Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường tới quá trình lên men kombucha từ trà phú thọ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN
----------

NGUYỄN THỊ CHUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN
MÔI TRƢỜNG TỚI QUÁ TRÌNH LÊN MEN
KOMBUCHA TỪ TRÀ PHÚ THỌ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên nghành: Vi sinh vật học

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung

HÀ NỘI, 2015


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và tiến hành thực hiên đề tài: “Nghiên cứu
ảnh hưởng của điều kiện môi trường tới quá trình lên men kombucha từ trà
Phú Thọ”, em đã nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình, quý báu của các
thầy cô giáo, các anh chị và các bạn.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin đƣợc bày tỏ lời cảm ơn
chân thành tới:
PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung đã trực tiếp hƣớng dẫn, dạy bảo, động
viên và cho em nhiều ý kiến quý báu, đồng thời tạo mọi điều kiện thuận lợi để
em thực hiện đề tài tốt nghiệp này.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ bộ
môn Thực vật – Vi sinh, Khoa Sinh – KTNN, trƣờng Đại học sƣ phạm Hà

Nội 2 đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt kinh nghiệm trong suốt thời gian
thực hiện đề tài.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và ngƣời thân,
những ngƣời luôn quan tâm, động viên, kích lệ, giúp đỡ em trong suốt quá
trình học tập, lựa chọn, tiến hành và hoàn thiện đề tài.
Hà Nội,

tháng

năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thị Chung


LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan những gì viết trong khóa luận này đều là sự thật. Đây
là kết quả của riêng em. Tất cả các số liệu trong bảng biểu và hình ảnh đều
đƣợc thu thập từ thực nghiệm, qua xử lý thống kê, không có số liệu sao chép
hay bịa đặt, không trùng với kết quả của bất kỳ tác giả nào đã công bố dƣới sự
hƣớng dẫn của PGS. TS. Đinh Thị Kim Nhung.
Trong đề tài, em có sử dụng một số dẫn liệu của một số tác giả khác,
em xin phép các tác giả đƣợc trích dẫn để bổ sung cho khóa luận của mình.
Nếu sai em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Chung

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài .................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................ 2
3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 2
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 2
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn .................................................. 3
6.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................. 3
6.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................... 3
7. Đóng góp của đề tài .............................................................................. 3
N I DUNG .................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................... 4
1.1. Tổng quan về kombucha .................................................................... 4
1.1.1. Sơ lƣợc về kombucha ..................................................................... 4
1.1.2. Đặc điểm cấu tạo ............................................................................ 6
1.1.3. Hệ vi sinh vật trong kombucha ....................................................... 7
1.1.3.1. Vi khuẩn acetic ......................................................................... 7
1.1.3.2. Nấm men .................................................................................. 8
1.1.3.3. Vi khuẩn lactic ....................................................................... 10
1.1.4. Cơ sở khoa học của quá trình lên men kombucha ......................... 11
1.1.5. Thành phần hóa học và công dụng của trà Kombucha .................. 13
1.1.5.1. Thành phần hóa học của trà Kombucha .................................. 13
1.1.5.2. Công dụng của Kombucha...................................................... 14
1.1.5.3. Một số lƣu ý khi sử dụng trà ................................................... 15
1.2. Một số đặc điểm về trà Phú Thọ ...................................................... 16
1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ...................... 16

1.3.1. Trên thế giới ................................................................................ 16
1.3.2. Ở Việt Nam .................................................................................. 17
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 20
2.1. Vật liệu và thiết bị nghiên cứu ......................................................... 20
2.1.1. Đối tƣợng ..................................................................................... 20
2.1.1.1. Mẫu thực vật ......................................................................... 20
2.1.1.2. Mẫu vi sinh vật ....................................................................... 20
2.1.2. Hóa chất và thiết bị ....................................................................... 20
2.1.2.1. Hóa chất ................................................................................. 20
2.1.2.2. Thiết bị ................................................................................... 20
2.1.3. Môi trƣờng ................................................................................... 21
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................. 22
2.2.1. Phƣơng pháp vi sinh ..................................................................... 22
2.2.1.1. Phƣơng pháp phân lập vi sinh vật và quan sát hình thái tế
bào trên tiêu bản nhuộm ......................................................... 22
2.2.1.2. Phƣơng pháp xác định số lƣợng tế bào vi sinh vật bằng
phƣơng pháp đếm ................................................................... 24
2.2.1.3. Bảo quản chủng giống ............................................................ 25
2.2.1.4. Phƣơng pháp hoạt hóa giống .................................................. 25
2.2.1.5. Phƣơng pháp xác định hoạt lực lên men của nấm men............ 26
2.2.2. Phƣơng pháp hóa sinh .................................................................. 26
2.2.2.1. Phát hiện hoạt tính catalase..................................................... 26
2.2.2.2. Phát hiện khả năng oxy hoá acid acetic................................... 26
2.2.2.3. Phƣơng pháp xác định khả năng tổng hợp acid bằng chuẩn
độ với NaOH 0,1N có phenolphtalein 0,1

