Tài liệu Nghiên cứu sản xuất bánh tráng bổ sung tảo spirulina

Mở đầu 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng tảo trên thế giới và Việt Nam................. 4 1.1.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng tảo trên thế giới .......................... 4 1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng tảo ở Việt Nam .......................... 6 1.2 Đặc điểm sinh học và giá trị dinh dƣỡng của tảo Spirulina .................... 7 1.2.1 Đặc điểm sinh học của tảo Spirulina ............................................... 7 1.2.2 Giá trị dinh dƣỡng của tảo Spirulina ............................................... 9 1.3 Tổng quan về bánh tráng .........................................................................12 1.3.1 Giới thiệu nguồn gốc của bánh tráng .............................................. 12 1.3.2 Tình hình tiêu thụ và sử dụng bánh tráng ........................................12 1.3.3 Kỹ thuật sản xuất bánh tráng ........................................................... 14 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................19 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................20 2.2.1 Các phƣơng pháp phân tích hóa học .............................................. 20 2.2.2 Các phƣơng pháp phân tích vi sinh ................................................ 20 2.2.3 Các phƣơng pháp đánh giá cảm quan ............................................20 2.2.4 Bố trí thí nghiệm ...........................................................................23 2.2.4.1 Quy trình sản xuất dự kiến .............................................................................................................23 2.2.4.2 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình sản xuất............................................................................25 - Bố trí thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình phối trộn ............................................................................25 - Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian phơi. .............31 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác định các thông số tối ƣu cho quá trình sản xuất bánh tráng tảo Spirulina .............................................................. 33 3.1.1 Xác định tỷ lệ phối trộn tinh bột khoai lang .......................... 33 3.1.2 Xác định tỷ lệ phối trộn bột gạo – bột năng .......................... 34 3.1.3 Xác định tỷ lệ phối trộn CaCl2 .............................................. 35 3.1.4 Xác định tỷ lệ phối trộn Gelatine ..........................................38 3.1.5 Xác định tỷ lệ phối trộn Sorbitol ...........................................39 3.1.6 Xác định tỷ lệ phối trộn tảo Spirulina ...................................39 3.1.7 Xác định nhiệt độ và thời gian phơi .....................................40 3.2 Đề xuất quy trình sản xuất bánh tráng tảo ........................................41 3.3 Sản xuất thử và đánh giá chất lƣợng sản phẩm bánh tráng tảo ........42 - Tính giá thành sản phẩm - Kết luận và ý kiến đề xuất DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần các sắc tố trong tảo Spirulina.. ................................. 8 Bảng 1.2: Thành phần hóa học của tảo Spirulina ..........................................9 Bảng 1.3: Thành phần các acid amin của tảo Spirulina .................................10 Bảng 1.4: Thành phần vitamin của tảo Spirulina ........ ..................................11 Bảng 1.5: Thành phần hóa học của tấm ........................................................ 13 Bảng 1.6: Thành phần hóa học của gạo lức và gạo trắng .............................. 13 Bảng 2.1: Tiêu chuẩn đánh giá cảm quan sản phẩm ... ..................................21 Bảng 2.2: Thang điểm cảm quan của sản phẩm ............................................. 22 Bảng 3.1: Tổng điểm cảm quan của các mẫu sản xuất bánh tráng tảo Spirulina với tỷ lệ khoai lang khác nhau. .............................................. 33 Bảng 3.2: Tổng điểm cảm quan của các mẫu sản xuất bánh tráng tảo Spirulina với tỷ lệ hỗn hợp bột gạo – bột năng khác nhau .................... 