Tìm hiểu về trà kombucha vi sinh vật, phương thức sản xuất, công dụng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (966.78 KB, 38 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA HÓA

------------

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 1
Đề tài: Tìm hiểu về trà Kombucha: vi sinh vật, phương thức sản
xuất, công dụng

Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Lý Thùy Trâm
Nhóm

:2

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 6 năm 2020

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, xu thế mới của người tiêu dùng ngày càng quan tâm nhiều hơn đến sức khỏe khi lựa chọn
sản phẩm nước giải khát cho mình, những thức uống có nguồn gốc từ thiên nhiên không chỉ có chức
năng giải khát mà còn có các đặc tính sinh học có lợi cho sức khỏe ngày càng được ưa chuộng. Việc chế
biến nước giải khát từ trà tươi lên men là một hướng phát triển mới đầy triển vọng.
Trong đồ án Công nghệ 1 này, nhóm chúng em đã tìm hiểu và trình bày về đề tài “Tìm hiểu về trà
Kombucha: vi sinh vật, phương thức sản xuất, công dụng” đã và đang được áp dụng trên thế giới và Việt
Nam.
Hy vọng đề tài rằng có thể mang đến một cái nhìn tổng quan cho mọi người về đồ uống lên men
Kombucha và từ đó có thể tìm hiểu và để xuất một số phương pháp mới cho việc sản xuất với quy mô
lớn hơn ở Việt Nam.

MUC LUC

MỤC LỤC...........................................................................................................4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ TRÀ KOMBUCHA.........................................5
1.Giới thiệu về trà Kombucha..........................................................................5
1. Lợi ích của trà Kombucha...........................................................................7
1.1. Hoạt động kháng khuẩn........................................................................7
1.2. Giải độc.................................................................................................8
1.3. Thuộc tính chống ung thư.....................................................................8
1.4. Hoạt tính chống oxy hóa.......................................................................9
1.5. Các lợi ích khác của trà Kombucha......................................................9
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước...............................10
2.1. Các nghiên cứu về Kombucha trên thế giới........................................10
2.2. Các nghiên cứu về Kombucha ở Việt Nam.........................................11
CHƯƠNG II. SẢN XUẤT TRÀ KOMBUCHA...............................................12
1. Nguyên liệu................................................................................................12
1.1. Trà đen................................................................................................12
1.2. Trà xanh..............................................................................................12
1.3. Trà ô long............................................................................................14
1.4. Nguồn Cacbon....................................................................................14
1.5. Nấm trà...............................................................................................15
2. Hệ vi sinh vật.............................................................................................15
3. Quá trình sản xuất......................................................................................20
3.1. Kombucha theo truyền thống..............................................................20
3.1.1. Quy trình sản xuất............................................................................20
3.1.2.Những thay đổi sinh lí trong khi lên men Kombucha.......................22
3.1.3.Hoạt động của vi sinh vật trong Kombucha.....................................27
3.1.4. Thành phần hóa học có trong Kombucha........................................27
4

3.1.5.Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men kombucha.................................30
3.2. Đề xuất quy tình sản xuất Kombucha theo công nghiệp........................31
3.2.1.Qui trình công nghệ..........................................................................31
...........................................................................................................................32
...........................................................................................................................32
...........................................................................................................................32
...........................................................................................................................32
...........................................................................................................................32
...........................................................................................................................32
...........................................................................................................................32
3.2.2.nhìn nhận qui trình công nghệ..........................................................33
CHƯƠNG III. KẾT LUẬN, KIẾN NGHI.........................................................33
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................34

5

CHƯƠNG I. TÔNG QUAN VÊ TRA KOMBUCHA

1.Giới thiệu về trà Kombucha
Trà Kombucha còn được gọi là trà thủy sâm, trà nấm hay trà Mãn Châu. Là thức
uống lên men bởi nước trà đường do sự cộng sinh của quần thể nấm men và vi khuẩn
(SCOBY). Kombucha gồm 2 phần chính là pha lỏng và lớp màng nổi xenlulose, có vi
hơi ngọt, hơi chua [2]. Chất nền sử dụng để làm trà Kombucha có thể là trà xanh hoặc
trà đen nhưng trà đen và đường sucrose được coi là chất nền tốt nhất cho quá trình lên
men. [2]
Kombucha có nguồn gốc ở phía Đông Bắc Trung Quốc (Mãn Châu), nó được đánh
giá cao trong triều đại Tsin (Thời Ling Ling), khoảng năm 220 trước Công nguyên, vì
tính chất khử độc và cung cấp năng lượng. Vào năm 414 sau công nguyên, Kombucha
được biết đến ở Nhật Bản như một loại thuốc để chữa các vấn đề tiêu hóa. Vào đầu thế

kỉ thứ XX, khi các tuyến thương mại được mở rộng, Kombucha (tên thương mại cũ là
Mo Mo ‐ Gu Tiết) đã lần đầu tiên đến Nga và sau đó vào các khu vực Đông Âu khác
và xuất hiện ở Đức. Trong chiến tranh Thế Giới thứ II, đồ uống này một lần nữa được
đưa vào Đức, và vào những năm 1950, nó đã đến Pháp và cả ở Bắc Phi- dần dần thống
tri Bắc Phi trở thành nơi tiêu thụ khá phổ biến. Trong những năm sau chiến tranh,
nhất là vào những năm 1950 nhu cầu của con người ở Ý đối với Kombucha ngày càng
cao. Vào những năm 1960, các nhà nghiên cứu khoa học ở Thụy Sĩ đã báo cáo rằng
uống Kombucha cũng có lợi tương tự như việc ăn sữa chua và sự phổ biến của
Kombucha tăng lên đáng kể [2]. Đến nay, Kombucha được các nhà sản xuất lớn sản
xuất ngày càng nhiều và được công nhận là thức uống lên men với nồng độ cồn thấp
được tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới, nhất là ở Hoa Kì. [1, 2, 8]

1

Hình 1.Trà Kombucha
Trà Kombucha được lên men bằng cách cho nấm trà vào nước dùng trà có đường.
Theo công thức chuẩn thì người ta thường dùng sucrose để làm ngọt nó giúp biến chất
nền đường trà trở nên có giá tri dinh dưỡng và có tính dược lí [4]. Lượng sucrose thích
hợp sử dụng cho quá trình là 50g/L, nó cung cấp lượng acid lactid và enthanol tối ưu.
Thời gian lên men tốt nhất là từ 7 đến 10 ngày trong điều kiện hiếu khí sẽ cho ra
Kombucha với mùi vi và hương vi dễ chiu. Nếu lên men với thời gian dài hơn sẽ tạo ra
lượng acid cao dẫn đến nhiều nguy cơ cho con người, không tốt cho sức khỏe. [2]
Ngoài sử dụng chất nền truyền thống là trà đen hoặc trà xanh được làm ngọt từ 58% sucrose thì còn có một số chất nền khác được nghiên cứu sử dụng như:
+ Đồ uống Kombucha từ chất thải trà: theo Jayabalan và những người khác
(2007 , 2008a ). [2]
+ Đồ uống Kombucha hương trái cây: từ trà dâu, trà xanh Nhật Bản, trà hoa nhài và
trà ô long ( Talawat và những người khác ( 2006 ); từ cây xô thơm, húng tây và trà bạc
hà (Velićanski và những người khác ( 2013) ); từ nước ép anh đào chua ngọt ( Yavari
và những người khác 2010 ) [2]

+ Đồ uống Kombucha lên men từ sữa bò theo Malbasa và những người kacs (2009);
Bellpso Morales và Hernandez Sanchez (2003) đã thực hiện thành công Kombucha
trên váng sữa phô mai [2] .
+ Chiết xuất củ atisô Jerusalem cũng đã được báo cáo trong một số bài viết, người
ta thấy rằng nước giải khát Kombucha thu được trên chất nền củ atisô Jerusalem có thể
thích hợp làm sản phẩm ăn kiêng vì hàm lượng D-glucose và D-fructose thấp. [2]
+ Đồ uống Kombucha lên men từ sữa bò theo Malbaša và những người khác (2009)
Belloso Morales và Hernández Sánchez( 2003) đã trồng thành công Kombucha
trên váng sữa phô mai. [2]
+ Dùng mật rỉ của củ cải đường, theo các kết quả nghiên cứu vào năm 2001 của
Loncar và những người khác; sau đó Mabasa và những người khác năm 2008 cũng xác
nhận thêm rằng mật rỉ từ chế biến củ cải đường có thể được sử dụng như một nguồn
Cacbon chi phí thấp trong quá trình lên men Kombucha của trà đen. Các sản phẩm thu
được trên các chất nền này rất giàu acid lactic, có thể được coi là một lợi thế so với sản
phẩm trên Sucrose. [2]

2

Đến nay, đã có rất nhiều tài liệu nghiên cứu về trà Kombucha, bắt đầu từ khoảng
những năm 1994 cho thấy trà Kombucha ngày càng được biết đến và được tìm ra
nhiều hơn ,với hệ vi sinh vật phong phú, đa dạng và lợi ích sức khỏe mà nó mang lại.
Đa số các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của trà Kombucha đã được tiến hành trên
chuột, thỏ, vit, chó, lợn, gà và tế bào lympho máu ngoại biên của con người [1,2].

1.Lợi ích của trà Kombucha
Hiện nay, Kombucha tiêu thụ nhiều không chỉ do vi thơm ngon dễ uống của nó mà
còn do những công dụng tuyệt vời mà nó mang lại.

1.1.Hoạt động kháng khuẩn

Trà Kombucha được biết là có hoạt động kháng khuẩn đáng chú ý chống lại một
loạt các vi sinh vật. Nhiều nghiên cứu khoa học đã được thực hiện về chủ đề này và
nước dùng Kombucha đã được chứng minh có hoạt động ức chế chống lại nhiều vi
sinh vật gây bệnh có nguồn gốc Gram dương và Gram âm. Trà Kombucha đã chứng
minh khả năng ức chế sự phát triển của mầm bệnh như vi khuẩn Helicobacter
pylori (vi khuẩn gây bệnh viêm loét dạ dày tá tràng), Escherichia coli (vi khuẩn gây
bệnh

tiêu

chảy

phổ

aeruginosa , Staphylococcus aureus ,

biến), Entamoeba

cloacae , Pseudomonas

lớp biểu bì Staphylococcus , Agrobacterium

tumefaciens, Bacillus cereus , Aeromonas hydrophila , Salmonella typhimurium
enteritidis Salmonella , Shigella sonnei , monocytogenes Leuconostoc , Yersinia
enterocolitica ,

Campylobacter jejuni và Candida albicans. Hoạt tính kháng khuẩn

này của nước dùng được cho là do giá tri pH thấp của đồ uống này, đặc biệt là do sự
hiện diện của axit axetic nói riêng và một loạt các axit hữu cơ và catechin khác cũng

như nhiều protein lớn được tạo ra trong quá trình lên men. Axit axetic và catechin
được biết đến đặc biệt để ức chế một loạt các vi sinh vật gram dương và gram
âm. . Trong thời gian gần đây, sự xuất hiện của các chủng mầm bệnh kháng thuốc liên
quan đến các bệnh ở người đã được nhìn thấy rộng rãi và việc sử dụng trà Kombucha
như một sản phẩm kháng khuẩn có thể được sử dụng để khắc phục vấn đề này . Ở khía
cạnh này, người ta đã chứng minh rằng hoạt động kháng khuẩn của trà Kombucha
được pha chế ở dạng trà xanh cho thấy hoạt động cao hơn trà Kombucha được pha chế
từ trà đen [3] .

3

1.2.Giải độc
Kombucha có chứa nhiều acid glucuronic (GA). GA giúp giải độc gan bằng cách
kết hợp với các chất thải, độc tố sinh ra từ các dược phẩm và ô nhiễm môi trường rồi
chuyển hoá chúng thành các hợp chất dễ hoà tan mà cơ thể có thể dễ dàng đẩy ra
ngoài. Trong một nghiên cứu, nhờ uống kombucha mà các tế bào gan đã được bảo vệ
khỏi sự oxy hóa và vẫn duy trì sinh lý bình thường mặc dù bi tiếp xúc với một chất độc
cụ thể. Theo các nhà nghiên cứu, đây là "do các hoạt động chống oxy hóa của
kombucha và có thể có lợi đối với bệnh gan, nơi stress oxy hóa (oxidative stress) xảy
ra".

1.3.Thuộc tính chống ung thư
Chất phytochemical chế độ ăn uống đã được xác đinh là tác nhân chống ung thư
hiệu quả. Vì vậy, gần đây có một xu hướng tiêu thụ thực phẩm giàu các hợp chất hoạt
tính sinh học này. Các nghiên cứu khoa học đã tuyên bố rằng Kombucha cũng có tác
dụng chống ung thư . Các nhà khoa học đã đưa ra nhiều cơ chế khả thi cho khả năng
chống ung thư của loại đồ uống này. Ví dụ, đã có báo cáo rằng khả năng của loại đồ
uống lên men này hoạt động như một chất chống ung thư là do sự hiện diện của
polyphenol trong trà và các chất chuyển hóa thứ cấp được tạo ra trong quá trình lên

men. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng của polyphenol trong trà trong đồ
uống lên men này có tác dụng ức chế đột biến gen, ức chế sự tăng sinh của tế bào ung
thư và gây ra apoptosis tế bào ung thư và khả năng chấm dứt di căn đã được nêu bật là
cơ chế có thể cho các đặc tính chống ung thư . Nó cũng đã được lưu ý rằng việc tiêu
thụ trà Kombucha có thể giúp bệnh nhân ung thư kiểm tra lại độ pH trong máu thường
tăng hơn 7,56 trong quá trình bệnh. Ngoài ra, bệnh nhân ung thư thiếu axit L-lactic
trong các mô liên kết của họ; điều này cũng có thể được sửa chữa bằng việc tiêu thụ
Kombucha, trong đó quá trình lên men tạo ra axit lactic như một sản phẩm phụ. Nhiều
hợp chất được xác đinh là có trong trà Kombucha như polyphenol, axit gluconic, axit
glucuronic, axit lactic và vitamin C được biết là có khả năng làm giảm sự xuất hiện
của ung thư dạ dày. Người ta cũng phát hiện ra rằng Kombucha có chứa D-saccharic
acid-1,4-lactone (DSL) được biết là có tác dụng ức chế hoạt động của glucuronidase,

4

một loại enzyme được cho là có liên quan gián tiếp đến ung thư. Glucuronidase có khả
năng thủy phân glucuronide và sản xuất aglycones gây ung thư [3].

1.4.Hoạt tính chống oxy hóa
Trong quá trình lên men Kombucha, nhiều hợp chất có đặc tính nhặt rác triệt để
được giải phóng từ chính lá trà . Polyphenol và catechin là nhóm hợp chất chính được
tìm thấy trong trà thuộc nhóm flavanol .Polyphenol được coi là có hàm lượng chất
chống oxy hóa rộng vì chúng có khả năng làm sạch các gốc tự do và các loại oxy phản
ứng (ROS) . Polyphenol chiếm khoảng 30% tổng trọng lượng khô của lá trà tươi và
epigallocatechin, epigallocatechin-3-gallate, epicatechin-3-gallate và epicatechin là
những loại polyphenol nổi bật nhất được tìm thấy trong lá trà . Trà Kombucha khi
được pha chế sử dụng trà xanh, trà đen và chất thải từ trà đã được chứng minh là có
hoạt động nhặt rác triệt để cao. Khi các hợp chất phenolic phức tạp có trong môi
trường axit hoặc khi các enzyme được giải phóng bởi vi khuẩn và nấm men trong nấm

trà, sự phân hủy các phân tử phức tạp thành các phân tử nhỏ xảy ra và điều này gây ra
sự gia tăng tổng số hợp chất phenolic có trong nước dùng trà Kombucha . Do đó, khi
quá trình lên men xảy ra, tổng hàm lượng phenol tăng . Việc sản xuất các hợp chất sở
hữu các đặc tính nhặt rác triệt để phụ thuộc vào thời kỳ nuôi cấy và nguồn gốc khởi
đầu nơi chúng quyết đinh các chất chuyển hóa nào sẽ được sản xuất . Tuy nhiên, quá
trình lên men kéo dài không phù hợp vì sự tích tụ axit hữu cơ có thể gây ra tác dụng có
hại khi trà Kombucha được tiêu thụ trực tiếp [3].

1.5.Các lợi ích khác của trà Kombucha
Các tài liệu đã nghiên cứu về Kombucha cho rằng Kombucha lợi ích sức khỏe bao
gồm antimi- lợi ích của crobial, chức năng gan và đường tiêu hóa, miễn dich kích
thích, giải độc, chống oxy hóa, chống khối u, dự phòng sức khỏe và tác dụng phục hồi
thông qua kích thích miễn dich- Lation; ức chế sự phát triển và tiến triển của ung thư,
tiểu đường và các bệnh thoái hóa thần kinh; và chức năng hệ thống thần kinh trung
ương bình thường. [1]
+ Tác động có lợi một ributed để tiêu thụ Kombucha (nấm) trà đã bao gồm phòng
ngừa một số bệnh ung thư, giảm nguy cơ viêm khớp, điều tri chứng mất ngủ, bệnh
trĩ,rối loạn tiêu hóa, bệnh tim, di ứng, hen suyễn, giảm huyết áp, tăng sức sống,tăng số
lượng tế bào T và kích thích mọc tóc. Bởi vì, trà được cho là kích thích hệ thống miễn

5

dich, nó đã trở nên phổ biến trong số người cao tuổi (Sreeramulu et al. 2000,
Cavusoglu và Guler, 2010). [8]
+ Đồ uống đã được tuyên bố là một tác nhân dự phòng và có lợi cho sức khỏe con
người như một loại thuốc lợi tiểu, trong xơ vữa động mạch, trong trường hợp bệnh gút,
đi tiêu chậm , v.v. (Kaufmann, 1966). [8]
+ Do giàu có sinh khối trong nấm trà ( Medusomyces gisevii ), nó có thể được sử
dụng làm chất bổ sung protein trong thức ăn chăn nuôi(Jayabalan và cộng sự 2010).

[8]
+ Kombucha làm cho máu có tính axit hơn, nó làm trẻ hóa người già, khiến tóc bạc
trở nên lại sẫm màu, làm săn chắc da và tăng cảm giác của sức sống và sức khỏe. [8]
+ Trong số các Vitamin, Vitamin B1, B2, B3, B6, B12 và axit folic cũng được sản
xuất trong Kombucha (Frank, 1991 Jayabalan và cộng sự. (2008) đã chứng minh
rằng Kombucha trà pha từ trà xanh, trà đen và trà chất thải có hoạt động chống oxy
hóa tuyệt vời… [8]
Từ những công dụng trên ta thấy được tiềm năng sinh học to lớn của trà Kombucha
tới sức khỏe của con người trong đời sống.

2.Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.1.Các nghiên cứu về Kombucha trên thế giới
Trà Kombucha được sử dụng rộng rãi ở một số nước trên thế giới như: Trung
Quốc,Nhật Bản, Nga,Pháp,… Từ 1852, trà Kombucha đã được chú trọng nghiên
cứu, chủ yếu là ở Châu Âu. Khoảng thời gian từ năm 1925 đến 1950, một số nghiên
cứu y khoa đã xác nhận những tuyên bố truyền thông về Kombucha và báo cáo một
số lợi ích của trà Kombucha. Có thể kể đến là: Bacinskaja (1914) và cộng sự cho
rằng kombucha tốt cho hệ tiêu hóa, điều chỉnh các hoạt động đường ruột, đặc biệt là
chống táo bón. Đến năm 1927, Madaus đã có những nghiên cứu và đưa ra kết luận
nấm Kombucha và các sản phẩm chuyển hóa của nó có tác động tích cực trong việc tái
sinh vách tế bào, một phương thuốc tuyệt vời cho bệnh xơ vữa động mạch. Vào
năm 1987, Veronika Carstens trong nghiên cứu của mình đã chỉ ra: Kombucha

6

có tác dụng giải độc cơ thể, cải thiện chức năng hệ miễn dich. Các nghiên cứu về
đinh danh các chủng vi sinh vật trong Kombucha và ứng dụng của các chủng được
phân lập từ Kombucha cũng đã có từ rất lâu: Từ năm 1928, Hermann đã đinh danh hai
chủng Bacterium xylinum và B. xylinoides và B. gluconicum.Các nhà nghiên cứu còn

xác đinh được 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 như tổ chim. Vào năm 1973, List và cộng sự đã phân lập được Acetobacter
ketogenum; Pichia fermentans; Saccharomyces apiculatus; S.ludwigli; B.xylinoides;
Schizosaccharomyces pombe từ dich nuôi cấy kombucha. Năm 2001, Kurtzman CP.
và cộng sự đã phân lập được một chủng nấm men mới từ Kombucha và đặt tên
là Zygosaccharomyces kobuchaensis. Vào năm 2006, Dutta D. và cộng sự đã có công
trình nghiên cứu về khả năng cố đinh đạm của chủng Acetobacter nitrogen
nifigens sp.nov được phân lập từ trà Kombucha.
Các nghiên cứu về Kombucha trên thế giới rất đa dạng , phong phú. Mặc dù vậy
nghiên cứu về quy trình hoàn thiện quá trình lên men Kombucha còn ít.

2.2.Các nghiên cưu vê Kombucha ơ Viêt Nam
Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu về trà Kombucha. Lương y Đinh Công Bảy,
Tổng thư ký Hội Dược liệu thành phố Hồ Chí Minh, cho biết ông cũng nghe nói đến
thủy sâm, tuy nhiên do chưa nghiên cứu nên chưa thể trả lời về công dụng thực sự của
loại trà này. Theo Hà Văn Hùng cho rằng cho đến nay Viện cũng chưa có công trình
nào nghiên cứu về thủy sâm nên không biết rõ thành phần và công dụng của nó. Tác
giả Phan Đức Bình cho biết, những quảng cáo kiểu trà Kombucha có khả năng “cải
lão hoàn đồng, tái tạo tóc, ngừa ung thư, tri bách bệnh…” đều không có những bằng
chứng xác thực. Ở Việt Nam, cũng đã có một số công trình nghiên cứu về Kombucha
như: Vào năm 2012, Lê Nguyễn Thi Hồng Ngọc và cộng sự đã có công trình nghiên
cứu “ Nghiên cứu hệ vi sinh vật của trà Kombucha và hiệu quả tác dụng trên một số
chỉ tiêu sinh lý chuột”. Kết quả nghiên cứu này đã chỉ ra hệ vi sinh vật trong

7

Kombucha bao gồm: vi khuẩn acetic, vi khuẩn lactic và nấm men, đồng thời khảo sát
tác dụng của Kombucha trên một số chỉ tiêu sinh lý của chuột như: cân nặng, tổng

lượng hồng cầu, tổng lượng bạch cầu, sức khỏe của chuột thí nghiệm qua mô hình bơi
kiệt sức. Sản phẩm Kombucha có tác dụng tăng cường sức khỏe, không gây ảnh hưởng
xấu tới các chỉ tiêu sinh lý của chuột. Gần đây là đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của thời
gian chế biến tới một số tính chất và hoạt tính sinh học của trà giấm Kombucha” của
Thạc sĩ Tôn Nữ Liên Hương trường Đại học Cần Thơ năm 2012, đề tài “Nghiên cứu
một số chủng nấm men lên men Kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang” của ThS Lâm
Thi Hồng Liên và “Nghiên cứu một số chủng vi khuẩn lên men Kombucha từ trà Thái
Nguyên” của ThS Lê Thi Huệ trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 năm 2013. Đề tài:
“Tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả năng lên men kombucha từ chè Ngọc Thanh”
của tác giả Đinh Thi Tuyết trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 năm 2015.

CHƯƠNG II. SẢN XUẤT TRÀ KOMBUCHA
1.Nguyên liệu
Trà Kombucha được hình thành do quá trình lên men có sự góp mặt của hệ vi sinh
vật và các loại chất nền như trà xanh, trà đen, trà ô long,…

1.1. Trà đen
Trà đen là loại phổ biến nhất và nó chiếm gần 80% lượng trà được tiêu thụ trên toàn
thế giới .Trà này được chuẩn bi bằng cách truyền lá khô Camellia sinensis trong nước
nóng. Lá trà, sau khi hái, được sấy khô trong không khí sau đó được nghiền nát để giải
phóng các enzyme và sau đó cho phép lên men enzyme. Tiếp theo, chúng được sấy
khô một lần nữa để có được sản phẩm cuối cùng. Trà đen có hương vi đậm đà và màu
hổ phách [3].
Một số thành phần chính của trà là các alcaloid purine như caffeine, theaflavin,
gallotannin, triterpene, saponin, flavonoid, hợp chất khoáng, carbohydrate và
vitamin. Trong trà đen có lượng polyphenol và tùy thuộc vào vi trí đia lý, khí hậu,
mùa vụ, độ phì nhiêu của đất và phương pháp trồng rừng thì hàm lượng polyphenol có
sự khác nhau. [3]

8

1.2. Trà xanh
Trà xanh được làm héo sau đó đem đi hấp hoặc đun nóng để chống oxy hóa, sau đó
cuộn và sấy khô. Nó có một hương vi đặc trưng riêng, màu xanh nhạt. Trà xanh có
chứa các catechin polyphenolic chính, chẳng hạn như epigallocatechin gallate
(EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin gallate (ECG) và epicatechin (EC)
Kombucha được điều chế từ trà xanh cho thấy hàm lượng phenolic và chất chống oxy
hóa cao nhất chống lại các gốc DPPH bằng 1,248 và 2,642 mg axit gallic / mL
kombucha [11]. Điều này đã cho thấy trà xanh có tác dụng kích thích tốt hơn đối với
quá trình lên men Kombucha so với lên men trà đen và dẫn đến sự hình thành sản
phẩm trong thời gian ngắn hơn. [3]
Bảng 1. Một số thành phần của Kombucha liên quan đến yêu cầu sức khỏe và
các giá trị được đề nghị cho tiêu dùng [3]
Thành

phần

hóa học

Lượng

hiện

Lượng

hiện

Mức

diện trong trà diện trong trà được

tối
đề

đa

Giá tri LD 50 ở

xuất chuột qua đường

xanh Kombucha xanh Kombucha theo hướng dẫn uống (mg / kg
(g/L)
Acid acetic
Acid
glucuronic
Acid lactic

9,51

(g/L)
±

0,35

tiêu chuẩn

6,17 ± 0,3 (vào

trọng lượng cơ

2,1 g mỗi ngày

thể)
3310

(vào ngày 15)
ngày 15)
1,57 ± 0,14 1,5 ± 0,17 (vào

Không có sẵn

Không có sẵn

(vào ngày 15)
ngày 15)
0,15 ± 0,02 0,33 ±

Chất yêu cầu

3730

(vào ngày 15)

0,07

(vào ngày 15)

của FDA được
thêm trực tiếp

vào thực phẩm
của con người
được công nhận
là

an

toàn

Acid citric

Không có sẵn

Không có sẵn

(GRAS)
3000 mg / kg

3000

Acid oxalic

0,03 (vào ngày

0,11 (vào ngày

mỗi ngày
0,14 mg / kg

7500

3)

3)

mỗi ngày (cơ sở
khoa học cho

9

kết luận này là
không có sẵn và
do đó không có
liều ăn an toàn
cho axit oxalic
có thể được thiết
Acetaldehyd

Không có sẵn

Không có sẵn

lập)
0-2,5 mg / kg

661

mỗi ngày

1.3. Trà ô long
Trà ô long được phân loại là trà bán lên men, bao gồm một nửa giữa trà xanh và trà
đen. Nó được cuộn lại sau khi hái và cho phép lên men một phần cho đến khi các cạnh
của lá bắt đầu chuyển sang màu nâu. Trà ô long kết hợp hương vi và màu sắc của trà
đen và xanh. Vì vậy, quá trình lên men của trà ô long ngắn hơn so với trà đen. Đáng
chú ý, trà ô long chứa khoảng một nửa lượng catechin khi so sánh với trà xanh [3] .

Hình 2. Xuất hiện kombucha được điều chế từ trà xanh ( A ), trà ô long ( B ) và
trà đen ( C ) khi bắt đầu quá trình lên men và sau 15 ngày lên men.

10

1.4. Nguồn Cacbon
Nguồn Cacbon được bổ sung của trà Kombucha thường là đường sucrose. Trong
quá trình lên men, nấm men phân giải đường sucrose thành fructose và glucose để sử
dụng, sinh ra khí CO2 và ethanol. [2]

1.5. Nấm trà
Nấm trà ( SCOBY) được tuyển chọn và nhập giống trực tiếp từ nước ngoài hoặc lấy
giống từ các cơ sở sản xuất trà Kombucha theo quy mô truyền thống.
Tóm lại, chất lượng và thành phần của trà thay đổi theo loài, mùa, tuổi của lá (vi trí
trồng trà), khí hậu và kỹ thuật làm vườn do đó ngay lập tức ảnh hưởng đến thành phần
polyphenol của trà và của sản phẩm lên men. Ngoài ra, với nhu cầu ngày càng đa dạng
của người tiêu dùng về cả hương vi và màu sắc thì các chất nền để tạo trà Kombucha
cũng dần được bổ sung, phong phú hơn rất nhiều. Đây được xem là một hướng phát
triển mới trong công nghiệp sản xuất nước giải khát hiện nay.

2.Hệ vi sinh vật
Các vi khuẩn acid acetic (AAB; Komagataeibacter, Gluconobacter và các loài

Acetobacter ) (Roos & Vuyst, 2018 ) và nấm men (Schizosaccharomyces pombe,
Saccharomycodes ludwigii,

Kloeckera apiculata,

Saccharomyces cerevisiae ,

Zygosaccharomyces bailii, Torulaspora delbrueckii, Brettanomyces

bruxellensis )

(Coton et al., 2017) là hệ vi sinh vật chính cho Kombucha lên men trong một môi
trường ngọt với chất nền là trà đen.
Bảng 2. Một số loài nấm chính trong trà Kombucha
Loài

Hình thái

Đặc điêm

Môi trường
lên men

11

Nét đặc trưng

Schizosacaromy
ces pombe

Sống được

Trong môi

- Sức mạnh lên men cao

cả trong điều trường

có

kiện hiếu khí nồng

độ malic thành ethanol

và kỵ khí

đường cao

- Khả năng chuyển axit
- Phát hành số lượng lớn
polysacarit (Domizio, Liu,
Bisson L, & Barile, 2017 )

Brettanomyces
bruxellensis

Sống được

Khả năng

cả trong điều chiu

- Sức đề kháng cao đối với

đựng căng thẳng thẩm thấu và

kiện hiếu khí ethanol cao
và kỵ khí

ethanol
-Hiệu quả cao hơn để sử
dụng các nguồn N có sẵn
hơn so với Saccharomyces
cerevisiae
- Xu hướng lên men đường
thành ethanol và tạo ra nồng
độ axit axetic cao trong điều
kiện hiếu khí (Steensels et
al., 2015 )

Saccharomyces
cerevisiae

Sống được

Phát

triển

- Dung nạp ethanol cao

cả trong điều tốt ở nhiệt

- Tốc độ lên men nhanh

kiện hiếu khí độ:

28-

- Không nhạy cảm với

và kỵ khí

pH nhiệt độ và nồng độ cơ chất

30°C,

4.5-5.5, phụ (Choonut,

Saejong,

thuộc vào rỉ Sangkharak, 2014 )
đường,
amonium
sunphate,
MgSO4,
acid
sunfuric

12

&

Zygosacaromyce

Sống được

s rouxii

cả trong điều

ưa muối

- Có độ thẩm thấu cao và
hào quang

kiện hiếu khí

- Chống lại stress đường và

và kỵ khí

muối tốt hơn S. cerevisiae (
Dakal et al., 2014 )

Bảng 3. Một số loài acid acetic chính trong trà kombucha
Loài
Acetic acid

bacteria (AAB)

Hình thái

Đặc điểm
Môi trường lên men
Vi khuẩn gram âm, Nhiệt độ tăng trưởng tối ưu
hiếu khí, hình cầu của chúng là từ 25 đến 30 °
đến

hình

catalase

que. C. Độ pH tối ưu cho sự tăng
dương trưởng của chúng là 5.0-6.5,

tính và oxyase âm nhưng chúng cũng có thể
tính

tăng trưởng ở các giá tri pH
thấp

Komagataeibacter

hơn.

(Sengun

IY,

Karabiyikli S., 2011)
Vi khuẩn hiếu khí Có khả năng kháng axit
bắt buộc, gram âm

axetic cao và là loài chiếm
ưu thế của các quá trình lên
men giấm ngập nước, trong
đó độ axit tăng cao (Barja et
al., 2016 ).

Gluconobacter

Vi khuẩn hiếu khí, môi trường giàu đường. Môi
gram âm (trong trường chứa đường ở pH
một

vài

trường thấp, không có oxy hoặc các

hợp biến Gram), yếu tố tăng trưởng và chứa
các tế bài hình elip ít nitơ hữu cơ (RK Hommel,
hoặc hình que.

13

2014 )

Acetobacter

Vi khuẩn hiếu khí, Khả năng oxy góa lactate và
cố đinh đạm bắt acetate thành carbon dioxide
buộc, gram âm.

và nước. Nhiệt độ ủ tối ưu là
25-30°C, pH tối ưu cho sự
tăng

trưởng

là

5,4-6,3

(Murray, PR, et al. 1995).

Bên cạnh đó, trong một số báo cáo còn chứng minh rằng quá trình lên men còn có
sự góp mặt của chủng vi khuẩn acid lactic. Theo Marsh, AJ , Hill, C. , Ross, RP ,
& Cotter, PD, vào năm 2014, nhóm ông đã tìm thấy chủng acid lactic(LAB;
Lactobacillus , Lactococcus) hiện diện trong Kombucha.
Thành phần hệ vi sinh vật có sự thay đổi do điều kiện đia lí, khí hậu hay nguồn chế
phẩm của quá trình lên men trà của từng đia phương.
Bảng 4. Một số loài được phân lập từ các nhà nghiên cứu ở nhiều địa điểm khác
nhau

Vi

Loài

Acetobacter xylinum

khuẩn

Người nghiên cứu
Kozaki, 1972, Sievers et al. 1995, Blanc, 1996
Greenwalt et al. 2000, Mrdanovic và cộng sự.

acid

2007

acetic
Acetobacter aceti

Liu và cộng sự 1996, Greenwalt và cộng sự.
2000,
Mrdanovic và cộng sự. 2007

Acetobacter ketogenum

Morales và Sanchez, 2003

Acetobacter pasteurianus

Liu và cộng sự 1996, Greenwalt và cộng sự.

Vi khuẩn gluconicum

2000

Morales và Sanchez, 2003, Mrdanovic và
cộng sự. 2007

Vi khuẩn katogenum

Mrdanovic và cộng sự. 2007

14

Vi khuẩn xylinum

Morales và Sanchez, 2003, Mrdanovic và
cộng sự. 2007

Vi khuẩn xylinoide

Morales và Sanchez, 2003, Mrdanovic và
cộng sự. 2007

Gluconobacter oxydans

Liu và cộng sự 1996, Greenwalt và cộng sự.
2000,
Mrdanovic và cộng sự. 2007

Nấm

Gluconacetobacter sp. A4

Yang và những người khác vào năm 2010

( G. Sp. A4)
Acetobacter. trung giansp. nov

Boesch và những người khác vào năm 1998

Acetobacter nitơifigens sp. nov

Dutta và Gachhui ( 2006 , 2007 )

Gluconacetobacter và

Marsh và những người khác ( 2014 )

Lactobacillus
Katogenum

Mrdanovic và cộng sự vào năm 2007

Saccharomyces sp.

Konovalov và những người khác 1959; Kozaki

men

và những người khác vào năm 1972
Saccharomyces cerevisiae

Herrera và Calderon-Villagomez 1989 ; Liu và

những người khác 1996 ; Markov và những
người khác 2001 ; Safak và những người
khác 2002

Saccharomyces bisporus

Markov và những người khác năm 2001

Saccharomycoides ludwigii

Reiss 1987 ;

Markov

và

những

người

khác2001 ; Ramadani và Abulreesh 2010
Zygosaccharomyces sp.

Markov và những người khác 2001; Marsh và
những người khác 2014

Zygosaccharomyces bailii

Herrera và Calderon-Villagomez 1989 ; Liu và
những người khác 1996 ; Jayabalan và những

người khác 2008

15

Brettanomyces continius
Brettanomyces bruxellensis

Herrera và Calderon Villagomez vòa năm 1989
Liu và những người khác ( 1996 ); Teoh và
những người khác ( 2004 ); Mrdanovic và cộng
sự. 2007

B. claussenii

Jayabalan và những người khác vào năm 2008

Candida famata , Candida

năm 1972 Kozaki và những người khác

guilliermondii và Candida
obutsa
C. famata .

Herrera và Calderon Villagomez năm 1989

Candida stellata

Teoh và những người khác vào năm 2004

Candida

Saudi, Ramadani và Abulreesh vào năm 2010

guilliermondi, Candida
colleculosa , Candida
kefyr và Candida krusei .C.
krusei
Kluyveromyces phius

Safak và những người khác 2002

Torulaspora delbrueckii

Teoh và những người khác 2004

3.Quá trình sản xuất
3.1.Kombucha theo truyền thống
3.1.1. Quy trình sản xuất

16

Đường trắng

Trà đen

Nước

Đun sôi trong vòng 10 phút

Lọc lấy dich lọc

Làm mát dich lọc ở nhiệt độ phòng

Cấy với văn hóa nấm trà

Lên men

Sản phẩm

Hình 3. Sơ đồ mô tả sản xuất kombucha truyền thống
Lấy 1L nước máy được đun sôi cho vào trong 50 g sucrose đun sôi và khuấy đều .
Sau đó,5g lá trà được thêm vào và loại bỏ bằng cách lọc sau5 phút. Sau khi làm lạnh

17

đến nhiệt độ phòng 20°C, trà được cấy với 24g nấm trà (nuôi cấy) và rót vào cốc 1L
trước đã được khử trùng bằng nước sôi. Sự tăng trưởng của các vi sinh vật không
mong muốn bi ức chế khi bổ sung 0,2L Kombucha lên men trước đó, do đó làm giảm
độ pH. Cốc được phủ khăn giấy để giữ côn trùng. Việc ủ được thực hiện ở
20ºC đến 22ºC. Nhiệt độ tối ưu nằm trong phạm vi rộng là 18ºC đến 26ºC, thời gian từ
7-10 ngày.[2,8]
Trong vài ngày tới, văn hóa con thành lập sẽ bắt đầu nổi lên và hình thành một lớp
màng mỏng giống như gel trên bề mặt nấm trà có sẵn và dần dần tăng bề dày. Đây là
loại nấm trà mới được hình thành như một lớp mới phía trên tách biệt với loại nấm trà
cũ(nấm mẹ) được dùng khi bắt đầu quá trình lên men. Lúc này, trà sẽ bắt đầu có mùi
lên men và sẽ có bọt khí xuất hiện do có cacbonic được tạo ra. Văn hóa mẹ bắt đầu từ

từ chìm xuống đáy của nước dùng trà, văn hóa con vẫn ở phía bề trên bề mặt. Sau 7
đến 10 ngày, loại nấm trà mới phát triển hoàn thiện trên bề mặt trà như một đĩa có độ
dày khoảng 2cm bao phủ toàn bộ đường kính của cốc. Nấm trà mới được loại bỏ phần
lớn bằng muỗng, chỉ giữ lại một lượng nhỏ trong trà lên men. Đồ uống còn lại được
lọc và bảo quản trong chai có nắp nhiệt độ 4ºC[2]

Hình 4: Văn hóa nấm trà mẹ và nấm trà con được hình thành trong quá trình lên men

/> />
18

3.1.2.Những thay đổi sinh lí trong khi lên men Kombucha
Theo Blanc sau đó là Liu và các cộng sự vào năm 1996 xác đinh được các chất
chuyển hóa chính được xác đinh trong đồ uống lên men là: acetic, lactic,axit gluconic
và glucuronic, ethanol và glycerol.Một số cấu trúc hóa học các thành phần quan trọng
được báo cáo trong Kombucha là các chất caffeine, theobromine, theanine. [8]

Hình 5.Thành phần quan trọng trong cấu trúc Kombucha

Sự hiện diện của axit usnic trong Kombucha báo cáo một lần trong nghiên của
Blanc năm 1996 nhưng mới được xác nhận gần đây. Axit Usnic trước đây đã được
xác đinh trong đia y và có thể hủy kích hoạt một số các nhóm virus
Thành phần chất chuyển hóa và nồng độ phụ thuộc vào nguồn nấm trà, đường nồng
độ, và quá trình lên men thời gian.[8]

Quá trình lên men Kombucha có liên quan chặt chẽ đến thời gian xử lý, nhiệt độ lên
men, Kombucha cộng sinh và nồng độ inoculum, nguồn nguyên tử carbon và hoạt
động khác điều kiện phù hợp. Nó cũng đã được báo cáo trong thí nghiệm của
Petrovic et al. 1995 rằng sản phẩm của ngày thứ 7 lên men sở hữu tối ưu đặc điểm cảm

19

giác,nếu lâu hơn 7 ngày sẽ làm tăng độ axit trong lên men làm cho rượu của
Kombucha quá chua và khó chiu.[8]
Tuy nhiên, trong báo cáo của Chen và Liu vào năm 2000 đã điều tra thay đổi trong
các hợp chất chính của nấm trà chất chuyển hóa trong quá trình lên men kéo dài lên
đến 60 ngày. Nhiệt độ lên men đáng kể ảnh hưởng động học của lượng chất nền và sản
phẩm sự hình thành. Nó đã bi hư hại rằng các thành phần của Trà lên men phụ thuộc
rất nhiều vào từng cá nhân của hiệp hội Kombucha cũng như về nồng độ của dung
dich cấy.
Điều đáng chú ý là 50g sucrose/l cung cấp nồng độ ethanol và axit lactic tối ưu,
và nồng độ đường này đã được sử dụng trong các công thức truyền thốngđể điều chế
món teakwass(một tên gọi khác của kombucha)trong một thời gian dài. Hương vi của
Kombucha thay đổi trong quá trình lên men từ vi chua ngọt dễ chiu và lấp lánh sau vài
ngày đến vi giấm nhẹ như hương vi sau một thời gian ủ dài.[8]
Trong lên men,các vi sinh vật sử dụng nguồn carbon và bắt đầu sản xuất cellulose,
trong đó xuất hiện như một lớp mỏng trên đầu nước dùng. Sự ướt trọng lượng của nấm
trà và OD của nước dùng trà đã được tìm thấy để tăng theo thời gian lên men,. Đánh
giá bằng kính hiển vi cho thấy rằng nấm trà chủ yếu chứa nấm men, vi khuẩn và
cellulose được sản xuất trong quá trình lên men. Các độ pH của nước dùng trà giảm
theo thời gian lên men.
Khi các vi khuẩn lên men cơ chất, các enzyme được sản xuất bởi nấm men chuyển
sucrose thành glucose và fructose và chuyển đổi các monome này thành ethanol và
carbon dioxide. Tiếp theo, enzyme vi khuẩn oxy hóa ethanol, tạo ra axit axetic dẫn đến
tăng nồng độ axit hữu cơ, độ PH giảm từ 5 đến 2,5 trong vòng 6 ngày và sau đó ổn
đinh. Trong thời gian quá trình,các vi khuẩn cũng sản xuất cellulose dẫn đến sự hình
thành màng sinh học

3.1.2.1.Đặc điểm màng cellulose
Có một số loại vi khuẩn có thể sản xuất cellulose vi khuẩn, chẳng hạn
như: Aerobacter ,

Agrobacterium ,

Azotobacter ,

Rhizobium ,

Salmonella

và

Gluconacetobacter . Trong số các giới Acetobacter , loài đặc biệt chiếm ưu thế
là Acetobacter xylinum , được phân loại lại là Gluconacetobacter xylinus và gần đây

20

là Komagataeibacter xylinus (Yamada et al., 2012). Một hoạt động sinh hóa cụ thể của
vi khuẩn này là quá trình oxy hóa glucose thành axit gluconic, được tìm thấy trong pha
lỏng, sau đó một quá trình chuyển hóa cụ thể khác dẫn đến sự tổng hợp cellulose vi
sinh vật hình thành màng sinh học còn sót lại trên bề mặt chất lỏng. Quá trình này bao
gồm quá trình tổng hợp uridine diphospho ‐ glucose (UDPGlc) , là tiền chất cellulose,
sau đó mỗi tế bào Acetobacter có thể trùng hợp tới 200.000 glucose dư lượng mỗi giây
thành chuỗi 1,4 ‐ glucan. Ưu điểm của hình thức sản xuất cellulose này là vi khuẩn
phát triển nhanh chóng trong điều kiện được kiểm soát và có thể sản xuất cellulose từ
nhiều nguồn carbon khác nhau bao gồm glucose, ethanol, sucrose và glycerol[4]
Ở trạng thái đầu tiên, vi khuẩn cellulose sản xuất tăng dân số thông qua việc tiêu thụ

oxy hòa tan. Trong thời gian này, vi sinh vật tổng hợp một lượng cellulose nhất đinh
trong môi trường lỏng và chỉ những vi khuẩn trong giao diện không khí hay môi
trường có thể duy trì hoạt động của nó và tạo ra cellulose, được hình thành bởi các lớp
chồng lên nhau. Khi thời gian lên men tiến bộ, độ dày màng được tăng lên do sự tạo ra
các lớp mới trên bề mặt, tạo thành một cấu trúc lơ lửng trong môi trường nuôi cấy. Sự
phát triển của màng sinh học cùng với liên kết hydro và C ‐ H sẽ tiếp tục trong suốt
quá trình lên men, quá trình tổng hợp của nó sẽ đạt đến giới hạn khi nó phát triển
xuống tất cả các vi khuẩn, sau đó sẽ không hoạt động do không cung cấp đủ oxy [4]
Theo báo cáo của Ruka, Simon và Decan vào năm 2012 thì các vi khuẩn còn lại
trong pha lỏng của môi trường nuôi cấy ở trạng thái không hoạt động và có thể được
kích hoạt lại và được sử dụng làm chất cấy trong quá trình lên men sau này.
Màng sinh học này có độ kết tinh cao, độ bền kéo cao, độ không hòa tan cao trong
hầu hết các dung môi, khả năng tạo khuôn, mức độ trùng hợp cao, nó mỏng hơn 100
lần so với sợi fibrin thu được từ thực vật và khả năng giữ nước của nó cao hơn 100 lần
theo Chawla, Bajaj, Survase, & Singhal, 2009 .
Một trong những đặc điểm chính của nó là độ tinh khiết của nó, phân biệt nó với
cây có chứa hemiaellulose và lignin nhưng cũng có mức độ kết tinh cao (> 60%) trong
đó các tinh thể hình thành được cấu tạo từ cellulose loại Iα và Iβ. Những tính chất độc
đáo này, cũng như độ tinh khiết của nó đã cho phép nhiều ứng dụng thành công trong
lĩnh vực vật liệu y sinh.

21

Tìm hiểu về trà kombucha vi sinh vật, phương thức sản xuất, công dụng

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về