Nghiên cứu công nghệ chế biến đồ uống Kombucha

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------- ☺ -------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ
BIẾN ĐỒ UỐNG KOMBUCHA
NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÃ SỐ:

NGUYỄN CHÍ DŨNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. NGUYỄN VĂN CÁCH

Hà Nội 2006


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

2

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN

5

1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất các loại đồ uống Kombucha

5

1.1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng đồ uống Kombucha trên Thế
giới

5

1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ở Việt nam
1.2. Chè và hoạt tính sinh học từ chè

5
6

1.2.1. Một số khái niệm về các sản phẩm từ lá chè

6

1.2.2. Thành phần hố học của lá chè

7

1.2.2.1. Nước

7

1.2.2.2. Chất khơ

7

1.2.3. Vai trị các chất hoạt tính sinh học của lá chè

8

1.2.3.1. Các hợp chất flavonoit

8

1.2.3.2. Các hợp chất tanin

9

1.2.3.3. Các hợp chất Ancaloit

9

1.3. Thành phần hoá học đồ uống Kombucha

10

1.3.1. Khái niệm

10

1.3.2. Phân loại

10

1.3.3. Thành phần

11

1.4. Thành phần và đặc tính vi sinh vật lên men Kombucha

12

1.4.1. Khái niệm nấm chè

12

1.4.2. Đặc tính của nấm chè

12

1.4.3. Cơ chế hình thành sản phẩm trong đồ uống Kombucha

13

1.5. Các tính chất chức năng của đồ uống Kombucha

15

1.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

15

1.6.1. Nguyên liệu

15


1.6.2. Công nghệ chế biến

18

1.6.2.1. Ảnh hưởng của thành phần dinh dưỡng

18

1.6.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

18

1.6.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ

19

1.6.2.4. Ảnh hưởng của pH

20

1.6.2.5. Ảnh hưởng của thời gian lên men

20

1.6.2.6. Ảnh hưởng của thiết bị lên men

20

1.6.3. Quá trình bảo quản

21

1.6.3.1. Chất dẻo

21

1.6.3.2. Thuỷ tinh

23

1.6.3.3. Bao bì kim loại

23
CHƯƠNG II

NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

24

2.1. Nguyên liệu

24

2.2. Hóa chất

24

2.3. Dụng cụ đo

25

2.4. Phương pháp nghiên cứu

25

2.4.1. Phương pháp lựa chọn loại nấm chè

25

2.4.2. Phương pháp xác định lựa chọn lá chè

27

2.4.3. Phương pháp xác định ảnh hưởng của lượng đường đến quá trình
lên men

28

2.4.4. Xác định nhiệt độ và thời gian lên men thích hợp cho q trình
lên men

29

2.4.5. Xác định thiết bị phù hợp cho quá trình lên men

30

2.4.6. Phương pháp đánh giá cảm quan

30

2.4.7. Phương pháp đo độ nhớt bằng nhớt kế

31

2.4.8. Phương pháp đo độ đục bằng so màu quang phổ

31


CHƯƠNG III - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Lựa chọn, kiểm tra khả năng lên men của loại nấm chè

32
32

3.1.1. Sự biến đổi giá trị pH trong trong quá trình lên men

32

3.1.2. Sự biến đổi mật độ nấm men và vi khuẩn trong dịch lên men

33

3.1.3. Sự hình thành axit glucuronic bởi các loại nấm chè trong quá
trình lên men

34

3.2. Nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu cho quá trình lên men

36

3.2.1. Nghiên cứu đặc tính của các loại lá chè phù hợp cho quá trình
lên men

36

3.2.1.1. Ảnh hưởng của vị trí lá chè đến thành phần hố học trong
lá chè

37

3.2.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ lá chè/nước chiết đến hiệu
suất trích ly.

38

3.2.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất trong dịch chiết đến
chất lượng dịch lên men.

39

3.3. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các loại đường đến quá trình lên
men.

41

3.3.1. Xác định sự ảnh hưởng của một số loại đường đến quá trình lên
men Kombucha

41

3.3.2. Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng đường saccaroza trong quá
trình lên men

44

3.3.3. Sự biến đổi nồng độ axít glucuronic trong q trình lên men so
với dịch đuờng saccaroza

46

3.4. Nghiên cứu các giải pháp công nghệ chế biến đồ uống
Kombucha.

47

3.4.1. Xác định nhiệt độ thích hợp cho q trình lên men

47

3.4.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sản sinh
axit lactic

47

3.4.1.2. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên men tới sự phát triển của vi
sinh vật

49

3.4.1. 3. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến sự thay đổi của
hàm lượng axit gluconic

50

3.4.2. Ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men

51

3.4.3. Xác định thời gian thích hợp cho q trình lên men

52

3.4.4. Xác định thiết bị thích hợp cho q trình lên men

53

3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phụ gia tới trạng thái đồ
uống lên men Kombucha

55

3.6. Phân tích, lựa chọn bao bì thích hợp cho sản phẩm

59

3.7. Nghiên cứu các giải pháp bảo quản sản phẩm

61

3.7.1. Nghiên cứu bảo quản sản phẩm bằng phương pháp thanh trùng.

61

3.7.1.1. Tính hiệu quả thanh trùng cần thiết.

61

3.7.1.2. Xác định công thức thanh trùng thực tế

62

3.7.2. Nghiên cứu bảo quản sản phẩm bằng phương pháp lọc khuẩn

65

3.7.3. Nghiên cứu bảo quản sản phẩm bằng phương pháp hóa chất

66

3.8. Xây dựng quy trình sản xuất đồ uống Kombucha
CHƯƠNG IV - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

69
72

Tài liệu tham khảo

74

Tóm tắt tiếng Việt

77

Tóm tắt tiếng Anh

78

Phụ lục ảnh

79


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các hợp chất catesin của chè xanh

