Spirulina còn có tên thƣơng mại là Arthrospira platensis mà đƣợc nuôi trồng trên thế giới nhƣ một nguồn thực phẩm, chúng rất giàu dinh dƣỡng. Hiện nay đƣợc phổ biến nhƣ là thực phẩm bổ dƣỡng tại US và Europe.
Protein: 55% - 70%
Giàu các vitamin: vitamin A, B1, B2, B3, B6, B12, vitamin C, vitamin D, vitamin E, folate, vitamin K, biotin, axit pantothenic, beta carotene - tiền chất của vitamin A, inositol.
Giàu các chất khoáng: Canxi, mangan, sắt, chromium, photpho, magiê, selen.
Giàu các sắc tố: phycocyanin, chlorophyll, carotenoid và xanthophyll và các sắc tố khác.
Các hợp chất hữu cơ: axit gamma linoleic, glycolipid, các polysaccharide. Các axit amin: isoleucine, phenylalanine, leucine, threonine, lysine, tryptophan, methionine, valine, alanine, glycine, arginine, histidine, axit aspartic, proline, cystine, serine, axit glutamic, tyrosine.
Đặc biệt chúng chứa nhiều axit amine không thay thế mà động vật không thể tự tổng hợp đƣợc.
Vì vậy Spirulina đƣợc nuôi trồng rất phổ biến trên thế giới, đƣợc sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau: Y - Dƣợc, mỹ phẩm, thực phẩm, nông nghiệp, thủy sản và đƣợc coi là thức ăn con ngƣời trong tƣơng lai.
2.4.2. Công dụng của vi khuẩn lam Spirulina platensis [34,35,36,37] Protein chất lƣợng cao
Spirulina là một loại tảo đơn bào nhỏ dạng xoắn ốc, chứa protein cân bằng, hoàn chỉnh và nhiều chất dinh dƣỡng có giá trị. Spirulina chứa khoảng 70% protein dễ tiêu, lƣợng protein này cao hơn bất kì loại thực phẩm nào khác.
Ngoài ra thành phần của tảo Spirulina còn chứa 18/22 axit amin, tất cả những axit amin cần thiết này tạo thành nguồn thực vật duy nhất hoàn chỉnh về protein. Hơn nữa, protein trong Spirulina dễ tiêu hóa hơn so với các nguồn thịt.
Thực vậy, protein thịt bò đƣợc ƣớc lƣợng chỉ dễ tiêu 20%, trong khi protein
Spirulina là 95%. Spirulina không những là thực phẩm tuyệt vời giúp cơ thể dễ dàng hấp thụ protein chất lƣợng cao mà còn chứa các men tự hỗ trợ quá trình tiêu hóa.
Chất giàu dinh dƣỡng tự nhiên
Nguồn dinh dƣỡng thực phẩm tự nhiên hoàn chỉnh đƣợc tìm thấy trong thực phẩm này là Spirulina cho ta những điều lợi ích vô tận về sức khỏe, Spirulina có lƣợng beta-carotene cao - tiền chất của vitamin A gấp 25 lần cà rốt, đây là chất chống oxy hóa mạnh, bảo vệ cơ thể khỏi những tổn hại cơ bản. Không giống vitamin A tổng hợp và dầu gan cá, beta-carotene hoàn toàn không độc hại, thậm chí khi sử dụng với số lƣợng lớn.
Spirulina giàu vitamin A dễ chuyển hóa, cần thiết cho mắt, làn da, răng, móng, tóc, xƣơng và một hệ thống miễn dịch tốt, bảo vệ cơ thể khỏe mạnh.
Spirulina là một nguồn cung cấp vitamin B tuyệt vời, cụ thể là vitamin B12, quan trọng với ngƣời ăn chay, gấp 2 – 6 lần gan bò sống. Thực phẩm dinh dƣỡng này cũng chứa vitamin E, là nguồn sắt cao, chứa 14 chất khoáng tự nhiên và nhiều nguyên tố vi lƣợng.
