn tính chất sản phẩm Thời gian sấy khô trong sấy phun nhanh hơn nhiều so với các phương pháp sấy khác.

2.4.1.2 Các giai đoạn của quá trình sấy phun

Quá trình sấy phun gồm ba giai đoạn cơ bản (Lê Văn Việt Mẫn, 2010)

- Quá trình phân tán dòng nhập liệu thành những hạt sương nhỏ li ti (còn gọi là sự phun sương)

- Sự hòa trộn giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy, đồng thời xảy ra quá trình bốc hơi nước

- Quá trình thu hồi sản phẩm từ dòng khí ra

Hệ thống sấy phun MOBILE MINOR, do hãng Niro (Đan Mạch) sản xuất, được sử dụng trong nghiên cứu với thiết kế bán công nghiệp.

Các thông số cơ bản:

 Kích thước thiết bị: dài 1.800mm, rộng 1.300mm, cao 1.920mm

 Nhiệt độ tối đa không khí sấy: đầu vào 350 0 C, đầu ra 120 0 C

 Năng suất sấy: 1  7 kg nước bốc hơi trong 1 giờ

 Áp suất khí nén: 0  6 bar

 Tốc độ quay tối đa đĩa phun: 31.000 vòng/phút

Hình 2.6: Hệ thống sấy phun MOBILE MINOR dùng trong nghiên cứu 2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun (Lê Văn Việt Mẫn, 2010)

 Nồng độ chất khô của dịch trước sấy phun

Hàm lượng chất khô cao trong nguyên liệu giúp giảm lượng nước cần bốc hơi để đạt độ ẩm mong muốn, nhưng nếu quá cao sẽ làm tăng độ nhớt, gây khó khăn trong quá trình tạo sương trong buồng sấy và có thể dẫn đến tắc nghẽn vòi phun, tạo ra hạt không đồng đều về hình dạng và kích thước Độ nhớt dịch sấy ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước hạt; nếu độ nhớt cao, kích thước hạt phun sẽ lớn, làm giảm khả năng bốc hơi nước của không khí sấy, dẫn đến độ ẩm sản phẩm cao Ngược lại, độ nhớt quá thấp cũng gây ra hiệu suất sấy kém do lượng ẩm cần bốc hơi vẫn còn nhiều.

 Nhiệt độ không khí sấy

Khi cố định thời gian sấy, việc tăng nhiệt độ không khí sấy sẽ làm giảm độ ẩm của bột sản phẩm Tuy nhiên, nếu nhiệt độ sấy quá cao, điều này có thể dẫn đến sự phân hủy của một số thành phần nhạy cảm và tăng tiêu hao năng lượng trong quá trình sấy.

Khi nhiệt độ thấp, ẩm độ vẫn còn khá cao nên bám nhiều lên thành buồng sấy làm giảm hiệu suất thu hồi

Lưu lượng bơm là thể tích dịch nguyên liệu đi qua vòi phun trong một đơn vị thời gian

Ở lưu lượng bơm thấp, hiệu suất thu hồi bột cao nhưng gây tổn hao năng lượng lớn Nếu hàm lượng chất khô cao mà lưu lượng bơm quá thấp, có thể dẫn đến nghẹt vòi phun Ngược lại, ở lưu lượng bơm cao, thời gian lưu của vật liệu trong buồng sấy giảm, làm hạn chế khả năng bay hơi nước của không khí sấy, dẫn đến bột thu hồi có độ ẩm cao và giảm hiệu suất thu hồi do hạt ẩm dính lại trong buồng sấy.

Áp suất nén ảnh hưởng đến kích thước hạt sương; khi áp suất tăng, hạt sương nhỏ hơn và diện tích tiếp xúc với không khí lớn hơn, dẫn đến khả năng làm khô của không khí sấy tăng Điều này giúp tạo ra hạt bột nhẹ, khô và ít dính trên thành buồng sấy, từ đó nâng cao hiệu suất thu hồi và giảm độ ẩm Ngược lại, khi áp suất nén cố định, nếu nhiệt độ không khí sấy giảm và lưu lượng tăng, hiệu suất thu hồi sẽ giảm và độ ẩm sẽ tăng.

