Luận văn: Thực phẩm chức năng từ tảo spirulina

Khái niệm thực phẩm chức năng (Functional foods) được người Nhật sử dụng đầu tiên trong những năm 1980 để chỉ những thực phẩm chế biến có chứa những thành phần tuy không có giá trị dinh dưỡng nhưng giúp nâng cao sức khoẻ cho người sử dụng.

Luận văn Đề tài: THỰC PHẨM CHỨC NĂNG TỪ TẢO SPIRULINA Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai I Tổng Quan Về Thực Phẩm Chức Năng: I.1 Định nghĩa:  Khái niệm thực phẩm chức (Functional foods) người Nhật sử dụng năm 1980 để thực phẩm chế biến có chứa thành phần khơng có giá trị dinh dưỡng giúp nâng cao sức khoẻ cho người sử dụng  Trong tài liệu “Functional Foods: Opportunities and Challenges” FAO năm 2003, tổ chức định nghĩa “Thực phẩm chức thực phẩm thành phần thực phẩm cung cấp ích lợi sức khỏe ngồi giá trị dinh dưỡng Các thực phẩm bao gồm thực phẩm thường dùng, thực phẩm bổ sung, tăng cường hoàn chỉnh thực phẩm phụ thêm”  Theo định nghĩa Tổ chức Y tế giới (WHO),Thực phẩm chức loại thực phẩm “không cung cấp cho thể người chất dinh dưỡng bản, mà mặt đó, cịn phịng ngừa số bệnh tật giúp tăng cường sức khỏe”  Theo IFIC, thực phẩm chức thực phẩm hay thành phần chế độ ăn đem lại lợi ích cho sức khoẻ nhiều giá trị dinh dưỡng Thực phẩm chức sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên thực phẩm trình chế biến bổ sung thêm chất "chức năng" Cũng thực phẩm thuốc, thực phẩm chức nằm nơi giao thoa thực phẩm thuốc người ta gọi thực phẩm chức thực phẩm thuốc  Bộ Y tế Việt Nam định nghĩa thực phẩm chức năng: thực phẩm dùng để hỗ trợ chức phận thể người, có tác dụng dinh dưỡng, tạo cho thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng giảm bớt nguy gây bệnh Tuỳ theo công thức, hàm lượng vi chất hướng dẫn sử dụng, thực phẩm chức cịn có tên gọi sau: thực phẩm bổ sung vi chất dinh dưỡng, thực phẩm bổ sung, thực phẩm bảo vệ sức khoẻ, sản phẩm dinh dưỡng y học  Các nước châu Âu, Mỹ, Nhật: Đưa định nghĩa Thực phẩm chức loại thực phẩm chức truyền thống là: cung cấp chất dinh dưỡng thoả mãn nhu cầu cảm quan, cịn có chức thứ chứng Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai minh cơng trình nghiên cứu khoa học tác dụng giảm cholesterol, giảm huyết áp, chống táo bón, cải thiện hệ vi khuẩn đường ruột…  Hiệp Hội thực phẩm sức khoẻ dinh dưỡng thuộc Bộ Y tế Nhật Bản, định nghĩa: “Thực phẩm chức nănglà thực phẩm bổ sung số thành phần có lợi loại bỏ số thành phần bất lợi Việc bổ sung hay loại bỏ phải chứng minh cân nhắc cách khoa học Bộ Y tế cho phép xác định hiệu thực phẩm sức khoẻ”  Hàn Quốc: Trong Pháp lệnh Thực phẩm chức (năm 2002) có định nghĩa sau:“Thực phẩm chức sản phẩm sản xuất, chế biến dạng bột, viên nén, viên nang, hạt, lỏng có thành phần chất có hoạt tính chức năng, chất dinh dưỡng có tác dụng trì, thúc đẩy bảo vệ sức khoẻ”  Bộ Y tế Trung Quốc có quy định thực phẩm sức khoẻ (11/1996) định nghĩa sau:“Thực phẩm sức khoẻ: - Là thực phẩm có chức đặc biệt đến sức khoẻ, phù hợp cho nhóm đối tượng - Có tác dụng điều hồ chức thể khơng có mục đích sử dụng điều trị”  Với giới chức y tế Canada: “Thực phẩm chức có hình dáng bên ngồi tương tự thực phẩm thơng thường Ngồi khả dinh dưỡng cố hữu, thực phẩm phải chứng minh cách khoa học cung cấp ích lợi sinh học có khả giảm thiểu