BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA
CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

Họ và tên sinh viên: HỒ THỊ LẸ
Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM VÀ
DINH DƯỠNG NGƯỜI
Niên khóa: 2005 - 2009

Tháng 08/2009


BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA
ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

Tác giả

HỒ THỊ LẸ

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Bảo Quản Chế Biến Nông Sản Thực Phẩm và Dinh Dưỡng Người

Giáo viên hướng dẫn:
TS. TRƯƠNG THANH LONG
Th.S. NGUYỄN MINH KHANG

Tháng 08 năm 2009

i


LỜI CẢM ƠN
Lòng biết ơn xin chân thành gửi đến:
Ban Giám Hiệu và quý Thầy Cô trường Đại Học Nông Lâm đã tận tình giảng
dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích, những kinh nghiệm quý báu cho tôi. Đặc biệt
là thầy Trương Thanh Long đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời
gian thực hiện luận văn này.
Đồng cảm ơn thầy Nguyễn Minh Khang, trưởng phòng thí nghiệm vi sinh thực
phẩm trường Cao Đẳng Kinh Tế Công Nghệ, đã tạo điều kiện thuận lợi và cho tôi
những ý kiến bổ ích trong luận văn này.
Vô cùng biết ơn người thân, bạn bè đã động viên, giúp đỡ nhiệt tình khi tôi thực
hiện đề tài này.
Do bước đầu tiến hành làm thử nghiệm chế biến sản phẩm nên không tránh
khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô và bạn bè đóng góp ý kiến để luận văn
được hoàn chỉnh hơn.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2009
Hồ Thị Lẹ

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Bước đầu nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua đậu nành bổ
sung tảo Spirulina” đã được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Vi sinh thực phẩm –
Trường Cao Đẳng Kinh Tế Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, thời gian thực hiện từ tháng
3 đến tháng 7 năm 2008, nhằm mục đích tạo ra sản phẩm sữa chua có giá trị dinh
dưỡng cao và có đặc điểm cảm quan hấp dẫn. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn
toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại.

Qua quá trình thí nghiệm, chúng tôi đã thu được một số kết quả sau:
- Trong môi trường canh MRS, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus acidophilus đạt
cực đại sau 15 giờ nuôi cấy, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus đạt
cực đại sau 18 giờ nuôi cấy.
- Trong môi trường sữa, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus acidophilus và
Lactobacillus bulgaricus đạt cực đại sau 15 giờ nuôi cấy.
- Thời gian thu giống cái vi khuẩn là sau 6 giờ ủ ở nhiệt độ 43oC.
- Các thông số của quá trình lên men
ƒ Tỷ lệ phối chế giữa sữa đậu nành và sữa tươi UHT là 8:2
ƒ Thời gian lên men 3 giờ, ủ ở 43oC
ƒ Cấy 10% giống cái với tỷ lệ giống cấy giữa Lactobacillus acidophilus và
Lactobacillus bulgaricus là 6:4
ƒ Hàm lượng đường saccharose bổ sung là 8%
ƒ Hàm lượng tảo bổ sung là 6%, gelatin 0,5%.
- Thời gian bảo quản sản phẩm tối ưu là 10 ngày ở 4oC.

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa......................................................................................................................... i
Lời cảm ơn...................................................................................................................... ii
Tóm tắt........................................................................................................................... iii
Mục lục .......................................................................................................................... iv
Danh sách các bảng ...................................................................................................... vii
Danh sách các hình ..................................................................................................... viii
Danh sách các từ viết tắt ............................................................................................... ix
Chương 1: MỞ ĐẦU......................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề.................................................................................................................1

1.2. Mục tiêu đề tài ..........................................................................................................2
1.3. Nội dung đề tài .........................................................................................................2
Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..........................................................................3
2.1. Tổng quan về đậu nành và sữa chua đậu nành .........................................................3
2.1.1. Lịch sử phát triển...................................................................................................3
2.1.2. Cây đậu nành .........................................................................................................3
2.1.3. Hạt đậu nành..........................................................................................................4
2.1.4. Các sản phẩm từ đậu nành và lợi ích của sữa chua đậu nành .............................11
2.2. Tổng quan về tảo Spirulina ....................................................................................12
2.2.1. Lịch sử .................................................................................................................12
2.2.2. Phân loại ..............................................................................................................13
2.2.3. Đặc điểm sinh học của Spirulina.........................................................................13
2.2.3.1. Đặc điểm cấu tạo tế bào của tảo Spirulina .......................................................14
2.2.3.2. Sinh sản của tảo Spirulina ................................................................................15
2.2.3.3. Thành phần hóa học của tảo Spirulina .............................................................15
2.2.3.4. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và ứng dụng của tảo Spirulina.............................19
2.3.1. Probiotic...............................................................................................................21
2.3.2. Vi khuẩn lên men sữa chua .................................................................................22
2.4. Tổng quan về sữa và chất ổn định ..........................................................................23
iv


2.4.1. Sữa .......................................................................................................................23
2.4.2. Chất ổn định ........................................................................................................23
2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men .........................................................23
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................24
3.1. Thời gian và địa điểm thí nghiệm...........................................................................24
3.2. Nguyên liệu.............................................................................................................24
3.3. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất sử dụng ....................................................................24
3.4. Quy trình chế biến sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina ................................26

