Nghiên cứu ứng dụng tảo Spirulina trong chế phẩm khẩu phần ăn giàu dinh dưỡng

  • Số trang: 73 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 36 |
  • Lượt tải: 1
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------ TUẤN THỊ THANH VÂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TẢO SPIRULINA TRONG CHẾ PHẨM KHẨU PHẦN ĂN GIÀU DINH DƢỠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------ TUẤN THỊ THANH VÂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TẢO SPIRULINA TRONG CHẾ PHẨM KHẨU PHẦN ĂN GIÀU DINH DƢỠNG Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số:60420107 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Trần Quang Trung TS. Phạm Thế Hải Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Quang Trung – Cục trưởng Cục An toàn thực phẩm và TS. Phạm Thế Hải – Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Nhân dịp này, tôi cũng xin tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo, cán bộ trong Khoa Sinh học trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và những người thân đã ở bên tôi, tạo điều kiện cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 10 tháng 03 năm 2014 Học viên Tuấn Thị Thanh Vân MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1 TỔNG QUAN VỀ TẢO SPIRULINA 3 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu tảo Spirulina 3 1.1.2 Đặc điểm phân loại 3 1.1.3 Đặc điểm cấu tạo của tảo Spirulina 4 1.1.4 Thành phần dinh dƣỡng 6 1.1.4.1 Thành phần dinh dƣỡng tổng hợp 6 1.1.4.2 Các vitamin 7 1.1.4.3 Khoáng chất 8 1.1.4.4 Các axit amin 9 1.1.4.5 Các sắc tố 9 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, TIÊU THỤ VÀ NGHIÊN CỨU 10 TẢO SPIRULINA 1.2.1 Tình hình nuôi trồng và phát triển tảo Spirulina trên 10 thế giới và ở Việt Nam 1.2.1.1 Tình hình nuôi trồng và phát triển tảo 10 Spirulina trên thế giới 1.2.1.2 Tình hình nuôi trồng và phát triển tảo 13 Spirulina ở Việt Nam 1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tảo Spirulina trên 15 thế giới và ở Việt Nam 1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tảo 15 Spirulina trên thế giới 1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tảo 21 Spirulina ở Việt Nam CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢU 2.1 Vật liệu 25 25 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 25 2.1.2 Dụng cụ và hóa chất 25 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 26 2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 26 2.2.2 Phƣơng pháp xử lý sau thu sinh khối 26 2.2.3 Nghiên cứu điều kiện sấy tảo 29 2.2.3.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến 29 thời gian sấy, hàm lƣợng protein và chỉ tiêu cảm quan màu sắc của tảo Spirulina 2.2.3.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm 31 lƣợng đƣờng tổng số của tảo Spirulina. 2.2.3.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ dày mẫu đến 33 thời gian sấy và tốc độ sấy tảo Spirulina. 