Tiểu luận - thực phẩm chức năng - Đề Tài - Thực Phẩm Chức Năng Ứng Dụng Vi Tảo Spirulina

Đòi hỏi các ngành thực phẩm sản xuất ra các loại thực phẩm tiện dụng đó là thực phẩm chức năng có nghĩa là hỗ trợ chức năng của các bộ phận trong cơ thể, có giá trị dinh dưỡng, tạo cho c

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

**************

MÔN

THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Đề tài: THỰC PHẨM CHỨC NĂNG ỨNG

DỤNG TẢO SPIRULINA

I.Mở đầu

Ngày nay, nhu cầu người tiêu dùng về vấn đề sức khỏe sử dụng các thực phẩm

có nguồn gốc tự nhiên ngày càng được chú trọng Đòi hỏi các ngành thực phẩm sản xuất ra các loại thực phẩm tiện dụng đó là thực phẩm chức năng có nghĩa là

hỗ trợ chức năng của các bộ phận trong cơ thể, có giá trị dinh dưỡng, tạo cho cơ thể thoải mái, tăng sức đề kháng và giảm thiểu bệnh tật Vì thế vi tảo Spirulina được ứng dụng trong thực phẩm chức năng với nhiều công dụng tốt được nhiều người biết đến từ xưa đến nay Tảo Spirulina là siêu thực phẩm được thế giới tin dùng và rất được ưa chuộng

II Giới thiệu chung về tảo Spirulina

2.1 Khái niệm:

- Vi tảo spirulina là loài sống cộng sinh, đa bào, các tế bào được phân biệt bởi vách ngăn, dạng sợi xoắn hình lò xo, số vòng xoắn lớn nhất là 6-8 vòng đều nhau tùy theo chiều dài của sợi, có thể đạt tới 1/4 mm hoặc hơn Các vách ngang chia sợi spirulina thành nhiều tế bào riêng rẽ liên kết với nhau bằng cầu liên bào

Spirulina thuộc ngành cyanobacteria, lớp chlorobacteria bộ oscillatoriales,họ phormidiaceae, chi arthrospira maxima, arthrospira platenis Spirulina là loài có thể vận động tiến về phía trước hoặc phía sau, được thực hiện bởi các lông ở sườn bên

cơ thể Các sợi lông có đường kính 5-7 nm và dài 1-2 µm nằm xung quanh cơ thể

2.2 Đặc điểm chung

- Đặc điểm cấu tạo: có cấu trúc giống sinh vật prokaryote, thiếu các hạt liên kết

với màng Thuộc gram âm, thành tế bào nhiều lớp và được bao bọc bởi màng polysaccharide nhầy.Sắc tố quang hợp chính là phycocyanin, bên cạnh còn có chlorophylla.Tế bào spirulina không có lục lạp, có các hạt thylakoid phân bố trong toàn bộ tế bào.Chưa có nhân điển hình, mà chỉ có vùng nhân không rõ

- Môi trường sống của tảo: phân bố đất, đầm lầy, nước ngọt, nước ấm, nước biển Thích hợp trong môi trường kiềm tính, PH thích hợp 9,5 - 11,5 tối ưu nhất là PH 9,5 Nhiệt độ sống trong nước 20- 40 Cường độ ánh sáng thích hợp là 1500- 2500 Lux

- Giá trị dinh dưỡng của tảo:

+ Protein:

Dao động từ 60-70 % trọng lượng khô,cao hơn 3 lần thịt bò, cao hơn 2 lần trong đậu tương Hàm lượng protein trong Spirulina thuộc vào loại cao nhất trong các thực phẩm hiện nay

+ Hàm lượng vitamin rất cao: Ngoài provitamin A Tảo có 10 loại vitamin khác Bảng: Thành phần vitamin của tảo Spirulina

+ Acid amin: Giá trị NPU của spirulina nằm trong khoảng 53-61% Thành phần acid amin cân đối , gồm đủ lượng acid amin thiết yếu và không thiết yếu

+Lipid: khoảng 5-7% trọng lượng khô, chủ yếu là các acid béo không no chiếm 60-70% lipid Gồm 2 nhóm omega -3 với omega 6

+Hydrocarbua no: các hydrocarbua no- mạch dài ở mức khá cao, từ 0,1- 0,3 % spirulina khô

+Carbohydrate: chiếm 15- 25% trọng lượng khô spirulina Dễ dàng hấp thụ qua máu và chỉ cần 1 lượng nhỏ insuline để chuyển hóa Là thức ăn bổ dưỡng cho người bị bệnh tiểu đường

+Acid nucleic: 4- 6 %

+ Sắc tố: giúp tổng hợp các loại hormon cần thiết điều khiển các hoạt động của cơ thể

