Ứng dụng spirulina vào sản xuất bánh mì ngọt và bánh mì lạt

Bằng cách bổ sung vi khuẩn lam Spirulina vào bánh mì ngọt và lạt, chúng ta sẽ tạo ra được một sản phẩm vừa có chất lượng cao vừa làm cho người tiêu dùng khỏe mạnh hơn vì những lợi ích mà

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

MAI NGỌC THẢO

ỨNG DỤNG SPIRULINA VÀO SẢN XUẤT BÁNH MÌ NGỌT VÀ BÁNH MÌ LẠT

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MÃ NGÀNH: 604280

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 8 NĂM 2008

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS.NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày ……tháng ……năm……

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Tp HCM, ngày 11 tháng 8 năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : MAI NGỌC THẢO Phái : Nữ

Ngày, tháng, năm sinh : 09/06/1983 Nơi sinh : Tp.HCM

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Khóa : 2006

I- TÊN ĐỀ TÀI : ỨNG DỤNG SPIRULINA VÀO SẢN XUẤT BÁNH MÌ

NGỌT VÀ BÁNH MÌ LẠT

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :

1 Khảo sát nguồn nguyên liệu Spirulina và tỉ lệ bổ sung vào bánh mì ngọt và lạt

2 Khảo sát quy trình sản xuất bánh mì ngọt và lạt có bổ sung Spirulina

3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng của Spirulina đến bánh mì ngọt và lạt

4 Đánh giá cảm quan và định lượng thành phần dinh dưỡng sản phẩm để chọn

ra sản phẩm tối ưu

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 2/2008

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 7/2008

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS.NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS.TS.NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

Tôi rất mang ơn cha mẹ tôi đã nuôi dạy tôi nên người, động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Sau cùng tôi cám ơn tất cả những người bạn đã giúp tôi trong suốt quá trình làm luận văn

TÓM TẮT

Bánh mì là loại thực phẩm được sử dụng rất phổ biến ngày nay, góp phần

đa dạng hóa bữa ăn cho người lao động, cán bộ, công chức, học sinh, sinh viên Do vậy, nâng cao chất lượng của bánh mì lạt và bánh mì ngọt là một việc làm hết sức cần thiết Bằng cách bổ sung vi khuẩn lam Spirulina vào bánh mì ngọt và lạt, chúng

ta sẽ tạo ra được một sản phẩm vừa có chất lượng cao vừa làm cho người tiêu dùng khỏe mạnh hơn vì những lợi ích mà Spirulina mang lại

Phần nghiên cứu được tiến hành với mục đích tạo ra sản phẩm đạt chất lượng cao với những thành phần dinh dưỡng đầy đủ và cân đối hơn, góp phần ngăn ngừa một số bệnh như tim mạch, tiểu đường Đề tài đã thu được kết quả : tạo ra được sản phẩm “Bánh mì – Spirulina” với hàm lượng Spirulina tương đối thích hợp đối với bánh mì là 1% Sản phẩm “Bánh mì – Spirulina” có thành phần dinh dưỡng

và có điểm đánh giá cảm quan tương đối cao Sản phẩm hoàn toàn có thể đưa ra thị trường với giá thành hợp lý

ABSTRACT

Nowadays bread is the popular food which contributes to diversify meals for everyone For this reason, raising the quality of bread is an indispensable deed By adding Spirulina in bread, we will have a high quality product and consumers will

be healthier for special benefit of Spirulina

The purpose or research is creating a high quality product with balanced nutritious ingredients, to prevent from such diseases as diabetes, cardiovascular disease… The result of research is creating products “Spirulina-bread” with adding 1% Spirulina content “Spirulina-bread” has high nutritious ingredients and high perceptible marks “Spirulina-bread” could be brought into the market with reasonable prices

MỤC LỤC

PHẦN I MỞ ĐẦU 15

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 17

2.1 Tổng quan về Spirulina 18

2.1.1 Lịch sử phát hiện và sử dụng Spirulina .18

2.1.2 Cấu tạo của vi tảo Spirulina 19

2.1.3 Thành phần hóa học của Spirulina 20

2.1.3.1 Protein 20

2.1.3.2.Glucid 21

2.1.3.3 Lipid 21

2.1.3.4 Chất khoáng 21

2.1.3.5 Các sắc tố 22

2.1.3.6 Vitamin 22

2.1.4 Tình hình nuôi trồng và phát triển Spirulina trên thế giới và ở Việt Nam 22

2.1.4.1 Tình hình nuôi trồng vi tảo Spirulina trên thế giới 22

2.1.4.2 Tình hình nuôi trồng tảo Spirulina ở Việt Nam 23

2.1.5 Một số nghiên cứu và ứng dụng của Spirulina trên thế giới 24

2.1.5.1 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong thực phẩm 24

2.1.5.2 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong mỹ phẩm 26

2.1.5.3 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong dược phẩm 26

2.1.5.4 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong chăn nuôi 28

2.1.5.5 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong xử lý môi trường 28

2.1.6 Một số ngiên cứu về Spirulina ở Việt Nam .28

2.2 Tổng quan về bánh mì 31

2.2.1 Nguồn gốc của bánh mì .31

2.2.2 Những loại ngủ cốc có thể sử dụng để sản xuất bánh mì 32

2.2.2.1.Hắc mạch 32

2.2.2.2.Yến mạch .32

2.2.2.3 Lúa mì 32

2.2.2.4.Đại mạch 33

2.2.2.5.Lúa nước 33

2.2.3 Phân loại bánh mì 33

2.2.3.1 Loại bánh mì không nở 33

2.2.3.2 Loại bánh mì làm nở bằng phương pháp hoá học 33

2.2.3.3 Loại bánh mì làm nở bằng vi sinh vật 34

2.2.4 Giá trị thực phẩm của bánh mì 34

2.2.4.1 Glucid 34

2.2.4.2 Protein 35

2.2.4.3 Lipid 35

2.2.4.4 Vitamin 35

2.2.4.5 Chất khoáng 36

2.2.4.6 Độ sinh năng lượng và độ tiêu hóa 36

2.2.5 Một số sản phẩm bánh mì trên thế giới 37

2.2.6 Một số kỹ thuật sản xuất bánh mì 39

2.2.6.1 Kỹ thuật sản xuất bánh mì ngọt và lạt 39

2.2.6.2 Thuyết minh quy trình 41

2.2.7 Các dạng hư hỏng của bánh mì và cách thức bảo quản bánh mì .46

PHẦN 3 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48

3.1 Nguyên vật liệu 49

3.1.1 Tảo Spirulina 49

3.1.2 Nguyên liệu chính để sản xuất bánh mì 49

3.1.3 Những nguyên liệu phụ để sản xuất bánh mì 49

3.1.3.1 Men bánh mì 49

3.1.3.2 Muối ăn 50

3.1.3.3 Đường 50

3.1.3.4 Bơ 50

3.1.3.5 Trứng gà 51

3.1.3.6 Bột sữa .52

3.1.3.7 Nước 53

3.1.3.8 Phụ gia 53

3.2 Phương pháp nghiên cứu 54

3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 54

3.2.2 Phương pháp xác định độ nở của bánh mì 54

3.2.3 Phương pháp xác định độ chua của bánh mì 55

3.2.4 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 56

3.2.5 Các phương pháp định lượng thành phần dinh dưỡng của sản phẩm 56

3.2.6 Phương pháp xác định chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm .57

3.3 Quy trình sản xuất bánh mì ngọt và bánh mì lạt bổ sung Spirulina 58

3.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh mì lạt và ngọt bổ sung Spirulina 58 3.3.2 Thuyết minh quy trình 59

PHẦN IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61

4.1 Kết quả khảo sát nguồn nguyên liệu Spirulina hiện có tại Việt Nam 62

4.1.1 Khảo sát nguồn nguyên liệu Spirulina có nguồn gốc từ nước ngoài 62

4.1.2 Kết quả khảo sát nguồn nguyên liệu Spirulina trong nước 63

4.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ bổ sung Spirulina 65

4.3 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tảo đến bánh mì 67

4.3.1.Ảnh hưởng của vi tảo đến độ nở của bánh 67

4.3.2.Ảnh hưởng của vi tảo đến độ chua của bánh 69

4.4 Kết quả định lượng thành phần dinh dưỡng của sản phẩm 72

4.4.1.Thành phần dinh dưỡng của bánh mì ngọt và lạt tại cơ sở Thành Phú 72

4.4.2 Thành phần dinh dưỡng của bánh mì lạt có bổ sung Spirulina .73

4.4.3.Thành phần dinh dưỡng của bánh mì ngọt có bổ sung Spirulina .74

4.5 Kết quả đánh giá cảm quan 75

4.5.1 Kết quả đánh giá cảm quan về màu sắc 75

4.5.2 Kết quả đánh giá cảm quan về mùi 78

4.5.3Kết quả đánh giá cảm quan về vị 80

4.5.4.Kết quả đánh giá cảm quan về hình thái 83

4.6 Kết quả bảo quản sản phẩm 85

4.7.Kết quả tính giá thành sản phẩm 86

4.8 Kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm 87

PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89

5.1 Kết luận 90

5.2 Kiến nghị 91 PHẦN VI TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN VII PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các loại thực phẩm được chế biến từ tảo Spirulina