làm ch thị .......... 26

2.2.3. Phƣơng pháp cảm quan ................................................................ 27

2.2.4. Phƣơng pháp toán học .................................................................. 29


CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 30
3.1. Phân lập chủng vi khuẩn, nấm men lên men kombucha từ trà
Phú Thọ ............................................................................................ 30
3.1.1. Phân lập ........................................................................................ 30
3.1.2. Hình thái tế bào của các chủng nấm men, vi khuẩn trên kính
hiển vi .................................................................................................... 31
3.1.2.1. Hình thái tế bào của vi khuẩn ................................................. 31
3.1.2.2. Hình thái tế bào của nấm men ................................................ 32
3.1.4. Nghiên cứu đặc tính sinh học của các chủng vi khuẩn phân lập
đƣợc ....................................................................................................... 32
3.1.4.1. Khả năng oxy hoá acid acetic ................................................. 32
3.1.4.2. Kiểm tra hoạt tính catalase ..................................................... 33
3.1.4.3. Khả năng sinh sắc tố nâu ........................................................ 33
3.2. Tuyển chọn chủng vi khuẩn, nấm men có khả năng lên men
kombucha từ trà Phú Thọ ................................................................. 34
3.2.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng lên men
kombucha ............................................................................................... 34
3.2.1.1. Xác định hàm lƣợng acid tổng số đƣợc tạo ra của mỗi
chủng vi khuẩn Acetobacter đã tuyển chọn ............................. 34
3.2.1.2. Đánh giá cảm quan sản phẩm kombucha đƣợc lên men từ 4
chủng vi khuẩn ....................................................................... 35
3.2.2. Tuyển chọn các chủng nấm men có khả năng lên men
kombucha ............................................................................................... 36
3.2.2.1. Hoạt lực lên men .................................................................... 36
3.2.2.2. Đánh giá cảm quan chất lƣơng trà kombucha đƣợc lên men
từ 4 chủng nấm men ............................................................... 36

3.3.

Nghiên cứu động thái sinh trƣởng của chủng vi khuẩn
Acetobacter K1 và chủng nấm men N2 .............................................. 37

3.3.1. Động thái sinh trƣởng của chủng vi khuẩn Acetobacter K1 ........... 37
3.3.2. Động thái sinh trƣởng của chủng nấm men N2.............................. 39
3.4. Ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng tới quá trình lên men
kombucha ......................................................................................... 40
3.4.1. Khảo sát ảnh hƣởng của t lệ giống bổ sung ban đầu ................... 40
3.4.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ ............................................................... 43
3.4.3. Khảo sát ảnh hƣởng của độ pH ban đầu ........................................ 46
3.5. Quy trình lên men kombucha quy mô phòng thí nghiệm ................. 49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 52
1. Kết luận .............................................................................................. 52
2. Kiến nghị ............................................................................................ 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 53


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của trà kombucha ........................................ 14
Bảng 2.1. Công thức các loại môi trƣờng ..................................................... 21
Bảng 2.2. Bảng quy định đánh giá mức chất lƣợng sản phẩm ....................... 27
Bảng 2.3. Hệ số quan trọng của từng ch tiêu ............................................... 27
Bảng 2.4. Các ch tiêu đánh giá mức độ cảm quan của kombucha ................ 28
Bảng 3.1. Hàm lƣợng acid tổng số sinh ra trong quá trình lên men
kombucha từ 4 chủng vi khuẩn Acetocbacter ............................. 34
Bảng 3.2. Chất lƣợng cảm quan trà kombucha lên men từ 4 chủng vi
khuẩn Acetobacter ...................................................................... 35

Bảng 3.3. Hàm lƣợng CO2 giải phóng sau 7 ngày lên men của 4 chủng
nấm men ..................................................................................... 36
Bảng 3.4. Chất lƣợng cảm quan trà kombucha lên men từ 4 chủng nấm men ... 36
Bảng 3.5. Động thái sinh trƣởng của chủng vi khuẩn Acetobacter K1
(x106 tế bào) ............................................................................... 37
Bảng 3.6. Động thái sinh trƣởng của chủng nấm men N2 (x106 tế bào) ........ 39
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của t lệ giống tới quá trình lên men kombucha.......... 41
Bảng 3.8. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ tới quá trình lên men
kombucha ................................................................................... 44
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của pH ban đầu tới quá trình lên men kombucha ....... 47