+Enzyme: enzyme quan trọng nhất trong sinh khối của tảo khô là superoxide dismutase, xúc tác khử các sản phẩm của phản ứng peroxide hóa và loại bỏ các yếu

tố thúc đẩy quá trình lão hóa cơ thể sống

+ Khoáng chất: Các chất vi lượng: ( Fe2+, Mg2+ K+, Se4+, Ge2+) tham gia tạo hồng cầu và cấu tạo nên hệ enzyme của người và động vật Selen là chất antioxydant và chất chống oxy hóa

2.3 Tác dụng của tảo Spirulina

2.3.1 Chống suy dinh dưỡng, thiếu máu, còi xương

- Hàm lượng phong phú các vitamin, chất khoáng và các acid amin

- Kích thích tế bào tùy xương, phục hồi chức năng tạo máu

- Là một loại sản phẩm cao cấp chống suy dinh dưỡng và còi xương , tốt cho người già, trẻ em và phụ nữ

2.3.2 Kháng khối u

- Ức chế mạnh men tổng hợp AND trên các tế bào ung thư

- Chất Phycocyanobilin ức chế men NADPH_ Oxydase làm ức chế phát triển virus (HIV, viêmgan B)

- Ca-SP : ức chế các men nội bào endonuclease làm ức chế AND gây kháng lại virus

- SQDG cũng là chất ức chế virus

- Chống tổn thương do phóng xạ và phục hồi tổn thương do phóngxạ

2.3.3 Tăng sức đề kháng, tăng miễn dịch

- Giàu acid amin có tác dụng tăng sức đề kháng cơ thể

- Polysaccharide làm tăng tế bào đại thực bào , tăng tế bào NK của lách và tăng sản xuất Cytokin IL

2.3.4 Với tim mạch

- Giảm mỡ máu, giảm Cholesterol, TG, LDL và tăng HDLoten

- Giảm HA do ức chế thụ cảm thể , gây dãn mạch ngoại vị

- Chống đông máu, chống hình thành cục máu đông

- Chống VXĐM (acid béo không no, vitamin E, β-Caroten, Vitamin C, Polyphenol…)

2.3.5 Chống oxy hóa, chống lão hóa, làm đẹp da

- Vitamin E, Vitamin C,β – Caroten chóng oxy hóa mạnh

- Polyphenol , các chất khoáng và vitamin khác cũng có tác dụng chống hình thành gốc tự do, phân hủy và đào thải gốc tự do

- Lượng Ca tác dụng chống loãng xương, đặc biệt cho phụ nữ và người già

- Các acid béo không no, các vitamin, chất khoáng, acid amin phong phú làm giảm tốc độ lão hóa , làm tăng tái tạo collagen, làm da dẻ trẻ trung, mịn màng

- Bổ sung Phytohormone

2.3.6 Tác dụng khác

- Giảm đường máu, phòng chống đái tháo đường

- Chống co thắt phế quản

- Cân bằng Hormone( bổ sung Sterols thực vật)

- Chống mệt mỏi, suy yếu, tạo sức khỏe bền vững, tự nhiên, toàn diện

- Giảm béo

- Thải chất độc, kim loại nặng

2.4 Phương pháp nuôi trồng Spirulina

2.4.1 Phương pháp nuôi trồng theo mẻ

Đây là phương pháp không thêm vào những cũng như không lấy đi thứ gì từ môi trường nuôi đã có tảo giống đến khi thu hoạch Phương pháp này bị giới hạn bởi thời gian trong khi có những thay đổi về thành phần dinh dưỡng của môi trường và cường độ chiếu sáng lên từng tế bào

Thường được áp dụng trong hệ thống kín vì Spirulina được nuôi trong các bể lên men vi sinh khối ( biorector)

Vận động bằng máy khuấy trộn theo 3 chiều tảo, hấp thụ ánh sáng tự nhiên hay nhân tạo, được thiết kế như thùng lên men cổ điển hoặc kiểu xoắn ốc

2.4.2 Phương pháp nuôi trồng liên tục

Ở phương pháp này, dinh dưỡng được bổ sung liên tục cho tảo tăng trưởng Việc thu sinh khối cũng được tiến hành liên tục sao cho mật độ tảo luôn luôn ổn định trong môi trường

- Chemostat: một phần dịch mới bổ sung để thay thế dịch môi trường đã dùng.