Bảng 2.2 Hệ số tiêu hóa của các chất trong bánh mì

Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng của bơ

Bảng 3.2: Thành phần dinh dưỡng của trứng gà

Bảng 3.3: Thành phần dinh dưỡng của sữa

Bảng 3.4: Bảng các phương pháp định lượng thành phần dinh dưỡng

Bảng 3.5: Bảng các phương pháp định lượng vi sinh

Bảng 4.1: Thành phần dinh dưỡng của Spirulina được nhập khẩu từ một số nước trên thế giới

Bảng 4.2: Thành phần dinh dưỡng Spirulina từ một số công ty sản xuất trong nước Bảng 4.3: Thành phần nguyên liệu bánh mì ngọt và lạt có bổ sung Spirulina

Bảng 4.4: Bảng ký hiệu tên các mẫu bánh mì

Bảng 4.5: Thành phần dinh dưỡng của bánh mì ngọt và lạt tại cơ sở Thành Phú Bảng 4.6: Thành phần dinh dưỡng của bánh mì lạt có bổ sung Spirulina

Bảng 4.7: Thành phần dinh dưỡng của bánh mì ngọt có bổ sung Spirulina

Bảng 4.8: Bảng điểm cảm quan về màu sắc của bánh mì lạt

Bảng 4.9: Bảng số liệu phân tích ANOVA về màu của bánh mì lạt

Bảng 4.10: Bảng điểm cảm quan về màu sắc của bánh mì ngọt

Bảng 4.11: Bảng số liệu phân tích ANOVA về màu của bánh mì ngọt

Bảng 4.12: Bảng điểm cảm quan về mùi của bánh mì lạt

Bảng 4.13: Bảng số liệu phân tích ANOVA về mùi của bánh mì lạt

Bảng 4.14: Bảng điểm cảm quan về mùi của bánh mì ngọt

Bảng 4.15: Bảng số liệu phân tích ANOVA về mùi của bánh mì ngọt

Bảng 4.16: Bảng điểm cảm quan về vị của bánh mì lạt

Bảng 4.17: Bảng số liệu phân tích ANOVA về vị của bánh mì lạt

Bảng 4.18: Bảng điểm cảm quan về vị của bánh mì ngọt

Bảng 4.19: Bảng số liệu phân tích ANOVA về vị của bánh mì ngọt

Bảng 20: Bảng điểm cảm quan về hình thái của bánh mì lạt

Bảng 4.21: Bảng số liệu phân tích ANOVA về hình thái của bánh mì lạt Bảng 4.22: Bảng điểm cảm quan về hình thái của bánh mì ngọt

Bảng 4.23: Bảng số liệu phân tích ANOVA về hình thái của bánh mì ngọt Bảng 4.24: Thời gian bảo quản sản phẩm

Bảng 4.25: Giá thành của sản phẩm

Bảng 4.26: Kết quả kiểm tra vi sinh gây bệnh trên sản phẩm

Bảng 5.1: Bảng thành phần dinh dưỡng của hai mẫu BML13 và BMN13

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Đồ thị 4.1: Tỷ lệ % số người sử dụng bộ mì trong một ngày

Đồ thị 4.2: Ảnh hưởng của vi tảo Spirulina đến độ nở của bánh mì lạt

Đồ thị 4.3: Ảnh hưởng của vi tảo đến độ nở của bánh mì ngọt

Đồ thị 4.4: Ảnh hưởng của vi tảo đến độ chua của bánh mì lạt

Đồ thị 4.5: Ảnh hưởng của vi tảo đến độ chua của bánh mì ngọt

Đồ thị 4.6 : Kết quả đánh giá cảm quan về màu của bánh mì lạt

Đồ thị 4.7 : Kết quả đánh giá cảm quan về màu của bánh mì ngọt

Đồ thị 4.8: Kết quả đánh giá cảm quan về mùi của bánh mì lạt

Đồ thị 4.9: Kết quả đánh giá cảm quan về mùi của bánh mì ngọt

Đồ thị 4.10: Kết quả đánh giá cảm quan về vị của bánh mì lạt

Đồ thị 4.11: Kết quả đánh giá cảm quan về vị của bánh mì ngọt

Đồ thị 4.12: Kết quả đánh giá cảm quan về hình thái của bánh mì lạt

Đồ thị 4.13: Kết quả đánh giá cảm quan về hình thái của bánh mì ngọt

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

PHẦN I MỞ ĐẦU

Spirulina là một loại vi khuẩn lam được mọi người rất quan tâm hiện nay, nó được mệnh danh là thực phẩm của thế kỷ 21 và coi như là nguồn thực phẩm chức năng Spirulina chứa hàm lượng protein rất cao (60 – 70%), đặc biệt là protein của nó chứa đầy

đủ các acid amin thiết yếu cho con người Hàm lượng protein trong Spirulina thuộc vào loại cao nhất trong các thực phẩm hiện nay, cao hơn gấp 3 lần thịt bò và gấp 2 lần trong đậu tương Ngoài ra, Spirulina còn chứa nhiều vitamin và chất khoáng với hàm lượng cao như: vitamin B1, vitamin B2, Vitamin B6, vitamin B12, vitamin PP, vitamin E, β-carotene,

Fe, Ca, K, P, Mg… Vitamin và khoáng chất của Spirulina cao hơn rất nhiều so với bất kì một loại rau củ quả nào khác, ví dụ: hàm lượng β-carotene của Spirulina cao gấp 30 lần so với cà rốt Với ưu điểm trên, Spirulina ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống như:

Trong y dược: trích ly một số chất trong Spirulina để sản xuất thuốc tăng sức đề kháng, chống lão hóa, hổ trợ điều trị một số bệnh (viêm gan, suy gan, cholesterol máu cao, tiểu đường…),…

Trong thực phẩm Spirulina có rất nhiều công dụng như: bổ sung dinh dưỡng cho trẻ

em, bổ sung vào một số loại thực phẩm để nâng cao chất lượng dinh dưỡng, và sử dụng làm thực phẩm chức năng

Trong mỹ phẫm: trích ly một số chất trong Spirulina để đưa vào mỹ phẩm (như chất chống lão hóa)

Trong môi trường: Spirulina được nuôi trong hồ xử lý nước thải để góp phần làm sạch nước

Đề tài “Ứng dụng Spirulina vào sản xuất bánh mì ngọt và bánh mì lạt” nhằm nghiên cứu bổ sung thành phần dinh dưỡng của vi khuẩn lam Spirulina vào bánh mì ngọt và lạt, để nâng cao thành phần dinh dưỡng cho bánh

Bánh mì là lương thực quan trọng trên thế giới, đặc biệt là tại các nước phương Tây

và các nước trồng lúa mì Bánh mì ngọt và lạt, tại những nước này, là lương thực chính để

ăn hàng ngày Ở Việt Nam, bánh mì ngọt và lạt là món ăn rất phổ biến và đã có hàng trăm

ngàn điểm bán bánh mì từ ngoài phố, trong chợ đến những cửa hàng nổi tiếng Vì nhu cầu

ăn uống nhanh gọn ngày càng tăng của người tiêu dùng, nên bánh mì là một trong những món được lựa chọn đầu tiên Bánh mì ngọt và lạt là món ăn sáng, ăn nhanh buổi trưa hoặc tối khá phổ biến của sinh viên, học sinh, nhân viên văn phòng….Theo kết quả khảo sát khoảng 500 người tiêu dùng của tiến sĩ Lê Đăng Minh, giám đốc công ty Minh và Huynh

đệ, cho thấy: có đến 71,6% người chọn bánh mì là món ưu tiên hàng đầu vào mỗi buổi sáng Những người thường xuyên ăn bánh mì ngọt và lạt với mức độ khoảng 1-2 lần/tuần chiếm gần 60% Từ kết quả trên ta thấy bánh mì ngọt và lạt là món ăn rất phổ biến và sử dụng rất thường xuyên của người tiêu dùng Tuy nhiên thành phần dinh dưỡng của bánh mì ngọt và lạt vẫn còn thấp so với nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của con người Thành phần dinh dưỡng của bánh mì lạt (tính trên 100g thực phẩm): năng lượng 249 kcal, protein 7,9g, lipid 0,8g, carborhydrate 52,5g, chất xơ 0,2g, canxi 28mg, phospho 164mg, sắt 2mg