2.4.4 Ưu nhược điểm của quá trình sấy phun (Võ Văn Bang, 2005)

Sản phẩm sau khi sấy có chất lượng vượt trội với dạng bột mịn đồng nhất, xốp và dễ hòa tan, không cần nghiền Điều này giúp giữ nguyên tính chất ban đầu của nguyên liệu, mang lại sự tiện lợi trong sử dụng và chế biến.

Sấy nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt có thể thực hiện được nhờ vào nhiệt độ sấy thấp, thời gian sấy nhanh và sử dụng khí nén như không khí hoặc khí trơ.

– Thiết bị cho phép hoạt động ở năng suất cao và liên tục

– Sản phẩm tiếp xúc với bề mặt thiết bị trong điều kiện khô vì thế việc chọn vật liệu chống ăn mòn cho thiết bị đơn giản hơn

– Khoảng nhiệt độ tác nhân sấy khá rộng từ 150 – 600 0 C nhưng hiệu quả tương tự các loại thiết bị khác

Sấy phun không phù hợp với sản phẩm có tỉ trọng lớn và độ nhớt cao Ngoài ra, thiết bị sấy phun thường không linh hoạt, vì một máy được thiết kế cho sản xuất sản phẩm kích thước nhỏ không thể sử dụng cho sản phẩm lớn hơn.

– Vốn đầu tư cao hơn các loại thiết bị khác, tiêu tốn năng lượng nhiều

– Lưu lượng tác nhân lớn, tốn kém trong khâu chuẩn bị dung dịch sấy

Kích thước thiết bị sấy lớn, đặc biệt khi sử dụng tác nhân sấy ở nhiệt độ thấp, dẫn đến việc thu hồi sản phẩm và bụi, từ đó làm tăng chi phí cho quá trình sấy.

Các công thức tính toán

2.5.1 Công thức tính hàm lượng phycocyanin

Bột tảo được trích ly trong dung dịch đệm photphat 0.1M, pH=6.8 với tỉ lệ 1g tảo: 20ml đệm trong 4 giờ Sau khi ly tâm để tách bã, thu được dịch màu phycocyanin Để đo hàm lượng phycocyanin ở các công đoạn khác nhau, dịch màu được định mức thành 100ml bằng đệm và đo ở các bước sóng 620nm, 650nm, 565nm Hàm lượng phycocyanin được tính theo công thức của Takao Furuki et al, 2003.

 A 620 độ hấp thu cực đại của phycocyanin

 A 565 độ hấp thu cực đại của phycoerythrin

 A 650 độ hấp thu cực đại của allophycocyanin

2.5.2 Công thức tính độ tinh khiết của phycocyanin Độ hấp thu ở bước sóng 620nm biểu thị cho cường độ sắc tố phycocyanin Độ hấp thu ở 280nm biểu thị cho nồng độ protein Độ tinh khiết của phycocyanin được xác định theo công thức: A 620 /A 280 (2.5) (Niels, 2008; Liu, 2005)

2.5.3 Công thức bổ sung maltodextrin vào dịch màu khi sấy phun

Nồng độ chất khô trong dịch màu là a% (w/w), maltodextrin có nồng độ chất khô là 95.5% Công thức phối trộn để thu được dịch phycocyanin có nồng độ 15% (w/w)

Trong đó m 1 , m 2 lần lượt là khối lượng của dịch màu phycocyanin và matlodextrin

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Nghiên cứu quá trình trích ly phycocyanin

3.1.1 Nghiên cứu tốc độ ly tâm tách bã sau trích ly

Dựa trên các nghiên cứu trước, quá trình trích ly phycocyanin từ bột tảo spirulina được thực hiện bằng cách ngâm trong dung dịch đệm photphat 0.01M, pH = 6.8 với tỉ lệ 1:20 (w/v) Sau khi trích ly, hỗn hợp thu được gồm hai pha: dịch màu xanh và bã tảo rắn không tan, trong đó phycocyanin chủ yếu có trong dịch màu xanh do tính tan trong nước Nghiên cứu này tập trung vào quá trình ly tâm để phân tách hai pha rắn lỏng, dựa trên sự khác biệt về khối lượng của các chất Tốc độ ly tâm đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất thu nhận chất màu; nếu tốc độ không phù hợp, lượng chất màu thu được sẽ không đạt hiệu quả tối ưu.