- Nuôi trồng bán liên tục: giống như nuôi theo mẻ nhưng sinh khối được kiểm tra định kì và giữ ổn định bằng phương pháp pha loãng môi trường

- Turbidostat: sinh khối được theo dõi liên tục nhờ thiết bị đo độ đục và tốc độ Phương pháp này thường được áp dụng theo hệ thống hở, Spirulina sống trong môi trường dinh dưỡng đựng trong bể, hồ được vận động bằng khuấy trộn theo kiểu tịnh tiến 2 chiều và tảo thu nhận ánh sáng mặt trời để phát triển, kiểu nuôi này phụ thuộc vào thời tiết và cần giải pháp khắc phục

2.5 Chiết xuất một số hợp chất từ vi tảo Spirulina

2.5.1 Chiết xuất chất màu Chlorophyll

Màu xanh của lá cây của thực vật là do có một chất màu chlorophyll Chất màu này đóng vai trò cực kì quan trọng trong quá trình quang hợp – quá trình chủ yếu tạo các hợp chất hữu cơ và tạo nguồn O2 tự do duy nhất của trái đất

Phân loại: có 4 loại: chlorophyll a, chlorophyll b Chlorophyll c, chlorophyll d Quy trình thu nhận Chlorophyll:

Thuyết minh quy trình:

+ Nguyên liệu: sinh khối tảo Spirulina

+ Xử lí: làm sạch, nghiền nhỏ Mục đích: loại bỏ những nguyên liệu không đạt yêu cầu , giúp quá trình sau đó dễ dàng hơn, loại bỏ tạp chất bẩn và vi sinh vật có hại bám trên nguyên liệu, đồng thời nghiền làm tăng diện tích tiếp xúc pha, tăng động lực quá trình trích ly

+ Trích ly: sử dụng 5 g tảo nghiền nhỏ Dùng cồn trích ly với tỉ lệ 10mg/ 1g tảo Đậy kín bằng giấy bạc để trong tối nhiệt độ 400C, để yên 2 giờ

+ Lọc: sau 2 giờ lọc thu dịch, đem dịch đi đo OD trên máy quang phổ UV- Vis ở bước sóng 644 nm

+ Tinh sạch: Nguyên liệu có thể nghiền trong rượu sau đó cho dịch vào rượu,ete và nước ( nước để không cho ete tan trong rượu) Sau khi lắc để dung dịch lắng lại Ete nổi lên trên và chứa các diệp lục tố, còn rượu chứa các sắc tố màu vàng hay cam( carotenoid)

+ Phần tan trong ete được sấy khô và hòa tan trong aceton cho vào ete dầu hỏa và rượu metylic

+ Ete dầu hỏa và rượu metylic chứa Chlorophyll a

+ Aceton chứa chlorophyll b

2.5.2 Chiết xuất β – caroten:

Tách chiết các caroten từ nguyên liệu thực vật bằng aceton, sau đó tiến hành lắc với cyclohexan Dùng nước rửa và chiết loại aceton khỏi cyclohexan, sau đó chạy sắc

kí trên cột Al2O3 hoặc MgCO3 để tách β- carotene ra khỏi sắc tố khác

Quy trình công nghệ:

Thuyết minh quy trình:

+ Nguyên liệu: từ bột tảo khô

+ Nghiền: dùng tác động cơ học để nghiền nguyên liệu với acetone, để có hỗn hợp mịn hơn,

+ Lọc hút: cho NaCO3 để trung hòa dịch acid của tế bào, lọc bằng phễu thủy tinh để thu lấy dịch chiết chứa các sắc tố

+ Lắc: thêm cyclohexane và nước vào dịch chiết xuất thu được, lắc đều để acetone hòa tan trong nước sẽ lắng xuống phễu

+ Lọc qua CaCl2: để loại bỏ nước còn sót lại, khi đi qua một lớp CaCl2 nước dư sẽ được hấp thu

+ Sắc ký cột oxit nhôm: phần clyclohexane chứa sắc tố được sắc ký trên cột oxit nhôm sẽ được phân lớp và thu được β- carotene ở phía đáy cột

2.5.3 Chiết xuất Phycocyamin

Phycocyamin là một chất màu xanh tham gia vào quá trình quang hợp, lượng chất này có thể chiếm đến 20% lượng protein trong tảo lam Phycocyamin cũng là phân

tử tích lũy nguồn nitơ

Quy trình công nghệ:

+ Nguyên liệu: Sử dụng dạng bột tảo khô của tảo S.platensis để làm nguyên liệu tách chiết phycocyamin

+ Phương pháp tách chiết và tinh chế: để chiết rút các chất nằm bên trong tế bào trước tiên cần phá vỡ màng tế bào

+ Đối với tảo S.platensis người ta thường dùng phương pháp cơ vật lý để phá vỡ tế bào Trước tiên, nguyên liệu được trương nước hoàn toàn, sau đó đóng băng tại