Với thành phần dinh dưỡng rất cao của Spirulina, vi khuẩn lam này rất phù hợp để bổ sung vào bánh mì ngọt và lạt nhằm nâng cao thành phần dinh dưỡng cho bánh mì

PHẦN 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về Spirulina

2.1.2 Lịch sử phát hiện và sử dụng Spirulina [12,31,37]

Người ta không biết chính xác từ khi nào thì con người sử dụng loại vi tảo này Với sự phát triển của khoa học công nghệ và cuộc cách mạng xanh, năm 1521 Bernal Díaz del Castillo, một thành viên của nhóm Hernán Cortez, đã nuôi trồng loài Spirulina maxima ở hồ Texcoco, thu sản phẩm khô và bán cho người sử dụng ở chợ Tenochtitlán (nay thuộc thành phố Mexio) Tác giả này đã lấy loại bùn tảo (có

vị giống như phô mai) mà đã được người dân địa phương vớt ra từ hồ để làm bánh Dân bản địa đã đặt tên cho sản phẩm này là Tecuitlalt Năm 1524, thầy dòng Toribio của Benavente kể lại rằng, người Aztec đã nuôi Tecuitlalt để sử dụng chúng trong trường hợp cấp bách và khối bùn nhão này được phơi trên cát dưới ánh nắng mặt trời cho khô Khi sự xâm chiếm của người Tây Ban Nha diễn ra, chủ đề về Tecuitlalt không được đề cập nữa, và sự xuất hiện của nó đi vào quên lãng

Năm 1940, một báo cáo khoa học của nhà thực vật học người Pháp Dangeard

về một loại nguyên liệu là “Dihé” được người Kanembu sống gần hồ Chad sử dụng làm thức ăn “Dihé” là một loại bánh cứng với thành phần là một loại tảo lam được làm khô dưới ánh nắng mặt trời Loại tảo lam này được thu hoạch từ các bờ ao nhỏ xung quanh hồ Chad Người Kanembu thu hoạch tảo bằng cách vớt chúng lên và đựng vào chậu bằng đất, xả nước qua những túi vải và trải tảo trên cát để làm khô dưới ánh nắng mặt trời Khi đã khô, những phụ nữ cắt miếng tảo thành những khối vuông để đem bán ở chợ “Dihé” được nghiền vụn và trộn với sốt cà chua, tiêu và được rắc lên thịt, cá, đậu… Người Kanembu sử dụng chúng trong 70% bữa ăn của

họ Trước đây, Dangeard cũng đã từng nghe về loại tảo này đang phát triển trong một số hồ ở thung lũng Rift vùng Đông Phi, người thổ dân sống xung quanh hồ này xem chúng như là một loại thực phẩm chính Tuy nhiên, bài báo này của ông không được chú ý đến

Giữa những năm 1964 và 1965, nhà thực vật học Leonard, trong khi đi thám hiểm xuyên Sahara, đã bắt đầu tò mò về các bánh màu lam được bán ở các chợ địa phương Fart Lamy ở Chad Khi những người dân địa phương nói rằng những bánh

này được làm từ nguyên liệu gần hồ Chad, Leonard nhận ra có sự liên hệ giữa những cái bánh khô này với tảo Cũng vào thời gian đó, một nhóm nghiên cứu người Pháp đã nghiên cứu những mẫu Spirulina (S.maxima) mà đã phát triển rất nhiều ở hồ Texcoco, gần thành phố Mexico

Từ năm 1970, những nghiên cứu về dinh dưỡng và dược của Spirulina đã tăng lên nhanh chóng Năm 1970, Cộng Hòa Liên Bang Đức đã ủng hộ những nghiên cứu về sự sử dụng của Spirulina ở Ấn Độ, Thái Lan và Peru Ở các nước Châu Á,

sự sản xuất Spirulina tập trung vào nguồn dinh dưỡng cho thành phần dân số thiếu dinh dưỡng Spirulina đã được bán và được tiêu thụ ở: Đức, Brazin, Chi Lê, Tây Ban Nha, Pháp, Canada, Ai Cập, Mỹ, Philipin, Ấn Độ và nhiều nước khác

2.1.3 Cấu tạo của vi khuẩn lam Spirulina [8,31]

Spirulina thuộc ngành vi khuẩn lam (Cyanobacteria), bộ Oscillatorriales Quan sát loại tảo này dưới 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, ribôxom và những sợi DNA nhỏ Capsule có cấu trúc sợi nhỏ, và bao quanh là một lớp sợi khác bảo vệ cho chúng Sự hiện diện bất thường của capsule quanh những sợi S.platensis là một đặc tính hình thái khác biệt so với S.maxima Bề ngang của lông thay đổi từ 6 đến 12µm, và được cấu tạo từ các tế bào hình trụ tròn Đường kính xoắn ốc của nó từ 30 đến 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, nó rất quan trọng để giải thích tại sao hình dáng xoắn

ốc của Spirulina trong môi trường lỏng bị thay đổi thành hình xoắn lò xo trong môi trường rắn Những thay đổi này là do sự hút nước hoặc khử nước của oligopeptide trong màng peptidoglican tạo nên

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 được 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 người Tuy nhiên lớp này chiếm tỉ lệ thấp (<1%), độ dày nhất của nó là 12nm, còn các protein và các lipo-poliacharit tự

nhiên của lớp thứ hai là lý do cho sự tiêu hóa Spirulina rất dễ dàng của con người Chlorophyll a , caroten và phycobilisome nằm trong hệ thylakoid hoặc cơ quan quang hợp của tảo này Phycobilisome là nơi chứa phycocyanin (có sắc tố xanh) Riboxom và các sợi DNA nằm ở vùng trung tâm

Spirulina chứa nhiều tổ chức ngoại vi kết hợp với thylakoids, 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 có chứa thành phần chính là enzyme ribulose 1,5-diphosphate carboxylase, nó cho phép cố định CO2 trong hệ thống quang hợp và có thể mang ra một cơ quan dự trữ Các hạt poliglucan hoặc glycogen hoặc hạt α là những polyme glucose, nhỏ, tròn và khuếch tán rộng trong thylacoidal Các hạt lipid, hạt β hoặc hạt osmophile từ cơ quan dự trữ, được cấu tạo bởi poly-β-hydroxybutyrate, chỉ tìm thấy ở trong các tế bào prokaryote, chúng được coi như là những chất dự trữ năng lượng

Hình 2.1: Spirulina dưới kính hiển vi

2.1.3 Thành phần hóa học của Spirulina [5,8,11,19,28,30,31]

2.1.3.1 Protein

Hàm lượng protein của tảo cao, trên 50% có khi lên đến 71% Xét về hàm lượng protein thì đây là một loại vi sinh vật sản xuất protein cao hiếm có và thành phần acid amin rất đầy đủ về acid amin thiết yếu, bán thiết yếu, với tỉ lệ cân đối Vì vậy, protein của Spirulina là protein hoàn hảo so với tiêu chuẩn nguyên liệu protein dùng trong dinh dưỡng - dược phẩm (≥40%)

Spirulina chứa khoảng 4% acid nucleic (DNA, RNA), thấp hơn so với Chlorella, men bia, nấm và các vi tảo khác (có khoảng 6 ÷ 11% acid nucleic) Mặc

dù trước đây có một vài lo ngại khi ăn tảo có thể làm tăng nồng độ acid uric do acid nucleic nhưng ít có bằng chứng ủng hộ điều này Trên thực tế, đã nghiên cứu cho thấy rằng nếu ăn 30g protein của tảo Chlorella (tương đương với 50g tảo Spirulina) thì vẫn an toàn Điều này chứng tỏ sự an toàn khi sử dụng tảo Spirulina làm nguồn cung cấp protein chính

2.1.3.2.Glucid

Glucid của Spirulina có cấu trúc gần với glycogen, nên thích hợp với dinh dưỡng của người và động vật Theo Neiedova E.L (1980) thì tảo Spirulina có đặc điểm là giàu tinh bột (chiếm đến 70% tổng số glucid) còn hemicellulose chỉ có 6% trong tổng số glucid Nhiều dạng glucid dễ đồng hoá (mono-oligosacharide, các polysacharide có phân tử lượng thấp, tinh bột) chiếm đến 95% tổng số glucid

