Đồ Án Công nghệ sinh học ứng dụng trong sản xuất và chế biến thực phẩm chức năng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

GVHD : TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG





MỤC LỤC



LỜI CẢM ƠN


MỤC LỤC


DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC HÌNH


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT


LỜI NÓI ĐẦU


PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG . 1


CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG . 2


1.1. Khái niệm thực phẩm chức năng . 2

1.2. Phân biệt thực phẩm chức năng với một số thực phẩm khác 4

Thực phẩm thông thường (Ordinary food ingredients) 4

Thực phẩm chức năng (Functional Foods) .4

Thực phẩm thuốc (Medical Foods) . 4

Thuốc và dược liệu (Drug) . 5



1.3. Lịch sử nghiên cứu thực phẩm chức năng trong nước và trên thế giới . 6


1.3.1. Trên thế giới 6

1.3.2. Tình hình sử dụng thực phẩm chức năng ở Việt Nam 6


CHƯƠNG 2. PHÂN LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG - VAI TRÒ SINH HỌC 8


2.1. Phân loại thực phẩm chức năng . 8


2.1.1. Các chất xơ chức năng trong dinh dưỡng . 8

2.1.2. Các loại đường đa phân tử chức năng (Oligosaccharides) . 9

2.1.3. Acid amin, peptide và protein chức năng . 9

2.1.4. Vitamin và khoáng chất 9

2.1.5. Vi khuẩn sinh acid lactic, acid butyric 10

2.1.6. Acid béo chưa no 10

2.1.7. Các loại sắc tố thực vật .11


2.2. Phân loại dựa theo nguyên liệu thực phẩm chức năng 11


2.2.1. Thực phẩm chức năng có nguồn gốc thực vật 11

2.2.2. Thực phẩm chức năng có nguồn gốc động vật .13


2.3. Vai trò sinh học của một số loại thực phẩm chức năng tới sức khỏe 16


2.3.1. Thực phẩm chức năng nguồn gốc thực vật .16

2.3.2. Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu sinh vật biển và động vật 22

2.3.3. Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu nấm 27


CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU CÁC CHẤT DINH DƯỠNG CHỨC

NĂNG .33


3.1. Chọn giống cây trồng vật nuôi giàu chất dinh dưỡng chức năng 33

3.2. Làm giàu chất dinh dưỡng thông qua con đường chế biến thực phẩm .34

3.3. Làm giàu chất dinh dưỡng thông qua kĩ thuật, chăn nuôi .35


CHƯƠNG 4. NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG VỀ QUẢN LÝ THỰC PHẨM CHỨC