34 Bảng 3.3: Tổng điểm cảm quan của các mẫu sản xuất bánh tráng tảo Spirulina với tỷ lệ Carrageenan/khoai lang là 1/8, lƣợng tinh bột gạo và bột năng là 15g. Hàm lƣợng CaCl2 khác nhau ................. 35 Bảng 3.4: Tổng điểm cảm quan của các mẫu sản xuất bánh tráng tảo Spirulina với tỷ lệ Gelatine khác nhau ................................................... 38 Bảng 3.5: Tổng điểm cảm quan của các mẫu sản xuất bánh tráng tảo Spirulina với tỷ lệ Sorbitol khác nhau ..................................................... 39 MỞ ĐẦU Tảo Spirulina (Spirulina platensis) là loài tảo lam có giá trị dinh dƣỡng cao tính theo trọng lƣợng khô: hàm lƣợng protein chiếm đến 67% cao gấp 2-3 lần thịt bò và thịt gà, lipid: 11.5%, carbonhydrat: 15.3%, chất xơ 0.1%, acid nucleic 4.2%. Đặc biệt là giàu acid bão hòa chƣa thay thế, vi lƣợng... (Đặng Đình Kim 2002). Protein trong tảo chứa nhiều các acid amin không thay thế cần thiết cho sự sinh trƣởng phát triển của con ngƣời nhƣ: Lys, Arg, Ala,...Ngoài ra trong tảo Spirulina còn chứa: Vitamin B12 cao gấp 2 lần gan bò, caroten cao gấp 10 lần cà rốt,...còn giàu Fe, Mn, Zn,... Chính vì thế tảo Spirulina đƣợc các nhà sinh học và dinh dƣỡng gọi là nguồn protein đơn bào của thế kỉ 21. Hiện tảo Spirulina đƣợc nuôi trồng ở một số vùng nƣớc ta nhƣ nƣớc khoáng Vĩnh Hảo và đƣợc một số viện nghiên cứu nhƣ Viện nghiên cứu Thủy Sản 3. Tảo Spirulina hiện cũng đƣợc Bộ nông nghiệp phát triển Nông thôn đƣa vào chƣơng trình nuôi trồng, chế biến... Để phát triển sản phẩm mới từ tảo Spirulina, tôi đƣợc giao thực hiện đồ án: “Nghiên cứu sản xuất bánh tráng bổ sung tảo Spirulina”. Mục đích của đồ án: thử nghiệm bổ sung vi tảo Spirulina vào bánh tráng để sản xuất thử sản phẩm mới bánh tráng chứa vi tảo Spirulina. Nội dung của đồ án: 1) Xác định tỷ lệ phối trộn các chất để sản xuất bánh tráng vi tảo: tỷ lệ tinh bột, gelatine, carrageenan, sorbitol, canxiclorua và vi tảo Spirulina. 2) Đề xuất quy trình sản xuất bánh tráng vi tảo. 3) Sản xuất thử sản phẩm và tính toán sơ bộ chi phí nguyên vật liệu. Do thời gian, chi phí và kiến thức có hạn nên đồ án tốt nghiệp của em chắc sẽ còn nhiều hạn chế, em kính mong nhận đƣợc ý kiến góp ý của quí thầy cô và các bạn để báo cáo thêm hoàn chỉnh. Xin chân thành cảm ơn các ý kiến góp ý. CHƢƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG TẢO SPIRULINA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1.1. Trên thế giới Tảo Spirulina (Spirulina platensis) là một loài vi tảo có dạng xoắn hình lò xo, mầu xanh lam với kích thƣớc chỉ khoảng 0.25mm, sống tốt trong môi trƣờng nƣớc giàu bicarbonat (HCO3-) và độ kiềm cao (pH từ 8,5-11). Tảo Spirulina đƣợc phân loại theo hệ thống phân loại vi tảo nhƣ sau: Ngành Cyanobacteria Lớp Chroobacteria Bộ Oscillatoriales Họ Phormidiaceae Chi Arthrospira Loài (có 2 loài) A.maxima A.platensis Giống tảo này đƣợc xem là trời phú cho hai bộ tộc: Aztec, Mexico (châu Mỹ)và Kanembu, Tchad (châu Phi). Năm 1960, một số nhà khoa học Pháp khi sang châu Phi tìm dầu hỏa đã bất ngờ phát hiện ra bộ tộc Kanembu, rất nghèo, nhƣng ở đây già trẻ lớn bé ai cũng khỏe mạnh cƣờng tráng. Ngƣời ta tìm hiểu, và thấy ngƣời dân ở đây thƣờng vớt một thứ tảo trong một cái hồ đem về trộn với bột làm bánh ăn, đó là món bánh Techuilatl (sau này đƣợc truyền bá sang châu Âu). Các nhà hóa dầu đã thuật lại câu chuyện đó cho các nhà y dƣợc. Sau khi đem về nghiên cứu, các nhà y dƣợc đã khẳng định ngay giá trị của nó. Công trình đƣợc công bố đầu tiên là của ngƣời Bỉ, thu hút sự quan tâm đặc biệt của giới khoa học. Năm 1963, giáo sƣ Clement, ngƣời Pháp, đã nghiên cứu thành công việc nuôi tảo Spirulina quy mô công nghiệp. Năm 1973, Tổ chức lƣơng nông quốc tế (FAO) đã chính thức công nhận Spirulina là nguồn dinh dƣỡng và dƣợc liệu quý, đặc biệt trong chống suy dinh dƣỡng và chống lão hóa. Năm 1981, công ty Earthrise Farms (liên doanh giữa các doanh nhân California-Mỹ và các doanh nhân Nhật Bản) đƣợc thành lập với chức năng nuôi và sản xuất tảo Spirulina thƣơng mại đầu tiên trên thế giới. Đến năm 1982 công ty này đi vào sản xuất ổn định tảo Spirulina và hiện nay tảo Spirulina của Earthrise Farms đƣợc xem là tốt nhất và đƣợc bán rộng rãi cho hơn 40 quốc gia trên toàn cầu. Tảo Spirulina nuôi trồng nhiều nhất là ở Mexico và Mỹ, trại tảo lớn nhất là ở Hawaii-Mỹ (khoảng 25 ha) và mới đây là Trung Quốc (16 ha). Nhu cầu Spirulina trên thế giới là rất lớn, tuy nhiên sản lƣợng chƣa nhiều, nên giá bán những chế phẩm Spirulina rất đắt. Nƣớc nhập khẩu Spirulina lớn nhất là Nhật Bản, kế đó là Mỹ và Tây Âu. Hiện trên thế giới có các trang trại nuôi trồng tảo Spirulina với quy mô lớn, chất lƣợng cao nhƣ: - Trang trại Tawin Tauong (Myanmar) - Trang trại Sosa Texcoco (Mehico) - Trang trại Chenhai (Trung Quốc) - Công ty tảo Siam (Thái Lan) - Nông trại Hawai (Hoa Kỳ)... Tại Thái Lan tảo Spirulina đƣợc ngƣời ta gọi là “Sarai Kliew Thong” và đã trở thành một loại thực phẩm dinh dƣỡng, thực phẩm bổ sung hay thực phẩm thông dụng. Các nghiên cứu công bố về tác dụng bảo vệ sức khỏe và hồi phục sức khỏe của các bệnh nhân tiểu đƣờng, thấp khớp v.v... của Sarai Kliew Thong. Tuy nhiên, cũng chƣa có một thử nghiệm hoàn chỉnh nào cho lời công bố đó. Theo nghiên cứu của U.V.Mani, giáo sƣ khoa học thực phẩm và dinh dƣỡng của trƣờng Đại học Baroda, trên một nhóm ngƣời bị bệnh tiểu đƣờng đƣợc đăng kí trên tạp chí: Journal of Nutraceuticals, Functional& Medecal Foods và của các nhà khoa học Mexico, Argentina, Nhật, Ấn Độ đều khẳng định khả năng làm giảm độ đƣờng, cholesterol trong máu, cải thiện chức năng động mạch vành tim do huyết áp đƣợc giảm bớt nếu sử dụng 5-8 gam tảo mỗi ngày. Tại Ấn Độ, năm 1995 ngƣời ta đã nghiên cứu và nhận thấy sử dụng vi tảo Spirulina với liều lƣợng 1g/ngày/ngƣời có tác dụng trị ung thƣ vòm họng cho những ngƣời có thói quen nhai trầu thuốc. Hiện nay, Nhật Bản đang nghiên cứu sử dụng tảo Spirulina trong phòng chống HIV/AIDS. Năm 1996-1997, một nhóm khoa học gia ngƣời Nhật là Hayashi K., Hayashi T.và Kojma I. đã phân lập và xác định cấu trúc một hoạt chất mới trong Spirulina đặt tên là Spirulan (Ca-Sp). Các thử nghiệm chứng tỏ Ca-Sp có tác dụng kháng virus HIV typ1 và kháng virus Herpes simplex typ1. Tác dụng này đƣợc xác định ở liều khá thấp và theo các tác giả là có triển vọng nghiên cứu ứng dụng trong điều trị HIV/AIDS. Trƣớc đó cũng đã có một nhóm tác giả phát hiện ra tác dụng này. Ở Đức, ngƣời ta đã bắt đầu nghiên cứu đƣa tảo Spirulina vào bia và gọi là bia xanh hoặc sản xuất thực phẩm chức năng có tác dụng chữa bệnh dƣới dạng viên cốm, viên nén hoặc viên nang vi tảo Spirulina. Ở Cộng hòa Liên Bang Nga, Trung Quốc, Ấn Độ, Công Hòa Liên Bang Đức , các nhà sản xuất đã đƣa tảo Spirulina vào trong thực phẩm của trẻ em. Trong thực phẩm của các vận động viên Cuba, Trung Quốc, Nga đều có một khẩu phần không nhỏ là tảo Spirulina. Nhật Bản là một trong những nƣớc sử dụng tảo Spirulina nhiều nhất thế giới. Có đến 70% số ngƣời trên 50 tuổi sử dụng Spirulina. Nƣớc Mỹ xem Spirulina là thực phẩm dinh dƣỡng cao cấp và thực phẩm giảm béo. Cơ quan nghiên cứu vũ trụ và hàng không Mỹ NASA coi Spirulina là thực phẩm lý tƣởng và có kế hoạch sử dụng nó trên các trạm không gian. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc: Theo thạc sĩ Lê Văn Lăng (ĐH Y Dƣợc TP.HCM), nguồn gen vi tảo Spirulina ở Việt Nam khá phong phú, tảo xoắn có ở nhiều nơi nhƣng hiện chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ. Năm 1972 các nhà khoa học bắt đầu đặt vấn đề nghiên cứu tảo Spirulina do GS.TS Nguyễn Hữu Thƣớc chủ trì. Năm 1976, việc thử nghiệm nuôi trồng tảo Spirulina đã đƣợc tiến hành trong thời gian 4, 5 tháng tại Nghĩa Đô, Hà Nội đã thu kết quả khá khả quan. Vào năm 1985, Sở Y Tế thành phố Hồ Chí Minh đã tiếp nhận giống tảo Spirulina đầu tiên do ông bà R.D.Fox tặng. Sau đó, tảo giống đƣợc giao cho Trạm nghiên cứu dƣợc liệu (nay là trung tâm dinh dƣỡng thành phố Hồ Chí Minh) giữ giống và nuôi trồng. Từ năm 1985-1995 đã có nhiều công trình công bố các nghiên cứu về vi tảo Spirulina. Chẳng hạn công trình nghiên cứu “Công nghiệp nuôi trồng và sử dụng tảo Spirulina” của GS.TS.Nguyễn Hữu Thƣớc và cộng sự ở Viện công nghệ sinh học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Hay công trình nghiên cứu “Nghiên cứu sản xuất và sử dụng thức ăn có tảo Spirulina trong dinh dƣỡng và điều trị” của bác sĩ Nguyễn Thị Kim Hƣng –Viện dinh dƣỡng –TP.HCM. Các nghiên cứu của các tác giả trên đã khẳng định có thể nuôi tảo Spirulina với qui mô công nghiệp. Tại Việt Nam tảo Spirulina hoàn toàn có thể sử dụng làm thực phẩm dinh dƣỡng cho con ngƣời. Cho đến nay, ở Việt Nam có nhiều cơ sở nuôi trồng, sản xuất và chế biến các sản phẩm từ tảo Spirulina đã đƣợc thành lập với công nghệ nuôi tảo trên các bể xây bằng xi măng sử dụng khí CO2 làm nguồn cacbon, nguồn CO2 trực tiếp lấy từ các nhà máy bia, cồn, rƣợu...nén hóa lỏng vào bình chứa. Đó là các cơ sở nhƣ Vĩnh Hảo (Bình Thuận), Châu Cát, Lòng Sông (Thuận Hải), Suối Nghệ (Đồng Nai), Đắc Min (Đắc Lắc), Phú Sen (Phú Yên). Nhƣng thành công nhất là công ty Cổ phần Nƣớc khoáng Vĩnh Hảo (Bình Thuận) và một cở sở ở Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh. Đơn vị tiên phong trong việc nuôi trồng và sản xuất tảo Spirulina lớn nhất nƣớc ta là công ty Vĩnh Hảo. Còn tại thành phố Hồ Chí Minh tảo Spirulina lại dùng sản xuất thức ăn chủ yếu cho gà, tôm...Sau một thời gian không tìm đƣợc đầu ra và giá thành chƣa hợp lý nên các cơ sở trên không thể tiếp tục việc nuôi trồng tảo đƣợc nữa. Nghiên cứu của Viện dƣợc liệu và Đại học Y Hà Nội, Viện Công nghệ sinh học và Viện Tai-Mũi-Họng đã xác định tác dụng hỗ trợ điều trị ung thƣ của tảo Spirulina. Các sản phẩm đƣơc chế biến từ tảo Spirulina tại Việt Nam xuất hiện ngày càng nhiều và khá đa dạng: Bột dinh dƣỡng Enalac, Sonalac (5% tảo), viên nang Linafore của trung tâm dinh dƣỡng thành phố Hồ Chí Minh, Lactogyl và Linavina của xí nghiệp Dƣợc 24 thành phố Hồ Chí Minh (công ty cổ phần hóa dƣợc phẩm Mekofa), viên Spirulina của công ty nƣớc suối Vĩnh Hảo. Ngoài ra còn có 5 sản phẩm Spir@ của công ty DETECH (Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam) đƣợc cục an toàn vệ sinh thực phẩm – Bộ y tế cấp giấy phép lƣu hành trên thị trƣờng. Bao gồm các sản phẩm: - Spir@ B (Tảo bồi bổ) tảo xoắn Spirulina dùng cho ngƣời suy dinh dƣỡng, ngƣời mới ốm dậy 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 ngƣời tăng huyết áp, giảm stress và tăng cƣờng trí nhớ cho ngƣời già... - Spir@ CĐ (Tảo phòng chống độc) Tảo xoắn Spirulina kết hợp tinh chất cao hạt nho: dùng để tăng sức đề kháng, chống độc, khử gốc tự do... - Dia-Spir@ (Tảo phòng chống tiểu đƣờng) tảo xoắn kết hợp Vitamin, khoáng chất dùng cho ngƣời bị bệnh đái tháo đƣờng týp 1 và týp 2. - Spir@Cid (Tảo phòng chống ung thƣ) tinh nghệ nguyên chất kết hợp với tảo xoắn Spirulina,Cao hạt nho dùng hỗ trợ cho việc điều trị bệnh ung thƣ. Năm 2008, Công ty dƣợc Hậu Giang chính thức hợp tác với công ty tảo Vĩnh Hảo để chế biến tảo Spirulina thành thực phẩm bổ sung, với tên gọi Spivital. Spivital cung cấp các protein, vitamin và khoáng chất giúp tăng cƣờng sức khỏe, bổ sung chất dinh dƣỡng. Những ngƣời cần bổ sung dƣỡng chất nhƣ: mất cân đối trong việc ăn uống hàng ngày, sinh viên học sinh thƣờng bỏ bữa sau những kỳ thi, những ngừoi bị kiệt sức do làm việc quá nhiều, trẻ em suy dinh dƣỡng, ngƣời già, ngƣời cần phục hồi sức khỏe sau khi phẫu thuật... Spivital còn có tác dụng hữu ích cho ngƣời bị đái tháo đƣờng, ngƣời bệnh cao huyết áp. Spivital còn cung cấp năng lƣợng cho vận động viên thể thao. 1.2. ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ GIÁ TRỊ DINH DƢỠNG CỦA TẢO SPIRULINA Tảo Spirulina có một số đặc điểm sinh học đặc trƣng nhƣ sau: + Spirulina dƣới kính hiển vi có dạng xoắn lò xo. Trichom không phân nhánh, phân chia thành các vách ngăn ngang. Trong tế bào có các hạt nhỏ phân bố sát màng tế bào. Spirulina có khả năng tạo các không bào nhỏ (gas vesicle) giúp Spirulina nổi lên trên bề mặt dịch lỏng. + Vách tế bào có chứa pectin và cellulose. + Nhân tế bào Spirulina không có nhân hoàn chỉnh, chất nguyên sinh phân bố thành vùng ngoại biên có màu gọi là tần sắc tố và miền giữa không màu gọi là miền trung tâm. + Chất nguyên sinh đậm đặc hơn các nhóm thực vật khác, chúng không chuyển động và chứa rất ít không bào mang dịch tế bào. Chất nguyên sinh thiếu nhân hoàn chỉnh. + Sắc tố và thể sắc tố: trong tế bào chất ta gặp các sắc tố: Diệp lục tố a (có màu lục), nhóm carotenoids (có hai loại là caroten là các hydrocacbon và xanthophyll là các dẫn xuất có chứa O2) có màu vàng, màu cam hoặc đỏ. Các sắc tố phụ trội gọi là phycobiliprotein gồm c-phycocianin và cphycoerythrin hiện diện với nồng độ cao Hàm lƣợng sắc tố trong Spirulina ( g/mg) cụ thể trong bảng sau Bảng 1.1. Thành phần các sắc tố trong Spirulina