6. Đóng góp của đề tài
3.4.1. Khảo sát về thiết bị lên men
Khi lên men kombucha, quá trình sinh trƣởng của vi khuẩn sẽ tạo ra ngoài môi trƣờng rất nhiều chất trao đổi khác nhau. Đặc biệt, quá trình sinh
trƣởng của Acetobacter sẽ sinh ra acid acetic (sau 7 ngày nuôi cấy đo đƣợc
pH: 2,5) làm môi trƣờng bị chua. Vì vậy, thiết bị lên men phải có đặc tính bền với acid. Bên cạnh đó, thiết bị lên men cũng phải chịu đƣợc nhiệt độ cao khi
thanh trùng môi trƣờng lên men (121oC). Chúng tôi tiến hành lên men trong
Hình 3.17. Lên men kombucha trong cốc inox thường 150ml, sau quá trình lên men phần đáy cốc thường bị ăn mòn bởi acid acetic
Hình 3.18. Lên men kombucha trong cốc thủy tinh 250ml
Hình 3.19. Lên men kombucha trong hộp nhựa 500ml
Từ kết quả quan sát các bình lên men sau khi quá trình lên men trên kết thúc, kết hợp với quá trình tham khảo giá của các vật liệu trên thị trƣờng. Chúng tôi tiến hành so sánh một số đặc điểm khác nhau khi lên men kombucha trong các dụng cụ làm bằng inox, thủy tinh, nhựa ở bảng 3.9.
Bảng 3.9. Một số đặc điểm so sánh khi lên men kombucha ở các dụng cụ làm bằng các vật liệu inox, thủy tinh, nhựa
Đặc điểm Vật liệu
Inox Thủy tinh Nhựa
Bị ăn mòn bởi acid acetic (pH = 3)
Inox có thể bị ăn mòn Không Không
Có thể quan sát quá trình lên men
Không quan sát đƣợc Quan sát dễ dàng
Quan sát dễ dàng
Giá thành của bình lên men kích thước
10×15×4
Cao (inox thƣờng có giá > 30.000 đồng, inox
chịu acid có giá > 70.000 đồng)
Cao (> 50.000 đồng)
Thấp (> 6.000 đồng)
Rủi ro trong quá trình sử dụng
Có thể bị biến dạng Dễ vỡ Có thể bị biến
dạng
Từ kết quả dẫn ra ở bảng 3.9, có thể thấy: bình lên men làm bằng vật liệu inox chịu acid có 2 nhƣợc điểm lớn nhất là không quan sát đƣợc quá trình lên men và giá thành cao, do đó không nên dùng để lên men kombucha. Bình làm bằng vật liệu thủy tinh có thể dùng lên men kombucha nhƣng dễ vỡ, giá thành lại cao. Bình lên men làm bằng vật liệu nhựa chịu nhiệt không bị ăn mòn bởi acid acetic, có thể quan sát đƣợc diễn biến của quá trình lên men, sử dụng một thời gian dài (ít nhất 1 tuần lên men 1 lần, liên tục trong 6 tháng) khi đó nhựa mới bị cứng và vỡ, tuy nhiên giá thành của nhựa chịu nhiệt lại rất rẻ.
Như vậy, sử dụng bình làm bằng nhựa là tốt nhất cho quá trình lên men kombucha quy mô phòng thí nghiệm
3.4.2. Quy trình lên men kombucha quy mô phòng thí nghiệm
Trong quá trình lên men kombucha có thể sử dụng các nguồn nguyên liệu khác nhau, tuy nhiên tôi quyết định sử dụng nguồn nguyên liệu trà xanh để lên men với mong muốn sản phẩm thu đƣợc vừa có mùi vị đặc trƣng của
kombucha, vừa có hƣơng vị của trà xanh. Trà xanh là sản phẩm đƣợc sử dụng phổ biến tại các gia đình với nhiều nguồn gốc xuất xứ khác nhau, trong các sản phẩm này tôi lựa chọn trà xanh Thái Nguyên làm nguyên liệu lên men kombucha. Trà xanh Thái Nguyên là một sản phẩm nổi tiếng đƣợc nhiều ngƣời tin dùng do có nhiều đặc điểm khác biệt: khi pha trà ngửi ngay thấy mùi thơm nhẹ (thơm mùi cốm), nƣớc trà khi pha có màu xanh và trong, uống trà có cảm giác hơi chát ở đầu lƣỡi, sau khi uống có vị ngọt ở cổ họng. Hàm lƣợng tanin trong trà xanh Thái Nguyên khá cao, ngoài ra còn có một số vitamin trong trà có tác dụng tốt cho sức khỏe.