Mục đích của thí nghiệm này là xác định tốc độ ly tâm tối ưu nhằm thu được dịch màu với hàm lượng phycocyanin cao nhất Kết quả thí nghiệm được trình bày theo mục 2.2.2 cho thấy những thông tin quan trọng về hiệu quả của các tốc độ ly tâm khác nhau.

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát tốc độ ly tâm tách bã sau trích ly

(vòng/phút) Độ hấp thu λb0nm Độ hấp thu λ(0nm Tỉ lệ A620/A 280

Hình 3.1: Đồ thị khảo sát tốc độ ly tâm tách bã sau khi trích ly

Qua kết quả thí nghiệm trên cho thấy ở tốc độ ly tâm 3000 vòng/phút và

Tại tốc độ 5000 vòng/phút, độ hấp thu màu phycocyanin ở bước sóng A 620nm không có sự khác biệt Ở tốc độ 3000 vòng/phút, phycocyanin chưa được tách hoàn toàn khỏi bã, dẫn đến việc dịch màu sau ly tâm vẫn chứa nhiều tạp chất Ngược lại, ở tốc độ 5000 vòng/phút, quá trình tách bã diễn ra hiệu quả hơn, đồng thời độ hấp thu protein tạp ở bước sóng A 280nm cũng giảm so với tốc độ thấp hơn.

Tại tốc độ 3000 và 4000 vòng/phút, lượng phycocyanin tách ra theo bã được tối ưu hóa Đặc biệt, ở tốc độ 5000 vòng/phút, lượng phycocyanin bị giảm đáng kể Kết quả cho thấy, ở tốc độ 4000 vòng/phút, độ hấp thu màu phycocyanin tại bước sóng 620nm đạt giá trị cao nhất, đồng thời độ tinh khiết cũng được phản ánh qua tỷ số A 620/A 280 cao nhất.

Chúng tôi đã chọn chế độ ly tâm tách bã sau trích ly với tốc độ 4000 vòng/phút trong 10 phút ở nhiệt độ 4 độ C, dựa trên kết quả đạt được Kết quả này phù hợp với nghiên cứu trước đó của Cô Trần Bích Lam và cộng sự trong việc thu nhận phycocyanin.

3.1.2 Nghiên cứu quá trình trích ly phycocyanin

Trong thí nghiệm này, chúng tôi khảo sát hai phương pháp trích ly, một có hỗ trợ sóng siêu âm và một không có, cả hai đều sử dụng dung môi đệm photphat 0.01M với pH = 6.8 Mục tiêu là xác định phương pháp trích ly hiệu quả hơn Quá trình thí nghiệm được thực hiện theo bố trí đã nêu trong mục 2.2.3, với bước ly tâm tách bã ở tốc độ 4000 vòng/phút.

Bảng 3.2: Kết quả khảo sát trích ly phycocyanin có sử dụng sóng siêu âm

Công suất siêu âm (W) Độ hấp thu λb0nm Độ hấp thu λ(0nm Tỉ lệ A620/A 280 mẫu 1 0 0.18 ± 0.002 a 0.132 ± 0.0085 a 1.364 mẫu 2 75 0.248 ± 0.0162 b 0.336 ± 0.06178 b 0.738 mẫu 3 100 0.251 ± 0.00808 bc 0.338 ± 0.04384 c 0.743 mẫu 4 125 0.277 ± 0.02312 c 0.447 ± 0.02065 bc 0.62 mẫu 5 150 0.331 ± 0.01966 d 0.414 ± 0.00265 cd 0.8 mẫu 6 175 0.308 ± 0.00586 d 0.498 ± 0.01222 d 0.618