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. “Con nấm” (SCOBY) .................................................................... 7
Hình 1.2. Cơ chế phân giải đƣờng trong tế bào nấm men ............................. 11
Hình 1.3. Hình ảnh trà Phú Thọ .................................................................... 16
Hình 3.1. Mẫu phân lập nấm men ................................................................. 30
Hình 3.2. Mẫu phân lập vi khuẩn.................................................................. 30
Hình 3.3. Chủng vi khuẩn K1 trên môi trƣờng thạch nghiêng ...................... 31
Hình 3.4. Chủng vi khuẩn K4 trên môi trƣờng thạch nghiêng ...................... 31
Hình 3.5. Hình thái tế bào của chủng vi khuẩn K1 ....................................... 31
Hình 3.6. Hình thái tế bào của chủng vi khuẩn K2 ....................................... 31
Hình 3.7. Hình thái tế bào của chủng nấm men N1....................................... 32
Hình 3.8. Hình thái tế bào của chủng nấm men N3....................................... 32
Hình 3.9. Hoạt tính catalase của vi khuẩn Acetobacter ................................. 33
Hình 3.10. Chuẩn độ acid dịch lên men kombucha ....................................... 34
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn động thái sinh trƣởng của chủng Acetobacter K1 .... 38
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn động thái sinh trƣởng của chủng nấm men N2 ..... 39
Hình 3.13. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lƣợng acid tổng số ở các t
lệ giống khác nhau ........................................................................ 41

Hình 3.14. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lƣợng đƣờng sótở các t lệ
giống khác nhau .......................................................................... 42
Hình 3.15. Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan sản phẩm kombucha sau 7
ngày lên men ở các t lệ giống khác nhau ..................................... 43
Hình 3.16. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lƣợng acid tổng số
ở các nhiệt độ khác nhau ............................................................. 44
Hình 3.17. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lƣợng đƣờng sót ở các
nhiệt độ khác nhau ........................................................................ 45


Hình 3.18. Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan sản phẩm kombucha sau 7
ngày lên men ở các nhiệt độ khác nhau ......................................... 46
Hình 3.19. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lƣợng acid tổng số ở các
pH khác nhau................................................................................ 47
Hình 3.20. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi hàm lƣợng đƣờng sót ở các pH
khác nhau ..................................................................................... 48
Hình 3.21. Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan sản phẩm kombucha sau 7
ngày lên men ở các pH khác nhau................................................. 48
Hình 3.22. Quy trình lên men kombucha quy mô phòng thí nghiệm ............. 51


BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN
1. ATP

Adenozin triphotphat

2. STT

Số thứ tự

3. SCOBY

Symbiotic colony of Bacteria and Yeast

4. NADP

Nicotiamide adenine

5. Nxb

Nhà xuất bản

6. TCVN

Tiêu chuẩn Việt nam

7. TS

Tiến sĩ


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đối với ngƣời dân Việt Nam, việc sử dụng trà đã trở thành một thói
quen từ rất lâu đời. Uống trà không ch để giải khát, mà còn để phòng bệnh,
nâng cao sức khỏe, kéo dài tuổi thọ… Trên thị trƣờng có rất nhiều loại thức
uống đƣợc chế biến từ trà nhƣng dòng sản phẩm lên men còn rất mới mẻ đối
với thị trƣờng tiêu dùng Việt Nam.
Trà

thủy sâm , ngƣời Pháp gọi là Champignon De Longuc Vie (nấm

trƣờng sinh), ngƣời Nhật gọi nó là kombucha, ngƣời Trung Quốc gọi là thủy
hoài sâm, Nga gọi là nấm trà. Đây là một loại men (giống nhƣ men giấm),
đƣợc nuôi trong dung dịch nƣớc trà đƣờng. Lọc nƣớc (trà giấm) để uống. Do
dễ uống nên đƣợc dùng nhƣ một loại nƣớc giải khát. Đây là một cấu trúc có
dạng nhƣ thạch màu xám do sự cộng sinh giữa nấm men và vi khuẩn.
Thành phần trà kombucha có chứa men tiêu hóa, sinh tố và nhiều hợp
chất hữu cơ. Vì đây là sản phẩm lên men nên chứa khoảng 0,5-1% cồn, acid
axetic, acid gluconic, acid glycuronic, acid L-lactic, acid cacbonic, acid
caprilic, acid xitric, acid oxalic, acid usnic, nhiều vitamin nhóm B nhƣ B1,
B2, B3, B5, B6, B12, vitamin C, acid folic, amino acid và một số hợp chất có
tác dụng kháng sinh, sát trùng và giải độc. Kombucha còn chứa một lƣợng
nhỏ cafein vì nó đƣợc lên men từ các loại trà nhƣ trà xanh, trà đen, trà ô long,
trà lipton….
Ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ: Nhật Bản, Nga, Trung Quốc và nhiều
nƣớc Đông Âu, Kombucha đƣợc sử dụng rất phổ biến. Ở Việt Nam, trên thị
trƣờng đã có bán các loại kombucha dƣới dạng đóng chai, đồ hộp, nƣớc giải
khát nhập khẩu từ nƣớc ngoài hoặc sản xuất kombucha với quy mô hộ gia
đình. Hơn nữa, các công trình nghiên cứu về kombucha ở nƣớc ta vẫn chƣa