Siêu thực phẩm cho ngƣời ăn kiêng
Spirulina là một trong những thực phẩm giàu dinh dƣỡng nhất, chứa ít chất béo và cholesterol. Nhiều ngƣời nhận thấy rằng khi họ dùng Spirulina trƣớc bữa ăn sẽ làm giảm sự thèm ăn của họ, cho phép họ giảm nhu cầu ăn thêm thức ăn
nhƣng vẫn không thấy đói, cách này thích hợp cho ngƣời ăn kiêng. Đối với những ngƣời suy dinh dƣỡng, cần tăng trọng cách tốt nhất là bổ sung Spirulina
sau mỗi bữa ăn. Chất dinh dƣỡng sẽ đƣợc tích lũy lại, giúp ngƣời suy dinh dƣỡng mau chóng phục hồi. Loại siêu thực phẩm này có thể là một thành phần giá trị của bất kì chƣơng trình tăng hoặc giảm cân sức khỏe nào. Spirulina cũng là nguồn cung cấp carbohydrate phức hợp tuyệt vời, nó chứa glycogen và rhamnose, dễ đƣợc cơ thể hấp thu và biến đổi nhanh chóng thành năng lƣợng. Thực phẩm dinh dƣỡng protein cao, ít calo này cung cấp năng lƣợng chúng ta cần mỗi ngày.
Hỗ trợ miễn nhiễm tự nhiên
Spirulina chứa đựng nhiều chất dinh dƣỡng cần thiết cho sự miễn nhiễm tối ƣu nhƣ GLA, beta-carotene và các carotenoid khác. Lƣợng dầu chứa GLA gấp 3 lần so với dầu cây anh thảo. Nghiên cứu đã tìm ra GLA giúp làm giảm bệnh huyết áp cao và giảm lƣợng cholesterol trong máu, làm dễ chịu các trƣờng hợp viêm khớp, các cơn đau tiền kinh nguyệt, bệnh chàm và các bệnh khác về da.
Spirulina đƣợc nghiên cứu rộng rãi nhằm công bố đặc tính tăng cƣờng miễn nhiễm, các nghiên cứu cho thấy Spirulina có thể làm tăng mức độ kháng thể và hoạt động đại thực bào, cả hai đều quan trọng đối với một hệ thống miễn nhiễm mạnh mẽ, nó cũng giúp cân bằng hoạt động hệ thống miễn nhiễm của bạn.
Lọc và giải độc
Còn một lí do khiến Spirulina quan trọng vì chúng chứa diệp lục gấp nhiều lần so với cỏ linh lăng hoặc lúa mì. Chất diệp lục là sắc tố giúp thực vật có màu xanh và rất trong sạch, với nhiệm vụ là làm sạch hệ thống kim loại nặng và các độc tố khác trong cơ thể có hại cho sức khỏe. Những năm qua, nhiều ngƣời mong muốn làm thanh khiết cơ thể đã ăn kiêng định kì bằng Spirulina.
2.5. Ứng dụng Spirulina platensis trong thực phẩm, xử lý môi trƣờng y học và mỹ phẩm [37,45]
2.5.1. Ứng dụng trong thực phẩm
Từ những năm 1970, ở Nhật Bản và ở Mỹ, tảo Spirulina đã đƣợc xem là một loại siêu thực phẩm. Đến những năm 1990 vấn đề tiêu thụ Spirulina đã phát triển vƣợt bậc tại Trung Quốc, Ấn Độ, Châu Á, Bắc Mỹ làm cho Spirulina ngày càng trở nên phổ biến
Hình 2.6. Các sản phẩm có bổ sung tảo [26]
Gần đây, trên thị trƣờng Việt Nam xuất hiện nhiều chế phẩm bán ở cửa hàng thực phẩm, siêu thị hoặc cả trong nhà thuốc với thành phần và công dụng rất gần với thực phẩm dinh dƣỡng và thuốc chữa bệnh. Những chế phẩm đó là sản phẩm giao thoa giữa thực phẩm và thuốc - còn gọi là thực dƣợc, dƣỡng dƣợc hay thực phẩm chức năng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đặc biệt trong những tháng giữa năm 2005 tới nay, các chế phẩm chứa tảo
Spirulina đang bán trong nhóm sản phẩm nêu trên đƣợc khá nhiều ngƣời chú ý. Thực phẩm dinh dƣỡng đƣợc dùng ở dạng nƣớc uống, siro, yaourt, bột dinh dƣỡng. Có thể dùng tảo nguyên chất để uống hoặc trộn vào thức ăn nhƣ nấu canh, làm bánh. Một số nƣớc còn có trà Spirulina. Ở Đức, ngƣời ta đã bắt đầu đƣa tảo vào bia, gọi là bia xanh. 1 ngƣời dùng 1 ngày 5g tảo là đủ các chất thiết yếu. Cơ thể có thể hấp thụ mỗi ngày 30 – 45g. Dùng thừa cũng vô hại. Ngƣời bị bệnh nặng không ăn đƣợc có thể bơm tảo thẳng vào dạ dày là đủ các chất dinh dƣỡng.
