LUẬN VĂN: BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

Chia sẻ: Lan Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

190
lượt xem 61
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH Đặt vấn đề Sữa chua đậu nành là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng. Trong sữa chua đậu nành có hơn 20 loại acid amin, trong đó có 8 loại acid amin thiết yếu cho cơ thể con người, bao gồm: leucine, isoleucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophane, valine. Các acid béo không no và hợp chất oligosaccharide trong đậu nành có tác dụng giảm và phòng chống nhiều bệnh: ung thư, tim mạch, bệnh thận,…[33] Nghiên cứu...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LUẬN VĂN: BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH ĐỀ TÀI BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA 1
HDĐT: Th.S Nguyễn Minh Khang GVHD: Th.S Võ Viết Phi SVTH : Nguyễn Thị Hoài Thương MSSV: 0607227 NIÊN KHÓA 2006– 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGUYỄN THỊ HOÀI THƯƠNG ĐỀ TÀI BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CỬ NHÂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM 2
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1. ThS. Nguyễn Minh Khang 2. ThS. Võ Viết Phi NIÊN KHÓA 2006 – 2010 3
4
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Sữa chua đậu nành là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng. Trong sữa chua đậu nành có hơn 20 loại acid amin, trong đó có 8 loại acid amin thiết yếu cho cơ thể con người, bao gồm: leucine, isoleucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophane, valine. Các acid béo không no và hợp chất oligosaccharide trong đậu nành có tác dụng giảm và phòng chống nhiều bệnh: ung thư, tim mạch, bệnh thận,…[33] Nghiên cứu cho thấy rằng dùng protein đậu nành, đặc biệt là isoflavone có thể có tác động tốt lên độ khoáng trong xương ở những phụ nữ mãn kinh mà không dùng Ostrogen thay thế. Ngoài ra, trong sữa chua chứa nhiều vi sinh vật hữu ích có lợi cho cơ thể với tác dụng: chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế rối loạn đường ruột, làm giảm tác dụng phụ khi sử dụng thuốc kháng sinh, làm tăng interferon, giảm viêm loét dạ dày, ngăn ngừa bệnh loãng xương, ...[26] Bột tảo Spirulina với thành phần giàu dinh dưỡng cho người và vật nuôi. Nhiều giá trị dinh dưỡng và chức năng sinh học của tảo Spirulina đã được khám phá và công bố rộng rãi không chỉ ở Pháp mà ở cả nhiều nước khác trên thế giới như Mỹ, Nhật, Canada, Mehico, Đài Loan…Việc ứng dụng tảo Spirulina vào công nghệ chế biến thực phẩm đã nghiên cứu ở các nước trên thế giới. Chính vì những lí do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: ”Bước đầu thử nghiệm sản xuất sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina” nhằm tạo ra sản phẩm mới đa dạng về cảm quan và có tác dụng bổ dưỡng. 1.2. Mục tiêu đề tài Tạo ra sản phẩm sữa chua đậu nành vừa có giá trị dinh dưỡng cao vừa chất lượng cảm quan tốt, đa dạng thực phẩm. 1.3. Nội dung đề tài. + Xây dựng đường cong sinh trưởng của Lactobacillus bulgaricus và Streptococus thermophilus trên môi trường MRS. + Khảo sát thời gian lên men bởi hỗn hợp sinh khối. + Khảo sát tỉ lệ giống cấy 5
+ Khảo sát hàm lượng đường saccharose bổ sung. + Tỉ lệ phối chế giữa đậu nành và sữa tươi. + Khảo sát hàm lượng chất ổn định bổ sung. + Khảo sát hàm lượng tảo bổ sung. + Khảo sát thời gian bảo quản. + Đưa ra quy trình sản xuất thử nghiệm sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina. + Kiểm tra an toàn vi sinh và phân tích dinh dưỡng sản phẩm. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan về đậu nành và sữa chua đậu nành 2.1.1. Lịch sử 6