Sau khi đã nghiên cứu ảnh hƣởng của môi trƣờng dinh dƣỡng và điều kiện lên men, cùng với tham khảo các tài liệu về cách làm kombucha, kết hợp với quy trình lên men kombucha quy gia đình, chúng tôi đã xây dựng quy trình lên men kombucha quy mô phòng thí nghiệm nhƣ sau:
* Nguyên liệu:
Nƣớc: 1000 ml
Trà xanh Thái Nguyên: 20g Đƣờng saccharose: 100g Bình thủy tinh, khăn vải
* Quy trình lên men kombucha
Hình 3.20. Quy trình lên men kombucha quy mô phòng thí nghiệm Trích ly Trà Làm nguội Phối trộn Thanh trùng Vi khuẩn Bã Dịch lên men Nấm men Thu dịch đã lên men Đóng chai Thanh trùng Sản phẩm kombucha Lên men ở nhiệt độ 300 C, pH:4,2 Thời gian lên men 7 ngày Dịch trà đƣờng Lọc Đƣờng, nƣớc Nấu sirô Lọc; làm nguội Nƣớc Gia nhiệt
Thuyết minh quy trình
* Giai đoạn 1: Chế biến dịch trà đường
Bước 1:Chế biến dịch trà
Tuyển chọn trà, tiến hành gia nhiệt nƣớc, trích ly các chất hòa tan trong trà khô để thu đƣợc dịch trà và tiêu diệt vi sinh vật. Nhiệt độ gia nhiệt nƣớc phải thích hợp để hiệu suất trích ly tối ƣu nhƣng vẫn giữ đƣợc chất lƣợng cảm quan trà tốt nhất. Tỉ lệ nƣớc/trà = 1000ml/20g, nhiệt độ 1000
C trong 5 phút.
Bước 2: Lọc
Mục đích: nhằm tách bã chè ra khỏi dịch trà, làm cho dịch trà trong không bị vẩn đục do đó làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men.
Bước 3: Làm nguội
Mục đích: là hạ thấp nhiệt độ của dịch trà, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật và thuận tiện cho quá trình phối trộn, tránh làm mất hƣơng vị đặc trƣng của sản phẩm.
Bước 4: Nấu sirô, lọc và làm nguội
Nấu: đƣờng trƣớc khi đƣa vào phối trộn với dịch trà phải nấu thành dạng syrup có nồng độ 60 – 70%. Sirô nhất thiết phải đƣợc đun sôi, lọc và làm nguội. Mục đích của quá trình đun sôi sirô là khi đun sôi sẽ tiêu diệt đƣợc các vi sinh vật có trong đƣờng và trong nƣớc, mặt khác tạo điều kiện tốt để biến saccharose thành glucose và fructose và làm giảm độ nhớt của dung dịch đƣờng giúp cho việc lọc dễ dàng. Yêu cầu sirô: màu sắc trong suốt, không màu hoặc có màu vàng nhạt. Có mùi đặc trƣng của sirô, không có mùi vị lạ.
Lọc – làm nguội sirô: Lọc sirô trƣớc hết phải lọc ở trạng thái nóng để giảm độ nhớt. Lọc nhằm mục đích tách hết các hợp chất cơ học nhƣ rác, đất cát lẫn vào đƣờng trong quá trình vận chuyển và bảo quản. Sau khi lọc, cần làm lạnh nguội để sirô không bị sẫm màu.