2.5.2. Ứng dụng trong xử lí môi trƣờng
Ở Việt Nam hiện nay, quy mô và mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nƣớc thải công nghiệp đang gia tăng với tốc độ đáng lo ngại. Việc áp dụng các biện pháp hóa lý nhƣ đã nêu thƣờng có giá thành cao, khiến nhiều hoạt động công nghiệp vẫn tiếp tục thải nƣớc thải chứa kim loại nặng vào môi trƣờng.
Các điều tra cho thấy các nhà máy ô tô, sản xuất pin và ắc qui, nhà máy thuộc da, các xí nghiệp mạ thải nƣớc thải chứa các kim loại nặng nguy hiểm nhƣ Ni, Cr, Fe, Hg, Cu, Pb. Vì vậy nghiên cứu sử dụng vi tảo để loại trừ kim loại nặng trong nƣớc thải công nghiệp ở nƣớc ta là một hƣớng công nghệ đáng đƣợc quan tâm. Tuy nhiên đây là một lĩnh vực còn rất mới mẻ ở Việt Nam. Đã có một vài công trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này đạt đƣợc một số kết quả trong việc sử dụng chất hấp thu sinh học để xử lý ô nhiễm Cr, Ni, và Pb trong nƣớc thải công nghiệp.
Thử nghiệm cố định tế bào tảo Spirulina platensis trên các chất mang khác, xây dựng đƣợc phƣơng pháp cố định tế bào vi tảo trên các chất mang khác nhau nhƣ polyurethane, agar và carageenan. Tế bào tảo sau khi cố định vẫn có khả năng hoạt động sống bình thƣờng trong một thời gian dài. Sự hấp thu kim loại nặng phụ thuộc trạng thái của tảo khi đói dinh dƣỡng có khả năng hấp thu cao hơn.
Nhƣ vậy triển vọng sử dụng sinh khối vi tảo sống hay chết, tự do hay cố định vào việc loại trừ kim loại nặng trong nƣớc thải là to lớn.
Trên cơ sở các thông tin đã nêu chúng ta có thể hình dung sơ đồ công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong nƣớc thải bằng cách sử dụng vi tảo nhƣ sau:
Nƣớc thải sinh hoạt sau khi xử lý sinh học đƣợc tách bùn và dùng nhƣ là môi trƣờng để nuôi cấy tảo, sinh khối đƣợc tách ra và đem đi xử lý nhiệt hoặc đem đi cố định trong chất mang, sau đó sinh khối này đƣợc sử dụng nhƣ chất hấp phụ sinh học để thu nhận kim loại nặng.
Nƣớc thải công nghiệp nặng có nồng độ kim loại cao và các chất độc sẽ đƣợc xử lý bằng các phƣơng pháp hóa lý trƣớc sau đó hoặc đƣợc trộn với nƣớc thải sinh hoạt đã xử lý và tiến hành nuôi cấy các chủng tảo đã chọn lọc trong hồ nuôi tảo hoặc cho tiếp xúc với chất hấp thụ sinh học làm từ sinh khối vi tảo trong bể hay cột hấp phụ. Sinh khối tảo sau khi thu hồi đƣợc xử lý theo chế độ xử lý bùn: phân giải yếm khí để tạo biogas hoặc làm khô rồi thiêu hủy nhiệt hoặc chôn lấp; còn nƣớc thải sau xử lý sẽ thải vào nguồn tiếp nhận nƣớc.
Xử lý nhiệt
Nƣớc thải sinh hoạt Xử lý sinh học Tách bùn
Môi trƣờng nuôi cấy vi tảo Tách sinh khối
Thải vào nguồn tiếp nhận nƣớc
Hấp phụ sinh học Nuôi cấy tảo
Xử lý bùn
Thu hồi sinh khối tảo
Phối trộn Xử lý hoá lý
Nƣớc thải xử lý
Nƣớc thải xử lý
Nƣớc thải công nghiệp nặng (Kim loại và chất độc cao) Hấp phụ sinh học
Qua sơ đồ này chúng ta thấy việc sử dụng sinh khối vi tảo đã kết hợp xử lý cả nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải công nghiệp chứa kim loại nặng.
