CHƯƠNG 1: TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Tong quan về trà Kombucha 1.1 Nguén gốc Kombucha có nguồn gốc ở Đông Bắc Trung Quốc (Mãn Châu), khoảng năm 220 trước công nguyên. Sau đó, Kombucha được biết đến ở Nga với tên gọi Teakwas. Năm 414, nhà vật lí Kombu đã đưa nắm trà đến Nhật Bản và sử dụng để chữa các bệnh về tiêu hóa của hoàng dé Inkyo. Trong thé chiến thứ II, Kombucha được đưa vào sử dụng ở Đức.
Những năm 1950, Kombucha được tiêu thụ pho bién ở Pháp, Y, Bắc Phi. Những năm 1960, tra Kombucha trở nên phố biến hon nữa khi các nghiên cứu của các nhà khoa học Thụy Sĩ đã báo cáo việc uống trà Kombucha có lợi như khi ăn sữa chua. Ngày nay, trà Kombucha được thương mại trên toàn thế giới với những hương vi khác nhau [27]. Trà Kombucha được lên men và sử dụng rộng rãi ở nhiều nơi, nhiều địa phương như những sản phẩm đồ uống lên men truyền thống khác do nhiều ích lợi đối với sức khỏe con người, đặc biệt là dễ dàng thực hiện lên men tại nhà với những nguyên liệu và dụng cụ đơn giản.
Huong vi của trà Kombucha cũng đặc trưng tùy nguyên liệu trà ban đầu thêm vào. Độ ngọt cũng dễ dàng điều chỉnh theo ý thích của người sử dụng. Điều này góp phần đa dạng số người sử dụng loại trà lên men này. Lượng tra, đường và nam trà giống cũng khác nhau ở mỗi vùng, mỗi địa phương.
Quy trình lên men truyền thong như sau: Dun sôi | lít nước, sau đó b6 sung 5 gam trà. Lọc bỏ xác trà sau 10-15 phút. B6 sung 50 gam đường sucrose, khuấy tan và dé nguội ở nhiệt độ phòng. Sau đó cho hỗn hợp dịch trà đường vào bình chứa tiệt trùng, bố sung 24 gam nam trà giống và 0.2 lít dịch trà Kombucha đã lên men (lần lên men trước) nhằm ức chế sự phát triển của những vi sinh vật tạp nhiễm, giúp sự lên men thuận lợi.
Đậy miệng bình băng vải sạch, u 7-10 ngày ở nhiệt độ âm 26°C- 30°C. Trong 1-2 ngày đầu, | màng mỏng trên bề mặt bình chứa được hình thành, dịch trà bat đầu có mùi lên men và có bong bóng khí CO, xuất hiện. Sau 10 ngày lên men, một lớp nắm trà mới che kín bề mặt bình chứa và dày khoảng 2 em [14][27].2 Hệ vi sinh vật trong trà Kombucha Kombucha được lên men nhờ sự cộng sinh của tổ hợp hệ vi sinh vật phong phú, chủ yếu giữa vi khuẩn acetic (AAB) và nắm men. Hệ vi sinh vật cộng sinh này còn gọi là SCOBY (symbiotic culture of bacteria and yeast) [27].
Trà Kombucha gôm hai phan: lớp mang cellulose ở bề mặt của bình nuôi cấy (do vi khuẩn Acetobacter xylinum tạo nên) va chat dich lỏng có vi chua [4][12]. Các loại nắm men chủ yếu được tìm thấy trong Kombucha như: Saccharomyces cerevisiae, Dekkera bruxellensis, Saccharomycodes ludWigi, Schizosaccharomyces pombe, Zygosaccharomyces bailii, Brefanomyces, Torulospora delbrueckii, Brettanomyces spp; Pichia sp; Torulosis sp [33]. Các vi khuẩn acetic chủ yếu được tìm thấy trong trà Kombucha gồm: Gluconacetobacter spp (chiém tỷ lệ cao nhất khoảng 85%) [4]. Các chủng vi khuẩn acetic khác như: Acetobacter xylinum, Acetobacter xylinoides, Acetobacter aceti, Acetobacter oxydans, Gluconobacter oxydans, Bacterium gluconicum [6|[33].
