nghiên cứu chế biến thực phẩm chức năng từ bã đậu nành (okara) và cám gạo bằng công nghệ vi sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Thảo Nguyên

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG TỪ BÃ ĐẬU NÀNH (OKARA) VÀ CÁM
GẠO BẰNG CÔNG NGHỆ VI SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh-2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Thảo Nguyên

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG TỪ BÃ ĐẬU NÀNH (OKARA) VÀ CÁM
GẠO BẰNG CÔNG NGHỆ VI SINH

Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 60 42 01 07

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ CHIẾN PHƯƠNG

Thành phố Hồ Chí Minh-2014


LỜI CẢM ƠN
Có được thành quả như ngày hôm nay, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu
sắc đến:
• Cán bộ hướng dẫn: TS. Lê Chiến Phương đã tận tình hướng dẫn,
truyền đạt kiến thức chuyên môn cũng như những kinh nghiệm quý báu trong
suốt quá trình thực hiện luận văn.
• Ban giám hiệu trường ĐHSP TP.HCM, quý thầy cô bộ môn vi sinh vật
đã giảng dạy, hướng dẫn để tôi có được nền kiến thức như ngày hôm nay.
• Các anh chị em phòng thí nghiệm Biến đổi sinh học - Viện Sinh học
nhiệt đới TP.HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.
• Các bạn học viên cao học niên khóa 2012-2014 ngành Vi sinh vật đã
giúp đỡ, động viên, đóng góp ý kiến cho tôi trong thời gian thực hiện luận
văn.
• Cuối cùng tôi xin cám ơn ba mẹ và những người thân yêu đã động
viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
TP.HCM, tháng 09, năm 2014
Trần Thị Thảo Nguyên


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và
không trùng lặp với các đề tài khác.
Tác giả luận văn
Trần Thị Thảo Nguyên

MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
Danh mục các sơ đồ
Danh mục các đồ thị
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 4
1.1. Thực phẩm chức năng .......................................................................... 4
1.2. Nguyên liệu sử dụng trong đề tài.......................................................... 4
1.2.1. Bã đậu nành (Okara) ......................................................................... 4
1.2.2. Cám gạo ............................................................................................ 6
1.2.3. Chất xơ và vai trò của chất xơ trong bã đậu nành và cám gạo ......... 7
1.2.4. Những nghiên cứu và ứng dụng của bã đậu nành và cám gạo ......... 9
1.3. Các chủng vi sinh vật sử dụng trong đề tài ........................................... 11
1.3.1. Nấm Linh chi .................................................................................. 11
1.3.2. Bacillus amyloliquefaciens và Bacillus natto ................................. 16
1.4. Sấy chân không ..................................................................................... 21
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ............................................. 23
2.1. Vật liệu .................................................................................................. 23
2.1.1. Hóa chất .......................................................................................... 23


2.1.2. Thiết bị và dụng cụ ......................................................................... 25
2.1.3. Các môi trường nghiên cứu đã sử dụng .......................................... 26

2.2. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 26
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu vi sinh vật............................................... 26
2.2.2. Quy trình kỹ thuật chế biến sản phẩm ............................................ 38
2.2.3. Phân tích chỉ tiêu dinh dưỡng sản phẩm ......................................... 41
2.2.4. Phương pháp định tính một số HCSH của nấm sợi Linh chi ......... 51
2.2.5. Phương pháp định lượng Ba tổng số và bào tử Ba trong sản phẩm
........................................................................................................ .52
2.2.6. Phương pháp kiểm tra vệ sinh an toàn toàn thực phẩm .................. 53
2.2.7. Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm .................................... 54
2.2.8. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 56
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ....................................................... 57
3.1. Kết quả nghiên cứu vi sinh vật.............................................................. 57
3.1.1. Đặc điểm hình thái, sinh hóa của nấm sợi Linh chi........................ 57
3.1.2. Đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của Ba, Bn ........................... 58
3.1.3. Kết quả xác định hoạt tính hệ enzyme của vi sinh vật sử dụng trong
đề tài theo thời gian ......................................................................... 62
3.2. Kết quả chế biến sản phẩm ................................................................... 66
3.2.1. Kết quả thủy phân xơ của hỗn hợp bã đậu nành và cám bằng các
enzyme của tơ nấm Linh chi ........................................................... 66
3.2.2. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân protein, tinh bột trên cơ chất
bã đậu nành và cám gạo bằng các enzyme của Ba ......................... 67
3.2.3. Kết quả phân tích chỉ tiêu dinh dưỡng sản phẩm ........................... 71


