Đặt vấn đề Trà Kombucha là một loại thức uống được lên men bởi hệ vi sinh vật cộng sinh giữa nấm men và các loài vi khuẩn được gọi là nấm trà (tea fungus) trong môi trường nước trà có bổ sung thêm đường (Nguyễn Thị Phương, 2018). Trong nhiều thập kỷ gần đây, Kombucha dần trở nên phổ biến bởi tác dụng trong việc nâng cao sức khỏe, chẳng hạn như kháng khuẩn, chống oxy hóa, chống ung thư, chống đái tháo đường, điều trị loét dạ dày và cholesterol cao, đồng thời thúc đẩy chức năng gan và tăng cường hệ thống miễn dịch (Chakravorty và cộng sự, 2016). Trong đại dịch COVID-19 năm 2019–2020, việc tiêu thụ thực phẩm lên men, nhất là đồ uống đã tăng lên đáng kể. Theo tạp chí Forbes (công ty xuất bản và truyền thông tại Mỹ), việc tiêu thụ Kombucha thương mại tăng nhanh và trở thành thức uống của năm 2020 (Di Renzo, 2020).
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu Thụy Sĩ cũng cho rằng sử dụng Kombucha có nhiều lợi ích cho sức khỏe vì có chứa các hợp chất amino acid, polyphenol từ trà, đường, acid hữu cơ, ethanol, vitamin hòa tan trong nước và nhiều loại vi chất dinh dưỡng được tạo ra trong quá trình lên men (Jayabalan và cộng sự, 2008). Với mong muốn đa dạng hóa và mở rộng thị trường tiêu thụ Kombucha, nguyên liệu lên men truyền thống là nước trà xanh hoặc trà đen dần được thay thế bằng nước trái cây vì trong thành phần của nhiều loại trái cây có chứa các chất chống oxy hóa và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác, mang lại lợi ích tích cực cho sức khỏe. Các loại nước trái cây đã được thử nghiệm lên men Kombucha bao gồm cherry, nho, lựu (Yavari và cộng sự, 2017), lê gai (Ayed, 2015). Trong số các loại trái cây được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình lên men Kombucha, thanh long ruột đỏ là một loại quả đầy tiềm năng.
Thanh long ruột đỏ có chứa một lượng lớn sắc tố betalanin, là chất màu thực phẩm có giá trị thương mại cao, đồng thời thanh long còn cung cấp các hợp chất có lợi như polyphenol, carotenoid. giúp tăng khả năng chống oxy hóa, chống viêm, chống ung thư và chống tăng cholesterol máu (Harahap và cộng sự, 2009). Trong cơ cấu xuất khẩu khẩu trái cây Việt Nam dựa trên tiêu chuẩn Global Gap và ISO 22000, thanh long là loại trái cây có giá trị tiềm năng xuất khẩu lớn (Thanh và cộng sự, 2013). Tuy nhiên, hiện nay thanh long chủ yếu là xuất khẩu trái tươi, lượng thanh long đưa vào chế biến các sản phẩm khác không đáng kể dù đã có một số nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ loại quả này để tiêu thụ như: nước ép thanh long (Muhialdin và cộng sự, 2020), rượu vang 1 thanh long ruột đỏ (Phạm và cộng sự, 2019), jam thanh long (Wee và cộng sự 2020).
Việc nghiên cứu sử dụng nước ép thanh long làm nguyên liệu cho quá trình lên men Kombucha góp phần tìm đầu ra cho sản phẩm, tạo những hợp chất có lợi cho sức khỏe trong khoảng thời gian ngắn. Ngoài thanh long, thơm (Ananas comosus) cũng được xem là loại trái cây thương mại quan trọng của thế giới, trong thơm chứa 14% đường, enzyme tiêu hóa (bromelain), acid citric, acid malic, vitamin A, vitamin B. Tại Việt Nam, thơm được trồng khắp cả nước trên diện tích khoảng 40000 ha với sản lượng 500000 tấn/năm, 90% diện tích tập trung ở phía nam. Tuy nhiên hiện nay việc tiêu thụ loại quả này chưa bền vững do chủ yếu tiêu thụ trái cây tươi nội địa, giá trị bán ra không ổn định, chưa có nhiều sản phẩm thương mại từ thơm (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2021).
Nhận thấy nhiều lợi ích cho sức khỏe trong hỗ trợ điều trị bệnh tim mạch, ổn định bệnh tiểu đường, giải độc gan, tăng cường hệ thống miễn dịch và cải thiện chức năng tiêu hóa, Osiripun và cộng sự (2021) đã nghiên cứu sản xuất Kombucha từ nước ép thơm. Kết quả cho thấy nước Kombucha từ thơm có hàm lượng polyphenol (526.30 mg GAE/L) và khả năng chống oxy hóa cao (1. Như đã đề cập ở trên, Kombucha hiện nay được tiêu thụ trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các nước châu Á không chỉ vì hương vị thơm ngon mà còn do những lợi ích mà sản phẩm mang lại (Battikh, 2011). Trong sản xuất Kombucha, một số nghiên cứu đã quan tâm đến việc nâng cao giá trị sản phẩm phù hợp với chế độ ăn uống lành mạnh trong việc thay thế đường mía tinh luyện bằng các đường thay thế chất ngọt như: đường cọ dừa, đường cỏ ngọt, mật rỉ đường (Muhialdin và cộng sự, 2019).
Trong các chất tạo ngọt này, đường hoa dừa được xem là sự lựa chọn tốt vì đường hoa dừa chứa khoảng 70 - 79% sucrose, 3 - 7% glucose và fructose, có chỉ số đường huyết (GI) thấp 35 - 42 (Mammen và cộng sự, 2020). Việc sử dụng đường hoa dừa trong lên men Kombucha giúp tạo ra thức uống lên men có chỉ số đường huyết (GI) thấp, giúp kiểm soát lượng đường huyết ở những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 (Srijkaeo, 2015). Theo những tài liệu tổng hợp được, hiện nay trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng có rất ít công bố khoa học về việc sử dụng nước ép thanh long kết hợp với trái cây khác, đặc biệt là thơm trong lên men thức uống sử dụng nấm trà. Việc kết hợp hỗn hợp hai loại nước ép này cho lên men Kombucha không chỉ mang lại những lợi ích tích cực đến sức khỏe người tiêu dùng mà còn là một sản phẩm có tiềm năng lớn trong việc tìm đầu ra cho trái cây nguyên 2 liệu.
Đồng thời, việc sử dụng đường hoa dừa làm cơ chất lên men Kombucha sẽ góp phần nâng cao giá trị sản phẩm do đường hoa dừa chứa nhiều khoáng chất như: sắt, kẽm, calcium, kali. cùng với một số acid béo chuỗi ngắn, polyphenol và chất chống oxy hóa (Wrage và cộng sự, 2019). Mục tiêu nghiên cứu Đề tài này nhằm mục tiêu phát triển sản phẩm Kombucha lên men từ nước ép thanh long ruột đỏ và nước ép thơm, đồng thời khảo sát ảnh hưởng của việc thay thế đường sucrose bằng đường hoa dừa đến chất lượng sản phẩm. Nội dung nghiên cứu Đề tài “Khảo sát chất lượng nước uống lên men từ nước ép thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) và thơm (Ananas comosus) sử dụng nấm trà” gồm 2 nội dung chính: - Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ nước ép thanh long ruột đỏ và nước ép thơm đến chất lượng thức uống Kombucha.
- Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng đường hoa dừa làm cơ chất cho nấm trà trong quá trình lên men đến chất lượng Kombucha. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men Kombucha sử dụng nước ép thanh long ruột đỏ và thơm làm nguyên liệu chính cũng như thay thế đường hữu cơ vào sản phẩm sẽ là nền tảng cho việc xây dựng và phát triển quy trình công nghệ sản xuất thức uống lên men từ nước ép thanh long và thơm với tỷ lệ thích hợp nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng của nước ép trái cây sau lên men. Ý nghĩa thực tiễn: đề tài nghiên cứu các cơ chất khác nhau cho việc lên men Kombucha, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm lên men từ nấm trà, đồng thời, đề tài sử dụng hoàn toàn nguyên liệu trái cây tự nhiên góp phần tìm đầu ra, tăng sản lượng trong việc tiêu thụ thanh long và thơm. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.
Tổng quan về nấm trà 2. Giới thiệu Kombucha là một loại đồ uống được tạo ra từ quá trình lên men nước trà (có bổ sung đường) nhằm tạo môi trường cộng sinh của vi khuẩn và nấm men hình thành màng cellulose (SCOBY) hay còn được gọi là nấm trà hoặc kombucha mẹ (Chakravorty và cộng sự, 2016; Santos, 2016 ). Trà Kombucha bao gồm hai thành phần (Jayabalan và cộng sự, 2014): - Một lớp cellulose mỏng nổi phía trên (nấm trà); - Chất lỏng lên men (sour liquid) với các thành phần chính là acid acetic, ethanol và acid gluconic. Kombucha truyền thống được lên men quá trình lên men ban đầu là trà đen bổ sung đường (Rodrigues và cộng sự, 2018), trong đó nấm men lên men đường trong trà và sản xuất ethanol, vi khuẩn sẽ oxy hóa ethanol và tạo ra acid acetic (Teoh và cộng sự , 2004 ).
Ngoài acid acetic còn có các acid hữu cơ khác được hình thành trong quá trình lên men như: gluconic, lactic, malic, citric và tartaric ( Neffe-Skocinska và cộng sự, 2017). Tình hình phát triển Kombucha là một trong những loại đồ uống phát triển nhanh nhất hiện nay trong danh mục thực phẩm chức năng, tăng trưởng 49% lợi nhuận trong giai đoạn từ tháng 7 năm 2017 đến tháng 7 năm 2018 (Laureys và cộng sự, 2020). Vào năm 2014, một tổ chức phi lợi nhuận được gọi là Kombucha Brewers International (KBI) được thành lập để giúp đưa ra các quy định và các luật liên quan đến Kombucha. Hiện tại, tính đến tháng 11 năm 2019, có 235 công ty trên toàn thế giới đã đăng ký làm thành viên của tổ chức (Kim và cộng sự, 2020).
KBI tuyên bố các công ty Kombucha đại diện cho hơn 90% sản phẩm Kombucha thương mại; Bắc Mỹ (Hoa Kỳ và Canada), có số lượng Kombucha đăng ký công ty nhiều nhất trong tổ chức, xu hướng sử dụng Kombucha tăng từ 1945 – 2019 được thể hiện ở Hình 2. Gần đây, trên thế giới đã có nhiều báo cáo liên quan đến việc sử dụng nấm trà để tạo sản phẩm chức năng từ nguyên liệu khác ngoài trà, ví dụ: nước ép trái cây, cocktail, sữa. Nấm trà 4 sử dụng nguồn carbon từ carbohydrate trong các nguyên liệu thô lên men tạo ra các sản phẩm sinh học tốt cho sức khỏe (Emiljanowicz, 2020). Biểu đồ nghiên cứu xu hướng Kombucha 1945-2019 2.
Thành phần vi sinh vật Dựa theo De Filippis và cộng sự (2018), các vi sinh vật đặc trưng nhất trong quá trình lên men Kombucha là vi khuẩn acid acetic (AAB), vi khuẩn acid lactic (LAB) và nấm men (Laureys và cộng sự, 2020). Thành phần vi sinh vật của Kombucha không được xác định rõ ràng, vì có thể thay đổi tùy theo nguồn gốc, cơ chất và điều kiện sản xuất (Jayabalan và cộng sự, 2014 ). Giống vi khuẩn và nấm men chính có có trong nước Kombucha Vi sinh vật Vi khuẩn - Komagataeibacter xylinus (Gluconacetobacter xylinus or Yamada và cộng sự (2012); Acetobacter xylinum) Jayabalan và cộng sự (2014) - Acetobacter xylinum; Acetobacter pasteurianus; Jayabalan và cộng sự (2014) Acetobacter acetic; Bacterium gluconicum; Gluconobacter oxydans - Leuconostoc; Allobaculum; Ruminococcaceae; Jayabalan và cộng sự (2014) Enterococcus; Propionibacterium; Bifidobacterium; Thermus Nấm men - Zygossacharomyces spp.; Jayabalan và cộng sự (2014); Saccharomyces spp.; Villarreal-Soto và cộng sự Candida spp.