2.1.3.3 Lipid

Trong chất béo của vi tảo Spirulina có chứa hầu hết các acid béo thiết yếu (Vitamin F) :acid linoleic 5 – 10mg/g, acid γ – linoleic (GLA) 7 – 11mg/g GLA là một acid béo có nhiều trong sữa mẹ giúp tăng cường sức khoẻ cho trẻ sơ sinh Các nghiên cứu lâm sàng chỉ ra rằng các bửa ăn có GLA có thể cải thịên sức khoẻ cho các vận động viên, người bệnh tim béo phì, người nghiện rượu, người bệnh thần kinh, người già, Ở Tây Ban Nha, GLA trong Spirulina đã được chỉ định để điều trị nhiều vấn đề về sức khoẻ

2.1.3.4 Chất khoáng

Sprulina chứa nhiều chất khoáng có ý nghĩa đối với dinh dưỡng người và động vật Trong số đó, những chất khoáng cần thiết cho hoạt động bình thường của hệ thần kinh và tim mạch như Kali, Magiê hoặc cho tạo máu như sắt đều cao

Sắt trong Spirulina có khả năng hấp thụ cao hơn dạng sắt trong rau quả và hầu hết các loại thịt

Hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng như As, Cd, Pd, Hg đều thấp hơn giới hạn cho phép sử dụng tảo cho người

2.1.3.5 Các sắc tố

Chlorophyl (a) : 0,61-1,15% chất khô

Carotenoid : chủ yếu ở dạng cis trong cấu trúc Dạng cis cp1 tác dụng vitamin

A gấp 10 lần dạng trans nhân tạo, hoặc chiết từ thực vật như cà rốt, gấc, Hàm lượng carotenoid theo β-caroten trong Spirulina khoảng 500µg -1200µg/g hay 800-2000IU/g, đây là hàm lượng rất cao giúp ngăn ngừa sự thiếu hụt vitamin A

Phycocyamin : Khoảng 10-23% tảo khô, sắc tố này được trích ra dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm vì hoàn toàn không có hại

2.1.4.1 Tình hình nuôi trồng vi tảo Spirulina trên thế giới

Spirulina được trồng đại trà ở các nước trên thế giới từ những năm 1972, các nước sản xuất vi tảo chủ yếu tập trung ở Châu Á và vành đai Thái Bình Dương Những khu vực và vùng lãnh thổ có sản lượng vi tảo lớn là Trung Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, Hàn Quốc, Hoa Kỳ, Mehico…

Khởi đầu là 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 thương nhân Nhật Bản đã hình thành nên Earthrise Farms và chính thức đi vào sản xuất ổn

định năm 1982 Ngày nay, Earthrise Farms cung cấp sản phẩm cho hơn 40 quốc gia

và nguồn Spirulina ở đây được xem là tốt nhất

Ngoài ra, trên thế giới còn có các trang trại nuôi trồng tảo Spirulina với quy

mô lớn, chất lượng cao như:

- 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)…

2.1.4.2 Tình hình nuôi trồng tảo Spirulina ở Việt Nam

Ở Việt Nam, từ năm 1972 các nhà khoa học bắt đầu đặt vấn đề nghiên cứu tảo Spirulina do GS.TS Nguyễn Hữu Thước chủ trì

Năm 1976, việc thử nghiệm nuôi trồng tảo Spirulina đã được tiến hành trong thời gian 4 - 5 tháng tại Nghĩa Đô, Hà Nội đã thu được 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 được giao cho Trạm nghiên cứu dược liệu (nay là Trung tâm dinh dưỡng thành phố Hồ Chí Minh) giữ giống và nuôi trồng

Hiện nay, có 2 nơi nuôi trồng tảo Spirulina lớn ở nước ta, đó là:

- Công ty cổ phần nước khoáng Vĩnh Hảo (Bình Thuận)

- Và một cơ sở ở Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh

Có thể nói, Vĩnh Hảo là đơn vị tiên phong trong việc nuôi trồng và sản xuất tảo Spirulina lớn nhất nước ta Việc nuôi trồng Spirulina tại thành phố Hồ Chí Minh lại là nguồn nguyên liệu sản xuất thức ăn chủ yếu cho gà, tôm… Sau một thời gian không tìm được đầu ra và giá thành chưa hợp lý nên các cơ sở trên đã không thể tiếp tục việc nuôi trồng được nữa

Nhìn chung, lịch sử nghiên cứu và nuôi trồng tảo Spirulina ở nước ta đã thu được nhiều kết quả ban đầu đáng khích lệ

Tuy nhiên cho đến nay việc nuôi trồng đa số vẫn mang tính nhỏ lẻ, lạc hậu,

không đáp ứng được nhu cầu sử dụng tảo ngày càng tăng cao

Vì vậy, trước những giá trị về mọi mặt mà tảo Spirulina mang lại, cần phải tiến hành cải thiện, thúc đẩy ngành công nghiệp nuôi trồng tảo nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu ra thị trường nước ngoài

2.1.5 Một số nghiên cứu và ứng dụng của Spirulina trên thế giới

[5,8,12,23,24,25,27,30,32,33,34]

2.1.5.1 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong thực phẩm

Spirulina đã được nghiên cứu sản xuất và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau ở các nước trên thế giới Hiện nay, Spirulina được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong thực phẩm và mỹ phẩm Spirulina được nghiên cứu bổ sung vào rất nhiều sản phẩm thực phẩm như : mì sợi, yaourt, kẹo, trà xanh, bánh quy, bánh mì, bia… Các sản phẩm này được bày bán ở siêu thị của nhiều nước như : Chi Lê, Pháp, Cu Ba, Đức, Thụy Sỹ, Nhật, Tây Ban Nha, Mehico, Đan Mạch, Hà Lan, Mỹ,

Úc, New Zealand…

* Mì sợi bổ sung Spirulina

Spirulina được sử dụng để bổ sung vào mì gói và mì sợi Để sản xuất sản phẩm này với màu sắc đẹp, chỉ bổ sung 0,1-1,0% Spirulina vào bột mì Sản phẩm này đã được nghiên cứu sản xuất và ứng dụng rộng rãi

* Trà xanh bổ sung Spirulina

Trà, đặc biệt là trà xanh, rất tốt cho sức khỏe vì giàu vitamin C, trong khi Spirulina ít vitamin C nhưng giàu các thành phần dinh dưỡng khác Sản phẩm trà xanh bổ sung Spirulina sẽ có thành phần dinh dưỡng tương đối hoàn thiện Vì vậy sản phẩm có thể cung cấp dưới dạng thực phẩm chức năng bảo vệ sức khoẻ con người

Bảng 2.1 Các loại thực phẩm được chế biến từ tảo Spirulina (Theo Darad-Chaslel

18 Bột ngô và tảo Spirulina 10÷14

19 Dịch thuỷ phân protein từ tảo Spirulina 8,5

2.1.5.2 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong mỹ phẩm

Các sản phẩm mỹ phẩm có bổ sung Spirulina cũng đã xuất hiện ở các siêu thị như: Sản phẩm bảo vệ da, dầu gội, kem… Các thành phần chiết xuất từ tảo Spirulina như protein, polysaccharid, vitamin và khoáng được dùng để sản xuất các

mỹ phẩm làm đẹp cho phụ nữ như : mỹ phẩm săn sóc bảo vệ da đầu, bảo vệ tóc, bảo

vệ da, làm lành sẹo mau chóng, chống mụn nhọt và làm trắng da

2.1.5.3 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong dược phẩm

* Ức chế khả năng tái tạo của sự sinh sản HIV-1 bằng nước chiết xuất Spirulina (arthrospira platensis):

Nước chiết xuất Spirulina ngăn ngừa sự sinh sản HIV-1 ở con người nhờ các bạch cầu lumpho T và bạch cầu đơn nhân của hệ miễn dịch được gia tăng trong máu ngoại biên Chiết xuất cô đặc 5-10 µg/ml cho thấy làm giảm sự sản sinh vi rút khoảng 50%, và chiết xuất cô đặc 100 µg/ml cho thấy ức chế 90-100% mà không độc tính đối với tế bào thường Việc ức chế 50% (IC50) để gia tăng tế bào được tính toán giữa 2-6.5 mg/ml tùy thuộc vào dạng tế bào sử dụng; Chỉ số so sánh chữa bệnh

>100 Chiết xuất này cũng ngăn chặn vi rút Rauscher murine leukemia (RVL) – giảm trên 95% với độ cô đặc từ 75-150 µg/ml; Giảm 50% sự hình thành mảng (hiệu quả cô đặc 50% EC50) ở mức cô đặc từ 9-30 µg/ml Chiết xuất lập tức vô hiệu ngừng hoạt động HIV-1 trước mầm bệnh với virút trước khi thêm vào tế bào T cho con người tương tự chiết xuất cô đặc ức chế

* Calcium Spirulan từ tảo xanh Spirulina, ức chế sự tái tạo màng bao vi rút : Việc phân cắt trực tiếp các hoạt hóa sinh học của chiết xuất từ tảo Spirulina dẫn đến việc cô lập các chất polysaccharide sulfate mới có tên gọi là Calcium Spirulan (Ca-SP) như một chất chống vi rút chính yếu Polysaccharide một chất chủ yếu kháng vi rút Polysaccharide được tổng hợp bởi ribose, mannose, fructose, galactose, xylose, glucose, acid galacturonic, sulfate và calcium Ca-SP được tổng hợp để ngăn chặn sự tái tạo nhiều loại vi rút phát triển bao gồm vi rút Herpes đơn bào dạng 1, vi rút cytomegalo ở người, vi rút sởi, quai bị, cúm A và HIV-1 Người

ta khám phá ra rằng Ca-SP ngăn chặn được quá trình thâm nhập của vi rút vào trong

các tế bào động thực vật Việc duy trì thể cấu tạo phân tử bằng phương thức ức chế ion calcium cùng với nhóm sulfate là điều cần thiết để duy trì khả năng kháng vi rút.

