Tổng quan về tảo và ứng dụng tảo trong sản xuất thực phẩm

CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Tảo biết đến ứng dụng sống từ lâu Tuy nhiên, hầu hết ứng dụng sản xuất thức ăn chăn nuôi thủy hải sản Chi tiết thành phần dinh dưỡng khả ứng dụng loài tảo làm thực phẩm cho người chưa thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu Trong thời gian gần đây, thị trường xuất thêm nhiều loại sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc từ tảo, đặc biệt dạng thực phẩm chức loại sản phẩm phục vụ nhu cầu chế biến thực phẩm gia đình Sự phát triển sản phẩm góp phần làm phong phú thêm nguồn nguyên liệu cung cấp thực phẩm cho người Ngồi ra, tảo cịn ứng dụng nhiều ngành khác xử lý môi trường, công nghiệp nhiên liệu, công nghiệp mỹ phẩm… Bên cạnh lợi ích ứng dụng, vi tảo có độc hại định chẳng hạn vi tảo Prototheca cutis gây nhiễm trùng chết người; tượng thủy triều đỏ tảo vi khuẩn lam gây tác động lớn đến môi trường xung quanh làm cá chết ảnh hưởng đến sức khỏe người; đồng thời người ăn thủy sản bị nhiễm độc tảo có tượng tiêu chảy, ảnh hưởng đến thần kinh, gan…Điều nguy hiểm thủy sản bị nhiễm độc dấu hiệu bên ngồi để nhận biết, phương pháp nấu, sơ chế thông thường làm giảm độc tố xuống Từ thấy độc tố vi tảo đề tài cần đặc biệt quan tâm để có phương pháp định phát kịp thời xử lý triệt để độc tố Trước thực trạng trên, thấy rằng, việc nghiên cứu chuyên sâu tảo nhằm tạo điều kiện mở rộng thêm ứng dụng sản xuất thực phẩm từ tảo cần thiết Bước đầu, đề tài thực nhằm tổng quan tài liệu tảo nhằm tạo sở lý thuyết cho việc thực nghiên cứu sau 1.2 Nội dung nghiên cứu: Đề tài thực tổng quan tài liệu nội dung sau: - Sự phân loài tảo đặc điểm nhận dạng - Thành phần hóa học tảo đại diện - Ứng dụng tảo, tập trung vào ứng dụng thực phẩm - Một số sản phẩm thực phẩm từ tảo quy trình sản xuất CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TẢO 2.1 Vị trí tảo sinh giới [1] Đa phần Tảo thuộc giới Nguyên sinh (Protisa) Một số loài Tảo lớn lại xếp vào giới Thực vật phân chia thành thực vật bậc thấp Dạng thực vật bậc thấp khơng có phơi, đặc điểm để phân biệt giới Nguyên sinh với thực vật bậc cao thông thường 2.2 Phân loại, phân bố đặc điểm cấu tạo [7] a Phân loại Dựa vào màu sắc cấu trúc thể khác nhau, người ta chia nhóm tảo thành số ngành riêng biệt Tuy số ngành tảo chưa thống tùy theo tác giả Pascher (1931) phân chia tảo thành ngành sau đây: Tảo giáp (Pyrrhophyta), Tảo vàng ánh (Chrysophyta), Tảo mắt (Euglenophyta), Tảo silic (Bacillariophyta), Tảo lục (Chlorophyta), Tảo vòng (Charophyta), Tảo nâu (Phaeophyta) Tảo đỏ (Rhodophyta) Trong thư mục khoa học Liên Xơ cũ xếp nhóm tảo thành ngành thêm ngành Tảo silic (Bacillariophyta) Tảo vàng lục (Xantophyta) Theo West Fritsch (1927) Fritch (1935) lại gộp tất tảo (kể Tảo lam) vào ngành với 11 lớp khác Chadefauld (1960) dựa dẫn liệu tế bào học đặc biệt hóa học tế bào, phân chia Tảo (trừ Tảo lam) thành ngành Tảo đỏ, Tảo màu Tảo lục Trong Tảo đỏ (Rhodophyta) với lớp; Tảo màu (Chromophyta) bao gồm lớp: Tảo vàng lục, Tảo ánh vàng, Tảo silic, Tảo nâu, Tảo giáp; Tảo lục (Chlorophyta) với lớp: Tảo lục, Tảo tiếp hợp, Tảo vòng Và sau Chadefauld, số nhà Tảo học sửa đổi hệ thống chút b Phân bố Tảo phân bố rộng rãi, khắp nơi, từ đỉnh núi cao đến đáy biển sâu Tảo phổ biến đại dương, thủy vực nước đất giữ vai trò quan trọng hệ sinh thái sinh vật sản xuất Vai trò tảo hệ sinh thái giống thực vật đất liền Những tảo sống lớp nước phía gọi Tảo phù du (Phytoplankton) tảo sống bám đáy thủy vực, bám vật sống hay thành tàu thuyền gọi Tảo đáy (Phytobentos) Tảo bao gồm tảo đơn bào (Protista) rong biển loại có kích thước lớn tảo đỏ, tảo nâu tảo lục Rong biển tạo mọc thành đám lớn, làm nơi trú ngụ làm thức ăn cho đa dạng cá nhiều động vật không xương sống khác Một số rong biển thức ăn người Các tế bào tảo quang