ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

CÔNG NGHỆ SINH HỌC ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH xiii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xviii

LỜI NÓI ĐẦU xix

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

1.2.1 Thực phẩm thông thường (Ordinary food ingredients) 4

1.2.2 Thực phẩm chức năng (Functional Foods) 4

1.2.3 Thực phẩm thuốc (Medical Foods) 4

1.2.4 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

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 26