Bước 5: Phối trộn
Dịch sirô sau khi làm nguội đƣợc phối trộn cùng với dịch trà để tạo thành một dung dịch đồng nhất có nồng độ theo yêu cầu. Sau khi phối trộn,
dịch trà cần đƣợc thanh trùng và để nguội về nhiệt độ phòng (28 – 320C) để
chuẩn bị cho quá trình lên men.
* Giai đoạn 2: Lên men
Bổ sung nấm men (10%V), vi khuẩn (10%V) vào dịch lên men
Đây là quá trình lên men hiếu khí nên rất dễ nhiễm vi sinh vật lạ và đặc biệt là nấm mốc. Do đó cần điều chỉnh pH của dịch trà ≤ 4,2. Khoảng pH này tạo điều kiện bất lợi cho sự xâm nhiễm của đa số các loài vi sinh vật và nấm mốc. Thời gian lên men khoảng 7 ngày. Lên men đến khi đạt pH cuối = 2,5.
* Giai đoạn 3: Hoàn thiện và thu sản phẩm
Bước 1: Thu dịch đã lên men
Sau khi quá trình lên men kết thúc, vớt nấm kombucha, để thu lấy dịch lên men đem lọc. Thao tác vớt nấm kombucha phải đảm bảo điều kiện vệ sinh nghiêm ngặt, hạn chế nhiễm vi sinh vật từ bên ngoài môi trƣờng vào.
Bước 2: Lọc dịch lên men
Mục đích: loại bỏ cặn, xác vi sinh vật sau quá trình lên men, làm trong dịch lên men, tăng chất lƣợng cảm quan của sản phẩm, sau khi lọc, dịch lên men phải trong, không vẩn đục, vẫn giữ đƣợc mùi vị, màu sắc đặc trƣng của sản phẩm.
Bước 3: Thanh trùng
Mục đích: tiêu diệt nấm men, vi khuẩn, đình chỉ hoàn toàn quá trình lên men, tiêu diệt các vi sinh gây hại, tăng thời gian bảo quản sản phẩm.
Bước 4: Thu sản phẩm
Sau khi đƣợc thanh trùng, kombucha sẽ đƣợc đóng chai. Trong khâu đóng chai rất có thể bị nhiễm, vì vậy ở khâu này cần tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp. Bảo quản sản phẩm trong tủ lạnh, thời gian 1 tháng.
3.4.3. Kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm
3.4.3.1. Đánh giá sản phẩm kombucha bằng phương pháp cảm quan
Lên men kombucha từ chủng vi khuẩn Acetobacter A15, nấm men
Saccharomyces M2 (chủng nấm men do Lâm Thị Hồng Liên phân lập và tuyển chọn từ kombucha), vi khuẩn lactic . Hội đồng gồm 7 ngƣời (A, B, C, D, E, G, H) đánh giá chất lƣợng một mẫu kombucha bằng phƣơng pháp cảm quan cho điểm [14]
Bảng 3.10. Đánh giá chất lượng sản phẩm kombucha bằng phương pháp cảm quan Chỉ tiêu chất lượng Điểm chưa có trọng lượng của Tổng số điểm chưa có trọng Điểm trung bình chưa có trọng lượng Hệ số quan trọng Điểm đã được hiệu chỉnh A B C D E G H Độ trong và màu sắc 5 4 5 5 5 5 4 33 4,7 0,8 3,8 Mùi 5 4 4 5 5 5 5 33 4,7 1,2 5,6 Vị 5 4 4 4 5 5 5 32 4,6 2,0 9,2 Số điểm chung: 18,6
Đối chiếu với bảng 2.3, theo TCVN 3217- 79, mẫu kombucha đạt mức chất lƣợng tốt.
