Nghiên cứu một số chủng nấm men lên men kombucha từ trà shan tuyết Hà Giang

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1.Lý do chọn đề tài 10 2.Mục đích nghiên cứu 11 3.Nhiệm vụ nghiên cứu 11 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11 5. Những đóng góp mới của của đề tài 11 6. Phương pháp nghiên cứu 12 NỘI DUNG 13 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 1.1. Giới thiệu về kombucha 13 1.1.1. Nguồn gốc 13 1.1.2. Đặc điểm cấu tạo 13 1.1.3. Hệ vi sinh vật trong kombucha 14 1.1.3.1. Acetobacter 14 1.1.3.2. Nấm men 15 1.1.3.3. Giống vi khuẩn lên men lactic 18 1.2. Cơ sở khoa học của quá trình lên men kombucha 19 1.3. Giới thiệu về trà lên men kombucha 23 1.3.1. Thành phần của trà đường lên men 23 1.3.2. Công dụng của trà đường lên men 23 1.3.3. Một số lưu ý khi sử dụng 25 1.4. Nguyên liệu 25 1.4.1. Đặc điểm của trà 25 1.4.1.1. Nguồn gốc và đặc tính thực vật 25 1.4.1.2. Phương pháp sản xuất trà xanh 26 1.4.1.3. Đặc điểm của trà xanh 26 1.4.1.4. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng trà xanh 27 1.4.2. Đặc điểm của trà Shan truyết Hà Giang 28 1.5. Tình hình nghiên cứu kombucha ở trong và ngoài nước 30 1.5.1. Trên thế giới 30 1.5.2. Ở Việt Nam 32 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1. Nguyên liệu, thiết bị, hóa chất 35 2.1.1. Nguyên liệu chính 35 2.1.2. Hóa chất và thiết bị 35 2.1.3. Các loại môi trường 36 2.2. Phương pháp nghiên cứu 36 2.2.1. Phương pháp vi sinh 36 2.2.1.1. Phương pháp phân lập nấm men và quan sát hình thái tế bào trên tiêu bản nhuộm Gram 36 2.2.1.2. Phương pháp xác định số lượng tế bào vi sinh vật 37 2.2.1.3. Bảo quản chủng giống 38 2.2.1.4. Phương pháp xác định hoạt lực lên men của nấm men 38 2.2.2. Phương pháp hóa sinh 38 2.2.2.1. Xác định đường khử 38 2.2.2.2. Xác định độ cồn 41 2.2.2.3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn đường, nitơ, dinh dưỡng khoáng đến quá trình lên men kombucha 42 2.2.2.4. Phương pháp xác định khả năng lên men các loại đường 43 2.2.2.5. Phương pháp xác định khả năng hình thành hợp chất loại tinh bột 43 2.2.2.6. Phương pháp nghiên cứu sự sinh trưởng trên môi trường có nồng độ đường cao 44 2.2.3. Phương pháp cảm quan 44 2.2.4. Xử lí số liệu bằng thống kê toán học 46 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48 3.1. Phân lập và sơ bộ định loại chủng nấm men có khả năng lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang 48 3.1.1. Phân lập chủng nấm men có khả năng lên men kombucha 48 3.1.2. Định loại sơ bộ chủng nấm men có khả năng lên men kombucha 49 3.1.2.1. Hình thái tế bào học và hình thức sinh sản của các chủng nấm men 49 3.1.2.2. Sinh trưởng trên môi trường thạch đĩa và thạch nghiêng 50 3.1.2.3. Một số đặc tính sinh hóa của các chủng nấm men 51 3.2. Tuyển chọn chủng nấm men lên men kombucha 51 3.2.1. Hoạt lực lên men 52 3.2.2. Chất lượng cảm quan của kombucha được lên men từ 5 chủng 53 3.3. Động thái phát triển của hai chủng nấm men M 1 , M 2 53 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến sự sinh trưởng và phát triển của 2 chủng nấm men M 1 và M 2 trong môi trường lên men 55 3.4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng đường glucose 56 3.4.2. Ảnh hưởng của (NH 4 ) 2 SO 4 59 3.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ MgSO 4 .7H 2 O 60 3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đối với quá trình lên men kombucha 61 3.5.1.Ảnh hưởng của hàm lượng men giống 61 3.5.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu 63 3.5.3.Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men tới quá trình lên men 64 3.6. Xây dựng quy trình lên men kombucha 65 3.6.1. Quy trình lên men kombucha quy mô gia đình 65 3.6.2. Xây dựng quy trình lên men kombucha quy mô PTN 66 3.6.3. Kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm 70 3.6.3.