Nam men và vi khuẩn acetic là hai nhóm vi sinh vat chủ dao giúp lên men trà Kombucha. Ngoài ra, nhóm vi khuẩn lactic mặc dù chiếm một số lượng rất nhỏ nhưng cũng gop phan quan trọng tạo nên thức uống có nhiều giá trị ích lợi cho sức khỏe con người [35]. Thanh phan hệ vi sinh vat trong trà Kombucha không thé xác định chính xác vì chúng rat đa dạng va thay đổi tùy vào nguồn cơ chat sử dụng dé lên men và thời gian lên men khác nhau ở mỗi địa phương, vùng miền [8]. Vi khuẩn acetic (a) và nắm men (b) trong mang cellulose [33].1 Nam men trong tra Kombucha Phan loai nam men Nam men có hai nhóm chủ yếu: nhóm nam men có bao tử (lớp Ascomycetes) và nhóm nắm men không tạo thành bào tử (lớp Fungi imperfect).
Trong công nghiệp thường sử dụng nhóm nam lớp Ascomycetes như các giống: Saccharomyces, Zygosaccharomyces, Toruiaspors. Giống Saccharomyces quan trong nhất là loài Saccharomyces cerevisiae, được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm như: men nở bánh mì, công nghiệp bia, men thức ăn chăn nuôi, rượu, sản xuất glyxerol, enzym invertase. Saccharomyces fragilis lên men đường lactose đóng vai trò quan trọng trong sản xuất sữa và sản phẩm từ sữa [40]. Hình thái, cầu tạo nam men Tế bao nim men có nhiều hình dạng: hình cầu, oval, elip, hình quả chanh, hình trụ, hình chùy, hình tam giác hoặc đôi khi kéo dài ra thành sợi.
Nam men có thé thay đổi hình dáng và kích thước trong các giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường xung quanh. Kích thước tế bào nam men rất lớn (gấp từ 5-10 lần tế bào vi khuẩn). Kích thước trung bình khoảng dài (3zm-5zm) và rộng (5um-10m) [37]. Nâm men Saccharomyces cerevisiae Nam men là sinh vật đơn bào.
Vách tế bào khi còn non mỏng sau đó day lên dan. Vách tế bao chủ yếu là glucan, mangan, protein, lipid, kiin. Màng tế bào chat gdm các hop chất phức tạp như protein (50%), lipid (20%), còn lai là polysaccharide. Màng tế bào chất có 4 chức năng cơ bản: tác dụng như rào chắn thâm thấu, điều chỉnh các chất dinh dưỡng, muối khoáng vào trong tế bào và ngược lại cho các chất trao đối chất ra ngoài tế bao; nơi khu trú của một số enzym và cơ quan của tế bào; thực hiện sinh tổng hop một số hợp phan của tế bào.
TẾ bao chất có cấu trúc không đồng nhất và ở thể keo chứa ty thể, ribosome, mạng lưới nội chất, không bào, các thé vùi của hợp chat lipoit, hydratcacbon tự nhiên trong nội bào. Tế bào chất có độ nhớt cao tương ứng với glyxerin, khi tế bao gia độ nhớt giảm. Tế bào già có không bào lớn hơn tế bào non. TẾ bào nắm men có nhân thật, có hình tròn hoặc elip, đường kính của nhân khoảng 2um [40].
Sinh sản nắm men Nam men có 2 hình thức sinh sản: hữu tính (bằng bào tử) và vô tinh (nảy chỗi hoặc phân cat tê bào). Tùy thuộc điêu kiện nuôi cây, tê bào nâm men sẽ sinh sản vô tính hay hữu tính. Sinh sản bang cách nảy chồi là hình thức sinh sản từ tế bào trưởng thành, mọc ra một chéi nhỏ, một phần nhân chuyền sang chéi và nhân lớn lên cùng với sự lớn lên của chôi. Sinh sản bằng nảy chdi là hình thức khi hai tế bào năm sát vách nhau, hợp ghép để phối nhân phối chất thành túi bào tử, rồi tách thành các tế bào mới.
Nắm men có thời gian thế hệ rất ngăn (khoảng 30 phút), do đó, con người đã và đang khai thác tối đa loại vi sinh vật này cho nhiều ứng dụng trong đó có lĩnh vực tao dòng [40].2 Vi khuẩn acetic trong trà Kombucha Vi khuẩn acetic thuộc họ Acetobacteraceae, chia thành 2 nhóm: Acetobacter và Gluconobacter [27]. Hình dang chung của vi khuẩn acetic có hình que thang hoặc hơi cong, hình elip. Tế bảo đứng riêng lẻ hoặc kết thành chuỗi. Kích thước tế bào khoảng (0,3-0,6) x (1-4,2) pm.