Đậu nành được xem là một trong những cây trồng cổ nhất của nhân loại. Nó được trồng trên nhiều loại đất khác nhau và có phạm vi khí hậu rộng khắp, trải dài từ vùng nhiệt đới Brazil đến đảo Hokkaido đầy tuyết nằm ở phía bắc Nhật Bản. Các nhà khoa học đã sớm phát hiện giá trị sử dụng của đậu nành trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là ứng dụng trong thực phẩm. Vì vậy, đậu nành được lan rộng ngày càng nhiều trên khắp thế giới. [27] Yogurt tiếng Thổ Nhĩ Kỳ có nghĩa là sự lên men, là loại thực phẩm có lượng acid nhẹ được lên men bởi vi khuẩn lactic như: Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus. Cuối năm 1970 tại Mỹ, sản phẩm từ sữa đậu nành được gọi theo nhiều cách khác nhau: soymilk yogurt, soy yogurt, soyogurt, soygurt. Năm 1912 tại Pari, Li – Yu – Ying và Grand Voinnet đã chế biến thành công sữa đậu nành lên men. Các nghiên cứu của Wang và Konishi vào năm 1974, đã chứng minh chủng L.acidophilus thích hợp để chế biến sữa chua đậu nành. Năm 1977, Sterm, Hesseltine, Wang và Konishi đã sử dụng giống sữa đậu sản xuất sữa chua đậu nành có vị ngon (pH = 4,2), có khả năng làm giảm đầy hơi. Đến năm 1981 tại Nhật Bản lần đầu tiên sản xuất sữa chua đậu nành số lượng lớn. [24] 2.1.2. Giới thiệu về cây đậu nành Hình 2.1. Cây đậu nành Hình 2.2. Hạt đậu nành 7
Cây đậu nành có tên khoa học là Glycine max (L) Merrill, thuộc họ Leguminosae, chủng Papilionoidae, là cây bụi nhỏ, cao trung bình 1m, có lông toàn thân. Lá có 3 chét hình bầu dục. Chùm lông mọc ở nách lá, bông có màu trắng hoặc tím. Trái có nhiều lông vàng, dài 3 – 4 cm, rộng 0,8 cm, mỗi trái có từ 3 – 5 hạt. Cây đậu nành là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn. [1] [20] Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt: · pH của đất trồng: 6,0 – 6,5. · Nhiệt độ: 25 – 30oC. · Lượng mưa: 500 – 700 mm. · Đất trồng có nhiều mùn hữu cơ với độ ẩm trung bình. · Thời kỳ trồng: cuối mùa xuân, đầu mùa hè. 2.1.3. Tính chất cơ lý và cấu trúc của hạt đậu nành [8] Tính chất cơ lý ảnh hưởng rất lớn đến quy trình chế biến cũng như chất lượng sản phẩm. Một số tính chất chủ yếu là: P Hình dáng: hạt đậu nành có hình dạng tròn, bầu dục, tròn dài, tròn dẹt…Tùy từng giống. P Độ lớn của hạt cũng rất khác nhau tùy đặc điểm của giống và kĩ thuật trồng trọt, thường từ 220 – 300g /1000 hạt. P Kích thước hạt: tùy thuộc vào giống và điều kiện canh tác. P Vỏ hạt nhẵn phần lớn màu vàng, một số có màu vàng đậm, xanh, nâu hoặc đen. Vỏ chỉ chiếm khoảng 8% khối lượng của hạt Cấu trúc hạt đậu nành gồm có 3 bộ phận chính: vỏ, trụ dưới lá mầm, lá mầm. PVỏ: là lớp ngoài cùng của hạt đậu nành. Vỏ hạt đậu nành có nhiều loại màu sắc và là yếu tố cho việc xác định giống đậu nành. Vỏ hạt có tác dụng bảo vệ phôi mầm chống lại nấm và vi khuẩn. PTrụ dưới lá mầm: là rễ mầm, phần sinh trưởng của hạt khi hạt nảy mầm. PLá mầm: gồm hai lá mầm tích trữ dinh dưỡng cho hạt. Nó chiếm phần lớn khối lượng của hạt, chứa hầu hết các protein, lipid của hạt, có màu xanh trước khi hạt chín, và chuyển thành màu vàng khi hạt chín. Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của các hợp phần trong hạt đậu nành Protein Glucid Lipid Khoáng Tổng (Nx6,25) ( Cả xơ) 8