* Chiết xuất tảo Spirulina-dunaliella có khả năng ngăn ngừa ung thư miệng : Chiết xuất của Tảo Spirulina –Dunaliella đã cho thấy là ngăn ngừa được sự phát triển của khối u trong miệng chuột túi khi tiêm dịch Spirulina vào chúng điển hình 3 lần mỗi tuần trong 28 tuần Những động vật không được điều trị, tất cả đều

có những khối u nói chung bên phải miệng túi Những con được nuôi bằng canthanxanthin theo thống kê đã cho thấy giảm xuống một cách đáng kể về số lượng và kích cở khối u so với những con chỉ được kiểm soát Những động vật được nuôi dưỡng với beta carotene đã chứng minh đã giảm đáng kể một lượng nhỏ hơn về cả số lượng và kích cỡ của khối u Tảo động vật cũng đã chứng minh sự biến mất hoàn toàn của các khối u Tuy nhiên, một phần nhỏ nhóm chuột túi được ăn tảo

có dấu hiệu của chứng loạn sản và ung thư biểu mô sớm là nguyên nhân hủy diệt

* Học viện y khoa quân sự Trung Hoa, viện y học và viện bức xạ Suzhou thuộc bộ công nghiệp hạt nhân đã nghiên cứu ảnh hưởng của Spirulina, kết quả cho thấy việc bổ sung Spirulina làm tăng khả năng miễn dịch và tăng tỉ lệ sống sót của chuột khi chiếu các tia phóng xạ gây chết người Một số bệnh viện ở thành phố Kumming, tỉnh Yuan, dùng Spirulina, như một loại thuốc có tác dụng giảm lượng lipid trong máu

* Đại học Beijing đã chiết xuất thành công phân tử có hoạt tính sinh học từ Spirulina để ngăn chặn ảnh hưởng của việc nhiễm các kim loại nặng, cũng như ngăn chặn sự phát triển của các khối u Nhiều cơ quan ở Trung Quốc đã tập trung vào các nghiên cứu sinh học phân tử ngăn chặn khối u bướu, chống lại sự lão hóa và chống các tia phóng xạ (Liu và Guo, 1991; Ling và cộng sự, 1988)

* Trên thế giới đã có rất nhiều sản phẩm Spirulina được bán dưới dạng thuốc với nhiều tên gọi khác nhau như Linagreen, Heilina, Spirulina kayaky, Spirulian C, Light Force Spirulina Spirulina thường sản xuất dưới dạng viên nén, mỗi viên có trọng lượng 500mg trong đó chứa khoảng 200 – 300 mg tảo khô Loại này được sử

dụng để chữa trị một số bệnh như viêm gan, viêm khớp, ung thư, tăng cường sức khỏe, giảm cân và phòng chống suy dinh dưỡng ở trẻ em

2.1.5.4 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong chăn nuôi

Trung Quốc sử dụng Spirulina làm thức ăn thay thế quan trọng cho tôm để kích thích khả năng tăng trưởng nhanh, tăng khả năng miễn dịch và sống sót của tôm Thức ăn cho tôm có bổ sung Spirulina giúp giảm thời gian nuôi, cũng như tỉ lệ

tử vong Viện nghiên cứu đất và phân bón của Học viện khoa học nông nghiệp Trung Hoa hợp tác với Viện nghiên cứu nuôi trồng Jianxi đã nghiên cứu việc bổ sung vào thức ăn cho tôm ở Tangxian, tỉnh Hebei Chiều dài ấu trùng tôm tăng lên 18% sau khi dùng sản phẩm bổ sung Spirulina Tỉ lệ sống sót của tôm con cũng tăng đến 23,8% Giá của thức ăn cũng rẻ hơn 48% so với các thức ăn thường

Thức ăn có chứa Spirulina giúp tăng sức đề kháng của các loại cá có giá trị cao, tăng khả năng sống sót từ 15% lên 30% Khi thêm Spirulina vào thức ăn gia súc, gia cầm, tốc độ sinh trưởng của chúng tăng lên

Vào năm 1985, công ty Weihai Aquatic Produce bắt đầu sản xuất sản phẩm chứa Spirulina CH-881 1981 cho bào ngư Tỉ lệ sống sót của bào ngư tăng từ 37,4% lên 85% khi bổ sung Spirulina vào thức ăn

Sprulina cũng được sử dụng làm thức ăn cho cá cảnh, loại thức ăn này được sản xuất bởi công ty Guangdong Jiande, phổ biến ở Nhật Bản và các nước Đông Nam Á

2.1.5.5 Nghiên cứu ứng dụng Spirulina trong xử lý môi trường[34]

Từ năm 1975, Oswald và cộng sự tại trường Đại Học Tổng Hợp Califonia đã thử nghiệm dùng Spirulina trong xử lý nước thải công nghiệp và đi đến kết luận rằng: trong hệ xử lý nước thải Spirulina có vai trò tạo O2, tăng độ kết lắng, loại trừ kim loại và các chất hữu cơ độc hại

2.1.6 Một số ngiên cứu về Spirulina ở Việt Nam [9,13,17,19,20]

Từ năm 1977, Nhà nước đã chú trọng vào việc nghiên cứu và nuôi trồng thử nghiệm vi tảo Spirulina, bước đầu thành công ở một số nơi như Vĩnh Hảo, Đắc Lắc, Đồng Nai .Từ nguồn nguyên liệu Spirulina đạt chất lượng cao và ổn định, các nhà

khoa học đã sản xuất thành công một số loại thuốc như Linavina, Lactogil (Xí nghiệp Mekophar); Cốm bổ, Bột dinh dưỡng Enalac (Trung Tâm Dinh Dưỡng Trẻ

Em Thành Phố Hồ Chí Minh), Gelule Spilina (Lebo, Helvinam, Trường Đại Học Y Dược); Supermilk (Công Ty Mekopharma), Mebilina F (Xí Nghiệp Mebiphar), Tảo Spirulina_f (Công Ty FITO Pharmar) [4]

- Trung Tâm Dinh Dưỡng Trẻ Em Tp Hồ Chí Minh [20]:

Theo báo cáo khoa học tháng 05 năm 1997 của Trung Tâm Dinh Dưỡng Trẻ

Em thì từ năm 1989, Trung Tâm Dinh Dưỡng được thành phố giao cho chức năng nghiên cứu và phát triển Spirulina Tuy nhiên, việc tiêu thụ vi tảo Spirulina trong vài năm gần đây gặp khó khăn vì người tiêu dùng chưa quen do màu sắc và mùi lạ

Vì vậy trung tâm đã nghiên cứu và đưa Spirulina vào thức ăn, vì khi đưa Spirulina vào cơ thể bằng con đường này sẽ thuận lợi hơn vì ít chịu ảnh hưởng của yếu tố cảm quan, đồng thời góp phần hồi phục nhanh chóng sức khỏe cho bệnh nhân Ngoài ra, Trung Tâm còn sản xuất bột dinh dưỡng Enalac có bổ sung Spirulina để giải quyết vấn đề suy dinh dưỡng ở trẻ em, phục hồi dinh dưỡng cho người già, bước đầu đã đạt được nhiều thành quả đáng khích lệ Để sản xuất 50-100 tấn bột dinh dưỡng/tháng, cần cung cấp số lượng Spirulina khô là 750-1500 kg Điều này cho thấy nhu cầu cung cấp Spirulina hiện nay là rất lớn Kết quả tiến hành thử nghiệm sử dụng bột dinh dưỡng Enalac ở các bệnh viện cho mọi đối tượng của Trung Tâm Dinh Dưỡng đã đạt được nhiều thành quả tốt đẹp như:

+ Bột dinh dưỡng Enalac dễ sử dụng, cung cấp nhiều năng lượng và các yếu tố

vi lượng, dễ tiêu hóa, hấp thu rất tốt trong việc hỗ trợ cho các bệnh nhân nặng không tự ăn được hay cần bổ sung dinh dưỡng

+ Trong việc điều trị suy dinh dưỡng ở người già và trẻ em thì số người tăng cân sau đợt dùng Enalac là trên 70%

+ Enalac an toàn cho người sử dụng và có giá thành phù hợp trong điều kiện kinh tế nước ta hiện nay

+ Tuy nhiên để có thể khẳng định chắc chắn và phát huy được tiềm năng của loại siêu thực phẩm này chúng ta cần thực hiện nghiên cứu lâm sàn sâu rộng hơn

trên mọi đối tượng và kéo dài trong thời gian cần thiết

- Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ ( Bộ Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường ):

Bằng các phương pháp công nghệ sinh học, cán bộ của Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ ( Bộ Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường ) đã chiết xuất được một số chất có hoạt tính sinh học cao như Phycocyanin Việc kết hợp Phycocyanin

và tia xạ Cobalt 60 trong điều trị bệnh ung thư vòm họng Kết quả là hạn chế được 70-80% sự phát triển của tế bào ung thư, bệnh nhân phục hồi và tăng thể trọng sau

đó Nhiều loại vitamin, khoáng và các hợp phần dinh dưỡng khác trong Spirulina có tác dụng bồi dưỡng sức khỏe, chống suy dinh dưỡng, bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của chất phóng xạ và chống suy mòn do nhiễm hơi độc

- Viện Sinh Vật Học:

Giáo sư Đặng Đình Kim (Viện Sinh Vật Học) và Y.Lemoine (Đại Học Sư Phạm Pari) đã tiến hành nuôi trồng Spirulina trong bình tam giác chứa môi trường Zarrouk trong điều kiện kiểm soát về nhiệt độ, ánh sáng, thời gian chiếu sáng Sau khi vi tảo Spirulina đạt yêu cầu về sinh trưởng và phát triển, giáo sư và cộng sự tiến hành xác định protein tổng (bằng phương pháp Bio Rad), hàm lượng phycobiliprotein (Bennett và Bogorad), chlorophyll a và carotenoids ( xác định trên sắc ký lỏng cao áp Model Beckman), xác định acid tổng số và các acyl lipid (sắc ký trên máy Girdel Chromatographie Serie 300)

- Thử nghiệm nuôi trồng Spirulina bằng nước thải hầm biogas không chỉ là biện pháp mở rộng sản xuất và hạ giá thành sản phẩm mà còn giải quyết môi trường sinh thái cho nông thôn Loài vi tảo này còn được sử dụng để xử lý nước thải giàu

NH4 từ nhà máy sản xuất urê thuộc xí nghiệp Liên Hiệp Phân Đạm Hóa Chất Hà Bắc, kết quả cho thấy: nước thải sau khi pha loãng và bổ sung thêm một số chất khoáng cần thiết rồi dùng nuôi Spirulina đã mang lại năng suất cao và có tác dụng bảo vệ môi trường

2.2 Tổng quan về bánh mì

2.2.1 Nguồn gốc của bánh mì [26]

Tất cả những loài lúa mì, gạo, bắp, yến mạch, lúa mạch đều là cây cho hạt ngũ cốc Con người đã ăn những loại ngũ cốc này ít nhất 10.000 năm và không ngừng phát triển chúng Người nguyên thủy đã ăn những hạt cỏ dại và hiển nhiên thích mùi vị của chúng Con người đã sớm khám phá ra rằng những hạt ngủ cốc có thể được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời và bảo quản được nhiều tháng thậm chí nhiều năm mà không hư hỏng Con người đã biết cách xay hạt ngủ cốc thành loại bột thô

mà có thể trộn với nước và nướng để cải thiện tính chất của nó Những người dân ở

hồ Swiss đã trộn những loại hạt, lúa mì, lúa mạch, hạt kê với nước, sau đó nghiền chúng rồi trộn lại với nhau và nướng ở nhiệt độ cao Những ổ bánh mì đầu tiên này không sử dụng nấm men Jensen (1953) tìm ra cách làm này là của con người thuộc thời kì đồ đá vào năm 6000 đến 7000 trước công nguyên, những người mà đã di cư

từ khu vực phía tây của sông Nile

Nhiều giả thuyết đã được đặt ra về nguồn gốc của bánh mì nướng Người tiên phong cho kiểu bánh nướng này có thể là ở Ai Cập khoảng 3500 năm trước đây Người Ai Cập đã có những bước tiến bộ vượt bậc khi quan sát thấy rằng nếu họ ủ khối bột nhào bánh mì trong vài giờ thì bột sẽ nở ra khi nướng và họ thu được một ổ bánh mì xốp hơn Những ổ bánh mì đã ủ có hình dạng giống như hình tam giác đã được tìm thấy trong mộ của người Ai Cập Bánh mì là thực phẩm chủ yếu của người Ai Cập, và bánh mì thường sử dụng để trả công thay cho tiền lương

Người Hy Lạp cổ xưa đã làm bánh mì nướng bằng bột lúa mạch Với sự phát triển của bánh mì lên men thì sự sử dụng lúa mạch bị từ chối vì nó không sản xuất đựơc những ổ bánh mì lên men có độ xốp như là sử dụng bột lúa mì Bánh nướng là một ngành công nghiệp quan trọng ở Rome từ lâu đời và ước lượng có khoảng hơn

250 cửa tiệm bánh nướng ở Rome vào khoảng năm 100 trước công nguyên Người Rome ở thời đại sau đã thu thập nấm men từ rượu vang và sử dụng nó cho việc ủ bột nhào

Những ổ bánh mì đầu tiên này hơi khác về độ xốp của bánh so với bánh mà

chúng ta đang sử dụng ngày nay Bột thì nhào không đúng cách và bột nhào bánh

mì chỉ gồm bột và nước Những ổ bánh mì nở ngày xưa giống những ổ bánh mì làm

từ bột nhào chua ngày nay

2.2.2 Một số loại ngủ cốc có thể sử dụng để sản xuất bánh mì [26]

2.2.2.1.Hắc mạch (lúa mạch đen, Secale cereale):

Được trồng khoảng 1000 - 2000 năm trước công nguyên, là cây hạt ngũ cốc làm bánh mì Bột hắc mạch không chứa protein có tính chất đàn hồi như bột mì nhưng vẫn được sử dụng làm bánh mì (gọi là bánh mì đen) Bánh mì đen được sử dụng nhiều ở khu vực phía bắc Châu Âu Ngày nay, bột nhào bánh mì làm từ bột hắc mạch có bổ sung thêm bột lúa mì trắng đang được phát triển ở một số khu vực của nước Mỹ

2.2.2.2.Yến mạch

Tên khoa học là Avena sativa, là loại cây ít được con người sử dụng, có nguồn gốc từ những người Slavonic cổ xưa ở khu vực phía đông Châu Âu Yến mạch thường được sử dụng trộn với bột mì để làm bánh mì Đây là cách làm thông thường ở Mỹ trong suốt thời kỳ 1914 – 1918 khi bột mì bị thiếu hụt

2.2.2.3 Lúa mì

Tên khoa học là Triticum (tiểu mạch), lương thực chính ở các vùng ôn đới và cận nhiệt đới, được trồng từ 7000 năm trước công nguyên Lúa mì là thức ăn chủ yếu của 1/3 dân số thế giới Lúa mì được phân ra làm các loại như: lúa mì cứng, lúa

mì đỏ cứng, lúa mì đỏ mềm và lúa mì trắng Loại lúa mì đỏ cứng mùa đông được sử dụng là bánh mì, vì thế khoảng 70% lúa mì ở Mỹ là loại này Họ nghiền và sản xuất loại bột mì có chất lượng tốt Khi trộn bột mì với nước với tỷ lệ chính xác, gluten tạo cho khối bột nhào có tính đàn hồi và xốp do CO2 sinh ra trong quá trình lên men

bị giữ lại Khi nướng, khối bột nhào sẽ tạo nên một cấu trúc xốp Đây là một tính chất quan trọng để làm bánh mì từ bột mì và nó cũng là lý do tại sao bột mì thường được trộn với những loại bột khác để làm những loại bánh khác nhau Không một loại bột nào có tính chất trên như bột mì

