Khảo Sát Quá Trình Lên Men Trà Kombucha Từ Atiso

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu công nghệ sinh học khảo sát quá trình lên men trà kombucha từ atiso, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp cải thiện

• Tác giả: Trần Thị Kim Nhung
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thúy Hương
• Trường học: Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Khảo Sát Quá Trình Lên Men Trà Kombucha Từ Atiso
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về trà kombucha
• 1.1.1. Nguồn gốc thức uống trà kombucha
• 1.1.2. Công dụng của trà kombucha
• 1.1.3. Các hoạt tính sinh học quý trong trà kombucha
• 1.1.4. Hệ vi sinh vật trong trà kombucha
• 1.1.4.1. Vi khuẩn acetic trong hệ cộng sinh
• 1.1.4.2. Vi khuẩn lactic
• 1.1.4.3. Vi sinh vật tạp nhiễm
• 1.2. Tổng quan về nguyên liệu lên men, atiso
• 1.2.1. Giới thiệu chung
• 1.2.2. Một số công dụng của atiso
• 1.2.3. Thành phần hoá học của atiso
• 1.2.4. Cơ sở khoa học của quá trình lên men
• 1.2.4.1. Lên men ethanol nhờ nấm men
• 1.2.4.2. Lên men acetic nhờ vi khuẩn
• 1.3. Tổng quan về quá trình sản xuất trà kombucha
• 1.3.1. Quá trình sản xuất truyền thống
• 1.3.2. Quá trình lên men công nghiệp
• 1.4. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về trà kombucha
• 1.4.1. Các nghiên cứu ngoài nước
• 1.4.2. Các nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU — PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Địa điểm — Thời gian thực hiện
• 2.2. Vật liệu — Hóa chất — Môi trường — Thiết bị
• 2.3. Nội dung thí nghiệm
• 2.3.1. Sơ đồ tổng quát thí nghiệm
• 2.3.2. Bố trí thí nghiệm
• 2.4. Phương pháp phân tích
• 2.4.1. Phương pháp hấp thụ
• 2.4.2. Các phương pháp khác
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỂN LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát tiền đề hệ vi sinh vật lên men trà kombucha
• 3.2. Các khảo sát nhằm tối ưu hóa hàm lượng acid glucuronic trong quá trình lên men trà kombucha từ atiso
• 3.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh acid glucuronic
• 3.2.2. Tối ưu hóa bằng quy hoạch thực nghiệm
• 3.3. Lên men trà kombucha từ atiso trên hệ thống fermenter Bioflo 110 và khảo sát các hoạt tính sinh học của trà kombucha
• 3.4. Bước đầu đánh giá chất lượng trà kombucha từ atiso
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG

Tóm tắt

I. Tổng quan về quá trình lên men trà Kombucha từ atiso

Quá trình lên men trà Kombucha từ atiso đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu. Trà Kombucha là một loại thức uống lên men có nguồn gốc từ trà và đường, được lên men bởi hệ vi sinh vật bao gồm nấm men và vi khuẩn. Atiso, với nhiều lợi ích sức khỏe, được sử dụng như một nguyên liệu mới trong quá trình này. Nghiên cứu này nhằm khảo sát các thông số tối ưu cho quá trình lên men trà Kombucha từ atiso, từ đó tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao.

1.1. Nguồn gốc và lợi ích của trà Kombucha

Trà Kombucha có nguồn gốc từ Trung Quốc và đã được sử dụng hàng ngàn năm. Nó nổi tiếng với các lợi ích sức khỏe như tăng cường hệ miễn dịch, hỗ trợ tiêu hóa và giải độc cơ thể. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trà Kombucha chứa nhiều acid glucuronic, giúp gan thải độc tố hiệu quả.

1.2. Tại sao chọn atiso cho quá trình lên men

Atiso là một loại thảo dược có nhiều hoạt chất quý, như cynarine, giúp hỗ trợ chức năng gan và có tác dụng chống oxy hóa. Việc sử dụng atiso trong quá trình lên men trà Kombucha không chỉ tạo ra hương vị độc đáo mà còn gia tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.

II. Vấn đề và thách thức trong quá trình lên men trà Kombucha từ atiso

Mặc dù trà Kombucha từ atiso có nhiều lợi ích, nhưng quá trình lên men cũng gặp phải một số thách thức. Các yếu tố như nhiệt độ, hàm lượng đường và thời gian lên men đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Việc kiểm soát các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn về chất lượng và an toàn thực phẩm.

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

Nhiệt độ và hàm lượng đường là hai yếu tố quan trọng nhất trong quá trình lên men trà Kombucha. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể làm giảm hoạt động của vi sinh vật, trong khi hàm lượng đường không đủ có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm men và vi khuẩn.

2.2. Nguy cơ ô nhiễm vi sinh vật trong quá trình lên men

Quá trình lên men có thể bị ảnh hưởng bởi sự xâm nhập của các vi sinh vật không mong muốn, dẫn đến sản phẩm kém chất lượng. Việc kiểm soát môi trường lên men và sử dụng nguyên liệu sạch là rất cần thiết để giảm thiểu nguy cơ này.

III. Phương pháp tối ưu hóa quá trình lên men trà Kombucha từ atiso

Để tối ưu hóa quá trình lên men trà Kombucha từ atiso, nghiên cứu đã áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm. Phương pháp này giúp xác định các thông số tối ưu cho quá trình lên men, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Các thông số như nhiệt độ, hàm lượng đường và thời gian lên men được điều chỉnh để đạt được kết quả tốt nhất.

3.1. Quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu

Quy hoạch thực nghiệm là một công cụ mạnh mẽ giúp xác định mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men. Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp này để khảo sát các thông số tối ưu cho quá trình lên men trà Kombucha từ atiso.

3.2. Kết quả tối ưu hóa quá trình lên men

Kết quả nghiên cứu cho thấy các thông số tối ưu cho quá trình lên men trà Kombucha từ atiso là nhiệt độ 31.6°C, hàm lượng đường 110.36 g/L và thời gian lên men 8.5 ngày. Những thông số này giúp sản phẩm đạt được hàm lượng acid glucuronic cao và hoạt tính sinh học tốt.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu trà Kombucha từ atiso

Sản phẩm trà Kombucha từ atiso không chỉ có hương vị thơm ngon mà còn mang lại nhiều lợi ích sức khỏe. Kết quả nghiên cứu cho thấy sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao và khả năng kháng khuẩn tốt. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển sản phẩm trà Kombucha từ atiso trên thị trường.

4.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm trà Kombucha từ atiso

Sản phẩm trà Kombucha từ atiso đã được đánh giá về chất lượng và hoạt tính sinh học. Kết quả cho thấy sản phẩm có hàm lượng acid glucuronic cao, đạt 277.15 mg/L, cùng với hoạt tính chống oxy hóa lên đến 83.8%.

4.2. Tiềm năng thương mại hóa sản phẩm

Với những lợi ích sức khỏe và chất lượng sản phẩm tốt, trà Kombucha từ atiso có tiềm năng lớn trong việc phát triển và thương mại hóa. Sản phẩm này có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm chức năng.

V. Kết luận và tương lai của trà Kombucha từ atiso

Nghiên cứu về quá trình lên men trà Kombucha từ atiso đã chỉ ra rằng việc sử dụng nguyên liệu mới có thể nâng cao giá trị dinh dưỡng và chất lượng sản phẩm. Tương lai của trà Kombucha từ atiso hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ, đáp ứng nhu cầu của thị trường và người tiêu dùng.

5.1. Tương lai của nghiên cứu trà Kombucha từ atiso

Nghiên cứu về trà Kombucha từ atiso sẽ tiếp tục được mở rộng để khám phá thêm nhiều lợi ích sức khỏe và ứng dụng thực tiễn. Việc phát triển các sản phẩm mới từ trà Kombucha sẽ góp phần đa dạng hóa thị trường thực phẩm chức năng.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu và sản xuất

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất trà Kombucha từ atiso, đồng thời đảm bảo an toàn thực phẩm và chất lượng sản phẩm. Việc hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp sẽ giúp thúc đẩy sự phát triển của sản phẩm này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trà kombucha là một thức uống lên men truyền thống có nguồn gốc từ Trung Quốc hơn 2000 năm trước, được biết đến với nhiều công dụng quý giá như chống oxy hóa, kháng khuẩn, giải độc và hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý. Theo báo cáo của ngành, hàm lượng acid glucuronic trong trà kombucha đóng vai trò quan trọng trong việc giải độc gan và tăng cường hệ miễn dịch. Tuy nhiên, các sản phẩm kombucha truyền thống chủ yếu sử dụng trà đen hoặc trà xanh, chưa khai thác hết tiềm năng của các nguyên liệu thảo dược khác như atiso (Cynara scolymus L) – một loại thảo dược giàu hoạt chất sinh học như cynarin, polyphenol, có tác dụng bảo vệ gan, chống viêm và chống oxy hóa.

Luận văn thạc sĩ này tập trung khảo sát quá trình lên men trà kombucha từ atiso nhằm đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm chức năng giàu acid glucuronic. Mục tiêu cụ thể là tối ưu hóa các thông số lên men như nhiệt độ, hàm lượng đường sucrose, tỷ lệ giống vi sinh vật và thời gian lên men để đạt được hàm lượng acid glucuronic cao nhất, đồng thời đánh giá chất lượng sản phẩm trên hệ thống fermenter. Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh trong khoảng thời gian từ tháng 6 đến tháng 12 năm 2016.

Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc phát triển sản phẩm trà kombucha từ nguyên liệu atiso có hoạt tính sinh học quý, an toàn cho người sử dụng, góp phần mở rộng nguồn nguyên liệu lên men và hướng tới sản xuất quy mô công nghiệp. Kết quả nghiên cứu có thể làm tăng giá trị dinh dưỡng và công dụng của trà kombucha, đồng thời hỗ trợ phát triển ngành công nghệ sinh học thực phẩm tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết lên men sinh học: Quá trình lên men ethanol và acetic được thực hiện bởi hệ cộng sinh vi khuẩn acetic (Gluconacetobacter intermedius) và nấm men (Dekkera bruxellensis). Nấm men thủy phân sucrose thành glucose và fructose, lên men thành ethanol; vi khuẩn acetic oxy hóa ethanol thành acid acetic và acid glucuronic.

• Mô hình quy hoạch thực nghiệm (Response Surface Methodology - RSM): Phương pháp tối ưu hóa đa biến nhằm xác định các điều kiện lên men tối ưu (nhiệt độ, hàm lượng đường, tỷ lệ giống, thời gian) để đạt hàm lượng acid glucuronic cao nhất.

• Khái niệm acid glucuronic: Là hợp chất quan trọng trong trà kombucha, có vai trò giải độc gan, hỗ trợ miễn dịch và giảm viêm khớp. Quá trình tổng hợp acid glucuronic trong vi sinh vật lên men được mô tả qua các bước chuyển hóa glucose thành UDP-glucuronate.

• Khái niệm hoạt tính sinh học: Bao gồm hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, và khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh như Escherichia coli và Bacillus cereus.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng hai chủng vi sinh vật phân lập từ trà kombucha truyền thống gồm vi khuẩn Gluconacetobacter intermedius và nấm men Dekkera bruxellensis. Nguyên liệu lên men là trà túi lọc atiso của công ty Ngọc Duy, Đà Lạt.

• Phương pháp chọn mẫu: Chủng vi sinh vật được chọn dựa trên khả năng lên men và tổng hợp acid glucuronic cao, đồng thời có khả năng kiểm soát vi sinh vật tạp nhiễm.

• Thiết kế thí nghiệm: Thực hiện khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men gồm nhiệt độ (25-40°C), hàm lượng đường sucrose (80-120 g/L), tỷ lệ giống (3-11%), thời gian lên men (3-11 ngày). Sử dụng ma trận Plackett-Burman để sàng lọc yếu tố ảnh hưởng chính, sau đó áp dụng thiết kế hỗn hợp tâm xoay mặt (CCD) trong RSM để tối ưu hóa.

• Phân tích số liệu: Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm Minitab 17, xây dựng phương trình hồi quy bậc hai mô tả hàm lượng acid glucuronic theo các biến độc lập.

• Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 6 đến tháng 12 năm 2016 tại phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học, Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh.

• Phương pháp đánh giá sản phẩm: Lên men trên hệ thống fermenter BioFlo 110 với thể tích 1 lít, theo dõi các chỉ tiêu pH, hàm lượng đường, acid glucuronic, hoạt tính kháng khuẩn (đường kính vòng kháng khuẩn với E. coli và B. cereus), hoạt tính chống oxy hóa (DPPH). Kiểm tra an toàn vi sinh vật theo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thông số tối ưu quá trình lên men: Qua quy hoạch thực nghiệm, các thông số tối ưu được xác định là nhiệt độ 31.6°C, hàm lượng đường sucrose 110.36 g/L, tỷ lệ giống 7% (tỷ lệ vi khuẩn:nấm men 3:2), thời gian lên men 8.4 ngày. Mô hình dự đoán hàm lượng acid glucuronic đạt khoảng 278 mg/L.

2. Kết quả lên men trên fermenter: Thực nghiệm trên hệ thống fermenter với các thông số tối ưu thu được hàm lượng acid glucuronic 277.15 mg/L, hoạt tính chống oxy hóa đạt 83.8% (DPPH), hoạt tính kháng khuẩn với vi khuẩn E. coli ATCC 8739 có vòng kháng khuẩn 15.6 mm, với Bacillus cereus ATCC 11778 là 9.6 mm.

3. Ảnh hưởng các yếu tố lên hàm lượng acid glucuronic: Nhiệt độ và hàm lượng đường có ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng acid glucuronic, trong khi tỷ lệ giống và thời gian lên men cũng đóng vai trò quan trọng nhưng ít hơn. Hàm lượng acid glucuronic tăng theo thời gian lên men đến ngày thứ 8, sau đó giảm nhẹ.

4. An toàn sản phẩm: Sản phẩm trà kombucha từ atiso sau lên men không phát hiện vi sinh vật gây bệnh như Coliforms, E. coli, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu trước đây về trà kombucha truyền thống, tuy nhiên hàm lượng acid glucuronic trong sản phẩm lên men từ atiso cao hơn đáng kể, chứng tỏ atiso là nguyên liệu tiềm năng để nâng cao giá trị sinh học của kombucha. Việc sử dụng hệ cộng sinh vi khuẩn Gluconacetobacter intermedius và nấm men Dekkera bruxellensis giúp kiểm soát vi sinh vật tạp nhiễm, ổn định quá trình lên men và tăng hiệu suất tổng hợp acid glucuronic.

Biểu đồ đường cong sinh trưởng vi sinh vật và đồ thị mức độ ảnh hưởng các yếu tố lên hàm lượng acid glucuronic minh họa rõ ràng sự tương tác giữa các biến số. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, hàm lượng acid glucuronic đạt được trong nghiên cứu này cao hơn nhiều so với các mẫu kombucha lên men từ trà đen hoặc trà xanh truyền thống (khoảng 30-175 mg/L).

Hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn của sản phẩm cũng được cải thiện rõ rệt, góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng và công dụng bảo vệ sức khỏe. Sản phẩm có thể được phát triển thành thực phẩm chức năng an toàn, đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước và quốc tế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng quy trình lên men tối ưu trong sản xuất công nghiệp: Áp dụng các thông số tối ưu (nhiệt độ 31.6°C, đường 110.36 g/L, tỷ lệ giống 7%, thời gian 8.5 ngày) trên hệ thống fermenter quy mô lớn để sản xuất trà kombucha từ atiso với chất lượng ổn định. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể: doanh nghiệp công nghệ sinh học và nhà máy sản xuất thực phẩm chức năng.

2. Nghiên cứu mở rộng về đa dạng hóa nguyên liệu: Khảo sát thêm các loại thảo dược khác có hoạt tính sinh học cao để phối trộn với atiso, nhằm tăng cường hoạt tính sinh học và đa dạng sản phẩm. Thời gian: 12-18 tháng. Chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

3. Phát triển sản phẩm trà kombucha dạng bột hoặc cô đặc: Nghiên cứu công nghệ sấy phun hoặc đông khô để tạo sản phẩm tiện lợi, dễ bảo quản và vận chuyển, giữ nguyên hoạt tính acid glucuronic và các hợp chất sinh học. Thời gian: 12 tháng. Chủ thể: doanh nghiệp công nghệ thực phẩm.

4. Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng và an toàn thực phẩm: Thiết lập các chỉ tiêu kiểm soát chất lượng, an toàn vi sinh và hoạt tính sinh học cho sản phẩm trà kombucha từ atiso, phục vụ quản lý nhà nước và xuất khẩu. Thời gian: 6-9 tháng. Chủ thể: cơ quan quản lý và tổ chức tiêu chuẩn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Công nghệ Thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp tối ưu hóa quá trình lên men, giúp phát triển các đề tài liên quan đến thực phẩm lên men và sản phẩm chức năng.

2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng và đồ uống lên men: Tham khảo quy trình công nghệ, thông số kỹ thuật và đánh giá chất lượng sản phẩm để ứng dụng vào sản xuất và phát triển sản phẩm mới.

3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng tiêu chuẩn, quy định về sản phẩm trà kombucha, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho người tiêu dùng.

4. Người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe và thực phẩm chức năng: Hiểu rõ về lợi ích, thành phần và quy trình sản xuất trà kombucha từ atiso, giúp lựa chọn sản phẩm phù hợp và an toàn.

Câu hỏi thường gặp

1. Trà kombucha từ atiso có gì khác biệt so với trà kombucha truyền thống?
   Trà kombucha từ atiso chứa hàm lượng acid glucuronic cao hơn (khoảng 277 mg/L so với 30-175 mg/L), đồng thời có hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn mạnh hơn nhờ các hợp chất sinh học đặc trưng của atiso như cynarin và polyphenol.

2. Quá trình lên men được tối ưu như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất?
   Nghiên cứu sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xác định nhiệt độ 31.6°C, hàm lượng đường 110.36 g/L, tỷ lệ giống 7% (vi khuẩn:nấm men 3:2), thời gian lên men 8.4 ngày là điều kiện tối ưu cho hàm lượng acid glucuronic cao nhất.

3. Sản phẩm trà kombucha từ atiso có an toàn cho người sử dụng không?
   Sản phẩm sau lên men được kiểm tra không phát hiện vi sinh vật gây bệnh như E. coli, Coliforms, Staphylococcus aureus, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm theo tiêu chuẩn hiện hành.

4. Hoạt tính kháng khuẩn của trà kombucha được đánh giá như thế nào?
   Hoạt tính kháng khuẩn được xác định bằng phương pháp đục giếng trên vi khuẩn đại diện Gram (-) là Escherichia coli ATCC 8739 với vòng kháng khuẩn 15.6 mm và Gram (+) là Bacillus cereus ATCC 11778 với vòng kháng khuẩn 9.6 mm, cho thấy khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh hiệu quả.

5. Có thể áp dụng quy trình này để sản xuất quy mô lớn không?
   Có, nghiên cứu đã thực hiện lên men trên hệ thống fermenter BioFlo 110 với thể tích 1 lít, cho kết quả ổn định và có thể mở rộng quy mô sản xuất công nghiệp với các thông số tối ưu đã xác định.

Kết luận

• Đã xác định được các thông số tối ưu cho quá trình lên men trà kombucha từ atiso gồm nhiệt độ 31.6°C, hàm lượng đường 110.36 g/L, tỷ lệ giống 7%, thời gian lên men 8.4 ngày, đạt hàm lượng acid glucuronic khoảng 278 mg/L.
• Sản phẩm lên men trên hệ thống fermenter có hoạt tính chống oxy hóa 83.8% và hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả với các vi khuẩn gây bệnh phổ biến.
• Quy trình lên men sử dụng hệ cộng sinh vi khuẩn Gluconacetobacter intermedius và nấm men Dekkera bruxellensis giúp kiểm soát vi sinh vật tạp nhiễm, đảm bảo an toàn sản phẩm.
• Nghiên cứu góp phần đa dạng hóa nguyên liệu lên men trà kombucha, mở hướng phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng từ thảo dược tại Việt Nam.
• Đề xuất áp dụng quy trình lên men tối ưu trong sản xuất công nghiệp và nghiên cứu mở rộng để nâng cao giá trị sản phẩm trong tương lai.

Hãy tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng công nghệ lên men trà kombucha từ atiso để phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu thị trường trong và ngoài nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TÔNG QUAN VÉ TRÀ KOMBUCHA 1.1 Nguồn gốc thức uống trà kombucha Kombucha còn được gọi là trà nam xuất hiện đầu tiên ở Trung Quốc hơn 2000 năm trước (Dufresne C. Đến năm 414 sau công nguyên, trà nam sử dụng chữa bệnh về tiêu hóa của vị hoàng dé ở Nhật Bản bởi một y sĩ người Triều tiên tên Kombu. Đây cũng là nguồn gốc của cái tên kombucha. Ngày nay, trà kombucha là một thức uống truyền thống tiêu thụ ở khắp nơi trên thế giới, được sử dụng như là một thực phẩm chức năng với sản phẩm đa dạng và nhiều hương vị khác nhau.

Kombucha là loại đỗ uống lên men truyền thống được tao ra băng lên men trà đường nhờ hệ vi sinh vật là nam men va vi khuân làm chuyển hóa đường trong dung dịch trà thành rượu và acid hữu cơ như: acid acetic, gluconic, glucuronic, citric, L-lactic, malic, tartaric, malonic, oxalic, succinic, pyruvic, usnic và các loại đường như sucrose, glucose, fructose; các loại vitamin Bi, Ba, Be, Biz, C; 14 amino acid; amin hữu cơ; purine; protein; enzyme thuy phan; carbon dioxide; phenol; cac yếu tố cần thiết (Na, K, Ca, Cu, Fe, Mn, Ni và Zn) (Jayabalan R. và cộng sự, 2014), một số chất từ trà được chuyển hóa trong quá trình lên men tạo thành một loại nước giải khát có độ cồn thấp, vị chua ngọt, chát nhẹ. Các thành phân của vi sinh vật của trà kombucha được biết là thay đối tùy vào môi trường khác nhau: các yéu tô như vi tri địa lý, khí hau, các loài bản dia cua vi khuân và nâm men. Một số loại chiết xuất khác cũng được thử nghiệm lên men thay thế nhằm đa dạng hóa sản phâm như: sữa, cà phê, nước trái cây, dịch chiết của một sô loại thảo dược như atiso.2 Công dụng của trà kombucha Kombucha là một loại trà đường được lên men bang hệ cộng sinh giữa nắm men và vi khuẩn (gọi là nấm giống SCOPY - Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast).

Kombucha được tiêu thụ ở nhiều quốc gia trên thế giới và ngày nay đã trở thành dòng sản phẩm chức năng có nhiều công dụng trong phòng và trị bệnh cho con người. Những công dụng của kombucha được ghi nhận trong bang 1.1 như sau: Bang 1.1: Công dung của trà kombucha STT Cong dung cua tra kombucha I | Trà giải độc Trà kombucha có chứa một lượng đáng ké các acid glucuronic được biết đến như là một chất giải độc. Trong cơ thể, nó kết hợp với các độc tố sinh ra từ các được phẩm, môi trường 6 nhiễm và chuyển chúng thành các hợp chất dễ hòa tan mà cơ thé có thé đây ra ngoài. 2 | Chất chéng ung | Trà kombucha là nguôn chứa déi dào các chất chống oxy hóa, thư bao gồm vitamin E, C, beta-carotene và các hop chat carotenoid.

Hoạt tính chống oxy hóa của nó cao hon 100 lần so với vitamin C và 25 lần so với vitamin E. 3 | Tăng cường Trà kombucha có sat tự do từ trà đen. Điêu đó sẽ giúp tang mức cung cap oxy hong câu trong máu va cai thiện lượng oxy cung cap dén các mô. Dịch trà lên men cũng cải thiện sự hâp thụ của cơ thê đôi với sat có nguôn gôc thực vật.

4 | Tăng cường Stress oxy hóa làm suy yêu hệ thông miễn dịch nhưng trà miễn dịch kombucha với hàm lượng vitamin C cao, sẽ hỗ trợ khả năng miễn dịch. 5 | Bệnh đường Trà lên men bảo vệ lớp màng nhay mucin của dạ dày, bảo vệ ruột lớp niêm mạc ruột và làm giảm tiết acid dạ dày do có chất chống oxy hóa. 6 | Giảm béo Trà kombucha giúp cân bang sự chuyển hóa. Nghiên cứu trên động vật cho thấy trà còn có tác dụng làm giảm cân.

7 | Hỗ trợ điều trị Nghiên cứu từ năm 1929 cho thây trà kombucha có thể làm tiểu đường giảm lượng đường trong máu. Nhiều nghiên cứu trên động vật kêt luận răng trà kombucha làm giảm đáng kê nông độ đường trong máu trên những con chuột mặc bệnh tiêu đường và được coi là một ứng cử viên cho việc điêu tri và phòng bệnh tiêu đường. Giải độc cho Trà kombucha có thé giúp loại bỏ các tôn thương thận gây ra thận bởi các chất ô nhiễm và sử dụng để ngăn ngừa vôi hóa trong thận và sự hình thành sỏi thận. Chức năng nội Stress oxy hoá có thé gây hại niêm mạc của các mạch máu.

Tôn thương này là một tiền đề của sự xơ vữa động mạch và là một ^ mo mối đe dọa cho sức khỏe của tim. Các chất chống oxy hóa trong trà kombucha giúp thúc đấy tái sinh thành tế bào trong mạch máu. 10 Xơ vữa động Trong các thử nghiệm lâm sàng, trà kombucha đã giúp hạ mức mạch cholesterol cao xuống đến mức bình thường. Trong các nghiên cứu trên vịt, trà kombucha làm giảm đáng kể nồng độ cholesterol xấu và đồng thời nâng cao nồng độ cholesterol tốt chỉ sau 10 ngày.

Nghiên cứu khác trên động vật cho thấy, trà kombucha có thể làm giảm 45-52% mức cholesterol toàn phan và làm giảm đáng ké nông độ cholesterol xấu và triglyceride. 11 Ngăn ngừa Trà kombucha đã được sử dụng dé ngăn ngừa chứng đau dau huyết áp cao và chóng mặt do tăng huyết áp và được khuyến cáo dùng để điều trị cao huyết áp. 12 Chong thiêu Acid hữu cơ có trong trà kombucha chuyền các hop chất sat III máu trong thực vật thành sắt II. Điều này làm cho sắt từ các nguồn thực vật trở nên dễ hấp thụ hơn cho cơ thể và vitamin C trong trà kombucha tăng cường hấp thụ sắt.

13 Bao vệ chức Trén dong vat, tra kombucha bao vé chéng nhiễm độc gan do nang gan dùng acetaminophen quá liều. Các nhà nghiên cứu cho rằng thức uống này cũng có thể mang đến một liệu pháp hữu ích bảo vệ chức năng gan của con người. 14 Hệ thân kinh Trà kombucha có chứa nhiều acid amin, alkaloid methylxanthine (caffeine, theophyline và theobromine), acid ascorbic (vitamin C) va vitamin B (bao gém cả acid folic-B9), cần thiết cho sự trao đổi chất bình thường của hệ thống than kinh. Thức uống tra kombucha có thể giúp làm dịu cơn đau dau, căng thăng và phòng chống động kinh và ngăn ngừa chứng tram cảm ở người gia.

15 H6 tro bénh Dùng tra kombucha hàng ngày có thé giúp bệnh nhân hen suyễn nhan suyén dễ thở hơn vì có chứa một lượng đáng kế theophyline — chất làm giãn phế quản. Liều điều trị theophyline là 0.0g hàng ngày cho bệnh nhân hen suyén. Chỉ cần một cốc tra kombucha đã có khoảng 1. 16 Giam cac van Acid glucuronic trong trà kombucha có thé được cơ thé chuyền dé về khớp đổi thành glucosamine, chondroitin sulfat và các polysaccharide khác, glucoprotein liên kết với sun, collagen và các chất lỏng bôi trơn các khớp xương.

Tác dụng của trà kombucha cũng có thể giúp giảm viêm khớp, thấp khớp và bệnh Gout. 17 Phòng chong Trà kombucha giúp tỷ lệ ung thư thap hơn nhờ acid glucuronic, ung thư acid lactic và acid acetic cũng như các hợp chất kháng sinh. Nghiên cứu tế bao cho thay nó có thé hữu ích cho việc phòng ngừa và điều trị ung thư tuyến tiền liệt, chống ung thư phối, u xương ác tính, và các dòng tế bảo ung thư thận. 18 Khang sinh, Trà kombucha chứa các chat kháng khuẩn mạnh chong lai các chong nhiêm bệnh truyền nhiễm như bạch hau, bệnh ban đỏ, bệnh cúm, thương han, phó thương han sốt và kiết ly.

Tổng lượng acid cao của trà kombucha có hiệu quả trong việc chống lại vi khuẩn Helocobacter pylori, Staphylococcus aureus, Escherichia Coli, Agrobacterium tumefaciens. Người ta cho rang, tra kombucha có thé là một giải pháp thay thế hiệu qua cho thuốc kháng sinh tong hợp đang ngày càng trở nên không hiệu quả. và cộng sự, 2000; Jayabalan R. và cộng su, 2014) 6 1.3 Các hoạt tính sinh học quý trong trà kombucha Từ khi công dụng của trà kombucha được công nhận, các nhà nghiên cứu đã có nhiều nỗ lực nhằm kiểm soát cũng như nâng cao hoạt tính sinh học để trà trở nên là thực phẩm CÓ giá trị hơn.

Cho đến nay đã có nhiều nghiên cứu về tác động của trà đối với sức khỏe con người va đặc tính y học của trà kombucha được công bố. Nhìn chung, những loại đặc tính đó chia làm 5 loại chủ yếu sau: chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống ung thư, giảm đường huyết và sinh tong hop acid glucuronic. OH OH OH O OH ay -_ OH HO : O OH OH Ủ = O OH Acid glucuronic Acid gluconic Acid malic O O OH CH, HO HO OH = _ OH Acid oxalic Acid L - lactic Acid citric Hình 1.2: Một số hợp chat hữu cơ tìm thấy trong kombucha (Mindani I. Watawana và cộng sự, 2015) 1.1 Đặc tính kháng khuẩn Kháng khuẩn là đặc tính được phát hiện đầu tiên ở trà kombucha.

Hoạt tính kháng khuẩn do sự kết hợp giữa acid acetic, ethanol, polyphenol, tannin giúp ức chế các vi khuẩn Gram (+) va Gram (-). Hoạt tính kháng khuẩn tăng dan trong quá trình lên men, điều này chứng tỏ chính các hợp chất trao đối chất do vi khuẩn và nắm men tạo ra cũng góp phan tạo nên tinh kháng khuẩn của tra lên men (Sreeramulu G. và cộng sự, 2000). Cho đến nay, các nha nghiên cứu đã chứng minh được khả năng ức chế một số loài vi khuẩn gây bệnh bao gôm: Helicobacter pylori, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Agrobacterium tumefaciens (Steinkraus K.

và cộng su, 1996).2 Đặc tinh chong ung thư Năm 1951, Viện Hàn lâm khoa học Nga đã ghi nhận sự hiệu quả ức chế tế bào ung thư của trà kombucha. Năm 2008, CetoJevic - Simin và cộng sự, đã cải thiện chức năng này bang cách thay đổi nguyên liệu lên men từ chiết xuất trà đen và loại thao dược winter savory. Trà kombucha lên men từ nguồn nguyên liệu nay có khả năng ức chế các tế bào: - Tế bào HeLa (tế bao ung thư cô tử cung), - Tế bào HT-29 (tế bào ung thư đại tràng), - Tế bào MCF-7 (tế bào ung thư vú). Năm 2010, Yang và cộng sự đã kết hợp chủng Lactobacillus spp.

với Gluconacetobacter sp. Kết quả nghiên cứu cho thay trong trà kombucha, hợp chất DSL (D-saccharide acid 1,4 lactone) chiếm tỉ lệ cao 86. DSL là một nhân tố giải độc mạnh, có thé là một yếu tố quan trọng trong bảo vệ gan va tác dụng chống lại các bệnh lý về gan như khả năng giúp xóa bỏ độc tố gan (acetaminophen (AAP) và carbon tetrachloride), các chất gây ung thư (hydrocacbon thơm đa vòng, nitrosamine, aromatic amine và hoocmon steroid từ cơ thé).