Lá mầm 43,0 23 29 5,0 90 Vỏ 8,8 1 86 4,3 8 Trụ dưới lá 41,0 11 43 4,4 2 mầm Hạt nguyên 40,0 20 35 4,9 100 (Tính theo % so với khối lượng chất khô của hạt) [8] 2.1.4. Thành phần hóa học của hạt đậu nành So với các nguồn thực phẩm chính hiện nay, Đậu nành có nguồn protein cao so với trong các loại đậu, hạt khác; giàu chất béo, carbohydrate, các chất xơ, vitamins, chất khoáng giúp cho việc ngăn ngừa và chữa trị các bệnh mãn tính. Bảng 2.2. Thành phần hóa học các chất trong hạt đậu nành [24] Hàm lượng Thành phần Hàm lượng trung bình PROTEIN (%) 30 – 50 40 9
Alanine 1,49 – 1,87 1,69 Arginine 2,45 – 3,49 2,90 Aspartic acid 3,87 – 4,98 4,48 Glutamic acid 6,10 – 8,72 7,26 Glycine 1,88 – 2,02 1,69 Cysteine 0,56 – 0,66 0,60 Proline 1,88 – 2,61 2,02 Serine 1,81 – 2,32 2,07 AMINO ACID Histidine 0,89 – 1,08 1,04 (g/100g hạt) Isoleucine 1,46 – 2,12 1,76 Leucine 2,71 – 3,20 3,03 Lysine 2,35 – 2,86 2,58 Methionine 0,49 – 0,66 0,54 Phenylalanine 1,70 - 2,08 1,95 Threonine 1,33 – 1,79 1,58 Tryptophan 0,47 – 0,54 0,49 Tyrosine 1,12 – 1,62 1,43 Valine 1,52 – 2,24 1,83 LIPID (%) 12 – 30 20 Palmitic acid 4 - 23 11 ACID BÉO Stearic acid 3 - 30 4 ( %so với lipid Oleic acid 25 - 86 25 tổng) Linoleic acid 25 - 60 53 Linolenic acid 1 - 15 7 CARBOHYDRATE (%) 26 - 38 34 Sucrose 2,5 - 8,2 5,5 Raffinose 0,1 - 0,9 0,9 Stachyose 1,4 - 4,1 3,5 TRO (%) 4,61 - 5,94 5,0 VITAMIN Thiamine 6,26 - 6,85 10
(µg/g) Riboflavin 0,92 - 1,19 Vitamin E 10,9 - 28,4 ISOFLAVONE (%) 0,2 SAPONINS (%) 0,1 - 0,3 PHYTATE (%) 1,0 - 1,5 1,1 TRYPSIN INHIBITORS (mg/g) 16,7 - 27,2 22,3 PHYTOSTEROLS (mg/g) 0,3 - 0,6 2.1.4.1. Protein Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, Đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao, chứa đầy đủ 8 loại amino axit thiết yếu: tryptophan, threonine, isoleucine, valine, lysine, methionine, phenylalanine và leucine. Hàm lượng của các chất amino axit này tương đương với hàm lượng của các chất amino axit trứng gà đặc biệt là tryptophan gần gấp rưỡi của trứng. [5], [8]. Protein trong hạt Đậu nành chứa trên 38% tuỳ loại, hiện nay nhiều giống Đậu nành có hàm lượng protein đặc biệt cao tới 40-50%. Có những chế phẩm của Đậu nành tới 90-95% protein, đây là nguồn protein thực vật có giá trị cao, cung cấp cho con người. [6] Protein của Đậu nành dễ tiêu hoá, không có cholesterol và ít chất béo bão hoà. Hàm lượng protein của Đậu nành cũng cao hơn cả thịt cá. [5] Dựa vào chức năng sinh học ở thực vật, protein trong hạt đậu nành được chia làm 2 loại: protein chuyển hóa (metabolic protein) và protein dự trữ. Protein chuyển hóa gồm protein enzyme và protein cấu trúc. Protein dự trữ cùng với dầu dự trữ được tổng hợp trong quá trình phát triển của hạt đậu. Protein đậu nành chủ yếu là protein dự trữ. Hai loại protein dự trữ chính trong đậu nành là glycine (11S) và beta-conglycine (7S) chiếm khoảng 65 – 80% protein tổng trong hạt.[ 20], [ 24] Nếu phân loại theo tính tan trong nước, protein đậu nành chứa 85 – 95% globuline, một lượng nhỏ albumine, một lượng không đáng kể prolamine và glutelin. Khả năng hòa tan trong nước của protein đậu nành ảnh hưởng nhiều bởi pH. Khoảng 80% protein trong hạt đậu nành có thể được trích ly ở pH trung tính hoặc kiềm. pH đẳng điện của protein đậu nành là 4,2 – 4,6. [ 24] 11
