Trên thế giới:
- Châu Phi: Hồ Tchad - Trung Phi, Congo, Ethiopia, Nam Phi...
- Châu Mỹ: thung lũng Imperial thuộc bang California, nông trại Hwaii... - Châu Á: trang trại Twin Tauong (Myanmar), công ty tảo Siam (Thái
Lan), trang trại Chenhai (Trung Quốc). Ở Việt Nam: được nuôi trồng tại:
- Công ty cổ phần nước khoáng Vĩnh Hảo (Bình Thuận) - Châu Cát, Lòng Sông (Thuận Hải).
- Suối Nghệ (Đồng Nai). - Đak Min (ĐakLak).
- Một số cơ sở ở Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh. 1.1.2.3Đặc điểm, cấu tạo của tảo spirulina [3] Spirulina thuộc: Ngành: Cyanophyta Lớp: Cyanophyceae Bộ: Oscillatoriales Họ: Oscillatoriaceae (Nostocales) Chi: Spirulina turpin
- Spirulina platensis – nguồn gốc Nam Mỹ.
- Spirulina maximar/ Spirulina geitleri – nguồn gốc Châu Phi.
Cấu tạo
- Spirulina có cấu trúc nhu mô đơn giản, giống vi khuẩn : không có ty thể,
không có nhân rõ ràng.
- Màng tế bào không chứa cellulose mà là monopolysaccharid khá mềm và dễ hấp thu.
- Không có ty thể nhưng có hạt Cyanophysin là nơi xảy ra quá trình hô hấp cho tế bào.
- Có ribosome phân bố trong nguyên sinh chất.
- Có chứa sắc tố quang hợp phycocyanin màu xanh, chất diệp lục nằm trong nguyên sinh chất.
- Không có lớp màng nhầy bao phủ tế bào như các loài khác cùng ngành tảo lam, mà chỉ được bao phủ bởi lớp vỏ của nó.
Đặc điểm
- Tảo Spirulina được cấu tạo từ một sợi đa bào, mỗi tế bào của sợi có chiều rộng 5µm, dài 2mm, có dạng xoắn lò xo khoảng 5÷7 vòng đều nhau không phân nhánh. Đường kính xoắn khoảng 35÷50 µm, bước xoắn 60 µm, chiều dài thay đổi có thể đạt 0,25mm.
- Có khả năng di động, được thực hiện bởi các lông ở sườn bên cơ thể, là các sợi có đường kính 5÷7nm, dài 1÷2µm nằm xung quanh cơ thể. Các lông này hoạt động như tay chèo giúp vi khuẩn lam hoạt động.
- Spirulina có khả năng tạo ra các không bào khí nhỏ, đường kính khoảng
70nm và được cấu trúc từ những sợi protein bện lại. Không bào khí sẽ nạp đầy khí khi sợi Spirulina muốn nổi lên bề mặt nhận ánh sáng để tiến hành quang hợp. Đến cuối ngày là lúc tế bào tạo ra một lượng lớn cacbonhydrate, lúc đó các tế bào tụ tập
lại và tạo ra một áp suất thẩm thấu cao bên trong, sau đó các không bào khí không thể duy trì áp suất thẩm thấu trong tế bào và chúng sẽ vỡ ra, và các khí nén được hấp thụ bởi dịch xung quanh. Bây giờ các sợi chìm xuống đáy và tại đây xảy ra quá trình chuyển hóa cacbonhydrate thành protein.
- Nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng là 350C (32÷400C)
- Ánh sáng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của tảo. Nếu chiếu sáng liên tục (24/24h) thì năng suất của tảo cao nhất.
- Tảo Spirulina chịu được pH cao từ 8,5÷11, ở đó vi khuẩn gây bệnh cho người khó phát triển.
- Tảo Spirulina có hình thức là sinh sản vô tính. Trong thời kì sinh sản
Spirulina nhạt màu, ít sắc tố xanh hơn bình thường.