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm kombucha bằng phương pháp cảm quan 70 3.6.3.2. Kiểm tra chất lượng sản phẩm 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 1. KẾT LUẬN 72 2. KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các anh chị và các bạn. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung – Người đã trực tiếp hướng dẫn, dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ban Giám hiệu Trường ĐHSP Hà Nội 2, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh, các thầy cô giáo và các anh chị, sinh viên trong phòng thí nghiệm Vi sinh khoa Sinh đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất và những kiến thức cơ bản phục vụ cho mục đích nghiên cứu của tôi. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới những người thân trong gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên và khích lệ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng 7 năm 2013 Học viên Lâm Thị Hồng Liên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những gì viết trong luận văn này đều là sự thật. Đây là kết quả nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các số liệu đều được thu thập từ thực nghiệm, qua xử lý thống kê, không có số liệu sao chép hay bịa đặt, không trùng với kết quả đã công bố. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Hà Nội, ngày 12 tháng 7 năm 2013 Học viên Lâm Thị Hồng Liên DANH MỤC NHỮNG TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN CLCQ: Chất lượng cảm quan MT: Môi trường Nxb: Nhà xuất bản TP: Thành phố TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam ĐHSP: Đại học sư phạm HG: Hà Giang DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cảm quan của trà xanh 27 Bảng 1.2.: Các chỉ tiêu hoá lý của trà xanh 28 Bảng 2.1. Các chỉ tiêu đánh giá mức độ cảm quan của kombucha 45 Bảng 2.2. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu 46 Bảng 2.3 . Bảng quy định đánh giá mức chất lượng sản phẩm 46 Bảng 3.1. Đặc điểm sinh hóa của các chủng nấm men 51 Bảng 3.2. Hàm lượng khí CO 2 giải phóng sau 7 ngày lên men của 5 chủng nấm men 52 Bảng 3.3. Chất lượng cảm quan của các chủng nấm men…………………… 44 Bảng 3.4. Động thái phát triển của 2 chủng nấm men M 1 , M 2 54 Bảng 3.5. Hàm lượng ethanol, hàm lượng đường khử, độ pH trong dịch lên men của hai chủng M 1 , M 2 46 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình lên men của chủng nấm men M 1 56 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình lên men của chủng nấm men M 2 57 Bảng 3.8. Khả năng lên men của chủng M 1 trên môi trường có hàm lượng (NH 4 ) 2 SO 4 ở các mức khác nhau. 59 Bảng 3.9. Khả năng lên men của chủng M 2 trên môi trường có hàm lượng (NH 4 ) 2 SO 4 ở các mức khác nhau. 60 Bảng 3.10. Khả năng lên men của chủng M 1 trên môi trường có hàm lượng MgSO 4 .7H 2 O khác nhau 60 Bảng 3.11. Khả năng lên men của chủng M 1 trên môi trường có hàm lượng MgSO 4 .7H 2 O khác nhau 61 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ men giống M 1 tới quá trình lên men kombucha………………………… ………………………………….53 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của tỷ lệ men giống tới quá trình lên men kombucha…………………… ……………………………………….53 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của pH tới quá trình lên men kombucha…… 54 Bảng 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men…………….55 Bảng 3.16 . Đánh giá chất lượng sản phẩm kombucha bằng phương pháp cảm quan ………………………………………………………………………….70 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Kombucha………………………………………………………… 5 Hình 1.2. Lớp màng kombucha…………………………………………… 5 Hình 1.3. Cơ chế phân giải đường trong tế bào nấm men …….……….20 Hình 1.4. Cây chè cổ thụ Shan tuyết Hà Giang……………………….…….20 Hình 1.5. Chè cổ thụ Shan tuyết Hà Giang…………………………….