Hình 2.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hòa tan của protein đậu nành Các chất phi dinh dưỡng trong thành phần protein đậu nành: trypsin inhibitors và hemagglutinins (lectins) [ 24] P Trypsin inhibitors là hợp chất không bền ở nhiệt độ cao. Chất này có khả năng kết hợp với trypsin làm trypsin không được hấp thu. Thiếu trypsin sẽ làm cơ thể chậm phát triển và ảnh hưởng nhiều đến các chức năng khác của cơ thể. Đậu nành chứa 2 loại trypsin inhibitors: Bowman – Brik inhibitor và Kunitz inhibitor P Lectin (hemagglutinins) là protein có khả năng kết dính các tế bào hồng cầu. Nó được xem là chất có độc tính cao, tuy nhiên nó cũng dễ dàng bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Các tính chất chức năng của protein đậu nành: hấp thụ và giữ nước, tạo gel, tạo kết cấu, tạo độ nhớt, tạo nhũ, tạo bọt. [24] P Khả năng hấp thụ và giữ nước của protein dựa trên tương tác giữa protein – protein và protein – nước. Nồng độ protein tăng, khả năng hấp thụ nước tăng. pH thay đổi thì sự tích điện của protein cũng thay đổi, ở pH đẳng điện sự hút nước là thấp nhất vì tương tác giữa protein – protein rất chặt chẽ, ở pH 7-9, sự hấp thụ và giữ nước càng tăng. Nhiệt độ tăng, khả năng hấp thụ nước giảm vì làm giảm liên kết hydro. PKhả năng tạo gel: Khi protein bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, các mạch polypeptide duỗi ra, tiến lại gần nhau, tiếp xúc và tạo nên mạng lưới không gian tương đối chặt và pha phân tán chứa trong nó. Các yếu tố tạo gel 12
+ Sử dụng nhiệt: Khi dịch sữa protein đậu nành có nồng độ cao được đun nóng ở pH trung tính, thì sẽ tạo gel. + Sử dụng pH đẳng điện: Protein tạo gel. + Sử dụng các muối của ion kim loại: Do liên kết giữa Ca2+ và nhóm carboxyl. PKhả năng tạo kết cấu: Protein đậu nành có khả năng tạo sợi tốt. Khi protein bị phân ly, chuỗi polypeptide duỗi mạch, vì vậy khi cho qua khuôn đúc, sẽ định hướng được các phân tử protein và các sợi hình thành. PKhả năng tạo độ nhớt: Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch gồm: pH, nhiệt độ, ion Ca2+… và nồng độ protein. PKhả năng tạo nhũ: Trong phân tử protein đậu nành có hai đầu ưa nước và ưa béo, nên có khả năng nhũ hóa với chất béo. PKhả năng tạo bọt: Khả năng tạo bọt là do sự khuếch tán protein đến bề mặt tiếp xúc giữa pha khí và nước. 2.1.4.2. Chất sinh tố và chất khoáng. Đậu nành rất giàu chất sinh tố và chất khoáng, chứa nhiều chất xơ rất tốt cho tiêu hoá. [31] Hạt Đậu nành chứa trung bình 8% nước, 4-5% chất vô cơ, trong đó rất nhiều Kali 2%, Natri 0,38%, Canxi 0,23%, photpho 0,65%, Magiê 0,24%, lưu huỳnh 0,45%. Đậu nành chứa các vitamin tan trong nước như: các vitamin B1, B2, B3, B6; vitamin PP và chứa các vitamin tan trong dầu như: vitamin A, vitamin D, vitamin E, vitamin K, vitamin F không có vitamin C. Các vitamin A và D xuất hiện khi hạt mới chín, sau đó bị men oxy hoá phá huỷ. Trong nhóm vitamin B, Đậu nành chứa lượng vitamin B1 gấp 3 lượng vitamin B1 trong sữa bột và trong bột những loại hạt Đậu khác.[2] 2.1.4.3. Chất béo và chất cholesterol. Đậu nành là thực phẩm nhiều protein nhưng lại ít calorit, ít chất béo bão hoà và hoàn toàn không có cholesterol. [26] Chất béo chiếm khoảng 15-20% có khi đạt tới 23%. Tỷ lệ phần trăm của các glyxerid axit béo: linolein 49,3%, olein 32%, linolenin 2%, panmitin 6,5%, stearin 4,2%, aracgidin 0,7%, lignoxerin 0,1% và 0,5% axit panmitoleic. [3] 2.1.4.4. Dầu đậu nành Dầu đậu nành thuộc loại dầu khô như dầu hạt lanh, chứa khoảng 14% chất béo bão hoà, 59% chất béo không bão hoà đa tính, 23% chất béo không bão hoà đơn tính. Trong số lượng chất béo không bão hòa đa tính 13
