ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
  
BK
TP HCM
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CÔNG NGHỆ SINH HỌC ỨNG DỤNG
TRONG SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN
THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
GVHD : TS. Nguyễn Thúy Hương
SVTH : Vũ Thị Ngọc An - MSSV: 60600031
Nguyễn Kiều Oanh - MSSV: 60601729
Nguyễn Thị Minh Tâm - MSSV: 60602122
TP. Hồ Chí Minh, tháng 06/2010

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt 4 năm học tại trường Đại học Bách Khoa, ngành Công nghệ sinh học,
chúng em đã được trang bị một hành trang vào đời quý báu và một kiến thức chuyên ngành
mà chúng em yêu thích. Đồ án chuyên ngành này là thành quả làm việc nghiêm túc của
từng cá nhân trong nhóm thực hiện suốt một học kì, bước đầu định hướng cho Luận văn tốt
nghiệp, với đề tài : “Công nghệ sinh học ứng dụng trong sản xuất và chế biến thực phẩm
chức năng”.
Để hoàn thành tốt đồ án, ngoài công sức làm việc của mỗi cá nhân trong nhóm không
thể không kể đến công lao to lớn của các thầy cô đã luôn theo sát chúng em. Chúng em xin
gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Quý thầy cô Bộ môn Công nghệ sinh học, đặc biệt là cô
Nguyễn Thúy Hương đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian thực
hiện đồ án.
Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức nhưng đồ án chắc chắn không thể tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong sự chỉ bảo góp ý từ Quý thầy cô và ý kiến xây dựng từ các bạn

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 iii.......................................................................................................................vii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122..........................................................................................................................viii
NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG VỀ QUẢN LÝ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG TRÊN THỊ
TRƯỜNG ........................................................................................................................................ 37
.........................................................................................................................................................96
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG ................................................................................................................................ 122
CHƯƠNG 1 ................................................................................................................................... 123
TẢO SPIRULINA ......................................................................................................................... 123
- iii -
DANH MỤC BẢNG
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
MỤC LỤC.............................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii.........................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iv.......................................ii
MỤC LỤC ii iv.....................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii ii iv..................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii ii iv...............................ii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ii iv......................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii iv..................................ii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 iv.........................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii vii....................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii ii vii.................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii ii vii..............................ii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ii vii....................................................................................................................ii

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122............................................................................................................................ix
Hình 2.1: Công thức cấu tạo Soyasaponin I – IV [3] .............................................................................. 18
Hình 2.2: Công thức cấu tạo isoflavone và dẫn xuất [3] ....................................................................... 18
Hình 2.3: Công thức hóa học của lycopene [65] ................................................................................... 19
Bảng 2.2: Hàm lượng lycopene trong một số sản phẩm cà chua .................................................... 19
Hình 2.4: Công thức cấu tạo các hợp chất catechin trong trà xanh [3] ................................................ 21
Bảng 2.3: Khả năng ức chế các gốc tự do của các hợp chất trong trà xanh .................................... 21
Hình 2.5: Các hợp chất curcumin trong củ nghệ [65] ........................................................................... 23
NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG VỀ QUẢN LÝ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG TRÊN THỊ
TRƯỜNG ........................................................................................................................................ 37
Bảng 1.3: Những protein có tác dụng chữa bệnh trong sữa được sản xuất ra bởi thú cho sữa
chuyển gen ....................................................................................................................................... 54
.........................................................................................................................................................96
Hình 3.16: Giản đồ đại diện của T-DNA trong các vector dùng để chuyển gen [53] .......................... 107
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG ................................................................................................................................ 122
CHƯƠNG 1 ................................................................................................................................... 123
TẢO SPIRULINA ......................................................................................................................... 123
Hình 1.1: Hình dạng tảo Chlorella, Scenedesmus, Spirulina [65] ........................................................ 123
Bảng 1.3: Thành phần khoáng của tảo Spirulina ........................................................................... 130
Bảng 1.6: Các loại thực phẩm được chế biến từ tảo Spirulina ..................................................... 134
Bảng 1.11: Các mẫu so sánh không bổ sung đường được so sánh với mẫu chuẩn ...................... 160
Bảng 1.14: Ma trận thiết kế bởi Box-Behnken cùng với thí nghiệm và dự đoán giá trị hiệu suất
của dịch chiết. ................................................................................................................................ 173
Hình 1.5: Hoạt chất chống oxy hóa được đánh giá bằng phương pháp ức chế quá trình peroxide hóa
của acid linoleic [56] ............................................................................................................................ 175
Bảng 1.15: Thành phần và hàm lượng tương đối của acid béo trong dịch chiết từ ..................... 176
Bảng 1.16: Những thành phần có thể đóng góp trong chất hoạt động chống oxy hóa từ
S.platensis ...................................................................................................................................... 176