hợp nhỏ vi khuẩn lam trôi nước gọi thực vật phù du (phytoplankton) mắc xích chuỗi thức ăn sinh vật dị dưỡng đại dương nước Tảo có vai trị quan trọng chu trình carbon, biến đổi carbon dioxid (CO2) thành carbohydrat nhờ quang hợp thành canxi carbonat nhờ hóa canxi Một số thực vật phù du biển, đặc biệt haptophyta dinoflgellata tạo nên lượng lớn hợp chất hữu chứa lưu huỳnh giúp điều hòa áp suất thẩm thấu tế bào chúng Các hợp chất bay tiết từ tế bào biến đổi thành oxid lưu huỳnh khí tạo nên hiệu ứng khác khí hậu Tảo phù du hầu hết lồi sinh vật đơn bào, sống lơ lửng vùng có nước kể lớp băng sống gắn liền với trầm tích Nhưng hạn chế sống khu vực nơng, cạn giảm nhanh ánh sáng theo chiều sâu Tảo đáy phát triển đá (epilithic), bùn, cát (epipelic), loại tảo khác thực vật (epiphytic) động vật (epizoic) Một số lượng đáng kể tảo Subaerial thích nghi với điều kiện sống đất Dạng tảo cộng sinh với nấm thành Địa y dạng phân bố rộng rãi nhiều loài khai thác dùng làm dược phẩm, nước hoa, phẩm nhuộm mục đích kinh tế khác (hiện biết tới 20000 lồi Địa y thuộc 400 chi khác nhau) c Đặc điểm cấu tạo Nhiều loại tảo tế bào đơn độc, có khơng có tiêm mao di động không di động Số khác tồn tập hợp số tế bào riêng lẻ có tổ chức với cách lỏng lẻo hình dạng có tổ chức cao gọi cụm Nhưng tế bào tồn độc lập sinh sản sinh dưỡng Khi số lượng xếp tế bào cụm xác định trì khơng đổi gọi coenobium khơng thể di động Tế bào tảo có nhiều đặc điểm chung sinh vật nhân thật (Eukarya) Thành tế bào tảo cấu tạo polysaccharide gồm sợi cellulose liên kết thành xương (skeleton) nhằm bảo vệ trì hình dạng ổn định cho tế bào Một số tảo có mannan hay xylan thay cho cellulose Ngồi cịn có phần vơ định hình tạo nên chất thành tế bào Bên ngồi thành tế bào số tảo có màng keo chứa polysaccharide ứng dụng để sản xuất alginate, fucoidine, agar, carragenan, porphyrane, furcelleran, funoran Một vài nhóm tảo vách có thấm thêm chất silic (như Tảo silic, Tảo ánh vàng) canxi carbonat (như Tảo vịng) Mỗi tế bào có nhân hay đơi nhiều nhân (như dạng Tảo ống thông) Tế bào nhiều tảo vận động nhờ lông roi (flagella) Lông roi cấu tạo cặp vi ống bao quanh vi ống bao bọc màng sinh chất vi ống xuất phát từ đĩa gốc (dense plates) thể gốc (basal body) Màng sinh chất giống sinh vật khác Trong tế bào chất có nhiều bào quan khác Sắc lạp (chromoplast) tảo có cấu tạo thực vật, gồm hai lớp màng bao bọc, bên có chất (stroma) với hệ thống túi dẹt gọi thylakoid Các thylakoid xếp chồng lên tạo thành loại cấu trúc giống grana thực vật Trên màng thylakoid có nhiều chất diệp lục (chlorophyll) enzyme tham gia vào q trình quang hợp Ngồi chất diệp lục (a,b,c,d) cịn có sắc tố carotenoid, phổ biến -caroten Nhiều tảo chứa sắc tố xanthophyll, phycobiliprotein Trong chất sắc lạp cịn có DNA dạng vịng ribơsome Đơi sắc lạp có vùng đậm đặc protein liên kết với sản phẩm dự trữ tạo thành cấu trúc gọi nhân tinh bột hay nhân protein (pyranoid) Sắc lạp cịn có chứa giọt lipid nhỏ nằm thylakoid Một số tảo cịn có thêm hai lớp mạng lưới nội chất lục lạp (CER- chloroplast endoplasmic reticulum) Ngoài cịn có vơ sắc lạp gồm leucoplast amyloplast làm nhiệm vụ tích lũy chất dự trữ Cịn ty thể bào quan có hai lớp màng bao bọc, màng ngồi trơn nhẵn cịn màng ăn sâu vào phía chất tạo thành mào (crista) mang nhiều loại enzyme hơ hấp Chất ty thể có chứa ADN ribơsơm Tế bào tảo Golgi (Golgi body) tế bào nhiều sinh vật khác Đó túi dẹp xếp song song với có hình vịng cung, phía lồi gọi mặt trans cịn phía lõm gọi mặt cis.Thể Golgi tảo làm nhiệm vụ tổng hợp tiết polysaccharide Tế bào chất (cytoplasm) tảo có chứa ribosom 80S giọt lipid Một số tảo di động có nhóm hạt lipid màu vàng cam cấu tạo nên điểm mắt (stigma) Chất dự trữ tế bào thuộc nhiều dạng khác nhau: tinh bột Tảo lục, floridean Tảo đỏ, laminarian Tảo nâu, leucosin Tảo roi, fructosan Tảo lục Ngồi cịn có chất