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

LƯƠNG ĐÌNH QT

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
SINH KHỐI VI KHUẨN LAM SPIRULINA PLATENSIS
ĐỂ SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI NƯỚC UỐNG
GIÀU DINH DƯỠNG
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Mã số : 604280

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH ,tháng 11 năm 2007


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
SỞ KH&CN BÌNH THUẬN
VÀ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP 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 HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày …. tháng …. năm 2007

NHIỆM VỤ NHẬN LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Lương Đình Quát

Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 12 - 11 – 1975

Nơi sinh: Quảng nam

Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học

MSHV: 03105629

I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH KHỐI
VI KHUẨN LAM SPIRULINA PLATENSIS ĐỂ SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI
NƯỚC UỐNG GIÀU DINH DƯỠNG.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Chọn và đánh giá nguồn nguyên liệu
2. Phá vỡ tế bào vi khuẩn lam S. platensis bằng các phương pháp khác nhau
3. Đánh giá hiệu suất phá vỡ tế bào

4. Nghiên cứu phối trộn sản phẩm
III. NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 12/2006
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 11/2007
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chun ngành thơng qua.
TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH

Ngày

tháng

năm

TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ CHẤM 1
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ CHẤM 2

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành nhờ sự hướng dẫn và truyền đạt kiến
thức của Thầy Cô trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM. Tôi xin chân thành
bày tỏ lịng biết ơn đến:
- Ban chủ nhiệm Bộ mơn Cơng nghệ sinh học và Phịng thí nghiệm Cơng
nghệ sinh học trường Đại học Bách Khoa.
- UBND tỉnh Bình Thuận, Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thuộc
Sở Khoa học Cơng nghệ Bình Thuận, nơi tơi đang cơng tác đã tạo điều kiện
cho tơi hồn thành khố học này.
- Cơng ty cổ phần nước khống Vĩnh Hảo, huyện Tuy Phong tỉnh Bình
Thuận.
- Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Nguyễn Đức
Lượng đã trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này.
- Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và các bạn học
viên cao học CNSH 2005 đã động viên, giúp đỡ tơi trong suốt khố học.


BẢN TÓM TẮT
Vi khuẩn lam Spirulina platensis chứa hàm lượng protein khoảng 65% trọng
lượng khô với đầy đủ các acid amin thiết yếu, giàu vitamin A và các vitamin nhóm
B kể cả B12, các nguyên tố khoáng cần thiết. Spirulina platensis là một trong những
thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao và nguồn dược liệu quý, có nguồn gốc tự
nhiên. Tuy nhiên, ở nước ta việc sử dụng, chế biến các loại sản phẩm từ Spirulina
platensis chưa được ứng dụng rộng rãi.
Với mục đích nghiên cứu các phương pháp phá vỡ tế bào Spirulina platensis
thu nhận dịch hoà tan ứng dụng trong sản xuất nước uống giàu dinh dưỡng, chúng
tôi nghiên cứu phá vỡ tế bào Spirulina platensis bằng phương pháp vật lý và

phương pháp sinh học.
Kết quả cho thấy phá vỡ tế bào bằng phương pháp sinh học cho hiệu suất cao
hơn phương pháp vật lý.
- Phương pháp vật lý:
+ Sốc nhiệt: hiệu suất 38.1% ở 3 chu kỳ
+ Sốc thẩm thấu: hiệu suất 55.1% ở nồng độ Saccharose 50%
+ Vi sóng: hiệu suất: 66.1% ở 3 chu kỳ
+ Đông lạnh & rã đông: hiệu suất 46.5% ở 4 chu kỳ
- Phương pháp sinh học:
+ Xử lý bằng enzyme lysozym cho hiệu suất 69.3% ở nồng độ lysozym
5000μg/ml.
+ Xử lý bằng enzyme vicozym L cho hiệu suất 73.6% ở hàm lượng 10%
(5ml viscozym)
Từ kết quả phá vỡ tế bào, chúng tôi thực hiện bổ sung dịch chiết Spirulina
platensis trên nền nước khoáng và nước tinh khiết tạo ra nước uống giàu dinh
dưỡng, an toàn cho người sử dụng. Tuy nhiên, về mặt cảm quan cần có thời gian để
người tiêu dùng làm quen với mùi và màu sắc của sản phẩm bổ sung Spirulina
platensis.