Hình 3.2: Tác dụng của siêu âm lên quá trình trích ly phycocyanin và protein

Hình 3.3: Ảnh hưởng của sóng siêu âm lên độ sạch của dịch trích phycocyanin

Nghiên cứu cho thấy sóng siêu âm có tác động mạnh mẽ đến quá trình trích ly, với các mẫu sử dụng sóng siêu âm cho thấy độ hấp thu màu phycocyanin A ở 620nm tăng rõ rệt so với mẫu không sử dụng sóng siêu âm Cụ thể, một số mẫu có độ hấp thu màu tăng gấp hai đến ba lần so với mẫu không có sóng siêu âm Sự khác biệt này xuất phát từ việc sóng siêu âm tạo ra áp lực lớn, làm bẻ gãy thành tế bào hoặc tạo ra các rãnh nứt, lỗ hổng trên bề mặt tế bào, từ đó giúp giải phóng các chất tan vào môi trường trích ly một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn (Feng, 2010).

Sóng siêu âm không chỉ tăng cường khả năng truyền khối tới bề mặt phân cách mà còn thúc đẩy tốc độ khuếch tán, giúp dịch chuyển các chất cần trích ly ra ngoài môi trường trích ly Tuy nhiên, nếu cường độ siêu âm quá cao, hiệu suất trích ly sẽ giảm do tế bào bị phá vỡ, dẫn đến quá trình truyền khối không ổn định (Knorr, 2004) Kết quả khảo sát cho thấy mẫu 5 đạt độ hấp thu màu phycocyanin A620nm cao nhất.

Quá trình siêu âm không chỉ tăng hiệu suất trích ly các protein tạp mà còn làm tăng độ hấp thu màu ở bước sóng 280nm gấp 3 đến 4 lần so với mẫu không sử dụng siêu âm Trong số năm mẫu có sử dụng sóng siêu âm, mẫu 5 đạt kết quả tốt nhất với A 620nm = 0.331 và tỉ lệ A 620 / A 280 là 0.8.

So sánh hai quá trình trích ly

Mẫu 1 là quá trình trích ly không có hỗ trợ sóng siêu âm, chọn mẫu 5 là quá trình trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm Theo công thức tính lượng phycocyanin:

Trong nghiên cứu, chúng tôi đã xác định được lượng phycocyanin thu được từ tảo spirulina Cụ thể, mẫu 1 không sử dụng sóng siêu âm cho kết quả 68.26 mg/g tảo khô, trong khi mẫu 5 có hỗ trợ sóng siêu âm đạt 113.16 mg/g tảo khô Mặc dù độ hấp thu màu phycocyanin ở bước sóng 620nm của mẫu 5 gần gấp 3 lần so với mẫu 1, nhưng mẫu 5 vẫn còn chứa nhiều tạp chất Do đó, lượng phycocyanin trích ly được từ tảo spirulina khi sử dụng sóng siêu âm cao gấp 2 lần so với mẫu không hỗ trợ.

So với một số kết quả nghiên cứu về trích ly phycocyanin như sau: trích ly bằng đệm photphat 0.01M, pH = 7 Ở 25 o C trích ly được 80mg phycocyanin / 1g tảo

Nghiên cứu cho thấy rằng khi trích ly phycocyanin từ tảo khô ở nhiệt độ 50°C, thu được 16.5 mg phycocyanin/1g tảo khô (Vonshak A, 2007) Một nghiên cứu khác sử dụng phương pháp Klebsiella pneumonia cho kết quả cao hơn, với 22.96 mg phycocyanin/1g tảo khô (Zhu et al, 2007) Đặc biệt, khi áp dụng phương pháp trích ly bằng màng, lượng phycocyanin thu được lên tới 61.7 mg/1g tảo khô (Ratana Chaiklahan, 2011).

Phương pháp trích ly hỗ trợ sóng siêu âm cho hiệu suất trích ly cao hơn so với một số phương pháp khác, tuy nhiên, đồng thời cũng tạo ra nhiều tạp chất hơn.