rủi ro mắc bệnh mãn tính”  Úc định nghĩa: “Thực phẩm chức thực phẩm có tác dụng sức khoẻ chất dinh dưỡng thông thường Thực phẩm chức thực phẩm gần giống thực phẩm truyền thống chế biến mục đích ăn kiêng tăng cường chất dinh dưỡng để nâng cao vai trò sinh lý chúng bị giảm dự trữ Thực phẩm chức thực phẩm chế biến, sản xuất theo công thức, thực phẩm có sẵn tự nhiên” Khái quát lại đưa định nghĩa sau: “Thực phẩm chức năng(TPCN) thực phẩm (hoặc sản phẩm) dùng để hỗ trợ (phục hồi, trì tăng cường) chức phận thể, có tác dụng dinh dưỡng, tạo cho thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng giảm bớt nguy bệnh tật” Điểm khác thực phẩm chức thực phẩm truyền thống: Thực phẩm chức sản xuất chế biến theo công thức bổ sung số thành phần có lợi loại bớt số thành phần bất lợi Việc bổ sung hay giảm bớt phải chứng minh cân nhắc cách khoa học, quan nhà nước có thẩm quyền cho phép Thực phẩm chức có tác dụng với sức khỏe nhiều chất dinh dưỡng thơng thường.Nó tạo lượng loại thực phẩm truyền thống.Liều sử dụng thực phẩm chức thường nhỏ, vài miligam thuốc Điểm khác thực phẩm chức thuốc: Thực phẩm chức Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai nhà sản xuất ghi nhãn thực phẩm, thuốc cơng bố sản phẩm thuốc có tác dụng chữa bệnh I.2 Phân loại vai trò Theo chất cấu tạo tác dụng thực phẩm chức mà người ta chia thành nhóm sau: Nhóm Phá hủy gốc tự Vai trị - Có tác dụng chống oxy hóa vitamin C, E, Betacaroten, kẽm vi lượng, sản phẩm từ hạt nho… Nhóm có tác dụng giúp cho thể phá hủy gốc tự do, tác nhân oxy hóa, nâng cao sức khỏe, phịng chống bệnh tật Trên 100 chứng bệnh có nguyên nhân sâu xa từ cân yếu tố cơng bảo vệ hệ thống oxy hóa thể Tác động mạnh mẽ gốc tự nguồn gốc oxy bệnh viêm nhiễm, bệnh phỏng, vết thương lâu lành, bệnh tim mạch… Đây nhóm chiếm số lượng lớn sử dụng rộng rãi cộng đồng Bổ sung nội tiết tố - Là nhóm sản phẩm có tác dụng thay bổ sung nội tiết nam lẫn nữ Chúng có tác dụng tăng sinh lực đàn ơng Ở nữ giới, sản phẩm có tác dụng hạn chế tối đa triệu chứng bất lợi thần kinh, xương khớp… tăng cường hóc-mơn nữ phụ nữ có tuổi, giúp họ sống vui hơn, khỏe hơn, kéo dài tuổi xuân Tăng sức khỏe - Sản phẩm mang tính thích nghi sinh học loại sâm, đông trùng hạ thảo, sữa ong chúa… có tác dụng tăng cường sức khỏe, tăng sức đề kháng… Tăng cường miễn dịch - Có tác dụng tăng cường miễn dịch, phịng chống ung thư… Như sản phẩm có nguồn gốc từ cúc nhím Mỹ, sụn dầu gan cá mập, nấm linh chi, xạ đen, xạ linh… - Nhóm sản phẩm có tác động lên hệ thần kinh, chống stress kawa, nữ lang… Chống stress Vitamin - Là vitamin, axit amin, nguyên tố vi lượng… Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai II Tổng quan tảo Spirulina II.1 Hệ thống phân loại khoa học Ngành: Cyanophyta (tảo lam) Lớp: Hormogoiophyceae Bộ: Oscillatoriales Họ: Oscillatoriaseae Chi: Spirulina (Tảo xoắn) II.2 Đặc điểm II.2.1 Hình thái  Tảo Spirulinacó dạng xoắn lị xo khoảng 5÷7 vịng khơng phân nhánh.