Sử dụng sinh khối vi tảo để loại bỏ kim loại nặng là một hƣớng công nghệ có nhiều tiềm năng. Tuy nhiên còn rất nhiều thách thức phải vƣợt qua để có thể hình thành và làm chủ đƣợc công nghệ này. Cần có nhiều sự quan tâm hơn nữa của các khoa học cũng nhƣ các nhà quản lý đối với lĩnh vực nghiên cứu đang còn mới mẻ này.
2.5.3. Ứng dụng trong y học
Các yếu tố cấu tạo nên tảo lam gồm 75% là chất hữu cơ và 25% là khoáng chất. Vì thế tảo chứa các chất căn bản trong việc trị liệu.
Hình 2.7. Các sản phẩm từ tảo trong y học[42,43]
Các đặc tính trị bệnh của tảo rất nhiều nhƣ tái bổ sung nƣớc, muối khoáng và dinh dƣỡng cho cơ thể. Thời gian ngâm mình trong nƣớc tảo thƣờng kéo dài khoảng 20 phút. Ngoài ra ngƣời ta thƣờng dùng tảo lam dƣới dạng cao dán nóng đắp lên toàn cơ thể hay trên những vùng đặc biệt trong 30 phút.
Trong các trƣờng hợp khác, ngƣời ta xoa bóp thân thể với dƣợc liệu là tảo, có tác dụng làm dịu làn da hoặc dùng cả trong việc mát xa mặt. Chất chiết từ tảo lam đƣợc dùng làm chất tá dƣợc bao viên thuốc, thuốc sủi hoặc thuốc viên nang
và cả những loại thuốc không tan trong dạ dày, chỉ phóng thích hoạt chất ở ruột non. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ngoài ra tảo lam còn đƣợc nghiên cứu làm thuốc cầm máu và sát trùng. Sau sự kiện này hàng loạt tập đoàn dƣợc phẩm thế giới đã nhảy vào phát triển tảo thành thuốc. Hiện nay loài tảo này đã đƣợc trồng ở nhiều nƣớc nhƣ Mỹ, Nhật, Thái Lan, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp, Nigiêria, Nam Phi, Kênya.
2.5.4. Ứng dụng trong mỹ phẩm
Trong mỹ phẩm tảo lam làm phóng thích các hoạt chất tác động hiệu quả trong nƣớc tắm, trong kem xoa mặt và toàn thân nhờ hàm lƣợng magie và kali cao, là thành trì giúp cơ thể chống lại các khối u xơ ở cơ bắp. Chất chiết từ tảo còn đƣợc sử dụng trong một số sản phẩm nhƣ thuốc đắp, thuốc làm mặt nạ, kem hoặc để dùng tắm trong liệu pháp biển.
Hình 2.8. Các sản phẩm từ tảo trong mỹ phẩm[39,40] 2.6. Kỹ thuật sản xuất nƣớc giải khát
2.6.1 Khái niệm về nƣớc giải khát:
Nƣớc giải khát là nƣớc uống đóng chai hoặc đồ uống đƣợc pha chế từ nƣớc với các chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp.
2.6.2 Quy trình sản xuất nƣớc giải khát:
2.6.2.1 Nguyên liệu:
Nƣớc: là nguyên liệu chính trong sản xuất nƣớc giải khát, vì vậy các tiêu chuẩn cho nƣớc đƣợc tuân thủ nghiêm ngặt.
Đƣờng saccharose hoặc glucose : lựa chọn loại đƣờng khi đƣa vào cơ thể dễ hấp thu, mặt khác dễ hoà tan.
Chất bảo quản: Muối benzoat, axit benzoit có tác dụng ức chế hoặc khử hoạt tính của enzym, làm ngừng các quá trình trao đổi chất trong tế bào vi sinh.