3.4.1. Quy trình..............................................................................................................26
3.4.2. Giải thích quy trình..............................................................................................27
3.5. Phương pháp thí nghiệm.........................................................................................28
3.5.1. Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus
bulgaricus trên môi trường MRS ..................................................................................30
3.5.2. Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus
bulgaricus trên môi trường dịch sữa ............................................................................30
3.5.3. Chuẩn bị giống cái...............................................................................................30
3.5.4. Khảo sát quá trình lên men..................................................................................31
3.5.5. Khảo sát lượng tảo Spirulina bổ sung .................................................................32
3.5.6. Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm................................................................33
3.6. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu........................................................................33
3.6.1. Mật độ tế bào vi sinh vật: ....................................................................................33
3.6.2. Xác định pH của sản phẩm..................................................................................34
3.6.3. Phương pháp chuẩn độ axit .................................................................................34
3.6.4. Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm ........................................................34
3.6.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lý kết quả .................................................34
3.6.6. Phương pháp xác định giá trị năng lượng ..........................................................35
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................35
4.1. Đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus
trên môi trường canh MRS ............................................................................................35
4.2. Đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus
trên môi trường dịch sữa................................................................................................38
v


4.3. Khảo sát quá trình làm giống cái............................................................................40
4.4. Khảo sát quá trình lên men.....................................................................................42
4.4.1. Khảo sát thời gian lên men ..................................................................................42
4.4.2. Khảo sát tỷ lệ phối chế giữa sữa đậu nành và sữa tươi tiệt trùng không đường .43

4.4.3. Khảo sát hàm lượng đường saccharose bổ sung .................................................44
4.4.4. Khảo sát tỉ lệ giống cấy .......................................................................................45
4.5. Khảo sát hàm lượng tảo bổ sung ............................................................................46
4.6. Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm ...................................................................48
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................52
5.1. Kết luận...................................................................................................................52
5.2. Đề nghị ...................................................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................53
PHỤ LỤC ....................................................................................................................57

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của các hợp phần trong hạt đậu nành ..........5
Bảng 2.2: Thành phần hóa học các chất trong hạt đậu nành ..........................................5
Bảng 2.3: Thành phần các axit amin không thay thế trong đậu nành và một số thực
phẩm quan trọng ............................................................................................................. 7
Bảng 2.4: Thành phần hóa học của Spirulina ..............................................................16
Bảng 2.5: Thành phần vitamin trong Spirulina ............................................................17
Bảng 2.6: Thành phần khoáng trong Spirulina ............................................................17
Bảng 2.7: Thành phần axit amin trong Spirulina .........................................................18
Bảng 2.8: Các chất màu trong Spirulina ......................................................................19
Bảng 2.9: Tình hình sản xuất Spirulina trên thế giới ...................................................19
Bảng 4.1: Mô tả cảm quan men vi khuẩn qua thời gian khảo sát ................................42
Bảng 4.2: Mô tả cảm quan dịch sữa theo thời gian lên men ........................................44
Bảng 4.3: Giá trị pH của sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ phối chế giữa sữa đậu nành và
sữa tươi .........................................................................................................................45
Bảng 4.4: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ phối

chế giữa đậu nành và sữa tươi ......................................................................................45
Bảng 4.5: Giá trị pH của sản phẩm khi thay đổi hàm lượng đường saccharose bổ sung
.......................................................................................................................................46
Bảng 4.6: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi hàm
lượng đường bổ sung ....................................................................................................46
Bảng 4.7: Giá trị pH của sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ giống cấy ..................................47
Bảng 4.8: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ
giống cấy .......................................................................................................................47
Bảng 4.9: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi hàm
lượng tảo bổ sung .........................................................................................................48
Bảng 4.10: Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu hóa học ........................................................51

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hòa tan của protein đậu nành ....................8
Hình 2.2: Sơ đồ vòng đời của Spirulina .......................................................................15
Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chế biến sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina ............26
Hình 3.2: Sơ đồ nhân giống vi khuẩn ...........................................................................28
Hình 3.3: Sơ đồ nghiên cứu ..........................................................................................29
Hình 4.1: Khuẩn lạc L. acidophilus trên môi trường thạch MRS ................................36
Hình 4.2: Khuẩn lạc L. bulgaricus trên môi trường thạch MRS ..................................36
Hình 4.3: Đường cong sinh trưởng của L. acidophilus trong môi trường canh MRS ..37
Hình 4.4: Đường cong sinh trưởng của L. bulgaricus trong môi trường canh MRS ...38
Hình 4.5: Đường cong sinh trưởng của L. acidophilus trong môi trường canh MRS ..39
Hình 4.6: Đường cong sinh trưởng của L. bulgaricus trong môi trường canh MRS ...39
Hình 4.7: Đường cong tăng trưởng của L. acidophilus trong môi trường dịch sữa .....40
Hình 4.8: Đường cong tăng trưởng của L. bulgaricus trong môi trường dịch sữa .......40