3.2.4. Kết quả định tính một số HCSH của nấm sợi Linh chi trong sản
phẩm ................................................................................................ 72
3.2.5. Kết quả định lượng Ba tổng số và bào tử Ba trong sản phẩm ........ 74
3.2.6. Hoạt tính enzyme có trong 1g sản phẩm ........................................ 75
3.2.7. Kết quả kiểm tra vệ sinh an toàn thực phẩm .................................. 75
3.2.8. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm ............................................ 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 79
PHỤ LỤC ......................................................................................................... 1


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ba

Bacillus amyloliquefaciens

Bn

Bacillus natto

CMC

Carboxymethyl cellulose

CMCase

Enzyme carboxymethyl cellulase

CP

Môi trường cá peptone

CFU/ml (g)

Số đơn vị khuẩn lạc trong 1ml hoặc 1g mẫu

DNS

Acid 2-hydroxy-3,5 dinitrobenzoic

HCSH

Hoạt chất sinh học

MPN

Kỹ thuật đếm số có xác suất lớn nhất

NL

Nguyên liệu

NNH3

Đạm ammoniac

Nformol

Nitơ formol

NtsOD

Nitơ tổng số

SP

Mật độ quang học
Sản phẩm


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần bã đậu nành (100g)……………………………………6
Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng của cám gạo……………………………...7
Bảng 1.3. Điều kiện cần thiết cho sự phát triển của nấm Linh chi…………..13
Bảng 1.4. Thành phần hoạt chất cơ bản và hoạt tính dược lý trong nấm Linh
chi………………………………………………………………..14
Bảng 2.1. Đường glucose chuẩn……………………………………………..33
Bảng 2.2. Đường chuẩn tyrosine…………………………………………….36
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm định lượng enzyme amylase…………………...38
Bảng 2.4. Chỉ tiêu và giới hạn vi sinh trong ngũ cốc và sản phẩm chế biến từ
ngũ cốc…………………………………………………………..54
Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái vi khuẩn Ba và Bn……………………………59
Bảng 3.2. Kết quả mật độ tế bào theo thời gian……………………………..60
Bảng 3.3. Sự biến thiên hoạt tính CMCase của nấm sợi Linh chi theo thời
gian………………………………………………………………62
Bảng 3.4. Sự biến thiên hoạt tính protease của Ba, Bn theo thời gian………63
Bảng 3.5. Sự biến thiên hoạt tính amylase của Ba, Bn theo thời gian………65
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân xơ…………………………67
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân protein……………………68
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân tinh bột……………………69
Bảng 3.9. Kết quả phân tích chỉ tiêu dinh dưỡng sản phẩm…………………71
Bảng 3.10. Kết quả định lượng Ba tổng số và bào tử Ba trong sản phẩm…..74
Bảng 3.11. Hoạt tính enzyme có trong 1g sản phẩm………………………...75
Bảng 3.12. Kết quả kiểm tra vệ sinh an toàn toàn thực phẩm……………….75
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát…………………………………………………76
Bảng 3.14. Các tham số đặc trưng…………………………………………...76