Nghiên cứu quá trình tinh sạch phycocyanin

3.2.1 Nghiên cứu nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 để tách Protein tạp

Sau khi trích ly dịch màu phycocyanin, trong dịch màu còn tồn tại nhiều protein tạp Để khảo sát nồng độ dung dịch muối (NH4)2SO4 nhằm tủa protein tạp, thí nghiệm được thực hiện theo mục 2.2.4 với phương pháp ly tâm ở tốc độ 4000 vòng/phút Kết quả thí nghiệm sẽ được trình bày chi tiết trong phần tiếp theo.

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 để tách Protein tạp

(NH 4 ) 2 SO 4 (%) Độ hấp thu λb0nm Độ hấp thu λ(0nm Tỉ lệ A 620 /A 280

Hình 3.4: Độ sạch của dịch phycocyanin sau khi tách protein tạp

Mục đích của nghiên cứu này là nâng cao độ tinh khiết của dịch màu so với dịch sau trích ly Protein trong dịch màu sẽ kết tủa khi có mặt muối (NH4)2SO4, và các nồng độ muối thấp từ 5% đến 20% được sử dụng để tủa protein tạp Khi nồng độ muối tăng từ 5% đến 20%, cả độ hấp thu màu phycocyanin A620nm và độ hấp thu màu của protein tạp A280nm đều giảm Nghiên cứu tập trung vào độ tinh khiết của phycocyanin thông qua tỷ lệ A620/A280, cho thấy nồng độ 10% dung dịch muối mang lại độ tinh khiết cao nhất với tỷ lệ A620/A280 = 1.7021 Ở nồng độ 5%, lượng protein tạp kết tủa chưa nhiều, dẫn đến độ tinh khiết thấp Trong khi đó, nồng độ muối 15% và 20% kết tủa nhiều protein tạp hơn và cũng làm giảm độ tinh khiết của phycocyanin so với nồng độ 10%.

Qua nghiên cứu này chọn được nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 trong dịch màu để kết tủa protein tạp là 10%

So với nghiên cứu trước, nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dịch màu để kết tủa protein tạp là 15% (Trần Bích Lam và cộng sự, 2005) Sự khác biệt giữa hai nghiên cứu này xuất phát từ nguyên liệu tảo spirulina khác nhau Mặc dù cả hai nguồn nguyên liệu đều là tảo khô, nhưng chế độ sấy khác nhau dẫn đến thành phần protein trong các nguồn nguyên liệu cũng khác nhau, ảnh hưởng đến quá trình loại protein tạp Tuy nhiên, cả hai nguồn nguyên liệu đều cho thấy rằng để loại protein tạp, nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dịch màu nên duy trì ở mức thấp từ 10-15%.

3.2.2 Nghiên cứu nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 để tủa Phycocyanin

Nghiên cứu này nhằm xác định nồng độ muối (NH4)2SO4 tối ưu để thu tủa phycocyanin Thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp ly tâm ở tốc độ 10.000 vòng/phút, dựa trên kết quả nghiên cứu trước đó Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu quả của quá trình thu tủa phycocyanin với nồng độ muối đã được khảo sát.

Bảng 3.4: Kết quả khảo sát nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 để tủa Phycocyanin

Nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 % (w/v) Độ hấp thu ở λb0nm

Hình 3.5: Ảnh hưởng nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 (w/v) để kết tủa Phycocyanin

Khảo sát này xác định gián tiếp lượng phycocyanin thông qua độ hấp thu màu ở bước sóng 620nm của dịch sau khi thu tủa Kết quả cho thấy khi nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dịch màu tăng từ 27% đến 33%, lượng phycocyanin thu được cũng tăng theo Tuy nhiên, ở ba nồng độ muối 33%, 35%, và 37%, không có sự khác biệt về lượng tủa phycocyanin.