dự trữ phân tử thấp đường, glycoside, polyol Tảo có khơng bào co rút (contractile vacuoles) giúp cho việc trì nước tế bào bỏ chất thải khỏi tế bào Nhân tế bào tảo không khác so với tế bào nhân thực khác hầu hết nhân đơn bội Tảo lục số Tảo đỏ có nhân lưỡng bội Nhân có màng kép bao bọc, nhân có ADN 2.3 Một vài ngành tảo đặc trƣng [7] 2.3.1 Ngành Tảo silic Tảo silic hay tảo cát bao gồm thể đơn bào hay tập đồn có cấu tạo tế bào đặc biệt Vách tế bào dày chất pectin, phía ngồi thấm thêm chất silic, tạo thành vỏ cứng gồm mảnh úp vào hộp Trên vỏ có đường vân tinh vi phức tạp silic thấm không tạo nên Thể màu có màu vàng, vàng nâu, chứa diệp lục a c, fucoxanthin màu vàng (thuộc nhóm xantophin), caroten (nhóm carotinoit) Chất dự trữ giọt dầu, khơng có tinh bột Nhiều Tảo silic có khả chuyển động cách tiết chất nhầy qua khe hở vỏ tạo thành lực đẩy tế bào Như Tảo silic mà vỏ có khe rãnh (như lớp Tảo lơng chim) có khả chuyển động Cũng có ý kiến cho tảo chuyển động chuyển động chất tế bào (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 2.1 Các loại Tảo silic (a) Navicula; (b) Cyclotella;(c) Pinnularia; (d) Tabellaria; (e) Fragilaria; (f)Synedra Các đại diện thƣờng gặp: Navicula (Tảo thuyền): tế bào hình thoi, nhọn đầu, sống nước mặn nước Cyclotella: tế bào hình hộp trịn có mặt lồi lõm, sống trôi nước mặn nước Pinnularia (Tảo lơng chim): tế bào hình chữ nhật, dài, trịn đầu, phình to phổ biến nước Tabellaria: dạng tập đồn hình chữ chi, gồm tế bào hình que ngắn, đầu phình to, phân bố rộng nước Fragillaria: dạng tập đồn gồm tế bào hình que dài, phình to, phân bố nước ngọt, chủ yếu đáy, sống trơi Synedra: tế bào hình que dài, khơng có rãnh nên không di chuyển được, phân bố biển Nguồn gốc, quan hệ họ hàng: Tảo silic có quan hệ họ hàng với Tảo ánh vàng, chúng có chất màu động bào tử cấu tạo gần giống Mặt khác, Tảo silic lại có q trình sinh sản tiếp hợp gần giống tảo tiếp hợp ngành Tảo lục nên quan hệ họ hàng với ngành Các hóa thạch Tảo silic tìm thấy đầu kỷ Giura, nhiên phần lớn Tảo silic xuất kỷ Phấn trắng phát triển phong phú kỷ Thứ ba tiếp tục tới kỷ Thứ tư 2.3.2 Ngành Tảo nâu Gồm tảo đa bào sống biển Tản hình sợi, hay hình bản, bám vào đá nước nhờ rễ giả, hay sống trôi nhờ phao chứa khí Một số lồi có tổ chức cao, tản phân hóa dạng với “thân”, “lá”, “rễ” giả, có số mơ (đồng hóa, dự trữ, mơ cơ, mơ dẫn) chưa hồn thiện Tản thường có kích thước lớn, có chi dài hàng chục hàng trăm mét (như tảo thảm Macrocystis dài 100 – 300m) Tảo nâu ngành tảo phân hóa cao, cấu tạo phức tạp, có xen kẽ hệ rõ ràng vòng đời, gần giống với thực vật bậc cao Nhiều tác giả cho nhiều thực vật bậc cao xuất phát từ Tảo nâu Tảo nâu có khoảng 1500 lồi Căn vào giống chất màu chất dự trữ, người cho Tảo nâu có chung nguồn gốc với Tảo vàng lục, xuất phát từ tổ tiên Tuy nhiên đại diện nhóm ngồi dấu hiệu kể trên, có nét chung Tảo nâu xuất sớm, di tích hóa thạch tìm thấy kỷ Silua Đêvơn (a) (b) (c) (d) Hình 2.2 Các loại Tảo nâu (a) Padina; (b) Laminaria; (c) Fucus; (d) Sargassum Các đại diện thƣờng gặp: Padina (Tảo quạt hay rong quạt): tản hình quạt mỏng, phẳng, mặt có nhiều đường vân Gặp vùng biển Hải Phòng, Quảng Ninh Laminaria (Tảo dẹp): thường nêu làm ví dụ điển hình cho tảo tiến hóa cao Tản lớn, phân hóa thành dạng thân, lá, rễ giả Về cấu tạo trong, tản phân hóa thành mơ dẫn, mơ cơ, mơ đồng hóa thơ sơ Tản thể bào tử chứa động bào tử đơn bội, động bào tử nảy mầm thành ngun tản (n) phân tính, hình sợi ngắn Trên nguyên tản đực có số túi tinh, túi tinh chứa tinh trùng Nguyên tản mang túi noãn đơn bào, túi noãn có nỗn cầu Sau thụ tinh hợp tử phát triển thành tản lưỡng bội Tảo dẹp thường gặp vùng biển xứ lạnh Fucus (Tảo sừng hưu): tản dẹp, phân nhánh đơi, tản có chỗ phồng chứa đầy khơng khí dùng làm phao Tồn tản dài tới 30 – 60cm Tảo sừng hưu phổ biến tảng đá ngồi biển Nó dùng làm