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Bã đậu nành dạng bột………………………………………. ……..5
Hình 1.2. Cám gạo…………………………………………………………….6
Hình 1.3. Lớp cám trong hạt lúa…………………………….………………...6
Hình 1.4. Cellulose……………………………………………………………8
Hình 1.5. Hemicellulose………………………………………………………9
Hình 1.6. Pectin……………………………………………………………….9
Hình 1.7. Sự thủy phân các polysaccharide…………………………………11
Hình 1.8. Nấm Linh chi……………………………………………………...11
Hình 1.9. Chu trình sống của Linh chi………………………………………12
Hình 1.10. Hình thái Ba ……………………………………………………..17
Hình 1.11. Hình thái Bn ……………………………………………………..17
Hình 1.12.Cấu trúc và bề mặt Bacillus………….…………………………...18
Hình 3.1. Hệ sợi nấm Linh chi trên môi trường thạch………………………57
Hình 3.2. Hình thái sợi nấm Linh chi trên tiêu bản phòng ẩm (100x)………57
Hình 3.3. Khả năng thủy phân cellulose…………………………………….57
Hình 3.4. Khuẩn lạc Ba (trái),Bn (phải)…………………………………….58
Hình 3.5. Tế bào Ba (trái),Bn (phải)………………………………...............58
Hình 3.6. Khả năng thủy phân casein của Ba (trái), của Bn (phải)………….61
Hình 3.7. Khả năng thủy phân fibrin của Ba (trái), của Bn (phải)…………..62
Hình 3.8. Khả năng thủy phân tinh bột của Ba (trái), của Bn (phải)………...62
Hình 3.9. Bịch cơ chất sau 9 ngày nuôi tơ nấm Linh chi……………………66
Hình 3.10. Mặt cắt đôi khối cơ chất sau 9 ngày nuôi tơ nấm Linh chi ……..66
Hình 3.11. Định tính saponin………………………………………………..73
Hình 3.12. Định tính steroid…………………………………………………73
Hình 3.13. Định tính alkaloid………………………………………………..73
Hình 3.14. Định tính triterpenoid……………………………………………74
Hình 3.15. Sản phẩm dạng bột………………………………………………75

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1.Quy trình thu nhận bã đậu nành từ công nghệ sản xuất sữa………5
Hình 2.1.Sơ đồ bố trí thí nghiệm……………………………………………36


DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1. Đường cong sinh trưởng của Ba, Bn trên môi trường sữa đậu nành
......................................................................................................................... 60
Đồ thị 3.2. Sự biến thiên hoạt tính CMCase của nấm sợi Linh chi theo thời
gian .................................................................................................................. 63
Đồ thị 3.3. Sự biến thiên hoạt tính enzyme protease của Ba, Bn theo thời gian
......................................................................................................................... 64
Đồ thị 3.4. Sự biến thiên hoạt tính enzyme amylase của Ba, Bn theo thời gian
......................................................................................................................... 65
Đồ thị 3.5. Hàm lượng Nformol theo thời gian và tỉ lệ giống Ba sử dụng ......... 68
Đồ thị 3.6. Hàm lượng tinh bột theo thời gian và tỉ lệ giống Ba sử dụng....... 70
Đồ thị 3.7. Kết quả phân phối tần suất ............................................................ 76


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bã đậunành (okara)và cám gạo là hai nguồn phụ phế phẩm dồi dào của
ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành và xay xát gạo ở nước ta. Trong hai
loại phụphế phẩm này còn chứa rất nhiều thành phần dinh dưỡng,theo Vander
và cộng sự[32], hàm lượng protein trong bã đậu nành chiếm 25,4-25,8%, xơ
thô chiếm 52,8-58,1% cùng một lượng lớn lipid và carbonhydrate. Cám gạo

chiếm 65% chất dinh dưỡng của gạo trong đó 28% là carbohydrate,13,3% là
protein, chất xơ chiếm 21%, lipid 21% và nhiều loại vitamin nhóm B, E [36].
Do hàm lượng xơ cao và thành phần protein, tinh bột trong bã đậu nành
và cám gạo là những thành phần không tan, khó tiêu hóa đặc biệt trong cám
gạo chứa một lượng lớn lipid rất dễ bị oxi hóa gây khó khăn trong việc chế
biến và bảo quản vì vậy, hiện nay chúng vẫn chưa được tận dụng hiệu quả mà
chủ yếu được dùng làm thức ăn cho ngành chăn nuôi.
Với khả năng hoạt động mạnh của enzyme cellulase từ hệ sợi nấm Linh
chi (Ganoderma lucidum) có thể thủy phân cellulose trong bã đậu nành và
cám gạo, cùng enzyme amylase và protease từ Bacillus amyloliquefaciens
(Ba)có thể thủy phân tinh bột và protein có trong nguyên liệu, biến các chất
không tan, khó tiêu hóa thành những chất dễ hấp thu, đồng thời chứa các
enzyme hỗ trợ tiêu hóa (cellulase, amylase, protease), dược chất từhệ sợi nấm
Linh chi và cả sinh khối của Linh chi và vi khuẩn Ba, có thể biến những
nguồn nguyên liệu rẻ tiền thành sản phẩm có thể dùng làm thực phẩm chức
năng góp phần bảo vệ sức khỏe con người, Do đó, việc thực hiện đề tài
“Nghiên cứu chế biến thực phẩm chức năng từ bã đậu nành (okara) và
cám gạo bằng công nghệ vi sinh” là điều hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực
tiễn.
2. Mục tiêu