Sắc tố S.platensis sản xuất ở Việt Nam Oscillaxanthine Myxoxanthophyl Zeaxanthine Cis-zeaxanthine + Hydroxyechinenone Chlorophyll a + phyophytine - carotene Epoxy- -carotene -cryptoxanthine Echinenone Phycobiliprotein S.platensis 8005 S.maxima 0.224 1.026 1.278 0.195 0.175 1.342 1.98 0.246 0.157 1.538 1.521 0.211 20.145 26.201 24.76 1.385 0.084 0.03 0.038 240 1.665 0.093 0.4 240 1.927 0.162 0.055 250 Đặc điểm sinh sản của tảo spirulina Hình thức sinh sản là phân cắt tế bào ra làm hai, ngoài ra còn sinh sản theo hình thức tản đoạn. Chu kì phát triển của tảo rất ngắn thƣờng xảy ra trong 24 giờ (trong điều kiện tối ƣu phòng thí nghiệm), 3-5 ngày (trong điều kiện bán tự nhiên, tùy thuộc vào điều kiện thời tiết), vì vậy có thể thu hoạch tảo quanh năm. Đặc điểm sinh trƣởng Theo Coutteau (1996), vi tảo phát triển qua năm pha: + Pha gia tốc dƣơng: Tảo bắt đầu thích nghi với môi trƣờng nuôi, hấp thu chất dinh dƣỡng mạnh và sinh sản với tốc độ nhanh + Pha Logarit: Mật độ sinh khối tăng lên với tốc độ nhanh nhất theo cấp số nhân do tảo hấp thu chất dinh dƣỡng mạnh và sinh sản với tốc độ nhanh. + Pha gia tốc âm: Đƣợc đặc trƣng bởi tốc độ tăng trƣởng chậm dần so với pha logarit. + Pha cân bằng: Sinh khối tảo đã đạt ngƣỡng cực đại quá trình quang hợp cũng nhƣ phân chia tế bào vẫn diễn ra song số lƣợng tế bào sinh ra và chết đi gần nhƣ cân bằng. Do vậy sinh khối của quần thể vi tảo không có sự tăng lên. + Pha tàn lụi: Sau khi sinh khối đạt cực đại, yếu tố môi trƣờng trở nên bất lợi hơn nhiều. Khả năng hấp thu chấtdinh dƣỡng và sinh sản của vi tảo bị chi phối rất nhiều bởi điều kiện môi trƣờng nhƣ: Cƣờng độ ánh sáng, chế độ chiếu sáng, muối dinh dƣỡng và mức độ xáo trộn của nƣớc... Phân bố Tảo Spirulina phân bố ở khắp nơi trên thế giới, ở nhiều môi trƣờng khác nhau: nƣớc mặn, nƣớc lợ. Đặc biệt thích nghi ở những nơi có điều kiện môi trƣờng nƣớc độ kiềm cao. Các quốc gia hàng năm có sản lƣợng cao nhƣ: Nhật Bản, Trung Quốc, Mexico, Thái Lan, Úc, Đức, Nam Phi,... Ảnh hƣởng của một số yếu tố sinh thái lên sự phát triển của tảo Spirulina - Ánh sáng Tảo Spirulina ít bị ảnh hƣởng bởi chu kỳ sáng/tối, và nó đạt giá trị sinh khối cao nhất khi đƣợc chiếu sáng liên tục. Cƣờng độ ánh sáng thích hợp nhất cho Spirulina nằm trong khoảng 25.000 – 30.000 lux. - Nhiệt độ Ở nhiệt độ dƣới 25oC Spirulina phát triển chậm, ở nhiệt độ dƣới 40oC tảo bị chết sau 6 ngày. Nhiệt độ tối thiểu để chúng tồn tại là 18oC, Spirulina có khoảng thích nghi nhiệt độ cao hơn các loài khác 23 - 40oC, nhiệt độ đƣợc coi là tốt nhất cho sự phát triển của tảo là 30oC dƣới điều kiện kích thích dinh dƣỡng và ánh sáng. - pH Khoảng pH của môi trƣờng tối ƣu cho Spirulina phát triển là 8.5 – 9, ở pH này nguồn cacbon vô cơ đƣợc tảo đồng hóa nhiều nhất. Tuy nhiên ở pH 10- 11 Spirulina vẫn có khả năng phát triển nhƣng rất chậm. - Độ mặn Nồng độ Na+ cao trong tế bào là độc hại đối với hầu hết các tế bào. Vonshak và Guy khi nghiên cứu nồng độ Na+ trong tế bào của Spirulina nuôi cấy ở các nồng độ Na+ nội bào sau quá trình thích nghi hầu nhƣ không thay đổi. Điều này cho thấy, để thích nghi với điều kiện nồng độ NaCl cao, tế bào có cơ chế đặc biệt hạn chế sự tích lũy Na+ trong tế bào nhƣ bơm Na+/H đã đẩy Na+ ra . Giá trị dinh dƣỡng của tảo Spirulina Tảo Spirulina có hàm lƣợng protein rất cao chiếm tới 56%-77% trọng lƣợng khô, cao nhất trong số các loại thực phẩm có trên thị trƣờng hiện nay. Hàm lƣợng protein hơn 3 lần thịt bò và gấp hơn 2 lần hàm lƣợng protein của đậu tƣơng. Hơn nữa protein của tảo lại giàu các acid amind thiết yếu nhƣ Lysine, Valine, Alanine...(Bảng 1.2 và 1.3). Trong sinh khối tảo Spirulina còn chứa rất nhiều vitamin cần thiết cho con ngƣời. Cứ 1kg tảo Spirulina chứa 55mg vitamin B1, 40 mg vitamin B2, 3mg vitamin B6, 2mg vitamin B12, 113mg vitamin PP, 190mg vitamin E, 4000mg carotene trong đó -Caroten khoảng 1700mg (gấp 1000% so với cà rốt), 0.5mg axit folic, Inosite khoảng 500-1000mg (Bảng 1.4). Hàm lƣợng khoáng chất có thể thay đổi theo điều kiện nuôi trồng, thông thƣờng sắt là 580 - 646mg/kg (gấp 5000% so với rau chân vịt), mangan là 2325mg/kg, magie là 2915-3811mg/kg, selen là 0.4mg/kg, canxi, kali, photpho khoảng 1000-3000mg/kg hoặc cao hơn (hàm lƣợng Canxi gấp sữa 500%). Phần