phân bón, làm ngun liệu chế biến brôm iốt, dùng y học Sargassum (Rong mơ): tản phân hóa hình cây, có “thân”, “lá”, “rễ” giả, ngồi cịn có phao bóng khí hình cầu nhỏ trơng giống (trái) Rong mơ chi lớn, có tới 250 lồi, nước ta có gặp số loài nhiên gọi tên chung rong mơ Chúng gặp phổ biến bờ biển nước ta, vùng nước sâu – 6m, có sóng gió tương đối lớn Khi chúng bị đánh giạt vào bờ, người ta vớt hàng Bờ biển nước ta có bãi rong mơ dài hàng 20 – 30km Đó nguồn lợi lớn, từ rong mơ người ta chế biến nguyên liệu dùng công nghiệp (hồ vải, dán gỗ, tơ nhân tạo…), nông nghiệp dùng làm phân bón, thuốc trừ sâu, y học dùng chữa bệnh bứu cổ thiếu iốt 2.3.3 Ngành Tảo đỏ Tảo đỏ với đặc điểm riêng tế bào, khác biệt hẳn với tảo lại, nên xếp vào phân giới riêng thực vật bậc thấp (theo hệ thống giới Sinh giới), phân giới Tảo đỏ bao gồm ngành Tảo đỏ Hầu hết Tảo đỏ sống biển, phân bố mực nước sâu tới 200m Tản đa bào hình sợi phân nhánh hay hình dẹp, gốc có rễ giả, số có dạng đơn bào (chi Porphyridium) Tế bào có vách chất pectin hay xenlulozơ hóa nhày thấm thêm chất vơi (CaCO3) nên cứng Một nhân nằm chất nguyên sinh sát vách Thể màu hình sao, hình đĩa, hình hạt, hình que hình dải, chứa diệp lục a d, phycoeritrin (màu hồng), phycoxianin (màu xanh) Nhờ chất phụ có khả hút tia xanh, tia lục mà tảo phân bố lớp nước sâu Tùy theo hàm lượng chất màu mà tảo có màu đỏ tươi, đỏ tía, hồng hay gần xanh Đại đa số Tảo đỏ khơng có hạch tạo bột, sản phẩm đồng hóa amylodextrin giống tinh bột gặp iốt cho màu đỏ nhạt khơng phải màu xanh (gọi “tinh bột tảo đỏ”) Các đại diện thƣờng gặp: Gelidium (Rong thạch): tản hình sợi phân nhánh, dài 10 – 25 cm, đường kính 0,5 – 2mm, gồm phần rõ rệt: phần lõi gồm tế bào dài dọc theo tản, phần vỏ gồm tế bào xếp sát bao phủ chất keo nhầy mặt Rong thạch dùng để chế thạch (agar – agar), từ thạch làm bánh kẹo, siro, mứt, chế hồ dùng công nghiệp, làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật Gracillaria (Rau câu): tản hình sợi, đơi dẹp, phân nhánh nhiều, có phận bám gốc gọi đĩa Tản gồm phần lõi vỏ Gặp nước mặn nước lợ, phát triển tốt vùng thủy triều có đá sỏi Rau câu dùng nấu thạch (agar – agar) làm nộm ăn Ở nước ta có vài lồi, Gracillaria verrucosa, khai thác ni trồng nhiều Hypnea (Rau đơng): tản dịn, đầu nhánh nhọn hay uốn cong hình móc câu Thường sống bám đám san hô cuộn vào tảo biển khác, hay gặp vùng bờ biển Thanh Hóa, Quảng Ninh Rau đơng ăn Gelidium Gracillaria Hypnea Hình 2.3 Các loại Tảo đỏ Nguồn gốc Tảo đỏ khơng rõ ràng Có thể chúng có quan hệ với Tảo lam ngành có chất màu phụ giống khơng có giai đoạn di động q trình sống Tuy nhiên cấu trúc tế bào lối sinh sản khơng thấy chúng có quan 10 Nấu chiết lần 2: lượng nước sử dụng khoảng 120% lượng nước nấu lần 1, nấu sôi 15 phút tách dịch Dịch lọc sử dụng làm nước nấu lần cho mẻ rong Cách tiến hành nấu chiết Agar từ rong câu sau: Cho nước vào nồi nấu với lượng 15 đến 24 lần lượng rong khơ tính theo cơng thức Gia nhiệt cho nước sôi nhẹ bổ sung rong xử lý vào, đảo Sau hỗn hợp sôi trở lại bổ sung dung dịch acid acetic 10% Khi cho dung dịch acid acetic 10% vào cần đảo nhanh cho khối rong tiếp xúc với acid acetic, tránh làm cắt mạch polysaccharide Agar làm giảm sức đông Agar sau Tiếp tục gia nhiệt cho hỗn hợp sôi đều, lại đảo trộn ý tượng trào bồng dịch Agar Sau 20 phút tính từ lúc cho acid acetic vào, bổ sung Borat dạng bột với số lượng 15±5 g/kg rong khô Borat natri rắc mặt hỗn hợp đảo trộn Gia nhiệt thêm 10 phút, sau hạ nhiệt Kiểm tra pH dịch nấu trung hòa pH 6,57 dung dịch Na2CO3 5% NAOH 5% Sau trung hòa cần để lắng phút nhiệt độ 80-90°C Sau tiến hành lọc rong Lọc rong: Có thể lọc thiết bị lọc lọc thủ công qua 25-30 lớp vải màn, nhiệt độ dung dịch lọc phải 70-80°C Làm đơng dịch Agar: Rót dịch thạch vào khay tôn, để nguội tự nhiên Cắt sợi thạch: Bằng máy cắt ống cắt thủ cơng Sợi thạch