Nghiên Cứu Nuôi Dưỡng SPIRULINA PLATENSIS Quang Tự Dưỡng Bằng Môi Trường Khoáng Chứa Dịch Tương Đậu Nành

Nhờ có hàm lượng dinh dưỡng cao, thành phần dinh dưỡng đa dạng nên sinh khôi Spirulina platensis được thu nhận để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y học, làm thức ăn bổ dưỡng

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU NUÔI DƯỠNG Spirulina platensis QUANG TỰ DƯỠNG

BẰNG MÔI TRƯỜNG KHOÁNG CHỨA DỊCH TƯƠNG ĐẬU NÀNH

Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

1.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về Spirulina platensis:

2.1.1 Lịch sử phát hiện

2.1.2 Vị trí phân loại

2.1.3 Phân bố

2.1.4 Đặc điểm sinh học của Spirulina platensis

2.1.5 Giá trị dinh dưỡng

2.1.5.1 Protein 2.1.5.2 Amino acid 2.1.5.3 Acid nucleic 2.1.5.4 Glucid 2.1.5.5 Lipid 2.1.5.6 Sắc tố 2.1.6 Carbohydrat trong sinh khối Spirulina platensis

2.1.6.1 Vitamin

2.1.6.2 Khoáng chất

2.1.6.3 Enzyme

2.1.7 Một số ứng dụng của Spirulina platensis

2.1.7.1 Spirulina _ nguồn để chiết xuất các chất có hoạt rính sinh học và

các chất có giá trị dinh dưỡng

2.1.7.2 Spirulina _ nguồn thức ăn bổ sung cho người và động vật 2.1.7.3 Spirulina _ nguồn phân bón sinh học

2.1.7.4 Sử dụng Spirulina để xứ lý môi trường

2.1.8 Một số kết quả nghiên cứu nuôi trồng Spirulina platensis ở Việt Nam

2.2 Tổng quan về dịch tương đậu nành:

2.2.1 Giới thiệu về đậu nành

2.2.1.1 Đặc điểm phân loại thực vật

2.2.1.2 Thành phần dinh dưỡng

2.2.1.3 Công dụng y học của đậu nành

2.2.1.4 Một sản phẩm truyền thống của đậu nành

2.2.1.5 Ứng dụng của đậu nành

2.2.2 Giới thiệu về dịch tương đậu nành

2.2.2.1 Quy trình thu nhận dịch tương đậu nành

2.2.2.2 Thành phần dinh dưỡng của dịch tương đậu nành

2.2.2.3 Hiện trạng sử dụng của dịch tương đậu nành

PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm

3.2 Nội dung nghiên cứu

3.3 Vật liệu thí nghiệm

3.4 Phương pháp thí nghiệm

3.4.1- Phân tích thành phần dinh dưỡng dịch tương đậu nành

3.4.1.1- Phương pháp xác định nitơ tổng 3.4.1.2- Phương pháp xác định nitơ formol 3.4.1.3- Phương pháp xác định nitơ ammoniac 3.4.1.4- Phương pháp xác định đường tổng 3.4.1.5- Phương pháp xác định đường khử

3.4.2 Phương pháp nuôi Spirulina platensis

Thí nghiệm 1: Nuôi Spirulina platensis quang tự dưỡng bằng môi trường

khoáng Zarrouck Thí nghiệm 2: Nuôi Spirulina platensis quang tạp dưỡng bằng môi trường Zarrouck (-) ( không chứa NaHCO3) có bổ sung dịch tương đậu nành

PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ

Vi khuẩn lam Spirulina platensis đã được phát hiện từ rất lâu Cho đến nay rất nhiều nước trên thế giới đã sản xuất và sử dụng Spirulina platensis như Nhật Bản, Hoa

Kỳ, Trung Quốc…

Ở Việt Nam, Spirulina platensis đã được nuôi trồng với qui mô bán công

nghiệp ngoài trời lần đầu tiên năm 1977 với diện tích 5000m2, sản lượng 6000kg/năm ( tính theo trọng lượng khô) tại tỉnh Bình Thuận Một số đơn vị tiên phong nuôi và sản

xuất khuẩn lam Spirulina platensis là Công ty cổ phần nước khoáng Vĩnh Hảo và

Trung tâm Dinh Dưỡng Trẻ Em Tp Hồ Chí Minh

Giá trị dinh dưỡng trong Spirulina platensis rất cao với hàm lượng protein

khoảng 55 – 70% trọng lượng khô với đầy đủ các axit amin thiết yếu, giàu vitamin A, các vitamin nhóm B, phycocyamin, chlorophyll cũng rất dồi dào ( tương đương tiêu chuẩn của FAO)

Nhờ có hàm lượng dinh dưỡng cao, thành phần dinh dưỡng đa dạng nên sinh

khôi Spirulina platensis được thu nhận để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

như y học, làm thức ăn bổ dưỡng, mỹ phẩm…

Hiện nay các phương pháp nuôi Spirulina platensis chủ yếu là nuôi trong bể

ngoài trời Chính vì vậy sự nhiễm bẩn sinh khối do các nguyên nhân từ môi trường như vi sinh vật tạp nhiễm, bụi bẩn, tạp chất….là không thể tránh khỏi Hơn nữa, khi nuôi ngoài trời thì điều kiện môi trường không ổn định và khó kiểm soát Điều này ảnh

hưởng xấu tới chất lượng của sinh khối Spirulina platensis và gây phức tạp cho quá

trình chế biến sinh khối sau khi thu nhận

Chất lượng dinh dưỡng của Spirulina platensis có thể được cải thiện tốt hơn

nếu trong quá trình nuôi loại bỏ được những điều kiện bất lợi trên Chính vì mục tiêu

trên chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu nuôi Spirulina platensis

quang tự dưỡng bằng môi trường khoáng có bổ sung dịch tương đậu nành”

