TÓM TẮT:
Trà Kombucha táo đỏ là loại trà lên men kết hợp với táo đỏ mang lại nhiều lợi ích sức khỏe nhờ vào các hợp chất có hoạt tính sinh học trong trà và táo cũng như một số hợp chất được tạo ra trong quá trình lên men. Sau 10 ngày lên men cho thấy nồng độ vi sinh vật tăng dần trong quá trình lên men và đạt cực đại sau 8 ngày lên men (10,16 log CFU/mL). Khả năng khử gốc tự do DPPH có xu hướng tăng lên trong 2 ngày đầu lên men và giảm dần ở các ngày tiếp theo, không có sự khác biệt so với mẫu trà đối chứng, tuy nhiên cao hơn gấp khoảng 6 lần so với mẫu táo lên men. Các chủng vi khuẩn phân lập được từ trà Kombucha cho thấy chủng vi khuẩn Levilactobacillus brevis có khả năng chịu acid mật.
Từ khóa: hoạt tính chống oxy hóa, đặc tính probiotics, trà kombucha táo đỏ, táo đỏ, lá trà đen, Levilactobacillus brevis.
1. Đặt vấn đề
Kombucha là một loại đồ uống phổ biến trong số nhiều loại thực phẩm lên men theo phong cách truyền thống, có nguồn gốc ở Đông Bắc - Trung Quốc (Mãn Châu). Kombucha có vị ngọt từ trà đen, được lên men tự nhiên trong 8 đến 10 ngày nhờ hỗn hợp vi sinh vật Scoby tạo sản phẩm có vị chua giống như rượu táo sủi tăm, phát triển trong quá trình lên men kéo dài thành hương vị giấm nhẹ. Hệ vi sinh Scoby lên men đường trong trà và sản xuất ethanol, vi khuẩn oxy hóa rượu và tạo ra acid acetic [1], cùng một số acid hữu cơ khác như gluconic, lactic, malic, citric và tartaric có hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa [2].
Táo đỏ (Zizyphus jujuba) phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Á và châu Mỹ, là một loài cây thuộc họ Rhamnaceae, thường được sử dụng trong y học dân gian để chữa các bệnh khác nhau. Táo đỏ có giá trị dinh dưỡng cao do chứa một lượng lớn chất dinh dưỡng và chất phytochemical, chẳng hạn như chất xơ, protein, chất béo, carbohydrate, vitamin (ascorbic acid, thiamine và riboflavin), phenolic và khoáng chất [3-5].
Trong nghiên cứu này, lên men trà Kombucha kết hợp táo đỏ nhằm mục đích gia tăng hàm lượng dinh dưỡng, giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng và làm phong phú sản phẩm trà Kombucha.
2. Vật liệu, phương pháp
2.1. Vật liệu
Nguyên liệu để lên men trà Kombucha táo đỏ: Lá trà đen (Camellia sinensis - Việt Nam), Táo đỏ khô (Ziziphus jujuba - Hàn Quốc).
Chủng vi khuẩn gây bệnh Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhi, giống Scoby được cung cấp bởi phòng thí nghiệm vi sinh, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành.
Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu: glucose (Trung Quốc), yeast extract (Trung Quốc), peptone (Trung Quốc), CaCO3 (Trung Quốc), glycerin (Vietnam), Lactobacillus MRS agar (Himedia), ampicillin (MKP).
2.2. Lên men trà Kombucha táo đỏ và xác định mật độ vi sinh vật hiếu khí
Trà Kombucha được lên men từ hỗn hợp trà đen (8 g) được ngâm trong 1 lít nước sôi trong 15 phút, bổ sung 100 g đường. Hỗn hợp được chia thành hai phần, một phần bổ sung 40 g táo đỏ. Dịch trà và trà táo được làm lạnh đến 30oC, thêm 10% dịch vi khuẩn SCOBY, hỗn hợp được lên men tĩnh trong 6 ngày. Sau 6 ngày lên men, hỗn hợp trà không chứa táo được bổ sung thêm 40 g táo và tiếp tục lên men đến ngày thứ 10, được so sánh với mẫu trà không bổ sung táo và táo lên men. Sau mỗi ngày lên men, mật độ vi sinh vật hiếu khí trong sản phẩm được định lượng bằng môi trường Plate count agar (PCA).
2.3. Các phương pháp phân tích
2.3.1. Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa DPPH
Hoạt tính khử gốc tự do DPPH được thực hiện theo phương pháp được mô tả bởi Brand-Williams và cộng sự (1995) với một số sửa đổi. Hút 2,85 mL thuốc thử DPPH đã hiệu chỉnh được cho vào 0,15 mL dịch mẫu pha loãng. Hỗn hợp phản ứng được ủ 30 phút trong bóng tối và được đo độ hấp thu ở bước sóng 515 nm bằng máy quang phổ UV-Vis. Dịch trà ban đầu trước lên men được sử dụng làm đối chứng và so sánh kết quả chống oxy hóa với các sản phẩm trà Kombucha trên thị trường.