- Vòng đời của Spirulina đơn giản, trong điều kiện tối ưu nuôi trong phòng thí nghiệm thì vòng đời khoảng 1 ngày, còn ở điều kiện tự nhiên khoảng 3÷5 ngày.
1.1.2.4 Thành phần dinh dưỡng của tảo Spirulina [11]
Spirulina là một loại thực phẩm dinh dưỡng hoàn hảo, chứa hơn 50 vi chất
dinh dưỡng, nhiều hơn bất kì loại thức ăn, rau xanh, quả hạt hay các loại thảo dược khác.
Spirulina chứa hơn 60% protein, cao hơn thịt bò (18%), gia cầm (19%), sữa
tươi (3,7%), trứng (14%). Đặc biệt protein trong tảo Spirulina là tổng hợp của hơn 18 loại acid amin và tất cả đều dễ tiêu hóa do bản chất là đạm thực vật. Bên cạnh đó, Spirulina còn là nguồn bổ sung nhiều loại vitamine như vitamine A, E, vitamine nhóm B... với hàm lượng B12 gấp đôi gan bò, lượng beta-caroten gấp 20 lần cà rốt, lượng vitamine E gấp đôi trong mầm lúa mì. Giàu khoáng chất cần thiết cho cơ thể như kali, canxi, magiê, sắt, kẽm...và giàu các acid béo thiết yếu. Ngoài ra, Spirulina còn chứa nhiều chất chống lão hóa quan trọng như phycocyanin, chlorophyl và carotenoid...đã góp phần làm Spirulina hoàn toàn khác biệt so với các thực phẩm
thiên nhiên khác.
Bảng 1.10 BẢNG PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN CỦA TẢO SPIRULINA PHÂN TÍCH TỔNG HỢP Protein 55÷70% Hydrat cacbon 15÷25% Lipit 06÷08% Khoáng chất (tro) 07÷13% Chất xơ 08÷10% VITAMINE Vitamine Mỗi 100g Vitamine A 230000 IU Beta-caroten 140mg Vitamine B1 3,5 mg Vitamine B2 4,0 mg Vitamine B3 14 mg Vitamine B6 0,8 mg Vitamine B12 0,2 mg Folate 10mcg Acid Pantothenic 0,1mg Vitamine D 120000 IU Vitamine E 10mg Vitamine K 2mg Biotin 5mcg Inositol 64mg
KHOÁNG CHẤT Khoáng chất Mỗi 100g Canxi 700 mg Sắt 150 mg Phot pho 800 mg Magiê 400 mg Kẽm 30 mg Selen 100 mcg Copper 1,2 mg Mangan 50 mg Crom 250 mcg Natri 900 mg Kali 1,4 g Germani 600 mcg DIỆP LỤC TỐ
Diệp lục tố Màu sắc Mỗi 100g
Phycocyanin Xanh 14000 mg
Chlorophyl Xanh lục 1000 mg
ACID AMINE
Acid amine thiết yếu Mỗi 100g % tổng cộng
Isoleucine 3,5g 5,6% Leucine 5,4g 8,7% Lysine 2,9g 4,7% Methionine 1,4g 2,3% Phenylalanine 2,8g 4,5% Threonine 3,2g 5,2% Triptophan 0,9g 1,5% Valine 4,0g 6,5%
Acid amine thường Mỗi 100g % tổng cộng
Alanine 4,7g 7,6% Arginine 4,3g 6,9% Acid aspartic 6,1g 9,8% Cystine 0,6g 1,0% Acid glutamic 9,1g 14,6% Glycine 3,2g 5,2% Histidine 1,0g 1,6% Proline 2,7g 4,3% Serine 3,2g 5,2% Tyrosine 3,0g 4,8%
1.1.2.5 Tác dụng của tảo Spirulina[11]
1.1.2.5.1 Tính an toàn của Spirulina
Hơn 40 năm qua, tảo Spirulina đã được hơn 4000 nhà khoa học trên khắp thế giới nghiên cứu. Kết quả đều xác nhận rằng, tảo Spirulina có tính tinh khiết cao,
tuyệt đối không có chất độc hại hay phản ứng phụ nào, kể cả trường hợp sử dụng lâu dài. Là thực phẩm chức năng giúp tăng cường sức khỏe và gia tăng hệ miễn dịch với lượng dùng thường xuyên hàng ngày. Hơn nữa, Liên Hiệp Quốc (UN) và tổ chức Y tế thế giới (WHO) cũng xác nhận tảo Spirulina là một loại thực phẩm lý
tưởng và an toàn cho người sử dụng.