1


đầy đủ, hoàn ch nh. Đặc biệt là những nghiên cứu về ảnh hƣởng của điều kiện
môi trƣờng đối với quá trình lên men kombucha. Vì vậy, tôi quyết định lựa
chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường tới quá trình
lên men kombucha từ trà Phú Thọ”.
2. Mục đích nghiên cứu
Tuyển chọn đƣợc chủng vi khuẩn và nấm men có khả năng lên men

kombucha tốt từ trà Phú Thọ. Khảo sát ảnh hƣởng của điều kiện môi trƣờng
thích hợp để lên men kombucha từ trà Phú Thọ.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Phân lập một số chủng vi sinh vật có khả năng lên men kom bucha
3.2. Tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng lên men kombucha
3.3. Nghiên cứu động thái sinh trưởng của các chủng vi khuẩn, nấm
men đã tuyển chọn
3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men kombucha
3.5. Ảnh hưởng của pH tới quá trình lên men kombucha
3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng giống tới quá trình lên men kombucha
3.7. Xây dựng quy trình lên men kombucha trong phòng thí nghiệm
4. Đ i tƣ ng và ph m vi nghiên cứu
Chủng vi khuẩn, nấm men có khả năng lên men kombucha từ trà
Phú Thọ.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp vi sinh: Phƣơng pháp phân lập vi khuẩn, nấm men và
quan sát hình thái tế bào trên tiêu bản nhuộm Gram; phƣơng pháp đếm số
lƣợng tế bào vi sinh vật; phƣơng pháp bảo quản chủng giống; Phƣơng pháp
xác định hoạt lực lên men của nấm men…
Phƣơng pháp hóa sinh: Phát hiện hoạt tính catalase; phát hiện khả năng
oxy hoá acid acetic; phƣơng pháp xác định khả năng tổng hợp acid bằng
chuẩn độ với NaOH 0,1N có phenolphtalein 0,1

2

làm ch thị….


Phƣơng pháp toán học.
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

6.1. Ý nghĩa khoa học
Tìm ra một số chủng vi khuẩn, nấm men có khả năng lên men kombucha
cho sản phẩm thơm ngon, bổ dƣỡng trên môi trƣờng nƣớc trà đƣờng Phú Thọ.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Sử dụng trà Phú Thọ lên men kombucha tạo ra sản phẩm mới, góp phần
làm đa dạng các sản phẩm lên men đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngƣời
tiêu dùng. Tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu rẻ tiền, phổ biến lên men tạo sản
phẩm thơm ngon, bổ dƣỡng, có lợi cho sức khỏe con ngƣời.
7. Đóng góp của đề tài
Đã tuyển chọn đƣợc chủng vi khuẩn K1 và chủng nấm men N2 có khả
năng lên men kombucha từ trà Phú Thọ; Đã xác định đƣợc nhiệt độ: 300C,
pH: 4, t lệ vi khuẩn/nấm men bổ sung ban đầu 1/1 là điều kiện thích hợp cho
quá trình lên men kombucha từ trà Phú Thọ; Xây dựng quy trình lên men
kombucha quy mô phòng thí nghiệm.

3


NỘI DUNG
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về kombucha
1.1.1. Sơ lược về kombucha
Kombucha, còn đƣợc gọi là trà kombucha, trà nấm, trà Kvas, trà Mãn
Châu... đã đƣợc dùng trong y học dân gian từ hàng chục thế kỷ. Sách thuốc cổ
Trung Hoa đã ghi chép về một loại “Thiên Trà” từ năm 221 trƣớc Tây Lịch,
trà này đƣợc xem là một phƣơng thuốc trƣờng sinh. “Tsche” hay “Trà” đƣợc
đƣa vào Nhật do y sĩ Triều Tiên tên là Kombu từ năm 414 trƣớc Tây Lịch.
Trà Kombu sau đó đƣợc lan truyền sang Ấn Độ, Nga và các nƣớc Đông Âu.
Trong thập niên 60, một y sĩ Đức, ông Sklenar đã đƣa ra “một phƣơng pháp
sinh học” để trị ung thƣ, sử dụng thành phần chính là Kombucha.