lại chứa 8% linoleic axit (omega – 3 - fatty acid), hiếm có trong các thực phẩm nguồn gốc thực vật. [3], [30] Trong dầu béo Đậu nành còn có photpholipit chủ yếu là lecitin 1-5%. Lecitine hoặc nằm trong dầu béo (tách ra bằng lạnh), hoặc còn nằm trong phần bã (tách ra bằng dung môi bay hơi). Ngoài ra dầu béo còn có các chất steron như: stigmasteron, sitosteron và một số sapogenon khác. [3] 2.1.4.5. Thành phần hoá thảo mộc trong Đậu nành Điều làm các nhà khoa học thích thú nhất trong những năm nghiên cứu gần đây là sự khám phá ra các hợp chất trong Đậu nành và những ứng dụng của chúng trong lĩnh vực y khoa trị liệu. Viện ung thư quốc gia Hoa Kì, viện đại học Havard, viện đại học Alabama, Minnesota, Helsinki và Finland đã thực hiện nhiều công trình khảo cứu khoa học để xác định những lợi ích của các hoá thảo Đậu nành. Họ đã thấy rằng sự tiêu thụ những chất này không những có khả năng ngăn ngừa mà còn có khả năng trị liệu một số bệnh như: bệnh đau tim, bệnh tai biến mạch máu não, ung thư vú, ung thư nhiếp hộ tuyến và ung thư kết tràng…[32] Protease inhibitor Năm 1980, Dr.Walter Troll thuộc trường Đại học Y khoa New York Medical Center đã khám phá ra trong nguyên sơ có khả năng ngăn cản không cho bệnh ung thư phát triển trên các loài động vật, do tác dụng của chất protease inhibitors. Tiếp sau đó, nhiều nhà khoa học đã khảo sát và thử nghiệm chất protease inhibitors Đậu nành trong phòng thí nghiệm và thấy rằng nó có tác dụng chống lại sự phát triển mầm ung thư kết tràng, ung thư phổi, ung thư miệng…[30],[32] Protease inhibitor ngăn ngừa sự tác động của một số gen di truyền gây nên chứng ung thư. Nó cũng bảo vệ các tế bào cơ thể không cho hư hại, gây nên bởi sự tác động của môi trường xung quanh như tia nắng, phóng xạ và các chất có thể tấn công ADN. [30],[32] Phytate [30],[32] Phytate là một hợp thể chất khoáng phosphorus và inositon. Các nhà khoa học đã chứng minh phytate không những có tác dụng ngăn ngừa mầm ung thư mà còn có khả năng ngăn ngừa bệnh tim mạch. Hai nhà nghiên cứu Drs.E.Graf và J. W.Eator cho thấy phytate đã liên tiếp ngăn cản bệnh ung thư kết tràng phát triển và không cho phát sinh mầm ung thư vú. Mặt khác phytate có tác dụng ngăn cản sự hấp thụ sắt trong ruột do đó bảo vệ chúng ta khỏi chứng có quá nhiều chất sắt, yếu tố nguy hại đến chứng nhồi máu cơ tim. Phytates hoạt động giống như chất antioxydant, vitamin C, Beta – carotin. Phytosterol [30],[32] 14
Phytosterol có liên hệ với cholesterol, tuy nhiên cholesterol chỉ có trong các thực phẩm động vật còn phytosterol chỉ có trong các thực phẩm rau đậu. Không giống như cholesterol, phytosterol có tác dụng ngăn ngừa các bệnh về tim mạch qua việc dành chỗ thẩm thấu qua ruột của cholesteron để vào máu. Do đó cholesterol không vào máu được mà phải bài tiết ra ngoài, lượng cholesterol trong máu giảm, mức độ giảm tuỳ từng cá thể . Phytosterol cũng có khả năng làm giảm sự phát triển các bướu ung thư kết tràng và chống lại ung thư da. Saponin Năm 2007 các nhà khoa học Hàn Quốc và Nhật Bản dùng bột Đậu nành đã khử dầu đem chiết xuất trong metanol, butanol 80%. Dịch chiết sau khi làm khô trong chân không đem định tính bằng sắc kí lớp mỏng, sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC và xác định cấu trúc bằng cách ghi phổ. Sau khi xác định thành phần saponin trong Đậu nành, các khoa học gia tiến hành thí nghiệm thử hoạt tính của saponin trên chuột đực 5 tuần tuổi bằng cách tiêm qua tĩnh mạch đuôi. Kết quả cho thấy saponin trong Đậu nành có tác