Hình 4.9: Đồ thị pH men vi khuẩn L. acidophilus, L. bulgaricus qua thời gian khảo sát
.......................................................................................................................................41
Hình 4.10: Đồ thị pH dịch sữa theo thời gian lên men .................................................43
Hình 4.11: Sữa chua đậu nành bổ sung 6% tảo ...........................................................48
Hình 4.12: Sữa chua đậu nành bổ sung 8% tảo ............................................................48
Hình 4.13: Sữa chua đậu nành bổ sung 10% tảo ..........................................................48
Hình 4.14: Đồ thị kết quả pH và số lượng vi khuẩn lactic theo thời gian bảo quản sản
phẩm .............................................................................................................................49
Hình 4.15: Đồ thị kết quả độ axit của sản phẩm theo thời gian bảo quản ....................49
Hình 4.16: Biểu đồ kết quả điểm đánh giá thị hiếu đối với hai sản phẩm ...................51

viii


CÁC TỪ VIẾT TẮT
FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nation
MRS: De Man Rogosa Sharpe
STT: Số thứ tự
PS II: Photo System II

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Với mức sống của con người ngày càng cao, nhu cầu của con người cũng ngày
càng phong phú, nhất là trong trong thời đại công nghiệp hóa như hiện nay, vấn đề sức
khỏe con người có lẽ luôn được đặt lên hàng đầu. Tiêu chí của thực phẩm đặt ra là phải
ngon, bổ, không độc hại, hỗ trợ tốt cho sức khỏe. Vì thế, các loại thực phẩm chức năng

ngày nay được nghiên cứu ngày càng nhiều và ngày càng phổ biến trên thị trường.
Sữa chua đậu nành là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng. Trong sữa đậu nành
có hơn 20 loại axit amin, trong đó có 8 loại axit amin thiết yếu cho cơ thể con người,
bao gồm: leucine, isleucine, lysine, methionine, phenyl alanine, threonine,
tryptophane, valine. Ngoài ra, trong đậu nành còn có các chất có tác dụng phòng chống
lại các mầm ung thư như: Bowman-Bird Inhibitor (BBI), protease inhibitor, phytate,
phytosterol, isoflavones, chất axit phenolic…(Tâm Diệu, 1998). Theo các nhà nghiên
cứu việc kiên trì dùng sữa đậu nành hàng ngày sẽ làm giảm được cholesterol trong
máu, hạ dược huyết áp và đề phòng xơ cứng động mạch ở người lớn tuổi (Tâm Diệu,
1998). Bên cạnh đó, trong sữa chua chứa nhiều vi sinh vật hữu ích ( probiotic) có lợi
cho cơ thể với tác dụng: chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế rối loạn
đường ruột, hạn chế bệnh tim mạch, tăng cường hệ miễn dịch, ngăn ngừa bệnh loãng
xương… (Mattila-Sandholm và Saarela, 2003).
Bột tảo Spirulina với thành phần giàu dinh dưỡng cho người và vật nuôi (Lê
Văn Lăng, 1999). Việc ứng dụng tảo Spirulina vào công nghệ chế biến thực phẩm đã
được nghiên cứu khá nhiều ở các nước trên thế giới: Mỹ, Nhật, Pháp,…. Riêng tại
Việt Nam, tảo Spirulina còn chưa phổ biến do công nghệ nhìn chung chưa phát triển.
Vì vậy rất cần được đầu tư các nghiên cứu chế biến, để đa dạng hóa sản phẩm và tăng
giá trị sử dụng cho tảo Spirulina.
Chính vì những lý do trên, bước đầu chúng tôi thực hiện đề tài: “Bước đầu
nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina”.
1


1.2. Mục tiêu đề tài
Tạo ra sản phẩm sữa chua đậu nành có bổ sung tảo Spirulina có giá trị cảm
quan hấp dẫn và bổ dưỡng, góp phần đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng có
mặt trên thị trường.
1.3. Nội dung đề tài
- Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus

bulgaricus trên môi trường MRS.
- Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus
bulgaricus trên môi trường dịch sữa.
- Khảo sát các yếu tố của quá trình lên men: khảo sát thời gian lên men, tỷ lệ phối
chế giữa sữa đậu nành và sữa tươi, khảo sát hàm lượng đường saccharose bổ
sung, khảo sát tỉ lệ giống cấy.
- Khảo sát hàm lượng tảo bổ sung.
- Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về đậu nành và sữa chua đậu nành
2.1.1. Lịch sử phát triển
Đậu nành được xem là một trong những cây trồng cổ nhất của nhân loại. Nhiều
nghiên cứu đã chứng minh rằng đậu nành có nguồn gốc từ Trung Quốc. Đậu nành
được trồng trên nhiều loại đất khác nhau và có phạm vi khí hậu rộng khắp, trải dài từ
vùng nhiệt đới Brazil đến hòn đảo Hokkaido đầy tuyết nằm ở phía bắc Nhật Bản. Với
sự phát triển của khoa học kỹ thuật, con người đã tìm thấy vai trò của đậu nành trong
nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm. Vì vậy, đậu nành ngày càng phổ
biến trên thế giới (www.soya.be).
Yogurt tiếng Thổ Nhĩ Kỳ có nghĩa là sự lên men. Thực phẩm làm từ sữa động
vật như sữa bò, cừu, dê… có lượng axit nhẹ được lên men bởi vi khuẩn lactic như
Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus. Vào
cuối những năm 1970, ở Mỹ, sản phẩm lên men từ sữa đậu nành được gọi theo nhiều
cách khác nhau: soymilk yogurt, soy yogurt, soyogurt, soygurt. Năm 1912, tại Pari,
Ying và Voinnet đã chế biến sữa đậu nành lên men. Năm 1974, nghiên cứu của Wang
và Konishi đã tách giống L. acidophilus thích hợp để chế biến soy yogurt. Năm 1977,

Sterm, Hesseltine, Wang và Konishi đã chọn giống L. acidophilus sử dụng raffinones,
stachyose, hỗn hợp đường trong sữa đậu và đã dùng L. acidophilus làm soy yogurt có
vị ngon, giảm đầy hơi. Năm 1981 tại Nhật Bản lần đầu tiên sản xuất soy yogurt với số
lượng lớn (www.soyinfocenter.com)
2.1.2. Cây đậu nành
Cây đậu nành có tên khoa học là Glycine max (L) Merrill, thuộc họ
Leguminosae, chủng Papilionoidae, là cây bụi nhỏ, cao trung bình dưới 1m, có lông
toàn thân. Lá có 3 chét hình bầu dục. Chùm lông mọc ở nách lá, bông có màu trắng
hoặc tím. Trái có nhiều lông vàng, dài 3 – 4 cm, rộng 0,8 cm, mỗi trái có từ 3 – 5 hạt.

3


Cây đậu nành là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt,
chịu hạn (Lê Hoàng Độ, 1997).
Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt :
- pH của đất trồng: 6,0 – 6,5.
- Nhiệt độ: 25 – 30oC.
- Lượng mưa: 500 – 700 mm.
- Đất trồng có nhiều mùn hữu cơ với độ ẩm trung bình.
- Thời kỳ trồng: cuối mùa xuân, đầu mùa hè.
2.1.3. Hạt đậu nành
2.1.3.1. Tính chất cơ lý và cấu trúc của hạt đậu nành
Tính chất cơ lý ảnh hưởng rất lớn đến quy trình chế biến cũng như chất lượng
sản phẩm. Một số tính chất chủ yếu là:
- Hình dáng: hạt đậu nành có hình dạng tròn, bầu dục, tròn dài, tròn dẹt…tùy
từng giống.
- Độ lớn của hạt cũng rất khác nhau tùy đặc điểm của giống và kĩ thuật trồng trọt,
thường từ 220 – 300 g/1000 hạt.
- Kích thước hạt: tùy thuộc vào giống và điều kiện canh tác.

- Vỏ hạt nhẵn phần lớn màu vàng, một số có màu vàng đậm, xanh, nâu hoặc đen.
Vỏ chỉ chiếm khoảng 8% khối lượng của hạt (Phạm Văn Thiều, 2002).
Cấu trúc hạt đậu nành gồm có 3 bộ phận chính: vỏ, trụ dưới lá mầm, lá mầm.
- Vỏ: là lớp ngoài cùng của hạt đậu nành. Vỏ hạt đậu nành có nhiều loại màu sắc
và là yếu tố cho việc xác định giống đậu nành. Vỏ hạt có tác dụng bảo vệ phôi
mầm chống lại nấm và vi khuẩn.
- Trụ dưới lá mầm: là rễ mầm, phần sinh trưởng của hạt khi hạt nảy mầm.
- Lá mầm: gồm hai lá mầm tích trữ dinh dưỡng cho hạt. Lá chiếm phần lớn khối
lượng của hạt, chứa hầu hết các protein, lipit của hạt, có màu xanh trước khi hạt
chín, và chuyển thành màu vàng khi hạt chín.

4


Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của các hợp phần trong hạt đậu nành (% so
với khối lượng chất khô của hạt)
Thành phần

Protein
thô

Gluxit

Lipit

(cả xơ)

Khoáng

Tổng

Lá mầm

43

23

29

5

90

Vỏ

8,8

1

86

4,3

8

Trụ dưới lá mầm

41

11

43

4,4

2

Hạt nguyên

40

20

35

4,9

100

(Lê Ngọc Tú, 2001)
2.1.3.2. Thành phần hóa học của hạt đậu nành
So với các nguồn thực phẩm chính hiện nay, đậu nành thực sự là thành phần
giàu dinh dưỡng. Đậu nành vừa có nguồn protein cao nhất trong các loại đậu, hạt; giàu
chất béo, cacbohydrate, các chất xơ, vitamins, chất khoáng vừa là dược liệu quý cho
việc ngăn ngừa và chữa trị các bệnh mãn tính. Thành phần hóa học các chất trong hạt
đậu nành được trình bày qua Bảng 2.2
Bảng 2.2: Thành phần hóa học các chất trong hạt đậu nành (so với khối lượng chất
khô)
Thành phần
Protein

Axit amine

Đơn vị

Hàm lượng

Hàm lượng trung bình

%

30 – 50

40

1,49 – 1,87
2,45 – 3,49
3,87 – 4,98
6,10 – 8,72
1,88 – 2,02
0,56 – 0,66

1,69
2,90
4,48
7,26
1,69
0,60

g/100 g hạt

Không thiết yếu
Alanine
Arginine
Axit aspartic
Axit glutamic
Glycine
Cysteine
5


Proline
Serine

1,88 – 2,61
1,81 – 2,32

2,02
2,07

0,89 – 1,08
1,46 – 2,12
2,71 – 3,20
2,35 – 2,86
0,49 – 0,66
1,70 - 2,08
1,33 – 1,79
0,47 – 0,54
1,12 – 1,62
1,52 – 2,24