PHẦN I

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ Spirulina platensis:

2.1.1 Lịch sử phát hiện [ 3]

Sinh khối Spirulina platensis đã là một loại thực phẩm của thổ dân Aztecs trước

khi vùng này bị đế quốc La Mã xâm lược, và đã được người Kanembu ở Trung Phi dùng làm thực phẩm trong nhiều thế kỷ Loại thức ăn này được thổ dân Aztecs thu vớt

từ hồ Texcoco ( Mexico), được gọi là “ Techuiltal” cũng như loại bánh “ Dihé” được người dân Kanembu gần hồ Chad ở Trung Phi làm thực phẩm trong suốt thời gian dài

chính là sinh khối Spirulina platensis, một loại thực phẩm tuyệt vời có thành phần

dinh dưỡng rất dồi dào

Từ lâu người ta đã nghiền sinh khối Spirulina platensis và trộn với nước sốt cà

chua, tiêu, đậu, cá hoặc thịt để ăn Loại thức ăn này chiếm 70% trong bữa ăn của người Kanembu hồi đó Bánh Dihé và bánh Techuiltal ở hồ Texcoco còn được sử dụng làm pho mát và được dùng làm thức ăn cho các vận động viên chạy marathons, bơi lội Cho đến nay có rất nhiều nước trên thế giới sản xuất và sử dụng sinh khối

Spirulina platensis, được buôn bán và tiêu thụ như một sản phẩm của người và đã

được chính phủ, tổ chức sức khỏe, tổ chức xã hội ở nhiều nước trên thế giới công nhận

là thức ăn bổ dưỡng và nó còn được gọi là thực phẩm của tương lai ( Food of future)

Theo Hills (1980) thì khuẩn lam Spirulina platensis là một loại thức ăn cao cấp và an

toàn đã được các bác sĩ Nhật Bản dùng để điều trị một số bệnh hiểm nghèo như tiểu đường, ung thư, viêm gan Hiện có nhiều công ty ở nhiều nước đang tổ chức nuôi

trồng, thương mại hóa sinh khối Spirulina platensis

• Ngành Cyanophyta (Cyanochlorophyta) tức là ngành tảo lam có chứa

chlorophy1l

Spirulina chủ yếu có hai loài Spirulina platensis và Spirulina maxima, trong đó

Spirulina platensis là phổ biến hơn cả

2.1.3 Phân bố

Spirulina chiếm 1/3 sinh khối thực vật trên trái đất, phần lớn sống trong môi trường

nước, một số sống trên cây, trên hốc đá, trong các hang động…

2.1.4 Đặc điểm sinh học của Spirulina platensis.[3]

Spirulina platensis có dạng xoắn lò xo 5-7 vòng đều nhau, chiều dài của sợi thay

đổi, có thể đạt tới 1/4 mm hoặc hơn vì vậy rất thuận lợi cho thu hoạch.Tế bào

Spirulina platensis không có vỏ cứng bao quanh như một số loài tảo khác nên có tỉ lệ

tiêu hóa và hấp thụ cao trong cơ thể người và động vật, dễ phơi và sấy khô

Spirulina platensis không có khả năng sinh sản hữu tính, chỉ sinh sản bằng cách

phân cắt thành những đoạn riêng ( đoạn bào) Mỗi đoạn bào đoạn bào này rộng 5 μ m , dài 2 μ m, không có lục lạp mà thay vào đó là các thylakoid phân bố trong toàn bộ tế bào Các hạt polyphosphat có đường kính 0,5 - 1 μ m thường nằm ở trung tâm tế bào

và được thylakoid bao quanh Tế bào Spirulina platensis cũng như các loài vi khuẩn

lam khác chưa có nhân điển hình, mà chỉ có vùng nhân không rõ nên được xếp vào lớp

Cyanobacteria

Spirulina trong tự nhiên thích sống ở môi trường kiềm giàu bicacbonat (HCO3-),

pH biến động từ 9,5 – 11, nhiệt độ thích hợp từ 28 – 350C , có khả năng chịu biến động

ánh sáng cao và tốt nhất khoảng 25-30 Klux Môi trường nước thích hợp cho Spirulina

có đặc tính: Na+ và HCO3- rất giàu, K+ và SO4- khá giàu, Ca++, Mg++ và Cl- không có hoặc rất thấp

2.1.5 Gía trị dinh dưỡng:[11]

2.1.5.1 Protein:

Spirulina platensis có một hàm lượng protein rất cao ( 55 – 70% trọng lượng khô)

hơn bất kỳ một loại thực phẩm nào khác Nhiều hơn thịt động vật và cá tươi ( 15 -25% trọng lượng tươi), đậu phông ( 25% trọng lượng khô), lúa gạo ( 8-14% trọng lượng khô), sữa ( 3% trọng lượng tươi)