2.2.4 Nghiên cứu bổ sung bột tảo vào lƣơng khô. 2.2.4.1 Phƣơng pháp bổ sung và tỷ lệ bổ sung 33 33 2.2.4.2 Đánh giá cảm quan sản phẩm lƣơng khô bằng 34 phép thử thị hiếu 2.2.5 Xác định thành phần dinh dƣỡng cơ bản của tảo 34 Spirulina sau xử lý thu sinh khối, của bột tảo và của sản phẩm bổ sung bột tảo 2.2.6 Xử lý số liệu thí nghiệm CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xử lý sau thu sinh khối 34 35 35 3.1.1 Nghiên cứu sử dụng chất thơm để che mùi tanh của tảo 36 Spirulina 3.1.2 Xác định độ ẩm và một số thành phần dinh dƣỡng 37 trong tảo Spirulina xử lý sau thu sinh khối 3.2 Nghiên cứu điều kiện sấy tảo Spirulina. 38 3.2.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ đến thời gian sấy, 38 hàm lƣợng protein và chỉ tiêu cảm quan màu sắc của tảo Spirulina. 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng 41 đƣờng tổng số của tảo Spirulina. 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ dày mẫu đến thời gian 44 sấy và tốc độ sấy. 3.2.4 Xác định thành phần dinh dƣỡng của sản phẩm bột tảo 47 sau khi sấy 3.3 Nghiên cứu bổ sung bột tảo vào lƣơng khô. 3.3.1 Phƣơng pháp bổ sung và tỷ lệ bổ sung. 48 48 3.3.2 Đánh giá cảm quan sản phẩm lƣơng khô bổ sung tảo 51 Spirulina 3.3.3 Xác định thành phần dinh dƣỡng và kiểm nghiệm chất 52 lƣợng của sản phẩm lƣơng khô bổ sung bột tảo Spirulina. 3.3.3.1 Thành phần dinh dƣỡng của sản phẩm lƣơng 52 khô bổ sung bột tảo Spirulina. 3.3.3.2 Kết quả kiểm tra vi sinh sản phẩm lƣơng khô 52 bổ sung bột tảo Spirulina KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 58 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng tổng hợp của Spirulina 6 Bảng 1.2: Thành phần vitamin trong tảo Spirulina 7 Bảng 1.3: Thành phần khoáng chất trong Spirulina 8 Bảng 1.4: Thành phần axit amin trong Spirulina 9 Bảng 1.5: Các sắc tố trong Spirulina 10 Bảng 1.6: Tình hình sản xuất Spirulina trên thế giới 11 Bảng 3.1: Đánh giá cảm quan mùi vị của tảo Spirulina sau khi sử dụng chất 39 thơm để che mùi tanh Bảng 3.2: Thành phần dinh dƣỡng của tảo Spirulina xử lý sau thu sinh khối 40 Bảng 3.3: Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến thời gian sấy, hàm lƣợng protein 41 và chỉ tiêu cảm quan mầu sắc của tảo Spirulina Bảng 3.4: Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng đƣờng tổng 44 số của tảo Spirulina Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của độ dày mẫu đến thời gian sấy tảo Spirulina 46 Bảng 3.6: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu nghiên cứu tảo Spirulina 48 Bảng 3.7: Thành phần dinh dƣỡng cơ bản của bột tảo Spirulina thu đƣợc 49 bằng phƣơng pháp sấy thông thƣờng ở 60oC trong thời gian 7 giờ Bảng 3.8: Kết quả đánh giá cảm quan lƣơng khô bổ sung tảo Spirulina 53 Bảng 3.9: Thành phần dinh dƣỡng cơ bản của lƣơng khô bổ sung bột tảo 54 Spirulina Bảng 3.10 : Bảng kết quả kiểm tra vi sinh trên sản phẩm lƣơng khô bổ sung bột tảo Spirulina 55 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Tảo