3.4.3.2. Kiểm tra chất lượng sản phẩm
Sản phẩm kombucha thu đƣợc có độ trong, màu vàng tƣơi, vị ngọt của đƣờng, vị chua mát, vị chát của trà, vị giống rƣợu táo, mùi giống mật ong pha
loãng, có ga.
Chúng tôi đã gửi mẫu kiểm tra vi sinh và hàm lƣợng một số kim loại nặng trong sản phẩm. Kết quả: sản phẩm đạt chất lƣợng và an toàn cho ngƣời sử dụng.
VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
1.1. Phân lập đƣợc 20 mẫu vi khuẩn, tuyển chọn sơ bộ 9 mẫu vi khuẩn
Acetobacter, định loại gồm 3 chủng: A. xylinus, A. aceti, A. pasteurianus. Nghiên cứu động thái sinh trƣởng của 2 chủng vi khuẩn
Acetobacter A2 và A15
1.2. Đã nghiên cứu ảnh hƣởng của môi trƣờng dinh dƣỡng và điều kiện lên men tới quá trình lên men kombucha. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng thích hợp bổ sung: (NH4)2SO4 : 2 g/l; MgSO4.7H2O: 1,5 g/l; KH2PO4: 1,5 g/l; Thời gian lên men: 7 ngày; Hàm lƣợng giống bổ sung 10%; pH: 4 – 4,5; nhiệt độ: 300C.
1.3. Đã lựa chọn thiết bị lên men phù hợp cho quá trình lên men kombucha là vật liệu nhựa và thủy tinh. Xây dựng quy trình lên men kombucha quy mô phòng thí nghiệm.
2. Kiến nghị
2.1. k
2.2. Nghiên cứu này định hƣớng vào việc tìm kiếm giải pháp sử dụng nguồn nguyên liệu trà tại tỉnh Thái Nguyên, đồng thời đa dạng hóa sản phẩm nƣớc giải khát có nguồn gốc tự nhiên.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Đặng Hùng Thắng (1999), Thống kê và ứng dụng, Nxb Giáo dục, tr. 214- 267.
[2]. Đinh Thị Kim Nhung (1996), Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của
vi khuẩn Acetobacter và ứng dụng chúng trong lên men acid acetic theo phương pháp chìm, Luận án Tiến sỹ Sinh học, Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Hà Nội.
[3]. Lƣơng Đức Phẩm (1998), Công nghệ vi sinh vật, Nxb Nông nghiệp.
[4]. Lƣơng Đức Phẩm (2006), Nấm men công nghiệp , Nxb Khoa học và Kĩ
thuật.
[5]. Mai Thị Hằng, Đinh Thị Kim Nhung, Vƣơng Trọng Hào (2011), Thực hành vi sinh vật học, Nxb Đại học Sƣ Phạm Hà Nội.
[6]. Nguyễn Thành Đạt, Nguyễn Duy Thảo, Vƣơng Trọng Hào (1990), Thực
hành vi sinh vật, Nxb Giáo Dục.
[7]. Nguyễn Lân Dũng, Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Thanh Hiền, Lê Đình Lƣơng, Đoàn Xuân Mƣợu, Nguyễn Đình Quyết, Phạm Văn Ty (1978),
Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật học, Nxb khoa học kĩ thuật.
[8]. Nguyễn Lân Dũng ( 1976), Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật
học, tập 1-2-3, Nxb Khoa học &kĩ thuật, Hà Nội.
[9]. Nguyễn Lân Dũng (1983), Thực tập vi sinh vật học (sách dịch), Nxb “Mir” Moskwa.
[10]. Nguyễn Thành Đạt (1999),Cơ sở vi sinh vật học, Nxb Giáo Dục
[11]. Nguyễn Thành Đạt, Nguyễn Duy Thảo (1986), Vi sinh vật học, Nxb Giáo dục.
[12]. Vũ Thị Minh Đức (2001). Thực tập vi sinh vật. Nxb ĐHQG Hà Nội, tr.
1 - 50.
[13]. Trần Linh Thƣớc. (2006), Phương pháp phân tích vi sinh vật, Nxb giáo
dục, trang. 1- 29, 40- 69.