ABSTRACT
Spirulina platensis bacteria encloses content protein that about 65% dry
weight with amine acids fullness is principal, rich vitamin A and group vitamins B
allow for B12, mineral element needs. Spirulina platensis is one of food stuff there
is very-high food value and precious innately descendant materia medica source.
However, in our country use, process product kinds from Spirulina platensis not
already is universally followed.
By design clasmatosis burst technique Spirulina platensis acquired extract
research dissolves application who in produce eutrophic table water, we research
disrupt Spirulina platensis cell by means of physics and biological method.

Cell result shown disrupted by means of bioscience give physics to more
high efficiency than method.
- Physics methol :
+ Heat shock : disrupt productivity is 38.1% with the 3 cycles
+ Osmotic shock: disrupt productivity is 51.1% with 50% saccharose.
+ Wave Osmund : disrupt productivity is 61.1% with 3 cycles
+ Coagulation & crumble coagulability : disrupt productivity is 46.5% with 4
cycles.
- Biological method:
+ Process by lysozym: disrupt productivity is 69.3% with 5000μg/ml
lysozyme.
+ Process by Vicozym L: disrupt productivity is 73.6% with viscozym 10%
(5ml viscozym)
From result disrupt cell, we implement complement extract solution of
Spirulina platensis on foundation of mineral water and pure water creating rich
nutrient and secure water for user. However, about organ of sense, it must take the
time for customer to be used to the color and smell of adding Spirulina platensis
products.


MỤC LỤC
Chương 1 Mở đầu ......................................................................................................... 01
1.1 Đặt vấn đề.......................................................................................................... 01
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................... 02
1.3 Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 02
1.4 Giới hạn đề tài ................................................................................................... 03
Chương 2 Tổng quan về đối tượng nghiên cứu ............................................................ 04
2.1 Đặc điểm sinh lý, sinh hoá của vi khuẩn lam Spirulina platensis..................... 04
2.1.2 Phân loại ......................................................................................................... 04
2.1.2 Cấu tạo............................................................................................................ 04

2.1.3 Sinh sản của Spirulina .................................................................................... 04
2.1.4 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của Spirulina .............................. 06
2.1.5 Một số đặc điểm sinh lý của Spirulina ........................................................... 12
2.2 Công nghệ sản xuất sinh khối vi khuẩn lam Spirulina platensis ..................... 14
2.2.1 Thế giới ......................................................................................................... 14
2.2.2 Việt nam ......................................................................................................... 18
2.3 Những nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lam Spirulina platensis ...................... 24
2.3.1 Spirulina platensis được sử dụng trong đời sống con người ......................... 24
2.3.2 Sử dụng Spirulina trong chăn nuôi ................................................................ 31
2.3.3 Ứng dụng vào việc xử lý môi trường ............................................................ 32
2.3.4 Ứng dụng làm phân bón cho cây trồng ......................................................... 32
2.3.5 Ứng dụng trong mỹ phẩm ............................................................................. 32
2.4 Spirulina platensis được sử dụng như thế nào ................................................. 33
2.4.1 Những ai nên dùng Spirulina ......................................................................... 33
2.4.2 Liều lượng cần dùng và cách bảo quản .......................................................... 34
2.4.3 Cách sử dụng Spirulina .................................................................................. 34
2.5 Phương pháp sản xuất nước uống giàu dinh dưỡng .......................................... 38
Chương 3. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu.............................................. 39


3.1 Nguyên liệu........................................................................................................ 39
3.1.1 Bột Spirulina................................................................................................... 39
3.1.2 Hoá chất sử dụng ............................................................................................ 39
3.1.3 Dụng cụ thí nghiệm ........................................................................................ 40
3.2 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 41
3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................ 41
3.2.2 Phương pháp đánh giá nguồn nguyên liệu ..................................................... 41
3.2.3 Phương pháp phá vỡ tế bào Spirulina platensis ............................................. 42
3.2.3.1 Phương pháp vật lý ..................................................................................... 42
3.2.3.2 Phương pháp sinh học ................................................................................. 44