Đường kính xon khong 35ữ50àm, bc xon khong 60àm, chiu di thay đổi đạt 0.25mm, có lớn hơn, có màu xanh lam  Spirulina sinh vật phiêu sinh (Plankton) sống tự (free living organism) nước kiềm, giàu khoáng chất  Các vi phiêu sinh lơ lửng độ sâu tới 50cm,và mơi trường nhân tạo thường nuôi mức nước 10-30cm(nuôi hồ hở), hồ đáy sâu 1-1,5m (sục khí) phải đảm bảo tảo nhận nhận ánh sáng  Trôi nước nhu cầu ánh sáng đặc điểm ràng buộc lẫn nhau, hỗ trợ nhau, quan trọng công nghệ nuôi trồng Spirulina II.2.2 Cấu tạo  Tảo tạo từ sợi đa bào, tế bào sợi có chiều rộng 5µm, dài 2mm  Di chuyển: - Nhờ lơng sườn bên thể (fimbria)- sợi có đường kính 5-7nm dài 1-2 micron nằm quanh thể Các lông hoạt động tay chèo giúp cho vi khuẩn lam hoạt động - Có khả tạo khơng bào khí nhỏ (gas vesicle) có đường kính cỡ 70nm cấu trúc từ sợi protein bện lại Khơng bào khí nạp đầy khí sợi Spirulina muốn lên bề mặt để nhận ánh sáng để tiến hành quang hợp Đồ án CNTP         GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Hình 2: Cấu tạo tế bào tảo Tảo khơng có lục lạp mà chứa thylacoid phân bố tế bào Tảo khơng có khơng bào Tảo khơng có nhân điển hình, vùng nhân khơng rõ, có chứa DNA Tảo tồn dạng đơn bào Thành tế bào có cấu trúc nhiều lớp chứa mucopolymer, pectin loại polysaccharide khác Màng tế bào nằm sát thành tế bào nối với màng quang hợp thylacoid vài điểm Phycobiliprotein protein liên kết gắn vào bề mặt thylacoid, lớp phycoerythin, phycocianin phần có allophycocyanin Một số thể vùi: Tảo lam thường xun vùi sau: - Hạt polyphosphate: cịn gọi volutin metachromatin Hạt có kích cỡ lớn, phân biệt cách nhuộm màu Hạt biến mơi trường khơng có phosphate - Hạt glycogen: nằm màng quang hợp, tồn dạng tinh thể có lực đặc biệt với thuốc nhuộm hydroxide chì Hạt biến tế bào tảo nằm tối dài hạn Được coi sản phẩm dự trữ quang hợp - Hạt cyanophycin: dạng copolymer acid aspartic arginine với tỉ lệ 1:1 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai - Carboxysome: chất enzyme RBP- carboxylase bao bọc màng  Tảo có chứa nhóm sắc tố chính: - Chlorophyll hấp thụ ánh sáng lam đỏ - Carotenoid hấp thụ ánh sáng lam lục - Phycobilin hấp thụ ánh sáng lục, vàng da cam Đa số loại sắc tố có mặt hệ quang hóa với tỉ lệ khác II.2.3 Trao đổi chất  Nhờ có khơng bào khí mà Spirulina mặt nước để nhận ánh sáng thực trình quang hợp:  Để phản ứng quang hợp xảy thể thực vật cần có nguyên liệu: CO2, nước, ánh sáng số loại dinh dưỡng nguyên tố vi lượng Quang hợp phản ứng khử Năng lượng cho phản ứng khử lấy từ lượng ánh sáng phần lượng ánh sáng chuyển hóa thành lượng hóa học tích trữ hydrat carbon Trong q trình quang hợp khí Oxy tạo - Phycobilisome hoạt động ăngten thu nhận lượng mặt trời để chuyển vào PSII Con đường truyền lượng phycoerythin sang phycocyanin cuối đến allophycocyanin tới PSII - Phycobilisome thu nhận khoảng 50% lượng ánh sáng mặt trời - Các sắc tố quang hợp bao gồm: chlorophyll, carotenoid, phycocyanin, allophycocyanin, betacaroten - Công thức tổng quát cho trình quang hợp CO2 + H2O CH2O + O2 Hay 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2 Đường đơn hình thành từ trình quang hợp tiếp tục sử dụng để tổng hợp chất hữu cần thiết khác thực vật nhằm thực chức trao đổi chất xây dựng tế bào Ngồi thực vật cịn phải thực chức năng: trì tồn tại, phát triển sinh sản, lượng để trì trình lấy từ chất hữu sinh từ trình quang hợp Vì chất hữu nguồn vật chất để xây dụng thể thực vật đồng thời nguồn lượng Quá trình thực vật sử dụng lượng từ chất hữu để thực chức sinh hóa gọi q trình hơ hấp Về phương diện sinh thái hơ hấp quang hợp trình ngược chiều C6H12O6 + O2 > CO2 + lượng nhiệt Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai  Nhờ trình quang hợp, tới cuối ngày lúc tế bào tạo lượng lớn carbohydrate, lúc tế bào tụ tập lại tạo áp suất thẩm thấu cao bên thể, sau khơng bào khí khơng thể trì áp suất thẩm thấu lâu bên tế bào chúng vỡ ra, giải phóng khí nén khí hấp thụ dịch xung quanh xảy q trình chuyển hóa carbohydrate thành protein  Mọi trình trao đổi chất xảy trình quang hợp: Hình 3: Sơ đồ trình quang hợp II.2.4 Sinh lý II.2.4.1 Sự sinh trưởng Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Sinh khối Thời gian Pha lag Pha log Pha ổn định Pha chết Hình 4: Đường cong sinh trưởng kĩ thuật nuôi theo mẻ  Giai đoạn tiềm phát (Lag phase) Khi cấy vi sinh vật vào môi trường số lượng thường khơng tăng lên ngay, giai đoạn tiềm phát hay pha Lag Trong giai đoạn tế bào chưa phân cắt thể tích khối lượng tăng lên rõ rệt có tăng thành phần tế bào Giai đoạn tiềm phát dài hay ngắn liên quan đến thân loại vi sinh vật tính chất mơi trường.Nếu tính chất hóa học mơi trường sai khác nhiều với mơi trường cũ giai đoạn tiềm phát kéo dài.Ngược lại, cấy từ giai đoạn logarit vào mơi trường có thành phần tương tự giai đoạn tiềm phát rút ngắn lại Nếu cấy vi sinh vật từ giai đoạn tiềm phát hay từ giai đoạn tử vong giai đoạn tiềm phát kéo dài  Giai đoạn logarit (Log Phase) hay pha số (Exponential Phase) Trong giai đoạn vi sinh vật sinh trưởng phân cắt với nhịp độ tối đa so với tính di truyền chúng gặp mơi trường điều kiện ni cấy thích hợp Nhịp độ sinh trưởng chúng không thay đổi suốt giai đoạn này, tế bào phân đôi cách đặn Do tế bào sinh khác đường cong sinh trưởng đường trơn nhẵn khơng gấp khúc (hình 14.1) Quần thể tế bào giai đoạn có trạng thái hóa học sinh lý học  Giai đoạn ổn định (Stationary Phase) hay pha cân Qua giai đoạn logarit sinh trưởng quần thể cuối dừng lại, đường cong sinh trưởng ngang.Trong giai đoạn số lượng tế bào sống khơng thay đổi, số lượng tế bào sinh cân với số Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai lượng tế bào chết đi, tế bào ngừng phân cắt mà giữ nguyên hoạt tính trao đổi chất  Giai đoạn tử vong (Death Phase) Việc tiêu hao chất dinh dưỡng việc tích lũy chất thải độc hại làm tổn thất đến môi trường sống vi sinh vật, làm cho số lượng tế bào sống giảm xuống Đó đặc điểm giai đoạn tử vong Giống giai đoạn logarit, tử vong quần thể vi sinh vật có tính logarit (tỷ lệ tế bào chết không đổi) Tổng số tế bào sống tế bào chết khơng thay đổi tế bào chết chưa bị phân hủy II.2.4.2 Sự sinh sản: Có hai hình thức sinh sản  Sinh Sản Vơ Tính - hình thành bào tử Đây hình thức phổ biến sinh sản vơ tính tảo Hình thành bào tử đề cập đến q trình tế bào sinh vật sản xuất nhiều tế bào sinh sản bên thành tế bào Các tế bào gốc gọi bọc bào tử tế bào gọi bào tử Bào tử thường sản xuất với số lượng lớn cho gia tăng nhanh chóng quy mô dân số Kiểm tra slide chuẩn bị Ulothrix sp Và xác định vị trí zoospores phát triển (co thể cử động dể dang bào tử) nằm bào tử động Những zoospores bơi từ cha mẹ, định cư phát triển trực tiếp vào sợi - Phân Đôi Tế Bào Tảo lam đơn bào sinh sản cách phân đôi tế bào Tảo lam đa bào sinh sản cách gãy khúc Khúc gọi khúc tản Các sợi tảo sinh sản kiểu thường chuỗi tế bào xếp nối nhau, có tế bào bất bình thường có kích