-150C, dùng máy nén tế bào tại áp suất 2-5at để phá vỡ tế bào và làm tan băng Kết quả là thu được một dịch huyền phù gồm các mảnh vỡ của tế bào và thành phần cấu trúc của chúng Ly tâm lạnh tại 5000 vòng/ phút ở 40C thu được dịch chiết tại các mức 30% (NH4)2SO4, 60% (NH4)2SO4 Sau đó tiến hành ly tâm lạnh tại 40C,

5000 vòng/ phút, thu kết tủa Tiến hành thẩm tích đối với nước kết tủa này ta thu được dịch chứa phycoxiamin

+ Dịch sắc tố sau khi chảy qua cột sephadex G-50 được chạy tiếp trên cột DEAE – A50 Cột được cân bằng đệm phosphate 0.005 M Phycoxuamin được chiết tại nồng độ đêm 0.25 m trong dung dịch NaCl 0.2 M Dịch chứa Phycoxiamin được thẩm tích đổi nước loại bỏ muối vào sau đó được đông khô

III Sản phẩm và ứng dụng của tảo Spirulina

3.1 Bánh mì ngọt bổ sung vi tảo Spirulina

Tác dụng của việc bổ sung Spirulina vào bánh mì là:

- Bánh mì chứa acid báo không bão hòa có lợi cho sức khỏe, giúp cơ thể phòng tránh bệnh béo phì, tiểu đường và các bệnh về tim mạch

- Sắt là khoáng chất rất cần thiết cho cơ thể và nó sẽ được cung cấp một lượng đáng kể nếu ta bổ sung Spirulina vào bánh

- Ngoài ra thì các khoáng chất khác như Canxi, phospho, natri và nhiều chất khoáng khác cũng sẽ tăng lên khi ta bổ sung Spirulina

- Thành phần % các chất cung cấp năng lượng như protein, lipit tăng lên và glucid giảm xuống khi ta bổ sung vi tảo này vào bánh

- Giá trị dinh dưỡng của bánh tăng lên đáng kể khi ta bổ sung vi tảo vào

- Thành phần bánh mì, đặc biệt là protein và các chất khoáng cần thiết của cơ thể cao hơn so với bánh mì thông thương Bổ sung thành phần tảo càng cao thì thành phần các chất càng cao

Hình ảnh: Bánh mì bổ sung Spirulina trước và sau nướng

3.2 Sản phẩm sữa chua bổ sung Spirulina

Tác dụng của các sản phẩm sữa chua có bổ sung Spirulina:

- Trong sữa chua có chứa vi sinh vật có lợi cho cơ thể, có thể giúp ngăn chặn bệnh tiêu chảy do dung quá nhiều thuốc kháng sinh

- Ứng dụng của tảo này bổ sung vào sữa lên men sữa chua để nâng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm sữa chua truyền thống

- Hàm lượng protein, lipid, vitamin A của sản phẩm bổ sung Spirulina cao hơn

so với sản phẩm sữa chua của vinamilk Sản phẩm có hàm lượng dinh dướng cao cung cấp protein, nhiều vitamin, các chất có hoạt tính sinh học

- Các sản phẩm chỉ chứa Spirulina trên thị trường có mùi, vị khó được người

sử dụng chấp nhận Sản phẩm này khắc phục được nhược điểm mặt cảm quan của tảo ( mùi sữa chua, át mùi hôi của tảo, vị chua dễ chấp nhận)

Hình ảnh: Sưã chua có bổ sung spirulina (trái) và không bổ sung ( phải)

IV Kết luận

Thực phẩm chức năng ứng dụng vi tảo Spirulina là thực phẩm chức năng rất được

ưa chuộng và nhiều người tin dùng đối với mọi đối tượng về tuổi tác, giới tính Vì thế ngành thực phẩm chức năng sẽ phát triển mạnh mẽ và sâu rộng hơn không chỉ

có nguyên liệu từ tảo Spirulina mà còn các nguyên liệu khác có lợi cho sức khỏe con người

Việc ứng dụng của tảo Spirulina vào thực phẩm rất thiết thực, tạo ra nhiều sản phẩm mới đem lại hiệu quả cao Vì thế cần phát triển sâu rộng hơn nữa để ngành thực phẩm chức năng có tính ưu thế hơn các ngành khác

Tài liệu tham khảo:

1.http://tailieu.vn/doc/thu-c-pha-m-chu-c-nang-tu-ta-o-spirulina-1195639.html

http://afamily.vn/suc-khoe/ly-do-thuc-pham-chuc-nang-tu-tao-spirulina-rat-duoc-ua-chuong-20110821100938720.chn

3.https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%A3o_xo%E1%BA%AFn