lớn chất béo trong Spirulina là axit béo không no, trong đó axit Linoleic 13784mg/kg, -linoleic 11980mg/kg. Đây là điều hiếm thấy trong các thực phẩm tự nhiên khác. Hàm lƣợng carbon hydrate khoảng 16.5%, hiện nay đã có thông tin dùng glucose chiết xuất từ tảo Spirulina để nghiên cứu chống ung thƣ. Bên cạnh đó, tảo Spirulina còn chứa các chất ngăn ngừa ung thƣ, chống lão hóa nhƣ: Chlorophyll, Carotenoids, Phycocyamin... là những chất giúp cho tế bào chống lại sự tàn phá của các gốc oxy hóa tự do, duy trì sự trẻ trung cho cơ thể, phòng chống các bệnh về rối loạn chuyển hóa, bệnh tim mạch, thiếu máu cơ tim, tai biến mạch máu não và một số bệnh về u bƣớu. Đặc biệt Spirulina còn chứa axit béo D-Glinolinic GLA, Sulfolipids, Glycolipids, Polysaccharides đặc biệt là Spirulan v.v... là các chất bổ trợ cho những bệnh nhân AIDS hay các bệnh nhân bị ung thƣ sau thời kì trị liệu bằng phóng xạ hoặc hóa trị liệu. Chỉ số hóa học (chemical score-C.S) của protein của tảo cũng rất cao trong đó các loại axit amin chủ yếu nhƣ leucine, isoleucine, valine, lysine, metheonine và trytophan 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 thụ sau 18 giờ). Tổ chức Y tế thế giới (WHO/OMS) công nhận tảo Spirulina là thực phẩm bảo vệ sức khỏe tốt nhất của loài ngƣời trong thế kỷ 21. Cơ quan quản lý thực phẩm và dƣợc phẩm Hoa Kì (FDA) công nhận nó là một trong những nguồn protein tốt nhất. Bảng 1.2. Thành phần hóa học của tảo Spirulina STT Thành phần Số lƣợng (% tổng chất khô) 1 Protein tổng số 60-70 2 Glucid 13-16 3 Lipit 7-8 4 Axit nucleic 4.29 5 Diệp lục 0.76 6 Caroten 0.23 7 Tro 4-5 Bảng 1.3. Thành phần acid amin của tảo Spirulina STT 1 Thành phần Isoleucine g/10g 350 Số lƣợng (% chất khô) 5.6 2 Leucine 540 8.7 3 Lysine 290 4.7 4 Methionine 140 2.3 5 Phenilalanine 280 4.5 6 Theonine 320 5.2 7 Tryptophane 90 1.5 8 Valine 400 6.5 9 Alanine 470 7.6 10 Arginine 430 6.9 11 Axit aspartic 610 9.8 12 Cystine 60 1 13 Axit glutamic 910 14.6 14 Glycerine 320 5.2 15 Histidine 100 1.6 16 Proline 270 4.3 17 Serine 320 5.2 18 Tyrosine 300 4.8 Bảng 1.4. Thành phần vitamin của tảo Spirulina STT Thành phần Số lƣợng (% tổng chất khô) 1 Vitamin B12 1.6 2 -caroten 1.700 3 D-Ca-panthothenate 11 4 Axit folic 0.5 5 Inositol 3.5 6 Niacin 118 7 Vitamin B6 3 8 Vitamin B12 55 9 Vitamin E 190 1.3. TỔNG QUAN VỀ BÁNH TRÁNG 1.3.1 Giới thiệu nguồn gốc của bánh tráng Bánh tráng là một món ăn dân tộc cổ truyền của nƣớc ta. Cho tới nay chƣa có tài liệu nào công bố về xuất xứ của bánh tráng có từ vùng nào và từ bao giờ? Nhà nghiên cứu Minh Chánh thì cho rằng bánh tráng xuất hiện từ đời nhà Trần. Có tài liệu lại cho rằng bánh tráng xuất hiện vào thời vua Quang Trung vì lúc đó nghĩa quân Tây Sơn hành quân thần tốc ra Bắc nên để công tác tiếp tế đƣợc dễ dàng ngƣời ta đã nghĩ ra món bánh tráng vừa đơn giản vừa thuận tiện nhƣng vẫn đảm bảo lƣơng thực cho nghĩa quân. Càng về sau bánh tráng càng đƣợc sử dụng rông rãi và nâng lên thành sản phẩm bán trên thị trƣờng. Hơn nữa nhu cầu ăn uống ngày càng đa dạng và phong phú. Do đó bánh tráng và các dạng của nó nhƣ bánh phở, bánh ƣớt, miến...có mặt phổ biến trong các bữa ăn. Từ đây bánh tráng phát triển mạnh hơn về số lƣợng và chất lƣợng cũng nhƣ dạng sản phẩm. Mặt khác cùng với sự phát triển của ngành du lịch nƣớc nhà tạo sự giao lƣu với các nƣớc trên thế giới đã tạo điều kiện cho nền văn hóa ẩm thực của nƣớc ta phát triển. Cũng vì lẽ đó mà bánh tráng đã trở thành sản phẩm xuất khẩu có giá trị cao với số lƣợng lớn nhƣ hiện nay. Bánh tráng truyền thống chủ yếu sản xuất từ tinh bột gạo, bột sắn và nƣớc. Tuy thế hiện nay do sự phát triển của xã hội con ngƣời ngày càng đòi hỏi các sản phẩm bánh mới lạ. Vì vậy trên thị trƣờng đã xuất hiện một số loại bánh tráng mới lạ nhƣ: - Bánh tráng tép khô: tép khô đƣợc trộn vào trong bột tráng, khuấy đều rồi tiến hành tráng. Khi thành phẩm, trên nền trắng có điểm những con tép hồng đỏ nhìn đẹp mắt, ăn ngon miệng. Thƣờng thì những loại bánh này đã đƣợc nêm gia vị vừa ăn nên có thể ăn không hoặc quấn thêm rau ăn kèm nƣớc chấm - Bánh tráng mỡ heo: Bánh này khi trộn bột có pha thêm hành lá đã đƣợc chiên qua mỡ trƣớc. Bánh thành phẩm bóng mỡ trên bề mặt có điểm hành lá xanh khá đẹp mắt. Bánh tráng này cũng đƣợc nêm vừa