dụng ngăn cản sự di căn của những tế bào ung thư. [14] Nhiều công trình nghiên cứu khác đã chỉ ra, saponin là một hợp chất có đặc tính giống như antioxydant. Saponin có khả năng trực tiếp ngăn cản sự phát triển ung thư kết tràng đồng thời làm giảm lượng cholesterol trong máu. Phenolic axit [30],[32] chống oxy hoá và phòng ngừa các nhiễm sắc thể AND khỏi bị tấn công bởi những tế bào ung thư. Lecithin [30],[32] Khi nghiên cứu thành phần hoạt chất trong Đậu nành các nhà khoa học đã nhận thấy, đạm chất Đậu nành có chứa 3% lecithin, đóng một vai trò quyết định trong việc kích thích sự biến dưỡng ở khắp các tế bào cơ thể. Lecithin có khả năng làm gia tăng trí nhớ bằng cách nuôi dưỡng tốt các tế bào não và hệ thần kinh, làm vững chắc các tuyến và tái tạo các mô tế bào cơ thể. Ngoài ra, lecithin có tác dụng cải thiện hệ thống tuần hoàn, bổ xương và tăng cường sức đề kháng. Khi hệ thần kinh thiếu năng lượng, chất lecithin ở Đậu nành sẽ phục hồi năng lượng đã mất. Browman – Birk Inhibitor (BBI): BBI là một hoá thảo mới nhất tìm thấy trong Đậu nành, có khả năng ngăn cản tiến trình phát triển mầm ung thư. [26] Omega – 3 fatty axit [30] Là loại chất béo không bão hoà có khả năng làm giảm lượng cholesterol xấu đồng thời làm gia tăng lượng cholesterol tốt trong máu. 15
Nhiều nghiên cứu khoa học đã xác nhận tiêu thụ nhiều Omega – 3 fatty axit giúp ngăn chặn sự phát triển của các bệnh tim mạch. Isoflavone Do những tính năng kì diệu trong việc phòng và điều trị bệnh, đặc biệt là các căn bệnh thời đại, isoflavone đang là hoá thảo thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học hiện nay. Isoflavones là hợp chất phenolic được xem như là phytoestrogens, hay estrogens thực vật vì chúng có công thức hóa học, chức năng và ảnh hưởng đến cơ thể con người như estrogen. Probiotic vi khuẩn lactic khi phát triển có thể chuyển hóa glycoside isoflavone thành dạng aglycone mà không cần phải bổ sung thêm chất dinh dưỡng nào. Trong sữa đậu nành chưa lên men giàu glycoside, dạng aglycone thấp hơn. Ngược lại, sữa đậu nành sau lên men lại có hàm lượng aglycone cao hơn so với glycoside do các vi khuẩn lactic có khả năng tiết ra enzyme b - glucosidase chuyển hóa glycoside thành aglycone. Isoflavone aglycone hấp thu nhanh hơn và nhiều hơn so với dạng glucoside trong cơ thể người, giúp ngăn chặn các bệnh mãn tính như ung thư và các bệnh về tim mạch. [17] Lợi ích của isoflavone đậu nành [ 29] PNgăn cản và chữa trị ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư ruột. PGiảm khả năng hoạt động của hormone giới tính – hormone này kích thích khả năng phát triển ung bướu ở cả nam và nữ. PGiảm nguy cơ bệnh tim mạch, chứng loãng xương và tăng cường khả năng tự miễn dịch. 2.1.4.6. Enzyme Về mặt công nghệ, enzyme quan trọng của đậu nành là lipoxygenase, được biết đến là lipoxydase. Enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hoá acid béo không bão hoà bởi O2, gây mùi cho đậu nành. Khử mùi đậu nành dựa trên nguyên tắc vô hoạt enzyme lipoxygenase bằng cách sử dụng riêng rẽ hay kết hợp các phương pháp nhiệt (sấy, chần), phương pháp hóa học (NaHCO3). Enzyme urease được tìm thấy với hàm lượng lớn ở đậu nành sống. Nó sẽ phân hủy urê thành ammoniac, là một hợp chất độc đối với cơ thể người. Enzyme này sẽ chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua màng ruột, do đó không nên ăn đậu nành sống. Hơn nữa, enzyme urease dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt [8] 2.1.5. Các sản phẩm từ đậu nành và lợi ích của sữa chua đậu nành Các sản phẩm từ đậu nành [ 23] 16