Protein của Spirulina platensis cao hơn hẳn so với các loài động thực vật về

hàm lượng và chất lượng

2.1.5.2 Amino acid:

Thành phần acid amin cân đối, gồm đủ lượng acid amin không thay thế và acid

amin thay thế được Các loại acid amin thay thế được của Spirulina platensis vượt

định mức của FAO chỉ có lượng cystein, methyonin có thành phần khá thấp nhưng vẫn cao hơn đậu hạt, trái cây Với 100% nhu cầu amino acid mỗi ngày thì chỉ cần dùng 36g

Spirulina platensis Thành phần amino acid của Spirulina platensis sản xuất ở nước ta

tương đương nước ngoài

Sắc tố là yếu tố rất quan trọng giúp tổng hợp các loại hóc môn cần thiết để điều

khiển các hoạt động của cơ thể Hàm lượng sắc tố trong sinh khối Spirulina platensis

rất cao, đặc biệt là carotenoid, chlorophyll, phycocranin

Bảng 1.1: Hàm lượng sắc tố tự nhiên trong sinh khối Spirulina platensis

Tên sắc tố Hàm lượng/10g sinh khối

37mg 14mg

15 – 20 1,15 0,37 0,14

Carotenoid là sắc tố màu vàng cam, trong sinh khối Spirulina platensis nó ở

dạng β -caroten, xanthophylls, cryptoxanthin, echinenone, zeaxanthin và lutein Carotenoid chiếm khoảng 0,37% sinh khối khô

Challem (1981) gọi chlorophyll là màu xanh vì nó giống hemolglobin, chỉ khác

là nhóm kim loại của nó là Mg ở dạng ion (nên có màu xanh) thay vì Fe trong hemolglobin (màu đỏ) Có ý kiến cho rằng nếu như kim loại trong chlorophyll được thay bằng ion Fe thì nó có thể thay thế hemolglobin trong mô bào Trong sinh khối

Spirulina platensis có chứa 1,1% chlorophyll, chiếm tỉ lệ cao nhất trong tự nhiên, cao

nhất so với các loại thực phẩm tự nhiên khác

Phycocyanin là sắc tố quan trọng nhất trong sinh khối Spirulina platensis, và

tồn tại dưới dạng một protein phức hợp, chiếm đến 20% trọng lượng sinh khối khô Trong Phycocyanin có cả nguyên tố Fe, Mg và vì vậy nó rất có ý nghĩa dinh dưỡng ở người và động vật

2.1.6 Carbohydrat trong sinh khối Spirulina platensis.[9]

Trong sinh khối Spirulina platensis có 15_ 20% glucid, rhamnose và glycogen

là dạng glucid chủ yếu, dễ dàng hấp thụ vào máu mà chỉ cần một lượng nhỏ insuline

để chuyển hóa Nhờ giải phóng năng lượng nhanh mà không cần hoạt động của tuyến

tụy nên Spirulina platensis là một loại thức ăn bổ dưỡng rất phù hợp cho những người

bị bệnh tiểu đường

2.1.6.1 Vitamin:[4]

Sinh khối Spirulina platensis giàu các loại vitamin, đặc biệt là vitamin A,

vitamin B12, vitamin B1, B2 cao hơn hẳn thịt cá, sản phẩm từ trứng , sữa, nấm men…,

10g sinh khối Spirulina platensis cung cấp một lượng đáng kể vitamin cần thiết cho sự

sống hàng ngày của chúng ta.Vitamin rất cần cho sự sinh sản và sinh trưởng của cơ thể Sự phát triển của tinh trùng, trứng, hợp tử, bào tử, bào thai đều cần đến vitamin A; thiếu vitamin A năng suất sinh sản sẽ giảm Vitamin A quan trọng trong sự duy trì

và bảo vệ thượng bì da và niêm mạc, thiếu nó da khô, lông rụng khiến khả năng chống xâm nhập vi trùng kém và sẽ giảm đề kháng cơ thể Nguồn vitamin A trong sinh khối

Spirulina là carotenoit rất cao và dễ hấp thụ, không gây độc nếu dùng quá liều, rất an

toàn cho người và động vật

Một trong những báo cáo đã được công bố bởi Hội đồng nghiên cứu quốc tế năm 1982 “ chế độ ăn, dinh dưỡng và bệnh ung thư” đã kết luận rằng nguồn thức ăn giàu β -caroten và vitamin A làm giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư

2.1.6.2 Khoáng chất.[10]

Spirulina platensis chứa nhiều nguyên tố khoáng có ý nghĩa đối với dinh dưỡng

người và động vật như: K, Na, Mg, Ca, Fe, Mn, Cu, Co…Đáng chú ý nhất là Fe,

Spirulina là một nguồn thực phẩm giàu Fe, cao hơn gấp 20 lần những thực phẩm giàu