8

Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo của một số thành phần có trong chè

8

Hình 1.3. Cơng thức cấu tạo của một số thành phần của đồ uống Kombucha

12

Hình 3.1. Sự tạo thành axit Lactic bởi các loại nấm chè

35

Hình 3.2. Sự sản sinh axit Gluconic bởi các loại nấm chè

36

Hình 3.3. Sơ đồ xử lý lá chè cho lên men đồ uống Kombucha

38

Hình 3.4. Quy trình cơng nghệ chế biến đồ uống Kombucha từ lá chè

69


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần vitamin trong đồ uống Kombucha

11

Bảng 1.2. Hàm lượng chất chiết trong các búp chè hai và ba lá trong lá chè
tươi thu được trong những giai đoạn khác nhau

16

Bảng 1.3. Thành phần tổ hợp của tanin trong lá chè tươi một tôm ba lá của
Việt Nam

17

Bảng 1.4. Thành phần các khống chất có trong chè.

18

Bảng 2.1. Bảng chấm điểm các chỉ tiêu cảm quan

31

Bảng 3.1. Sự biến đổi pH trong quá trình lên men của các loại nấm chè.

32

Bảng 3.2. Sự phát triển của nấm men và vi khuẩn trong quá trình lên men.

33

Bảng 3.3. Sự biến đổi của mật độ quang (OD) các mẫu Kombucha tại bước
sóng 580μm.

34

Bảng 3.4. Tương quan giữa hàm lượng axit glucuronic và chỉ số OD.

35

Bảng 3.5. Hàm lượng các chất có trong lá chè ở các vị trí khác nhau

37

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ lá:nước đến trạng thái cảm quan của dịch
chiết

39

Bảng 3.7. Hàm lượng các chất trong dịch chiết sau q trình trích ly

40

Bảng 3.8. Ảnh hưởng của các loại đường đến quá trình sản sinh axit lactic

42

Bảng 3.9. Ảnh hưởng của các loại đường đến sự hình thành axit Gluconic

43

Bảng 3.10. Sự biến đổi nồng độ saccaroza của dịch lên men

45

Bảng 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ saccaroza đến nồng độ axít glucuronic
tính theo OD

46

Bảng 3.12. Ảnh hưởng nhiệt độ đến quá trình sản sinh axit lactic

48

Bảng 3.13. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến mật độ tế bào vi sinh vật có trong
dịch lên men.

49

Bảng 3.14. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng axit gluconic có trong
dịch lên men

50


Bảng 3.15. Ảnh hưởng của pH đến sự biến đổi mật độ tế bào vi sinh vật
trong dịch lên men

51

Bảng 3.16. Ảnh hưởng của thời gian đến chất lượng cảm quan của sản phẩm

52

Bảng 3.17. Tốc độ lên men Kombucha tại các thiết bị lên men

54

Bảng 3.17. Tốc độ lên men Kombucha tại các thiết bị lên men

55

Bảng 3.19. Ảnh hưởng của việc bổ xung hỗn hợp phụ gia tới chất lượng và
độ ổn định của sản phẩm

58

Bảng 3.20. Vi sinh vật tổng số trong Kombucha trước nghiên cứu bảo quản.

61

Bảng 3.21. Kết quả kiểm tra vi sinh vật sau khi thanh trùng sau 2 tuần.

63

Bảng 3.22. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng
sản phẩm

64

Bảng 3.23. Ảnh hưởng của quá trình vi lọc đến chất lượng sản phẩm

65

Bảng 3.24. Ảnh hưởng của các chất bảo quản đến chất lượng sản phẩm sau
khi bảo quản

67

Bảng 3.25. Bảng tiêu chuẩn đồ uống Kombucha lên men từ lá chè

71


-2-

MỞ ĐẦU
Khi xã hội ngày càng phát triển thì con người ngày càng quan tâm nhiều hơn
đến sức khỏe. Mặc dù nền y học hiện đại đã có nhiều tiến bộ vượt bậc và đạt
được rất nhiều thành tựu nhưng vẫn còn một số hạn chế trong việc chữa trị
một số bệnh nan y và một số bệnh mới hình thành. Biện pháp sử dụng các
phương thuốc tự nhiên để phòng và chữa trị các loại bệnh được coi là một
trong những biện pháp hiệu quả nhất và đang rất được chú ý. Đặc biệt và hiệu
quả hơn cả là biện pháp sử dụng các loại thực phẩm có khả năng hỗ trợ cho
q trình phịng và chữa bệnh.
Chè là một trong các loại thực phẩm có khả năng phịng và chữa rất nhiều các
loại bệnh. Nó là một trong những phương thuốc được biết đến từ rất lâu và
được dùng trong các mục đích: kích thích tiêu hố, giải độc, giúp cải thiện
máu, lợi tiểu, tăng cường khả năng chữa các bệnh về xương và tăng cường
khả năng kháng thể. Chè được coi là một trong các loại đồ uống được sử dụng
phổ biến nhất trên thế giới. Việc sử dụng chè đã trở thành lễ nghi tại một số
quốc gia như Trung Quốc, Nhật, Anh. Việc nghiên cứu ứng dụng chế biến và
tách chiết các thành phần chức năng của chè đang rất được quan tâm và
nghiên cứu.
Ngày nay một số sản phẩm thực phẩm được tin tưởng là có lợi cho sức khoẻ
được đưa ra như yoghurt, wine, fomat, rau quả lên men, kefir. Những sản
phẩm này đều chứa các vi khuẩn sống hay chuyển hoá của vi khuẩn qua quá
trình lên men.
Kombucha là một trong các loại thực phẩm được lên men từ dịch chiết lá chè
bởi mối sự cộng sinh giữa vi khuẩn và nấm men.
Kombucha được bắt nguồn từ Trung Quốc từ những năm 220 trước công
nguyên nhờ triều đại vua Tsin dùng cho việc giải độc và tính chất kích thích.
Nhưng nó chỉ được nghiên cứu và ứng dụng phổ biến đầu tiên ở Nga vào