Kombucha thật ra là một hỗn hợp phức tạp cộng sinh giữa nấm men và
vi khuẩn. Từ 1928, Hermann đã ghi nhận việc định danh 2 chủng men
Bacterium xylinum và B. xylinoides và một vi-khuẩn B gluconicum (đƣợc đặt
tên do ở khả năng chế tạo gluconic acid). Các nhà nghiên cứu sau đó đã xác
định Kombucha là một sự hợp tác cộng sinh giữa Bacterium xylinum, cùng
các vi khuẩn khác, với những tế bào nấm men thuộc chủng Saccharomyces,
tạo thành một khối nhƣ tổ chim: Những chủng vi sinh vật và nấm men sau đây
đã đƣợc tìm thấy trong Kombucha: Acetobacter ketogenum, Pichia fermentans,
Saccharomyces apiculatus, S.ludwigii, B.xylinoides, Schizosaccharomyces
pombe và Acetobacter ketogenum (theo List, P.H & L.Horhammer.1973
Hagers Hand buck der Pharmazeutischen Praxis . NewYork: Sprin ger-Verlag).
Khi các vi-sinh vật đƣợc nuôi trong một môi trƣờng trà dƣợc, cung cấp
đủ nitrogen, vitamin và khoáng chất cùng những chất dinh dƣỡng căn bản
khác nhƣ đƣờng. Chúng phát triển và biến đổi đƣờng thành gluconic acid,

4


đồng thời sản xuất ra một lƣợng nhỏ alcohol, alcohol này sau đó biến đổi
thành acetic acid (tối đa khoảng 3%) tạo cho trà một vị ngọt và có mùi chua
của rƣợu táo lên men. Thành phẩm „trà‟ sau cùng chứa trung bình từ 0.5 đến
1% alcohol, một lƣợng nhỏ lactic acid, malic acid, malonic acid, citric acid và
oxalic acid. Lƣợng các Vitamin B trong thành phẩm khá cao. Ngoài ra trong
môi trƣờng lên men còn có thể có hyaluronic acid, chondroitin-sulfate acid,
mukoitin sulfate, heparin [27].
Các nghiên cứu về vi sinh vật cộng sinh trong kombucha cho thấy:
kombucha thực sự là một tập hợp cộng sinh của nấm men và vi khuẩn acid
acetic [19], [21], [24]. Các vi khuẩn acetic chính đƣợc tìm thấy trong các loại
nấm trà: Acetobacter xylinum [14], Acetobacter aceti, Acetobacter
pasteurianus [23], Gluconobacter oxydans [18], [22].

Thành phần trà Kombucha có chứa men tiêu hóa, sinh tố và nhiều hợp
chất hữu cơ. Vì đây là sản phẩm lên men nên chứa khoảng 0,5-1% cồn, axit
axetic, axit gluconic, axit glycuronic, axit L-lactic, axit cacbonic, axit caprilic,
axit xitric, axit oxalic, axit usnic, nhiều vitamin nhóm B nhƣ B1, B2, B3, B6,
B12, vitamin C, axit folic, amino axit, và một số hợp chất có tác dụng kháng
sinh, sát trùng và giải độc. Trà Kombucha còn chứa một lƣợng nhỏ cafein vì
nó đƣợc lên men từ các loại trà nhƣ trà xanh, trà đen, trà ô long hoặc trà
kukicha [27].
Nồng độ acid và rƣợu trong kombucha giúp chống nhiễm các nấm mốc
trong không khí và các bào tử vi khuẩn. Kết quả là kombucha có thể tƣơng
đối dễ dàng lên men trong điều kiện thƣờng. Các vi khuẩn và nấm men trong
kombucha cũng sản xuất ra các kháng sinh [20].
Trong quá trình làm cẩn thận để tránh cho trà không bị nhiễm các loại
nấm mốc gây độc cho cơ thể. Các yếu tố để đảm bảo an toàn cho việc lên
men: môi trƣờng sạch sẽ, nhiệt độ thích hợp, pH thấp.

5


Nếu quá trình lên men bị nhiễm, có thể nhận thấy bằng mắt thƣờng nhƣ
trên bề mặt con nấm có xuất hiện màu xanh lá cây, xanh dƣơng hoặc màu
đen, mốc trắng hình cầu thì đó có thể là các loài nấm mốc Aspergillus
parasiticus, Aspergillus flavus, Penicillium citricum… Các loại nấm mốc trên
sẽ sản sinh ra mycotocin, citrinin, aflatoxin… đều là các độc tố có khả năng
gây ung thƣ, khi xuất hiện sẽ làm sản phẩm mất giá trị dinh dƣỡng và gây mùi
khó chịu.
1.1.2. Đặc điểm cấu tạo
Kombucha là môi trƣờng cộng sinh của vi khuẩn và nấm men. Hệ vi
sinh vật trong kombucha rất phong phú, chủ yếu là các chủng Acetobacter
nhƣ: Acetobacter xylinum, Acetobacter xylinoides, Acetobacter Ketogenum…