Fe nào khác Lượng Fe trong Spirulina ở dạng được cơ thể hấp thụ ngay Fe của

Spirulina dễ hấp thụ hơn gấp 2 lần Fe của thịt và rau

2.1.6.3 Emzym:[11]

Emzym quan trọng nhất trong sinh khối Spirulina platensis khô là superoxide

dismutase (SOD) Nó xúc tác khử các sản phẩm của phản ứng peroxit hóa và loại bỏ

các yếu tố thúc đẩy quá trình lão hóa cơ thể sống Trong 10g sinh khối Spirulina

platensis khô có từ 10,000 đến 37,000 đơn vị hoạt động

2.1.7 Một số ứng dụng của Spirulina:[2]

2.1.7.1 Spirulina – nguồn để chiết suất các chất có hoạt tính sinh học và các chất có

giá trị dinh dưỡng:

Spirulina là nguồn protein rất quý, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển

Người ta biết rằng thổ dân Kanmembu sống quanh hồ Chad và người Aztec ở Mêhicô

đã ăn Spirulina với món ngũ cốc của họ hàng thế kỷ nay Spirulina được coi là nguồn

thay thế tốt cho thịt trong trường hợp thịt hiếm hoặc phải thực hiện chế độ ăn kiêng

Spirulina có thành phần các chất trao đổi chất thứ cấp rất đa dạng Đó là các terpen, pteridin, hooc môn thực vật, phenol…Trên cơ sở này sinh khối Spirulina đã

• Chế phẩm ”Algata” được dùng để chữa bệnh ngứa cho trẻ em Chế phẩm

“Protalmin” được sản xuất sau khi thủy phân Spirulina bằng enzym có tác

dụng phục hồi nhanh sức khỏe và được dùng cho các vận động viên, người già, phụ nữ có thai kém phát triển

• Từ dịch chiết sinh khối bằng nước, người ta tạo ra được dịch tiêm chống bệnh còi xương cho lợn có hiệu quả cao

• Từ vi khuẩn lam Spirulina, thế giới đã có những sản phẩm được bán dưới dạng thuốc với tên gọi khác nhau như Linagreen, Heilina, Spirulina Kayaky, Spirulina C, Profesina Ở Việt Nam có một số thuốc đã được bán

như Linavina, Lactogyl

Những thí nghiệm về dược lý và lâm sàng ở Việt Nam chứng tỏ công dụng to

lớn của Spirulina trong việc điều trị một số bệnh như suy dinh dưỡng của trẻ em, thiếu

sữa ở sản phụ, đái tháo đường, viêm gan, tăng cường sức khỏe cho người yếu

Spirulina là nguồn sắc tố tự nhiên có nhu cầu ứng dụng ngày càng cao trong

Spirulina còn là nguồn để chiết suất hàng loạt các chất có ích khác, chẳng hạn

như axit béo mạch dài chưa bão hòa, các chất sáp, sterol, cacbua, hydro…

2.1.7.2 Spirulina – nguồn thức ăn bổ sung cho người và động vật:

Do có thành phần dinh dưỡng rất quý ( chủ yếu là protein và vitamin ),

Spirulina được coi là nguồn thức ăn bổ sung dinh dưỡng có giá trị cho người và động

vật

Spirulina được ứng dụng rộng rãi trong nghề chăn nuôi tằm và nuôi cá cảnh ở

Nhật Bản

Một hướng khác sử dụng sinh khối Spirulina làm nguồn bổ sung dinh dưỡng

cho động vật có triển vọng là việc ứng dụng trong lĩnh vực thủy sản để nuôi tôm, nhuyễn thể và một số loài cá

2.1.7.3 Spirulina – nguồn phân bón sinh học:

Nhiều vi khuẩn lam cố định nitơ có vai trò rất lớn trong việc bón phân cho đất, đặc biệt là cho cánh đồng lúa

Hiện nay việc cấy vi khuẩn lam xuống ruộng lúa làm phân bón sinh học được tiến hành ở nhiều nơi trên thế giới như: Trung Quốc, Malaysia, Phillipin, Thái Lan, Việt Nam Chẳng hạn:

• Tại Khoa Công nghệ Viện nghiên cứu khoa học Thái Lan ngừơi ta nuôi

trồng đại trà một số loài Cyanobacteria như Anabaena siamensis, Calotrix

spp, Tolypotrix spp, Halosiphon spp, và hỗn hợp của những loài này được

cấy xuống ruộng lúa

• Tại Israel người ta đã thực hiện một chương trình nghiên cứu nhằm phân

lập các loài Cyanobacteria sống tự do và sống cộng sinh trong các cánh

đồng lúa để nghiên cứu điều kiện sinh trưởng tối ưu của chúng

• Ở Mỹ, hãng công nghệ Cyanotech giới thiệu một loại phân bón sinh học là

hỗn hợp của 8 loài Spirulina có thể sống trên mặt đất và cố định hơn

100kg N2 /ha trong một mùa sinh trưởng

• Ở Việt Nam nhiều cố gắng nhằm phân lập từ các ruộng lúa các loài vi khuẩn lam cố định N2 đã được thực hiện Kết quả nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam địa phương làm phân bón sinh học để canh tác lúa cao sản có nhiều hứa hẹn Năng suất lúa tăng đáng kể và điều thuyết phục hơn là tổng lượng đạm trong đất tăng đáng kể sau khi thu hoạch

2.1.7.4 Spirulina để xử lý môi trường:

Trong các hệ thống xử lý nước thải, Spirulina có vai trò tạo oxy, làm tăng độ

kết lắng, tẩy uế và loại trừ kim loại nặng và các chất hữu cơ độc hại Vai trò của