2
Tạo thực phẩm dạng bột dùng ngay có thể được sử dụng làm thực phẩm
chức năng chứa các enzyme hỗ trợ tiêu hóa: amylase, protease, cùng sinh khối
của Ba; đặc biệt là cellulase cùng các hoạt chất sinh học (HCSH) có dược tính
từ sinh khối tơ nấm Linh chi từ bã đậu nành và cám gạo bằng công nghệ vi
sinh.
3. Nhiệm vụ
- Nuôi sinh khối tơ nấm Linh chi và sinh khối các vi khuẩn Ba, Bacillus

natto (Bn) trong các môi trường dịch thể và khảo sát hoạt tính các enzyme
cellulase của nấm sợi Linh Chi, amylase và protease của Ba, Bn.
- Khảo sát khả năng thủy phân cellulose của bã đậu nành và cám gạo
thông qua việc nuôi sinh khối tơ nấm Linh chi trên hai nguyên liệu nói trên.
- Khảo sát khả năng thủy phân tinh bột và protein của bã đậu nành và
cám bằng việc nuôi vi khuẩn Ba, Bn trên hai nguyên liệu đó.
- Tạo sản phẩm dạng bột.
- Định tính các HCSH của sinh khối tơ nấm Linh chi trong sản phẩm .
- Định lượng các chất trong sản phẩm: cellulose, protein (NTS, NNH3,
NNH2), đường tổng, đường khử.
- Định lượng vi sinh vật.
- Xác định hoạt tính enzyme cellulase, amylase, protease.
- Đánh giá an toàn vệ sinh thực phẩm.
- Đánh giá cảm quan sản phẩm.
4. Đối tượng nghiên cứu
Các chủng nấm Linh chi, Ba, Bndo phòng thí nghiệm Công nghệ biến
đổi Sinh học – Viện Sinh học nhiệt đới TP.HCM cung cấp.
Bã đậu nành mua tại công ty cổ phần sữa Việt Nam Vinamilk.
Cám gạo mua loại cám mịn lấy ngay sau khi xay, tại nhà máy xay lúa
Bảy Đạm, Long An.
5. Ý nghĩa của đề tài


3
Tận dụng được các phụ phế phẩm công nghiệp để chế biến được các loại
sản phẩm có giá trị gia tăng cao, có thể làm thực phẩm chức năng góp phần
bảo vệ sức khỏe con người.
6. Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài
Dự kiến thời gian: từ11/2013 đến tháng 08/2014.
Địa điểm thực hiện đề tài: phòng thí nghiệm Công nghệ biến đổi Sinh

học – Viện Sinh học nhiệt đới TP.HCM.