……20 Hình 3.1. Tế bào nấm men M 1 và M 2 trên kính hiển vi quang học có độ phóng đại 1000 lần………………………………………………………… 40 Hình 3.2. Sinh sản nảy chồi và phân cắt ở nấm men…………………… …40 Hình 3.3. Ảnh chụp khuẩn lạc chủng nấm men M 1 , M 2 trên môi trường thạch đĩa……………………………………………………………………….……41 Hình 3.4. Ảnh chụp chủng nấm men M 1 , M 2 trên môi trường thạch nghiêng41 Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn hàm lượng đường sót trong dịch lên men ở các hàm lượng đường khác nhau của chủng nấm men M 1 , M 2 ………….………… 48 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn hàm lượng ethanol sinh ra trong dung dịch lên men ở các hàm lượng đường khác nhau của chủng nấm men M1 và M2…… 49 Hình 3.7. Kết quả thử nghiệm đánh giá sản phẩm kombucha……………….62 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Uống trà là một thú vui tao nhã, một nét văn hóa cổ truyền của người Á Đông nói chung và người Việt Nam nói riêng. Bây giờ văn hóa uống trà cũng có nhiều thay đổi với nhiều chủng loại trà khác nhau, mỗi hương vị lại có một nét đặc trưng riêng. Trước đây đơn giản chỉ có trà xanh, ngày nay với sự phát triển cao về chất lượng cuộc sống đã cho ra nhiều loại trà không những có hương vị thơm từ các loại hoa mà nó còn có tác dụng cho sức khỏe. Hiện nay ở nước ta đang xuất hiện một loại thuốc bổ ở dạng lỏng như trà mà mọi người gọi là trà "thủy sâm" hay còn gọi là kombucha. Thực ra đây chính là một loại thức uống có từ rất lâu được gọi tên là "The Remedy for Immortality" nghĩa là "Phương thuốc Trường sinh". Thủy sâm thực sự chỉ là một loại cái giấm phát triển dưới dạng một váng nhầy dày và dai, màu trắng. Loại giấm này sinh sôi nhanh trong môi trường nước chè (trà) pha đường. Thành phần trà kombucha có chứa men tiêu hóa, sinh tố và nhiều hợp chất hữu cơ. Vì đây là sản phẩm lên men nên chứa khoảng 0,5-1% cồn, acid axetic, acid gluconic, acid glycuronic, acid L-lactic, acid cacbonic, acid caprilic, acid xitric, acid oxalic, acid usnic, nhiều vitamin nhóm B như B 1 , B 2 , B 3 , B 5 , B 6 , B 12 , vitamin C, acid folic, amino acid và một số hợp chất có tác dụng kháng sinh, sát trùng và giải độc. Kombucha còn chứa một lượng nhỏ cafein vì nó được lên men từ các loại trà như trà xanh, trà đen, trà ô long. Ở Việt Nam, trên thị trường đã có bán các loại kombucha dưới dạng đóng chai, đồ hộp, nước giải khát nhập khẩu từ nước ngoài. Trên thế giới, đã có rất nhiều nghiên cứu về kombucha như: các nghiên cứu về thành phần các chất, vitamin có trong kombucha; tác dụng của kombucha trong việc bảo vệ cơ thể con người tránh các tác hại của hóa chất, tia phóng xạ; các nghiên cứu về sự cố định đạm của một số chủng vi khuẩn được phân lập từ kombucha. [...]... cứu Nghiên cứu một số chủng nấm men lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang 3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Phân lập và sơ bộ định loại một số chủng nấm men có khả năng lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang 3.2 Tuyển chọn chủng nấm men lên men kombucha 3.3 Động thái phát triển của hai chủng nấm men M1, M2 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến sự sinh trưởng và phát triển của 2 chủng. .. trình nghiên cứu về kombucha vẫn chưa đầy đủ, hoàn chỉnh Đặc biệt là về khu hệ nấm men cũng như những nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện môi trường đối với quá trình lên men kombucha Do đó, chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu một số chủng nấm men lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang ’ Trên cơ sở nghiên cứu này có thể lựa chọn được các chủng nấm men dùng cho lên men kombucha 2 Mục đích nghiên cứu. .. chủng nấm men M1 và M2 trong môi trường lên men 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đối với quá trình lên men kombucha 3.6 Xây dựng quy trình sản xuất kombucha 4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Các chủng nấm men có khả năng lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang 5 Những đóng góp mới của của đề tài Là công trình nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về kombucha trên đối tượng trà Shan tuyết Hà. .. 