Spirulina như bộ máy tái tạo oxy trong bể xử lý nước thải có thể được hình dung như

sau:

Sơ đồ 1.1: Sơ đồ xử lý nước thải sinh hoạt, công – nông nghiệp

2.1.8 Triển vọng nuôi Spirulina quy mô lớn.[2]

Spirulina được thừa nhận rộng rãi là có thể dùng làm thức ăn cho động vật cũng

như thực phẩm cho người và giá trị dinh dưỡng của chúng đã được chứng minh do nhiều nghiên cứu, so sánh tốt với các sản phẩm truyền thống khác Hơn nữa có nhiều

hóa chất, hóa chất sinh học, dược chất có thể được chiết ra từ Spirulina có thể được sử

dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược học, mỹ phẩm và hóa chất

Vấn đề quyết định triển vọng nuôi Spirulina quy mô lớn không phải là tiềm

năng thị trường sản phẩm của chúng ( công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, hóa chất…) mà là giá thành sản xuất Vì vậy các cố gắng đang được tiến hành làm giảm giá thành của một đơn vị sản xuất ở một hay nhiều cấp về quy mô qua việc tăng năng suất là kết quả nghiên cứu, sáng kiến của công nghệ sinh học Sự giảm giá thành

sản xuất làm cho Spirulina và các sản phẩm của chúng, có thể dẫn đến mở rộng thị

trường trên thế giới

2.2 TỔNG QUAN VỀ DỊCH TƯƠNG ĐẬU NÀNH:

là cây trồng quan trọng để giải quyết vấn đề thiếu protein đối với dinh dưỡng con người

Đậu nành được gọi là “thịt thực vật” vì trong hạt đậu nhỏ bé có chứa lượng protein rất cao, có thể tương đương với thịt cá nhưng lại dễ tiêu hóa hơn rất nhiều Trong 100 g đậu nành bỏ vỏ có 34 g protein, trong khi trong 100 g thịt lợn chỉ có 14 g, thịt bò nạc 31 g, trứng gà 14,8 g Ngoài ra, đậu nành còn chứa nhiều axit béo chưa bão hòa, vitamin, chất khoáng đa lượng và vi lượng cần thiết cho cơ thể

Trong đậu nành còn có chứa hàm lượng lecithin và vitamin E phong phú, là những chất chống oxi hóa tự nhiên rất tốt cho cơ thể Chất isoflavone trong đậu nành còn giúp cơ thể cân đối hơn vì nó làm cho các tế bào mỡ được sản xuất ít đi Protein trong đậu nành có tác dụng giảm cholesterol trong máu Một kết luận của các nhà khoa học Mỹ đưa ra gần đây là : Nếu bạn ăn đậu nành thường xuyên, uống sữa đậu nành hàng ngày thì lượng cholesterol trong máu có thể giảm từ 10-15%

Bảng 2.1 : Thành phần các chất dinh dưỡng trong đậu nành

Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẫm ăn được

Năng lượng (kcal) 400 Nước 14.0 Protein 34.0 Lipid 18.4 Glucid 24.6 Cellulose 4.5 Thành phần chính (g)

Tro 4.5 Calci 165 Phospho 690 Muối khoáng (mg)

Sắt 11.0 B1 0.54 B2 0.29

PP 2.3 Vitamin (mg)

C 4

2.2.1.1 Đặc điểm phân loại thực vật:

Hình2.2: Hạt đậu nành

Đậu nành có tên khoa học là Glyeinemax (L) Merrill Đậu nành thuộc bộ Đậu

(Fabaceae) Đậu nành có nguồn gốc từ phương Đông, đã được thuần hóa tự nhiên ở

vùng Mãn Châu, Trung Quốc vào khoảng năm 644 TCN Đến thế kỷ thứ nhất sau công nguyên, đậu nành đã lan ra khắp bán đảo Triều Tiên, Nhật Bản, Đông Nam Á và Trung Á

Đậu nành là một trong những cây trồng lâu đời nhất của nhân loại có nguồn gốc

từ Trung Quốc nhưng mãi sau đại chiến thứ hai mới thực sự phát triển mạnh ở Mỹ, Brazil, Canada…Hiện nay, nó là một trong những cây họ đậu quan trọng nhất của thế giới, là nguốn dầu ăn và thực vật chủ yếu

Hạt đậu nành gồm 3 bộ phận: vỏ, diệp tử và phôi Trong đó, vỏ hạt chiếm khoảng 8%, phôi chiếm khoảng 2% và tử diệp chiếm khoảng 90% trọng lượng hạt 2.2.1.2 Thành phần dinh dưỡng:

Đậu nành có ba dạng chính là hạt màu vàng, màu xanh và màu trắng

Bảng2.2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g đậu nành

Loại hạt Năng lượng

Kcal

Protein (g)

Lipid (g)

Glucid (g)

Chất xơ (g)

Muối khoáng (g)

Trong đậu nành protein chiếm khoảng 40% do đó đậu nành là một nguồn thực phẩm giàu protein so với các loại đậu khác và ngay cả đối với các protein có nguồn gốc từ động vật Protein trong đậu nành gấp 10 lần so với trong sữa, gấp 2 lần so với thịt bò

