Ảnh minh họa: Internet

Tảo xoắn (Spirulina platensis) là một loại vi tảo dạng sợi xoắn màu xanh lục có thành phần dinh dưỡng đa dạng và chiếm tỉ trọng lớn. Một trong các thành phần có giá trị dinh dưỡng cao trong tảo xoắn là protein, có thể đạt tới 75% theo khối lượng khô của tảo, và chúng bao gồm tất cả các axit amin thiết yếu. Đồng thời Spirulina platensis chứa nhiều loại khoáng chất như sắt, kali, canxi, mangan, phốt pho, đồng, magiê và kẽm; các vitamin như A, E, K, C, B. Cũng như các sắc tố của nó bao gồm carotenoids, chlorophyll và phycocyanin có khả năng chống oxy hóa và chống viêm được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, y dược và thực phẩm chức năng.

Các hợp chất trong tảo tươi rất nhạy cảm với nhiệt độ, ánh sáng, hoạt động của enzyme nội tại, vi sinh vật,... làm cho chất lượng của tảo tươi giảm theo thời gian do các quá trình thủy phân, oxy hóa các thành phần có trong tảo. Do vậy, sinh khối tảo tươi sau thu hoạch thường được ép tách bớt nước trước khi sấy, đặc biệt là sấy thăng hoa, để loại bỏ nước ra khỏi sinh khối tảo để duy trì chất lượng của tảo nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Tuy nhiên, mặc dù phương pháp làm khô có thể là hoàn hảo nhất nhưng tảo vẫn có những biến đổi nhất định khi làm khô. Do đó tảo khô khi được hòa tan trong môi trường nước gặp trở ngại về độ hòa tan phân tán đều trong nước.

Với những giá trị sử dụng của tảo xoắn trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội đã được công nhận, việc sử dụng tảo như là nguyên liệu chính hay phụ liệu trong sản xuất thực phẩm dạng rắn/sệt thì rất dễ dàng. Nhưng với những ứng dụng mà sản phẩm ở dạng lỏng thì quá trình lắng đọng của tảo là một thách thức lớn. Dung dịch chứa tảo có xu hướng lắng nhanh, dẫn đến hiện tượng phân tầng, làm giảm độ đồng nhất và chất lượng cảm quan của sản phẩm cuối cùng. Điều này làm ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm trong quá trình bảo quản, vận chuyển và sử dụng sản phẩm.

Với sự biến tính của tảo trong quá trình làm khô, cũng như đặc tính nguyên bản tảo xoắn có kích thước đáng kể mà ngay cả tảo tươi cũng có thể lắng đọng khi để trong môi trường lỏng để yên tĩnh. Sự biến đổi chất lượng gây ra sự lắng đọng của tảo, một trong các thành phần đáng quan tâm là protein và hàm lượng phycocyanin. Điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, phụ gia, polyme sinh học. Các nghiên cứu ảnh hưởng này mới chỉ tập trung vào ảnh hưởng của các yếu tố đến điều kiện nuôi, ảnh hưởng của pH đến điều kiện hòa tan tách protein ra khỏi tảo hay ảnh hưởng của pH đến sự lắng đọng của tảo dưới sự có mặt của polyme khác là chitosan. Aysun Yücetepe và cộng sự (2020) đã dùng kết hợp bổ sung chitosan kết hợp với điều chỉnh pH từ 2-10, kết quả cho thấy có sự ảnh hưởng lớn đến độ hòa tan, sự kết tụ tảo xảy ra ở pH gần pH trung tính, chúng có tính tan đồng nhất ở pH thấp (≤ 4) hoặc cao (≥ 7).

Ở nghiên cứu này, để giải quyết vấn làm sao để hạn chế sự lắng đọng nhằm định hướng cho những ứng dụng sử dụng tảo xoắn khô trong sản xuất sản phẩm dạng lỏng, chúng tôi tập trung khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ tảo xoắn, pH của môi trường, tỉ lệ sucrose hay κappa carrageenan bổ sung đến sự lắng đọng của tảo theo thời gian. Kỹ thuật xác định mức độ lắng đọng của tảo được sử dụng là những quan sát căn bản cũng như kỹ thuật đo độ hấp thụ sóng UV của tảo trong dung dịch theo thời gian, từ đó tính toán được tốc độ lắng đọng, tỉ lệ lắng đọng của tảo khô trong dung dịch.

Ở nghiên cứu này, tỉ lệ tảo trong nước, pH, lượng sucrose và κ-car bổ sung có ảnh hưởng đáng kể đến sự lắng đọng của tảo khô trong dung dịch. Tảo lắng với tốc độ nhanh ở 20phút đầu, sau đó tốc độ giảm đáng kể sau 50 phút lắng do mật độ tảo lắng lớp đáy tăng lên. Mức độ lắng giảm khi tỉ lệ tảo, tỉ lệ sucrose hay κ-car bổ sung tăng lên. Khi bổ sung sucrose hay κ-car với tỉ lệ lần lượt tử 15% hay 0,05% trở lên thì tính ổn định của tảo trong dung dịch tốt hơn, tỉ lệ khoảng lắng đọng giảm xuống còn dưới 18% sau 90 phút chờ lắng. Tảo lắng nhanh nhất ở môi trường pH 8,5 và chậm nhất là ở pH 4,6. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, tảo xoắn có khả năng phân tán tốt hơn và ổn định hơn trong môi trường axit hay trung tính dưới sự có mặt của sucrose hay κ-car với tỉ lệ sử dụng đủ lớn.