Phá vỡ tế bào Saccharose Nƣớc Axit Citric Nấu syrup Làm nguội Lọc Chất bảo quản, hƣơng liệu chất còn lại Cặn Thu dịch lọc Phối trộn Xử lý hoàn thiện Thanh trùng Sản phẩm Bài khí Rót chai Phá vỡ tế bào Spirulina Ly tâm, lọc
Axit citric: dùng để điều chỉnh pH và tạo vị. Ngoài ra còn có tác dụng nhƣ một chất xúc tác cho quá trình nghịch đảo đƣờng tạo đƣờng khử, tăng độ ngọt và chống sự kết tinh.
2.6.2.2 Diễn giải quy trình công nghệ:
- Hoà tan đƣờng: Đƣờng trƣớc khi đƣa vào nƣớc uống phải đƣợc hoà tan bằng hệ thống khuấy sục để tạo thành dung dịch syrup, nhiệt độ của dịch syrup từ 50 – 600C nấu trong thời gian 20 – 30 phút nhằm tránh hiện tƣợng lại đƣờng.
- Lọc syrup: Sử dụng lọc thô hoặc lọc tinh nhằm tách các tạp chất.
- Phá vỡ tế bào Spirulina: Sinh khối Spirulina đƣợc phá vỡ bằng phƣơng pháp sốc nhiệt (PPVL) hoặc thẩm tích (PPKT) nhằm thu đƣợc lƣợng dịch chứa hàm lƣợng protein tối đa.
- Phối trộn: Các thành phần sẽ đƣợc đƣa vào phối trộn và bổ sung chất phụ gia, sử dụng thiết bị phối trộn cơ học, nhiệt độ trong quá trình phối trộn 50 – 600C.
- Thanh trùng: Dung dịch đƣợc đƣa vào thanh trùng ở nhiệt độ 500C trong thời gian 30 phút.
- Bài khí: Hạn chế ảnh hƣởng xấu đến sản phẩm trong quá trình bảo quản, làm tăng hiệu quả truyền nhiệt.
2.6.3. Kỹ thuật sản xuất nƣớc khoáng Vĩnh Hảo
Sơ đồ: Sản xuất nước khoáng Vĩnh Hảo.
2.6.4. Kỹ thuật sản xuất nƣớc tinh khiết
Nƣớc tinh khiết đƣợc khai thác từ nguồn nƣớc ngầm, đảm bảo độ tinh khiết nhờ đƣợc xử lý qua hệ thống thẩm thấu ngƣợc và ozon. Thanh trùng bằng tia cực tím.
2.6.5. Kỹ thuật sản xuất rƣợu trái cây
Hỗn hợp trái cây đƣợc cho phối trộn với đƣờng và ủ ở nhiệt độ bình thƣờng. Sau 10 – 15 ngày lên men tạo sản phẩm rƣợu.
Bơm trực tiếp nƣớc từ nguồn
Lọc tinh Chiết rút
Chuyển vào nhà máy Lọc thô Chai Khử trùng Súc rửa Sấy Đóng chai Dán nhãn Thành phẩm Kiểm tra chất lƣợng
Chƣơng 3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
3.1. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 3.1.1. Thời gian: Từ 4/2007 – 8/2007.
3.1.2. Địa điểm: Chi cục Đo lƣờng Tiêu chuẩn Chất lƣợng tỉnh Bình Thuận, đƣờng Nguyễn Hội, Tp.Phan Thiết đƣờng Nguyễn Hội, Tp.Phan Thiết
3.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Nguồn sinh khối vi khuẩn lam Spirulina platensis đƣợc sản xuất bởi sản phẩm thƣơng mại của Công ty Vĩnh Hảo.
3.3. Đối tƣợng nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: Vi khuẩn lam Spirulina Platensis.
- Đối tƣợng thử nghiệm: Nƣớc khoáng, nƣớc tinh khiết - Aquafina, rƣợu trái cây. 3.4. Vật liệu 3.4.1. Thiết bị - Máy cất đạm. - Ống chuẩn độ. - Lò nung. - Lò siêu âm. - Tủ hút. - Tủ sấy. - Nồi hấp khử trùng. - Máy đo OD. - Cân điện tử. - Máy lắc.
3.4.2. Hoá chất
- Axit H2SO4 đậm đặc, axit ascorbic, axit nitric. - Muối Na2CO3, CuSO4.
- Hỗn hợp thuốc thử methyl đỏ và xanh.
- Hỗn hợp xúc tác CuSO4/K2SO4, nƣớc cất, NaOH, thuốc thử Folin.