Bảng2.3: Thành phần acid amin thiết yếu của protein của đậu nành

Trong lipid của đậu nành gồm 2 loại acid béo: no và không no Loại không no

có giá trị dinh dưỡng cao là loại acid béo không thay thế , chiếm 60 – 70% chất béo của hạt, gồm các loại acid linoleic (52 – 62%), acid linolenoic (2 – 3%), acid oleic (25 – 36 %) Các loại no có acid panmitic (6 – 8%), acid stearic (3 – 5%), acid arachidonic (0,1 – 1%) Chất béo của đậu nành giúp bảo vệ hoạt động của tim mạch và rất giàu acid béo không bão hóa đa thiết yếu, như omega-3 và ít acid béo bão hòa làm tăng cholesterol xấu đậu nành là loại duy nhất có tính năng hạ cholesterol xấu và ổn định cholesterol tốt Omega-3 rất hiếm có trong các thực phẩm có nguồn gốc thực vật ngoại trừ đậu nành

• Hydratcacbon

Thành phần hydratcacbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành, gồm 2 loại: tan và không tan trong nước Loại tan được trong nước chỉ chiếm 10% toàn bộ

hydratcacbon Loại không tan trong nước gốm cellulose và hemicellulose

Bảng 2.4: Thành phần hydratcacbon của đậu nành

• Chất khoáng

Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành, trong

đó đáng chú ý nhất là canxi, phospho, mangan, kẽm và sắt

Bảng 2.5: Thành phần khoáng của đậu nành

2.2.1.3 Công dụng y học của đậu nành:

Đậu nành chứa các loại amino acid, globulin, isoflavones, soy fiber, acid phytic, saponins, trypsin inhibitors, và acid linoneic Có thể nói chất nào trong đậu nành cũng tốt cho sức khỏe, chẳng hạn chất linoneic acid được xem có tính chống thắt nhịp

(antiarrhymic effect) giúp nhịp đập điều hòa, chất genistein (thuộc nhóm isoflavones

có trong đậu nành )có thể ngăn đông máu bất thường trong các mạch máu…v.v

Vai trò của isoflavones đậu nành được nhắc nhở tới và nghiên cứu đã được tập trung vào nhất là trong lĩnh vực ung thư, bệnh tim, bệnh loãng xương, rối loạn kinh nguyệt

• Đậu nành và bệnh tim mạch

Ngay từ đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học Liên Xô đã nhận thấy rằng chất đạm của đậu nành làm hạ thấp cholesterol ở súc vật Rồi gần hai mươi năm sau, những kết quả tương tự cũng thấy ở loài người Cholesterol cao trong máu là nguy cơ gây ra bệnh tim mạch Lames W Anderson, một chuyên gia về bệnh nội tiết và dinh dưỡng , thấy rằng một chế độ dinh dưỡng có nhiều đậu nành sẽ làm cholesterol giảm 12%, LDL giảm 13%, HDL không thay đổi mấy Theo ông, chỉ cần ăn độ 30gr đậu nành mỗi ngày là có kết quả trên Sở dĩ được như vậy là do các tác dụng của amino acid trong đậu nành, đặc biệt là glycerin và arginine

So sánh chế độ dinh dưỡng và bệnh tim mạch ở Mỹ và Nhật Bản cho thấy có sự khác biệt trong tỷ lệ người bệnh và số tử vong Số người chết vì bệnh này ở Nhật thấp hơn ở Mỹ tới 6 lần Người Nhật sống ở Hawaii bị nhồi máu cơ tim cao hơn người Nhật sống ở Mỹ và thấp hơn người Nhật sống trên đất Phù Tang Điều đó chứng tỏ ngoài nguyên nhân di truyền, bệnh tim còn chịu ảnh hưởng của môi trường với chế độ ăn uống và nếp sống Người Nhật sống tại quê hương tiêu thụ rất nhiều chất đạm do đậu nành cung cấp

• Đậu nành và bệnh ung thư

Ung thư là mối đe dọa lớn của nhân loại mà nguyên nhân vẫn chưa được hoàn toàn sáng tỏ Chế độ dinh dưỡng cũng có dự phần và đậu nành được nhiều nghiên cứu cho là có khả năng làm giảm nguy cơ gây vài loại ung thư có liên hệ tới kích thích tố như ung thư vú, tử cung

Trong bệnh ung thư, tế bào bất thường tăng trưởng và sanh sản vô chừng mực, xâm lấn tiêu hủy tế bào lành rồi lan ra khắp cơ thể Các tế bào này xuất hiện dưới tác dụng của những tác nhân gây ung thư mà thực phẩm là một trong những nguồn cung cấp: chất nitrites trong chế biến thịt, aflatoxin trong đậu phộng, hóa chất trong thuốc trừ sâu, mỡ ôi, saccharin, cafein Nhưng thực phẩm cũng chứa nhiều chất chống ung thư mà đậu nành nằm trong nhóm này Đó là nhờ estrogen thực vật, choán chỗ không

cho estrogen thường trong máu bám vào các tế bào của nhũ hoa, tử cung để gây ung thư…

Những nghiên cứu đã cho thấy, các chất có tác dụng như nội tiết tố nữ cũng có tác dụng chống ung thư Isoflavone trong đậu nành có tác dụng giống như tamoxifen được dùng hiệu quả trong điều trị ung thư vú hiện nay