1,04
1,76
3,03
2,58
0,54
1,95
1,58
0,49
1,43
1,83

12 – 30

20

4 - 23
3 - 30
25 - 86
25 - 60
1 - 15

11
4
25
53
7

26 - 38

34

2,5 - 8,2
0,1 - 0,9
1,4 - 4,1

5,5
0,9
3,5

%

4,61 - 5,94

5,0

µg/g
µg/g
µg/g

6,26 - 6,85
0,92 - 1,19
10,9 - 28,4

%

0,2

Thiết yếu
Histidine
Isoleucine

Leucine
Lysine
Methionine
Phenylalanine
Threonine
Tryptophan
Tyrosine
Valine
Lipit
Axit béo

%
% so với lipit tổng

Axit palmitic
Axit stearic
Axit oleic
Axit linoleic
Axit linolenic
Cacbohydrate

%

Sucrose
Raffinose
Stachyose
Tro
Vitamin
Thiamine
Riboflavin

Vitamin E
Isoflavone

6


Saponins

%

0,1 - 0,3

Phytate

%

1,0 - 1,5

1,1

Chất ức chế trypsin

mg/g

16,7 - 27,2

22,3

Phytosterols

mg/g

0,3 - 0,6
(Golbitz và Jordan, 2006)

a. Protein
Trong thành phần hóa học của đậu nành, thành phần protein chiếm một tỷ lệ rất
lớn. Thành phần axit amin trong protein của đậu nành, ngoài methionin và tryptophan
ra còn các axit amin khác, có số lượng khá cao tương đương lượng axit amin có trong
thịt.
Bảng 2.3: Thành phần các axit amin không thay thế trong đậu nành và một số thực
phẩm quan trọng (g/100 g protein)

Đậu nành

Trứng

Thịt bò

Sữa bò

Gạo

Giá trị được đề
nghị bởi FAO OMS

Leusine

7,84

8,32

8,00

10,24

8,26

4,8

Isoleusine

4,48

5,60

5,12

5,60

3,84

6,4

Lysine

6,40

6,24

2,12

8,16

3,68

4,2

Phenylalanine

4,96

5,12

4,48

5,44

4,80

2,8

Threonine

3,84

5,12

4,64

4,96

3,36

2,8

Tryptophane

1,28

1,76

1,21

1,44

1,28

1,4

Valine

4,80

7,52

5,28

7,36

5,76

4,2

Methionine

1,28

3,20

2,72

2,88

2,08

2,2

Loại axit amin

(Golbitz và Jordan, 2006)

7


Dựa vào chức năng sinh học ở thực vật, protein trong hạt đậu nành được chia
làm 2 loại: protein chuyển hóa (metabolic protein) và protein dự trữ. Protein chuyển
hóa gồm enzyme và cấu trúc. Protein dự trữ cùng với dầu dự trữ được tổng hợp trong
quá trình phát triển của hạt đậu. Protein đậu nành chủ yếu là protein dự trữ. Hai loại
protein dự trữ chính trong đậu nành là glycinin (11S) và beta-conglycinin (7S) chiếm

khoảng 65 – 80% protein tổng trong hạt (Liu, 1999).
Nếu phân loại theo tính tan trong nước, protein đậu nành chứa 85 – 95%
globuline, một lượng nhỏ albumine, một lượng không đáng kể prolamine và glutelin.
Khả năng hòa tan trong nước của protein đậu nành ảnh hưởng nhiều bởi pH. Khoảng
80% protein trong hạt đậu nành có thể được trích ly ở pH trung tính hoặc kiềm. pH
đẳng điện của protein đậu nành là 4,2 – 4,6 (FAO, 1999).
% Protein hòa tan

Hình 2.1: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hòa tan của protein đậu nành (FAO, 1999)
Các chất phi dinh dưỡng trong thành phần protein đậu nành: chất ức chế trypsin
và hemagglutinins (lectins) (Liu, 1999).
- Chất ức chế trypsin (trypsin inhibitors) là hợp chất không bền ở nhiệt độ cao.
Chất này có khả năng kết hợp với trypsin làm trypsin không được hấp thu.
Thiếu trypsin sẽ làm cơ thể chậm phát triển và ảnh hưởng nhiều đến các chức
năng khác của cơ thể. Đậu nành chứa 2 loại chất ức chế trypsin: Bowman –
Brik và Kunitz.

8


- Lectin (hemagglutinins) là protein có khả năng kết dính các tế bào hồng cầu.
Lectin được xem như là chất có độc tính cao, tuy nhiên nó cũng dễ dàng bị vô
hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ cao.
Các tính chất chức năng của protein đậu nành: hấp thụ và giữ nước, tạo gel, tạo
kết cấu, tạo độ nhớt, tạo nhũ.
- Khả năng hấp thụ và giữ nước: Khả năng hấp thụ và giữ nước của protein dựa
trên tương tác giữa protein – protein và protein – nước. Nồng độ protein tăng,
khả năng hấp thụ nước tăng. pH thay đổi thì sự tích điện của protein cũng thay
đổi, ở pH đẳng điện sự hút nước là thấp nhất vì tương tác giữa protein – protein
rất chặt chẽ, ở pH cao sự hấp thụ và giữ nước càng tăng. Nhiệt độ tăng, khả