Spirulina đã được chấp nhận và chứng nhận bởi các viện nghiên cứu hàng đầu trên thế giới như:
- 1967: “Hội thảo quốc tế về vi trùng học ứng dụng” đã thông báo rằng “Spirulina được xem là nguồn thực phẩm quan trọng của tương lai để ngừa nhiễm trùng”.
- 1974: FAO (Tổ chức Lương Nông thế giới) đã giới thiệu rằng “Spirulina là thực phẩm tốt nhất cho tương lai”.
- 1974: UN (Liên Hiệp Quốc) đã thông báo trong hội thảo Thực phẩm thế giới rằng “ Spirulina là thực phẩm lý tưởng nhất cho con người”.
- 1981: FDA (Cơ quan quản lý Thực - Dược phẩm của Mỹ) đã xác nhận rằng “Spirulina là thực phẩm an toàn và bổ dưỡng mà không có tác dụng phụ”. - 1983: IFE (Triển lãm thực phẩm quốc tế) được tổ chức tại Đông Đức đã trao
giải thưởng “ Thực phẩm thiên nhiên tốt nhất cho Spirulina”.
- 1992: WHO (tổ chức Y tế thế giới) đã gới thiệu rằng “Spirulina là sản phẩm khỏe mạnh của thế kỷ XXI”
1.1.2.5.2 Lợi ích khi sử dụng Spirulina
Spirulina tăng cường hệ miễn dịch
Trong nhiều năm qua, thực tế cho thấy những người sử dụng Spirulina ít bị cảm lạnh, cảm cúm hơn, triệu chứng cũng mau hết hơn nếu mắc phải, những vết thương mau lành hơn và sớm hồi phục hơn.
Ngoài ra, các nhà khoa học khám phá rằng Spirulina không chỉ kích thích hệ miễn dịch mà còn tăng cường khả năng tạo các tế bào máu mới trong cơ thể, lượng bạch cầu tăng lên, hoạt động tích cực hơn và diệt khuẩn hiệu quả hơn. Những vi chất dinh dưỡng giúp tăng cường hệ miễn dịch là beta-caroten, phycocyanine và polysaccharid có trong Spirulina.
Spirulina tăng cường hệ tim mạch và hạ thấp lượng cholesterol trong máu.
Những nghiên cứu khoa học ở Nhật và Ấn Độ đã cho thấy sử dụng vài gram
Spirulina hàng ngày có thể hạ thấp lượng cholesterol trong máu, Spirulina sẽ làm
giảm lượng cholesterol xấu (LDL) và tăng lượng cholesterol tốt (HDL). Spirulina tăng cường chống lão hóa và ngừa ung thư.
Những chất dinh dưỡng chống oxy hóa giúp kích thích hệ miễn dịch giúp bảo vệ cơ thể khỏi bệnh ung thư, làm chậm tiến trình lão hóa. Những vitamine chống oxi hóa, lão hóa và ngừa ung thư là beta-caroten, vitamine E, sắc tố Chlorophyl và Phycocyanine. Những khoáng chất chống oxy hóa là selenium, mangan, kẽm, sắt, và crom hình thành các men chống oxy hóa trong cơ thể. Các nhà khoa học Trung Quốc cũng đã tìm ra chất polysaccharid cũng có đặc tính chống oxy hóa và ngừa ung thư.
Spirulina tăng cường khả năng tiêu hóa.
