1
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
2
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
3
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
1. ThS. Nguyễn Minh Khang
2. ThS. Võ Viết Phi
NIÊN KHÓA 2006 – 2010
4
5
+ 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
Hình 2.1. Cây đậu nành
Hình 2.2. Hạt đậu nành
7
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
8
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.
( Cả xơ)
Khoáng Tổng
9
Lá mầm
43,0 23 29 5,0 90
Vỏ
8,8 1 86 4,3 8
Trụ dưới lá
mầm
41,0 11 43 4,4 2
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]
Thành phần Hàm lượng
Hàm lượng
trung bình
PROTEIN (%)
30 – 50 40
10
AMINO ACID
(g/100g hạt)
Alanine
Arginine
Aspartic acid
Glutamic acid
1,12 – 1,62
1,52 – 2,24
1,69
2,90
4,48
7,26
1,69
0,60
2,02
2,07
1,04
1,76
3,03
2,58
0,54
1,95
1,58
0,49
1,43
1,83
LIPID (%)
12 – 30 20
ACID BÉO
( %so với lipid
tổng)
Palmitic acid
Stearic acid
Oleic acid
Linoleic acid
Linolenic acid
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]
2+
… 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 B
1
, B
2
, B
3
, B
6
; 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 B
1
gấp 3 lượng vitamin B
1
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
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]
15
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
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 (NaHCO
3
).
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]
17
PSữa đậu nành: đậu nành tươi được ngâm với nước, sau đó lấy dịch lọc đun 20 phút ở nhiệt độ 90
0
C, 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
khoảng 35 - 50 µm, bước xoắn 60 µm, chiều dài thay đổi có thể đạt 0,25 mm.
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.
19
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
nhất. Nếu hàng ngày chúng ta sử dụng 1g Spirulina thì sẽ đáp ứng đủ
nhu cầu vitamin B
12
hàng ngày. Ngoài ra, Spirulina còn chứa các vitamin khác như A, B
1
, B
2
, B
6
, E và H
(Fox, 1986). Spirulina cung cấp 21% thiamin và riboflavin so với nhu cầu hàng ngày. Provitamin A (b-caroten)
(chiếm 0,1% chất khô) cao hơn 20 lần so với trong carrot. Thành phần các vitamin của Spirulina được liệt kê
trong Bảng 2.4.
Bảng 2.4. Thành phần vitamin trong Spirulina [22]
Vitamin Trên 10g
Nhu cầu hàng
ngày cho phép
% so với nhu cầu
hàng ngày cho phép
Vitamin A ( b-carotene)
23000 IU
5000 460
Vitamin B
1
(Thiamine) 0,31 µg
1,5 21
Vitamine B
2
(Riboflavin) 0,35 µg
1,7 21
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
Selenium 2 µg 100 µg 2
Spirulina chứa 18 trong số 20 loại amino acid được biết (Fox, 1986). Một số amino acid có hàm lượng
cao trong Spirulina như glutamic acid (14,6%); aspartic acid (9,8%); leucine (8,7%); aniline (7,6%)…
Bảng 2.6. Thành phần acid amin trong Spirulina [5]
Acid amin
thiết yếu
Hàm lượng
trong 10g
%/Tổng
Các Acid
amin khác
Hàm lượng
trong 10g
%/tổng
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 %
Siam Algae Thái Lan 3,8 480
Blue Continent Đài Loan - 480
Nippon Spirulina Nhật Bản 1,5 40
Bình Thuận Việt Nam 0,5 8
Nhiều công ty Trung Quốc 200 2798
24
Nhiều công ty Ấn Độ 12,2 260
Nhiều công ty Cu Ba - 40
Ứng dụng của tảo Spirulina:
PSpirulina được sử dụng như một nguồn thực phẩm cung cấp dinh dưỡng và cải thiện sức khoẻ cho con
người [ 20]
P Năm 1970-1980, nhiều nghiên cứu sử dụng Spirulina để phòng và trị bệnh suy dinh dưỡng trẻ em đã
được tiến hành ở Mehico, Pháp, Roumani, Nhật Bản, Hoa Kỳ, Peru… [ 11]
PBột khô Spirulina được dùng như một thức ăn cao cấp giàu protein, acid amin và nhiều vi lượng bổ
dưỡng khác. [ 11]
PTheo Gloria và cộng sự (2004), khi bổ sung thêm sinh khối tảo S. platensis dạng khô với hàm lượng (6
mg/ml) vào sữa sẽ kích thích sự phát triển của Lactococcus lactis lên 27%, do đó bổ sung Spirulina để thúc đẩy
quá trình lên men lactic [ 16]
PChế phẩm Enalac (bột dinh dưỡng bổ sung 5% Spirulina) là một chế phẩm do Trung tâm Dinh dưỡng
trẻ em Tp.HCM sản xuất. Enalac chứa 16,5% protein; 7% lipid; 74% glucide, vitamin…với sự phối chế của 5%
bột Spirulina. Khi sử dụng, chế phẩm được pha loãng trong nước ấm (50-60
o
C) được sử dụng để ăn trực tiếp.
Kết quả nghiên cứu cho thấy chế phẩm có tác dụng tốt cho bệnh nhân suy dinh dưỡng ở mọi lứa tuổi [ 11]
P Một số nghiên cứu cho thấy Spirulina có tác dụng tốt trong điều trị bệnh béo phì, bệnh tiểu đường,
bệnh thiếu máu, bệnh loét dạ dày tá tràng, viêm tụy, bệnh đục thủy tinh thể và suy giảm thị lực, bệnh rụng tóc.
[11]
2.3. Tổng quan về vi sinh vật
Probiotic trong yogurt có thể đem đến cho cơ thể những lợi ích sau đây [24]
- Ngăn chặn sự xâm nhập của các vi khuẩn gây bệnh bằng cách cản chúng bám vào thành ruột.
C trong môi trường có pH thấp ( 4,6-5,4 ). Loài này có thể tạo ra
trong khối sữa đến 2,7% acid từ đường lactose.
Trong quá trình lên men, Lactobacillus bulgaricus sản xuất ra acetaldehyl. Đây là một trongg những thành
phần chính tạo hương thơm cho sản phẩm.
2.3.2 . Streptococcus thermophilus [33]
Copyright: Tài liệu đại học ©