năng hấp thụ nước giảm vì làm giảm liên kết hydro.
- Khả năng tạo gel: Khi protein bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, các
mạch polypeptide duỗi ra, tiến lại gần nhau, tiếp xúc và tạo nên mạng lưới
không gian tương đối chặt và pha phân tán chứa trong nó. Các yếu tố tạo gel:
ƒ Sử dụng nhiệt: Khi dịch sữa protein đậu nành có nồng độ cao được đun
nóng ở pH trung tính, thì sẽ tạo gel.
ƒ Sử dụng pH đẳng điện: Ở pH đẳng điện protein có khả năng tạo gel.
ƒ Sử dụng các muối của ion kim loại hóa trị hai: Do liên kết giữa Ca2+ và
nhóm cacboxyl.
- Khả năng tạo kết cấu: Protein đậu nành có khả năng tạo sợi tốt. Khi protein bị
phân ly, chuỗi polypeptide duỗi mạch, vì vậy khi cho qua khuôn đúc, sẽ định
hướng được các phân tử protein và các sợi hình thành.
- Khả năng tạo độ nhớt: Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch gồm:
pH, nhiệt độ, ion Ca2+,… và nồng độ protein.
- Khả năng tạo nhũ: Trong phân tử protein đậu nành có hai đầu ưa nước và ưa
béo, nên có khả năng nhũ hóa với chất béo.
b. Lipit
Chất béo chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành. Nó nằm
chủ yếu trong phần tử diệp của hạt. Chất béo chứa khoảng 6,4 – 15,1% axit béo no
(axit stearic, axit archidic) và 80 – 90,6% axit béo không no (axit linoleic, axit
9


linolenic, axit oleic trong đó axit linoleic chiếm tỷ lệ tương đối cao). Chất béo không
no có lợi cho sức khỏe hơn là chất béo no. Tuy nhiên các axit béo không no dễ bị oxy
hóa và giảm chất lượng.
c. Cacbohydrate
Cacbonhydrate chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần cacbonhydrate có thể
chia ra làm 2 loại: loại tan trong nước và không tan trong nước. Loại tan được trong
nước chỉ chiếm khoảng 10% toàn bộ cacbohydrate.

Trong các nhóm đường của đậu nành ta cần lưu ý hai loại đường raffinose và
stachyose. Cơ thể con người thiếu enzyme galactosidase để thủy phân stachyose và
rafinose. Hai loại đường này thường di chuyển từ ruột non sang ruột già là nơi có thể
lên men đường bởi vi khuẩn đường ruột. Quá trình lên men tạo ra các khí gồm CO2, H2
và CH4 làm cho cơ thể người cảm thấy đầy hơi. Sự loại bỏ hay giảm hiện tượng này
đối với các thực phẩm từ đậu nành cần phải được quan tâm. Trong quá trình lên men
sữa đậu nành có thể làm giảm hàm lượng raffinose và stachyose (Rekha và
Vijayalakshmi, 2008)
d. Vitamin và khoáng chất
Mặc dù đậu nành không được xem như là nguồn rất giàu một loại vitamin nào
đó nhưng nó đem lại một nguồn dinh dưỡng toàn diện. Các vitamin có trong đậu nành
như là thiamine, riboflavin, niacin, axit pantothenic, biotin, axit folic, inositol, choline,
vitamin A và E, trừ vitamin C và vitamin D.
Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành. Các
chất khoáng chủ yếu có trong đậu nành là K, Na, Ca, Mg, S, và P. Hàm lượng chất
khoáng có thể thay đổi nhiều do loại đậu cũng như điều kiện trồng trọt khác nhau
(FAO, 1999).
e. Enzyme
Về mặt công nghệ, enzyme quan trọng của đậu nành là lipoxygenase, được biết
đến là lipoxydase. Enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hoá axit béo không bão hoà
bởi O2, gây mùi cho đậu nành. Khử mùi đậu nành dựa trên nguyên tắc vô hoạt enzyme
lipoxygenase bằng cách sử dụng riêng rẽ hay kết hợp các phương pháp nhiệt (sấy,
chần), phương pháp hóa học (NaHCO3).

10


Enzyme urease được tìm thấy với hàm lượng lớn ở đậu nành sống. Nó sẽ phân
hủy ure thành ammoniac, là một hợp chất độc đối với cơ thể người. Enzyme này sẽ
chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua màng ruột, do đó không nên ăn đậu nành sống.