20% [53] 1.3 Giới thiệu về trà lên men kombucha Đây là một loại thức uống được lên men trong dung dịch trà đường bởi kombucha Kombucha có thể sử dụng một số loại trà để lên men, nhưng không sử dụng được trà thảo mộc vì kombucha dễ bị hỏng khi lên men trà có nhiều tinh dầu Một số loại trà có chứa dầu thơm, có thể làm cho kombucha bị chết hoặc bị ảnh hưởng xấu Sử dụng các loại trà khác nhau sẽ cho ra những... mẫu, trên từng loại trà giấm [58] Như vậy, có thể thấy các nghiên cứu về kombucha ở Việt Nam còn rất ít Chủ yếu là các nghiên cứu về tác dụng của kombucha Các nghiên cứu về chủng nấm men, ảnh hưởng của điều kiện môi trường đối với quá trình lên men hầu như là không có CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu, thiết bị, hóa chất 2.1.1 Nguyên liệu chính Kombucha; Các chủng nấm men được... Cần Thơ đã có những nghiên cứu về: ảnh hưởng của thời gian chế biến tới một số tính chất và hoạt tính sinh học của trà giấm kombucha Nghiên cứu của tác giả đã cho biết: tính chất vật lý, hóa học, hàm lượng của các hợp chất hữu cơ có hoạt tính trong Trà giấm kombucha được chế biến từ Trà đóng gói hiệu Lipton và từ Trà đóng gói hiệu Trà Xanh Một số hoạt tính sinh học của Trà giấm kombucha: tính kháng... có những nghiên cứu về tác dụng bảo vệ của nấm trà kombucha đối với chuột bạch tạng bị nhiễm độc do phenol [46] Các nghiên cứu về định 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 định danh hai chủng Bacterium xylinum và B xylinoides và B gluconicum Các nhà nghiên cứu còn xác định được kombucha là một sự hợp... lên men từ 15 ÷ 500C Tuy nhiên mỗi loài có khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu nhiệt độ lớn hơn 800C vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn [53] 1.2 Cơ sở khoa học của quá trình lên men kombucha Theo kết quả nghiên cứu về thành phần cấu tạo của kombucha thì quá trình lên men dịch trà có thể xảy ra như sau: * Lên men ethanol (len men rượu): Hình 1.3 Cơ chế phân giải đường trong tế bào nấm men Lên. .. lập từ kombucha [37] Các nghiên cứu về kombucha ở trên thế giới rất phong phú, đa dạng Mặc dù vậy, những nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện môi trường lên quá trình lên men hầu như là rất ít, không đầy đủ 1.5.2 Ở Việt Nam Hiện nay các nghiên cứu về kombucha ở Việt Nam còn khá mới mẻ, cho đến nay các công trình nghiên cứu về kombucha có rất ít Theo Vũ Văn Chuyên thì từ năm 1969, ở Bắc Thái (cũ) và Hà. .. sử dụng để lên men dung dịch trà đường, nên gọi là nấm trà Trong quá trình lên men kombucha sẽ tạo ra một lớp màng mỏng trên bề mặt dịch trà và dần dần tăng bề dày, hình thành nên một kombucha thứ hai (thường gọi là kombucha con) tách biệt với kombucha ban đầu Hình dạng và kích thước của kombucha phụ thuộc vào hình dạng tiết diện của bình chứa [49], [53] Hình 1.1 Kombucha Hình 1.2 Lớp màng kombucha 1.1.3 . được các chủng nấm men dùng cho lên men kombucha. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu một số chủng nấm men lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Phân lập. trình lên men kombucha. Do đó, chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu một số chủng nấm men lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang ’. Trên cơ sở nghiên cứu này có thể lựa chọn được các chủng nấm. định loại một số chủng nấm men có khả năng lên men kombucha từ trà Shan tuyết Hà Giang. 3.2. Tuyển chọn chủng nấm men lên men kombucha. 3.3. Động thái phát triển của hai chủng nấm men M 1 ,