PSữa đậu nành: đậu nành tươi được ngâm với nước, sau đó lấy dịch lọc đun 20 phút ở nhiệt độ 900C, sẽ được sữa đậu nành đơn giản. Sữa đậu nành rất giàu protein, isoflavones và vitamin B, đồ uống thay thế cho những người dị ứng với sữa bò. PTofu: được tạo thành bởi sự đông tụ sữa đậu nành bằng chất làm đông. Tofu có ba dạng: dạng rắn rất giàu protein, chất béo và calcium, dùng để nấu, nướng, chiên; dạng mềm và dạng mịn dùng để trộn làm thức ăn. PYoghurt: là sản phẩm của sự lên men sữa đậu nành bằng vi khuẩn. P Tempeh: là dạng bánh được tạo thành bởi sự nấu đậu và trộn với vi khuẩn, lão hóa (ageing) một hay hai ngày. Tempeh rất giàu protein và khoáng chất, isoflavones (100g tempeh có 53 mg isoflavones). P Miso: là sản phẩm của sự kết hợp đậu nành với muối, nấm mốc và sau đó ủ trong thùng gỗ 1 – 3 năm. P Shoyu: là chất lỏng màu nâu sậm, được làm từ đậu nành qua quá trình lên men. Lợi ích của sữa chua đậu nành [ 23] P Vi khuẩn lên men sữa đậu nành có thể sử dụng được các đường raffinose, stachyose có trong sữa đậu nành làm giảm các triệu chứng đầy hơi do các đường này gây ra. PVi khuẩn trong sữa lên men còn sống giúp tăng cường hệ miễn dịch và tạo ra các enzyme thủy phân protein thành các polypeptid, thủy phân tinh bột thành các maltodextrin làm sản phẩm trở nên dễ tiêu hóa hơn. P Probiotic trong sữa lên men còn làm cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột, tăng cường các vi khuẩn có lợi, giảm các vi khuẩn có hại gây bệnh cho người. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng một số vi khuẩn lactic có khả năng chuyển hóa isoflavone glucoside (có nhiều trong đậu nành) thành các isoflavone aglycol là chất có hoạt tính sinh học, có tác dụng làm giảm nguy cơ gây bệnh ung thư, tim mạch, giảm các triệu chứng ở phụ nữ mãn kinh như bốc hỏa, loãng xương,… 2.2. Tổng quan về tảo Spirulina 2.2.1. Giới thiệu về tảo [22] Spirulina là tên gọi do nhà tảo học người Đức – Deurben đặt vào năm 1827 dựa trên hình thái đặc trưng nhất là dạng sợi xoắn ốc với khoảng 5-7 vòng đều nhau không phân nhánh. Và cũng vào năm 1827, Turpin lần đầu tiên phân lập được Spirulina từ nguồn nước tự nhiên. Năm 1973, Tổ chức Nông lương Quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã chính thức công nhận Spirulina là nguồn dinh dưỡng và dược liệu quý, đặc biệt trong chống suy dinh dưỡng và chống lão hóa. Năm 1977, Viện sinh vật học là nơi tiên phong trong việc nuôi trồng Spirulina ở Việt Nam theo mô hình ngoài trời, không mái che, có sục khí CO2 tại xí nghiệp nước suối Vĩnh Hảo (Bình Thuận). 17
2.2.2. Phân loại [2],[5],[8] Tảo (algae) là một nhóm vi sinh vật, nhưng chúng khác với vi khuẩn và nấm men ở chỗ chúng có diệp lục và có khả năng tổng hợp được các chất hữu cơ từ các chất vô cơ dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Tảo chia làm 9 ngành: tảo lam (Cyanophyta); tảo lục (Chorophyta); tảo silic (Diatomea); tảo vàng ánh (Chysophyta); tảo giáp (Pynophyta); tảo mắt (Euglenophyta); tảo roi lệch (Hererocontac); tảo đỏ (Rhodophyta); tảo nâu. Tảo Spirulina thuộc: Ngành: Cyanophyta Bộ: Oscillatoriales Giống: Spirulina Lớp: Cyanophyceae Họ: Ocyllatoniaceace (Nostocales) 2.2.3. Đặc điểm cấu tạo và sinh sản của tảo Spirulina [2],[5] Tảo Spirulina 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 0,25 mm. hình 2.4.cấu tạo tảo Spirulina Hình 2.4.Cấu tạo tảo Spirulina Hình 2.5.Sản phẩm tảo Tảo là trung gian giữa vi khuẩn và tảo nhân thực. Người ta cho rằng tảo Spirulina giống với vi khuẩn hơn, do đó tảo Spirulina còn có tên là vi khuẩn lam. Tảo có khả năng vận chuyển theo hình thức trượt xung quanh trục của chúng. 18