4
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Thực phẩm chức năng
Một số khái niệm về thực phẩm chức năng[35]:
Cho đến nay chưa có một tổ chức quốc tế nào đưa ra định nghĩa đầy đủ
về thực phẩm chức năng, mặc dù đã có nhiều Hội nghị quốc tế và khu vực về
thực phẩm chức năng. Gần đây các định nghĩa về thực phẩm chức năng được
đưa ra nhiều hơn và có xu hướng gần thống nhất với nhau.
- Hiệp Hội thông tin thực phẩm quốc tế (International Food Information
Council), định nghĩa: “Thực phẩm chức năng là thực phẩm mang đến những
lợi ích cho sức khỏe vượt xa hơn dinh dưỡng cơ bản”.
- Hiệp Hội nghiên cứu thực phẩm Leatherhead (châu Âu): “Thực phẩm
chức năng là thực phẩm được chế biến từ thức ăn thiên nhiên, được sử dụng
như một phần của chế độ ăn hàng ngày và có khả năng cho một tác dụng sinh
lý nào đó khi được sử dụng”.
- Bộ Y tế Việt Nam: Thông thư số 08/TT-BYT ngày 23/8/2004 về việc
“Hướng dẫn việc quản lý các sản phẩm thực phẩm chức năng” đã đưa ra định
nghĩa: “Thực phẩm chức năng là thực phẩm dùng để hỗ trợ chức năng của các
bộ phận trong cơ thể người, có tác dụng dinh dưỡng, tạo cho cơ thể tình trạng
thoải mái, tăng sức đề kháng và giảm bớt nguy cơ gây bệnh”.
Khái quát lại có thể đưa ra một định nghĩa như sau: “Thực phẩm chức
năng (TPCN) là thực phẩm (hoặc sản phẩm) dùng để hỗ trợ (phục hồi, duy trì
hoặc tăng cường) chức năng của các bộ phận trong cơ thể, có tác dụng dinh
dưỡng, tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng và giảm bớt
nguy cơ bệnh tật”.
1.2. Nguyên liệu sử dụng trong đề tài
1.2.1. Bã đậu nành (Okara)

5
1.2.1.1. Giới thiệu về bã đậu nành
Bã đậu nành hay còn được gọi là
okara hoặc soy-pulp (okara đã trở thành
thuật ngữ quốc tếđể gọi bã đậu nành) là
phần bãvà các chất dinh dưỡng khác
không tan trong nước còn lại sau khi đã
tách khỏi dịch các chất tan hoặc huyền
phù trong nước, của công nghiệp sản
Hình 1.1. Bã đậu nành dạng bột

xuất sữa đậu nành hay đậu hũ [9].

Bã đậu nành có màu trắng hay trắng ngà, thường nằm trên mặt lưới lọc
sữa đậu nành, sau sấy khô có màu vàng, chứa một lượng lớn protein (chiếm
khoảng 50% protein tinh chất), carbohydrate, lipid, có cả calci, sắt, riboflavin
[9].
Quy trình thu nhận bã đậu nành từ công nghệ sản xuất sữa đậu nành.
Hạt đậu nành
Ngâm nước nóng đối lưu
(5 phút, 85-900C)
Thải bỏ nước

Bóc vỏ
Nghiền
Trích ly
Dịch sữa

Bã
Sấy 15 phút, 150-1700C
Sấy rung
Bã đậu nành

Sơ đồ 1.1. Quy trình thu nhận bã đậu nành từ công nghệ sản xuất sữa


6

1.2.1.2. Thành phầnbã đậu nành
Ở Việt nam, theo các thông tin của công ty sữa Vinamilk cung cấp cho
Viện Sinh học Nhiệt đới, nơi có công nghệ sản xuất sữa đậu nành tận thu bã
đậu nành hiện đại của nước ngoài thì bã đậu nành có thành phần như sau[19]:
Bã đậu nành dạng bột có hàm ẩm: 6,7%; đạm: 36,43%; xơ: 1,99% và
chất béo: 10,59%.
Tại công ty Tribeco theo quy trình sản xuất sữa đậu nành lọc sữa 1 lần
chỉ thu được khoảng 50% protein của hạt đậu nành. Từ 1kg đậu nành thu
được 1,5kg bã đậu nành ướt (sau ly tâm), chứa khoảng 20% chất khô. Bã ướt
là dạng phế liệu cuối cùng của công nghệ sản xuất sữa đậu nành và mới chỉ
được sử dụng cho chăn nuôi[11].
Theo một số nghiên cứu ngoài nước thành phần bã đậu nành như sau
[32],[33]:
Bảng 1.1. Thành phầnbã đậu nành(100g)
%Protein

