Đặc điểm sinh lý, sinh hóa và thành phần dinh dưỡn- 123docz.net

Spirulina

1.4.2.1 Đặc điểm sinh lý

Tảo lam Spirulina có thể phân bố rộng rãi trong đất, nước ngọt, nước lợ, nước mặn và cả trong những suối nước nóng. Ngoài hàm lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho tảo là nguồn cacbon và nguồn nitơ, photpho, sinh trưởng của loài tảo này còn chịu ảnh hưởng bởi một số yếu tố vật lý như sau:

+/ Yếu tố nhiệt độ: Sinh trưởng của Spirulina đạt tối ưu ở 35 – 370C trong điều kiện phòng thí nghiệm. Spirulina phát triển rất chậm dưới 250C. Ở những nguồn nước có nhiệt độ 450C hay những suối nước nước nóng có nhiệt độ 600C vẫn thấy sự hiện diện của tảo này [82].

+/ Yếu tố ánh sáng: Tảo Spirulina ít bị chi phối bởi chu kì sáng tối. Cường độ ánh sáng thích hợp nhất cho Spirulina phát triển nằm trong khoảng 25 – 30 klux.

+/ Yếu tố pH: Spirulina phát triển trong khoảng pH từ 8,3 – 11. Tuy nhiên, pH của môi trường tối ưu cho sinh trưởng và phát triển của tảo là từ 8,5 – 9. Tại khoảng pH này, nguồn cacbon vô cơ được đồng hóa nhiều nhất [30].

Chu kì phát triển của tảo Spirulina rất ngắn, thời gian thế hệ chỉ kéo dài trong 24 giờ. Tảo lam Spirulina có hai hình thức sinh sản:

+/ Sinh sản sinh dưỡng: Hình thức sinh sản này được thực hiện bằng cách đứt từng khúc trên sợi tảo;

+/ Sinh sản vô tính: Spirulina sinh sản vô tính bằng cách tạo bào tử khi điều kiện sống không thuận lợi [13].

1.4.2.2 Đặc điểm sinh hóa

Đặc điểm sinh hóa nổi bật của Spirulina là có hàm lượng protein rất cao, chiếm khoảng 50 – 70% trọng lượng của tế bào, trong khi các thực phẩm được coi là giàu đạm như đậu đỗ, thịt, phomat cũng chỉ có 20% đạm. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng đạm trong Spirulina hoàn toàn không có hại. Và cũng khác với các loại đạm

khác, đạm trong Spirulina rất dễ hấp thụ do các axit amin hầu như ở dạng tự do. Tỷ lệ hấp thụ đạm trong Spirulina là hơn 90% [73].

Thành phần hóa học của tảo Spirulina so với % trọng lượng khô (TLK) như sau: protein tổng số 50 – 70%; gluxit 13 – 16%; lipit 7 – 8%; axit nucleic 4,29%; chlorophylla 0,76%; carotenoit 0,23%; tro 4 – 5%. Tuy nhiên, thành phần sinh hóa của tảo Spirulina thay đổi tùy thuộc vào điều kiện nuôi trồng [13].

Protein của tảo Spirulina chứa hầu hết các loại axit amin thay thế và không thay thế, tỉ lệ của các axit amin này khá cân đối. Tổ chức lương thực thực phẩm thế giới (FAO) đã công nhận loại tảo này là nguồn thực phẩm chức năng bổ sung cho người rất tốt [17]. Trong số các axit amin trong tảo có 4 loại axit amin không thể thay thế quan trọng sau: lyzin, methionin, phenylanalin, tryptophan (là nguyên liệu gốc để tổng hợp vitamin B3). Không chỉ cung cấp các axit amin không thể thay thế, tảo Spirulina còn là nguồn cung cấp các axit béo không bão hòa quan trọng mà cơ thể không thể tự tổng hợp được, trong đó đặc biệt quan trọng là các axit γ –linolenic

khiến cho Spirulina trở thành một loại thực phẩm có giá trị chống suy dinh dưỡng và chống béo phì. Các carotenoit chính ở Spirulina là oscillaxanthin, mycoxanthophyll, zeaxanthin, hydro-echinenon, β-carotene, β-crytoxanthin, echinenon. Các lipit chủ yếu của Spirulina là mono-di-galactosyldiglycerrid và phosphatidyglycerol [7].