[15]. Balentine DA (1997), Special issue: Tea and Health, Crit. Rev. Food. Sci. Nutr. 8:691-692.
[16]. Bergey. H, John. G. Holt.( 1992) Bergey‟s manual of dererminativa bacteriology. Wolters kluwer health, p.71- 84.
[17]. Boesch, C., Trček, J., Sievers, M. & Teuber, M. (1998). Acetobacter intermedius sp. nov. Syst Appl Microbiol 21, 220–229.
[18]. Carr J.G. (1968), “Identification of acetic acid bacteria”, Identification methods for microbiologists, Academic Press, London, pp. 1 – 8.
[19]. Cavusoglu K., Gluer P. (2010), Protective effect of kombucha mushroom
tea on chromosomal aberrations induced by gamma radiation in human peripheral lymphocytes in vitro, J. Environ. Biol. 31, N5.P. 851-856.
[20]. Dutta D., Gachhui R. (2006), Novel nitrogen-fixing Acetobacter nitrogen
nifigens sp.nov., isolated from Kombucha tea, Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 56. pt8. p.1899-1903.
[21]. Dutta D., Gachhui R. (2007), Nitrogen-fixing and cellulose producing Gluconacetobacter kombucha sp.nov., isolated from Kombucha tea, Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 57. pt2. p.353-357.
[22]. Farnworth.E Dufresne.C,(1999), Tea, Kombucha, and health, Food
Research and Development Centre, Agriculture and Agri-Food canada,3600 Casavant Blvd.West, Saint-Hyacinthe,QC,Canada J2S 8E3. [23]. Frateur J. (1950), Essai sur la systématique des Acétobacter, La cellule,
Vol. 53, pp. 278 – 398.
[24]. Greenwalt CJ, Steinkraus KH, Ledford RA (2000), Kombucha, the
fermented tea: microbiology, composition, and claimed health effects, J.Food. Prot. 63:976-981.
[25]. Hai-Peng Cheng, Pei-Ming Wang, Jech-Wei Chen, Wen-Teng Wu
production in a modified airlift reator, Vol 35, Biotechnol. Appl.
Biochem, p. 125-132.
[26]. Jean F. MacFaddin, (2000), Biochemical tests for identification of medical bacteria, Third edition.
[27]. J Reiss, (1994), Influence of different sugars on the metabolism of the tea fungus., Zeitschrift fuer Lebensmittel-Untersuchung und Forschung. [28]. Jayabalan R., Malini K., Sathishkumar M., Swaminathan K.,Yun S.-E.,
Biochemical characteristics of tea fungus produced du-ring kombucha fermentation // Food Sci. Biotechnol.–2010.– 19 ,N 3.–P. 843–847.
[29]. Jayabalan R, Marimuthu S, Swaminathan K (2007), Changes in content
of organic acids and tea polyphenols during kombucha tea fermentation, Food Chem. 102:392-398.
[30]. Jayarajah CN, Skelley AM, Fortner AD, Mathies RA (2007), Analysis of
neuroactive amines in fermented beverages using a portable microchip capillary electrophoresis system, Anal. Chem. 21:8162-8169.
[31]. J. Trcek, (2005), Quick identification acetic acid bacteria based on nucleotide sequences of the 16S-23S rDNA internal transcribed spacer regio and of the PQQ, dependent alcohol dehydrogenase gene, Systematic and Applied Microbiology 28(8).
[32]. Kang MY, Park YH, Kim BS, Seo SY, Jeong BC, Kim JI, Kim HH
(2012), Preventive effects of green tea( Camellia sinensis var.
assamica ) on diabetic nephropathy, Yonsei Med. J. 1:138-144.
[33]. Kappel T, Anken RH (1993), The tea-mushroom, Mycol. 7:12-13.
[34]. K.H. Steinkraus, K.B. Shapiro, J.H. Hotchkiss, R.P. Mortlock,(1996),
Examinations on Antibiotic Activity of Tea Fungus Kombucha Beverage, Acta Biotechnologica.