Spirulina hạn chế những vi khuẩn có hại như E.coli, nấm Cadida và kích
thích những lợi khuẩn như Lactobacillus và Bifido. Các lợi khuẩn là nền tảng cho
một sức khỏe tốt và khả năng hấp thụ dưỡng chất từ thực phẩm mà chúng ta ăn, giúp ngăn ngừa sự nhiễm khuẩn.
Spirulina tăng cường khả năng tiêu độc cho cơ thể.
Tại Nhật Bản, các nhà khoa học phát hiện ra rằng Spirulina làm giảm sự
nhiễm độc của thận do thủy ngân, kim loại nặng và các loại thuốc khác gây ra. Ngày nay, chúng ta đang phải đối mặt với chất độc chứa trong không khí, nước, thức ăn. Cơ thể chúng ta cần phải liên tục loại bỏ những chất độc tích tụ không mong muốn này. Spirulina với thành phần kết hợp độc đáo các vi chất dinh dưỡng bao gồm chlorophyl, phycocyanine, polysaccharid có thể hỗ trợ tích cực quá trình tiêu độc cho cơ thể.
1.1.2.6 Các nghiên cứu về tảo Spirulina [12]
Các nghiên cứu về tảo Spirulina ở nước ta bắt đầu từ năm 70 sau khi cố giáo sư Nguyễn Hữu Thước du nhập tảo từ viện Pasteur Paris về Việt Nam. Ông đã triển khai đề tài "Nghiên cứu thăm dò khả năng nuôi trồng đại trà tảo Spirulina được du nhập từ Cộng Hòa Pháp". Cũng trong thời gian đó đề tài cấp thành phố của Bác sĩ Nguyễn Thị Kim Hưng (TP.HCM) và cộng sự với đề tài" Nghiên cứu sản xuất và sử dụng thức ăn có tảo Spirulina trong dinh dưỡng điều trị". Các sản phẩm được chế biến từ tảo Spirulina tại Việt Nam cũng đã xuất hiện ngày càng nhiều và đa dạng. Trước đây đã từng có bột dinh dưỡng Enalac, Sonalac (5% tảo), viên nang Linaforce của trung tâm dinh dưỡng TP.HCM, Lactogyl và Linavina của xí nghiệp Dược 24 TP.HCM ( công ty cổ phần hóa dược phẩm Mekofa), viên Spirulina của
công ty nước suối Vĩnh Hảo. Nay đã có 5 sản phẩm Spir@ của công ty DETECH (Viện Khoa học và Công Nghệ Việt Nam) được Cục An toàn vệ sinh thực phẩm- Bộ Y tế cấp giấy phép lưu hành trên thị trường.
- Spir@ B (tảo bồi bổ) tảo xoắn Spirulina dùng cho người suy dinh dưỡng, người mới ốm đậy cần bồi bổ phục hồi sức khỏe.
- Spir@ HA (tảo điều hòa huyết áp) tảo xoắn Spirulina kết hợp tinh chất hoa
hòe, hoa cúc dùng cho người bị tăng huyết áp, giảm stress và tăng cường trí nhớ cho người già.
- Dia-Spir@ (tảo phòng chống tiểu đường) tảo xoắn Spirulina kết hợp
vitamine, khoáng chất dùng cho người bệnh đái tháo đường.
- Spir@ Cid (tảo phòng chống ung thư) tinh nghệ nguyên chất kết hợp với tảo
xoắn Spirulina, cao hạt nho dùng hỗ trợ cho việc phòng và chữa bệnh ung
thư.
Hình 1.4 Một số hình ảnh sản phẩm từ tảo Spirulina
Viên tảo Spirulina
1.2. TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA 1.2.1. Khái niệm về sữa chua [5] 1.2.1. Khái niệm về sữa chua [5]
Sữa chua (hay Yaourt) là sản phẩm lên men lactic nhờ vi khuẩn lactic. Trong quá trình lên men, casein trong sữa đông tụ, vi khuẩn lactic phát triển làm cho sữa chua có vị chua dịu, vị béo hài hòa, có tác dụng rất tốt đối với sức khỏe con người. Ngoài việc cung cấp các dưỡng chất cần thiết cho cơ thể sữa chua còn biết đến với tính chất kháng một số bệnh như ung thư, chống lão hóa, tăng cường tiêu hóa...