3.2.3 Nghiên cứu phối trộn sản phẩm ..................................................................... 45
3.3 Phương pháp phân tích ...................................................................................... 46
3.3.1 Phân tích nguyên liệu Spirulina platensis ..................................................... 46
3.3.2 Hàm lượng protein trong Spirulina platensis ................................................ 47
3.3.3 Hàm lượng protein bằng phương pháp Lowrry.............................................. 48
3.4 Phương pháp đánh giá cảm quan....................................................................... 49
3.5 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................. 49
Chương 4 Kết quả - bàn luận................................................................................... 51
4.1 Chọn và đánh giá nguồn nguyên liệu ................................................................ 51
4.1.1 Thành phần hoá học của vi khuẩn lam Spirulina platensis Vĩnh Hảo ........... 51
4.1.1.1 Hàm lượng dinh dưỡng ............................................................................... 51
4.1.1.2 Thành phần nguyên tố khoáng trong Spirulina platensi ............................. 53
4.1.1.3 Kết quả phân tích vi sinh ............................................................................. 54
4.2 Kết quả phá vỡ tế bào ........................................................................................ 56
4.2.1 Phương pháp vật lý......................................................................................... 56


4.2.1.1 Phương pháp sốc nhiệt................................................................................. 56
4.2.1.2 Phương pháp phá vỡ tế bào bằng sóng cực ngắn (microware) ................... 58
4.2.1.3 Phương pháp sốc thẩm thấu......................................................................... 60
4.2.1.4 Phương pháp đông lạnh và rã đông ............................................................. 63
4.2.1.5 So sánh hiệu suất phá vỡ tế bào giữa các phương pháp vật lý .................... 64
4.2.2 Phương pháp sinh học .................................................................................... 65
4.2.2.1 Phá vỡ tế bào bằng enzym lysozym ............................................................. 65
4.2.2.2 Phá vỡ tế bào bằng enzym ViscozymL ......................................................... 71
4.2.3 So sánh hiệu suất phá vỡ tế bào bằng phương pháp vật lý và sinh học ......... 75
4.3 Qui trình chế biến nước uống bổ sung Spirulina platensis ............................... 76
4.3.1 Thành phần nguyên liệu cho 1lít nước uống giàu dinh dưỡng....................... 78
4.3.2 Nước uống bổ sung dịch hoà tan Spirulina platensis .................................... 78
4.3.3 Nước uống bổ sung nguyên liệu Spirulina platensis...................................... 79

4.4 Kiểm tra thị hiếu qua việc đánh giá cảm quan ................................................. 80
4.5 Theo dõi chất lượng sản phẩm trong thời gian tồn trữ ...................................... 82
4.6 Tính giá thành sản phẩm.................................................................................... 83
4.7 Hướng dẫn sử dụng sản phẩm ........................................................................... 83
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................ 84
5.1 Kết luận.............................................................................................................. 84
5.2 Kiến nghị ........................................................................................................... 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 87


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Spirulina platensis dưới kính hiển vi
Hình 2.2 Vịng đời của Spirulina
Hình 2.3 Bể ni Spirulina tại Vĩnh Hảo
Hình 3.1 Nguyên liệu Spirulina platensis của Vĩnh Hảo
Hình 4.1 Dịch chiết thu được sau khi xử lý bằng phương pháp sốc nhiệt
Hình 4.2 Dịch chiết thu được sau khi xử lý bằng phương pháp microwave
Hình 4.3 Dịch chiết thu được sau khi xử lý sốc thẩm thấu ở các nồng độ đường
Saccharose khác nhau.
Hình 4.4 Sản phẩm nước uống bổ sung dịch Spirulina platensis trên nền nước
khống và nền nước tinh khiết
Hình 4.5 Sản phẩm nước uống bổ sung nguyên liệu Spirulina platensis trên nền
nước khoáng và nền nước tinh khiết