Đặc biệt, tảo Spirulina là loại thực vật chứa hàm lượng β-carotene (tiền Vitamin A) cao nhất, gấp 10 hàm lượng β-carotene có trong cà rốt, được biết đến như loại rau quả thông dụng giàu β-carotene nhất trong thực phẩm hàng ngày [35]. β- carotene trong Spirulina là chất chống ôxy hóa mạnh nhất, giúp tiêu diệt các gốc tự do là nguyên nhân của bệnh tật và gây chết. Dùng liều cao β-carotene trong khẩu phần dinh dưỡng hàng ngày sẽ phòng chống rất hiệu quả các dạng ung thư [42].

Tảo Spirulina còn có vitamin thuộc nhóm B – loại vitamin rất cần thiết cho hoạt động của các cơ, hệ tiêu hóa, rất tốt cho mắt, gan, da, vòm miệng, tóc, giúp điều hòa hệ thần kinh, điều chỉnh lượng cholesterol trong máu. Trong tảo Spirulina còn có

sắc tố màu lam phycocyanil, không tồn tại trong bất kỳ thực phẩm nào khác. Phycocyanil giúp ổn định quá trình trao đổi chất và tăng cường hệ miễn dịch, hỗ trợ

hoạt động của gan trong các trường hợp phải điều trị bằng nhiều loại thuốc. Kết hợp cùng với các vitamin, phycocyanil được sử dụng trong điều chế các dược phẩm điều trị ung thư [74].

1.4.2.3 Thành phần dinh dưỡng

Năm 1964, nhà thực vật học người Bỉ đã phát hiện ra một bộ tộc thổ dân ở châu Phi có nhiều người già ở tuổi bách niên, hơn nữa họ hầu như không đau ốm, trong khi tuổi thọ trung bình của người dân châu Phi thời đó chỉ là 35. Nguyên nhân là do trong khẩu phần ăn hàng ngày của bộ tộc đó đều có một loại bánh màu xanh, hình thù tương tự như bánh mỳ dẹt. Những chiếc bánh này được làm từ loại rong vớt trên mặt hồ và sau đó được sấy khô dưới nắng. Loại tảo đó chính là Spirulina

platensis [72]. Hai mươi năm sau, vào những năm cuối thập kỷ tám mươi thế kỷ 20 -

nhiều giá trị dinh dưỡng và chức năng sinh học của tảo Spirulina đã được khám phá và công bố rộng rãi ở nhiều nước khác trên thế giới như Mỹ, Nhật, Canada, Mehico, Đài Loan…

Là một loại tảo quang tự dưỡng, Spirulina sử dụng CO2 và đồng hóa nitơ chủ yếu ở dạng NO3- và nhiều dạng nitơ khác như NH4+, NO2-, (NH2)CO dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Các thành phần dinh dưỡng trong tảo gồm có:

- Dinh dưỡng cacbon: Nguồn cacbon được sử dụng để nuôi cấy tảo Spirulina là CO2

và NaHCO3. Spirulina phát triển thuận lợi ở môi trường có HCO3- hơn CO32-. Khi tiến hành sục khí CO2 vào môi trường nuôi cần phải kết hợp với cung cấp muối bicacbonat để tạo pH thích hợp cho tảo phát triển. Trong thực tế nuôi trồng Spirulina, người ta thường bổ sung 16,8g/l NaHCO3 và sục khí CO2 1%, ở nhiệt độ 33-350C, cường độ ánh sáng 25 klux. Ngoài ra, tế bào tảo Spirulina platensis có thể sinh trưởng theo kiểu tạp dưỡng do có khả năng sử dụng đồng thời cacbon hữu cơ và vô cơ dưới tác dụng của ánh sáng [23].

- Dinh dưỡng nitơ: Các muối nitrat là nguồn nitơ thích hợp cho tảo Spirulina phát triển. Hàm lượng nitrat cho vào môi trường phải lớn hơn 100 mg/l. Urê cũng là nguồn nitơ thông dụng với nồng độ thường được sử dụng là 1,5 mg/l. Ngoài ra, axit

nitric cũng được sử dụng làm nguồn nitơ cho tảo Spirulina nhưng ở nồng độ thấp [13].