cắt theo kích thước 5×5×30cm Làm đông tách nƣớc: Xếp sợi thạch vào khay làm lạnh đơng phịng lạnh có quạt gió với chế độ -2°C đầu -3°C đến -5°C Sau cho vào phịng lạnh đơng có nhiệt độ từ -10°C đến -15°C kh đơng hồn tồn Độ dày thạch khay 3-4cm Tan băng: tan băng Agar nước có nhiệt độ 30-40°C, sau ép bớt nước Sấy khơ khay lưới hay khay kim loại có đục lỗ có lớp vải Nhiệt độ sấy 50-60°C, độ ẩm cho phép Agar sau sấy 18-20% Sau nghiền bột Agar, trước nghiền xé nhỏ Agar thành miếng có kích thước 5-10cm, máy nghiền có đường kính mắt lưới 1-3mm Agar khơ: bột Agar đựng bao polyetylen có hai lớp với kích thước túi 270300mm Khối lượng tịnh túi 500±15g Tên sở sản xuất, loại agar, ngày sản xuất, khối lượng tịnh in trược tiếp lên túi 46 b Sản xuất sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina Ngồi tảo thiên nhiên cịn có nhiều loại tảo nuôi trồng tảo Spirulina Đây loại tảo dùng nhiều làm thực phẩm cho người gia súc Tảo Spirulina nguồn thực phẩm bổ sung có hàm lượng protein cao, thành phần acid amin tảo Spirulina giống trứng gà, có chứa thành phần glucid dễ tiêu hóa acid béo khơng no, ngồi cịn chứa muối khống Kali, phospho, sắt,… nhiều vitamin Người ta dùng màu xanh chứa tảo Spirulina để chế biến phẩm màu thiên nhiên Ngày nay, thực phẩm chức từ tảo đa dạng Một ứng dụng tảo Spirulina, sản xuất sữa chua đậu nành bổ sung tảo (a) (b) (c) Hình 3.2: Sản phẩm từ Tảo Spirulina (a) Tảo Spirulina tươi; (b) Tảo Spirulina dạng bột; (c) Sữa chua đậu nành bổ sung Tảo Spirulina 47 Quy trình chế biến sữa chua đậu nành tảo Spirulina [8] Đậu nành Lựa chọn Xử lý Bột tảo Dịch sữa Xử lý Phối trộn Dịch tảo Đường Sữa UHT khơng đường Đồng hóa Thanh trùng Vi khuẩn lactic Nhân giống Cấy giống Rót hủ Ủ Sản phẩm Bảo quản 48 Giải thích quy trình Lựa chọn đậu nành: đậu chọn thường đậu già, ruột vàng, vỏ mỏng, da láng Loại bỏ hạt hư hỏng (sâu, mọt, mối ), hạt phẩm chất (hạt non, hạt khơng bình thường màu sắc hình dạng ) hạt làm cho sản phẩm có mùi vị Xử lý: Xử lý đậu nành để tạo dịch sữa bao gồm công đoạn: Ngâm: giai đoại ngâm, hạt hút nước trương lên, phân tử nước có tính lưỡng cực tác động lên cấu phần ưa nước hạt Kết thúc giai đoạn ngâm thời điểm độ ẩm hạt đạt 55 - 60% tốt (Nguyễn Đức Lượng ,1996) Thời gian ngâm đậu chọn Giai đoạn ngâm giúp cho công đoạn loại bỏ vỏ điều kiện máy tách vỏ cách dễ dàng Bóc vỏ: bóc vỏ cách đãi thủ cơng nước Bóc vỏ nhằm mục đích làm cho q trình chần hiệu sữa đậu nành thu dược trắng Chần: chần nóng hạt đậu dung dịch Natribicarbonat nhằm loại bỏ yếu tố LOX (lipoxigenase, nguyên nhân gây mùi khó chịu), hỗ trợ q trình trương nở, trích ly protein, ức chế chất kháng dinh dưỡng Chần dung dịch đậu dung dịch NaHCO3 0,2% nhiệt độ 80OC vòng phút Tỉ lệ dung dịch/ đậu 5/1 Sau chần, đậu rửa lại nước nóng 80OC Xay lọc: xay ướt đậu q trình phá vỡ tế bào giải phóng protein, lipit, gluxit v.v đồng thời dùng nước hòa tan chất chuyển chúng sang dạng huyền phù Sau lọc huyền phù gồm dung dịch keo chất rắn không tan thu dịch sữa Xay đậu nước lạnh thời gian phút 30 giây với tỉ lệ nước/đậu xay 6/1 Sau xay đậu lọc qua vải lọc Xử lý nhiệt: tiến hành sau lọc hạn chế ảnh hưởng tiếp xúc oxy khơng khí, ẩm, vi sinh vật Gia nhiệt sữa đậu nành có yêu cầu sau cần đạt: tiêu diệt vi sinh vật, diệt enzyme, diệt chất kháng dinh dưỡng, độc tố, khử mùi đậu nành sống Xử lý nhiệt 95OC vòng 15 phút 49 Xử lý bột tảo: Bột tảo cân pha vào nước theo tỉ lệ 3g tảo / 50 ml nước cất ấm (khoảng 40 - 50OC), lọc lấy dung dịch tảo bổ sung vào dịch sữa Phối trộn: Phối trộn sữa đậu nành, sữa tươi, dịch tảo, đường saccharose theo tỉ lệ định Có thể phối trộn thành phần sau: sữa đậu nành sữa tươi với tỉ lệ 1:1, lượng dịch tảo bổ sung 6%, lượng đường saccharose bổ sung 6%, bổ sung thêm 5% gelatin dạng bột Đồng hóa: nhằm tạo nên hỗn hợp đồng nhất, đồng hóa tốc độ vịng phút Thanh trùng: trùng 