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần hoá học của Spirulina so với các loài khác và đậu tương
Bảng 2.2 Thành phần acid amin của Spirulina
Bảng 2.3 So sánh số lượng các acid amin của Spirulina với các loại thức ăn khác
(g/100g)

Bảng 2.4 nhu cầu acid amin thiết yếu (EAA) của người trưởng thành và khả năng
cung cấp của 10g Spirulina platensis
Bảng 2.5 Hàm lượng vitamin trong 10g Spirulina.
Bảng 2.6 Hàm lượng vitamin B12 trong 100g Spirulina so với các loại thực phẩm
khác
Bảng 2.7 Thành phần khoáng của Spirulina
Bảng 2.8 Các loại thực phẩm được chế biến từ Spirulina
Bảng 3.1 Hố chất sử dụng
Bảng 3.2 Dụng cụ thí nghiệm
Bảng 3. 3 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích
B ảng 3.4 Các ngun tố khống và phương pháp phân tích
Bảng 4.1 Hàm lượng dinh dưỡng của vi khuẩn lam Spirulina platensis Vĩnh Hảo
Bảng 4.2 Hàm lượng vitamin của Spirulina platensis Vĩnh Hảo
Bảng 4.3 Kết quả phân tích hàm lượng các chất khống
Bảng 4.4 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng
Bảng 4.5 Kết quả phân tích vi sinh
B ảng 4. 6 Kết quả phá vỡ tế bào bằng sốc nhiệt
Bảng 4.7 Kết quả phá vỡ tế bào bằng microwave
Bảng 4.8 Kết quả thu nhận protein bằng phương pháp sốc thẩm thấu ở thời gian ủ
khác nhau
Bảng 4.9 Kết quả phá vỡ tế bào bằng phương pháp sốc thẩm thấu
Bảng 4.10 Kết quả phá vỡ tế bào bằng phương pháp đông lạnh và rã đông


Bảng 4.11 So sánh kết quả phá vỡ tế bào của các phương pháp vật lý
Bảng 4.12 Kết quả xử lý bằng enzym lysozym ở các nồng độ khác nhau
Bảng 4.13 Kết quả xử lý bằng lysozym ở thời gian ủ khác nhau
Bảng 4.14 Kết quả xử lý bằng lysozym ở nhiệt độ khác nhau
Bảng 4.15 Kết quả phá vỡ tế bào bằng Viscozym L
Bảng 4.16 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thu nhận protein khi xử lý bằng

Viscozym L
Bảng 4.17 So sánh các phương pháp phá vỡ tế bào Spirulina platensis
Bảng 4.18 Thành phần nguyên liệu trong 1 lít nước uống giàu dinh dưỡng


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ
Sơ đồ 2.1 Công nghệ nuôi trồng vi khuẩn lam Spirulina platensis
Sơ đồ 3.1 : Sơ đồ thực hiện nghiên cứu đề tài
Sơ đồ 4.2 Công nghệ sản xuất nước uống bổ sung Spirulina platensis
Biểu đồ 4.1 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phá vỡ tế bào bằng sốc nhiệt
Biểu đồ 4.2 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phá vỡ tế bào bằng phương pháp microwave
Biểu đồ 4.3 Đồ thị biểu diễn khả năng thu nhận protein
hoà tan ở thời gian ủ khác nhau.
Biểu đồ 4.4 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phá vỡ tế bào bằng sốc thẩm thấu
Biểu đồ 4.5 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phá vỡ tế bào bằng phương pháp đông
lạnh& rã đông
Biểu đồ 4.6 Đồ thị biễu diễn hiệu suất phá vỡ tế bào ở các nồng độ lysozym
Biểu đồ 4.7 Đồ thị biễu diễn hàm lượng protein trong dịch chiết sau khi
xử lý bằng lysozym ở thời gian ủ khác nhau
Biểu đồ 4.8 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng protein hoà tan
trong dịch chiết sau khi xử lý bằng lysozym
Biểu đồ 4.9 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phá vỡ tế bào sau khi xử lý bằng Viscozym L
Biểu đồ 4.10 Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thu nhận
protein khi xử lý bằng Viscozym L
Biểu đồ 4.11 Biểu đồ tổng hợp đánh giá thị hiếu về sản phẩm


