Microsoft Word Tu Trinh doc ii TÓM TẮT Giáo viên hướng dẫn TH S LÊ THỊ MỸ PHƯỚC Hơn 40 năm qua, tảo Spirulina đã được hơn 4 000 nhà khoa học trên khắp thế giới nghiên cứu Là thực phẩm chức năng giúp t[.]
TĨM TẮT PHẠM NGỌC TÚ TRINH, Đại học Tơn Đức Thắng, TP Hồ Chí Minh, Tháng 8/2009 “KHẢO SÁT NI CẤY SPIRULINA PLATENSIS TRÊN GIÁ THỂ BACTERIAL CELLULOSE VÀ THỬ ỨNG DỤNG VÀO TRONG NƯỚC UỐNG DÀNH CHO NGƯỜI ĂN KIÊNG” Giáo viên hướng dẫn: TH.S LÊ THỊ MỸ PHƯỚC Hơn 40 năm qua, tảo Spirulina 4.000 nhà khoa học khắp giới nghiên cứu Là thực phẩm chức giúp tăng cường sức khoẻ gia tăng hệ miễn dịch với lượng dùng thường xuyên hàng ngày Hơn nữa, Liên Hiệp Quốc (UN) Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO) xác nhận tảo Spirulina loại thực phẩm lý tưởng an tồn cho người sử dụng Vì chúng tơi tiến hành khảo sát nuôi tảo giá thể Bacteria cellulose thử đưa sản phẩm thức uống để tìm thơng số thích hợp cho việc ni tảo quy mơ hộ gia đình thuận lợi đỡ tốn chi phí Các kết đạt được: Qua thử nghiệm nuôi tảo khay BC, thu tảo cách ngày dựng đường cong tăng trưởng tảo, xác định thời gian thu tảo tốt ngày 14, thời điểm sinh khối đạt cực đại chất lượng tốt Nuôi cấy tảo BC cho suất cao so với nuôi môi trường lỏng gấp 1,22 lần, rút bớt giai đoạn lọc thu sinh khối Hiệu suất tái sử dụng BC cao Với miếng BC dày 1,5cm ta dùng nuôi tảo khoảng lần / lần hấp vời mơi trường 2x, ta có thề thu lượng tảo tương đương Đã làm sản phẩm thức uống dành cho người ăn kiêng với tỷ lệ chọn thích hợp thành phần nguyên liệu ii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC ĐỒ THỊ vii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Tổng quan Spirulina platensis I Sự phát triển Spirulina platensis lịch sử loài người I.2 Giới thiệu sản phẩm từ tảo Spirulina I.3 Đặc điểm tảo Spirulina platensis I.3.1 Phân loại I.3.2 Phân bố I.3.3 Hình thái cấu tạo Spirulina I.3.4 Vòng đời Spirulina I.3.5 Đặc điểm sinh lý tảo Spirulina platensis: I.3.6 Thành phần dinh dưỡng 123 I.3.7 Tác dụng tảo Spirulina 17 I.4 Bacterial cellulose - BC 18 I.4.2 Giới thiệu Bacteria Cellulose (BC) 20 I Giới thiệu Chitosan 22 I Tính chất vật lý / hóa học chitosan 22 I Ứng dụng chitosan 23 CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 25 II.1 Thời gian địa điểm tiến hành thí nghiệm 25 II.2 Nội dung nghiên cứu 25 II.3 Vật liệu – hóa chất 25 II.3.1 Đối tượng nghiên cứu 25 II.3.2 Thiết bị thí nghiệm … 25 II.3.3 Môi trường nuôi cấy… 25 II.3.4 Điều kiện nuôi cấy: 267 II.4 Phương pháp tiến hành 26 II Khảo sát khả sinh trưởng tảo giá thể BC 26 iii II 4.1.1 Khảo sát đường cong tăng trưởng tảo Spirulina platensis BC 26 II So sánh nuôi tảo giá thể BC với môi trường lỏng 28 II Khảo sát hiệu suất tái sử dụng BC – Tính hiệu mơ hình ni cấy BC 28 II