Nghiên cứu này xác định nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dịch màu để tủa phycocyanin là 33% Sử dụng nồng độ muối thấp hơn sẽ không tủa được phycocyanin hoàn toàn, trong khi nồng độ cao hơn không mang lại sự khác biệt đáng kể và có thể dẫn đến lãng phí hóa chất cũng như thời gian loại bỏ tạp chất vô cơ.

3.2.3 Nghiên cứu thời gian kết tủa phycocyanin

Thời gian phản ứng đóng vai trò quan trọng trong quy trình sản xuất thành phẩm Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định thời gian tối ưu để kết tủa phycocyanin Trong thí nghiệm, nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dung dịch màu được giữ cố định ở mức 33% theo nghiên cứu 3.5 Kết quả thí nghiệm cho thấy

Bảng 3.5: Kết quả khảo sát thời gian kết tủa phycocyanin

Thời gian kết tủa (phút) Độ hấp thu λb0nm

Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời gian đến sự kết tủa phycocyanin

Mục đích của thí nghiệm này là xác định thời gian kết tủa tối ưu để thu được phycocyanin Kết quả cho thấy, ở thời gian kết tủa 5 và 10 phút, lượng phycocyanin thu được chưa đủ Tuy nhiên, khi tăng thời gian lên 15 và 20 phút, lượng tủa phycocyanin tăng lên, mặc dù không có sự khác biệt đáng kể giữa 15 và 20 phút.

Chúng tôi quyết định chọn thời gian kết tủa phycocyanin là 15 phút Vì khi kết tủa ở thời gian ngắn hơn thì lượng phycocynain thu được không hoàn toàn, hiệu

HVCH: Lê Thị Bích Phượng, GVHD: TS Trần Bích Lam Suất thu nhận thấp và thời gian kết tủa kéo dài sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế cao khi sản xuất quy mô lớn.

3.2.4 Tối ưu hoá quá trình kết tủa Phycocyanin

Các nghiên cứu cho thấy rằng thời gian kết tủa và nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dịch màu có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình thu nhận Phycocyanin Để xác định chế độ kết tủa Phycocyanin tối ưu, cần tiến hành quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hai yếu tố, nhằm tối đa hóa hàm lượng Phycocyanin thu được.

Lần lượt thay đổi giá trị của 2 yếu tố thời gian kết tủa và nồng độ muối

Nghiên cứu tác động của (NH4)2SO4 trong dịch màu đến hàm lượng phycocyanin, xác định quy luật ảnh hưởng của hai yếu tố này, từ đó xây dựng phương trình hồi quy và tìm ra các thông số tối ưu.

Các thí nghiệm được thực hiện với thông số như sau:

Nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4 trong dung dịch (%): X 1 thuộc [31 ; 35] và tâm

Thời gian kết tủa Phycocyanin: X2 thuộc [10 ; 20] và tâm X 02 = 15 phút Độ hấp thu của dịch sau khi thu tủa ở bước sóng λb0nm : Y

Bảng 3.6: Giá trị tâm và bước nhảy của các yếu tố thí nghiệm

Yếu tố Nồng độ muối (NH 4 ) 2 SO 4

Thời gian kết tủa phycocyanin (phút)

Bước nhảy 2 5 Để tìm phương trình hồi quy, ta tiến hành 11 thí nghiệm, gồm 3 thí nghiệm ở tâm và 8 thí nghiệm ở các giá trị biên

Sau khi tiến hành thí nghiệm chúng tôi thu được bảng kết quả sau

Bảng 3.7: Xây dựng phương trình hồi quy trong tối ưu hóa (với X 1 , X 2 là biến mã hóa của các biến X1, X 2 tương ứng)

Số thí nghiệm ở các điểm giao với trục: 2k

Số thí nghiệm ở tâm làm thêm

Phương trình hồi quy của hàm mục tiêu có dạng như sau:

Sau khi giải bài toán quy hoạch thực nghiệm bằng phần mềm Modde 5.0 chúng tôi thu được kết quả sau:

Bảng 3.8: Kết quả các giá trị trong phương trình hồi quy

Hệ số Giá trị Sai số chuẩn P Điều kiện P < 0,05 b 0 0.0048421 0.000597007 0.00046214 Nhận b 1 -0.00133333 0.000475112 0.0377098 Nhận b 2 -0.00366667 0.000475112 0.000583188 Nhận b 11 0.00189474 0.000731181 0.0487578 Nhận b 22 0.00289474 0.000731181 0.0107537 Nhận b 12 -4.32275e-010 0.00058189 1 Không nhận

Qua kết quả tối ưu hoá quá trình kết tủa phycocyanin chúng tôi có các hệ số: Độ tương thích của mô hình Q 2 = 0.814

Gía trị độ lệch chuẩn R 2 = 0.951

Từ hai giá trị trên cho thấy mô hình tối ưu này hoàn toàn có ý nghĩa thống kê Nên phương trình hồi qui của hàm mục tiêu có dạng:

Đồ thị trong Hình 3.7 minh họa phương trình hồi quy trên hệ trục không gian phẳng và ba chiều, thể hiện rõ sự tương quan giữa nồng độ muối.

(NH4)2SO4 có vai trò quan trọng trong việc tạo ra màu sắc và thời gian kết tủa phycocyannin Theo đồ thị, màu sắc thể hiện hàm mục tiêu Y: vùng màu đỏ chỉ ra hàm mục tiêu Y cao, trong khi màu sắc chuyển dần từ đỏ sang cam, vàng, xanh lá và cuối cùng là xanh dương thể hiện hàm mục tiêu Y giảm dần Màu chủ đạo của đồ thị là xanh lá và xanh dương, trong đó vùng xanh dương thể hiện hàm mục tiêu.

Y thấp nhất Mục đích của quá trình tối ưu này là tìm ra điều kiện để hàm mục tiêu

Kết quả cho thấy điểm tối ưu nằm hoàn toàn trong vùng màu xanh dương, đáp ứng yêu cầu đặt ra Việc tối ưu hóa hàm hai biến đã mang lại kết quả với điểm tối ưu rõ ràng.

Việc tối ưu hóa bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã giúp xác định nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dung dịch và thời gian kết tủa Phycocyanin đạt được kết quả tốt nhất.

Sấy phun tạo chế phẩm

Để tạo ra sản phẩm thương mại từ phycocyanin, dịch sau khi tinh sạch bằng phương pháp sắc ký cột gel Sephadex G-100 với dung môi nước sẽ được sấy phun Tuy nhiên, do hạn chế về thời gian và qui mô thiết bị phòng thí nghiệm trong đề tài này, chúng tôi đã sử dụng dịch phycocyanin sau thẩm tích để sấy phun và tạo chế phẩm Trong quá trình sấy phun, mantodextrin được sử dụng làm chất mang.

Maltodextrin có khả năng hòa tan cao, cho phép bổ sung lượng lớn, từ đó tăng hàm lượng chất khô trong dịch sấy Để đảm bảo chất lượng, cần chú ý đến các yêu cầu được trình bày trong phụ lục Sử dụng maltodextrin với chỉ số DE từ 15 đến 18 là phù hợp cho quá trình sấy phun.

Dịch sau thẩm tích có tỉ lệ A 620 /A 280 = 2.84, được trộn với maltodextrin làm tăng nồng độ chất khô trong dịch màu là 15% để sấy phun

Chế phẩm sau sấy có độ ẩm 5.3%, tỉ lệ A 620 /A 280 = 1.74

Nghiên cứu cho thấy quá trình sấy phun ở nhiệt độ cao có thể làm giảm lượng phycocyanin và độ tinh khiết của sản phẩm, do phycocyanin là protein nhạy cảm với nhiệt Tuy nhiên, khi sấy phun ở nhiệt độ cao nhưng thời gian ngắn, chế phẩm ít bị biến tính, cho phép sử dụng phương pháp này để tạo ra chế phẩm phycocyanin hiệu quả.