thước lớn Sợi tảo thường đứt ngang chỗ có tế bào dị hình trên, từ tạo sợi Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai  Nhiệt độ buổi sáng mát nên việc thu hoạch dễ dàng, đỡ mệt nhọc  Có nhiều để phơi khơ sản phẩm  Lượng protein spirulina thu vào buổi sáng cao thời điểm khác ngày Nên thu hoạch vào ngày nhiều nắng để đảm bảo tảo phơi khơ Hình 11: tảo spirulina sau thu hoạch IV.3 Xử lý sơ tảo Spirulina:  Sử dụng màng lọc Polyester, đường kính mắt lưới 30μm Thiết bị lọc đặt nghiêng chút để tiến hành lọc liên tục đồng thời rửa vớt Sau chúng qua giai đoạn vắt nước máy vắt, ép nhờ màng rung cho nước chảy bớt xuống Bánh tảo sau cắt miếng, khúc nhờ dao; sau giai đoạn nước chiếm 70 -80% Trong giai đoạn Spirulina chứa nhiều đạm nên chúng dễ bị vi khuẩn công lên men tạo sản phẩm không mong muốn vịng vài giờ- tùy nhiệt độ Vì trang trại thủ công nhỏ lẽ thường phơi cách cho dịch tảo vào hộp kim loại đem phơi ngồi nắng để làm khơ tảo  Người ta cịn sử dụng thiết bị đơn giản hình xylanh, đầu có châm lỗ nhỏ đường kính 2mm, cho tảo vào Sau ép mạnh đầu, tảo chảy thành sợi sợi mì trải nhẹ lên khung kim loại gỗ đưa vào hộp để làm khơ Hộp làm khơ có kích thước lỗ vào cho phép khơng khí lưu thơng dễ dàng Người ta cải tiến hiệu cách gia nhiệt khơng khí bên kính bạt plastic trước cho chúng vào hộp làm khô 26 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Hình 12: tảo spirulina qua xử lí sơ IV.4 Phương Pháp Thu Nhận Các Hợp Chất Từ Tảo Spirulina: IV.4.1Chiếc xuất Chất Màu Chlorophyll: IV.4.1.1 Giới thiệu chung: Màu xanh thực vật có chất màu chlorophyll Chất màu đóng vai trị quan trọng trình quang hợp- trình chủ yếu tạo hợp chất hữu tạo nguồn O2 tự trái đất Chlorophyll có màu xanh mà cịn che mờ chất màu khác Trong phần xanh cây, chlorophyll có tổ chức đặc biệt, phân tán nguyên sinh chất, gọi lục lạp hay hạt diệp lục Hàm lượng chlorophyll xanh chiếm khoảng 1% chất khô IV.4.1.2 Phân loại: Có dạng: chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll c, chlorophyll d IV.4.1.3 Quy Trình Cơng Nghệ Thu Nhận Chlorophyll: 27 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Nguyên liệu Xử lý Trích ly Lọc Tinh màu Chlorophyll  Thuyết Minh Quy Trình:  Ngun liệu: sinh khối tảo Spirulina  Xử lí: làm sạch, nghiền nhỏ - Mục đích: loại bỏ ngun liệu khơng đạt u cầu, giúp q trình sau dễ dàng - Loại bỏ chất bẩn vi sinh vật có hại bám ngun liệu - Mục đích nghiền để tăng trình tiếp xúc pha, tăng động lực q trình trích ly  Trích ly: sử dụng g tảo nghiền nhỏ Dùng cồn trích ly với tỉ lệ 10mg/1g tảo Đậy kín giấy bạc để tối nhiệt độ 40oC, để yên  Lọc: sau lọc thu dịch, đem dịch đo OD máy quang phổ UV-Vis bước sóng 644 nm  Tinh sạch: Nguyên liệu nghiền rượu sau cho dịch vào rượu, ete nước (nước để không cho ete tan rượu) Sauk hi lắc để dung dịch lắng lại: Ete lên chứa diệp lục tố rượu chứa sắc tố màu vàng hay cam (carotenoid) 28 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai - Phần tan ete sấy khơ hồ tan acetone cho vào ete dầu hoả rượu metylic - Ete dầu hoả rượu metylic chứa chlorophyll a - Acetone chứa chlorophyll b IV.4.2 Chiếc Xuất - Crotene: IV.2.1 Nguyên tắc phương pháp: Tách chiết carotene từ nguyên liệu thực vật acetone, sau tiến hành lắc với cyclohexan Dùng nước rửa chiết loại acetone