%Lipid

%Carbohydrate %Xơ thô

%Tinh bột

19,91
25,4-28,4

8,37
9,3-10,9

9,53
3,8-5,3

2,82
52,8-58,1

1.2.2. Cám gạo
1.2.2.1. Giới thiệu về cám gạo

Hình 1.2. Cám gạoHình 1.3. Lớp cám trong hạt lúa[36]


7
Trong qui trình xay xát và chế biến gạo, sau khi thu được sản phẩm
chính là gạo thì còn một sản phẩm phụ chiếm khoảng 65% chất dinh dưỡng
của gạo, có giá trị sử dụng khá cao nhưng giá thành lại rất thấp đó chính là
cám gạo.
Cám gạo là hỗn hợp các lớp vỏ ngoài của hạt gạo và lớp aleurone thường
có dạng bột, mềm và mịn.
Hàng năm trên thế giới có khoảng 40–45 triệu tấn cám gạo được sản
suất, trong đó 90% là nằm ở châu Á[36], [37].
1.2.2.2. Thành phần dinh dưỡng của cám gạo

Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng của cám gạo[38].
Thành phần
Calori
Tổng số lipid
Chất béo bão hòa
Chất xơ tiêu hóa được
Carbohydrate
Đường
Protein
Vitamin E
Vitamin B6
Calci

Khối lượng/100g
316KJ
21g
4g
21g
28g
0,9g
13,3g
4,9mg
4,1mg
57mg

1.2.3. Chất xơ và vai trò của chất xơ trong bã đậu nành và cám gạo
Chất xơ gồm các phần còn lại của tế bào thực vật, các polysaccharide,
lignin và các chất liên quan chịu được sự thủy phân của các enzyme trong hệ
tiêu hóa người. Tùy theo độ phân tán trong nước mà chất xơ được chia thành
hai loại là tan và không tan. Tất cả các thức ăn có nguồn gốc từ thực vật đều

có cả hai loại chất xơ này.
Trong bã đậu nành hàm lượng xơ không tan chiếm đa số, các xơ tan thì
chiếm với hàm lượng thấp. Chất xơ trong cám gạo có thể từ lớp aleurone,


8
những lớp vỏ bên ngoài của cám gạo và cũng có thể từ các chất bẩn trên vỏ
gạo (cellulose, lignin và silica)[41].
Xơ không tan:chủ yếu là cellulose, ngoài ra còn có hemicellulose,
lignin, cutin…Chất xơ không hòa tan có đặc tính thẩm thấu nước trong
ruột,trương lên tạo điều kiện cho chất bã thải dễ thoát ra ngoài.
• Cellulose: là polysaccharide chủ yếu của thành tế bào thực vật, được
cấu tạo bởi các β-D glucose-pyranose, các thành phần này liên kết với nhau
bởi liên kết glucose. Cellulose không tan trong nước (cả nước nóng và nước
lạnh), tan trong acid và kiềm. Khi đun sôi với acid sulfuric đậm đặc, cellulose
sẽ chuyển thành glucose còn khi thủy phân trong điều kiện nhẹ nhàng sẽ tạo
nên disaccharide cellobiose.Cellulose không có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng
của người vì không tiêu hóa được ở ống tiêu hóa.

Hình 1.4. Cellulose[45]
• Hemicellulose: là nhóm polysaccharide không tan được trong nước,
chỉ tan được trong dung dịch kiềm. Hemicellulose cũng là thành phần của
thành tế bào thực vật và tồn tại chủ yếu ở các phần như vỏ hạt, bẹ ngô, cám,
rơm rạ, trấu. Khi thủy phân hemicellulose sẽ thu được các monosaccharide
thuộc nhóm hexose (như manose, galactose) và nhóm pentose (như arabinose,
xilose).


9

Hình 1.5. Hemicellulose[46]
Xơ tan: gồm pectin, β-glucan, galactose, mannan, gum… Chất xơ hòa
tan khi đi qua ruột sẽ tạo ra thể đông làm chậm quá trình hấp thu một số chất
dinh dưỡng vào máu, và cũng làm tăng độ xốp, mềm của bã thải tiêu hóa.
• Pectin: là polysaccharide có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây. Trong
thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan (tồn tại chủ
yếu ở thành tế bào) và dạng hòa tan của pectin (tồn tại ở dịch tế bào). Dưới
tác dụng của acid, enzyme protopectinase hoặc khi đun sôi, protopectin
chuyển sang dạng pectin hòa tan.