và nấm men: Saccharomycodes ludwigii, Saccharomycodes apiculatus,
Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe… Ngoài ra còn có
thể có các chủng Lactobacillus, Brettanomyces, Pediococcus, Bacterium
gluconicum… Chính sự có mặt của các chủng Acetobacter (đặc biệt là
Acetobacter xylinum) đã hình thành nên cấu trúc của kombucha. Acetobacter
xylinum có khả năng tạo màng hemicellulose khá dày và chắc, tạo màu xanh
với thuốc nhuộm Iod và H2SO4. Nên kombucha trông giống một cái bánh dẹp,
thƣờng đƣợc gọi là “con nấm” hay SCOBY. Kombucha sinh trƣởng tốt trong
môi trƣờng nƣớc trà đƣờng, thƣờng đƣợc sử dụng để lên men dung dịch trà
đƣờng. Trong quá trình lên men, kombucha sẽ tạo ra một lớp màng mỏng trên
bề mặt dịch trà và dần dần tăng bề dày, hình thành nên một lớp màng thứ hai
(thƣờng gọi là “nấm con”), tách biệt với lớp màng ban đầu (“nấm mẹ”).
Hình dạng và kích thƣớc của “con nấm” phụ thuộc vào hình dạng tiết
diện của bình chứa.

6


Hình 1.1. “Con nấm” (SCOBY)
1.1.3. Hệ vi sinh vật trong kombucha
1.1.3.1. Vi khuẩn acetic
Giống vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng
rãi trong tự nhiên và có thể phân lập đƣợc các vi khuẩn này từ không khí, đất,
nƣớc, lƣơng thực thực phẩm, dấm, rƣợu, bia, hoa quả… Có khoảng 20 loài
thuộc giống Acetobacter đã đƣợc phân lập và mô tả, trong đó có nhiều loài có
ý nghĩa kinh tế. Đặc điểm chung của chủng Acetobacter.
Dạng hình que, tùy điều kiện nuôi cấy (nhiệt độ, thành phần môi trƣờng
nuôi cấy) mà các vi khuẩn Acetobacter có thể sinh ra các tế bào có hình thái
khác biệt dạng kéo dài hoặc phình to ra.
Kích thƣớc thay đổi tùy loài (0.3-0.6 x 1.0-8.0µm).

Có thể di động, hoặc không di động.
Không sinh nha bào tử.
Hiếu khí bắt buộc.
Chịu đƣợc độ acid cao.
Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hóa nhiều nguồn thức ăn
cacbon khác nhau nhƣng không sử dụng đƣợc tinh bột.
Tế bào đứng riêng rẽ hoặc kết thành từng chuỗi.

7


Có khả năng tạo thành váng trên môi trƣờng lỏng, khả năng tạo thành
váng thay đổi tùy loại:
Acetobacter xylinum: tạo thành váng cenllulose khá dày và chắc.
Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng nhƣng chắc.
Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo.
Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã.
Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhƣng tạo thành
váng không chắc chắn.
Acetobacter có khả năng đồng hóa muối (NH4)+ và phân giải pepton.
Một số đòi hỏi có acid amin nhất định nhƣ acid pntothenic và các chất khoáng
K, Mg, Ca, Fe, P, S… ở dạng muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ.
Ngoài khả năng oxy hóa ethanol thành acid acetic, một số loài Acetobacter
còn tổng hợp vitamin B1, vitamin B2, oxy hóa sorbit thành đƣờng sorbose
(dùng trong công nghiệp sản xuất vitamin C)…
1.1.3.2. Nấm men
* Hình thái và cấu t o
Tế bào nấm men thƣờng có dạng hình cầu, ovan, elip, hình trụ…,
thƣờng có kích thƣớc rất lớn gấp từ 5-10 lần tế bào vi khuẩn. Kích thƣớc
trung bình: chiều dài: 9 – 10 m, chiều rộng: 2 – 7 m. Hình dạng và kích thƣớc

tế bào thay đổi, không đồng đều ở các loài khác nhau, ở các lứa tuổi khác
nhau và điều kiện nuôi cấy khác nhau. Nấm men là sinh vật đơn bào, tế bào
nấm men cũng nhƣ nhiều loại tế bào khác đƣợc cấu tạo chủ yếu từ các phần
cơ bản sau:
Thành tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau. Chủ yếu là:
glucan, manan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác nhƣ kitin,
volutin,…

8


Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp nhƣ protein,
phospholipit enzyme permeraza…
Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nƣớc, protit, gluxit,
lipit và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó.
Nhân tế bào
Những bào quan khác: không bào, ty lạp thế, riboxom,… [5].
* Sự sinh sản của nấm men.
Nấm men có một số hình thức sinh sản sau: Sinh sản bằng cách nảy
chồi; Sinh sản bằng cách phân đôi; Sinh sản bằng bào tử và sự hình thành bào
tử: Tiếp hợp đẳng giao, tiếp hợp dị giao, sinh sản đơn tính.
* Phân lo i nấm men
Chủ yếu có hai lớp: nấm men thật (Ascomyces) và nấm men giả (Fungi
imporfecti)
Lớp nấm men thật (Ascomyces): Phần lớn nấm men dùng trong công
nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces.
Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti) bao gồm giống: Crytococus
(toscula, tornlopsis), Mycoderma, Eandida, Geotrichum, Rhodotorula.
* Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men
Nấm men cũng nhƣ các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon,