Trên thị trường hiện nay, sản phẩm sữa chua rất đa dạng về chủng loại. Cấu trúc và mùi vị của sữa chua luôn được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu và thói quen sử dụng của khách hàng tại các nước khác nhau. Ở các nước Tây Âu, sữa chua được sử dụng khá phổ biến từ đầu thế kỷ XX. Trạng thái, mùi vị của sữa chua có khác nhau ở mỗi vùng, đặc biệt độ đặc hoặc loãng phụ thuộc vào thị hiếu của mỗi nước.
Sản phẩm sữa chua có thể được phân loại như sau:
Sữa chua truyền thống (set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất sữa chua truyền thống, sữa nguyên liệu khi được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm.
Sữa chua dạng khuấy (stirred type): Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học. Trong quy trình sản xuất sữa chua dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lý và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Sữa chua dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như sữa chua truyền thống.
Sữa chua uống hay sữa chua dạng lỏng (drinking type): Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sản phẩm có dạng
lỏng, khi sử dụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sản phẩm sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm.
Sữa chua lạnh đông (frozen type): Quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ được đưa đi xử lý và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói.
Sữa chua cô đặc (concentrated yaourt) : còn có tên gọi là strained yaourt hay labneh. Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và đóng gói sản phẩm. Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm.
Mặt khác phân loại yaourt dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm. Lượng chất béo trong yaourt có thể dao động từ 0÷10%, thông thường là từ 0,5÷3,5%. Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO) và tổ chức Nông Lương (FAO), sản phẩm yaourt có thể chia thành 3 nhóm sau:
Yaourt béo (fat yaourt): Hàm lượng chất béo sản phẩm không thấp hơn 3%. Yaourt “bán gầy” (partially skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0,5÷3%.
Yaourt gầy (skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5%.
1.2.2 Vi khuẩn lactic và quá trình lên men lactic trong sữa chua [4],[5], [7] 1.2.2.1. Lịch sử của quá trình lên men lactic [7] 1.2.2.1. Lịch sử của quá trình lên men lactic [7]
Theo nhiều tài liệu thì lên men lactic có thể được hình thành từ trước khi sự xuất hiện cuộc sống loài người trên mặt đất (Buchta, 1983). Trong quá trình tồn tại và phát triển, con người đã sử dụng các đặc tính bảo quản và chế biến thực phẩm của vi khuẩn lactic trong sinh hoạt hàng ngày. Năm 1975, các nhà khảo cổ đã phát
hiện các lát bánh mì hóa thạch có niên đại vào khoảng 3560 đến 3548 trước Công nguyên tại vùng hồ Biel, Thụy Sỹ dựa trên các căn cứ về cấu trúc, kích cỡ, sự phân bố, người ta đã thấy sự miêu tả quá trình làm lên men từ bột mì. Ngày nay, mặc dù đã trải qua hàng nghìn năm nhưng các loại bánh làm theo kiểu này hiện vẫn còn tồn tại và phát triển tại Châu Âu, Bắc Mỹ (Cherl- Ho Lee, 1991). Từ lâu đời nay các hạt ngũ cốc lên men được sử dụng như một thói quen truyền thống ở các nước Châu Phi và Ấn Độ (Souane, 1991). H.J. Nisen và các cộng sự năm 1990 đã cho rằng một số sách cổ khoảng trên 3000 năm trước công nguyên ở vùng Uruk, Warka (Irac) có chứa những thông tin về các sản phẩm lên men. Hiện nay, ở nhiều gia đình có kinh nghiệm áp dụng các phương pháp lên men tự nhiên các chất hữu cơ động thực vật bằng các vi khuẩn sinh acid lactic để sản xuất các sản phẩm thực phẩm.
Các khám phá mang tính khoa học về lên men lactic được khởi đầu dựa trên những đặc điểm về hóa học và tính khác biệt của acid lactic từ các loại sữa lên men