-3-

những năm đầu thế kỷ 20 để chữa các bệnh dạ dày, đau đầu và điều chỉnh lại
một số triệu chứng viêm ruột của quân đội trong đại chiến thứ nhất [18].
Ngày nay Kombucha đã được sản xuất và tiêu thụ ở rất nhiều quốc gia với rất
nhiều tên gọi khác nhau như: Manchurian, Mo-Gu, Champignon de longue
vie, Kwassan, Kargasok Tea, Kocha kinoko, Fungojapon, Indo-Japanese Tea
Fungus, Pichia Fermentans, Cembuya Orientalis, Combuchu, Tschambucco,
Volga Spring [17].
Ở nước ta chè được trồng nhiều nhất tại các vùng cao như Sơn La, Phú Thọ,
Thái Nguyên, Hà Giang, Lạng Sơn... Cũng như một số quốc gia trên thế giới
cây chè rất gần gũi với người Việt Nam. Sử dụng chè theo những cách khác
nhau như chè tươi, chè xanh, chè đen... đã trở thành những thói quen khơng
thể thiếu trong cuộc sống của mỗi người dân chúng ta. Ở trong nước, đồ uống
Kombucha mới chỉ được tạo ra chủ yếu ở trong một số gia đình với tính chất
cá nhân. Họ sử dụng chúng như một loại sản phẩm đồ uống hàng ngày với
mục đích chăm sóc sức khoẻ, phịng chống một số loại bệnh như đã được
khuyến cáo. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường đồ uống liền
đang diễn ra sôi động ở nước ta, cùng với việc kế thừa những nghiên cứu
khoa học trước đây, em xin được đề xuất đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế
biến đồ uống lên men Kombucha ” nhằm tạo ra một loại đồ uống liền, lên
men từ lá chè theo quy mô công nghiệp phục vụ thị trường tiêu dùng với giá
thành thấp, được người tiêu dùng chấp nhận dựa trên những thiết bị chế tạo
trong nước, từ đó có thể đưa vào mơ hình sản xuất trên phạm vi rộng hơn.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đưa ra được các thơng số cần thiết cho q
trình lên men tạo đồ uống Kombucha.
Để thực hiện mục tiêu đã đề ra, đề tài đã tiến hành các nội dung nghiên cứu ở
quy mơ phịng thí nghiệm, làm cơ sở cho nghiên cứu thực nghiệm ở quy mô
lớn hơn để xây dựng quy trình cơng nghệ. Đó là các nội dung nghiên cứu sau:

-4-

− Nghiên cứu, lựa chọn loại nấm chè phù hợp với điều kiện Việt Nam.
− Nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu: lá chè, dịch đường cho quá trình lên
men.
− Nghiên các giải pháp ổn định chất lượng đồ uống Kombucha.
−

Nghiên cứu đề xuất công nghệ chế biến đồ uống Kombucha.


-5-

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất các loại đồ uống Kombucha.
1.1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng đồ uống Kombucha trên Thế giới
Kombucha được bắt nguồn từ Trung Quốc từ những năm 220 trước cơng
ngun, nhưng nó chỉ được nghiên cứu và ứng dụng phổ biến đầu tiên ở Nga
vào những năm đầu thế kỷ 20 để chữa các bệnh dạ dày, đau đầu và điều chỉnh
lại một số triệu chứng viêm ruột của quân đội trong đại chiến thứ nhất [18].
Đến giữa những năm 1925 và 1950, Kombucha đã được nghiên cứu chế biến
dưới dạng thuốc bởi các bác sỹ và các dược sĩ theo những phương pháp lên
men truyền thống. Tuy nhiên hiệu quả của các loại thuốc đó trong việc điều trị
và chữa bệnh vẫn chưa đạt được các kết quả rõ ràng.
Năm 1951 “Trung tâm nghiên cứu về Ung thư” và “Viện nghiên cứu khoa
học Nga” đã tiến hành nghiên cứu khảo sát trên quy mô rộng và đã chỉ ra rằng
việc dùng Kombucha hàng ngày có khả năng đề kháng cao đối với bệnh ung
thư [25].
Năm 1960 các nhà nghiên cứu đã tiếp tục tiến hành nghiên cứu các tính chất
ngăn ngừa bệnh ung thư và hiệu quả giải độc của Kombucha [18].

Và trong những năm gần đây có rất nhiều các cơng trình nghiên cứu khoa học
chứng minh được hiệu quả của Kombucha trong việc phòng và chữa các loại
bệnh. Tuy nhiên vẫn còn khá nhiều tranh luận về các cơ chế tác dụng của các
thành phần đối với việc phịng và chữa bệnh.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất ở Việt nam
Theo những thông tin được khảo sát trên thực tế cho thấy việc nghiên cứu về
sản phẩm Kombucha ở Việt Nam là rất ít và rất hiếm các thông tin nghiên cứu
về sản phẩm này. Nhưng việc sử dụng và nuôi dưỡng nấm chè Kombucha
trong đời sống của người Việt Nam cũng đã được thực hiện rất nhiều năm
nay. Nấm chè được nuôi cấy trong dân gian rất nhiều năm cách đây với tên


-6-

gọi rất dân dã “Nước thuỷ sinh”, vào những năm 1995 – 1996 trong các gia
đình ở Hà Nội, đã có những phong trào ni nấm chè và sử dụng dịch lên men
cho giải khát và chữa bệnh. Trong những năm trước, do thiếu thông tin và tài
liệu nghiên cứu về sản phẩm này nên những nghiên cứu về nấm chè và dịch
lên men Kombucha bị hạn chế, chỉ được sử dụng như một sản phẩm lên men
kiểu gia đình. Hiện nay với sự trợ giúp của công nghệ thông tin đặc biệt là
Internet, thông tin khoa học được cập nhật nhanh hơn. Với những điều kiện về
thông tin và cơ sở vật chất sẵn có, đề tài đã mạnh dạn trong việc nghiên cứu
những tính chất ưu việt của Kombucha, lại để áp dụng vào việc sản xuất đồ
uống Kombucha theo quy mô công nghiệp, nhằm tạo thêm một sản phẩm mới
trong lĩnh vực đồ uống.
1.2. Chè và hoạt tính sinh học từ chè.
Việc nghiên cứu các tính chất và hoạt tính sinh học của lá chè có tác dụng rất
lớn trong q trình nghiên cứu các đặc tính của Kombucha. Nó giúp chúng ta
hiểu rõ hơn và sâu hơn ảnh hưởng của chè tới các tính chất chức năng của
Kombucha [18].

1.2.1. Một số khái niệm về các sản phẩm từ lá chè:
Chè xanh: là những loại lá chè được đem sấy khơ với mục đích với việc khử
hoặc khơng khử các hoạt tính enzim.
Chè đen một sản phẩm thơng dụng được sử dụng hầu hết ở tồn thế giới, là
kết quả của oxy hoá polyphenol ở lá qua các q trình enzim hố. Một số
phức polyphenol được hình thành qua q trình tạo chè đen, nhờ đó tạo mùi,
vị riêng cho chè đen.
Qua các cơng trình nghiên cứu về Kombucha cũng như các quá trình khảo sát
các loại chè trong nước, đề tài quyết định lựa chọn sử dụng lá chè tươi cho
mục đích nghiên cứu, với mục tiêu chủ động nguyên liệu, hiệu quả kinh tế và
đơn giản trong sản xuất.


-7-

1.2.2. Thành phần hố học của lá chè
Thành phần chính của lá chè gồm 2 nhóm chính là nước và chất khô.
1.2.2.1. Nước:
Nước trong lá chè là môi trường, trong đó xảy ra sự tương tác của các chất
hồ tan. Ngồi ra nước cịn tham gia trực tiếp vào các phản ứng thuỷ phân,
oxy hoá khử xảy ra liên tục trong các tế bào. Hàm lượng nước trong lá chè
thường dao động trong khoảng sau [4]:
- Búp chè (tôm) chứa khoảng 76,6% nước
- Lá thứ nhất chứa khoảng 75,6 % nước
- Lá thứ hai chứa khoảng 75,6 % nước
- Lá thứ ba chứa khoảng 74,3 % nước
1.2.2.2. Chất khô:
Chất khô của chè đuợc chia làm hai nhóm chính là nhóm tan trong nước và
nhóm khơng tan trong nước. Cả hai nhóm này theo tỷ lệ về chất và lượng đều
có ảnh hưởng khơng nhỏ đến q trình tạo ra sản phẩm. Các hợp chất hoà tan

trong nước bao gồm :
+ Các

chất

hợp chất phenol: chiếm 25-35 % chất khô, bao gồm hỗn hợp các

catesin,

antoxantin,

antoxianin,

các

axit

phenol

cacboxylic,

leicoantoxianin ...Các hợp chất pectin
+ Các

loại rượu và các axít hữu cơ khác như sucxinic, limonic, lactic...

+ Các

hợp chất nitơ khác; protein hoà tan trong nước, các axit amin

+ Các

dẫn xuất của purin như caffein, guanin, adenin, teofilin,

teobromin, xantin hay còn gọi là các Ancaloit
+ Các

loại hợp chất màu, chất thơm,

+ Khoáng

chất và các sinh tố như vitamin C, vitamin nhóm B, P, ...[4]


-8OH
OH

(+) 2,3 - trans
(-) 2,3 - cis

OH
C

OH

OH

O
O

R1

2
3

OH

catechin

OH

OH

catechin
epicatechin:
R1=R2=H

OH

gallocatechin
epigalocatechin
R1 = OH
R2 = gallate

O
R1

2
3

gallocatechin gallate
epi gallocatechin gallate
R1 = OH
R2 =gallate

O R2
OH

OH

gallate
O R2

epicatechin

Hình 1.1 : Các hợp chất catesin của chè xanh [4, 5]
R1

R
OH

HO

OH

O

HO

R2

O
R

O
R

R

CH3

R3

N

OH

N
OH

OH

O

Quercetin
R1 = OH
R2 = H

Kaempferol
R1 = H

R2 = H

R

Myricetin
R1 = OH
R2 = OH

N

O

N
O

HO

caffeine: R=CH3
theophylline R= H

R3 = OH hay O-glycoside

R

CH3

R
O

HO

OR

OH

OH

OH

theaflavin
R=H
theaflavin gallate
R= gallate

R
HO

O
R

OH
NH2

OH

OH

O

HO

O

OR

OH

NHC2H5

CO2H

theanine

O

proanthocyanidins
R
R=H or OH
R' = additionnal units

R'

OH

Hình 1.2: Cơng thức cấu tạo của một số thành phần có trong chè [4, 5]

1.2.3. Vai trị các chất hoạt tính sinh học của lá chè:
Các hợp chất polyphenol là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất của lá chè.
Nó bao gồm các hợp chất flavonoit, tanin và acaloit.
1.2.3.1. Các hợp chất flavonoit: bao gồm các hợp chất catesin và flavonol

Catesin: là những hợp chất khơng màu, dễ dàng bị ơxi hóa, có dạng flavanol3 [4].
Các dẫn xuất của nó: (¡)-epicatesin (EC), (¡)-epicatesin gallate (ECG), (¡)epigallocatesin (EGC), (¡)-epigallocatesin gallate (EGCG), (+)-catesin (C), và
(+)-gallocatesin (GC) [18].
Các hợp chất catesin có khả năng làm giảm quá trình hấp thụ cholesterol
trong ruột [18].


-9-

Các hợp chất catesin có khả năng chống oxy hóa mạnh nhất trong các loại
phenol đã biết đến của thực vật. EGCG mạnh gấp 20 lần so với Vitamin C,
gấp 30 lần vitamin E và gấp 2 - 4 lần so với hydroxyanisol (BHA) và
hydroxytoluen (BHT) đã được butyl hóa.
Trong một số điều kiện các hợp chất catesin cịn có thể có khả năng bảo vệ và
ngăn chặn rất cao đối với q trình peroxy hóa các lipit trong các mô não.
Người ta cũng đã chứng minh được rằng catesin có hoạt động tốt hơn khi có
sự hiệp trợ của tocopherol và các axít hữu cơ [18].
Các hợp chất flavonol: Chủ yếu là quercetin, kaempferol, myricetin và các
dẫn xuất glycozit của chúng.
Các hợp chất flavonol tinh chế ít có khả năng hấp thụ nhưng các glucosit của
nó thúc đẩy nhẹ q trình hấp thụ trong cơ thể người. Có thể do có tồn tại
hoạt tính vận chuyển glucoza trong đường ruột.
Quercetin và theanin giảm áp suất máu do đó làm giảm sự phát triển của các
bệnh về tim mạch [18].
Rất nhiều nghiên cứu khoa học chỉ ra rằng: Các hợp chất Catesin và flavonol
của chè có tính chất chống oxy hóa rất tốt với sự có mặt của các dạng hình
thái có khả năng phản ứng với oxy và các gốc tụ do trong cả điều kiện ưa
nước và kỵ nước [18].
1.2.3.2. Các hợp chất tanin:
 Tanin thuỷ phân bao gồm: galotanin và elagotanin

 Tanin ngưng tụ
1.2.3.3. Các hợp chất Ancaloit:
Ancaloit là các dẫn xuất của purin các như caffein, guanin, adenin, teofilin,
teobromin, xantin hay còn gọi là các
Theo những cơng trình đã nghiên cứu về Kombucha thì hàm lượng của các
acaloit trong dịch trước và sau khi lên men là không đổi. Ảnh hưởng của


- 10 -

những chất này trong quá trình lên men có tác dụng như những tác nhân kích
thích cho hoạt động lên men của nấm chè. Trong những hợp chất acaloit của
lá chè, hàm lượng cafein là chính cịn các loại khác chỉ là thành tố bổ trợ cho
chức năng của cafein. Do vậy trong nghiên cứu của em, cafein được đem
nghiên cứu tương ứng cho thành phần acaloit trong lá chè.
Những tác dụng của các hợp chất cafein và các chất gần nó tác dụng đến cơ
thể con người thể hiện ở 3 điểm lớn sau:
- Kích thích hệ thần kinh trung ương, làm cho tinh thần minh mẫn, tăng
cường sự lĩnh hội của não bộ.
- Kích thích cơ năng và tăng cường hoạt động của tim. Nhờ tác dụng này
giúp cho cơ thể chống được sự mỏi mệt, tăng sự dẻo dai.
- Kích thích hoạt động của thận, tăng cường lưu thơng máu. Nhờ đó giúp
cho cơ thể nhanh chóng thải ra ngồi những sản phẩm thừa của sự trao đổi
chất, và hấp thụ oxy trong cơ thể
1.3. Thành phần hoá học đồ uống Kombucha
1.3.1. Khái niệm:
Kombucha là một loại đồ uống lên men rất dễ chịu thu đuợc từ quá trình lên
men đường và các chất triết từ chè bởi một tổ hợp cộng sinh giữa vi khuẩn và
nấm men.
1.3.2. Phân loại:

Tên gọi: Ngoài tên gọi là Kombucha nó cịn có nhiều tên gọi khác ở những
quốc gia khác như: Manchurian, Mo-Gu, Champignon de longue vie,
Kwassan, Kargasok Tea, Kocha kinoko, Fungojapon, Indo-Japanese Tea
Fungus, Pichia Fermentans, Cembuya Orientalis, Combuchu, Tschambucco,
Volga Spring.


- 11 -

Các dạng chế phẩm: Kombucha có hai dạng chế phẩm ở thể rắn, lỏng, trong
hai dạng này Kombucha dạng lỏng là sản phẩm thông dụng nhất.
1.3.3. Thành phần: (đồ uống khi khơng cịn vi sinh vật)
− pH = 2 - 2,5
− Tỷ trọng: 1,036 - 1,073 g/ml
− Nồng độ muối: 49 – 94 %o
Các loại axít: gần 40 loại axit khác như axit glucuronic, axit axetic, rượu,
acetoaxetic axit, benzoic axit, propenyl ester, benzonitrile, butanoic axit,
caffeine, citric axit, cyanocobalamin, decanoic axit, ethyl acetate, fructoza, dgluconic axit, glucoza, hexanoic axit, itaconic axit, 2-keto-gluconic axit, 5keto-gluconic axit, 2-keto-3-deoxy-gluconic axit, lactic axit, niacinamide,
nicotinic axit, pantothenic axit. Sự có mặt của gần 40 loại axit hữu cơ trong
sản phẩm của quá trình này là nguyên nhân chính của việc giảm độ pH trong
dịch lên men [18].
Ngồi ra cịn phát hiện được một số loại vitamin và hợp chất khác có lợi cho
sức khoẻ có trong đồ uống Kombucha.
Bảng 1.1: Thành phần vitamin trong đồ uống Kombucha [23]
Vitamin

Tỷ lệ mg/100 ml

Vitamin C

0,096

Niacinamide

0,535

Folic Axit

0,233

Riboflavin

0,966


- 12 OH
HO
HO

OH
O

HO
O

HO
O

HO

OH

HO
O

D-glucuronic acid

gluconolacton
HO

OH

O

HO

OH HO

OH
HO

HO
O

HO

OH

D-glucaric acid

O

HO

OH

gluconic acid

Hình 1.3: Cơng thức cấu tạo của một số thành phần của đồ uống Kombucha [25]

1.4. Thành phần và đặc tính vi sinh vật lên men Kombucha.
1.4.1. Khái niệm nấm chè:
Nấm chè (tea fungus): là một tổ hợp cộng sinh mạnh mẽ giữa nấm men và các
lồi vi khuẩn có ích khác nhau. Chúng có thể ức chế sự gây nhiễm tiềm tàng
của vi khuẩn có hại. Nó là một tác nhân rất quan trọng quyết định tới chất
lượng của đồ uống Kombucha.
Nấm chè chủ yếu gồm 2 loại: nấm men và vi khuẩn
Những chủng vi khuẩn axit axetic tìm được trong nấm chè là Acetobacter
xylinum, Acetobacter xylinoides, Bacterium gluconicum, Acetobacter aceti,
Acetobacter pasteurianus, Acetobacter ketogenum [19,24].
Nấm men được nhận dạng trong đó là Schizosaccharomyces pombe,
Saccharomycodes ludwigii, Kloeckera apiculata, Saccharomyces cerevisiae,
Zygosaccharomyces

bailii,

Brettanomyces

bruxellensis,

Brettanomyces

lambicus, Brettanomyces custersii, Candida and Pichia sp [19,24].
1.4.2. Đặc tính của nấm chè:
Nấm chè nhìn có màu xám trắng và dẹt, nổi trên bề mặt của thiết bị lên men.
Để có thể phân biệt một loại ở giai đoạn trưởng thành và những loại nấm chè


- 13 -

mới, ta thường phân biệt bằng màu sắc của chúng trong dịch lên men. Những
loại trưởng thành thường có màu nâu nhạt vì bị nhuộm màu bởi sống lâu
trong mơi trường dinh dưỡng của dịch chè. Cịn những loại mới sinh có màu
trắng xám. Những thành phần trong cấu trúc của nấm chè đã được nghiên cứu
rất kỹ. Giữa vi khuẩn và nấm men có trong q trình lên men, hình thành sự
cộng sinh mạnh mẽ có thể ức chế sự gây nhiễm tiềm tàng của vi khuẩn. [19]
Để có thể lựa chọn được một loại nấm chè cho quá trình lên men tạo đồ uống
Kombucha trên quy mơ cơng nghiệp cần phải dựa trên các đặc tính vốn có
của chúng. Nấm chè được tạo thành từ sự cộng sinh giữa nấm men và vi
khuẩn nên việc lựa chọn cũng phải dựa trên cơ sở là nấm men và vi khuẩn để
xác định. Chúng ta không thể phân tách riêng rẽ giữa các chủng nấm men và
vi khuẩn trong những môi trường riêng biệt để kiểm chứng khả năng phát
triển của từng loại.
1.4.3. Cơ chế hình thành sản phẩm trong đồ uống Kombucha
Sự chuyển hoá tổng hợp và nồng độ phụ thuộc vào nguồn gốc loại nấm chè,
nồng độ đường và thời gian lên men. Nấm men và vi khuẩn sử dụng cơ chất
bằng những cách khác và bổ sung khác. Tế bào nấm men hydro hoá glucoza
và fructoza từ saccaroza và tạo ra ethanol. Vi khuẩn axetic sử dụng glucoza để
tạo thành axit gluconic, và ethanol để tạo thành axit axetic. Trong nghiên cứu
này sự tổng hợp axit lactic được cho là hoạt động của vi khuẩn lactic trong

ethanol và axetic axit. Nó cũng chỉ ra rằng quá trình lên men bao gồm quá
trình tổng hợp các loại vitamin nhóm B và axit folic. Giá trị pH của
Kombucha giảm trong quá trình lên men cùng với sự tăng lên của axit hữu cơ
chứa trong nó. Nhiều yếu tố phức tạp có thể xuất hiện nhưng nó khơng đựoc
giải thích. Hiện nay khoa học chưa thể lý giải nổi thành phần của chè đã ảnh
hưởng trong quá trình lên men hay sự thay đổi như thế nào đến đồ uống
Kombucha [16, 19, 25, 26].


- 14 -

Theo một số cơng trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học thì Acetobacter
xylinum có khả năng tổng hợp xelluloza liên kết nổi, làm tăng sự hình thành
liên kết giữa vi khuẩn và nấm men. Một số chủng vi khuẩn có trong nấm chè
chuyển hố glucoza thành gluconic axit và fructoza thành axit axetic [26].
Cơ chế hoạt động của một số q trình chuyển hố có trong đồ uống
Kombucha:
Saccaroza

enzym

glucoza, fructoza

nấm men

Etanol + CO 2

vi khuẩn Bacterium gluconicum
Acetobacter axetic...
Axit Glucuronic, Axetic, Xelluloza

Axit gluconic, ascorbic và một số sản phẩm khác
Cafein và những thành phần liên quan xanthin của chè kích thích hoạt động
tổng hợp xelluloza của vi khuẩn. Axit axetic kích thích vi khuẩn sản sinh
rượu, cịn rượu quay trở lại giúp ích cho vi khuẩn axit axetic phát triển và sản
sinh ra axit axetic. Cả etanol và axit axetic được cho là gián tiếp chống lại
hoạt động nhiễm khuẩn trở lại của vi khuẩn. Hay nói cách khác là có một q
trình bảo vệ ngược sự nhiễm khuẩn của nấm chè [19, 26].
Quá trình lên men Kombucha là một q trình chuyển hố đa dạng và phức
tạp. Ngồi những sản phẩm chính của q trình lên men là các loại axit như
axit glucuronic, axit axetic, rượu, vitamin..., các chủng vi khuẩn luôn tạo ra
những sản phẩm phụ nhất định đặc trưng cho quá trình lên men. CO 2 là một
trong những sản phẩm đó, được sinh ra chủ yếu từ quá trình lên men nhờ các
chủng vi sinh vật. Các chủng vi sinh vật sinh trưởng phát triển mạnh thì lượng
CO 2 được tạo ra càng nhiều.
Người ta cịn cho rằng trong q trình lên men, diễn ra q trình tổng hợp các
vitamin nhóm B và các axit folic [23].


- 15 -

Tuy nhiên, cho đến nay người ta vẫn chưa hiểu rõ sự trao đổi chất và sự tác
động qua lại giữa các vi sinh vật.
1.5. Các tính chất chức năng của đồ uống Kombucha:
Rất hiếm các thông tin khoa học nói rõ vai trị và tác dụng có lợi cho sức khoẻ
của các thành phần có trong Kombucha. Lợi ích của nó chỉ được xác định dựa
trên những lời xác nhận của những người sử dụng.
Theo nhiều nguồn tài liệu độc lập khác nhau người ta đã liệt kê được các khả
năng của Kombucha trong việc phòng chống và điều trị các bệnh như: loại
các độc tố của cơ thể; giảm mức độ cholesterol; giảm hiện tượng sơ vữa thành
mạch bằng cách tái tạo lại thành tế bào; giảm áp suất máu; giảm hiện tượng

viêm nhiễm; giảm các triệu chứng viêm khớp, thấp khớp và gút; tăng cường
chức năng của gan; ổn định hoạt động của đường tiêu hóa và chữa bệnh trĩ;
giảm béo phì; ngăn ngừa và chữa các bệnh nhiễm trùng bàng quang và giảm
hiện tượng vơi hóa thận [18].
1.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men.
1.6.1. Ngun liệu
Hàm lượng chất hịa tan trong nước là một chỉ tiêu khách quan và quan trọng
để đánh giá chất lượng của chè. Hàm lượng chất hồ tan thu được từ chè khi
ta trích ly chúng trong nước nóng. Hàm lượng chất tan của mỗi loại chè
không giống nhau, phụ thuộc nhiều vào độ tuổi của lá chè cũng như mùa thu
hái. Các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu và đưa ra bảng số liệu cho
thấy rõ hơn những ảnh hưởng của tuổi lá, mùa thu hái đến hàm lượng chất
hoà tan của chè:


- 16 -

Bảng 1.2. Hàm lượng chất chiết trong các búp chè hai và ba lá trong lá chè
tươi thu được trong những giai đoạn khác nhau [4, 5].
Búp hai lá
Tháng tuổi

Búp ba lá

Lá chè già

(theo % chất khô) (theo % chất khơ) (theo % chất khơ)

5

41,13

41,28

30,25

6

44,14

42,32

30,41

7

45,60

43,89

40.75

8

45,36

43,70

39,91

9

44,91

35,73

35,52

10

40,90

39,60

31,52

Trung bình

43,84

42,42

34,73

Ở ngun liệu chè non thì lượng chất hồ tan trong q trình trích ly lớn hơn.
Thành phần chủ yếu của chất chiết từ lá chè là các hợp chất có đặc tính
polyphenol, hợp chất màu và các hợp chất acaloit. Ngoài ra cịn có một số
chất khác ảnh huởng khơng nhỏ đến chất lượng sản phẩm.
Nghiên cứu về ảnh hưởng của chất chiết lá chè đến chất lượng sản phẩm
Kombucha, đề tài quan tâm đến hàm lượng của các hợp chất polyphenol hay

còn gọi là tanin trong chè và những ảnh hưởng của các hợp chất acaloit. Các
phức chất tanin của chè (các chất chát) được hiểu là một hỗn hợp phức tạp
của các hợp chất có đặc tính polyphenol. Nhưng khơng có nghĩa là tất cả các
hợp chất polyphenol trong lá chè đều tham gia vào tổ hợp phức chất tạo thành
tanin. Do đó việc phân biệt giữa các hợp chất tanin với các hợp chất màu thực
vật, các polyphenol khác như axit cafeeic, axit clorogenic ... là rất khó. Tất cả
các hợp chất này cùng tồn tại với nhau trong tự nhiên, có liên quan mật thiết
với nhau về quá trình tổng hợp hố học để hình thành nên các chất. Vì vậy khi


- 17 -

nói đến các phức chất tanin người ta phải xem xét tới cả những hợp chất có
liên quan đến nó.
Tanin chè có bản chất mn màu mn vẻ. Hợp chất tanin không phải là một
đơn chất mà là một hỗn hợp phức tạp của nhiều hợp chất polyphenol. Trong
thành phần tổ hợp của tanin chè có các phenol, catesin đơn giản và các sản
phẩm oxy hoá của chúng gọi là tanin phân tử lớn. Theo những tài liệu đã
nghiên cứu của những nhà khoa học trên thế giới thì thành phần tổ hợp của
tanin trong lá chè tươi một tôm ba lá của Việt nam như sau:
Bảng 1.3. Thành phần tổ hợp của tanin trong lá chè tươi một tôm ba lá của
Việt Nam [4, 5]
Tên các chất

Hàm lượng (% tổng số tanin)

1

L-epicatesin

5,54

2

L- epigalocatesin

16,09

3

D, L – galocatesin

9,98

4

L-epicatesingalat

12,73

5

L- epigalocatesingalat

55,64

6

Tống cộng

99,98 (% tính theo tổng lượng
catesin)

Hợp chất ancaloit trong lá chè có thành phần là: cafein, xantin, teobromin,
teofilin, adenin…, trong đó cafein chiếm chủ yếu. Các hợp chất acaloit trong
tự nhiên nói chung, trong lá chè nói riêng có hoạt tính sinh học có lợi cho cơ
thể. Trong đó hay được nhắc tới là cafein và các chất gần nó nhất là
teobromin và teofilin.


- 18 -

1.6.2. Công nghệ chế biến
1.6.2.1. Ảnh hưởng của thành phần dinh dưỡng
Đối với nấm chè cho lên men đồ uống Kombucha, vi sinh vật sử dụng các
khoáng chất trên từ dịch chiết của lá chè - một môi trường đã có sẵn các thành
phần khống chất đa dạng như sau [4, 5]:
Bảng 1.4: Thành phần các khoáng chất có trong chè.
Nhơm

0.069 %

Photpho

0.32 %

Canxi

0.46 %

Kali

0.76 %

Cu

0.002 %

Silic

0.024 %

Sắt

1.15 %

Natri

0.030 %

Magie

0.22 %

Lưu huỳnh

0.088 %

Mangan

0.12 %

Kẽm

0.003 %

Như vậy điều này cũng cho ta thấy được thành phần dịch chè là một nguồn
dinh dưỡng khống có thể đảm bảo cho q trình lên men tạo sản phẩm
Kombucha.
1.6.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất
Trong q trình lên men, đường saccaroze chuyển hố thành glucoza và
fructoza. Các tế bào nấm men trước khi sử dụng các loại đường có trong mơi
trường đều phải thực hiện một trong hai quá trình sau: hoặc là hấp thụ hồn
tồn các loại đường đó qua màng, hoặc là thuỷ phân chúng ngay trong môi
trường rồi mới hấp thụ một số hay toàn bộ các sản phẩm thuỷ phân nói trên.
Sau khi các loại đường được hấp thụ vào tế bào của nấm men có trong nấm
chè, chúng bị chuyển hoá bởi theo sơ đồ đường phân hay còn gọi là EMP
(Embden-Mayerhof-Parnas) để tạo thành axit pyruvic. Do nấm men khơng có
khả năng chịu đựng trong mơi trường có độ axít cao nên axít pyruvic sau khi
sinh ra ngay lập tức bị chuyển đổi thành CO 2 , acetaldehyd và cuối cùng là