Hình 2.34: Sơ đồ quy trình sản xuất siro FOS từ nước mía sử dụng Pectinex Ultra SP-L [10] ............ 264
Hình 2.35: Sơ đồ quy trình sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em có bổ sung FOS [18] ............................. 266
- vii -
DANH MỤC HÌNH
MỤC LỤC.............................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii.........................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iv.......................................ii
MỤC LỤC ii iv.....................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii ii iv..................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii ii iv...............................ii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ii iv......................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii iv..................................ii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 iv.........................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii vii....................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii ii vii.................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii ii vii..............................ii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ii vii....................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii vii.................................ii
MỤC LỤC ii iii vii................................................................................................................ii
MỤC LỤC ii ii iii vii.............................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii ii iii vii.........................ii
- viii -
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ii iii vii................................................................................................................ii
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii iii vii............................iii
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 iii vii..................................................................................................................iii

NĂNG 122 iii vii iii...............................................................................................................v
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 viii iii..................................................................................................................v
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 iii.........................................................................................................................v
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iv.......................................v
MỤC LỤC ii viii...................................................................................................................v
MỤC LỤC ii ii viii................................................................................................................v
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii ii viii.............................v
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ii viii...................................................................................................................v
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii viii................................v
MỤC LỤC ii iii viii...............................................................................................................v
MỤC LỤC ii ii iii viii............................................................................................................v
- x -
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii ii iii viii.........................v
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ii iii viii...............................................................................................................v
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG iii iii viii............................v
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 iii viii..................................................................................................................v
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122 ix........................................................................................................................vi
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG 122............................................................................................................................vi
Hình 2.1: Công thức cấu tạo Soyasaponin I – IV [3] .............................................................................. 18
Hình 2.2: Công thức cấu tạo isoflavone và dẫn xuất [3] ....................................................................... 18
Hình 2.3: Công thức hóa học của lycopene [65] ................................................................................... 19
Bảng 2.2: Hàm lượng lycopene trong một số sản phẩm cà chua .................................................... 19
Hình 2.4: Công thức cấu tạo các hợp chất catechin trong trà xanh [3] ................................................ 21

Bảng 1.19: pH và độ chua của sản phẩm sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường
trong thời gian lưu trữ ở 150C. ..................................................................................................... 186
Bảng 1.20: Số lượng tồn tại (logCFU/ml) của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus
acidophilus, và Bifidobacterium spp. trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông
thường trong thời gian bảo quản ở 4°C. ....................................................................................... 187
Bảng 1.21: Tỷ lệ % tồn tại của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, và
Bifidobacterium spp. trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong thời
gian bảo quản ở 4°C. ...................................................................................................................... 187
Bảng 1.22: pH và độ chua của sản phẩm sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường
trong thời gian lưu trữ ở 40C. ....................................................................................................... 189
Bảng 2.4: Đặc tính của FOS so với một số loại đường khác .......................................................... 201
Hình 2.6: Sơ đồ quy trình sản xuất FOS liên tục và không liên tục [58] .............................................. 213
Bảng 2.5: Diễn biến tăng trưởng của ngành công nghiệp mía đường trên toàn quốc ................ 223
Bảng 2.7: Ảnh hưởng của các ion kim loại và hợp chất lên hoạt tính enzyme β -fructofuranosidase
của A. niger .................................................................................................................................... 234
Bảng 2.9: Thành phần đường trong dịch mía ................................................................................ 258
Hình 2.29: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng vận chuyển Fructose [10] ................................... 259
Hình 2.30: Ảnh hưởng của pH đến khả năng vận chuyển Fructose [10] ............................................ 260
Hình 2.31: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng vận chuyển Fructose [10] .................................. 260
Bảng 2.10: Ảnh hưởng của tỉ lệ Enzyme/cơ chất tới sự biến đổi thành phần đường .................. 262
- xii -
Hình 2.32: Sắc ký đồ của đường FOS và các loại đường trong mẫu nghiên cứu [10] ........................ 263
Hình 2.33: Sắc ký đồ của đường FOS chuẩn [10] ................................................................................ 263
Bảng 2.11: Thành phần và hàm lượng đường có trong sản phẩm FOS ........................................ 263
Hình 2.34: Sơ đồ quy trình sản xuất siro FOS từ nước mía sử dụng Pectinex Ultra SP-L [10] ............ 264
Hình 2.35: Sơ đồ quy trình sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em có bổ sung FOS [18] ............................. 266
- xiii -
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AAPH : 2,2’-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride.
ABT : Hệ vi khuẩn Lactobacillus acidophilus (A), Bifidobacteria (B), và Streptococcus