- Dinh dưỡng photpho: Photpho được tế bào tảo sử dụng để tổng hợp ATP, axit nucleic và các hợp chất cấu tạo khác. Năng suất của tảo Spirulina đạt tối đa ở nồng

độ photpho là 90 – 180 mg/l sau 14 ngày [21]. Nếu thiếu hoàn toàn photpho trong môi trường nuôi, quang hợp của tảo Spirulina giảm sau 14 ngày, còn sinh trưởng giảm sau 5 ngày [23].

- Dinh dưỡng khoáng: là nguồn dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của tảo. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

+/ Tảo Spirulina rất ưa muối. Trong môi trường ưu trương, hàm lượng kali có thể lên tới 5 g/l và natri có thể lên tới 18 g/l. Trong nuôi trồng tảo Spirulina, cần chú

ý đến tỉ lệ K/Na phải nhỏ hơn 5. Nếu tỉ lệ này lớn hơn 5, tảo sẽ bị chậm phát triển hoặc cấu trúc tảo sẽ bị phá vỡ.

+/ Mg đóng vai trò tương tự như photpho trong việc tổng hợp các polyphotphat. Canxi không ảnh hưởng rõ đến sinh trưởng của tảo.

+/ Fe ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và hàm lượng protein trong tảo. Tảo

Spirulina có thể sinh trưởng bình thường trong giới hạn nồng độ sắt khá rộng, từ 0,55

– 56 mg/l môi trường [21].

+/ Các nguyên tố vi lượng khác như Zn, Cu, Mn….không ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng protein, nhưng có ảnh hưởng tới một số thành phần vitamin của tảo

Spirulina [13].

Nhờ những đặc điểm về sinh hóa và thành phần dinh dưỡng mà tảo Spirulina được

coi là nguồn thực phẩm bổ sung rất tốt để chăm sóc và tăng cường sức khỏe cho con người ở mọi lứa tuổi. Bắt đầu từ việc đưa tảo Spirulina vào khẩu phần dinh dưỡng không thể thiếu cho các phi hành gia vũ trụ, các nhà thám hiểm và các lực lượng tác chiến cơ động trong quân đội, từ những năm 1980 đến nay, tảo Spirulina đã trở nên rất thông dụng trên toàn thế giới. Sau hơn 50 năm được sản xuất công nghiệp, Spirulina vẫn được coi là sản phẩm an toàn, sử dụng nhiều nhất trong nhóm bổ sung dinh dưỡng. Loài tảo này đang được nghiên cứu để sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm làm thức ăn bồi bổ sức khỏe, làm thuốc điều trị suy dinh dưỡng, thực phẩm chống béo phì. Axit béo gamma linolenic (GLA)

chứa trong tảo Spirulina rất cần thiết cho sức khỏe. Hiện nay các sản phẩm chứa Spirulina đã có mặt rộng rãi trên thị trường như bột dinh dưỡng Enalac, Linafort, Supermilk…Ngoài dạng thực phẩm quen thuộc, tảo Spirulina còn có mặt trên thị trường dưới dạng dược phẩm như Linavina (Mekophar), viên bọc đường hoặc viên nang dùng bổ sung dinh dưỡng cho những người cần cung cấp protein khi đang điều trị viêm gan, xơ gan, tiểu đường hoặc loét dạ dày. Hình 2 minh họa một vài hình ảnh về Spirulina platensis trên thị trường dưới dạng dược phẩm. EMBED MSPhotoEd.3 § [Nguồn: HYPERLINK "http://en.wikipedia.org/wiki/Spirulina_(diet ary_supplement)" http://en.wikipedia.org/wiki/Spirulina_(dieta ry_supplement)] [Nguồn: HYPERLINK "http://www.la-boutique- bio.com/specials.php" http://www.la-boutique- bio.com/specials.php]

Hình 2. Hình ảnh về Spirulina platensis trên thị trường dưới dạng dược phẩm

Theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới WHO, tảo Spirulina có thể giúp con người phòng chống ít nhất là 70% các loại bệnh. Chính vì vậy, tảo Spirulina đã được EC khuyến cáo, được WHO và Bộ Y tế của nhiều quốc gia trên thế giới công nhận

không chỉ là nguồn thực phẩm sạch mà còn là giải pháp cho phòng và điều trị một số bệnh của thế kỉ 21 [88].

Đặc điểm sinh lý, sinh hóa và thành phần dinh dưỡng của tảo lam

Mục lục