Tuy nhiên, enzyme urease dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt (Nguyễn Đức Lượng, 2006).
f. Isoflavones
Isoflavones là hợp chất phenolic được xem như là phytoestrogens, hay
estrogens thực vật vì chúng có công thức hóa học, chức năng và ảnh hưởng đến cơ thể
con người như estrogen (hormone nang ở nữ).
Probiotic vi khuẩn lactic khi phát triển có thể chuyển hóa glycoside isoflavone
thành dạng aglycone mà không cần phải bổ sung thêm chất dinh dưỡng nào. Trong sữa
đậu nành chưa lên men giàu glycoside, dạng aglycone thấp hơn. Ngược lại, sữa đậu
nành sau lên men lại có hàm lượng aglycone cao hơn so với glycoside do các vi khuẩn
lactic có khả năng tiết ra enzyme β - glucosidase chuyển hóa glycoside thành
aglycone. Isoflavone aglycone hấp thu nhanh hơn và nhiều hơn so với dạng glucoside
trong cơ thể người, giúp ngăn chặn các bệnh mãn tính như ung thư và các bệnh về tim
mạch (Otieno, Ashton và Shah, 2005)
Lợi ích của isoflavones đậu nành:
- Ngăn cản và chữa trị ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư ruột.
- Giảm khả năng hoạt động của hormone giới tính.
- Giảm nguy cơ bệnh tim mạch, chứng loãng xương và tăng cường khả năng tự
miễn dịch.
(www.mdidea.com/)
2.1.4. Các sản phẩm từ đậu nành và lợi ích của sữa chua đậu nành
Các sản phẩm từ đậu nành:
- Sữa đậu nành: đậu nành tươi được ngâm với nước, sau đó lấy dịch lọc đun 20
phút ở nhiệt độ 90oC sẽ được sữa đậu nành đơn giản. Sữa đậu nành rất giàu
protein, isoflavones và vitamin B, có thể là thức uống thay thế cho những người
dị ứng với sữa bò.
- Tofu: được tạo thành bởi sự đông tụ sữa đậu nành bằng chất làm đông. Tofu có
ba dạng: dạng rắn rất giàu protein, chất béo và can-xi, dùng để nấu, nướng,

11

chiên; dạng mềm và dạng mịn dùng để trộn làm thức ăn, như ở Nhật, người ta
dùng dạng mềm và mịn để làm nước xốt đậu nành.
- Yoghurt: là sản phẩm của sự lên men sữa đậu nành bằng vi khuẩn.
- Tempeh: là dạng bánh được tạo thành bởi sự nấu đậu và trộn với vi khuẩn, lão
hóa (ageing) một hay hai ngày. Tempeh rất giàu protein và khoáng chất,
isoflavones (100 g tempeh có 53 mg isoflavones).
- Miso: là sản phẩm của sự kết hợp đậu nành với muối, mốc và sau đó ủ trong
thùng gỗ 1 - 3 năm.
- Shoyu: là chất lỏng màu nâu sậm, được làm từ đậu nành qua quá trình lên men.
(www.soya.be)
Lợi ích của sữa chua đậu nành:
- Vi khuẩn lên men sữa đậu nành có thể sử dụng được các đường raffinose,
stachyose có trong sữa đậu nành làm giảm các triệu chứng đầy hơi do các
đường này gây ra.
- Vi khuẩn trong sữa lên men còn sống giúp tăng cường hệ miễn dịch và tạo ra
các enzyme thủy phân protein thành các polypeptid, thủy phân tinh bột thành
các maltodextrin làm sản phẩm trở nên dễ tiêu hóa hơn.
- Probiotic trong sữa lên men còn làm cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột,
tăng cường các vi khuẩn có lợi, giảm các vi khuẩn có hại gây bệnh cho người.
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng một số vi khuẩn lactic có khả năng
chuyển hóa isoflavone glucoside (có nhiều trong đậu nành) thành các isoflavone
aglycone là chất có hoạt tính sinh học, có tác dụng làm giảm nguy cơ gây bệnh
ung thư, tim mạch, giảm các triệu chứng ở phụ nữ mãn kinh như nóng trong
người, loãng xương,… (Shetty và cộng sự, 2006).
2.2. Tổng quan về tảo Spirulina
2.2.1. Lịch sử
Spirulina là tên gọi do nhà tảo học người Đức – Deurben đặt vào năm 1827 dựa
trên hình thái đặc trưng nhất là dạng sợi xoắn ốc với khoảng 5 - 7 vòng đều nhau

12


không phân nhánh. Cũng vào năm 1827, Turpin lần đầu tiên phân lập được Spirulina
từ nguồn nước tự nhiên.
Năm 1973, Tổ chức Nông lương Quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới
(WHO) đã chính thức công nhận Spirulina là nguồn dinh dưỡng và dược liệu quý, đặc
biệt trong chống suy dinh dưỡng và chống lão hóa.
Năm 1977, Viện sinh vật học là nơi tiên phong trong việc nuôi trồng Spirulina
ở Việt Nam theo mô hình ngoài trời, không mái che, có sục khí CO2 tại xí nghiệp nước
suối Vĩnh Hảo (Bình Thuận).
2.2.2. Phân loại
Tảo (algae) là một nhóm vi sinh vật, nhưng chúng khác với vi khuẩn và nấm
men ở chỗ chúng có diệp lục và có khả năng tổng hợp được các chất hữu cơ từ các
chất vô cơ dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời (Đặng Đình Kim và Đặng Hoàng
Phước Hiền, 1999).
Tảo chia làm 9 ngành: tảo lam (Cyanophyta); tảo lục (Chorophyta); tảo silic
(Diatomea); tảo vàng ánh (Chysophyta); tảo giáp (Pynophyta); tảo mắt
(Euglenophyta); tảo roi lệch (Hererocontac); tảo đỏ (Rhodophyta); tảo nâu.
Tảo Spirulina thuộc:
- Ngành: Cyanophyta
- Lớp: Cyanophyceae
- Bộ: Oscillatoriales
- Họ: Oscillatoniaceae (Nostocales)
- Giống: Spirulina
(Nguyễn Đức Lượng, 2002)
2.2.3. Đặc điểm sinh học của Spirulina
Tảo Spirulina có dạng xoắn lò xo khoảng 5- 7 vòng đều nhau không phân
nhánh. Đường kính xoắn khoảng 35 - 50 µm, bước xoắn 60 µm, chiều dài thay đổi có
thể đạt 0,25 mm.