[35]. Kurtzman CP, Robnett CJ, Basehoar-Powers E (2001),
Zigosaccharomyces kombuchaensis , a new ascosporogeneous yeast from , Kombucha tea, FEMS Yeast Res. 2:133-138.
[36]. Landi H (2009), Tea Revolution, Beverage World 10:78.
[37]. Lončar E, Petrović S, Malbaša R, Verac R (2000), Biosynthesis of glucuronic acid by means of tea fungus, Nahr. 44:138-139.
[38]. Liu CH, Hsu WH, Lee FL, Liao CC (1996), The isolation and
identification of microbes from a fermented tea beverage, Haipao, and their interactions during Haipao fermentation, Food Microbiol. 6:407- 415.
[39]. Mayser, P; Fromme, S; Leitzmann, C; Gründer, K (1995), The yeast spectrum of the “tea fungus Kombucha”, Mycoses 38 (7–8): 289–95. [40]. Nguyen, Vu Tuan; Flanagan, Bernadine; Gidley, Michael J.; Dykes,
Gary A. (2008), Characterization of Cellulose Production by a
Gluconacetobacter xylinus strain from Kombucha. Current Microbiology. 57 (5): 449–53.
[41]. Paquin P (ed) (2009), Functional and Speciality Beverage
Technology, Woodhead Publishing Limited, Cambridge.
[42]. Petrushevska-Tozi L., Bauer-petrovska B. (2000), Mineral and water soluble vitamin content in the Kombucha drink, Int. J. Food Sci. Technol. 35, N2.P.201-205.
[43]. R.A. Ledford C.J. Greenwalt, and K.H. Steinkraus, Determination And
characterization of the anti-microbial activity of the fermented tea Kombucha, Department of Food Science.
[44]. Steinkraus KH (1996), Handbook of indigenous fermented foods, 2nd
[45]. Teoh AL, Heard G, Cox J (2004), Yeast ecology of Kombucha fermentation, Int. J. Food Microbiol. 2: 119-126.
[46]. The American Center of Disease Control (1995), Unexplained Severe Illness Possibility Associated with Consumption of Kombucha Tea – Iowa, 1995, Morb. Mortal Wkly. Rep. 48:892-900.
[47]. US Food and Drug Administration (1995), FDA Talk Paper: FDA
cautions consumers on "Kombucha mushroom tea." Rockville, Md.: National Press Office, Talk Pap, T95-15.
[48]. Velicanski, Aleksandra; Cvetkovic, Dragoljub; Markov, Sinisa; Tumbas, Vesna; Savatovic, Sladjana (2007), "Antimicrobial and antioxidant activity of lemon balm Kombucha". Acta periodica technologica (38): 165–72
[49]. V. Robles – Olvera T. Romero – Cortes, G. Rodriguez – Jimenez and M.
Ramirez – Lepe, (January 2012), Isolation and characterization of acetic
acid bacteria in cocoa fermentation, African Journal of Microbiology Research Vol 6.
[50]. Wright R (2009), Functional Beverages: Surviving or Thriving?
Nutraceuticals World
[51]. Yamada, Y., Hoshino, K. & Ishikawa, T. (1997). The phylogeny of acetic acid bacteria based on the partial sequences of 16S ribosomal RNA: the elevation of the subgenus Gluconacetobacter to the generic
level. Biosci Biotechnol Biochem 61, 1244–1251.
[52]. Yapar K., Cavusoglu K., Oruc E, Yalcin E. (2010), Protective effect of
kombucha mushroom tea on phenol-induced cytotoxicity in albino mice. J. Environ. Biol. 31. P. 615-621.
[54]. http://tvdt.khoahoctre.com.vn/index.php/thƣ-viện/tìm-kiếm.html?.
[55]. cns.ctu.edu.vn/index.php/en/student-page-2/43-khoa-khtn/272-bao-cao--