1

LUẬN VĂN THẠC SĨ


Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề:
Spirulina là thức ăn bổ dưỡng từ thời xưa của người Aztec Mexico và thổ
dân Kanembu sống quanh hồ Tchad ở Trung phi. Vi khuẩn lam Spirulina platensis
chứa hàm lượng protein khoảng 65% trọng lượng khô với đầy đủ các acid amin
thiết yếu, giàu vitamin A và các vitamin nhóm B kể cả B12, các nguyên tố khoáng ở
dạng liên kết dễ hấp thu, hàm lượng các sắc tố caroten, phycocyanin, chlorophyl
cũng rất dồi dào.
Mặc khác, tác dụng trị bệnh của Spirulina cũng được khẳng định qua các
cuộc thử nghiệm hỗ trợ trị bệnh cholesterol máu cao, tiểu đường, béo phì, đặc biệt
tác dụng tăng cường miễn dịch, chống ung thư … Việc nuôi trồng và thu hoạch
Spirulina platensis khá đơn giản, vòng đời ngắn, năng suất cao, hệ số sử dụng năng
lượng ánh sáng cao, dễ điều khiển tùy theo điều kiện môi trường, phù hợp với sản
xuất qui mô công nghiệp.
Spirulina platensis được sản xuất công nghiệp và thương mại hóa từ năm
1976 bởi nhiều nước trên thế giới như: Mexico, Nhật Bản, Ấn Độ, Hoa Kỳ, Thái
Lan, Đài Loan … Sản phẩm được chế biến từ Spirulina platensis rất đa dạng như
các loại thuốc bổ, các chế phẩm sữa, bánh kẹo, nước giải khát, gia vị và mỹ phẩm…
Ở Việt Nam, những nghiên cứu về Spirulina được tiến hành từ năm 1972 tại
Viện Sinh vật - Viện khoa học Việt Nam và thu được kết quả khả quan. Năm 1977,
Spirulina platensis được nuôi trồng trên các bể 13m2 với tổng diện tích 5.000m2 tại
Vĩnh Hảo – Bình Thuận theo qui mơ bán cơng nghiệp ngồi trời. Trong những năm
tiếp theo, đã có nhiều nghiên cứu ni trồng vi khuẩn lam Spirulina platensis ứng
dụng trong dinh dưỡng, y tế … Với sản lượng tại Công ty cổ phần nước khoáng
Vĩnh Hảo khoảng 6 tấn/năm chủ yếu cung cấp cho ngành dược để chế biến các loại
thuốc bổ và sử dụng để pha trộn vào thành phần thức ăn chăn nuôi tôm cá, gia súc
và gia cầm. Tại Thành phố Hồ Chí Minh, qua chương trình hợp tác quốc tế sản xuất
và ứng dụng sinh khối vi khuẩn lam Spirulina platensis được mở rộng. Trong