khỏi cyclohexan, sau chạy sắc kí cột Al2O3 MgCO3 để tách -carotene khỏi sắc tố khác IV.2.2 Quy Trình Cơng Nghệ: Tảo Nghiền NaCo3 Lọc hút Cyclohexan e Lắc Lọc qua Cacl2 Sắc ký cột oxit nhôm 𝛽 caroten 29 Nước Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai  Thuyết Minh Quy Trình:  Nguyên liệu: từ bột tảo khô  Nghiền: dung tác động học để nghiền nguyên liệu với acetone, để có hỗn hợp mịn  Lọc hút: cho NaCO3 để trung hòa dịch acid tế bào, lọc phiểu thủy tinh để thu lấy dịch chiết chứa sắc tố  Lắc: thêm cyclohexane nước vào dịch chiết xuất thu được, lắc để acetone hòa tan nước lắng xuống phiễu  Lọc qua CaCl2: để loại bỏ nước cón sót lại qua lớp CaCl2 nước dư hấp thu  Sắc ký cột oxit nhôm: phần clyclohexane chứa sắc tố sắc ký cột oxit nhôm phân lớp theo hình vẽ: Hình : Các lớp phân tách chlorophyll, xanthophyll carotene  Nguyên tắc sắc ký cột oxit nhôm: IV.4.3 Chiếc Xuất Phycocyamin : IV.4.3.1 Bản Chất Của Phycocyanin: Phycocyanin chất màu xanh tham gia vào trình quang hợp, lượng chất chiếm đến 20% lượng protein tảo lam Phycocyanin phân tử tích luỹ nguồn nitơ IV.4.3.2 Quy Trình Cơng Nghệ Chiếc Xuất: 30 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Bột tảo khô Phosphate PH 6,8 Khuấy Đóng băng Li tâm 30%(NH4)2S0 Li tâm lạnh 60%(NH4)2S0 Li tâm Sắc ky cột saphadex G-50 Sắc ký cột DEAE A50 Đông khô Bột phycocyamin 31 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai  Nguyên liệu: Sử dụng dạng bột tảo khô tảo S platensis để làm nguyên liệu tách chiết phycocyanin  Phương pháp tách chiết tinh chế: Để chiết rút chất nằm bên tế bào trước tiên cần phá vỡ màng tế bào  Đối với tảo S platensis người ta thường sử dụng phương pháp vật lí để phá vỡ tế bào Trước tiên, ngun liệu trương nước hồn tồn, sau đóng băng -15oC, dùng máy nén tế bào áp suất 2÷5 at để phá vỡ tế bào làm tan băng Kết thu dịch huyền phù gồm mảnh vỡ tế bào thành phần cấu trúc chúng Ly tâm lạnh 5000 vòng/phút 4oC thu dịch chiết mức 30% (NH4)2SO4, 60% (NH4)2SO4 Sau ly tâm lạnh 4oC, 5000 vòng/phút, thu kết tủa Tiến hành thẩm tích nước kết tủa ta thu dịch chứa phycoxianin  Dịch sắc tố sau chảy qua cột sephadex G-50 chạy tiếp cột DEAE- A50 Cột cân bằng đệm phosphate 0.005 M Phycoxianin chiết nồng độ đệm phosphate 0.25 M dung dịch NaCl 0.2 M Dịch chứa phycocyanin thẩm tích đối nước loại bỏ muối vào sau đông khô V.Sản phẩm ứng dụng: V.1 Bánh mì bổ sung Spirulina: V.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ: 32 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Hình 13: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất bánh mì có bổ sung Spirulina 33 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai V.1.2 Thuyết minh quy trình  Rây nhằm mục đích loại bỏ tạp chất lẫn bột mì Rây có kích thước lỗ 212 milimicron  Nhào bột: Là khâu quan trọng trình làm bánh Spirulina nguyên liệu phụ sau nhào trộn đưa vào nhào chung với bột mì đạt khối đồng - Cụ thể nguyên liệu phụ sản xuất bánh mì gồm: muối, nước, nấm men, phụ gia, đường, bơ, trứng, bột sữa - Các phân tử protein bột dạng cuộn khô ngấm nước trải dài tác động máy đánh bột tạo mạng lưới bắt đầu Sự tạo mạng lưới phân tử protein định tạo hình độ nở ổ bánh mì Thời gian nhào bột tùy thuộc vào thiết bị sử dụng để đánh bột, dao động từ 15 – 20 phút - Chia bột: Bột chia thành cục bột nhỏ để chuẩn bị cho khâu tạo hình - Khối lượng cục bột cân xác theo khối lượng quy định trước  Ủ sơ bột: khâu quan trọng cho kết cấu tạo mạng protein bột Nếu ta cho bột nhào sau trộn có thời gian ủ sơ bột thời gian thời gian để protein bột tự liên kết lại với để tạo cấu trúc ổ bánh Thời gian ủ sơ bột khoảng – phút  Tạo hình: khối bột nhào tạo thành hình bánh mì  Lên men kết thúc: thời gian nấm men hoạt động sinh khí CO2, giúp cho bánh có độ nở lị Sự sinh khí nấm men phụ thuộc vào số yếu tố: nhiệt độ (nhiệt độ thích hợp cho lên men từ 300C trở lên, nhiệt độ cao lên men nhanh), độ ẩm (phải đạt 85% độ ẩm) nguồn dinh dưỡng cho men – đường có chứa sẵn bột ta cho thêm vào trình làm bánh để giúp men sinh khí tốt Thời gian lên men kết thúc khoảng 120-150 phút  Nướng: Trước đưa bánh vào lò người ta thường xịt nước, động tác quan trọng cung cấp nước q trình nướng bánh, khơng có nước bánh khơng thể chín  Ngồi ra, bánh mì người ta thường quét trứng lên bề mặt bánh trước nướng vỏ bánh vàng hơn, đẹp 34 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai - Nhiệt độ nướng bánh giao động từ 180 – 2200C tùy theo yêu cầu loại bánh Các loại bánh muốn có vỏ giịn, cứng nướng nhiệt độ cao thời gian nướng nhanh, nướng bánh nhiệt độ thấp vỏ bánh mỏng mềm, thời gian nướng lâu V.1.3 Sản phẩm Bánh mì chưa nướng Bánh mì nướng Hình 14: Bánh mì bổ sung tảo Spirulina chưa nướng nướng V.1.4 Tác dụng sản phẩm bánh mì bổ sung Spirulina  Bánh mì chứa acid béo khơng bão hồ (giống với acid linoleique) có lợi cho sức khoẻ, giúp thể phịng tránh bệnh béo phì, tiểu đường bệnh tim mạch  Sắt chất khoáng cần thiết cho thể cung cấp lượng đáng kể ta bổ sung Spirulina vào bánh  Ngồi chất khống khác canxi, phospho, natri nhiều chất khoáng khác tăng lên ta bổ sung Spirulina  Thành phần % chất cung cấp lượng protein, lipid tăng lên glucid giảm xuống ta bổ sung vi tảo vào bánh  Giá trị dinh dưỡng bánh mì tăng lên đáng kể bổ sung vi tảo vào  thành phần bánh mì Đặc biệt protein chất khống cần thiết thể cao so với bánh mì thơng thường Bổ sung thành phần tảo cao thành phần chất dinh dưỡng cao V.2 Sữa chua có bổ sung Spirulina V.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 35 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Hình 14: Quy trình sản xuất sữa chua truyền thống 36 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai Hình 15: Sơ đồ quy trình cơng nghệ lên men sữa chua bổ sung Spirulina V.2.2 Thuyết minh quy trình  Bột tảo Spirulina cân pha vào nước theo tỉ lệ 2g tảo / 50 ml nước cất, tiến hành phá vỡ tế bào sóng siêu âm phút, đem lọc hút chân để loại bỏ cặn, có sử dụng bột trợ lọc  Giống Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophilus: Phân lập môi trường MRS chuẩn Merck sau nhân giống môi trường sữa gầy 37 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai  Các tỉ lệ tảo bổ sung theo phần trăm thể tích 6%; 8%; 10%; 12%; 14% Tỉ lệ bổ sung tương ứng với lượng Spirulina bổ sung vào dịch lên men 2.4(mg/mL), 3.2(mg/mL), 4.0(mg/mL), 4.8(mg/mL), 5.6(mg/mL)  Chuẩn hóa - Mục đích:hiệu chỉnh hàm lượng chất béo, hàm lượng chất béo cao dễ gây tượng tách pha ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người tiêu dùng - Nguyên tắc thực hiện: Nếu hàm