Tảo là trung gian giữa vi khuẩn và tảo nhân thực. Người ta cho rằng tảo
Spirulina giống với vi khuẩn hơn, do đó tảo Spirulina còn có tên là vi khuẩn lam.

13


Tảo có khả năng vận chuyển theo hình thức trượt xung quanh trục của chúng.
Vận tốc vận chuyển của chúng có thể đạt 5 µm/ giây.
2.2.3.1. Đặc điểm cấu tạo tế bào của tảo Spirulina
Là tảo lam đa bào dạng sợi, gồm nhiều hình trụ xếp không phân nhánh. mỗi tế
bào của sợi có chiều rộng 5 µm, dài 2 mm.
Không có lục lạp mà chỉ chứa thylacoid phân bố đều trong tế bào.
Không có không bào. Không có nhân điển hình, vùng nhân không rõ, trong đó
có chứa DNA (Hedeskog và Hifsten A, 1980).
Thành tế bào có cấu trúc nhiều lớp chứa mucopolymer, pectin và các loại
polysaccharide khác. Màng tế bào nằm sát ngay dưới thành tế bào và nối với màng
quang hợp thylacoid tại một vài điểm.
Bộ máy quang hợp của Spirulina:
- Phycobilisome: chứa phycobiliprotein và protein liên kết được gắn vào bề mặt
ngoài của thylacoid. Phycobilisome có khối lượng khoảng 7 triệu dalton và có
thể tách nguyên vẹn để nghiên cứu. Đối với phycobilisome có cà phycoerythin
và phycocianin thì lớp ngoài cùng là phycoerythin, tiếp theo là phycocianin và
phần trong cùng là allophycocyanin.
- Phycobilisome hoạt động như một anten thu nhận năng lượng mặt trời để
chuyển vào PS II. Con đường truyền năng lượng bắt đầu từ phycoerythin sang
phycocyanin và cuối cùng đến allophycocyanin trước khi đạt tới PS II.
- Có khoảng 50% năng lượng ánh sáng mặt trời, Spirulina nhận được nhờ
phycobilisome.
- Các sắc tố quang hợp gồm chlorophyll, carotenoid, phycocianin và thường có
carotenoid-glycoside như myxoxanthophyll, oscillaxanthin.

Spirulina có chứa 3 nhóm sắc tố chính:
- Chlorophyll hấp phụ ánh sáng lam và đỏ.
- Carotenoid hấp thụ ánh sáng lam và lục.
- Phycobilin hấp thụ ánh sáng lục, vàng và da cam.
(Nguyễn Đức Lượng, 2002; Đặng Đình Kim và Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999)

14


2.2.3.2. Sinh sản của tảo Spirulina
Spirulina có phương thức sinh sản vô tính, từ một cơ thể mẹ trưởng thành (gọi
là trichome), tự phân chia thành nhiều mảnh, mỗi mảnh gồm một số vòng xoắn (2 - 4
tế bào, gọi là hormogonia). Để tạo thành các hormogonia, sợi Spirulina sẽ hình thành
các tế bào chuyên biệt cho sự sinh sản (gọi là đoạn Necridia). Các necridia hình thành
các đĩa lõm ở 2 mặt và tạo ra hormogonia bởi sự chia cắt tại vị trí các đĩa. Khi phát
triển, dần dần phần đầu hormogonia bị tiêu giảm và trở nên tròn nhưng vách tế bào vẫn
có chiều dày không đổi. Các hormogonia phát triển, trưởng thành và chu kỳ sinh sản
lặp lại để đảm bảo vòng đời của Spirulina (Lê Văn Lăng, 1999).
Thông thường Spirulina sinh sản bằng cách gãy ra từng khúc. Trong trường hợp
gặp điều kiện không thuận lợi, Spirulina cũng có khả năng tạo bào tử giống như ở vi
khuẩn. Chu kỳ phát triển của Spirulina rất ngắn. Chu kỳ này thường diễn ra trong 24
giờ như của tảo Chlorella (Nguyễn Đức Lượng, 2002).

Hình 2.2: Sơ đồ vòng đời của Spirulina
Spirulina là sinh vật phiêu sinh sống tự do trong nước, phát triển tốt trong khí
hậu ấm, môi trường kiềm và đặc biệt là những nơi có nhiều nắng như Kona, Hawai
(Dillon et al, 1995).
2.2.3.3. Thành phần hóa học của tảo Spirulina
Spirulina chứa hàm lượng protein rất cao và chứa đầy đủ các vitamin.
Spirulina có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa hàm lượng protein cao và các chất

có hoạt tính sinh học khác. Giá trị protein trung bình của Spirulina là 65%, cao hơn so
với nhiều loại thực phẩm. Ví dụ, hàm lượng protein của cá và thịt là 15 - 20%, nước
tương là 35%, sữa cô đặc là 35%, trứng là 12% và của ngũ cốc là 8 - 14% (Herehson,
1977). Thành phần hóa học của tảo Spirulina được trình bày qua Bảng 2.4
15