2.2.3.1. Đặc điểm cấu tạo tế bào của tảo Spirulina Là tảo lam đa bào dạng sợi, gồm nhiều hình trụ xếp không phân nhánh. Mỗi tế bào của sợi có chiều rộng 5 µm, dài 2 mm. Không có lục lạp mà chỉ chứa thylacoid phân bố đều trong tế bào. Không có không bào. Không có nhân điển hình, vùng nhân không rõ, trong đó có chứa DNA. (Hedeskog và Hifsten A, 1980) Thành tế bào có cấu trúc nhiều lớp chứa mucopolymer, pectin và các loại polysaccharide khác. Màng tế bào nằm sát ngay dưới thành tế bào và nối với màng quang hợp thylacoid tại một vài điểm. Bộ máy quang hợp của Spirulina PPhycobilisome: chứa phycobiliprotein và protein liên kết được gắn vào bề mặt ngoài của thylacoid. Phycobilisome có khối lượng khoảng 7 triệu dalton và có thể tách nguyên vẹn để nghiên cứu. Đối với phycobilisome có cả phycoerythin và phycocianin thì lớp ngoài cùng là phycoerythin, tiếp theo là phycocianin và phần trong cùng là allophycocyanin. PPhycobilisome hoạt động như một anten thu nhận năng lượng mặt trời để chuyển vào PS II. Con đường truyền năng lượng bắt đầu từ phycoerythin sang phycocyanin và cuối cùng đến allophycocyanin trước khi đạt tới PS II. PCó khoảng 50% năng lượng ánh sáng mặt trời, Spirulina nhận được nhờ phycobilisome. PCác sắc tố quang hợp gồm chlorophylla, carotenoid, phycocianin và thường có carotenoid-glycoside như myxoxanthophyll, oscillaxanthin. Spirulina có chứa 3 nhóm sắc tố chính PChlorophyll hấp phụ ánh sáng lam và đỏ. PCarotenoid hấp thụ ánh sáng lam và lục. PPhycobilin hấp thụ ánh sáng lục, vàng và da cam. 2.2.3.2. Sinh sản của tảo Spirulina [ 11], [ 5] Spirulina có phương thức sinh sản vô tính, từ một cơ thể mẹ trưởng thành (gọi là trichome), tự phân chia thành nhiều mảnh, mỗi mảnh gồm một số vòng xoắn (2-4 tế bào, gọi là hormogonia). Để tạo thành các hormogonia, sợi Spirulina sẽ hình thành các tế bào chuyên biệt cho sự sinh sản (gọi là đoạn Necridia). Các necridia hình thành các đĩa lõm ở 2 mặt và tạo ra hormogonia bởi sự chia cắt tại vị trí các đĩa. Khi phát triển, dần dần phần đầu hormogonia bị tiêu giảm và trở nên tròn nhưng vách tế bào vẫn có chiều dày không đổi. Các hormogonia phát triển, trưởng thành và chu kỳ sinh sản lặp lại để đảm bảo vòng đời của Spirulina 19
Thông thường Spirulina sinh sản bằng cách gãy ra từng khúc. Trong trường hợp gặp điều kiện không thuận lợi, Spirulina cũng có khả năng tạo bào tử giống như ở vi khuẩn. Chu kỳ phát triển của Spirulina rất ngắn. Chu kỳ này thường diễn ra trong 24 giờ như của tảo Chlorella Hình 2.6. Sơ đồ vòng đời của Spirulina [Ciferri, 1985] Spirulina là sinh vật phiêu sinh sống tự do trong nước, phát triển tốt trong khí hậu ấm, môi trường kiềm và đặc biệt là những nơi có nhiều nắng như Kona, Hawai 2.2.4. Thành phần hóa học của tảo Spirulina Spirulina chứa hàm lượng protein rất cao và chứa đầy đủ các vitamin và các chất có hoạt tính sinh học khác. Giá trị protein trung bình của Spirulina là 65%, cao hơn so với nhiều loại thực phẩm. (R. Herehson, Earth Food Spirulina, Konore Press,1977). Bảng 2.3. Thành phần hóa học của Spirulina [5] Số lượng (% chất STT Thành phần khô) 1 Protein tổng số 60 ÷ 70 2 Glucid 13 ÷ 16 3 Lipid 7÷8 4 Acid nucleic 4,29 5 Diệp lục 0,76 20