2.3.2. Phương pháp xác định khả năng chịu acid - mật
Để đánh giá khả năng chịu acid - mật của hai chủng vi khuẩn ưu thế trong sản phẩm trà Kombucha là Acetobacteraceae và Lactobacillaceae và nấm men. Chủng vi sinh vật sau khi được phân lập và làm thuần được ủ trong môi trường pH 2 và mật nồng độ 0,3% với nồng độ vi khuẩn nhất định trong 1 và 2 giờ, cấy trang trên môi trường chọn lọc xác định mật độ vi khuẩn còn lại sau thời gian ủ [6].
2.4. Các phương pháp phân tích
Dữ liệu thử nghiệm được phân tích bằng phần mềm SPSS 26 (SPSS Inc. Chicago, U.S.A) sử dụng các kỹ thuật thống kê cơ bản. One-way ANOVA và Tukey's Multiple Range được sử dụng để xác định sự khác biệt có ý nghĩa giữa các mẫu ở mức ý nghĩa 5%.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Sự thay đổi tổng số vi sinh vật hiếu khí trong dịch lên men trà Kombucha
Kết quả sự thay đổi của tổng số vi sinh vật hiếu khí trong trà Kombucha được thể hiện ở Hình 1.
Hình 1: Sự thay đổi của tổng số vi sinh vật hiếu khí (TPC, log CFU/mL) của dịch táo đỏ 40 g/L (JE), dịch trà đen 8 g/L (TE), dịch trà đen phối trộn táo đỏ ngày 0 (TE+JE_0) và dịch trà đen phối trộn táo đỏ vào ngày 6 (TE+JE_6) trong 10 ngày lên men bằng giống Scoby
Nhìn chung, tổng số vi sinh vật có xu hướng tăng. Tuy nhiên, vào ngày lên men thứ nhất mẫu TE+JE_0 đạt giá trị cực tiểu (5,43 log CFU/mL) và ngày lên men thứ 8 mẫu TE+JE_6 đạt giá trị cực đại (10,16 log CFU/mL). Tất cả các mẫu đều tăng mạnh vào ngày lên men thứ 8 và giảm ở ngày 10, sự sụt giảm số lượng vi khuẩn này có thể là do tác dụng của các hợp chất hoạt tính sinh học trong trà Kombucha chứa các hợp chất phenolic và acid được sản sinh từ vi sinh vật làm kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn. Sinir et al. (2019) đã nghiên cứu về nước giải khát từ kombucha và cho thấy rằng việc sử dụng cơ chất khác nhau ảnh hưởng đến nồng độ vi sinh vật, số lượng vi khuẩn và nấm men đạt 104-106 CFU/mL trong môi trường nuôi cấy cho phép lên men kombucha trong khoảng thời gian 10 ngày [7].
3.2. Hoạt tính khử gốc tự do DPPH
Với mong muốn sử dụng những sản phẩm thực phẩm có tác dụng bảo vệ sức khỏe, việc đánh giá chất chống oxy hóa trong thực phẩm có tầm quan trọng to lớn trong bối cảnh ngày nay. Hoạt tính khử gốc tự do DPPH của trà Kombucha táo đỏ trong 10 ngày lên men được thể hiện trong Hình 2.
Hình 2: Sự thay đổi của hoạt tính khử gốc tự do DPPH (mg TE/L) của dịch táo đỏ 40 g/L (JE), dịch trà đen 8 g/L (TE), dịch trà đen phối trộn táo đỏ ngày 0 (TE+JE_0) và dịch trà đen phối trộn táo đỏ vào ngày 6 (TE+JE_6) trong 10 ngày lên men bằng giống Scoby
Mẫu trà JE có hoạt tính khử gốc tự do DPPH thấp nhất so với các mẫu còn lại trong suốt quá trình lên men. Mẫu TE, TE+JE_0 và TE+JE_6 có xu hướng cân bằng trong 6 ngày đầu và giảm dần trong 4 ngày tiếp theo. Vào 4 ngày cuối của quá trình lên men, mẫu TE+JE_6 giảm mạnh. Chakravorty et al. (2016) đã nghiên cứu về động học vi sinh vật và sinh hóa trong lên men trà Kombucha và cho thấy rằng hoạt tính khử gốc tự do DPPH của trà Kombucha sau khi lên men 21 ngày tăng 39,7% so với mẫu trà không lên men đối chứng. Ayed et al. (2017) khảo sát về việc phát triển một loại nước giải khát từ nước ép nho đỏ lên men với Kombucha và đã chỉ ra rằng hoạt tính khử gốc tự do DPPH tăng lên 55,7% sau 6 ngày lên men và dần ổn định lại ở những ngày lên men tiếp theo. Mức độ hoạt động chống oxy hóa trong nước giải khát Kombucha sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như thời gian lên men, loại cơ chất và hệ vi sinh vật của Kombucha. Sự gia tăng các hoạt động chống oxy hóa này cũng có thể là do các peptit được giải phóng bởi nấm men trong quá trình tự phân.