xoắn (Spirulina) dƣới kính hiển vi 4 Hình 1.2: Các mô hình nuôi tảo Spirulina công nghiệp 12 Hình 1.3: Mô hình thu hoạch và làm khô Spirulina nhờ ánh sáng mặt trời 13 Hình 1.4: Các sản phẩm có bổ sung bột tảo 17 Hình 1.5: Các sản phẩm từ tảo trong mỹ phẩm 18 Hình 1.6: Các sản phẩm từ tảo trong y học 19 Hình 3.1: Sơ đồ xử lý sinh khối tảo Spirulina sau thu hoạch 37 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn quá trình tách nƣớc trong mẫu sinh khối tảo 38 Spirulina đƣợc xử lý sau thu sinh khối Hình 3.3: Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến thời gian sấy tảo Spirulina 43 Hình 3.4: Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng protein của tảo Spirulina 43 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hàm lƣợng đƣờng 45 tổng số của tảo Spirulina Hình 3.6: Ảnh hƣởng của độ dày mẫu đến thời gian sấy tảo Spirulina 47 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của độ dày mẫu đến tốc độ sấy tảo 47 Spirulina trong các điều kiện độ ẩm khác nhau Hình 3.8: Bột tảo Spirulina thu đƣợc sau quá trình sấy bằng phƣơng pháp sấy 49 thông thƣờng ở 60oC trong thời gian 7 giờ Hình 3.9: Sơ đồ quy trình sản xuất lƣơng khô bổ sung bột tảo Spirulina 52 Hình 3.10: Lƣơng khô bổ sung 1% bột tảo Spirulina 53 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BYT Bộ Y tế ĐVT Đơn vị tính KPH Không phát hiện TLK Trọng lƣợng khô v/p Vòng/phút MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, con ngƣời không ngừng nâng cao chất lƣợng, đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm theo hƣớng phát triển bền vững, thân thiện với môi trƣờng bằng việc tìm kiếm những sản phẩm thiên nhiên có giá trị dinh dƣỡng và giá trị sinh học cao, đáp ứng yêu cầu vừa là thức ăn, vừa là dƣợc phẩm chữa bệnh. Tảo Spirulina chính là một trong những lựa chọn hàng đầu để từng bƣớc giải quyết những mong mỏi đó. Tảo Spirulina (Anthrospira platensis), một loài vi khuẩn lam có dạng sợi xoắn, là một loại thực phẩm dinh dƣỡng đặc biệt chứa nhiều hoạt chất sinh học có tác dụng tốt cho sức khỏe con ngƣời. Với hàm lƣợng protein trong thành phần chiếm tới 55 70% trọng lƣợng khô, có nhiều axit amin đặc biệt là các axit amin không thay thế, giàu các vitamin nhƣ vitamin A, E, B complex,... giàu các chất khoáng, các sắc tố, giàu axit béo GLA thiết yếu và chất xơ, chứa nhiều chất chống lão hóa (để bảo vệ tế bào) quan trọng nhƣ phycocyanin, chlorophyll và carotenoid... và nhiều chất có hoạt tính sinh học khác đã cho thấy tảo Spirulina đang trở thành nguồn dinh dƣỡng quý giá cần đƣợc nghiên cứu và ứng dụng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tảo Spirulina là một loại thực phẩm sạch bảo vệ sức khỏe tốt nhất của loài ngƣời. Nó có tác dụng chống suy dinh dƣỡng, ức chế sự phát triển của virut, làm tăng hệ miễn dịch, ngăn ngừa bệnh thiếu máu và hỗ trợ giảm nguy cơ ung thƣ. Spirulina còn có những hoạt tính quý nhƣ điều hòa dƣỡng huyết khí, hỗ trợ tim mạch, giảm cholesterol, chống béo phì, tăng khả năng chống oxy hóa, chống lão hóa, cải thiện hệ tiêu hóa, hỗ trợ tích cực quá trình tiêu độc trong cơ thể chúng ta. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cũng công nhận tảo Spirulina là thực phẩm dinh dƣỡng chuẩn mực và hy hữu xét về góc độ cân bằng các dƣỡng chất thiết yếu và vitamin. Xét về hàm lƣợng protein thì đây là một loại vi sinh vật sản suất protein cao hiếm có và thành phần rất đầy đủ về các axit amin thiết yếu, bán thiết yếu với tỷ lệ cân đối. Theo các nghiên cứu và khuyến nghị của WHO, các chuyên gia dinh dƣỡng và bác sĩ cho rằng với lƣợng dùng 1 – 3g tảo Spirulina mỗi ngày sẽ mang lại những lợi ích to lớn cho sức khỏe. Tuy nhiên, với những ngƣời đang điều trị bệnh 1 hoặc cần bổ sung dinh dƣỡng đặc biệt nhƣ vận động viên, ngƣời chơi thể thao hay ngƣời ăn chay có thể sử dụng Spirulina với lƣợng dùng nhiều gấp 2-3 lần. Tảo Spirulina có nhiều hoạt chất sinh học dễ bị biến đổi trong khi sấy. Do đó, cần nghiên cứu điều kiện sấy thích hợp nhằm hạn chế tối đa sự tổn thất hoạt chất sinh học trong tảo. Ngoài ra, tảo Spirulina có bản chất thuộc nhóm vi sinh vật tiền nhân, thành tế bào gây cản trở quá trình tiêu hóa vì vậy cần nghiên cứu giải pháp phù hợp để phá vỡ tế bào nhằm chiết suất protein thực vật cũng nhƣ các thành phần sinh dƣỡng có giá trị trong tảo. Những năm gần đây, Việt Nam có rất nhiều các cơ sở nuôi trồng tảo Spirulina nhƣ ở Vĩnh Hảo (Bình Thuận), Châu Cát, Lòng Sông (Thuận Hải), Suối Nghệ (Đồng Nai)... Song song với đó là sự đa dạng các sản phẩm chế biến từ tảo Spirulina có giá thành rẻ nhƣng mang lại giá trị dinh dƣỡng cao. Trong khi đó, khẩu phần ăn của bộ đội Quân đội ta hiện nay chƣa có sản phẩm nào đƣợc bổ sung hoạt chất sinh học, vi chất dinh dƣỡng và các axit amin thiết yếu giúp tăng cƣờng sức khỏe, tăng tính miễn dịch, tăng tính giải độc... Mặt khác, bộ đội khi thực hiện nhiệm vụ trong điều kiện rừng núi, đi hành quân dã ngoại thì khẩu phần ăn thƣờng hạn chế rau, thiếu vitamin, khoáng chất, các vi chất… Do đó, nếu bổ sung bột tảo Spirulina vào các khẩu phần ăn của bộ đội nhƣ lƣơng khô, bánh quy, đồ uống... là rất thiết thực và hiệu quả. Vì vậy, việc nghiên cứu bổ sung bột tảo Spirulina vào khẩu phần ăn dinh dƣỡng của bộ đội hiện nay là hết sức cần thiết. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu ứng dụng tảo Spirulina trong chế phẩm khẩu phần ăn giàu dinh dưỡng” 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ TẢO SPIRULINA 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu tảo Spirulina Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng, tảo Spirulina (có tên khoa học là Arthrospira platensis) là một trong những loài sinh vật lâu đời nhất trên trái đất. Nó sinh trƣởng tự nhiên ở vùng nhiệt đới trong các hồ nƣớc mặn của Châu Phi, Trung và Nam Mỹ từ 3,5 tỷ năm trƣớc. Từ xƣa, Spirulina đã đƣợc những ngƣời dân vùng đó dùng nhƣ một dạng thức ăn. Bằng kinh