Thử ứng dụng tảo Spirulina platensis vào nước nước uống dành cho người ăn kiêng 30 II Tạo dịch chiết tảo 30 II 2 Quy trình làm nước 30 II Theo dõi thời gian bảo quản sản phẩm 31 II.4 Đa dạng sản phẩm 31 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 32 III Khảo sát khả sinh trưởng tảo giá thể BC 32 III 1.1 Khảo sát đường cong tăng trưởng tảo Spirulina platensis BC 32 III.1 So sánh nuôi tảo giá thể BC với mơi trường lỏng khơng sục khí 33 III Khảo sát hiệu suất tái sử dụng BC – Tính hiệu mơ hình ni cấy tảo BC 34 III Thử ứng dụng tảo Spirulina platensis vào nước nước uống dành cho người ăn kiêng 35 III.2.1 Kết đánh giá cảm quan sản phẩm 36 III.2.2 Kết kiểm tra hàm lượng dinh dưỡng 1,5 lit mẫu 37 III.2.3Kết theo dõi tình trạng bảo quản sản phẩm 38 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41 KẾT LUẬN 41 ĐỀ NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC 43 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: hàm lượng protein Spirulina loại thực phẩm khác 13 Bảng 1.2: thành phần amino acid 10gram Spirulina 14 Bảng 1.3 Hàm lượng vitamin bột Spirulina 15 Bảng 1.4 Các acid béo chủ yếu có Spirulina 16 Bảng 1.5 Thành phần khoáng bột Spirulina 16 Bảng 1.6 Sắc tố bột Spirulina 18 Bảng 1.7: Một số ứng dụng BC 22 Bảng 2.1: Tỷ lệ phối hợp tảo thành phần khác 30 Bảng 3.1: khối lượng tảo thu BC qua lần lặp lại 33 Bảng 3.2: sinh khối tảo thu BC môi trườmg trường lỏng 34 Bảng 3.3: Khối lượng tảo thu sau lần sử dụng BC 35 Bảng 3.4: Diện tích 15 đĩa BC 35 Bảng 3.5: Hiệu suất sử dụng BC 36 Bảng 3.6: Kết đánh giá cảm quan sản phẩm 37 Bảng 3.7: Hàm lượng dinh dưỡng 1,5 lít mẩu 38 Bảng 3.8: Chỉ tiêu vi sinh vật sản phẩm 39 Bảng 3.9: Kết theo dõi tình trạng bảo quản sản phẩm 39 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: thổ dân Aztec thu vớt Spirulina bán sản phẩm Spirulina Hình 1.2: Các sản phẩm Spirulina giới Hình 1.3: Các sản phẩm Spirulina Việt Nam .5 Hình 1.4: Hình thái Spirulina Hình 1.5: Thành phần tảo Spirulina platensis 13 Hình 1.6: Acetobacter xylinum 19 Hình 1.7: cấu trúc vi sợi BC 20 Hình 1.8: Quá trình chiết tách chitin 23 Hình 1.9 Cấu trúc hóa học chitosan 23 Hình 2.1: Các miếng BC 28 Hình 2.2: Cấy tảo lên BC 28 Hình 2.3: Bao kín BC bao nilon 28 Hình 2.4: Đặt BC lên giá ni tảo chiếu sáng liên tục 28 Hình 2.9: Chitosan BC xay nhuyễn 30 Hình 3.1: sinh khối tảo nuôi lỏng BC 35 Hình 3.2:Dịch tảo Spirulina 37 Hình 3.3: Sản phẩm nước uống từ dịch tảo 37 vi DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1: Đường cong tăng trưởng tảo Spirulina BC 33 Đồ thị 3.2: So sành lượng tảo nuôi BC lỏng 34 Đồ thị 3.3: Số lần tái sử dụng BC 35 vii LỜI MỞ ĐẦU Spirulina platensis lồi vi khuẩn lam có dạng sợi, xoắn lị xo, có nguồn gốc từ Châu Phi & Bắc Mỹ, diện