Hình 1.6. Pectin[47]
Vài năm trở lại đây, nhiều nghiên cứu đã đưa ra bằng chứng về những
tác dụng đáng kể của chất xơ trong việc phòng và chữa bệnh. Tác dụng phòng
và điều trị của chất xơ chủ yếu tập trung vào các chứng bệnh mạn tính như:
phòng ngừa táo bón, phòng ngừa bệnh ung thư, giảm mỡ máu, phòng ngừa và
điều trị tiểu đường, chống béo phì, điều trị sỏi mật[27].
1.2.4. Những nghiên cứu và ứng dụng của bã đậu nành và cám gạo
Theo các dữ liệu trên thì trong thành phần bã đậu nành còn lại một lượng
lớn protein và xơ không tan, đây là thành phần khó hấp thu trong hệ tiêu hóa.


10
Trong cám có lượng dinh dưỡng rất caolại cân đối với nhiều lọai vitamin và
chất béo tốt, có nhiều xơ dễ tiêu, được xem là rất tốt cho cả con người tuy
nhiên các nhóm béo chưa no của cám rất dễ bị oxi hóa tạo mùi hôi khó chịu
chỉ trong vài giờ sau khi chế biến, thêm vào đó do công nghệ xay xát gạo
chưa cao lại ít được đầu tư theo hướng thu cám sạchnên cám thường lẫn rất
nhiều loại tạp chất.Do vậy, bã đậu nành và cám thường chủ yếu được dùng
làm thức ăn cho các loại gia súc và thủy sản.
Trong những năm gần đây chỉ có một số ít công trình nghiên cứu sử

dụng bã đậu nành như:
Vũ Văn Độ và các cộng tác viên nghiên cưu dùng nấm sợi của các loại
nấm lớn (Linh chi – Ganoderma lucidum, Bào ngư – Pleurotus florida) xử lý
okara để chế biến bánh biscuit, trà túi lọc…[7].
Lê Chiến Phương và các cộng tác viên (2004) xử lý okara bằng nấm mốc
Mucor và vi khuẩn Lactic[16].
Ngô Đại Nghiệp dùng Asp.oryzae chế biến okara thành tương xay.
Lại Mai Hương và các cộng tác viên dùng enzyme kết hợp với phương
pháp cơ học xử lý cellulose trong okara để sản xuất chế phẩm giàu chất xơ bổ
xung vào một số thực phẩm [9].
Và vẫn chưa có sản phẩm nào trong các sản phẩm nêu trên được triển
khai ở quy mô sản xuất thử.
Riêng cám gạo,hiện nay trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu,
thử nghiệm và sản xuất tạo các sản phẩm thực phẩm chức năng như BioBran
MGN-3 hay Lentinplus, nhờ các loại enzyme từ nấm Đông cô (Shiitake
mushroom) thủy phân các polysaccharide thành hemicellulose arabinoxylan
có hoạt tính miễn dịch, phòng chống ung thư hiệu quả[24],[25],[39].


11

Hình1.7. Sự thủy phânpolysaccharide từ cám gạo bởi các enzyme của nấm
Đông cô[39]

1.3. Các chủng vi sinh vật sử dụng trong đề tài
1.3.1. Nấm Linh chi
1.3.1.1. Hệ thống phân loại

Ngành: Mycota
Ngành phụ: Basidiomycota

Lớp: Hymenomycetes
Bộ: Aphyllophorales
Họ: Ganodermataceae
Giống: Ganoderma
Loài: Ganoderma lucidum
Hình 1.8. Nấm Linh chi [48]
1.3.1.2. Đặc tính sinh học