nghiệm, họ nhận thấy Spirulina là một loại thực phẩm rất bổ dƣỡng. Spirulina là tên gọi do nhả tảo học ngƣời Đức – Deurben đặt vào năm 1827 dựa trên hình thái đặc trƣng nhất là dạng sợi xoắn ốc với khoảng 5-7 vòng đều nhau không phân nhánh [4, 10]. Trong những năm 60 của thế kỉ XX, Brandily – một nhà nhân chủng học ngƣời Pháp đã phát hiện ra loài tảo này trong lần khảo sát sự đa dạng sinh học tại vùng hồ ở Tchad (Châu Phi), sau khi quan sát và nhận thấy những ngƣời dân sống quanh vùng hồ này rất khỏe mạnh vì họ thƣờng vớt loại tảo này về ăn nhƣ là một loại thực phẩm chính [10]. Đến năm 1973, Tổ chức Lƣơng nông quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã chính thức công nhận thảo Spirulina là nguồn dinh dƣỡng và dƣợc liệu quý, đặc biệt trong chống lão hóa và chống suy dinh dƣỡng. Hai mƣơi năm sau, vào những năm cuối của thập kỉ 80 thế kỉ XX – nhiều giá trị dinh dƣỡng và chức năng sinh học của tảo Spirulina đã đƣợc khám phá và công bố rộng rãi không chỉ ở Pháp và ở cả nhiều nƣớc khác trên thế giới nhƣ Mỹ, Nhật, Canada, Mehico, Đài Loan... 1.1.2 Đặc điểm phân loại Tảo Spirulina là các vi sinh vật có hình xoắn sống trong nƣớc mà ta quen gọi là Tảo xoắn với tên khoa học là Spirulina platensis. Thực ra đây không phải là 3 một sinh vật thuộc ngành Tảo (Algae) vì Tảo thuộc giới sinh vật có nhân thật (Eukaryotes). Spirulina thuộc ngành Vi khuẩn lam (Cyanobactera), chúng thuộc giới sinh vật có nhân sơ hay nhân nguyên thủy (Prokaryotes). Những nghiên cứu mới nhất lại cho biết chúng cũng không phải thuộc chi Spirulina mà lại thuộc chi Arthrospira [7,10]. Về phân loại khoa học [10, 14], tảo Spirulina thuộc: - Giới (domain): Bacteria - Ngành (phylum): Cyanobactera - Lớp (class): Chroobacteria - Bộ (order): Oscillatoriales - Họ (family): Phormidiaceae - Chi (genus): Arthrospira - Loài (species): Anthrospira platensis 1.1.3 Đặc điểm cấu tạo của tảo Spirulina Hình 1.1: Tảo xoắn (Spirulina) dƣới kính hiển vi [32] Tảo Spirulina là một loài vi tảo có dạng xoắn hình lò so, màu xanh lam với kích thƣớc chỉ khoảng 0,25mm. Chúng sống trong môi trƣờng nƣớc giàu 4 bicarbonat (HCO3) độ kiềm cao (pH từ 8,5-11). Quan sát dƣới kính hiển vi điện tử cho thấy Spirulina có dạng lông, cấu tạo đơn bào, có lớp vỏ capsule, thành tế bào có nhiều lớp, có cơ quan quang hợp hoặc hệ phiến thylakoid, riboxom và những sợi ADN nhỏ. Capsule có cấu trúc sợi nhỏ và bao quanh là một lớp sợi khác bảo vệ cho chúng. Bề ngang của lông thay đổi từ 6-12µm và đƣợc cấu tạo từ các tế bào hình trụ tròn. Đƣờng kính xoắn ốc của nó từ 30-70µm, chiều dài của lông là khoảng 500µm, trong một vài điều kiện nuôi cấy khi có kích thích thì chiều dài của các sợi có thể lên đến 1mm. Điều này giải thích tại sao hình dáng xoắn ốc của Spirulina trong môi trƣờng lỏng bị thay đổi thành hình xoắn lò so trong môi trƣờng rắn. Những thay đổi này là do sự hút nƣớc hoặc khử nƣớc của oligopeptide trong màng peptidoglican tạo nên [4, 10]. Thành tế bào của Spirulina có cấu tạo gồm 4 lớp, xếp theo thứ tự từ bên trong ra ngoài là: LI, LII, LIII và LIV. Các lớp này đều rất mỏng, ngoại trừ lớp 2 đƣợc cấu tạo từ peptidoglycan, chất này giữ cho thành tế bào cứng chắc. Lớp 1 chứa β- 1,2-glucan, một chất khó tiêu hoá đối với con ngƣời. Tuy nhiên, lớp này chiếm tỉ lệ thấp (<1%), độ dày nhất của nó là 12nm, còn các protein và các lipopolysaccarit tự nhiên của lớp thứ hai là lý do cho sự tiêu hóa Spirulina rất dễ dàng của con ngƣời [7]. Chlorophyll a, caroten và phycobilisome nằm trong hệ thylakoid - cơ quan quang hợp của tảo này. Phycobilisome là nơi chứa phycocyanin (có sắc tố xanh). Riboxom và các sợi ADN nằm ở vùng trung tâm. Spirulina chứa nhiều tổ chức ngoại vi kết hợp với thylakoid, chúng là các hạt cyanophycin, thể polyhedral, các hạt poliglucan, hạt lipid, các hạt poliphotphat. Các hạt cyanophycin, hay còn gọi là các hạt dự trữ, có vai trò quan trọng do các hợp chất hoá học tự nhiên của chúng và các nhóm sắc tố của chúng. Thể polyhedral hay carboxysome cho phép cố định CO2 trong hệ thống quang hợp và có thể mang ra một cơ quan dự trữ. Các hạt polyglucan hoặc glycogen hoặc hạt α là những polyme glucose, nhỏ, tròn và khuếch tán rộng trong 5 thylacoidal. Các hạt lipid, hạt β hoặc hạt osmophile từ cơ quan dự trữ, đƣợc cấu tạo bởi poly-β hydroxybutyrate, chỉ tìm thấy ở trong các tế bào prokaryote, chúng đƣợc coi nhƣ là những chất dự trữ năng lƣợng [4,7]. 1.1.4 Thành phần dinh dƣỡng 1.1.4.1 Thành phần dinh dƣỡng tổng hợp Spirulina chứa hàm lƣợng protein rất cao và chứa đầy đủ các vitamin. Spirulina có giá trị dinh dƣỡng cao vì chứa hàm lƣợng protein cao 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. Ví dụ, hàm lƣợng protein của cá và thịt là 1520%, nƣớc tƣơng là 35%, sữa cô đặc là 35%, trứng là 12% và của ngũ cốc là 814% (R. Herehson, Earth Food Spirulina, Konore Press, 1977). Chỉ số hóa học (chemical score - C.S) của protein của tảo cũng rất cao, trong đó các loại acid amin chủ yếu nhƣ leucin, isoleucin, valin, lysin, methionin và tryptophan đều có mặt với tỷ lệ vƣợt trội so với chuẩn của tổ chức Lƣơng nông quốc tế (FAO) quy định. Hệ số tiêu hóa và hệ số sử dụng protein (net protein utilization – N.P.U) rất cao (80 - 85% protein của tảo đƣợc hấp thu sau 18 giờ). Ngoài ra, tỷ lệ chất xơ trong tảo cũng rất cao. Phần lớn chất béo trong Spirulina là axit béo không no, trong đó axít linoleic 13.784 mg/kg, γ-linoleic 11.980 mg/kg [10]. Đây là điều hiếm thấy trong các thực phẩm tự nhiên khác. Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng tổng hợp của Spirulina [10] Thành phần STT Số lƣợng (% chất khô) 1 Protein tổng số 55 ÷ 70 2 Đƣờng tổng số 15 ÷ 25 3 Chất béo (Lipid) 06 ÷ 08 4 Khoáng chất (Tro) 7 ÷ 13 5 Chất xơ 08 ÷ 10 6 1.1.4.2 Các vitamin Spirulina chứa Provitamin A (β-caroten) (chiếm 1,4 % chất khô) cao hơn 20 lần so với trong 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, βcaroten 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. Bên cạnh đó, Spirulina là một nguồn giàu vitamin B, đặc biệt là vitamin B12, quan trọng với ngƣời ăn chay, gấp 2 – 6 lần gan bò sống [4]. Thực phẩm dinh dƣỡng này cũng chứa các vitamin khác nhƣ B1, B2, B6, E và H [9], là nguồn sắt cao, chứa 14 chất khoáng tự nhiên và nhiều nguyên tố vi lƣợng. Spirulina cung cấp 21% thiamin và riboflavin so với nhu cầu hàng ngày. Thành phần các vitamin của Spirulina đƣợc liệt kê trong bảng 1.2. Bảng 1.2: Thành phần vitamin trong tảo Spirulina [26] Nhu cầu hàng ngày % so với nhu cầu cho phép hàng ngày cho phép Vitamin Trên 10g Vitamin A ( β-carotene) 23000 IU 5000 460 Vitamin B (Thiamine) 0,31 μg 1,5 21 0,35 μg 1,7 21 Vitamin B (Niacin) 1,46 μg 20 7 Vitamin B (Pyridoxine) 80 μg 2,0 4 VitaminB (Cyanocobal 32 μg 6,0 533 Citamine E (α-tocoferol) 1 IU 30 3 Folacin 1 μg 400 0,04 Panthothenic acid 10 μg 10 1 Biotin 0,50 μg - - 1 Vitamine B 2 (Riboflavin) 3 6 12 amine) 7 1.1.4.3 Khoáng chất Spirulina chứa nhiều chất khoáng có ý nghĩa đối với dinh dƣỡng ngƣời và động vật. Trong đó, những chất khoáng cần thiết cho hoạt động bình thƣờng của hệ thần kinh và tim mạch nhƣ kali, magiê hoặc cho tạo máu nhƣ sắt đều cao. Sắt trong Spirulina có khả năng hấp thụ cao hơn dạng sắt trong rau quả và hầu hết các loại thịt. Spirulina giàu sắt và canxi, hỗ trợ tốt cho máu, cho xƣơng và răng. Lƣợng canxi trong Spirulina cao hơn trong sữa [4]. Lƣợng sắt trong Spirulina cao hơn gấp 12 lần so với các loại thực phẩm khác. Hàm lƣợng các nguyên tố kim loại nặng nhƣ As, Cd, Pd, Hg đều thấp hơn giới hạn cho phép sử dụng tảo cho ngƣời. Tảo này cũng chứa những nguyên tố khoáng đa lƣợng bao gồm sodium, calcium, magnesium, potassium, chlorine, sulfur và phosphorous; và cả các nguyên tố khoáng vi lƣợng gồm iodine, zinc, copper, selenium, molybdenum, fluoride, manganese, boron, nickel và cobalt. Lƣợng K và Ca chiếm lƣợng lớn nhất trong các khoáng đa lƣợng (160 μg và 100 μg/10g Spirulina), trong các khoáng vi lƣợng thì Mn chiếm hàm lƣợng cao nhất (500 μg/10g Spirulina). Bảng 1.3: Thành phần khoáng chất trong tảo Spirulina [10] Khoáng chất Trên 10g Nhu cầu hàng ngày % so với nhu cầu hàng ngày Calcium 100 μg 1000 μg 10 Iron 15 μg 18 μg 83 Zinc 300 μg 15 μg 2 Phosphorous 90 μg 1000 μg 9 Magnesium 40 μg 400 μg 10 Copper 120 μg 2 μg 6 Sodium 60 μg 2 - 5 μg 1 Potassium 160 μg 6 μg 3 Manganese 500 μg 3 μg 17 8 1.1.4.4 Các axit amin Spirulina chứa 18 trong số 20 loại axit amin đƣợc biết đến [16]. Spirulina có 8 loại axít amin cần thiết và 10-12 axít không cần thiết, chất lƣợng của chúng đƣợc miêu tả nhƣ là một loại protein hoàn hảo. Một số axit amin có hàm lƣợng cao trong Spirulina nhƣ glutamic acid (14,6%); aspartic acid (9,8%); leucine (8,7%); aniline (7,6%)… [10] Bảng 1.4: Thành phần axit amin trong tảo Spirulina [10] Axit amin thiết yếu Hàm lƣợng Các axit %/tổng amin khác trong 10g Hàm %/ lƣợng tổng trong 