Đề xuất quy trình thu nhận phycocyanin

Hình 3.12: Quy trình trích ly phycocyanin có hỗ trợ bằng siêu âm

Ly tâm tách bã: 4000 vòng/phút,

Sử dụng sóng siêu âm có cường độ 150W/g, thời gian siêu âm 2s, ở

10 o C Đệm photphat 0.1M, pH=6.8 tỉ lệ 1:20 (w/v)

Hình 3.13 : Quy trình tinh sạch và tạo chế phẩm phycocyanin

Thẩm tích trong 8h, thay nước sau mỗi 2h

Sắc kí cột sephadex G-100 (2.5x40 cm)

Kết tủa protein tạp: (NH4) 2 SO 4 10% (w/v ), thời gian kết tủa 10 phút

Ly tâm bỏ tủa: 4000 vòng/phút, 10 phút, 4 o C

Kết tủa phycocyanin: (NH 4 ) 2 SO 4 33.7% (w/v) thời gian kết tủa18 phút

Ly tâm thu tủa: 10000 vòng/phút, 10 phút, 4 o C

Dung dịch (NH4) 2 SO 4 bão hoà Dịch màu sau trích ly

Dung dịch (NH 4 ) 2 SO 4 bão hoà

 Quy trình trích ly phycocyanin có hỗ trợ sóng siêu âm

Nguồn nguyên liệu tảo được sử dụng là tảo khô, trong đó sinh khối tảo ướt chỉ được sấy khô để bảo quản mà không trải qua bất kỳ công đoạn gia công nào khác Chúng tôi có thể lấy nguồn cố định từ tảo Vĩnh Hảo.

 Trích ly phycocyanin bằng dung dịch đệm photphat 0.01M, pH=6.8 trong 4h có hỗ trợ sóng siêu âm có cường độ 150W/g, thời gian siêu âm 2s, duy trì nhiệt độ ở 10 o C

 Sau khi trích ly, đem dịch ly tâm tách bã ở 4000 vòng/phút ly tâm trong 10 phút ở 4 o C

 Quy trình tinh sạch và tạo chế phẩm phycocyanin

Ly tâm tách bã sử dụng dung dịch muối bão hòa (NH4)2SO4 để kết tủa protein tạp Cần tính toán tỉ lệ để đạt nồng độ muối (NH4)2SO4 trong dịch màu là 10% Thời gian kết tủa protein tạp là 10 phút.

 Hết thời gian kết tủa protein tạp, ly tâm loại bỏ tủa, thu dịch ở chế độ

4000 vòng/phút ly tâm trong 10 phút ở 4 o C

Sau khi ly tâm, dịch màu phycocyanin được thu nhận và sử dụng dung dịch muối (NH4)2SO4 bão hòa để kết tủa phycocyanin Tỉ lệ muối được tính toán để đảm bảo nồng độ trong dịch màu đạt 33.7% Thời gian cần thiết để hoàn tất quá trình kết tủa phycocyanin là 18 phút.

 Ly tâm thu tủa phycocyanin, loại bỏ dịch ở chế độ 10000 vòng/phút,

Sau khi thu được phycocyanin, dịch vẫn còn chứa nhiều tạp chất vô cơ Do đó, quá trình thẩm tích để tách các hợp chất vô cơ cần diễn ra trong 8 giờ, với việc thay nước mỗi 2 giờ, dưới điều kiện lạnh và tránh ánh sáng.

Thẩm tích phycocyanin tinh sạch được thực hiện bằng phương pháp sắc kí cột sephadex G-100 với dung môi là nước và tốc độ chảy 0.7 ml Quá trình thu được 15 phân đoạn, mỗi phân đoạn có dung tích 4 ml, trong đó các phân đoạn thứ 6, 7, 8 và 9 được thu giữ.

 Dịch màu phycocyanin sau khi tinh sạch đem đi cô quay tách nước, trộn thêm chất mang maltodextrin tạo thành dịch màu có 15% chất khô

 Sấy phun tạo chế phẩm: nhiệt độ sấy 150 o C, áp lực đầu phun 2,5 bar

Định dạng
Số trang	84
Dung lượng	1,56 MB