LƯƠNG ĐÌNH QUÁT


2

LUẬN VĂN THẠC SĨ

những năm qua, Trung tâm dinh dưỡng thành phố Hồ Chí Minh đã đạt được những
kết quả đáng kể trong nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lam Spirulina platensis vào việc
phòng chống suy dinh dưỡng trẻ em.
Hiện nay, trên thế giới nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng cao cho nên thị
trường thức uống có nhiều tiềm năng để phát triển. Đặc biệt con người đang quan
tâm đến các loại thực phẩm sinh học tự nhiên, sạch, ít chế biến, không nhiễm thuốc
trừ sâu, ít calo nhưng đủ dinh dưỡng. Vi khuẩn lam Spirulina platensis là một trong
những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao và nguồn dược liệu quý, có nguồn
gốc tự nhiên. Tuy nhiên, ở nước ta cho đến nay việc sử dụng, chế biến các loại sản
phẩm từ Spirulina platensis chưa phổ biến, thị trường chế phẩm Spirulina trong
nước chưa lớn. Mặc khác việc liên hoàn, liên kết sản xuất chế biến các sản phẩm từ
Spirulina chưa được ứng dụng rộng rãi. Vì vậy, rất cần được đầu tư nghiên cứu sử
dụng sinh khối Spirulina platensis trong việc chế biến đa dạng hóa sản phẩm, nhất
là các loại sản phẩm nước uống giàu dinh dưỡng.
Từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài “ Nghiên cứu các phương
pháp xử lý sinh khối vi khuẩn lam Spirulina platensis để sản xuất một số loại
nước uống giàu dinh dưỡng”
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các phương pháp phá vỡ tế bào vi khuẩn lam Spirulina platensis
để tạo ra dịch sản phẩm ổn định từ đó nghiên cứu phối trộn dịch sản phẩm vào một
số loại nước uống thơng thường có trên thị trường để tạo ra sản phẩm nước uống
giàu dinh dưỡng.
1.3 Nội dung nghiên cứu

- Phân tích, đánh giá nguyên liệu vi khuẩn lam Spirulina platensis.
- Nghiên cứu các phương pháp phá vỡ tế bào vi khuẩn lam Spirulina platensis. Ảnh
hưởng của một số yếu tố đến quá trình phá vỡ tế bào.

LƯƠNG ĐÌNH QUÁT


3

LUẬN VĂN THẠC SĨ

- Nghiên cứu bổ sung dịch sản phẩm Spirulina platensis vào một số loại nước uống
thông thường để tạo ra sản phẩm nước uống giàu dinh dưỡng.
1.4 Giới hạn đề tài
Nghiên cứu trên đối tượng vi khuẩn lam Spirulina platensis sản xuất tại Công
ty cổ phần nước khống Vĩnh Hảo, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận.
Nghiên cứu các phương pháp phá vỡ tế bào vi khuẩn lam Spirulina platensis
tạo ra dịch sản phẩm ổn định từ đó nghiên cứu phối trộn để tạo ra nước uống giàu
dinh dưỡng.
Đề tài được thực hiện tại phịng thí nghiệm Chi cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất
lượng Bình Thuận. Ngồi ra, có một số chỉ tiêu gởi kiểm tại Trung tâm dịch vụ
phân tích tp.HCM.

LƯƠNG ĐÌNH QT


4

LUẬN VĂN THẠC SĨ


Chương 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
2.1. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của vi khuẩn lam Spirulina platensis
Vi khuẩn lam Spirulina có dạng xoắn lị xo khoảng 5 – 7 vịng đều nhau,
khơng phân nhánh. Đường kính xoắn khoảng 35 – 50μm, bước xoắn 60μm, chiều
dài thay đổi có thể đạt 0,25mm. Nhiều trường hợp có kích thước lớn hơn. [8]

Hình 2.1 Spirulina platensis dưới kính hiển vi

2.1.1 Phân loại: [34]
Lồi

A. Platensis (Spirulina platensis)

Chi

Arthrospira

Họ

Phormidiaceae

Bộ

Oscillatoriales

Lớp

Chroobacteria

Ngành


Cyanobacteria

Giới

Bacteria

2.1.2 Cấu tạo: Theo các nhà nghiên cứu Hedenskog G và Hifsten A. 1980 thì cấu
tạo của tế bào vi khuẩn lam Spirulina platensis như sau:

LƯƠNG ĐÌNH QUÁT


5

LUẬN VĂN THẠC SĨ

- Vi khuẩn lam Spirulina platensis được cấu tạo từ một sợi đa bào, mỗi tế bào của
sợi có chiều rộng 5μm, dài 2mm.
- Spirulina khơng có lục lạp mà chỉ chứa các tilacoit phân bố đều trong tế bào.
- Khơng có khơng bào
- Khơng có nhân điển hình, vùng nhân khơng rõ, trong đó có chứa DNA
2.1.3 Sinh sản của Spirulina
Vi khuẩn lam Spirulina có hình thức sinh sản vơ tính, phân mảnh từ một cơ
thể mẹ trưởng thành (sợi = Trichome), tự phân chia thành nhiều mảnh (đoạn), mỗi
phần gồm một số vòng xoắn (gồm 2-4 tế bào = Hormogonia). Để đạt tới các
hormogonia, phải thông qua sự thành lập các tế bào chuyên biệt cho sự sinh sản
(đoạn Necridia) từ sợi Spirulina mẹ. Trong các Necridia hình thành các đĩa lõm ở
hai mặt và sự tách rời tạo các hormogonia bởi sự chia cắt tại vị trí các đĩa này.
Trong sự phát triển, dần dần phần đầu gắn tiêu giảm, hai đầu hormogodia trở nên

trịn nhưng vách tế bào vẫn có chiều dày khơng đổi. Các Hormogodia phát triển,
trưởng thành và chu kỳ sinh sản lặp lại một cách ngẫu nhiên, đảm bảo vòng đời của
chúng. [32 ]

Hình 2.2 Vịng đời của Spirulina

LƯƠNG ĐÌNH QUÁT


6

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trong những điều kiện không thuận lợi, vi khuẩn lam cũng có khả năng tạo
bào tử, thường bào tử do những tế bào dinh dưỡng tạo ra. Bào tử chứa nhiều chất
dinh dưỡng ở dạng dự trữ và được bao bọc bởi một lớp vỏ dày. Khi gặp điều kiện
thuận lợi chúng sẽ tạo ra một sợi mới. Chu kỳ phát triển của vi khuẩn lam Spirulina
rất ngắn, thường xảy ra trong 24 giờ. [8]
2.1.4 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của Spirulina
Thành phần protein và acid amin của Spirulina platensis
Vi khuẩn la Spirulina chứa hàm lượng protein rất cao (65% trọng lượng
khô), hơn bất kỳ một loại thực phẩm nào khác. Nhiều hơn thịt động vật và cá tươi
(15 -25%), đậu nành (35%), sữa khô (35%), đậu phộng (25%), trứng (12%), lúa gạo
(8 – 14%), sữa (3%). [29]
Bảng 2.1 Thành phần hoá học (% trọng lượng khơ) của Spirulina so với các
lồi khác và đậu tương (Becker E. W, 1981)
Thành phần

Spirulina


Chlorella

Scenedesmus

Đậu
tương

Protein thô

55 – 66

40 – 55

50 – 55

36 – 40

Lipid

2–6

10 – 15

8 – 12

15 – 20

Gluxit

10 – 15


10 – 15

10 – 15

20 – 36

Sợi thô

1–4

5 – 10

5 - 12

3–5

Tro

5 – 10

5 – 10

8 – 12

5 - 10

LƯƠNG ĐÌNH QUÁT



7

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Bảng 2.2 Thành phần acid amin của Spirulina
Số thứ tự

Thành phần

Hàm lượng (mg/10g)

% tổng acid amin

1

Isoleucin

350

5,6

2

Leucin

540

8,7

3


Lysin

290

4,7

4

Methionin

140

2,3

5

Phenilalanin

280

4,5

6

Threonin

320

5,2


7

Trytophan

90

1,5

8

Valin

400

6,5

9

Alanin

470

7,6

10

Arginin

430


6,9

11

Acid aspartic

610

9,8

12

Cystin

60

1,0

13

Acid glutamic

910

14,6

14

Glycin


320

5,2

15

Histidin

100

1,6

16

Prolin

270

4,3

17

Serin

320

5,2

18


Tyrosin

300

4,8

Tổng

6200

100

Nguồn: Earth food Spirulina trang 157 [29]
Hàm lượng acid amin trong Spirulina rất cân đối. Spirulina có các acid amin
khơng thay thế vượt tiêu chuẩn do tổ chức Thực phẩm và Nông nghiệp của Liên
hiệp quốc (FAO) quy định và hơn hẳn các loại thức ăn truyền thống giàu protein
khác. Mặt khác Spirulina giàu leusin, methionin mà các thực vật ngay cả đậu tương
thường có hàm lượng thấp. [18]