NĂNG TRÊN THỊ TRƯỜNG 36


4.1. Qui định về sự công nhận tác dụng các chất dinh dưỡng chức năng 36


4.1.1. Quản lý tiêu chuẩn về mặt khoa học các chất dinh dưỡng chức năng 36

4.1.2. Yêu cầu chấp nhận của cơ quan quản lý nhà nước về an toàn thực phẩm và

dược phẩm trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ 37


4.2. Qui định về tên gọi và dán nhãn, lưu hành trên thị trường 37


4.1.1. Mục tiêu của dán nhãn thực phẩm thông thường và TPCN .37

4.1.2. Cơ quan quản lý dán nhãn thực phẩm 37


PHẦN 2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN TRONG SẢN XUẤT THỰC

PHẨM CHỨC NĂNG 39


CHƯƠNG 1.THÀNH TỰU PHÁT TRIỂN CỦA THỰC PHẨM CHUYỂN GEN 40


1.1. Tình hình phát triển của thực phẩm chuyển gen trên thế giới và ở Việt Nam .40


1.1.1. Trên thế giới 40

1.1.2. Tình hình phát triển thực phẩm chuyển gen ở Việt Nam 47


1.2. Những đặc tính mới của sinh vật chuyển gen được dùng trong thực phẩm chức

năng .48


1.2.1. Thực vật .48

1.2.2. Động vật 51


CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN 57


2. 1.Thực vật 57


2. 1.1. Phương pháp chung 57

2.1.2. Kỹ thuật cơ bản .58


2.2. Động vật .71


2.2.1. Nguyên tắc .71

2.2.2. Các phương pháp .76


CHƯƠNG 3. TĂNG CƯỜNG FOLATE TRONG CÁC LOẠI CÂY THỰC PHẨM 81


3.1. Folate 82


3.1.1. Giới thiệu về folate 82

3.1.2. Các dạng của folate .83

3.1.3. Sự thiếu hụt folate và sức khỏe .84

3.1.4. Nhu cầu folate .85

3.2. Cà chua tăng cường folate thế hệ 1 86


3.2.1. Nguyên lý 86

3.2.2. Vật liệu và phương pháp .88

3.2.3. Kết quả .92

3.2.4. Bàn luận .100


3.3. Cà chua tăng cường folate thế hệ 2 102


3.3.1. Vật liệu và phương pháp .102

3.3.2. Kết quả .103


3.4. Gạo tăng cường folate 105


3.4.1. Vật liệu và phương pháp .105

3.4.2. Kết quả .106


3.5. Những thành tựu và hướng phát triển 112


3.5.1. Thành tựu .112

3.5.2. Hướng phát triển 114


3.6. Kết luận về các loại cây trồng chuyển gen được làm giàu folate 117


CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VỀ CÁC LOẠI CÂY CHUYỂN GEN GIÀU CHẤT DINH

DƯỠNG CHỨC NĂNG .118


PHẦN 3. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM

CHỨC NĂNG .120


CHƯƠNG 1. TẢO SPIRULINA .121


1.1. Giới thiệu chung 121

1.2. Tổng quan về tảo Spirulina .123


1.2.1. Lịch sử phát hiện .123

1.2.2. Phân loại .123

1.2.3. Đặc điểm sinh học của tảo Spirulina 123

1.2.4. Thành phần hóa học của Spirulina .126

1.2.5. Tình hình nuôi trồng và phát triển Spirulina 129

1.2.6. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng Spirulina .130

1.2.7. Công nghệ nuôi trồng tảo Spirulina 136

1.2.8. Các phương pháp phá vỡ tế bào S.platensis .140


1.3. Nghiên cứu tình huống 142


1.3.1. Nghiên cứu xử lý tảo Spirulina .142

1.3.2. Nghiên cứu chiết suất các hợp chất chống oxy hóa từ S.platensis .154

1.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của sinh khối Spirulina platensis lên hệ vi khuẩn

của sữa lên men ABT trong suốt thời gian bảo quản 167


1.4. Giới thiệu một số sản phẩm Spirulina hiện nay 180

1.5. Kết luận 182


CHƯƠNG 2. FRUCTOOLIGOSACCHARIDE (FOS) .184


2.1. Tổng quan về FOS .184


2.1.1. Khái niệm FOS .184

2.1.2. Nguồn gốc FOS – Cấu tạo 185

2.1.3. Tính chất của FOS: .189

2.1.4. Ảnh hưởng của FOS lên cơ thể và sức khỏe con người .191

2.1.5. Tính an toàn và ứng dụng của FOS 195

2.1.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất FOS trên thế giới 197

2.1.7. Giới thiệu các enzyme trong sản xuất FOS 204

2.1.8. Tiềm năng cho sản xuất FOS tại Việt Nam 209


2.2. Thu nhận và tinh sạch enzyme-fructofuranosidase từ chủng nấm mốc

Aspergillus niger IMI303386 211


2.2.1. Tóm tắt nghiên cứu .211

2.2.2. Nguyên liệu và phương pháp 211

1.2.4. Thành phần hóa học của Spirulina .126

1.2.5. Tình hình nuôi trồng và phát triển Spirulina 129

1.2.6. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng Spirulina .130

1.2.7. Công nghệ nuôi trồng tảo Spirulina 136

1.2.8. Các phương pháp phá vỡ tế bào S.platensis .140


1.3. Nghiên cứu tình huống 142


1.3.1. Nghiên cứu xử lý tảo Spirulina .142

1.3.2. Nghiên cứu chiết suất các hợp chất chống oxy hóa từ S.platensis .154

1.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của sinh khối Spirulina platensis lên hệ vi khuẩn

của sữa lên men ABT trong suốt thời gian bảo quản 167


1.4. Giới thiệu một số sản phẩm Spirulina hiện nay 180

1.5. Kết luận 182


CHƯƠNG 2. FRUCTOOLIGOSACCHARIDE (FOS) .184


2.1. Tổng quan về FOS .184


2.1.1. Khái niệm FOS .184

2.1.2. Nguồn gốc FOS – Cấu tạo 185

2.1.3. Tính chất của FOS: .189

2.1.4. Ảnh hưởng của FOS lên cơ thể và sức khỏe con người .191

2.1.5. Tính an toàn và ứng dụng của FOS 195

2.1.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất FOS trên thế giới 197