2.2.2.4.Đại mạch

Có tên khoa học là Hordeum vulgare, là một trong những loại ngũ cốc xuất hiện lâu đời nhất của thế giới Người Hy Lạp cổ xưa đã sử dụng bột đại mạch cho việc làm bánh mì không nở của họ, và một số vùng như Syria và Lebanon vẫn còn dùng bột đại mạch trộn với bột mì để làm bột nhào bánh mì Nó đã từng được sử dụng đầu tiên trong nghiệp sản xuất bột và sản xuất đồ uống lên men như bia

2.2.2.5.Lúa nước

Lúa nước, lúa gạo (Oryza), cây lương thực hạt ngũ cốc chính của các nước Châu Á và của một phần thế giới Trong số 8000 hoặc nhiều hơn những giống lúa gạo khác nhau, chỉ có một vài giống có protein có tính chất đàn hồi (gluten) Những giống này thích hợp để sản xuất những sản phẩm lên men như bánh mì

2.2.3 Phân loại bánh mì[26]

Tùy thuộc vào quan điểm vi sinh vật học, bánh mì có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau Cách phân loại thứ nhất và là cách rõ ràng nhất là phân loại theo bánh mì không nở, bánh mì làm nở bằng phương pháp hóa học và bánh mì làm

nở bằng phương pháp sinh học Cách phân loại thứ hai dựa trên cơ sở những vi sinh vật làm nở bánh như nấm men và vi khuẩn Cách phân loại thứ ba dựa vào sự ảnh hưởng về mùi vị của sản phẩm có thể được kể đến

2.2.3.1 Loại bánh mì không nở

Trong lịch sử phát triển, bánh mì làm từ ngũ cốc là loại bánh mì không nở Cách làm nguyên thủy của bánh mì là trộn bột với nước và muối, rồi đem nướng bề mặt ngoài ở nhiệt độ nóng Bánh mì không nở hay những thực phẩm giống bánh mì bao gồm bánh host sử dụng trong lễ ban thánh thể, bánh thánh rất mỏng được làm bởi người Do Thái để chuẩn bị cho lễ Quá hải của họ, một vài loại bánh mì được làm từ người Mỹ gốc Ấn Độ, và những loại mì ống khác nhau và spaghetti

2.2.3.2 Loại bánh mì làm nở bằng phương pháp hoá học

Hoá chất làm nở được sử dụng rộng rãi trong việc làm bánh, nó còn được sử dụng để làm bánh mì, bánh quy, và những sản phẩm giống bánh mì Bánh rán cũng được làm nở bằng hoá chất Vì những sản phẩm khác nhau này không được làm nở

bởi quá trình lên men, nên chúng sẽ không được phát triển thêm Từ năm 1890, hóa chất làm nở được thay thế bằng hỗn hợp vi sinh làm nở bánh trong sản xuất bánh kếp và một số loại bánh quế

2.2.3.3 Loại bánh mì làm nở bằng vi sinh vật

Ảnh hưởng đến sự nở trong nhiều loại bánh mì hầu như là ở kết quả hoạt động của nấm men, trong khi sự nở của nhiều loại bột nhào bánh mì hoàn toàn bị ảnh hưởng bởi vi khuẩn sinh acid lactic Vì thế sự nở của bánh được tạo nên bởi nấm men hay vi khuẩn, và chất lượng bánh mì tốt hơn khi kết hợp cả hai loại nấm men

và vi khuẩn Hầu hết những loại bánh mì đang có mặt trên thị trường hiện nay được làm nở bằng hỗn hợp nấm men và vi khuẩn sinh acid lactic

2.2.4.1 Glucid

Hàm lượng glucid chiếm khoảng một nửa trọng lượng chung của bánh mì Riêng tinh bột chiếm khoảng 80% chất khô trong bánh Tinh bột là polisaccarit, dưới tác dụng của men amylase tinh bột bị thủy phân thành các đường đơn giản Ngoài ra, trong bánh mì còn có một hàm lượng nhỏ saccarose, glucose và maltose Đường có tác dụng tốt đến quá trình lên men của bột nhào Trong bánh mì trắng, hàm lượng đường ít hơn so với bánh mì đen Trong bánh mì ngọt thì hàm lượng đường cao hơn so với bánh mì thông thường

Trong glucid bánh mì còn có chứa xenlulose và hemixenlulose ( khoảng 0,1 – 0,2%) Bánh mì làm từ bột chất lượng cao thì chứa ít xenlulose và hemixenlulose hơn Nói chung độ tiêu hóa trong bánh mì có thể đạt đến 90 – 92%

2.2.4.2 Protein

Hàm lượng protein trong bánh mì vào khoảng 5 – 8% trọng lượng chung của bánh Hàm lượng protein của bánh mì cao hay thấp tùy thuộc vào các loại bột và loại bánh Trong bánh mì đen có chứa ít protein hơn bánh mì trắng Bánh mì làm từ bột hảo hạng có chứa ít protein hơn bánh mì làm từ bột loại 2 và 3

Giá trị protein trong thức ăn có liên quan với hàm lượng và thành phần acid amin, đặc biệt là các acid amin không thay thế Tùy thuộc vào giống lúa mì, hàm lượng các acid amin không thay thế trong lúa mì có khác nhau Hàm lượng các acid amin không thay thế trong lúa mì trắng hơi lớn hơn trong lúa mì đen Nói chung hàm lượng acid amin không thay thế trong bánh mì rất ít so với nhu cầu của con người

2.2.4.4 Vitamin

Bánh mì cung cấp cho cơ thể chủ yếu là vitamin B1, B2 và PP (khoảng 50% nhu cầu về vitamin của cơ thể) Hàm lượng vitamin trong bánh mì phụ thuộc vào hàm lượng vitamin trong bột và các chất bổ sung như trứng, sữa, chất béo … Trong bánh mì làm từ bột hạng thấp có hàm lượng vitamin cao hơn bánh mì làm từ bột hạng cao Do trong quá trình sản xuất có cho thêm men nên hàm lượng các vitamin trong bột nhào cao hơn trong bột nguyên liệu nhưng thực tế thì hàm lượng vitamin trong bánh mì thấp hơn bột mì (do các vitamin bị tổn thất trong quá trình lên men, nướng,…)

Trong một ngày, trung bình tiêu thụ 500g bánh mì thì có thể đảm bảo 40% nhu cầu về B1, 15% nhu cầu về B2 và khoảng 80% nhu cầu về PP

2.2.4.5 Chất khoáng

Trong bánh mì thường có nhiều chất khoáng như : K, Mn, Na, Ca, P, S và một lượng nhỏ hơn các nguyên tố khác Hàm lượng các chất khoáng phụ thuộc nhiều vào chất lượng bột Trong bánh mì làm từ bột hạng thấp có chứa nhiều chất khoáng hơn bánh mì làm từ bột hạng cao

2.2.4.6 Độ sinh năng lượng và độ tiêu hóa

Một trong những chỉ số quan trọng về giá trị dinh dinh dưỡng của bánh mì là

độ sinh năng lượng, hay nói cách khác đó là giá trị năng lượng mà bánh mì cung cấp cho cơ thể khi tiêu thụ tính bằng calo Lượng calo lý thuyết có thể tính được một cách dễ dàng khi biết thành phần hóa học của bánh mì

Nhưng các chất glucid, protein và chất béo trong bánh mì không phải được tiêu hóa hoàn toàn, vì vậy năng lượng do bánh mì cung cấp cho cơ thể còn phụ thuộc vào độ tiêu hóa Độ tiêu hóa của bánh mì làm từ các hạng bột khác nhau thì không giống nhau Nói chung, một người tiêu thụ 500g bánh mì đảm bảo được khoảng 45% yêu cầu về năng lượng của cơ thể

Bảng sau đây trình bày cụ thể hệ số tiêu hóa của các chất dinh dưỡng trong bánh mì làm từ các hạng bột khác nhau

Bảng 2.2 Hệ số tiêu hóa của các chất trong bánh mì

Hệ số tiêu hóa Bánh mì làm từ

Protein Glucid Lipid Bột thượng hạng

Bột hạng I Bột hạng II

0,87 0,85 0,75

0,98 0,96 0,95

0,95 0,93 0,92 Tóm lại, bánh mì là một loại lương thực có giá trị, nó cung cấp phần lớn năng lượng, protein, chất khoáng, vitamin,… cho cơ thể con người Bánh mì lại có hệ số tiêu hóa tương đối cao, sử dụng tiện lợi và đơn giản Đã từ lâu, ở nhiều nước trên thế giới, bánh mì được sử dụng rất rộng rãi như một lương thực chính của con

người Đối với nước ta, bánh mì thực sự đi vào đới sống của người dân lao động khoảng trên 40 năm nay