trái đất từ 3,6 tỉ năm trước Tảo Spirulina loại thực phẩm dinh dưỡng hồn hảo giàu dưỡng chất tìm thấy giới, chứa 62% thành phần protein, nguồn cung cấp vitamine tự nhiên dồi dào,chứa hỗn hợp vi lượng nhiều loại thức ăn, rau xanh, hạt hay loại thảo dược khác Chính đặc điểm mà Spirulina sử dụng nhiều việc chăm sóc sức khỏe, y dược, công nghiệp, nông nghiệp mỹ phẩm Mặc dù sử dụng từ lâu, tảo Spirulina tái khám phá sử dụng rộng rãi 70 nước giới khoảng 30 năm gần tổ chức Quốc tế FAO/WHO công nhận khuyên dùng Ở Việt Nam dần phát triển phong trào nuôi trồng spirulina đạt dược nhiều thành cơng định Tuy nhiên cịn nhiều khó khăn tốn nên giá thành cao Chất Chitosan chiết xuất từ lồi Giáp xác, hoạt hoá tế bào thể, điều chỉnh quy luật thần kinh tiết hoocmon, kích thích vận động khoẻ mạnh người Thực nghiệm khoa học chứng minh rằng: Chitosan ức chế hấp thụ Cholestsrol ruột non từ làm giảm nồng độ Cholesterol máu, làm cho Cholesterol không lắng gan, tránh phát sinh bệnh gan nhiễm mỡ Đồng thời, Chitosan cịn giảm thiểu hấp thụ chlorine ion thể, kích thích huyết quản mở rộng, từ giảm bớt huyết áp Vì vậy, thực đề tài nuôi trồng thử nghiệm spirulina BC nhằm tiết kiệm diện tích, thời gian, chi phí cho hộ gia đình muốn ni trồng nhà Ngồi ra, chúng tơi cịn đưa ứng dụng việc sử dụng tảo Spirulina vào nước uống có chitosan cho người ăn kiêng để đạt hiệu tốt CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Tổng quan Spirulina platensis I Sự phát triển Spirulina platensis lịch sử loài người Spirulina nguồn thức ăn có từ xa xưa Kinh Thánh mơ tả loại lương thực có tên gọi “manna” ( nghĩa “lương thực từ Thượng Đế”) Nó giống đám bơng, mọc đất Người Israel thu nhặt chúng, nướng lên ăn, nhờ mà qua đói khát Theo nhiều nhà nghiên cứu, “manna” dạng địa y – kiểu cộng sinh vi khuẩn lam nấm, sinh trưởng đá ẩm Trong thời kỳ người Tây Ban Nha xâm chiếm Mêhicô kỷ XVI, có loại thức ăn có màu lục thổ dân Aztec thu vớt từ hồ Texcoco Dân địa phương gọi loại thức ăn “tecuitlalt”, theo ngôn ngữ họ có nghĩa “phân đá” bán chợ Mêhicơ Sau đó, Tecuitlalt xác định làm từ vi khuẩn lam Spirulina maxima, loại thức ăn rẻ tiền giàu dinh dưỡng.[1,2] Năm 1940, nhà tảo học người Pháp P Dangeard đề cập đến loại bánh có tên dihé Dihé loại bánh cứng hình thành từ vi khuẩn lam, tộc Kanembu gần hồ Chad, Châu Phi nhặt từ ao nhỏ gần xung quanh hồ sau phơi khơ ánh nắng mặt trời sử dụng nguồn thực phẩm chính.[1,2] Hình 1.1: thổ dân Aztec thu vớt Spirulina bán sản phẩm Spirulina Giữa năm 1964-1965, nhà thực vật học Jean Leonard tham gia vào đội chiến hạm Đức đến sa mạc Sahara ý đến loại bánh có màu xanh kì lạ tương tự loại bánh qui Ông xác định bánh dihé làm từ Spirulina mọc hồ có tính kiềm vùng cận sa mạc Kanem, phía đơng bắc hồ Chad Ơng đồng nghiệp, Cómpere, minh chứng cho báo trước phân tích thành phần hóa học Spirulina từ quan sát P Dangeard.