nito, phospho, kali, magie,…
Dinh dƣỡng Cacbon: Nguồn Cacbon cung cấp là các loại đƣờng khác
nhau: saccharose, maltose, lactose, glucose…
Dinh dƣỡng oxy, hydro: đƣợc cung cấp cho tế bào từ nƣớc của môi
trƣờng nuôi cấy hay dịch.
Dinh dƣỡng Nitơ: Nấm men không có men ngoại bào để phân giải
protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trƣờng mà phải cung cấp nitơ
ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thƣờng dùng là

9


acid amin, pepton, amid, urê. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat,
sulfat…
Các vitamin và chất khoáng: Chất khoáng có ảnh hƣởng to lớn đến hoạt
động sống của nấm men
Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều
enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rƣợu, chúng tạo ra
liên kết có năng lƣợng lớn.
Lƣu huỳnh: tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin,
vitamin và enzyme.
Magiê: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
Sắt: tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trình
khác.
Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm
men, tham gia vào sự lên men rƣợu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa
của acid pyruvic.
Mangan: đóng vai trò tƣơng tự nhƣ magiê.
1.1.3.3. Vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium. Đây là những trực

khuẩn, cầu khuẩn không tạo bào tử và hầu hết không di động, hô hấp tùy tiện.
Chúng có khả năng lên men nhiều loại đƣờng đơn và đƣờng đôi nhƣng không
có khả năng lên men các loại glucid phức tạp và tinh bột. Sự phát triển của nó
cần có sự có mặt của pepton, acid amin hay muối amon. Chúng có yêu cầu
đặc biệt về chất dinh dƣỡng là giàu vitamin, acid amin và khoáng chất. Quá
trình lên men xảy ra tốt nhất trong môi trƣờng acid pH từ 5,5 ÷ 6, khi pH nhỏ
hơn 5,5 quá trình lên men bị dừng lại. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên
men từ 15 ÷ 500C. Tuy nhiên, mỗi loài có khoảng nhiệt độ thích hợp khác
nhau, nếu nhiệt độ lớn hơn 800C vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn.

10


1.1.4. Cơ sở khoa học của quá trình lên men kombucha
Theo kết quả nghiên cứu về thành phần cấu tạo của kombucha thì quá
trình lên men dịch trà có thể xảy ra các quá trình sau:
* Lên men ethanol

Hình 1.2. Cơ chế phân giải đường trong tế bào nấm men
Lên men rƣợu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm
men, chúng sẽ chuyển hóa đƣờng lên men thành ethanol và CO2. Quá trình
lên men rƣợu chia làm hai thời kỳ chính: thời kỳ phát triển sinh khối (với sự
có mặt của oxy, tế bào nấm men phát triển sinh khối), thời kỳ lên men chuyển
đƣờng thành rƣợu và CO2 (giai đoạn này nấm men hấp thụ các chất dinh

11


dƣỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình thực hiện xúc tác sinh học
trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống, tạo thành rƣợu và CO2). Sau

khi đƣợc vận chuyển vào trong tế bào chất, đƣờng hexose đƣợc chuyển hóa
theo chu trình đƣờng phân để tạo thành acid pyruvic. Tiếp theo acid pyruvic
sẽ đƣợc chuyển hoá thành acetaldehyde rồi thành ethanol. Dihydroxyacetone
phosphat là một sản phẩm trung gian trong chu trình đƣờng phân, hợp chất
này có thể chuyển hoá thành glyxerol. Trong môi trƣờng pH acid, glycerol ch
đƣợc tạo ra với hàm lƣợng nhỏ. Ngƣợc lại, trong môi trƣờng pH kiềm lƣợng
glycerol sinh ra sẽ tăng lên rất nhiều và glycerol sẽ trở thành một trong những
sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men.
Phƣơng trình tổng quát của quá trình lên men trong môi trƣờng pH acid:
C6H12O6 + 2ADP +2Pi → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
Sự chuyển hóa đƣờng hexose thành ethanol và khí CO2 diễn ra trong tế
bào chất của nấm men. Đây là quá trình trao đổi năng lƣợng của nấm men
trong điều kiện kỵ khí. Ethanol và CO2 trong tế bào chất sẽ đƣợc nấm men
thải vào môi trƣờng lên men. Ngoài ra tế bào nấm men còn tổng hợp và thải
vào dịch lên men hàng trăm sản phẩm phụ và sản phẩm lên men khác, những
hợp chất này đƣợc tìm thấy với hàm lƣợng rất nhỏ, chúng đƣợc chia thành 4
nhóm: glyxerol cùng rƣợu bậc cao, aldehyde, acid hữu cơ và este. Trong quá
trình lên men ethanol, nhiều acid hữu cơ đƣợc tạo thành (The Moll, 1990).
Một số acid hữu cơ đƣợc sinh tổng hợp từ chu trình Krebs, nếu nhƣ quá trình
lên men không diễn ra trong điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt, các acid hữu cơ
chiếm hàm lƣợng cao nhất trong dịch lên men là: acid citric, malic, acetic,
lactic...
* Lên men acetic:
Lên men acid acetic là quá trình oxy hóa rƣợu thành acid acetic dƣới
tác dụng của vi khuẩn.