2.1.7. Giới thiệu các enzyme trong sản xuất FOS 204

2.1.8. Tiềm năng cho sản xuất FOS tại Việt Nam 209


2.2. Thu nhận và tinh sạch enzyme-fructofuranosidase từ chủng nấm mốc

Aspergillus niger IMI303386 211


2.2.1. Tóm tắt nghiên cứu .211

2.2.2. Nguyên liệu và phương pháp 211

2.2.3. Kết quả và bàn luận 215


2.3. Lên men tái sử dụng nhiều chu kì chủng Aspergillus oryzae CFR 202 thu nhận

enzyme fructosyltransferase và ứng dụng sản xuất đường FOS .222


2.3.1. Tóm tắt nghiên cứu .222

2.3.2. Nguyên liệu và phương pháp 223

2.3.3. Kết quả và bàn luận 224


2.4. Cố định tế bào nấm mốc Aspergillus japonicus vào chất mang gluten và ứng

dụng sản xuất đường fructooligosaccharide .226


2.4.1. Tóm tắt nghiên cứu .226

2.4.2. Nguyên liệu và phương pháp 227

2.4.3. Kết quả 228


2.5. Sản xuất FOS cao độ từ sucrose sử dụng hệ enzyme-fructofuranosidase và

glucose oxidase .233


2.5.1. Tóm tắt nghiên cứu .233

2.5.2. Nguyên liệu và phương pháp 233

2.5.3. Kết quả và bàn luận 235


2.6. Ứng dụng công nghệ enzyme để thu nhận đường chức năng FOS từ dịch mía ở

Việt Nam .244


2.6.1. Tóm tắt nghiên cứu .244

2.6.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 244

2.6.3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận: .245


2.7. Nghiên cứu sử dụng đường FOS trong sản xuất một số thực phẩm chức năng ở

Việt Nam .252


2.7.1. Sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em 252

2.7.2. Sản xuất bánh bích quy .254

2.7.3. Sản xuất kẹo 257


2.8. Kết luận chung về sản xuất FOS và ứng dụng cho đến nay 259


KẾT LUẬN CHUNG ĐỀ TÀI .261


TÀI LIỆU THAM KHẢO 262




LỜI NÓI ĐẦU

Trong hơn 20 năm qua, người dân cũng như giới khoa học đã có thêm một cái nhìn

nữa về thực phẩm. Thực phẩm không chỉ là để duy trì sự sống mà còn thêm khả năng tăng

cường sức khỏe, giảm thiểu các bệnh mãn tính do thiếu cân bằng dinh dưỡng. Từ đó khơi

nguồn cho sự tìm hiểu và chế biến loại thực phẩm trong đó ngoài việc cung cấp nhu cầu

dinh dưỡng cơ bản mà các thành phần cấu tạo còn có tác dụng tích cực vào những nhiệm

vụ khác nhau của cơ thể. Đó là “ Thực phẩm chức năng”.


Các nhà khoa học trên thế giới đã dự báo rằng: thức ăn của con người trong thế kỉ

XXI sẽ là thực phẩm chức năng. Các hoạt chất mà thực phẩm chức năng mang lại cho con

người chính là những vị thuốc quý, giúp con người tăng cường miễn dịch, chống lão hóa,

kéo dài tuổi thọ, phòng và chữa các bệnh mãn tính, kể cả ung thư.


Loại thực phẩm chức năng đầu tiên được kể đến là những thực phẩm mà khi ở dạng

tự nhiên đã có những hoạt chất có lợi cho con người. Tiếp đó là nhóm thực phẩm có ít

hoạt chất hơn, phải bổ sung hoặc tinh chế, cô đặc lại ở dạng dễ sử dụng, hay biến đổi gen

để tăng hàm lượng một số chất có lợi.


Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học, việc chế biến và sản

xuất thực phẩm chức năng đã trở nên dễ dàng hơn. Con người đã tạo ra các thực phẩm

chức năng rất đa dạng về thể loại và phong phú về hoạt tính sinh học. Đối với nước ta,

đây là lĩnh vực có nhiều triển vọng, bởi nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa

dạng, cùng với sự đầu tư vào công nghệ sinh học, bước đầu đã đạt được một số thành tựu

đáng ghi nhận.





CHÚ THÍCH : TÀI LIỆU TRÊN GỒM FILE WORD + PDF