Khuan lạc có kích thước khoảng 3-5 mm, tròn, nhỏ, đều, bề mặt trơn bóng. phan giữa lỗi và sam màu hơn vùng xung quanh. Vi khuẩn acetic là loài hiếu khí bắt buộc, Gram âm, những tế bào già và môi trường nuôi cấy làm cho Gram của chúng có thé thay đổi, có thé di động hoặc không di động, không sinh bào tử. Đa số vi khuẩn acetic chịu được môi trường ethanol và nồng độ acid cao.
Cac chủng Gluconobacter chịu nong do ethanol va acid kém hon chủng Acetobacter. Nhiệt độ sinh trưởng từ 9-40°C, nhiệt độ tối ưu là 30 °C. pH thuận lợi sinh trưởng là 5-6. Khi pH =3, nhiều chung acetic van ton tại (nhất là chủng nhóm Acetobacter).
Các chủng nhóm Acetobacter đều có khả năng chuyển hóa ethanol thành CO, và H;O, nhóm Gluconobacter thì đa sỗ không có khả năng này. Các chủng acetic có khả năng tạo màng cellulose trên bề mặt môi trường lỏng. Tùy chủng mà mang cellulose tạo ra có khác nhau, như: Acetobacter xylinum tạo màng cellulose dày, chắc; Acetobacter orleanoe tạo màng mong, chắc; Acetobacter suboxydans tao mang mỏng, dễ phân tách; Acetobacter pasteurianum tạo mang khô, nhăn nheo. 5 chủng vi khuẩn acetic đã tìm thấy trong trà Kombucha: Acetobacter aceti, Acetobacter xylinum, Acetobacter pasteurianus, Acetobacter intermedius và Acetobacter nitrogenifigen [13].
Vi khuẩn Acetobacter aceti 1.3 Vi khuẩn lactic trong trà Kombucha Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacillaceae. Hình dạng tế bào của chúng có dạng hình que hay hình cầu. Kích thước thay đổi tùy loài. Điều kiện môi trường nuôi cay, thời gian nuôi cay, nồng độ oxy có liên quan đến sự khác nhau của hình dạng tế bào vi khuẩn lactic.
Tất cả các chủng vi khuẩn lactic đều có Gram dương, catalase âm tính, không sinh bào tử và hầu hết không di động. Vi khuẩn lactic là vi khuẩn lên men bắt buộc, có thé lên men đồng hình hay dị hình. Chúng sinh trưởng được cả ở môi trường hiếu khí lẫn yếm khí, nhưng sinh trưởng tốt trong điều kiện yếm khí. Nhiệt độ tối ưu dé chúng phát triển từ 30°C — 40°C, pH tối ưu là 5,5 — 5.
Tùy thuộc vào hình dạng và cách sắp xếp tế bao, người ta chia vi khuẩn lactic thành 4 chi: Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus và Leuconostoc [13]. Vi khuẩn lactic có khả năng sinh bacteriocin, góp phan ức chế sự phát triển của nhiều vi sinh vật tạp nhiễm cho sản phẩm lên men. Một số chủng vi khuẩn lactic đã được tìm thay trong trà Kombucha chủ yếu thuộc loài Lactobacillus như Lactobacillus plantarum [20].3 Thanh phan hóa học của trà Kombucha Các nghiên cứu phân tích về thành phần hóa học của trà Kombucha đều thấy có sự hiện diện của các acid hữu cơ như: acetic, gluconic, glucuronic, L-lactic, citric, malic, tartalic, oxalic, malonic, pyruvic, usnic. Nhiéu loại đường như: sucrose, glucose và fructose.
Ngoài ra, trong thành phần hóa học của Kombucha có nhiều vitamin thiết yếu cho cơ thể như BI, B2, B6, B12, C: 14 loại amino acid (trong đó theanine chiễm 50% tong s6 amino acid) [5]; Protein, lipid, ethanol, một số enzyme thủy phân, nhiều anion, hoạt chất kháng khuẩn, D-Saccharic acid 1 4- Lactone (DSL) và các chất chuyển hóa của vi khuẩn và nắm men [27]. OH OH OH lộ) OH ZB" O OH O “& HO HO HO : OH O OH OH lÌ Ou H Acid glucuronic Acid gluconic Acid malic O lệ O OH OH CH; O O HO HO HO OH 0 os OH Acid oxalic Acid L-lactic Acid citric OH OH O CH3 NHEt HOC HO O O O HạC O Acid usnic Theanine Hình 1. Các acid hữu cơ phô biến va amino acid trong quá trình lên men trà Kombucha [5][18]. So sánh nồng độ khoáng anion của tra Kombucha và trà đen.
Anion Trà Kombucha (mg/g) Tra den (mg/g) E7 3.