10g Phenylalanine 280 μg 4,5 % Glycine 320 μg 5,2 % Threonine 320 μg 5,2 % Histidine 100 μg 1,6 % Tryptophan 90 μg 1,5 % Proline 270 μg 4,3 % Valine 400 μg 6,5 % Serine 320 μg 5,2 % Isoleucine 350 μg 5,6 % Tyrosine 300 μg 4,8 % Leucine 540 μg 8,7 % Alanine 470 μg 7,6 % Lysine 290 μg 4,7 % Arginine 430 μg 6,9 % Methionine 140 μg 2,3 % AsparticAcid 610 μg 9,8 % Cystine 60 μg 1,0 % GlutamicAci d 910 μg 14,6 % 1.1.4.5 Các sắc tố Caroten trong tảo Spirulina cao gấp 10 lần trong củ cà rốt. Sắc tố tạo cho tảo có mầu xanh lam là phycocyanin [10]. 9 Bảng 1.5: Các sắc tố trong tảo Spirulina [10] Sắc tố Màu sắc Hàm lƣợng trong 100g Phycocyanin Xanh da trời 14000 mg Chlorophyll Xanh lá cây 1000 mg Carotenoids Màu vàng cam 470 mg 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, TIÊU THỤ VÀ NGHIÊN CỨU TẢO SPIRULINA 1.2.1 Tình hình nuôi trồng và phát triển tảo Spirulina trên thế giới và ở Việt Nam 1.2.1.1 Tình hình nuôi trồng và phát triển tảo Spirulina trên thế giới Từ năm 1970, Spirulina đã đƣợc trồng ở nhiều nƣớc trên thế giới, các nƣớc sản xuất vi tảo chủ yếu tập trung ở Châu Á và vành đai Thái Bình Dƣơng. Những khu vực và vùng lãnh thổ có sản lƣợng vi tảo lớn là Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, Hàn Quốc, Hoa Kỳ, Mehico…Vào những năm 1970, một doanh nghiệp tảo đầu tiên của Hoa Kỳ đã bắt tay vào nuôi thử nghiệm mô hình pilot trên các bể nhân tạo. Họ chọn thung lũng hoang mạc Imperial thuộc bang California vì nơi đây có nhiệt độ trung bình cao nhờ ánh nắng mặt trời và tránh xa vùng ô nhiễm đô thị. Đến năm 1981, một sự hợp tác đầu tiên giữa doanh nhân California và thƣơng nhân Nhật Bản đã hình thành nên Earthrise Farms và chính thức đi vào sản xuất ổn định năm 1982 [4]. Ngày nay, Earthrise Farms cung cấp sản phẩm cho hơn 40 quốc gia và nguồn Spirulina ở đây đƣợc xem là tốt nhất. Sản lƣợng Spirulina hiện nay trên thế giới khoảng 1000 tấn khô/năm. Những nƣớc đi đầu sản xuất đại trà loại tảo này là Mêhicô, Mỹ, Nhật, Đài Loan, Ấn Độ và Israel. Trại tảo lớn nhất là ở Hawaii có khoảng 25 ha và mới đây là Trung Quốc có khoảng 16 ha. Nhu cầu Spirulina trên thế giới là rất lớn, tuy nhiên sản lƣợng chƣa nhiều nên giá bán 10 những chế phẩm Spirulina còn khá cao [7]. Hiện nay trên thế giới còn có các trang trại nuôi trồng tảo Spirulina với quy mô lớn, chất lƣợng cao nhƣ: - Trang trại Twin Tauong (Myanmar) - Trang trại Sosa Texcoco (Mehico) - Công ty tảo Siam (Thái Lan) - Trang trại Chenhai (Trung Quốc) - Nông trại Hawai (Hoa Kỳ)… Bảng 1.6: Tình hình sản xuất tảo Spirulina trên thế giới [26] Công ty Địa điểm Diện Sản Giá tích lƣợng thành (ha) (tấn (USD/k khô) g) Soda-Texcoco Mehico 12 300 Earthrise Hoa Kì 5,5 340 Cyanotech Hoa Kì 2 170 Siam Algae Thái Lan 3,8 480 Blue Continent Đài Loan - 480 Nippon Nhật Bản 1,5 40 Bình Thuận Việt Nam 0,5 8 Nhiều công ty Trung 200 2798 Spirulina Quốc Nhiều công ty Ấn Độ 12,2 260 Nhiều công ty Cu Ba - 40 11 5 – 18
- Xem thêm -