80OC vòng 15 phút Nhân giống vi khuẩn: Giống vi khuẩn làm Nhân giống cấp (MRS lỏng) 37oC, 15 Cho giống vi khuẩn làm quen môi trường sữa Nhân giống cấp (1 sữa đậu nành + sữa UHT không đường) 10% giống, ủ 43oC, Men Cấy giống: Cho vào dịch sữa men với tỉ lệ 10% (Tỷ lệ men L acidophilus L Bugaricus 1:1) 50 Ủ: Sữa ủ 43OC thời gian khoảng - Bảo quản: Sản phẩm bảo quản nhiệt độ 4OC c Miếng sushi Đến chưa biết người đặt tên cho tảo biển nori, ăn lạ từ sâu thẳm đại dương xứ sở hoa anh đào Nó mang lên bờ hình dáng vạt cỏ mảnh mai Tảo biển nori thời xưa loại thực phẩm quý hiếm, cao cấp, có bàn tiệc hồng gia Ngày trồng khai thác rộng rãi trở thành loại thực phẩm để dùng ăn Nhật Tảo nori thường có màu tía màu đỏ chế biến có màu xanh đen, mềm, dài đến 1m Trên giới có 70 loại nori Nhật người ta ăn đến 13 loại Là thực phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao, lượng calories lại thấp nên nori dùng nhiều ăn, từ đơn giản cơm nắm onigiri đến chế biến phức tạp Giống đậu nành, nori loại thực phẩm chứa nhiều chất đạm: lượng vitamin A chứa nori cao 10 lần so với bơ, lượng vitamin B gấp lần so với trứng, nhiều canxi so với sữa, lượng vitamin C E cao nhiều lần so với rau hoa Đặc biệt, theo kết nhiều nghiên cứu cho thấy, rong biển cịn có chất chống ung thư Người Nhật thường dùng nori dùng để làm sushi tiếng khắp giới Nhờ có sushi mà người dân xứ hoa anh đào khắp giới biết đến nori - lồi rong biển hảo hạng Hình 3.3: Cơm người Nhật Hình 3.4: Rong biển dạng miếng 51 Phần lớn loại rong biển có mùi biển, biết cách nấu nướng, chúng trở nên ngon lành khoái d Sản xuất bột dinh dƣỡng từ rong mứt [9] Quy trình sản xuất bột dinh dƣỡng từ rong mứt Rong mứt Sơ chế Nghiền Trích ly Trung hịa Sấy Nghiền mịn Đóng gói Thành phẩm 52 Giải thích quy trình: Rong mứt: nguyên liệu rong mứt thu hoạch từ Quãng Ngãi ngày Sơ chế: rong mứt sau thu hoạch được: rửa, phơi, phân loại, rửa, phơi bao gói để bảo quản Rửa lần 1: nhằm loại bỏ bớt tạp chất số vi sinh vật cịn bám ngun liệu sau đem phơi giàn phơi, độ dày lớp rong phải nhỏ 3cm Phân loại: để loại bỏ tạp chất, vỏ nhuyễn thể Rửa lần 2: sau rửa lần (có thể rửa nước mặn) phơi phân loại tiếp tục rửa lại lần 2, ngâm rửa nhiều lần với nước ngọt, sau rong phơi khô nong tre cách mặt đất 2m, thời gian phơi 2-3 ngày để đạt độ ẩm < 20% Rong ép thành bánh bảo quản nơi khô Nghiền: rong mứt sau bảo quản loại bỏ tạp chất lần nữa, nghiền rây để kích thước nguyên liệu đạt 5mm nhằm tăng diện tích tiếp xúc nguyên liệu với dung mơi trích ly giúp q trình trích ly tốt Trích ly: tiến hành trích ly protein từ rong mứt với nước với khoảng thời gian nhiệt độ định Thời gian 60 phút nhiệt độ 60°C xem tốt cho hiệu suất trích ly protein 40,48% Trung hòa: khối rong sau trích ly (xử lý phá vỡ tế bào) với nước đem trung hịa acid citric Sấy: sau trung hịa acid citric tồn khối rong đem sấy đến hàm lượng ẩm 5-6% Nghiền mịn: khối rong sau đem sấy để nguội đem nghiền mịn 0,5mm Đóng gói: sản phẩm sau nghiền đem đóng gói bảo quản nơi khơ 53 Hình 3.5: Rong mứt Ngồi việc ứng dụng thực phẩm tảo cịn có nhiều ứng dụng khác ứng dụng Y học, nuôi trồng thủy sản, sản xuất nhiên liệu sinh học… 3.1.2 Trong ngành khác a Trong Y học [4] Hỗ trị điều trị bệnh mãn tính, HIV ung thư Tăng cường sức khỏe toàn diện thông qua việc cung cấp đầy đủ cho thể Vitamin, khoáng chất, Acid amin thiết yếu chất chống oxi hoá, lão hoá Giúp phục hồi tăng cường hệ miễn dịch Giảm lượng cholesterol máu, phòng ngừa hiệu xơ vữa động mạch bệnh tim mạch Kích thích men, bình thường hóa q trình trao đổi chất Hỗ trợ lọc độc nhanh làm giảm triệu chứng say rượu Ngăn chặn việc tích trọng lượng thừa thể, giảm cảm giác đói cung cấp đủ cho thể chất cần thiết cho sống Kích thích q trình đổi tế bào trẻ hóa thể Loại khỏi thể kim loại nặng, độc tố, phân tử nhiễm phóng xạ Phịng ngừa ung thư Giữ gìn cải