3.3. Khả năng chịu acid - mật
Theo nhiều nghiên cứu cho thấy nồng độ 0,3% muối mật được coi là nồng độ trung bình có trong ruột non. Ba chủng phân lập từ trà Kombucha đã được thử nghiệm về khả năng chịu acid và mật được thể hiện trong Hình 3.
Hình 3: Khả năng chịu acid và muối mật theo thời gian của ba chủng vi sinh vật Saccharomyces cerevisiae (SC), Levilactobacillus brevis (LB) và Komagataeibacter saccharivorans (KS)
Kết quả đạt được cho thấy chủng Komagataeibacter saccharivorans (KS) không có khả năng kháng acid - mật khi, không có vi khuẩn nào xuất hiện sau thời gian ủ. Saccharomyces cerevisiae (SC) có mức độ chịu acid và muối mật theo thời gian tương đối tốt hơn, tuy nhiên khi đến thời gian ủ 2 giờ số lượng vi sinh vật đã không tồn tại. Vi khuẩn Levilactobacillus brevis (LB) có khả năng kháng acid - mật tốt nhất. Một số nghiên cứu cho thấy kháng mật là một đặc điểm quan trọng giúp Levilactobacillus brevis (LB) tồn tại và phát triển trong đường ruột.
4. Kết luận
Trong 10 ngày lên men trà Kombucha táo đỏ, kết quả cho ta thấy hàm lượng táo đỏ giúp gia tăng các hoạt tính chống oxy hóa. Ở ngày lên men thứ 6 được cho là thời gian lên men thích hợp nhất đối với sản phẩm trà Kombucha táo đỏ, vì các hoạt tính như khả năng khử gốc tự do DPPH tăng và duy trì. Các chủng vi sinh vật Komagataeibacter saccharivorans, Levilactobacillus brevis và Saccharomyces cerevisiae cho thấy đối với chủng L.brevis có khả năng sống sót tốt nhất trong điều kiện môi trường acid - mật.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
- Teoh AL, Heard G, Cox J. (2004). Yeast ecology of Kombucha fermentation. Int J. Food. Microbiol., 95, 119-26.
- Neffe-Skocińska K, Sionek B, Ścibisz I, Kołożyn-Krajewska D. (2017). Acid contents and the effect of fermentation condition of Kombucha tea beverages on physicochemical, microbiological and sensory properties. Cyta-Journal of Food, 15, 601-7.
- Chen K, Fan D, Fu B, Zhou J, Li H. (2018). Comparison of physical and chemical composition of three chinese jujube (Ziziphus jujuba Mill.) cultivars cultivated in four districts of Xinjiang region in China. Food Science and Technology, 39, 912-21.
- Hernández F, Noguera-Artiaga L, Burló F, Wojdy-o A, Carbonell-Barrachina ÁA, Legua P. (2016). Physico-chemical, nutritional, and volatile composition and sensory profile of Spanish jujube (Ziziphus jujuba Mill.) fruits. J. Sci. Food. Agric., 96, 2682-91.
- Vickers N.J. (2017). Animal communication: when im calling you, will you answer too? Current Biology, 27, R713-5.
- Kýlýç G.B., Karahan A.G. (2010). Identification of lactic acid bacteria isolated from the fecal samples of healthy humans and patients with dyspepsia, and determination of their pH, bile, and antibiotic tolerance properties. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology, 18, 220-9.
- Sinir G.Ư., Tamer C.E., Suna S. (2019). Kombucha tea: A promising fermented functional beverage. Fermented Beverages, Elsevier, 401-32.
A STUDY ON ANTIOXIDANTS ACTIVITIES AND CHARACTERISTIC PROBIOTICS OF ZIZIPHUS JUJUBA AND BLACK TEA KOMBUCHA • Master. NGUYEN NHU NGOC • Master. NGUYEN QUOC DUY Faculty of Environmental and Food Engineering Nguyen Tat Thanh University ABSTRACT: Jujube Kombucha tea is a type of fermented tea with jujube and it brings many health benefits thanks to its bioactive compounds in the tea, jujube-and some compounds produced during the fermentation process. After 10 days of fermentation, the microbial concentration in tea gradually increases during fermentation and peaks at the 8th day (10.16 log CFU/mL). The DPPH free radical scavenging capacity grows in the first two days of fermentation, then it gradually decreases over the time with no difference from the tea sample. However, the jujube Kombucha tea’s DPPH free radical scavenging capacity is six times as high as the fermented apple sample’s result. Bacterial strains isolated from Kombucha tea show that the Levilactobacillus brevis is bile and acid tolerance. Keywords: antioxidant activity, probiotics properties, jujube Kombucha tea, jujube, black tea leaves, Levilactobacillus brevis. |
ThS. NGUYỄN NHƯ NGỌC - ThS. NGUYỄN QUỐC DUY (Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành)
(Nguồn: Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, Số 23, tháng 10 năm 2022)
Đăng nhập