LƯƠNG ĐÌNH QUÁT


8

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Bảng 2.3 So sánh số lượng các acid amin của Spirulina với các loại thức ăn
khác (g/100g)
Acid amin


Spirulina

Chlorella

Đậu

Thịt bò

Trứng

Cá thu

tương
Lysin

2,6 – 3,3

3,60

2,58

1,76

0,89

1,95

Valin


4,0 – 4,6

3,30

1,86

1,05

0,83

1,02

Methionin

1,3 – 2

0,61

0,48

0,43

0,40

0,58

Isoleucin

3,3 – 3,9


3,9

1,80

0,93

0,67

0,83

Leucin

5,9 – 6,5

6,01

2,70

1,70

1,08

1,28

Phenilalanin

2,6 – 3,3

3,00


1,98

0,86

0,65

0,61

Trytophan

1,0 – 1,6

0,59

0,55

0,25

0,20

0,30

Threonin

3,0 – 3,16

2,30

1,62


0,86

0,59

0,99

Spirulina là một nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng và có những đặc điểm tốt
mà nhiều nguồn thức ăn khác khơng có được. Spirulina platensis đứng đầu trong
danh sách các nguồn protein có chất lượng cao. [27]
Bảng 2.4 Nhu cầu acid amin thiết yếu (EAA) của người trưởng thành và khả
năng cung cấp của 10g Spirulina platensis
Acid amin

Nhu cầu

Spirulina

Spirulina

(g/ngày)

g/10g

% /10g
so với nhu cầu

Isoleucin

0,84


0,35

42

Leucin

1,12

0,54

48

Lysin

0,84

0,29

35

Methionin

0,70

0,20

29

Phenilalanin


1,12

0,58

52

Threonin

0,56

0,32

43

Valin

0,98

0,40

41

Ghi chú: EAA = essential amino acids

LƯƠNG ĐÌNH QUÁT


9

LUẬN VĂN THẠC SĨ


Vitamin trong sinh khối Spirulina platensis
Spirulina giàu các loại vitamin, đặc biệt là vitamin A, Vitamin B12, Vitamin
B3, Vitamin B1. Với 10g Spirulina cung cấp một lượng đáng kể vitamin cần thiết
cho sự sống hàng ngày của chúng ta. Hàm lượng các vitamin trong 10g Spirulina
platensis được biểu hiện ở bảng 2.5
Bảng 2.5 Hàm lượng vitamin trong 10g Spirulina.
Số thứ tự Tên vitamin

Hàm lượng trong 10g

1

Vitamin A (β-carotene)

2

Vitamin B1 (thiamin)

0,31 mg

3

Vitamin B2 (riboflavin)

0,35 mg

4

Vitamin B3 (niacin)


1,46 mg

5

Vitamin B6 (pydoxine)

80 μg

6

Vitamin B12

32 μg

7

Vitamin E (a-tocopherol)

1 UI

8

Folacin

1 μg

9

Panthothenic Acid


10 μg

10

Biotin

0,5 μg

11

Inositol

6,4 μg

23.000 UI

Nguồn: Earth food Spirulina [29]
Dẫn liệu trong bảng 2.5 cho thấy hàm lượng β–caroten và vitamin B12 trong
Spirulina rất cao. Spirulina platensis là một loại thực phẩm rất giàu β-caroten, tiền
vitamin A trong Spirulina rất an toàn vì vậy khi bổ sung q liều cũng khơng gây
độc vì cơ thể khơng hấp thụ q lượng caroten cần thiết, trong khi đó bổ sung
vitamin A quá liều sẽ gây ngộ độc cho cơ thể. [29]
Nguồn vitamin B12 trong Spirulina rất cao so với một số loài khác và một số
loại thực phẩm khác. [15 ]

LƯƠNG ĐÌNH QUÁT