thiện da, tóc, mắt Cân Hoocmon, điều hòa kinh nguyệt cho phụ nữ 54 Giúp tiêu hóa tốt, phịng chống viêm lt hệ dày-đường ruột Phịng chống stress, cải thiện trí nhớ, giúp tăng cường hoạt động trí não… b Trong ni trồng thủy sản [21] Tảo nguồn thức ăn có thành phần thức ăn quý cần thiết cho sinh trưởng phát triển giống Gồm nhiều chất béo lượng dầu tương tự thành phần dầu thực vật bậc cao.Trong số điều kiện định, tảo chứa hàm lượng lipit tới 85% khối lượng khô.Thông thường hàm lượng lipit sinh khối tảo dao động từ 20 – 40% chất khô Ở tảo lipit este glyxerol axit béo mạch dài, axit thành phần quan trong phần ăn người động vật Tảo vi sinh vật quang hợp chứa diệp lục số sắc tố pigment, phicobiliprotein carotenoit khiến cho thể tảo có màu thuận lợi cho bắt mồi ấu thể thủy sản Ngoài ra, tảo chứa khối lượng lớn cacbohydrat dạng sản phẩm dự trữ (tinh bột, glycogen) chất điều hòa thẩm thấu (glyxerol, trehalose, manmitol, sorbitol…) c Trong sản xuất nhiên liệu sinh học (sản xuất dầu biodiezen) [21] Hiện quy mơ tồn cầu nguồn nhiên liệu suy giảm cách nặng nề dẫn đến cạn kiệt nhu cầu người ngày lớn Do việc tìm nguồn nhiên liệu thay việc làm thiết yếu cấp bách Trong thành phần tự nhiên vi tảo có chứa dầu nặng nhẹ tổng hợp trình quang hợp Người ta khai thác chất có hoạt tính sinh học chất kháng viêm, chất chống bám, axit béo khơng bão hịa đa nối đơi (EPA, DHA, n-6DPA) từ tảo Ngồi ra, q trình chuyển hóa sinh khối vi tảo biển tự dưỡng dị dưỡng giàu hydrate carbon, lipit PUFAs nghiên cứu để làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học.Xuất phát từ đặc điểm trên, tảo sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất “dầu thơ sinh học” Q trình chiết xuất dầu phức tạp nghiên cứu kĩ lưỡng để ứng dụng sớm hiệu vào công nghiệp d Trong xử lý nƣớc thải [21] Từ nhiều năm qua việc ứng dụng tảo vào xử lý nước nhiều nhà khoa học nước nghiên cứu Hệ thống tảo thị mơi trường ao ni nhạy cảm, nhanh 55 xác Ngồi yếu tố tích cực nguồn thức ăn tự nhiên cho thủy sản (ứng dụng làm thức ăn thủy sản), vi tảo tăng cường oxy cho nước thơng qua q trình quang hợp, tác dụng ánh sáng mặt trời vào ban ngày Tảo sử dụng ánh sáng mặt trời, lấy khí CO2 nước để tổng hợp thải ngồi mơi trường khí oxy ao ni, dẫn đến màu nước tốt, giàu oxy Sự diện loại tảo có lợi nước cịn hạn chế tối đa hình thành lồi tảo, rong, rêu… độc hại Tảo lúc giữ vai trò nhà máy lọc sinh học tự nhiên khổng lồ, trực tiếp hấp thu tất sản phẩm thừa, sản phẩm sau phân huỷ hữu cơ, khí độc hại… chuyển hóa chúng sang dạng độc hại phân giải, phân huỷ chung thành vật chất khác đơn giản vơ hại Phát mới: Một nhóm nhà nghiên cứu đến từ trường đại học Northwestern, bang Illinois (Mỹ) vừa phát loài vi tảo thường gặp, tảo Closterium moniliferum, có khả loại bỏ nguyên tố hóa học stronti nước, biến chất phóng xạ độc hại thành tinh thể lưu giữ khơng bào Hình 3.6: Vi tảo Closterium moniliferum Phát mở khả ứng dụng lồi tảo để dọn mơi trường bị nhiễm phóng xạ sau cố hạt nhân, chẳng hạn cố nhà máy Fukushima Daiichi Nhật Tảo Closterium moniliferum vốn có khả xử lý ngun tố bari Vì ngun tử stronti có cấu trúc giống với nguyên tử bari nên loài tảo hình lưỡi liềm xử lý ln stronti Chất thải hạt nhân chứa nguyên tố stronti độc hại lẫn với canxi vơ hại Tảo Closterium moniliferum có khả tách riêng loại nguyên tố hóa học đồng thời tẩy stronti nước, làm cho lắng xuống dạng tinh thể mà từ khơng bào của tảo “tiêu hóa” đồng vị phóng xạ stronti-90 Đồng vị phóng xạ stronti-90 có chu kỳ bán rã 30 năm đặc biệt nguy hiểm phát xạ sữa, xương, tủy xương, hồng cầu mô tế bào khác từ gây bệnh ung thư 56 3.2 Một số sản phẩm có thị trƣờng [23] Các sản phẩm chế biến từ tảo Việt Nam xuất ngày nhiều đa dạng, từ thực phẩm, thực phẩm chức năng, mỹ phẩm… Spivital dòng sản phẩm bào chế từ nguồn nguyên liệu tảo Spirulina Vĩnh Hảo Spivital sản xuất dây