2.2.5 Một số sản phẩm bánh mì trên thế giới [7,26,39]

Pháp, Đức, Anh, Xcốtlen, Xcăng-đi-na-vi, Úc, Nga, Balan, Tiệp Khắc, Tây Ban Nha, Ý, Thụy Sĩ và nhiều nước khác đã cho chúng ta nhiều sản phẩm bánh mì khác nhau và cũng khá phổ biến trên thế giới Bánh mì của Mỹ, cũng giống như những thực phẩm khác của Mỹ, thật sự phổ biến

2.2.5.1 Bánh mì lúa mì đen

Bánh mì lúa mì đen có nguồn gốc từ những loài lúa mì đen của Châu Âu và Châu Á, và nhiều thế kỷ qua bột mì đen là loại bột mì cơ bản để sản xuất bánh mì đen của Châu Âu Bánh mì lúa mì đen, ry-krisp, bánh mì sức khỏe Thụy Điển, bánh knakebrod của Xcăng-đi-na-vi, và những loại bánh mì đen khác được làm từ bột mì đen Bột nhào bánh mì có ảnh hưởng đến vị của bánh mì do các acid sinh ra trong quá trình ủ bột làm cho pH của bột nhào ở khoảng 4,4 Vì bột mì đen không có gluten như trong bột mì trắng, nên nó không thể giữ CO2 sinh ra Nhiều loại bánh

mì đen được làm theo cách không cần cho vi khuẩn vào để lên men tạo độ xốp cho bánh, độ xốp của bánh có được là do thêm vào bột nhào một lượng bột bánh đã nướng của ngày trước đó Loại bánh này vẫn còn tồn tại ở một số vùng, tuy nhiên

nó đã được thay thế bằng hỗn hợp bột mì trắng và bột mì đen (với 80% trong hỗn hợp là bột mì trắng)

Bánh mì pumpernickel có nguồn gốc từ nạn thiếu lúa mì năm 1443 và được cho là ý tưởng của một người làm bánh ở Thụy Sĩ tên Pumper Nickel Nó được làm

từ bột nhào bánh mì có chứa một lượng lớn bột mì đen Giống như bánh mì lúa mạch đen, hầu hết những bánh mì pumpernickel ngày nay chứa một lượng lớn bột

mì trắng, nhưng vị chua của bánh mì (một loại vị rất đặc trưng của pumpernickel) vẫn còn được giữ lại

2.2.5.2 Bánh cracker

Sau khi bột nhào được lên men để tạo độ xốp, nó được cuộn tròn trên một tấm bản mỏng và dài, tiếp tục đi qua máy cắt để tạo hình trước khi vào lò nướng Bánh

cracker phô mai, bánh cracker gà và những loại khác đều có cách làm tương tự nhau Màu sắc và mùi vị đặc trưng phụ thuộc vào cách chế biến của từng loại sản phẩm riêng biệt

2.2.5.3 Bánh mì giòn

Là loại bánh mì giòn, khô thường có dạng miếng mỏng hình vuông, chữ nhật hoặc tròn, trên bề mặt có những lỗ chấm nhỏ Bánh mì giòn làm từ một loại bột nhão từ bột, bột thô, hoặc bột mịn của mạch đen, đại mạch, yến mạch hoặc lúa mì được thêm bột nở, hoặc bột chua, hoặc một loại bột nở khác hoặc bơm hơi Hàm lượng nước trong sản phẩm không quá 10% trọng lượng

Bánh khobaz của Syria là một loại bánh mì khô mà mùi vị của nó được tạo nên

do quá trình lên men và quá trình nướng Tương tự như thế, mùi vị của zweiback và vài loại bánh mì ngọt nướng khác cũng dựa vào quá trình nướng Zweiback cũng được làm từ bột mì trắng Irban là một loại bánh mì khác được sử dụng với mục đích tôn giáo trong khi kibiz là loại bánh mì sử dụng hàng ngày

2.2.5.5 Bánh ngọt có gia vị

Là một sản phẩm có dạng xốp mềm làm từ bột mì đen hoặc lúa mì hỗn hợp và một loại chất ngọt (thí dụ: mật ong, đường glucoza, đường nghịch chuyển, mật tinh khiết), gia vị hoặc hương vị đôi khi có chứa cả lòng đỏ trứng gà hoặc cả quả Một

số bánh này có bao socola hoặc bao ngoài bằng hỗn hợp chất béo và ca cao Một số loại khác có chứa đường hoặc phủ đường

2.2.5.6 Bánh mì Pháp

Loại bánh mì này có liên kết mạnh với Pháp, nhất là Paris, nhưng nó được sử dụng ở khắp thế giới Tuy nhiều ngôn ngữ gọi ổ bánh mì Pháp là baguette, nhưng ở Pháp, những ổ bánh mì dày hơn được gọi là flûte và những ổ mỏng hơn có tên

ficelle Bánh mì Pháp xuất xứ từ bánh mì Wien (Áo) vào giữa thế kỷ 19

2.2.6 Một số kỹ thuật sản xuất bánh mì [7,10,16,22]

2.2.6.1 Kỹ thuật sản xuất bánh mì ngọt và lạt

Các kỹ thuật sản xuất bánh mì lạt khác nhau ở phương pháp nhào bột Có 4 phương pháp nhào bột khác nhau : phương pháp dùng bột đầu, phương pháp không dùng bột đầu, phương pháp rút gọn và phương pháp nhào với cường độ mạnh

- Phương pháp dùng bột đầu

Phương pháp dùng bột đầu gồm có hai giai đoạn : chuẩn bị bột đầu và chuẩn bị bột nhào (bột bạt) Để chuẩn bị bột đầu người ta lấy 50% tổng lượng bột đem nhào với 60 -65% tổng lượng nước và 100% tổng lượng men quy định trong công thức bột nhào Độ ẩm của bột đầu bao giờ cũng cao hơn độ ẩm của bột nhào, thường vào khoảng 47 – 50% Nhiệt độ ban đầu của bột thường phụ thuộc chất lượng của bột và nhiệt độ của xưởng sản xuất, thường nằm trong khoảng 28 – 30oC Nhiệm vụ chủ yếu của sự lên men bột đầu là tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men bột nhào, bột đầu dùng để trộn vào bột nhào

- Phương pháp không dùng bột đầu

Theo phương pháp này, bột mì cùng với các thành phần khác trộn với nhau cùng một lúc Bột nhào tạo thành thường khô hơn phương pháp dùng bột đầu Lượng men cần nhiều hơn và thời gian lên men dài hơn so với thời gian lên men bột bạt Phương pháp này thường dùng cho bột mì loại I hoặc thượng hạng

- Phương pháp rút gọn

Các phương pháp thông thường phải mất 7 – 8 giờ mới hoàn tất chu kỳ sản xuất bánh Hiện nay người ta nghiên cứu rút ngắn hơn, từ lúc bắt đầu đến lúc nướng xong chỉ mất 2,5 – 3 giờ Có nhiều cách chuẩn bị bột nhào rút gọn, với các loại bột khác nhau thì cách chuẩn bị cũng khác nhau

- Phương pháp nhào với cường độ mạnh

Theo phương pháp này thì quá trình dấm chín của bột nhào được rút gọn, không có giai đoạn lên men kéo dài Đặc điểm kỹ thuật của cách nhào này là cường

độ nhào rất cao, nhiệt độ bột nhào tăng 14 -15oC so với nhiệt độ ban đầu, do đó

nước cho vào phải ở nhiệt độ thấp, nhào bột được tiến hành trong điều kiện chân

không Ưu điểm của phương pháp là rút ngắn chu trình sản xuất, bột có hàm lượng

protein không cao vẫn cho bánh tốt, và nhược điểm là cấu tạo thiết bị phức tạp

Ứng với các phương pháp nhào bột trên, ta có 4 kỹ thuật sản xuất bánh mì

khác nhau

* Sơ đồ quy trình kỹ thuật sản xuất bánh mì theo phương pháp dùng bột

đầu

Nước, men Bột, nước, muối

Bột mì Nhào bột đầu Lên men bột đầu (3-4 giờ) Nhào bột bạt

Tạo hình Ủ sơ bộ (5-7phút) Chia bột nhào - vê Lên men bột nhào (1giờ)

Đảo bột 1-2 lần

Lên men kết thúc Nướng Thành phẩm

* Sơ đồ quy trình kỹ thuật sản xuất bánh mì theo phương pháp không

dùng bột đầu

Nước, men Bột, nước, muối

Bột mì Nhào bột Lên men bột nhào (1,5-3 giờ) Đảo bột 1-2 lần