12
Nấm Linh chi đã nổi tiếng từ ngàn xưa ở các nước Á Đông, phiên âm
theo tiếng Trung Quốc gọi là Lingzhi, theo tiếng Nhật là reishi, ở Việt Nam
thì hay gọi là nấm Lim. Nấm Linh chi còn có nhiều tên gọi khác như: Bất lão
thảo, Vạn niên nhung, Mộc Linh chi… nhưng tên Linh chi có lẽ mang tính
tiêu biểu và được sử dụng phổ biến hơn cả (tên Linh chi chính thức được sử
dụng trong sách “Thần nông bản thảo” cách đây hơn 2000 năm).
Linh chi thường mọc ký sinh trên các cây gỗ trong nhiều năm. Cây gỗ bộ
Đậu (Fabales) là những cây chủ ưa thích của chúng, ta thường gặp Linh chi
trên các cây Lim, phượng vĩ, so đũa và một số loài cây khác đã chết, mục
hoặc cả trên cây sống như xoài, mít, mãng cầu, phi lao, dừa…
 Vòng đời sinh sản của nấm Linh chi
Phần sinh sản là một lớp ống dày từ 0,2-1,7cm gồm các ống nhỏ, thẳng,
miệng tròn, đảm mang 4 đảm bào tử hình trứng. Thực chất đó là do màng phủ
lỗ nảy mầm phồng căng hay lõm thụt vào mà thành. Bào tử đảm có cấu trúc
vỏ kép, lõm ở đầu, màu vàng mật ong sáng, kích thước 5-6 x 8,5-12µm.

Hình 1.9. Chu trình sống của Linh chi[17]
Các bào tử đảm đơn bội khi gặp điều kiện thuận lợi, nảy mầm tạo ra hệ
sợi sơ cấp (primary hyphae). Hệ sợi sơ cấp đơn nhân đơn bội nhanh chóng
phát triển, phối hợp với nhau tạo ra hệ sợi thứ cấp hay còn gọi là hệ sợi song

13
hạch, phân nhánh rất mạnh tràn ngập khắp giá thể. Lúc này, thường có hiện
tượng hình thành bào tử vô tính màng dày dễ rụng và khi gặp điều kiện thuận
lợi sẽ cho ra hệ sợi song hạch tái sinh. Tiếp sau đó là giai đoạn phân hóa hệ
sợi: các hệ sợi nguyên thủy hình thành các sợi cứng màng dài, ít phân nhánh
bện kết lại thành cấu trúc bó được cố kết bởi các sợi bện phân nhánh rất
mạnh. Từ đó hình thành các mầm nấm màu trắng mịn vươn dài thành các trụ
tròn mập. Phần đỉnh trụ bắt đầu xòe tán, lớp vỏ láng đỏ cam xuất hiện. Tán
lớn dần hình thành bào tầng và phát tán bào tử đảm liên tục cho đến khi nấm
già sẫm màu, khô tóp và lụi dần trong vòng 3-4 tháng[17].
 Điều kiện sinh trưởng và phát triển của nấm Linh chi
Bảng 1.3. Điều kiện cần thiết cho sự phát triển của nấm Linh chi[4].
Yếu tố
Nhiệt độ
Ẩm độ
pH
Ánh sáng
C/N

Nuôi tơ
20-35oC
55-60%
4,5-6
Không cần
25/1

Ra quả thể
20-35oC

90-95%
4,5-6
Cần ánh sáng tán xạ từ mọi phía
30/1 hoặc 40/1

1.3.1.3. Dược tính của nấm Linh chi
Số lượng các chủng loài nấm Linh chi được sử dụng trong công nghệ
dược liệu, dược phẩm ngày càng tăng. Vào thập niên 70-80, bắt đầu một trào
lưu khảo cứu hóa dược học các nấm Linh chi.Một số loài Linh chi đã được
phân chất trong đó có G.lucidum… với các nhóm hoạt chất steroid,
triterpenoid, và polysaccharide.
Từ những năm 1980 đến nay, bằng các phương pháp hiện đại: phổ kế
UV, IR… đặc biệt là sắc ký lỏng cao áp (HPLC) và phổ kế plasma (ICP), đã
được xác định chính xác gần 100 hoạt chất và dẫn xuất trong nấm Linh chi.
Có thể khái quát trong bảng sau: