Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển của đời sống, con người ngay càng quan tâm đến các dòng thức uống tự nhiên, b6 dưỡng và tốt cho sức khỏe. Trà Kombucha lên men bởi hệ cộng sinh giữa nắm men và vi khuẩn, chứa nhiều hoạt tính sinh học có giá tri như: Kháng oxy hóa, khả năng kháng khuẩn và hoạt tính giải độc.đã và đang được quan tâm, ưa chuộng với nhiều nghiên cứu tại nhiều nước trên thế giới, cũng như tại Việt Nam. Hoạt tính giải độc của trà Kombucha được biết đến nhờ một lượng đáng kế các acid glucuronic và D-saccharic acid 1,4-lacton (DSL). Trong đó, acid glucuronic đóng vai trò quan trọng trong cơ chế giải độc gan ở người va động vat.
Tuy nhiên, qua trình lên men tra Kombucha truyền thong hiện nay thường không kiểm soát được vi sinh vật gây bệnh, gây hại dẫn đến dé bị tạp nhiễm; không chủ động được nguồn giống, cũng như ty lệ các chủng vi sinh vật trong giống: không khai thác được triệt dé lợi ích của các chủng vi sinh vật có lợi dẫn đến chất lượng sản phẩm và hàm lượng acid glucuronic thu hồi không 6n định. Từ những van dé và nhu cầu thực tiễn trên, tiễn hành thực hiện đề tài “Xây dựng hệ vi sinh vật cộng sinh và khảo sát điều kiện lên men trà Kombucha nhằm nang cao hàm lượng acid glucuronic”. Mục tiêu nghiên cứu Đề tài thực hiện với hai mục tiêu chính: - Khắc phục những hạn chế trong lên men trà Kombucha truyền thống. chủ động giống ứng dụng cho quy mô sản xuất công nghiệp.
- Nâng cao hàm lượng acid glucuronic, hợp chat đóng vai trò quan trọng trong cơ chế giải độc gan của người và động vật. Nội dung nghiên cứu Dé đạt được hai mục tiêu trên, nội dung nghiên cứu của dé tài nay như sau: - Phân lập và định danh các chung vi sinh vật trong hệ cộng sinh lên men tra Kombucha. - Tuyến chon va khảo sát ty lệ giữa nam men, vi khuẩn acetic và vi khuẩn lactic trong hệ cộng sinh lên men trà Kombucha cho hàm lượng acid glucuronic cao. - Khảo sát điều kiện lên men trà Kombucha nhằm nâng cao hàm lượng acid glucuronic.
- Ứng dung và khảo sát những biến động trong quá trình lên men tra Kombucha trên hệ thông fermenter Bioflo. - Đánh giá một số hoạt tính sinh học điển hình của sản phẩm trà Kombucha sau quá trình lên men. Chương 2: TONG QUAN TAI LIEU 2. Tổng quan về trà Kombucha 2.
Khai quát chung cua trà Kombucha Trà Kombucha còn được gọi là tra thủy sâm, trà nam, trà Kargasok hay tra Mãn Châu.có nguồn gốc ở miền Đông Bac Trung Quốc, được số sách Trung Hoa ghi chép lại như một loại “Thiên trà” từ thời nhà Tần năm 211 TCN. Đến năm 414 TCN, “Jsehe” hay trà được đưa vào Nhật Bản do một y sỹ Triều Tiên tên là Kombu dùng dé chữa bệnh tiêu hóa cho Hoang dé Inkyo. Tuy nhiên, vào năm 1991, theo GW Frank trong tập sách “Kombu” thì Kombu là tiếng Nhật dé gọi một loại rong biển và “cha” là trà nên trà Kombucha được cho là một loại đồ uống xuất phát từ rong bién [22]. Trà Kombucha có màu lấp lánh như rượu táo, vị chua ngọt, chát nhẹ và mang một chút gas.
Trà Kombucha được lên men từ dịch trà đường bởi hệ cộng sinh nam men và vi khuẩn. Với nguồn nguyên liệu tra có nhiều giá tri dược liệu, kết hợp với các hoạt động có lợi của nguồn vi sinh vật trong quá trình lên men, trà Kombucha là một dòng sản phẩm chức năng với giá trị dược liệu, hơn hăn nước trà thông thường. Sản phẩm sau lên men gồm 2 phan: màng nam Kombucha lớn dan tạo thành khối dày giống như miếng bánh nam ở phía trên và phan dịch ở phía dưới [19]. Trong quá trình lên men, nam men tiết ra enzym invertase hoặc sucrase (beta- fructofuranosidase) phân giải sucrose thành fructose va glucose.
Do đó, hàm lượng đường sucrose, fructose va glucose có trong trà Kombucha phụ thuộc vào hàm lượng sucrose ban đầu, hệ vi sinh vật, pH, nhiệt độ và thời gian lên men [19]. Các acid hữu cơ Thanh phan acid hữu cơ có trong trà Kombucha gồm: acid acetic, acid gluconic, acid glucuronic, acid citric, acid L-lactic, acid malic, acid tartaric, acid malonic, acid oxalic, acid succinic, acid pyruvic va acid usnic. Trong số các acid hữu co hiện diện trong trà Kombucha, acid malic, acid tartaric, acid oxalic va acid succinic được tim thay có sẵn trong nguyên liệu trà (các acid hữu co chiếm khoảng 0,5-0,6% khói lượng khô của trà tươi). Các acid acetic, acid gluconic, acid glucuronic, acid L-lactic, acid malonic, acid pyruvic va acid usnic hiện diện trong trà Kombucha được tạo ra bởi hoạt động của các vi khuẩn trong suốt quá trình lên men.
Trong đó, acid acetic là sản phẩm chính của trà Kombucha, ảnh hưởng chủ yếu đến sự thay đổi pH của sản phẩm [21]. Các hợp chất phenol Hàm lượng polyphenol có trong trà Kombucha phụ thuộc loài trà, hàm lượng trà sử dụng, thời gian trích ly dịch tra và thời gian lên men. Axit gallic, đồng phân của epicatechin, (-) - epigallocatechin-3-gallate, (-) - epigallocatechin, (-) - epicatechin-3- gallate, (-) - epicatechin, đồng phân của theaflavin và thearubigins cũng được tìm thấy trong trà Kombucha. Sự tổng hợp các hợp chất phenol tăng dần theo thời gian lên men trà Kombucha.
Các polyphenol phức tạp có trong nguyên liệu trà có thể bị phân giải trong môi trường acid của trà Kombucha hoặc bởi các enzyme của vi khuẩn và nam men trong hệ cộng sinh tiết ra, tạo các phân tử nhỏ hơn dẫn tới sự gia tăng tổng hợp các hợp chất phenol. Các polyphenol phức tạp cao như EGCG và ECG bị suy thoái và chuyển đối thành EGC và EC tương ứng. Màu sắc của trà Kombucha nhạt hơn so với dịch trà ban đâu. Điều này cho thay các hợp chất chịu trách nhiệm về màu sắc Thearubigins cũng đã bi phân giải [20].
Cellulose Cellulose là một polymer không phân nhánh bao gồm các B-D-glucose nói với nhau bang liên kết B-1,4- glycosidic. Cellulose được sản xuất thông qua sự cảm biến và liên hệ giữa các tế bào vi khuẩn acetic với nhau trong điều kiện hiếu khí chống lại những điều kiện bất lợi do sự có mặt của nông độ acid acetic hoặc ethanol cao [19]. Các chất chuyén hóa khác Trong trà Kombucha còn có sự hiện diện của ethanol; các vitamin tan trong nước Bi, Be, Biz, và C; Các khoáng chất như Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Pb, Co, và Cr; các anion như F, Cl, Br, I, NOx, PO4* va SO4¿7; D-saccharic acid lacton 1,4 (DSL); protein; cac acid amin; sac tố màu; chất béo; một số enzym thủy phân; CO: cũng như các sản phẩm lên men khác của nắm men và các chất chuyền hóa của vi khuẩn [20]. Các hoạt tính sinh hoc quan trong của tra Kombucha 2.
Hoạt tinh kháng khuẩn Các nghiên cứu về Kombucha đã chứng minh hiệu quả kháng khuẩn, chống lại các vi sinh vật gây bệnh của cả vi khuẩn Gram dương va Gram âm. Hoạt động kháng khuẩn của trà Kombucha chủ yếu là do sự hiện diện của các acid hữu co, đặc biệt là 3 acid acetic, protein lớn, va catechins. Acid acetic và catechins ức chế được một số vi sinh vật Gram dương va Gram âm [16]. Những nghiên cứu vẻ trà Kombucha cho thấy hoạt động ức chế của nó đối với nhiều vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm như bạch hau, ban đỏ, cúm, thương hàn, phó thương hàn và kiệt ly.
Téng lượng acid cao của Kombucha có hiệu quả trong việc chống lại vi khuẩn Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Salmonella typhimurium, Salmonella enteritidis, Agrobacterium tumefaciens, Choleraesuis serotype, Entamoeba cloacae, Pseudomonas aeruginos, Aeromonas hydrophila, Shigella sonnei, Staphylococcus epidermis, Monocytogenes leuconostoc, Yersinia enterocolitica, Campylobacter jejuni, Helicobacter pylori, Candida albicans [30, 33]. Hoạt tính khang oxy hóa Các hoạt động kháng oxy hóa của trà Kombucha là nhờ sự hiện diện của hợp chất polyphenol trong trà, acid ascorbic và DSL tham gia vào hoạt động khử các gốc tự do trong quá trình lên men. Mức độ hoạt động phụ thuộc vào thời gian lên men, loại nguyên liệu trà và hệ vi sinh của môi trường lên men trà Kombucha [13 |. Phân tích cho thấy trà Kombucha có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn so với tra chưa lên men.
Đó có thể là do việc tạo thành các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp và su thay đổi cau trúc của các hợp chat polyphenol bởi enzyme do vi khuẩn và nam men tiết ra trong quá trình lên men trà Kombucha [29]. Việc xác định các enzyme ngoại bào chịu trách nhiệm chính về biến đôi cau trúc của các thành phan và các chất chuyển hóa chịu trách nhiệm chủ yếu về khả năng khử các gốc tự do là cần thiết dé làm sáng tỏ con đường trao đổi chất trong quá trình lên men Kombucha. Quá trình chuyền hóa nảy có thé là một trong những phương pháp hiệu quả dé tăng cường các hoạt động chống oxy hóa và hiệu quả lên men [34]. Hoạt tính giải độc Trà Kombucha có chứa một lượng đáng kế các acid glucuronic, DSL được biét đến như là một chất giải độc.
Trong cơ thé, nó kết hợp với các chất độc và chuyển chúng thành các hợp chất dé hòa tan mà co thé có thé đây ra ngoài [25]. Trà Kombucha đã được nghiên cứu là có tác dụng giải độc gan, có khả năng loại bỏ chất thải hoặc các chất ô nhiễm của môi trường ở trong mô và tế bào động vật và nó đã được chứng minh rang có thé ngăn ngừa nhiễm độc gan gây ra bởi các chất độc khác nhau [32]. Acid glucuronic là một trong những cơ chế giải độc chính của gan. Nó tham gia vào quá trình tạo phức liên hợp với chất lạ sinh hoc (Aspirin, kháng sinh, barbiturat.) hay nội sinh (Bilirubin, alcaloid, phenol, các hormon steroid ưa dau).
Tạo liên kết glycoside với thiol, amin và các nhóm hydroxy hoặc este hóa với các nhóm carboxy! và hydroxyl. Quá trình liên kết này được gọi là glucuronide hóa (hoặc liên hợp glucuronide). Glucuronide hóa xảy ra chủ yếu ở gan, mặc dù các enzym chịu trách nhiệm về xúc tác UDP-glucuronyltransferases (UDP-GT) được tìm thay trong tat cả các bộ phận cơ thê lớn, ví dụ: ruột, thận, não, tuyến thượng thận, lá lách, và tuyến ức. O UDP-glucuronosyl HO HạN transferases (UGTs) HOD 5 N Ph Ph Hình 2.
Tạo phức liên hợp glucuronic (para-phenylglycine) anilin bang cách hình thành liên kết B-glycoside Sản phẩm tạo liên kết glycosides do glucuronide hóa được đặt tên (B-D-) glucuronides; muối va este được đặt tên glucuronates. Sản phẩm của quá trình glucuronide hóa là rượu, phenol, cacboxylic acid, mercaptan, acid béo, và carbamate dé tan trong nước. Sau đó, các chất này được thải ra ngoài qua nước tiểu hoặc phân (thông qua dịch mật từ gan). Các nhóm carboxyl bi ion hóa ở pH sinh lý, khi đó các hợp chất liên hợp sẽ tan trong nước.