12


C2H5OH + O2 → CH3CHO (Acetaldehyde) + H2O

CH3CHO + H2O →
CH3CH(OH)2 + O2

CH3CH(OH)2 (Hydrat acetaldehyde)
→ CH3COOH + H2O

* Lên men lactic:
Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lƣợng. Các phân tử ATP
đƣợc hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất sẽ đƣợc vi khuẩn giữ lại
trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trƣởng của vi sinh
vật. Ngƣợc lại, các sản phẩm nhƣ acid lactic, ethanol, CO2 đƣợc vi khuẩn thải
vào môi trƣờng lên men. Kết quả là hàm lƣợng acid lactic tích lũy trong môi
trƣờng lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trƣờng và kéo theo những
biến đổi hóa lý khác. Bản chất là quá trình chuyển hóa đƣờng thành acid
lactic nhờ vi sinh vật.
Phƣơng trình phản ứng:
C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + 94kcal
Trong quá trình lên men lactic ngoài sản phẩm acid lactic (lên men
đồng hình), acid acetic, ethanol, CO2 (lên men dị hình) trong dịch lên men
còn xuất hiện cả trăm hợp chất hóa học mới khác. Chúng là sản phẩm trung
gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men.
Phƣơng trình tổng quát:
C6H12O6  CH3CHOHCOOH + CH3COOH + C2H5OH + COOH(CH2)2COOH + CO2

Lƣợng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh
vật, vào môi trƣờng dinh dƣỡng và điều kiện ngoại cảnh, nói chung thì acid
lactic thƣờng chiếm 40

lƣợng đƣờng đã đƣợc phân hủy, acid succinic 20%,

ethanol chiếm 10%, acid axetic 10% và các loại khí gần 20%.
1.1.5. Thành phần hóa học và công dụng của trà Kombucha
1.1.5.1. Thành phần hóa học của trà Kombucha
Theo nghiên cứu của tổ chức The American FDA and CDC tỷ lệ các
chất hóa học có trong trà kombucha nhƣ sau:

13


Bảng 1.1. Thành phần hóa học của trà kombucha
Giá trị

Đơn vị

Acetic Acid

2,36

g/l

Glyconic Acid

0,129

g/l

Formic Acid

0,109

g/l

Oxalic Acid

0,01

g/l

Caffeine

0,065

g/l

Vitamin B1

0,74

g/l

Vitamin B6

0,52

g/l

Vitamin B12

0,84

g/l

Vitamin C

1,51

g/l

pH

3,2

Thành phần

1.1.5.2. Công dụng của Kombucha
Hội nghị khoa học quốc tế tổ chức tại Nhật Bản năm 1997 đánh giá
thuỷ sâm có 3 chất cơ bản mà nếu không có các chất ấy thì con ngƣời không
thể hình thành ra đƣợc và rất quan trọng trong việc chống lão hoá.
Theo giáo sƣ, TS, bác sĩ Paupell ở Nhật thì thuỷ sâm Kombucha có thể
trị dứt/hoặc giảm bớt các bệnh nhƣ đái tháo đƣờng hoặc tiểu đƣờng (Thủy
sâm điều hoà đƣợc lƣợng đƣờng trong cơ thể đối với những ngƣời bị bệnh
tiểu đƣờng); trị bệnh cao huyết áp. Đối với những ngƣời cao tuổi, giảm
cholestorol trong máu, ngăn ngừa xơ cứng động mạch, phù thủng; bệnh tái đỏ,
nổi mụn vòng quanh bụng; chống lão hoá, giảm nếp nhăn trên trán, mặt;
chống ung thƣ, giảm bớt sự nhạy cảm với hoá chất, men gan cao đối với bệnh
nhân điều trị xạ trị ung thƣ, các bệnh về thận; làm sáng mắt, trị bệnh mắt kéo
mây (mắt có cảm giác có sợi tơ trong mắt), chữa mắt có vấng nâu xám làm
mờ mắt sƣng húp; làm cơ bắp rắn chắc hơn; chữa khỏi bệnh chai mạch máu
do sự chậm tiêu hoá các chất độc khi ăn uống; mỏi nhức gân cốt, xuyên, lác,
ung nhọt, lở loét; sung sức về sinh lý, cơ thể cƣờng tráng; chữa các bệnh trong

14