chuyền công nghệ đại Dược Hậu Giang Spivital có sản phẩm sau: Spivital Nutri cung cấp protein, vitamin khoáng chất giúp bổ sung dinh dưỡng, tăng cường sức khỏe cho đối tượng cần bổ sung dinh dưỡng Có thể sử dụng Spivital cho người đái tháo đường, người cao huyết áp, viêm loét dày, sỏi thận, hỗ trợ việc tăng cường sức khỏe cho người mắc bệnh ung thư Spivital Mama cung cấp dưỡng chất thiết yếu cho phụ nữ thời kỳ mang thai cho bú, giúp tăng cường nguồn sữa mẹ, mang lại nguồn sữa mẹ chất lượng tốt cho trẻ sơ sinh Spivital Diet kết hợp với trà xanh, có tác dụng tốt cho người có chế độ ăn kiêng Spivital Kids bổ sung thêm kẽm calci, khoáng chất cần thiết cho phát triển chiều cao tăng sức đề kháng cho thể trẻ Hình 3.7: Các sản phẩm Spivital cơng ty dược Hậu Giang Ngồi sản phẩm thuốc thị trường có nhiều sản phẩm chế biến trực tiếp từ tảo, hay chiết xuất tảo Ví dụ thực phẩm: rong biển (nori) cuộn sushi, rong tươi…, trà bổ sung tảo, hạt nêm bổ sung tảo, nước uống bổ sung tảo; mỹ phẩm hàng loạt hang có sản phẩm bổ sung tảo 57 Hình 3.8: Các loại thực phẩm bổ sung tảo Bên cạnh lợi ích khơng thể phủ nhận từ tảo cịn có vấn đề cần quan tâm thực phẩm chức bổ sung tinh chất tảo với lời quảng cáo tuyệt vời Chúng ta không nên đề cao loại thực phẩm chức năng, thần dược hóa chúng "vị thuốc chữa bách bệnh" Nhưng với xu hòa nhập giới, sau tham gia vào WTO phủ nhận tác dụng thực phẩm chức mà giới thừa nhận Do người tiêu dùng, người bệnh người có điều kiện kinh tế (tài chính) nên tìm hiểu kỹ trước sử dụng sức khoẻ 58 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua trình nghiên cứu đề tài, rút kết luận sau: Tảo đa dạng phong phú chủng loại, chia thành ngành: Tảo silic, Tảo giáp, Tảo mắt, Tảo giáp, Tảo lục, Tảo nâu, Tảo đỏ Tảo vòng Tảo phân bố rộng rãi khắp nơi Tảo có giá trị dinh dưỡng cao tảo có nguyên tố vi lượng chất khoáng vitamin Tảo chứa hoạt chất sinh học chất màu, chất chống oxy hóa, nguyên tố đa lượng protein, lipid carbohydat Một số lồi tảo có chứa độc tố có khả gây hại cho người, gây nên hội chứng PSP, NSP, DSP, CFP, AZP…Các biện pháp phát độc tốc gồm kỹ thuật PCR, sử dụng cảm biến acid nucleic, kỹ thuật ELISA số phương pháp loại bỏ độc tốc sử dụng chiết SPE, gây keo tụ, xử lý tia UV Công nghệ nuôi trồng tảo phát triển giới Việt Nam công nghệ nuôi trồng tảo Spirulina; Rong câu Rong mứt ý để phát triển Tảo ứng dụng rộng rãi sản xuất thực phẩm bột Agar, thực phẩm chức Spirulina, miếng sushi Bột dinh dưỡng Rong mứt Tảo có nhiều ứng dụng y học, mỹ phẩm, môi trường, nhiên liệu, thức ăn gia súc… 4.2 Kiến nghị Nhằm khai thác có hiệu nguồn nguyên liệu quý từ tảo, đặc biệt việc phong phú hóa sản phẩm thực phẩm cho người, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu mức độ sâu Với kết đạt từ đề tài này, chúng tơi có kiến nghị: 59 Tìm hiểu phân tích thành phần hóa học lồi tảo có Việt Nam nhằm tạo sở cho việc nghiên cứu sản xuất thực phẩm từ tảo Tiến hành nghiên cứu nhu cầu thị trường sản phẩm thực phẩm từ tảo Tiến hành nghiên cứu thử nghiệm sản xuất dạng thực phẩm từ nguồn sinh khối tảo có Việt Nam Nhà nước cần ban hành sách chế khuyến khích phát triển sản xuất thực phẩm từ tảo 60 ...- Ứng dụng tảo, tập trung vào ứng dụng thực phẩm - Một số sản phẩm thực phẩm từ tảo quy trình sản xuất CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TẢO 2.1 Vị trí tảo sinh giới [1] Đa phần Tảo thuộc giới... Huế 40 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA TẢO TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM 3.1 Ứng dụng phổ biến tảo 3.1.1 Trong thực phẩm [20] Từ hàng nghìn năm trước, người phương Đơng dùng tảo làm thực phẩm Sau nhiều kỷ,... chia Tảo (trừ Tảo lam) thành ngành Tảo đỏ, Tảo màu Tảo lục Trong Tảo đỏ (Rhodophyta) với lớp; Tảo màu (Chromophyta) bao gồm lớp: Tảo vàng lục, Tảo ánh vàng, Tảo silic, Tảo nâu, Tảo giáp; Tảo lục