[1,2] Từ năm 1970 trở đi, nghiên cứu dinh dưỡng dược tính Spirulina ngày gia tăng Ở nước Châu Á, việc sản xuất Spirulina nhằm cung cấp nguồn thực phẩm dinh dưỡng cho người dân nghèo không cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng Năm 1970, dự án sản xuất lồi vi khuẩn lam qui mơ lớn để sản xuất protein, xử lý nước thải công nghiệp sinh hoạt đề xuất.[1,2] Hiện nay, Spirulina bán tiêu thụ Đức, Brasil, Chile, Tây Ban Nha, Pháp, Mỹ, Philippines, Ấn Độ, Châu Phi, nước khác Một số công ty sản xuất Spirulina tiếng giới Earthrise Farms (Mỹ), Cyanotech (Mỹ), Hainan DIC Microalgae Co Ltd ( Trung Quốc), Solarium Biotechnology (Chile)… [1,2] Ở Việt Nam, từ năm 1972 bắt đầu đặt vấn đề nghiên cứu Spirulina Các nghiên cứu sinh lý, sinh hóa, kỹ thuật ni trồng tiến hành phịng thí nghiệm sinh lý hóa thực vật thuộc Viện Sinh Vật – Viện Khoa Học Việt Nam [2] Song song với nghiên cứu công nghệ nuôi trồng thủy sản, nhiều thí nghiệm sử dụng vi khuẩn lam phục vụ y tế thí nghiệm sử dụng Spirulina phục vụ chăn nuôi thủy sản tiến hành Trong hai ngày 8, tháng năm 1986, hội nghị khoa học “Sản xuất sử dụng Spirulina ngành y tế” Bộ Y Tế Ủy ban nhân dân Thuận Hải triệu tập Thuận Hải (Bình Thuận), trình bày nhiều báo cáo khoa học sản xuất sử dụng Spirulina thu nhiều kết tốt đẹp.[2] Tảo Spirulina dược giáo sư Ripley D Fox – nhà nghiên cứu tảo chế phẩm từ tảo “Hiệp hội chống suy dinh dưỡng sản phẩm từ tảo” (A C M A) Pháp đưa vào Việt Nam từ 1985 Trong năm 1985 – 1995 có nghiên cứu thuộc lĩnh vực công nghệ sinh học cấp nhà nước nghiên cứu GS TS Nguyễn Hữu Thước cộng (Viện công nghệ sinh học thuộc Viện Khoa Học Công Nghệ Việt nam) với đề tài “Công nghiệp nuôi trồng sử dụng tảo Spirulina” Hay đề tài cấp thành phố bác sĩ Nguyễn Thị Kim Hưng cộng với đề tài “Nghiên cứu sản xuất sử dụng thức ăn có tảo Spirulina dinh dưỡng điều trị” v.v.[2] Cho đến nay, nhiều sở nuôi trồng, sản xuất chế biến sản phẩm từ tảo Spirulina thành lập với công nghệ nuôi tảo bể nông xây xi măng, sử dụng khí CO2 cơng nghệ tạo nguồn carbon, nguồn CO2 trực tiếp lấy từ nhà máy bia, cồn, rượu…nén hóa lỏng vào bình chứa Đó sở Vĩnh Hảo (Bình Thuận), Châu Cát, Lịng Sơng (Thuận Hải), Suối Nghệ ( Đồng Nai), Đắc Min (Đắc lắc) Nguồn CO2 từ lị nung vơi (sau lọc bụi) hầm khí biogas nghiên cứu tận dụng để phát triển nuôi tảo thu số kết quả.