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 -