lượng béo thấp ta tiến hành tính toán bổ sung thêm cream Nếu hàm lượng béo cao ta tiến hành tính toán tách bớt cream  Hiệu chỉnh SNF: - Mục đích :Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô có sữa Yếu tố quan trọng định đến độ cứng sản phẩm sữa chua tạo thành - Nếu hàm lượng chất khô thấp khả đông tụ sản phẩm sữa chua thấp - Nếu hàm lượng chất khô cao sản phẩm sữa chua tạo thành có độ cứng cao  Bài khí: - Mục đích: Các khí lạ sữa cần phải loại bỏ không ảnh hưởng xấu đến hương vị sữa chua Ngoài ra, sữa có nhiều khí làm giảm khả truyền nhiệt nghóa làm tăng chi phí cho trình sản xuất trùng, đồng hoá,… Trong trường hợp trùng sau đóng hộp, nhiệt độ trùng thể tích khí tăng lên làm vỡ hộp - Nguyên tắc thực hiện: kết hợp nhiệt độ với áp lực chân không.Thông số kỹ thuật: T=70oC, áp suất tương ứng Thiết bị gia nhiệt: ống lồng ống, mỏng với tác nhân gia nhiệt nước  Đồng hoá: - Mục đích: ổn định hệ nhũ tương, hạn chế tượng tách pha - Nguyên tắc thực hiện: sử dụng áp lực cao Thông số kỹ thuật: T=55-70oC, P = 100-250 bar Phương pháp thực hiệân: + Đồng hoá toàn phần : cấp cấp + Đồng hoá phần: dòng cream ( 10% max), dòng sữa gầy 38 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai  Cấy giống: - Giống sau phân lập từ nhiều nguồn khác nhau, lựa chọn loại có khả cao đồng thời tìm môi trường thích hợp để tiến hành nhân giống đến lượng cần thiết Dung dịch sữa sau trùng cần làm nguội xuống đến khoảng 420C (nhiệt độ không làm ảnh hưởng đến chất lượng giống ) tiến hành cấy giống vào với tỉ lệ 0.5 -7 %  Lên men: - Quá trình lên men thực bioreactor có phận điều khiển: nhiệt độ tự động, pH môi trường tự động - Quá trình lên men thực nhiệt độ T = 42oC, thời gian lên men t = -6 h , pH = 4,5 – 4,6 Trong quaù trình ủ sữa chua, có thay đổi số lượng Streptococcus Lactobacillus suốt trình ủ V.2.3 Sản phẩm Hình 15: Sữa chua có (trái) không (phải) bổ sung Spirulina 39 Đồ án CNTP GVHD: Ths Trần Thị Ngọc Mai V.2.4 Tác dụng sản phẩm sữa chua có bổ sung Spirulina  Trong sữa chua có chứa vi sinh vật có lợi cho thể, giúp ngăn chặn bệnh tiêu chảy dung nhiều thuốc kháng sinh  Ứng dụng S.platensis bổ sung vào sữa lên men sữa chua để nâng cao giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm sữa chua truyền thống,  Hàm lượng protein, lipid, vitamin A sản phẩm bổ sung Spirulina cao so với sản phẩm sữa chua vinamilk Sản phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao cung cấp protein, nhiều vitamin, chất có hoạt tính sinh học…  Các sản phẩm chứa Spirulina thị trường có mùi, vị khó người sử dụng chấp nhận Sản phẩm khắc phục nhược điểm mặt cảm quan tảo (mùi sữa chua, át mùi hôi tảo, vị chua dễ chấp nhận) 40 ... chất "chức năng" Cũng thực phẩm thuốc, thực phẩm chức nằm nơi giao thoa thực phẩm thuốc người ta gọi thực phẩm chức thực phẩm thuốc  Bộ Y tế Việt Nam định nghĩa thực phẩm chức năng: thực phẩm. .. FAO năm 2003, tổ chức định nghĩa ? ?Thực phẩm chức thực phẩm thành phần thực phẩm cung cấp ích lợi sức khỏe ngồi giá trị dinh dưỡng Các thực phẩm bao gồm thực phẩm thường dùng, thực phẩm bổ sung,... giảm dự trữ Thực phẩm chức thực phẩm chế biến, sản xuất theo công thức, thực phẩm có sẵn tự nhiên” Khái quát lại đưa định nghĩa sau: ? ?Thực phẩm chức năng( TPCN) thực phẩm (hoặc sản phẩm) dùng