dinh dưỡng cơ bản mà các thành phần cấu tạo còn có tác dụng tích cực vào những nhiệm
vụ khác nhau của cơ thể. Đó là “ Thực phẩm chức năng”.
Các nhà khoa học trên thế giới đã dự báo rằng: thức ăn của con người trong thế kỉ
XXI sẽ là thực phẩm chức năng. Các hoạt chất mà thực phẩm chức năng mang lại cho con
người chính là những vị thuốc quý, giúp con người tăng cường miễn dịch, chống lão hóa,
kéo dài tuổi thọ, phòng và chữa các bệnh mãn tính, kể cả ung thư.
Loại thực phẩm chức năng đầu tiên được kể đến là những thực phẩm mà khi ở dạng tự
nhiên đã có những hoạt chất có lợi cho con người. Tiếp đó là nhóm thực phẩm có ít hoạt
chất hơn, phải bổ sung hoặc tinh chế, cô đặc lại ở dạng dễ sử dụng, hay biến đổi gen để
tăng hàm lượng một số chất có lợi.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học, việc chế biến và sản
xuất thực phẩm chức năng đã trở nên dễ dàng hơn. Con người đã tạo ra các thực phẩm chức
năng rất đa dạng về thể loại và phong phú về hoạt tính sinh học. Đối với nước ta, đây là
lĩnh vực có nhiều triển vọng, bởi nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa dạng, cùng
với sự đầu tư vào công nghệ sinh học, bước đầu đã đạt được một số thành tựu đáng ghi
nhận.
- xvi -
Phần 1: Tổng quan về thực phẩm chức năng
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
- 1 -
Chương 1: Khái niệm thực phẩm chức năng
CHƯƠNG 1
KHÁI NIỆM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
1.1. Khái niệm thực phẩm chức năng
Khái niệm và tên gọi về thực phẩm chức năng bắt nguồn từ Nhật Bản. Vào năm 1980
Bộ Y tế và Sức khỏe của nước này bắt đầu xây dựng hệ thống tổ chức trong Bộ, tổ chức này
có nhiệm vụ điều chỉnh và công nhận những loại thực phẩm có hiệu quả cải thiện sức khỏe
của cộng đồng dân cư. Họ cho phép ghi trên nhãn hiệu hàng hóa thực phẩm sử dụng cho sức
khỏe con người, được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh là FOSHU