[2] I.2 Giới thiệu sản phẩm từ tảo Spirulina Trong 40 quốc gia, người ta quen với sản phẩm từ tảo dạng viên nang, dạng bột nhộng Ngoài ra, Spirulina thành phần đặc trưng loại bánh bánh bột mì, bánh quy, snack nước uống Trước đây, tảo có sản phẩm chăm sóc sắc đẹp kem dưỡng da dầu gội Hiện nay, tảo cịn có sản phẩm bổ sung dinh dưỡng cho loại thủy sản, loại chim, thú cưng mèo chó Từ nhiều năm sản phẩm tự nhiên từ Spirulina sử dụng rộng rãi Nhật Bản, Mỹ, nước Châu Âu, Ấn Độ, Trung Quốc,…[9] Hình 1.2: Các sản phẩm Spirulina giới Một vài sản phẩm bổ sung Spirulina có bán thị trường: Bia Spirulina Bia Spirulina giữ đặc điểm bia truyền thống cịn có hàm lượng dinh dưỡng cao [2] Kẹo Spirulina Kẹo Spirulina dựa kết hợp đường kính, pectin, bột Spirulina, lạc agar sản xuất Hình 1.3: Các sản phẩm Trung Quốc [2] Spirulina Việt Nam Bánh quy Spirulina Bổ sung thêm vi khuẩn lam vào bánh quy làm tăng giá trị dinh dưỡng cho bánh Hiện nay, thị trường Trung Quốc, bánh quy Spirulina bánh quy so-da Spirulina dành cho trẻ em sản xuất [2] Đồ uống Spirulina Spirulina bổ sung vào thành phần nhiều loại đồ uống nhằm làm tăng giá trị dinh dưỡng chúng như: nước tăng lực Spirulina, sữa chua Spirulina, trà xanh Spirulina… [2] Bánh mì Spirulina Để cải thiện chất lượng dinh dưỡng bánh mì, bột Spirulina bổ sung vào nguyên liệu làm bánh mì Bánh mì Spirulina có màu sắc hương vị Spirulina, chứa nhiều vitamin, vi khống chất có hoạt tính sinh học khác có Spirulina [2] Mì sợi Spirulina Một số lượng lớn sinh khối Spirulina thu từ sản xuất quy mô lớn sử dụng làm mì ăn liền mì thường….[2] Hiện nay, thị trường Việt Nam xuất nhiều loại sản phẩm công ty Vĩnh Hảo, Angel life… I.3 Đặc điểm tảo Spirulina platensis I.3.1 Phân loại Theo khóa phân loại Bergey năm 1974 Spirulina platensis phân loại sau: Ngành : Cyanophyta Lớp : Cyanophyceae (Cyanobacteria) Bộ : Oscillatoriales ( Nostocales) Họ : Oscillatoriaceae Chi : Spirulina Loài : Spirulina platensis [1] I.3.2 Hình 1.4: Hình thái Spirulina Phân bố Nhiều tài liệu khoa học cho biết Spirulina có nhiều miền bắc nam Châu Phi, miền bắc nam Châu Mỹ, miền nam trung Châu Á vùng Đông Âu; nhiều hồ tự nhiên Châu Phi Châu Mỹ Ở nước ta, Spirulina phân bố thủy vực khác nhau: sông, ao, hồ, ruộng lúa, vũng nước chúng thường sống đơn độc tập hợp lại thành váng nhầy I.3.3 Hình thái cấu tạo Spirulina Spirulina loài vi khuẩn lam có dạng sợi xoắn lị xo gồm 5-7 vịng Dưới kính hiển vi điện tử, S platensis có cấu trúc prokaryote, có vỏ bao, vách tế bào gồm nhiều lớp, có hệ thống quang hợp hay phiến thylakoid, ribosome, sợi DNA thể vùi Sợi Spirulina chuỗi gồm nhiều tế bào hình trụ kết hợp với tạo nên, gọi trichome Mỗi tế bào dài µm, rộng µm Sợi Spirulina bảo vệ lớp vỏ bao bên Bề rộng trichome khoảng 500 µm, số trường hợp chiều dài sợi tảo đạt đến xấp xỉ mm [1] Vách tế bào Spirulina tạo thành lớp LI, LII, LIII LIV theo thứ tự từ Tất lớp yếu, ngoại trừ lớp LII tạo thành peptidoglycan, chất làm cho vách tế bào cứng Lớp LI chứa β-1,2-glucan, loại polysaccharide khó tiêu hóa lớp chiếm tỷ lệ (