phải, có thể ăn không. - Bánh tráng ngọt dẻo có mè, dừa miếng: Bánh này khi pha bột có trộn thêm đƣờng, mè, dừa khô xắt lát mỏng và dầu chuối cho bánh thành phẩm ngọt dẻo, béo dừa và mè lại thơm dầu chuối nên rất hài hòa và ngon. - Bánh tráng lá dứa: Bột tráng đƣợc trộn thêm lá dứa cho bánh thành phẩm có màu xanh và mùi thơm tự nhiên. - Bánh tráng sữa: Bột tráng có pha thêm sữa và sầu riêng cho bánh thành phẩm có vị ngon ngọt, béo của sữa và mùi thơm đặc trƣng của sầu riêng. Thành phần dinh dƣỡng của bánh tráng thƣờng phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất ra nó, phụ thuộc vào giá trị dinh dƣỡng của tấm và bột gạo (Các bảng 1.5 và 1.6). Ngoài ra, thành phần dinh dƣỡng của bánh tráng còn phụ thuộc vào các thành phần tham gia trong quá trình sản xuất nhƣ cốt dừa, tép khô, mỡ heo... Bảng 1.5. Thành phần hóa học của tấm Thành phần Nƣớc STT 1 Hàm lƣợng (%) 12 2 Tinh bột 79.2 3 Protein 7 4 Chất béo 0.4 5 Tro 0.5 6 Các thành phần khác 0.9 Bảng1.6. Thành phần hóa học của gạo lức và gạo trắng STT Thành phần Gạo lức Gạo trắng 1 Hàm lƣợng nƣớc (%) 12 12 2 Protein (%) 7.5 6.7 3 Béo (%) 1.9 0.4 4 Tro (%) 1.2 0.5 5 Xơ (%) 0.9 0.3 6 Cacium (mg/100g) 32 24 7 Photphorus (mg/100g) 221 94 8 Sắt (%) 1.6 0.8 9 Sodium (%) 9 5 10 Potassium (%) 214 92 11 Thiamin (%) 0.34 0.07 12 Riboflavin (%) 0.05 0.03 13 Niacin (%) 4.7 16 1.3.2 Tình hình tiêu thụ trong và ngoài nƣớc: Bánh tráng đƣợc sản xuất ở cả ba miền Bắc– Trung– Nam của đất nƣớc. Các tỉnh có sản lƣợng bánh tráng tƣơng đối lớn nhƣ: Củ Chi,Tây Ninh, Bình Dƣơng, Phú Yên, Bình Định, Quãng Ngãi và một số tỉnh phía Bắc. Trong đó có 3 tỉnh sản lƣợng lớn nhất là Tây Ninh, Bình Dƣơng, Củ Chi. Tổng sản lƣợng bánh tráng xuất khẩu của 3 tỉnh trên là 120-150 tấn/tháng vào mùa nắng và 80-100 tấn/tháng vào mùa mƣa.Tổng sản lƣợng tiêu thụ trong nƣớc là 30-50 tấn/tháng, còn trong các dịp lễ tết khoảng 100-120 tấn/tháng. Ngoài ra bánh tráng còn đƣợc xuất khẩu với sản lƣợng 80-120 tấn/tháng. Vào lúc cao điểm sản lƣợng bánh tráng xuất khẩu có thể lên tới 100-140 tấn/tháng. Với 60% cho thị trƣờng Pháp, 10% cho thị trƣờng Mỹ, 15% cho thị trƣờng Nhật, còn lại là các thị trƣờng khác. Thị trƣờng Pháp, không yêu cầu về hàm lƣợng muối, tỷ lệ bột mì, mẫu mã, vệ sinh nên công đoạn kiểm tra không cần gay gắt. Giá xuất khẩu: 0,65 - 0,75 USD/kg. Thị trƣờng Nhật, yêu cầu rất cao và chặt chẽ về cả nồng độ muối, tỷ lệ bột mì, mẫu mã và đặc biệt là vấn đề vi sinh. Do đó công đoạn kiểm tra khá gay gắt. Giá xuất:1.5-1.7 USD/kg. 1.3.3 Kỹ thuật sản xuất bánh tráng: Để sản xuất bánh tráng, về mặt lý thuyết ngƣời ta thƣờng ứng dụng đặc tính tạo màng của tinh bột. Tính chất tạo màng của hồ tinh bột nhƣ sau: Giống nhƣ các hợp chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng tốt. Để tạo màng các phân tử các phân tử tinh bột sẽ dàn phẳng ra sắp xếp lại và tƣơng tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoăc gián tiếp qua phân tử nƣớc. Có thể thu đƣợc màng từ dung dịch phân tán trong nƣớc. Màng thu đƣợc từ thể phân tán trong nƣớc thƣờng dễ dàng trƣơng ra trong nƣớc. Để tạo màng ta cho tinh bột phân tán trong nƣớc đến một nồng độ nhất định không đặc quá và loãng quá, hồ hóa sơ bộ để tạo ra một độ nhớt nhất định. Khuấy thật kỹ, sau đó rót dịch tinh bột thành lớp mỏng lên một mặt phẳng và nhẵn đƣợc gia nhiệt thích hợp. Quá trình tạo màng xảy ra ba giai đoạn: - Giai đoạn 1: Từ bề mặt nƣớc bốc hơi, nồng độ tinh bột tăng lên, các hạt tinh bột dịch gần nhau, hƣớng từ biên vào tâm dƣới tác dụng của dòng môi trƣờng phân tán, sắp xếp lại hình thành lớp “đơn hạt” đặc. - Giai đoạn 2: Nƣớc nằm giữa các hạt tiếp tục bốc hơi, các hạt tiếp xúc nhiều hơn và bị biến dạng. Sức căng bề mặt lúc này có vai trò rất lớn, có khuynh hƣớng co bề mặt của hệ thống. Mức độ biến dạng của hạt phụ thuộc vào modun và độ nhớt của chúng. Có thể thêm vào các chất hóa dẻo để tạo cho màng có độ đồng thể hơn. - Giai đoạn 3: Khi tiếp xúc với nhau các hạt bắt đầu thể hiện lực cố kết. Các tính chất cơ lý của màng sẽ phụ thuộc vào các hiện tƣợng xảy ra trong giai đoạn này. Khi khô, thể tích của màng bị giảm, dẫn đến sự co ngót về chiều dày và xuất hiện ứng suất nội. Sự co ngót màng càng lớn khi nồng độ tinh bột càng nhỏ và sự hydrat hóa càng cao. Do