phẩm chế biến cải tiến, thức ăn cổ truyền dân tộc và các thành phần không dinh dưỡng khác
có tác động đặc biệt và cần thiết cho sức khỏe.
Thuộc tính chức năng nói lên vai trò sinh học của một hay nhiều chất dinh dưỡng chức
năng có trong thực phẩm truyền thống, nó được phát hiện ra với những thành phần các chất
đặc biệt có hữu ích cho sức khỏe. Cần phải có sự kết hợp nghiên cứu yểm trợ để xác định
hiệu quả sức khỏe cũng như nguy cơ của thực phẩm chức năng khi ăn đơn điệu chúng với
những thành phần có hoạt tính sinh lý mạnh trong thực phẩm chức năng. Chuyên ngành dinh
dưỡng sẽ tiếp tục cùng với công nghệ thực phẩm, nhà nước, hội đồng khoa học, và các cơ
quan truyền thong phải có những chỉ dẫn chính xác rõ ràng về mặt khoa học của thực phẩm
và dinh dưỡng để người tiêu thụ biết cách áp dụng.
Khi nghiên cứu về thực phẩm chức năng và thuốc trị bệnh, người ta thấy nó như là vùng
giao thoa giữa thực phẩm và thuốc. Nó vừa chứa các chất dinh dưỡng như là thực phẩm
truyền thống, lại vừa có hoạt chất sinh học có tác dụng phòng trị bệnh như là thuốc [3].
- 3 -
Chương 1: Khái niệm thực phẩm chức năng
1.2. Phân biệt thực phẩm chức năng với một số thực phẩm khác
Sự khác biệt giữa Thực phẩm chức năng, Thực phẩm thuốc và Thực phẩm thông thường
được thể hiện qua sơ đồ sau :1.2.1 Thực phẩm thông thường (Ordinary food ingredients)
Là thực phẩm với các thành phần và giá trị dinh dưỡng cơ bản được ghi trên nhãn và
phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm được cộng đồng và cơ quan quản lý thực
phẩm chấp nhận. Khi ăn loại thực phẩm này thì cơ thể phát triển một cách bình thường trong
điều kiện bình thường [3].
1.2.2 Thực phẩm chức năng (Functional Foods)
Là thực phẩm ngoài chất dinh dưỡng cơ bản ra, còn chứa một số hoạt chất chức năng
đặc biệt ở mức độ cao, có tác dụng phòng chống bệnh tật, đảm bảo cho sức khỏe bền vững.
Thực phẩm chức năng phải được công bố thành phần các chất dinh dưỡng chức năng trong
thực phẩm và có hướng dẫn sử dụng để phòng chống những bệnh tật gì. Thực phẩm chức

Được Bác sĩ chẩn đoán dinh dưỡng và kê đơn.
Thực phẩm chức năng Thế hệ I: Chọn lựa thực phẩm chức năng có trong tự
nhiên.
Thế hệ II: Thực phẩm được bổ sung tăng cường hoạt chất
chức năng.
Thế hệ III: Thực phẩm được phối hợp các hoạt chất chức
năng.
Thực phẩm thông thường Thực phẩm mới
Thực phẩm dinh dưỡng đặc biệt.
Thực phẩm thông thường
[3]
- 5 -
Chương 1: Khái niệm thực phẩm chức năng
1.3. Lịch sử nghiên cứu thực phẩm chức năng trong nước và trên thế giới
1.3.1. Trên thế giới
Từ năm 1900 đã có khái niệm sử dụng thực phẩm để phòng bệnh và tăng cường cho sức
khỏe. Lúc bấy giờ người ta biết dử dụng muối giàu iod để phòng và chữa bệnh bướu cổ, ngày
nay chúng ta coi đó là thực phẩm chức năng. Trước đó người ta còn biết sử dụng củ cà rốt để
chữa bệnh quáng gà, ngày nay ta coi đó là bệnh thiếu vitamin A và cà rốt cung cấp tiền chất
vitamin A để chữa bệnh.
Thời kì cổ đại Hypocrat coi thức ăn cũng là phương tiện điều trị bệnh. Nhưng lúc bấy
giờ, người ta chưa hiểu một cách rõ ràng chất nào trong thực phẩm có giá trị phòng và chữa
bệnh, phần lớn họ dùng thực phẩm để phòng và chữa bệnh theo kinh nghiệm. Vì vậy từ thế kỉ
thứ 19 trở về trước, người ta có quan niệm khi có bộ phận nào đó của cơ thể bị bệnh thì tìm
thức ăn tương ứng ăn vào sẽ chữa được bệnh, nói khác đi là “ đau cái gì ăn cái nấy”. Điều này
không đúng với các bệnh truyền nhiễm. Sau này khi ngành hóa học hữu cơ, hóa phân tích,
hóa sinh phát triển, người ta mới làm rõ ra vai trò sinh học của mỗi loại chất dinh dưỡng
trong thức ăn đối với cơ thể. Định nghĩa thực phẩm chức năng ngày càng sáng tỏ hơn, ngày
càng có sự giao thoa giữa ngành Y Dược với ngành chế biến thực phẩm. Nói khác đi “ người
thầy thuốc cũng là người đầu bếp, người đầu bếp cũng là người thầy thuốc”.

chức năng dùng cho nhân dân, người lao động trí óc, đặc biệt cho bộ đội trong các cuộc hành
quân thần tốc và trong chiến tranh tình hình mới[14].
- 7 -