Có thể nói là hạt đậu nành nhỏ bé lại là loại thực phẩm có chứa nhiều nhất những chất có khả năng ngăn ngừa mầm mống của ung thư Theo một thống kê gần đây với nhiều nước trên thế giới đã cho kết luận rằng: Phụ nữ ăn nhiều đậu nành trong khẩu phần hằng ngày thì tỷ lệ mắc ung thư giảm đi rõ rệt Tỷ lệ phụ nữ Nhật Bản mắc ung thư vú ít hơn ¼ so với phụ nữ Mỹ Một nguyên nhân được giải thích đó là do phụ

nữ Nhật trung bình ăn 29,5 gam đậu nành mỗi ngày trong khi phụ nữ Mỹ là 9 gam

• Đậu nành và bệnh thận

Trái thận tốt rất cần thiết để làm một số nhiệm vụ phế thải chất bã dochuye63n hóa của đạm, nước, sinh tố, khoáng chất dư trong cơ thể, độc chất trong thực phẩm Người mắc bệnh thận các chức năng trên suy yếu

Tiết giảm đạm thức ăn vào là một phương thức trị liệu để bớt nặng nhọc cho thận.Khi đạm động vật được thay thế bằng đạm thực vật như đậu nành thì số lượng protein trong nước tiểu giảm, chứng tỏ thận bớt phải làm việc quá sức Đạm đậu nành cũng làm giảm nguy cơ bệnh sạn thận bằng cách không để calcium thất thoát qua nước tiểu

Isoflavones đậu nành còn làm bớt cảm giác nóng bừng mặt trong thời kỳ mãn kinh của giới nữ, làm tăng tính miễn dịch, làm giảm các triệu chứng của tiểu đường, bớt sạn túi mật.Kỹ nghệ Âu dược dùng amino acid từ đậu nành để chế biến kích thích

tố progesteron

• Đậu nành và làm đẹp

Trong đậu nành có chứa isoflavone- một chất chống lão hóa giúp phụ nữ trẻ lâu, tái tạo các mô, sung sức, tăng trí nhớ và làm cứng xương Vì vậy trong thực phẩm chức năng dành cho phụ nữ luôn có thành phần là đậu nành

• Đậu nành làm tăng sức khỏe của xương

Một vài nghiên cứu cho thấy, isoflavone trong loại thực phẩm này là nhân tố tích cực cho việc giảm sự mất tế bào xương Isoflavone còn ngăn chặn quá trình gãy

Ngoài ra trong đậu nành còn chứa một hàm lượng lớn chất xơ Khi chúng ta ăn các chất này sẽ quấn lấy thành phần chất béo và cholestrrol trong thức ăn, ngăn cản chúng hấp thụ vào cơ thể tạo cho bạn một thân hình cân đối hơn

Ngoài ra hạt đậu nành còn cho nảy mầm làm giá đậu Giá đậu nành là một loại rau tươi có giá trị dinh dưỡng cao (đạm 15%, chất béo 6%, hydratcacbon 4%, các muối

(Bacillus Subtilis, B.natto, vi khuẩn Lactic,…), nấm men…

Các sản phẩm lên men phổ biến từ đậu nành bao gồm chao, tương, miso, tempeh, natto…

● Tương:

Hình 2.3: Sản phẩm nước tương

Tương là một loại sản phẩm lên men từ các nguồn nguyên liệu giàu glucid và giàu đạm Đây là một dạng nước chấm cổ truyền của Việt Nam

Các vi sinh vật dùng trong sản xuất tương thường thấy là các loại nấm mốc như: Mucor mucedo, Aspergillus niger, Penicillium notatum,…Các tài liệu nghiên cứu về tương cho thấy rằng nấm mốc có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất tương là nấm mốc A.oryzae

Tùy theo nguyên liệu sử dụng mà giá trị dinh dưỡng của mỗi loại khác nhau Miso đậu nành có hàm lượng protein và lipid cao hơn miso gạo và miso đại mạch, nhưng lượng đường khử lại thấp hơn Tất cả các loại miso đều có chứa nhiều vitamin (B1, B2, niacin), và khoáng chất (Ca, P, Fe, Na, K)

Các vi sinh vật dùng trong sản xuất miso hấu hết thuộc các giống Aspergillus.Loại mốc khác đôi khi cũng được dùng như: Rhizopus

● Natto:

Natto theo tiếng Nhật có nghĩa là đậu lên men Giống như miso, natto là một loại thực phẩm lên men truyền thống của người Nhật đã được lưu truyền từ rất lâu đời

Natto chia làm hai loại: natto sợi và natto muối Điểm khác biệt giữa loại này là natto sợi sử dụng vi khuẩn để lên men, còn natto muối sử dụng nấm mốc để lên men

Tempeh không phải chỉ là món ăn đơn thuần của người Indonesia mà còn được người phương Tây quan tâm đến nhiều vì giá trị dinh dưỡng và hương vị hấp dẫn của

Đậu phụ có nhiều dạng khác nhau, chính vì thế mà cũng có tên gọi khác nhau Tất cả các dạng và tên gọi khác nhau trên đều chia làm 3 loại:

- Loại mềm

- Loại cứng

- Loại đậu phụ lụa

Thành phần dinh dưỡng của đậu hủ:

- Tên chung của đậu hủ: soybean curd

- Tên địa phương: đậu hủ, đậu phụ (Việt Nam)

- Nguyên liệu: đậu nành

Lipid (g)

Glucid (g)

Năng lượng (kcal)

Muối khoáng (mg) Vitamin (mg)

Ca P Fe A B1 B2 PP CĐậu

đủ các acid amin không thay thế Ngoài ra trong quá trình lên men, các enzyme của vi sinh vật đã chuyển hóa các lipid của đậu nành thành các ester thơm nên chao có mùi đặc trưng

Chao có nhiều dạng khác nhau như chao nước, chao đặc, chao bánh…

Các vi sinh vật dùng trong sản xuất chao chủ yếu là các mốc thuộc giống như:

Mucor heimalis, M.silvaticus, Actinomucor elegans

¾ Khái niệm chung và cơ sở sinh hóa:

Chao là một thực phẩm đặc biệt của dân tộc Việt Nam và vùng châu Á làm từ đậu

hủ bằng phương pháp “ lên men” nhờ vi sinh vật

Chao không những giúp ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa, mà là một thực phẩm bổ, giàu dinh dưỡng vì thành phần chính là axit amin, peptid (đạm dễ tiêu hóa), các chất thơm (ester thơm), chất béo, NaCl, đặt biệt giàu axit amin không thay thế

Quá trình sinh hóa cơ bản trong sản xuất chao là sự thủy phân protit thành axit

amin và peptit nhờ enzyme protease của nấm mốc (mucor), ngòai ra còn có quá trình

tạo ester thơm do chuyển hoá lipid, do vậy chao có hương vị đặc trưng thơm ngon.Hệ

vi sinh vật trong chao thường gặp là nấm mốc mucor như:

+ Actinomucor elegans (chủ yếu) + M hiemalis

+ M Silvaticus + M Sultiliscimus

- Thạch 18 – 20 giờ (aga)

- Đường 20 g

- Nước chiết giá đậu (300g / 1 lit H2O)

- pH 4,5 – 5

- Thanh trùng 1,2 kg / cm2 / 1 giờ Để nguội, đặt nghiêng Sau khi cấy chuyền,

nuôi 28 – 30°C / 4 – 5 ngày Rồi cấy chuyền ra môi trường trung gian (bình tam giác

hay khay, thành phần môi truờng có thể dùng bã sản xuất đậu hũ (1kg) bột mì 0,5 kg,

H20 để có hàm ẩn 70 – 72% pH 5,5 – 6 Thanh trùng 1,2 kg / cm2 / 45 phút Muốn sản

xuất bột bào tử, người ta trộn môi trường trung gian với bột mịn – sạch, bóp tơi đậu,

rây, lấy bột mịn – sấy 40°C ta có bột bào tử dùng dần cho sản xuất chao (bảo quản ở

0 – 3°C trong 7 – 10 ngày, trong túi PE hay lọ thủy tinh, sành, sứ…khô, sạch, kín

• Nuôi mốc trên đậu hũ:

- Đậu hũ cắt thành miếng nhỏ

3 x 3 x 4 cm hay 2 x 3 x 3 cm trụng nước sôi 1000C / phút, vớt ra cho ráo nước

xếp so le, rắc bột bào tử mốc vào (phun bột mịn lên bề mặt đậu hũ) Mục đích xếp theo

dạng so le giữa các miếng đậu để tăng bề mặt thoáng tiếp xúc không khí

- Đưa vào phòng nuôi mốc, độ ẩm 90%, nhiệt độ 28 – 300C, nuôi 36 – 42 giờ

(nếu thấy bề mặt khô có thể phun tia nước sạch) trên bề mặt đậu hũ sẽ xuất hiện lớp

lông tơ mịn trắng ngà

Theo kinh nghiệm sản xuất dân gian, thì dùng hệ enzyme vi sinh vật trong không

khí rơi trên bề mặt miếng đậu, để thủy phân protit, mà không cần sản xuất bột bào tử;

tuy nhiên trong sản xuất công nghiệp, qui mô lớn muốn sản xuất ổn định, không bị

nhiễm trùng vi sinh vật lạ làm hỏng sản phẩm thì giai đoạn nuôi mốc thuần khiết và

sản xuất bột bào tử là cần thiết và quan trọng, phải được lưu ý và tiến hành chu đáo

cẩn thận

Quá trình sinh lý sinh hóa chủ yếu giai đoạn này là tạo điều kiện cho nấm mốc

phát triển sinh sản, trên đậu hũ tổng hợp ra chủ yếu là enzyme protease, đồng thời bắt

đầu quá trình thủy phân protit đậu hũ

• Ướp muối và rượu:

Sau khi mốc trắng mọc đều bề mặt miếng đậu hũ ta phải ướp muối để kìm hãm vi sinh vật gây thối và phun rượu nhẹ tạo ester thơm

Lượng muối 130 – 150 / kg đậu, xếp một lớp đậu, một lớp muối, trên và dưới

cùng là lớp muối hay nhúng đậu vào dung dịch NaCl 30 – 32%, 6 – 7 giờ, vớt ra cho

ráo cho vào phòng lên men Lúc này cần phun ít rượu trắng vào đậu hũ hay pha vào