đó ngƣời ta thƣờng thêm vào các chất pha loãng để làm giảm sự hydrat và do đó làm giảm sự co ngót. Màng thu đƣợc từ dung dịch có nồng độ thấp tốc độ bay hơi lớn mạch tinh bột đƣợc hình thành một cách mạnh mẽ, thƣờng có độ bền cao nhƣng ứng suất nội lớn. Khi làm khô chậm, màng kém bền hơn tuy nhiên lại không có ứng suất nội. Vì vậy tốc độ bốc hơi nƣớc phải đƣợc điều chỉnh hợp lý bằng cách thay đổi nhiệt độ, thay đổi tốc độ truyền dịch và trao đổi không khí, thay đổi độ nhớt và nồng độ tinh bột trong dung dịch. Khi thay đổi các thông số này ta sẽ thu đƣợc màng có cấu trúc và tính chất khác nhau. Quá trình bốc hơi nƣớc từ màng xảy ra 5 giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: Nƣớc nhiều nên sự bốc hơi nƣớc xảy ra từ bề mặt tự do của chất lỏng. Áp suất hơi bão hòa là trở ngại duy nhất cho sự bốc hơi; - Giai đoạn 2: Trên bề mặt màng tạo ra lớp thể gel nhớt do đó nƣớc phải thắng trở lực của lớp này; - Giai đoạn 3: Hình thành cấu trúc; - Giại đoạn 4: bốc hơi của nƣớc sovat hóa là nƣớc liên kết bền vững hơn với tinh bột. Ngoài ra nƣớc phải thắng trở lực của lớp màng đã tạo thành; - Giai đoạn 5: Do kết quả của sự bốc hơi màng đƣợc tạo ra. Để thu đƣợc màng tinh bột có tính chất đàn hồi cao ngƣời ta có thể thêm các chất hóa dẻo để chúng làm tăng khoảng cách giữa các phân tử, làm giảm lực Vandervan do đó làm giảm lực cố kết nội và làm tăng động năng giữa các phân tử. Chất hóa dẻo thƣờng có cùng bản chất hóa học nhƣng có trọng lƣợng phân tử bé hơn.Với màng tinh bột thực phẩm ngƣời ta hay dùng glixerin làm chất hóa dẻo. Màng tinh bột trong suốt và đàn hồi cao cũng có thể thu đƣợc bằng phƣơng pháp nhúng. Đôi khi màng tinh bột bị giòn, dễ bị rách do khi tạo màng đã đồng thời xảy ra 2 quá trình sau: - Sự giảm dần thể tích chất tạo màng (tinh bột) do nƣớc bị bốc hơi. - Sự hình thành dần dần và sự vững chắc hóa cấu trúc cục bộ dẫn đến làm mất độ chảy và làm xuất hiện một độ bền nào đó trong màng còn chƣa đƣợc hoàn chỉnh. Trong khi đó bề mặt của khuôn định hình không có khả năng thay đổi kích thƣớc chiều dài của mình nên trong màng sẽ phát sinh ra ứng suất nội. Nếu ứng suất này bé hơn độ bền của cấu trúc đã hình thành lúc đó, thì khi co ngót không làm rách màng. Nếu ứng suất này lớn hơn độ bền của cấu trúc màng lúc đó màng bị rách. Có thể khắc phục hiện tƣợng trên bằng cách thay đổi nhiệt độ tạo màng lên một ít để tăng chuyển động nhiệt của các hạt tinh bột do đó sẽ phá vỡ các cấu trúc mới tạo ra. Hoặc bằng cách tăng sự tạo cấu trúc để màng vừa tạo thành bền và đàn hồi để không bị đứt khi co ngót. Để làm khô bánh tráng và các nguyên liệu ngƣời ta thƣờng dùng phƣơng pháp sấy hoặc phơi. Sấy là phƣơng thức sử dụng nguồn năng lƣợng nhân tạo, phơi là sử dụng nguồn năng lƣợng tự nhiên. Phƣơng pháp phơi có nhƣợc điểm là phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, thời gian làm khô dài, lƣợng ẩm tách ra trong nguyên liệu không triệt để. Nhƣng có ƣu điểm là nguồn năng lƣợng mặt trời rất phong phú mà không phải tốn kém gì và thiết bị phơi đơn giản. Hiện nay, ngƣời ta thƣờng dùng kết hợp giữa hai phƣơng pháp này, ban đầu sử dụng phƣơng pháp phơi để tách một hàm lƣợng ẩm nhất định rồi sau đó đem sấy để loại trừ ẩm triệt để hơn. Phƣơng pháp phơi khô đƣợc tiến hành bằng hai cách: - Phơi nắng: Sử dụng để phơi các loại nguyên liệu, sản phẩm ít dầu mỡ...có thể phơi liên tục hoặc gián đoạn tùy theo tính chất của nguyên liệu hoặc sản phẩm. - Phơi mát: Sử dụng để phơi các loại nguyên liệu, sản phẩm có hàm lƣợng dầu lớn. Có khi ngƣời ta sử dụng cả hai cách này để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm. Sấy là phƣơng pháp tách ẩm ra khỏi nguyên liệu nhờ các tác nhân và thiết bị sấy. Nguồn tác nhân cũng khá phong phú nhƣ không khí nóng, hơi nƣớc, khói lò. Tác nhân sấy sẽ cung cấp năng lƣợng cho nguyên liệu bay hơi và thoát ra ngoài rồi quạt gió mang đi. Nhiệt đƣợc cung cấp nhằm thực hiện các nhiệm vụ sau: - Nung nóng vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ bầu ƣớt tƣơng ứng với môi trƣờng không khí xung quanh. - Vận chuyển ẩm từ các lớp bên trong ra các lớp bên ngoài - Vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt vật liệu ra môi trƣờng bên ngoài. + Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy: