THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN NƯỚC TRÀ XANH LÊN MEN TỪ VI KHUẨN A. XYLINUM VÀ NẤM MEN S. CEREVISIAE

THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN NƯỚC TRÀ XANH LÊN MEN TỪ VI KHUẨN A. XYLINUM VÀ NẤM MEN S. CEREVISIAE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-o0o -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN NƯỚC TRÀ

XANH LÊN MEN TỪ VI KHUẨN A

XYLINUM VÀ NẤM MEN S CEREVISIAE

GVHD: Ths Vương thị Việt Hoa SVTH: Hà thị Mỹ Trinh

MSSV: 104110216

Tp HCM, tháng 10 năm 2008

LỜI CẢM ƠN

Để có được những vốn kiến thức và kinh nghiệm quý báu về ngành nghề, về thực tế cuộc sống, đó là ơn sâu nghĩa nặng của tất cả thầy cô, cha mẹ, người thân và bạn bè – những người đã dạy dỗ, yêu thương, gần gũi và giúp đỡ tôi trong suốt những năm học qua

Tôi xin chân thành cảm ơn cô Vương thị Việt Hoa – Thạc sĩ khoa Công nghệ thực phẩm – trường Đại Học Nông Lâm đã tận tình hướng dẫn, cung cấp thông tin, tài liệu hữu ích cho tôi trong quá trình nghiên cứu luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, quý thầy cô bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ, các giảng viên, giáo viên phản biện cùng các thầy cô phụ trách thư viện, phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu, cũng như đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu luận văn

Tôi xin ghi nhớ công ơn ba mẹ, đã sinh thành, dưỡng dục, dìu dắt tôi từng bước đi, tạo cho tôi những hành trang vô giá để tôi bước vào đời đầy niềm tin và nghị lực

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn của tôi, đã gần gũi, chia sẻ, giúp đỡ tôi trong suốt quãng đời đại học

Tp.HCM ngày 31 tháng 10 năm 2008

Hà thị Mỹ Trinh

T M T T LUẬN V N

Đề tài “Thử nghiệm chế biến nước trà xanh lên men từ vi khuẩn Acetobacter xylinum

và nấm men Saccharomyces cerevisiae” được tiến hành từ đầu tháng 8 năm 2008 đến cuối

tháng 10 năm 2008 tại phòng thí nghiệm hóa sinh và phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm – khoa Công nghệ thực phẩm – trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh

- Đề tài thực hiện nhằm tìm hiểu về hệ vi sinh vật lên men nước trà đường và công

dụng của nước trà đường lên men Cộng sinh giữa vi khuẩn Acetobacter xylinum và nấm men Saccharomyces cerevisiae để tạo ra hệ vi sinh vật lên men nước trà đường; thử nghiệm chế

biến nước trà xanh lên men với các thông số kỹ thuật

- Đề tài được thực hiện với các thí nghiệm và đã đạt được một số kết quả như sau:

+ Cộng sinh giữa A xylinum và S cerevisiae với 3 tỷ lệ (1:1; 1:0,5 và 1:0) Tỷ lệ 1:1 là

tỷ lệ được chọn để kết hợp giữa 2 loài

+ Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men Thời gian lên men thích hợp nhất là 8 ngày, lên men ở nhiệt độ 22 ÷ 30o

C

+ Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ trà : nước Tỷ lệ trà : nước thích hợp nhất là 0,3:10

+ Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối chế đường Tỷ lệ đường thích hợp nhất là 10% + Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối chế mật ong Tỷ lệ mật ong thích hợp nhất là 0,2% + Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối chế nước ép nho Tỷ lệ nước ép nho thích hợp nhất là 15%

+ Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối chế nước ép táo Tỷ lệ nước ép táo thích hợp nhất là 10%

MỤC LỤC

Đề mục

Trang bìa i

Nhiệm vụ đồ án Lời cảm ơn ii

Tóm tắt luận văn iii

Mục lục iv

Danh sách hình vẽ v

Danh sách bảng biểu vi

Danh sách các từ viết tắt vii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 nghĩa khoa học và thực ti n 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 2

1 Đối tượng, phạm vi và giới hạn đề tài 2

CHƯƠNG 2 T NG UAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan tài liệu 3

2.2 Cơ sở khoa học của quá trình lên men 12

2.3 Giới thiệu về nước trà đường lên men 14

2 Hệ vi sinh vật lên men 17

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 27

3.1 Phương tiện 27

3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 28

3.2 Nội dung bố trí thí nghiệm 30

CHƯƠNG KẾT UẢ VÀ BÀN LUẬN 33

4.1 Nuôi cộng sinh giữa vi khuẩn A xylinum và nấm men S cerevisiae 33

2 Thuần hóa hệ cộng sinh A xylinum _S cerevisiae 35

3 nh hưởng của thời gian đến quá trình lên men 37

nh hưởng của tỷ lệ phối chế trà đến chất lượng sản phẩm 39

5 nh hưởng của tỷ lệ phối chế đường đến chất lượng sản phẩm 41

4.6 nh hưởng của tỷ lệ phối chế mật ong 42

4.7 nh hưởng của tỷ lệ phối chế nước nho ép 44

4.8 nh hưởng của tỷ lệ phối chế nước táo ép 45

4.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm nước trà xanh lên men 46

10 Quy trình chế biến nước trà xanh lên men 48

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH 52

5.1 Kết luận 52

5.2 Kiến nghị 53 Tài liệu tham khảo I Phụ lục 1 II Phụ lục 2 III Phụ lục 3 IX Phụ lục 4 XII

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1 Lá trà 4

Hình 2.2 Hoa trà 6

Hình 2.3 Trái cây trà 6

Hình 2 Lá trà 6

Hình 2.5 Mặt cắt thân trà 6

Hình 2.6 Sản phẩm nước trà xanh lên men 15

Hình 2.7 Hệ vi sinh vật cộng sinh lên men nước trà đường 17

Hình 2.8 Vi khuẩn Acetobacter xylinum 23

Hình 2.9 Saccharomyces cerevisiae 25

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 29

Hình 4.1 Đồ thị biểu di n bề dày của các lớp váng theo thời gian 34

Hình 2 Đồ thị biểu di n bề dày của các lớp váng theo thời gian 36

Hình 3 Đồ thị biểu di n độ pH ở các khoảng thời gian lên men 37

Hình Đồ thị biểu di n độ Bx ở các khoảng thời gian lên men 38

Hình 4.5 Quy trình chế biến nước trà xanh lên men 48

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của lá trà tươi 7

Bảng 2.2 Các loài vi khuẩn và nấm men có trong hệ cộng sinh lên men nước trà 17

Bảng 2.3 Các vi sinh vật có trong hệ cộng sinh 18

Bảng 2 Các loài Acetobacter 21

Bảng 1 Bề dày của các lớp váng hình thành trên bề mặt môi trường 33

Bảng 2 Bề dày của các lớp váng hình thành trên bề mặt môi trường 35

Bảng 3 Độ pH và độ Bx của các nghiệm thức trong các khoảng thời gian 37

Bảng Bảng nhận xét về mùi vị của các nghiệm thức 38

Bảng 5 Bảng kết quả đánh giá của 8 cảm quan viên 39

Bảng 6 Bảng nhận xét về mùi vị của các nghiệm thức 40

Bảng 7 Bảng kết quả đánh giá của 8 cảm quan viên 40

Bảng 8 Bảng nhận xét về mùi vị của các nghiệm thức 41

Bảng 4.9 Bảng kết quả đánh giá của 8 cảm quan viên 42

Bảng 10 Bảng nhận xét về mùi vị của các nghiệm thức 43

Bảng 11 Bảng kết quả đánh giá của 8 cảm quan viên 43

Bảng 12 Bảng nhận xét về mùi vị của các nghiệm thức 44

Bảng 13 Bảng kết quả đánh giá của 8 cảm quan viên 44

Bảng 1 Bảng nhận xét về mùi vị của các nghiệm thức 45

Bảng 15 Bảng kết quả đánh giá của 8 cảm quan viên 45

Bảng 4.16 Bảng kết quả đánh giá cảm quan 47

Bảng 17 Các mức chất lượng 47

Bảng 5.1 Bảng kết quả xét nghiệm vi sinh 80

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay trên thế giới, nước trà đường lên men rất phổ biến và được ưa chuộng

ở nhiều nước như Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga, Đức Ngoài việc là một thức uống giải khát thông thường, nước trà đường lên men còn đem lại những lợi ích cho sức khỏe Uống nước trà đường lên men làm giảm cao huyết áp, chống lại bệnh viêm khớp,

xơ cứng động mạch, bệnh hen suyễn, bệnh viêm phế quản, chữa bệnh ung thư, chống lão hóa và tăng hệ miễn dịch cho cơ thể Hiện nay ở nước ta, loại thức uống lên men từ trà đường này chưa có mặt trên thị trường nhưng trong dân gian đã xuất hiện với tên gọi

là “thủy hoài sâm” hay “nấm chè”, “giấm chè” Người dân thường tự làm ở nhà bằng cách cho vào nước trà đường một con giống gọi là con nấm và để qua một thời gian cho con nấm lên men nước trà đường rồi đem ra uống, nước có vị chua của acid hòa quyện với vị ngọt của đường và mùi thơm của trà, rất đã khát và sảng khoái Để góp phần giúp cho thức uống này trở nên quen thuộc và gần gũi với người dân ta, em xin thực hiện đề tài này

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Khác với các sản phẩm lên men thông thường, lên men nước trà đường bao gồm vừa lên men rượu nhờ nấm men, vừa lên men acetic nhờ nhóm vi khuẩn sinh acid acetic Trong dịch lên men chứa hàng trăm sản phẩm phụ từ hai quá trình lên men ethanol và lên men acetic Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên hương vị của sản phẩm, đáng chú ý nhất là các acid hữu cơ như: acid acetic, acid gluconic, acid lactic, acid malic, acid oxalic, acid butyric, acid usnic, acid folic Ngoài

ra, nước trà đường lên men còn chứa vitamin nhóm B (B1, B2, B3, B6, B12), vitamin C, nấm men và vi khuẩn có lợi

- Sản phẩm có vị chua (nhờ lên men acetic) và vị ngọt của đường, hậu vị chát và mùi thơm của trà, có độ cồn không đáng kể, có thể pha chế với các nước ép trái cây khác để phù hợp với trẻ em và người già Về dinh dưỡng, sản phẩm lên men từ nước trà không những cung cấp nguồn năng lượng mà còn có vai trò sinh học rất cao đối với cơ

thể trong việc chống lão hóa, phòng ngừa một số bệnh và những lợi ích sức khỏe khác

mà cho đến nay vẫn còn được xem là những điều bí mật

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Trọng tâm của đồ án này là thử nghiệm chế biến nước trà xanh lên men từ vi

khuẩn Acetobacter xylinum và nấm men Saccharomyces cerevisiae

1.4 Đối tượng, phạm vi và giới hạn của đề tài

1.4.1 Đối tượng: tìm hiểu về hệ vi sinh vật lên men nước trà đường và công dụng của

nước trà đường lên men Cộng sinh giữa vi khuẩn và nấm men để tạo ra hệ cộng sinh vi khuẩn_nấm men lên men nước trà đường Quy trình chế biến nước trà xanh lên men với các thông số kỹ thuật

1.4.2 Phạm vi và giới hạn của đề tài

- Nhân giống vi khuẩn Acetobacter xylinum

- Nhân giống nấm men Saccharomyces cerevisiae

- Cộng sinh giữa vi khuẩn Acetobacter xylinum và nấm men Saccharomyces cerevisiae

- Thuần hóa hệ cộng sinh trong môi trường nước trà có bổ sung tỷ lệ nước dừa khác nhau

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men

- Khảo sát tỷ lệ trà thích hợp

- Khảo sát tỷ lệ đường thích hợp

- Khảo sát tỷ lệ phối chế mật ong

- Khảo sát tỷ lệ phối chế nước ép nho

- Khảo sát tỷ lệ phối chế nước ép táo

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU

2.1.1 Giới thiệu về trà xanh

Hình 2.1 Lá trà

- Tên khoa học: Camellia sinensis (L) ( hay Thea sinensis L)

- Phân loại khoa học

2.1.1.1 Nguồn gốc của cây trà

- Theo truyền thuyết thì chính Vua Thần nông khi tuần thú phương Nam, vô tình uống được một thứ lá cây rơi trong nồi nước đang sôi, làm cho tinh thần phấn chấn sảng khoái nên ông gọi đó là Trà Một huyền thoại khác kể rằng Đức Đạt Ma Sư Tổ của Thiền phái Thiếu Lâm Tự Trung Hoa, đã ngủ quên trong lúc tọa thiền nên tức giận tự

cắt mí mắt của mình quăng xuống đất và nơi ấy mọc lên một thứ cây kỳ lạ, hái lá nấu nước uống khiến cho tâm hồn tỉnh táo, được gọi là Trà Từ đó nước trà trở nên thức uống thông dụng của thiền môn

- Người Nhật thì viết là Trà đã được tìm thấy bởi một danh y tinh thông dược thảo, từ niên lịch tương đương với thời Chiến Quốc của Trung Hoa (300  221 trước Công Nguyên) Nhưng đó chỉ là huyền thoại, thật ra theo Trung Hoa sử hiện nay, thì người Tàu chính thức biết uống trà vào thời Tam Quốc, nhưng mãi cho tới nhà Đường, trà vẫn chưa được trồng và chế biến, thứ trà uống chỉ là loại trà mọc hoang trong rừng núi, thuần khiết vẫn được coi như một vị thuốc bắc để trị bệnh

- Theo sử liệu, vào thế kỷ XVIII, khi Anh chiếm Hồng Kông và nhiều thành phố lớn khác tại Trung Hoa như Thiên Tân, Thượng Hải, Quảng Châu…đã du nhập tập tính uống Trà của người Tàu về bản quốc

- Tại Nhật, việc uống trà đã có từ lâu đời và theo thời gian đã trở thành một triết thuyết của Thiền giới

- Tại Việt Nam, theo thư tịch cổ Việt Nam, cây trà đã có từ xa xưa dưới 2 dạng: cây trà vườn hộ gia đình vùng châu thổ sông Hồng và cây trà rừng ở miền núi phía bắc

Lê Quý Đôn trong sách "Vân Đài loại ngữ" (năm 1773) có ghi trong mục IX Năm

1882, các nhà thám hiểm Pháp đã khảo sát về sản xuất và buôn bán trà giữa sông Đà và sông Mê Kông ở miền núi phía Bắc Việt Nam, từ Hà Nội ngược lên cao nguyên Mộc Châu, qua Lai Châu đến tận Ipang, vùng Vân Nam, nơi có những cây trà đại cổ thụ

2.1.1.2 Các vùng trà ở Việt Nam và trên thế giới

- Việt Nam có lịch sử trồng trà từ lâu đời và là một trong 7 vùng được xác định là quê hương của cây trà Năm 1890, một số đồn điền trồng trà đầu tiên đã được thành lập

ở Vĩnh Phú, Quảng Nam, Quảng Ngãi Thời kỳ 1952 1940, người Pháp đã mở các đồn điền trà ở cao nguyên Trung Bộ,…

- Nước ta nằm trong vùng gió mùa Đông Nam Á, khí hậu đất đai rất thích hợp với sinh trưởng cây trà Lượng nước mưa dồi dào 1700 ÷ 2000 mm/năm Nhiệt độ 21 ÷ 22,6oC, ẩm độ không khí 80 ÷ 85 % Đất đai trồng chè gồm 2 loại phiến thạch sét và bazan màu mỡ

- Trà trồng ở vĩ tuyến Bắc 11,5 ÷ 22,5o, chia thành 3 vùng: vùng thấp dưới 300m, vùng giữa 300 ÷ 600m, vùng cao 600 ÷ 1000 m, nên chất lượng trà rất tốt

- Các vùng cụ thể: vùng trà Tây Bắc, vùng trà Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn, vùng Trung du – Bắc bộ, vùng Bắc Trung bộ, vùng Tây Nguyên, vùng trà duyên hải Miền Trung, vùng trà cánh cung Đông Bắc

- Trên thế giới có khoảng hơn 40 nước trồng trà nhưng lại có khoảng trên 100 quốc gia tiêu thụ trà Châu Á là nơi trồng trà nhiều nhất, sau đó là châu Phi Tổng sản lượng trà hàng năm tiêu thụ trên thế giới khoảng hơn 2 triệu tấn

- Theo thống kê của FAO năm 1990:

+ Diện tích trồng trà trên toàn thế giới là 2.241.000 hecta

+ Năng suất bình quân 807 kg trà khô/hecta

+ Tổng sản lượng trà khoảng hơn 1.807.000 tấn

- Những nước có diện tích và sản lượng trà nhiều nhất thế giới:

+ Trung Quốc: 1.322.000 ha, sản lượng 551 tấn

+ Ấn Độ: 418.000 ha, sản lượng 717 tấn

+ Indonexia: 108.000 ha, sản lượng 165 tấn

+ Srilanca: 240.000 ha, sản lượng 233 tấn

- Những nước nhập trà nhiều nhất trên thế giới là Anh, Mỹ, Pakixtan, Ai Cập, Canada

2.1.1.3 Phân loại

- Dựa vào đặc tính thực vật phân ra: trà Trung Quốc (China tea plant), trà Assam

(Assam tea plant), trà Nam Indo (Indochina tea plant)

2.1.1.4 Đặc tính thực vật của trà

Hình 2.2 Hoa trà Hình 2.3 Trái cây trà

Hình 2.4 Lá trà Hình 2.5 Mặt cắt thân trà

- Hoa trà: màu trắng với nhiều nhị vàng, mỗi hoa gồm bảy cánh và hàng tá nhị dài

- Quả trà: thường mọc thành từng chùm 3 quả Ban đầu có màu xanh của chồi, sau

đó tăng trưởng và cứng dần thành quả màu nâu chứa hạt bên trong Khi quả chín vết rãnh mở ra, hạt bên trong có thể được gieo trồng

- Thân cây: đơn trục, 3 loại thân là thân gỗ, thân bụi và thân nhỡ Thân thường

được đốn tỉa cho thấp để dễ thu hái

Tôm chè

Lá non

- Lá: dài từ 4 ÷ 15cm và rộng từ 2 ÷ 5cm Lá tươi chứa khoảng 4% caffein Lá non và các lá có màu xanh lục nhạt được thu hoach để sản xuất chè khi mặt bên dưới của chúng còn các sợi lông tơ ngắn màu trắng, các lá già có màu lục sẫm Các độ tuổi khác nhau của lá trà tạo ra các sản phẩm trà khác nhau về chất lượng, do thành phần hóa học trong các lá này là khác nhau Thông thường, chỉ có lá chồi và 2 đến 3 lá mới mọc được thu hoạch để chế biến

2.1.1.5 Thành phần hóa học của lá trà tươi

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của lá trà tươi

Thành phần Hàm lượng (%)

Flavanol:

Epigallocatechin gallate (EGCG)

Epicatechin gallate (ECG)

Epigallo catechin (EGC)

Đường (glucose, fructose, saccharose,

raffinose, stachyose)

4 – 5

Xơ (cellulose, hemicellulose, lignin) 4 – 7

Enzym

b Tanin

- Tanin gây vị chát và quyết định màu sắc của nước trà Những nhóm chất chính của tanin là catechin, anthoxanthin, anthoxyanin, acid phenolcarbocyclic, leicoanthocyanin

- Tanin trong trà chiếm khoảng 30% khối lượng chất khô Trong trà đen của các nước, trung bình chỉ có 15 ÷ 18% tanin, còn trà xanh là 20 ÷ 30%

- Tanin có đặc tính dễ bị oxy hóa dưới tác dụng của enzym và được cung cấp oxy đầy đủ

+ Catechin (80 ÷ 90% tannin)

Catechin tạo vị đắng và vị chát (đặc trưng cho trà xanh)

Trong công thức cấu tạo của phân tử catechin có 2 nguyên tử cacbon bất đối Do

đó chỉ riêng catechin ở dạng tự do đã có thể có 4 đồng phân quang học và 2 đồng phân triệt quang Trong trà người ta tìm thấy 7 loại trong đó riêng 3 loại là:

Lepigallocathesin, Lepigallocathesingalat và Lepicathesingalat chiếm đến 84 ÷ 88% Catechin tan trong nước nóng, ethanol,… không tan hay ít tan trong benzene + Hợp chất flavonol

Thành phần không lớn, có vai trò tạo vị đắng, kích thích niêm mạc cổ họng, tham gia quá trình ngưng tụ tạo sản phẩm màu

+ Hợp chất anthocyanin

Ở trạng thái kết hợp với đường và tan trong nước, có vai trò tạo vị đắng nhưng nếu hàm lượng quá nhiều thì không còn hợp khẩu vị người tiêu dùng

c Alkaloid

- Có vai trò quan trọng trong hoạt động sống của lá trà Trong trà có các alkaloid như: cafein (chủ yếu), theabromine và theophyllin (khoảng 0,3 ÷ 0,5% chất khô), adenin…

- Caffein có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn cho người uống Caffein là dẫn xuất của purine có tên và gọi theo cấu tạo là 1,3,5 – trimethylxanthine, chiếm khoảng 3 ÷ 4% tổng lượng chất khô trong lá trà tươi

- Caffein có khả năng liên kết với tanin và các sản phẩm oxi hóa của tanin để tạo nên các muối Tanat caffein Các muối này tan trong nước nóng, không tan trong nước lạnh, tạo nên hương thơm và màu nước trà xanh, giảm vị đắng, nâng cao chất lượng thành phẩm

d Protein và acid amin

- Protein trong búp trà phân bố không đồng đều, chiếm khoảng 15% tổng lượng chất khô của lá trà tươi Protein có thể kết hợp trực tiếp với tanin, polyphenol tạo ra những hợp chất không tan làm đục nước trà đen Nhưng trong chế biến trà xanh, protein kết hợp với một phần tanin làm cho vị đắng và chát giảm đi, vì thế ở chừng mực nào đó protein có lợi cho phẩm chất trà xanh

- Ngày nay, người ta đã tìm thấy 17 acid amin có trong trà Trong đó 10 acid amin

cơ bản là: theanine, phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, tyrosine, glutamine, serine, glutamic, aspartic Các acid amin này có thể kết hợp với đường, tanin tạo ra các hợp chất aldehyde, alcol có mùi thơm cho trà đen, góp phần điều vị cho trà xanh

f Tinh dầu trong lá trà

- Hàm lượng tinh dầu trong lá trà tươi và trà sản phẩm rất thấp (khoảng 0,02% chất khô) nhưng quyết định hương thơm của trà Thành phần tinh dầu trong lá trà tươi

và trà thành phẩm khác nhau Người ta tìm thấy khoảng 70 cấu tử trong tinh dầu của lá tươi, khoảng 140 cấu tử trong tinh dầu của trà đen,…và thuộc các nhóm như sau:

+ Acid hữu cơ: acetic, propionic, palicylic, isobutyric, benzoic, phenylacetic, + Nhóm rượu: isoamylic, isobutylic, hexanol, pentanol và isopentanol, metyl etyl ethanol, phenyl ethanol,…

+ Nhóm aldehyde: isobutanal, hexanal,…

+ Các hợp chất khác: phenol, cresol, geraniol, methylacetat,…

+ Trong tinh dầu của trà đen, người ta thấy tỷ lệ của các nhóm như sau: acid là 12,8%, phenol là 3,3%, baze là 0,2%, aldehyde là 14,5%, nhóm trung tính là 69,2%

i Các chất vô cơ (Fe, K, Ca, Na, Mg…)

- Hàm lượng 4 ÷ 7% chất khô, nhưng có khả năng làm biến đổi trạng thái các chất keo và ảnh hưởng đến sự trao đổi chất trong tế bào

- Trà có chất lượng tốt khi có nhiều chất vô cơ dễ hoà tan trong nước và ít tro không tan Lá càng già chất lượng trà càng xấu, hàm lượng tro càng cao nhưng phần tro hoà tan trong nước càng giảm

k Nhóm các enzyme

- Trong lá trà có 2 nhóm enzym quan trọng là: nhóm enzym oxy hoá khử và nhóm enzym thuỷ phân Nhóm enzym oxy hoá khử có 2 enzym là polyphenoloxydase và

peroxydase có vai trò đặc biệt quan trọng trong chế biến trà Cơ chất của 2 enzym này ngoài polyphenol và tannin trà, là cơ chất đặc hiệu, chúng còn oxy hoá được purogallon, purocathesol, axit galic, tuy nhiên sản phẩm của quá trình oxy hoá do enzym này xúc tác có khác nhau

- Dưới tác dụng của polyphenoloxydase sản phẩm là theaflalin và thearubigin và các cấu tử tạo màu sắc và hương vị nước trà

thuốc cổ truyền nhất Mật ong có tính diệt trùng và được dùng để trị các bệnh như cảm,

ho, đau cổ họng, trầy da và chữa bệnh tiêu chảy

2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN

Nước trà đường lên men là sản phẩm của 2 quá trình lên men đồng thời là lên men rượu và lên men acid acetic Vi sinh vật sử dụng cho 2 quá trình lên men này chủ yếu là vi khuẩn và nấm men

2.2.1 Lên men ethanol nhờ nấm men

- Nấm men chính cung cấp hệ enzyme đặc thù để tạo thành ethanol trong giai

đoạn lên men là Saccharomyces cerevisiae Nấm men có đặc điểm là trong điều kiện

sinh hoạt yếm khí, chúng có khả năng chuyển đường thành ethanol và CO2 một cách hợp thức Diễn biến của quá trình lên men như sau:

- Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên được hấp phụ vào trên bề mặt của tế bào nấm men, sau đó khuếch tán qua màng bề mặt bán thấm đó mà vào bên trong tế bào

- Trong khi nước được vào ra tế bào một cách tự do thì đường và các chất dinh dưỡng khác chỉ được màng tế bào cho đi vào mà không cho đi ra Vì vậy, đường bị chuyển hóa qua một chuỗi phản ứng để tạo thành sản phẩm cuối cùng của sự lên men là ethanol và CO2

- Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men:

C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

- Trong điều kiện sản xuất, sự lên men rượu sẽ tiến hành một cách thuận lợi khi nhiệt độ từ 29 ÷ 32oC Người ta thấy, nấm men có thể làm lên men được mặc dù chậm chạp ở những dung dịch đường có nồng độ 25 ÷ 30% Tuy nhiên, môi trường thuận lợi cho lên men là chứa từ 10 ÷ 18% đường Dung dịch đường có nồng độ rất cao sẽ tạo ra

áp suất thẩm thấu lớn gây phá hủy trạng thái sinh lý bình thường của nấm men Thời gian lên men sẽ kéo dài, sử dụng không triệt để hết đường, đồng thời lượng rượu tạo thành lớn sẽ ức chế hoạt động của nấm men

- Trong quá trình lên men ethanol, nhiều acid hữu cơ được tạo thành Một số acid hữu cơ được sinh tổng hợp từ chu trình Crebs nếu như quá trình lên men không

diễn ra trong điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt, các acid hữu cơ chiếm hàm lượng cao nhất trong dịch lên men là: acid citric, malic, acetic, lactic…

2.2.2 Lên men acetic nhờ vi khuẩn

- Lên men acetic là quá trình acetyl hóa ethanol thành acid acetic trong điều kiện hiếu khí dưới tác dụng của enzym oxy hóa của vi khuẩn Phương trình phản ứng tổng quát của sự lên men như sau:

CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O

- Để chuyển hóa thành acid acetic, ethanol phải thẩm thấu qua thành tế bào vào trong tế bào vi khuẩn và cả oxy cũng phải đi vào để oxy hóa Ở đây xảy ra quá trình chuyển hóa ethanol thành acid acetic Acid acetic được tạo thành sẽ được khuếch tán ra môi trường bên ngoài

- Lên men acetic là quá trình oxy hóa tuần tự ethanol  acetaldehyde  acid acetic Đầu tiên từ ethanol tạo thành acetaldehyde, rồi acetaldehyde được chuyển thành hydrat acetaldehyde và sau cùng hydrat acetaldehyde bị oxy hóa thành acid acetic

- Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men acetic:

+ pH: của dung dịch lên men từ 3,5 ÷ 3,9 là điều kiện thuận lợi đối với vi khuẩn sinh acid acetic Nếu pH  4 môi trường lên men có chứa nhiều dinh dưỡng sẽ làm cho nhiều vi khuẩn có hại phát triển

+ Nhiệt độ: khi nhiệt độ thấp sự lên men xảy ra rất chậm chạp, còn khi nhiệt

độ quá cao thì sẽ làm rượu và acid acetic bốc hơi Thường nhiệt độ lên men trong sản xuất khoảng 28 ÷ 32o

C

+ Ảnh hưởng của sự thoáng khí: sự chuyển hóa ethanol thành acid acetic do phản ứng oxy hóa trong đó oxy của khí quyển là chất tiếp nhận hydro Do vậy trong sản

xuất, sự oxy hóa rượu thành acid acetic chỉ xảy ra trong trường hợp nếu vi khuẩn tiếp xúc trực tiếp với oxy không khí

2.3 GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC TRÀ ĐƯỜNG LÊN MEN

2.3.1 Nguồn gốc

- Nước trà đường lên men (trà kombucha) là một loại thức uống rất tốt cho sức khỏe, được làm bằng cách lên men nước trà đường từ hệ vi sinh vật cộng sinh giữa vi khuẩn và nấm men Sản phẩm nước trà đường lên men hay còn gọi là trà kombucha Trà kombucha có nhiều loại tùy thuộc vào loại trà được sử dụng để lên men Người ta có thể

sử dụng trà xanh, trà đen, trà đỏ, trà Oolong để lên men, làm cho kombucha có màu sắc, mùi vị đặc trưng tùy theo loại trà được sử dụng

- Trà kombucha là một sản phẩm được bắt nguồn từ phương Đông, có thể là từ Trung Quốc và đã từng bị lãng quên khoảng 2000 năm Trà kombucha được biết đến đầu tiên ở Trung Quốc từ năm 221 trước Công Nguyên và nó được xem như một loại thần dược

- Trà kombucha phổ biến ở nhiều nước Đông Âu, Nga, Nhật Bản trong suốt nhiều thập kỷ qua Quy trình ủ kombucha được biết đến ở Nga và Ukraine vào cuối những năm 1800 và trở nên phổ biến vào đầu những năm 1900 Lúc bấy giờ, vi sinh vật trong kombucha được biết trong phạm vi hẹp như là một con nấm trà (tea mushroom)

và thức uống này được gọi chung là kvass hay kvass trà, mặc dù nó khác với kvass thông thường, loại thức uống mà không làm từ trà và thường được lên men từ nấm men

và không có vi khuẩn như trong lên men trà để tạo thành kombucha Đối với các gia đình người Nga, trà kombucha được xem như một loại nước uống lâu đời dùng để chữa bệnh

- Trà kombucha được biết đến ở Nhật Bản vào năm 415 sau Công Nguyên Một bác sĩ người Đại Hàn có tên là Kombu đã sử dụng sản phẩm lên men trà để chữa bệnh

và tên kombucha được bắt nguồn từ đó, từ việc kết hợp giữa tên của ông với “cha” (trà)

- Từ Nga, trà kombucha được lan truyền đến Phần Lan, Đức, Đan Mạch,… Nhưng sau đó bị lãng quên trong suốt chiến tranh thế giới thứ hai Sau chiến tranh thế giới thứ hai nó đã được bác sĩ Rudolph Skelnar phục hồi lại tại Đức khi ông sử dụng nó

để thử nghiệm trong điều trị cho bệnh nhân ung thư, rối loạn chức năng, cao huyết áp và đái tháo đường

2.3.2 Dinh dưỡng và những lợi ích về sức khỏe của Kombucha

- Trà kombucha được lên men từ nước trà đường và hệ vi sinh vật lên men được gọi là SCOBY (symbiotic culture of bacteria and yeast) Trà kombucha chứa nhiều loài

vi sinh vật khác nhau cùng với các acid hữu cơ thông thường, enzym có lợi, amino acid

và polyphenol Cục quản lý về thực phẩm và dược phẩm Mỹ (FDA) đã không tìm thấy tác hại của trà kombucha Trà kombucha có thể chứa một số thành phần sau đây, phụ thuộc vào các vi sinh vật như acid acetic, acid butyric, acid gluconic, acid glucuronic, acid lactic, acid malic, acid oxalic, acid usnic, nhiều enzym có lợi và vitamin nhóm B (B1, B2, B3, B6, B12)

- Khi quy trình lên men yếm khí, trà kombucha chứa một lượng cồn khác nhau

từ 0,5% đến 1,5%, phụ thuộc vào thời gian lên men yếm khí và tỷ lệ vi sinh vật

- Nhiều nghiên cứu cho thấy, sản phẩm trà kombucha có lợi cho sức khỏe hơn so với những sản phẩm lên men từ sữa và có khả năng như một chất kháng sinh, kháng virút và kháng nấm Ngoài ra, nó còn giúp giảm stress và phục hồi chức năng gan Điều này đã được kiểm chứng ở nhiều người qua nhiều năm Nhiều báo cáo cho biết uống trà kombucha làm giảm cao huyết áp, chống lại bệnh viêm khớp, xơ cứng động mạch, bệnh hen suyễn, bệnh viêm phế quản, tăng hệ miễn dịch cho cơ thể và chữa bệnh ung thư

Bên cạnh đó, nó còn được sử dụng trong các sản phẩm dùng ngoài da và nhiều sản phẩm khác

Hình 2.6 Sản phẩm nước trà đường lên men (trà kombucha)

2.3.3 Cách làm trà kombucha trong gia đình

- Trà kombucha có giá trị năng lượng thấp, cũng như những thức uống khác như bia, nước ép trái cây,… Vì vậy, trà kombucha được lên men tại nhà và được dùng phổ biến trong các gia đình người Nga, Ukraine, Đức,…

- Sau đây là một trong những cách làm thông dụng:

 4 lít nước (nước sôi, nước lọc)

 6 túi trà khô (trà xanh, trà đen hoặc trộn lẫn cả hai), mỗi túi khoảng 5 gam

 320 g đường trắng tinh luyện

 Sau 5 ngày, chúng ta đem sản phẩm ra nếm thử, sản phẩm có vị hơi chua nhẹ, không có vị ngọt Nếu như nó chưa hoàn toàn lên men, có thể bao phủ miệng hũ trở lại

và để thêm vài ngày, sau đó nếm thử trở lại Thời gian lên men có thể khác nhau, từ 5

ngày đến 2 tuần Sau khi kết thúc quá trình lên men, người ta cho trà kombucha vào chai và có thể giữ ở nhiệt độ phòng khoảng 2 ÷ 3 ngày để CO2 tạo thành trong sản phẩm nhiều hơn và mùi vị chín muồi hơn Sau đó, mang các chai để vào trong tủ lạnh và dùng dần trong vài ngày Có thể tiếp tục lên men nước trà đường bằng con giống cũ

2.4 HỆ VI SINH VẬT LÊN MEN

Hình2.7 Hệ vi sinh vật cộng sinh lên men nước trà đường

- Hệ vi sinh vật lên men nước trà đường là một tập đoàn vi sinh vật cộng sinh

bao gồm các loài vi khuẩn thuộc giống Acetobacter và các loài nấm men khác nhau

Bảng 2.2 Các loài vi khuẩn và nấm men có trong hệ cộng sinh lên men nước trà đường

Giống vi sinh vật Loài

Vi khuẩn

Acetobacter Acetobacter xylinum

Acetobacter xylinoides Acetobacter aceti Acetobacter pasteurianum Acetobacter ketogenum

Nấm men

Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces boulardi Saccharomyces bisporus Saccharomycodes Saccharomycodes ludwigii

Saccharomycodes apiculatus Brettanomyces Brettanomyces bruxellensis

Torulopsis Torulopsis sp

Schizosaccharomyces Schizosaccharomyces pombe

Zygosaccharomyces Zygosaccharomyces bailii

Lactobacilus Lactobacilus sp

Pediococcus Pediococcus sp

Bảng 2.3 Các vi sinh vật có trong hệ cộng sinh lên men nước trà đường

Acetobacter hiếu khí (aerobic)

Sinh ra acid acetic, acid gluconic và váng cellulose (mushrooms)

Luôn luôn tìm thấy trong kombucha

Saccharomyces cerevisiae Sinh ra cồn (alcohol)

Những nấm men phổ biến nhất được tìm thấy trong kombucha

Saccharomyces boulardi hiếu khí hoặc kỵ khí

(aerobic or anaerobic) Sinh ra cồn (alcohol) Những nấm men phổ biến nhất được tìm thấy

trong kombucha

Brettanomyces hiếu khí hoặc kỵ khí (aerobic or

anaerobic) Sinh ra cồn (alcohol) hoặc acid acetic Thường tìm thấy trong kombucha

Lactobacilus hiếu khí (aerobic)

Sinh ra acid Lactic, chất nhớt (slime) Không thường xuyên tìm thấy trong kombucha

Pediococcus kỵ khí (anaerobic)

Sinh ra acid Lactic, chất nhớt (slime) Không thường xuyên tìm thấy trong kombucha Gần đây đã tìm thấy hai giống (strain) duy nhất có trong trà kombucha

Vi khuẩn

Gluconacetobacter kombuchae hấp thu (feed)

nitrogen trong trà sinh ra acid acetic & acid gluconic và lớp váng (mushroom)

- Giống vi khuẩn Acetobacter họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi trong tự

nhiên và có thể phân lập được các vi khuẩn này từ không khí, đất, nước, lương thực

thực phẩm, dấm, rượu, bia, hoa quả… Có khoảng 20 loài thuộc giống Acetobacter đã

được phân lập và mô tả, trong đó có nhiều loài có ý nghĩa kinh tế

- Vi khuẩn Acetobacter

+ Dạng hình que, tùy điều kiện nuôi cấy (to, thành phần môi trường) mà các vi

khuẩn Acetobacter có thể sinh ra các tế bào có hình thái khác biệt, dạng kéo dài hoặc

phình to

+ Kích thước thay đổi tùy loài (0,3 ÷ 0,6  1,0 ÷ 8,0 m)

+ Có thể di động (có tiên mao đơn hoặc chu mao) hoặc không di động (không có tiên mao)

+ Không sinh nha bào tử

+ Hiếu khí bắt buộc

+ Chịu được độ acid cao

+ Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hóa nhiều nguồn thức ăn cacbon khác

nhau nhưng không sử dụng được tinh bột

+ Tế bào đứng riêng lẽ hoặc kết thành từng chuỗi

+ Có khả năng tạo thành váng trên môi trường lỏng, khả năng tạo thành váng thay đổi tùy loại:

o Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc

o Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng nhưng chắc

o Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo

o Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã

o Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành

triển của vi khuẩn Acetobacter

+ Ngoài khả năng oxy hoá ethanol thành acid acetic, một số loài Acetobacter

còn tổng hợp được vit B1, vit B2, oxy hoá sorbit thành đường sorbose (dùng trong công nghiệp sản xuất vit C)…

2.4.1.2 Phân loại vi khuẩn Acetobacter

- Đến nay đã có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề phân loại các loài vi khuẩn

trông giống Acetobacter, nhưng đáng chú ý nhất là bảng phân loại Acetobacter của

J-Frateur-1950

Bảng 2.4 Các loài Acetobacter

Các loài Acetobacter Acetobacter aceti Acetobacter cerevisiae Acetobacter cibinongensis Acetobacter estunensis Acetobacter indonesiensis Acetobacter lovaniensis Acetobacter malorum Acetobacter nitrogennifigens Acetobacter oeni

Acetobacter orientalis Acetobacter orleanensis Acetobacter pasteurianis Acetobacter peroxydans Acetobacter pomorum Acetobacter syzygii Acetobacter tropicalis Acetobacter xylinus

- Sau đây là một số loài quan trọng nhất:

+ Acetobacter aceti: trực khuẩn ngắn, không chuyển động và chúng có thể liên

kết với nhau thành chuỗi dài Chúng bắt màu vàng với iod, có thể sống ở nồng độ cồn khá cao (11%) và có khả năng oxy hoá cồn tạo thành 6% acid acetic Nhiệt độ phát triển tối ưu của chúng là 34oC Nếu nhiệt độ cao quá 40o

C sẽ gây ra hiện tượng co tế bào và tạo thành hình quả lê Thường thấy chúng phát triển trong bia

+ Acetobacter schutzenbachii: trực khuẩn khá dài, tạo thành váng dày, và không

bền vững, có khả năng tích luỹ trong môi trường đến 11,5% acid acetic do đó thường được sử dụng để làm giấm theo phương pháp nhanh (phương pháp của Đức)

+ Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả năng chuyển

hoá glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose Loại vi khuẩn này muốn phát triển bình thường cần được cung cấp một số chất sinh trưởng như acid para aminopenzoic, acid panthoteric, acid nicotinic

+ Acetobacter orleansen: trực khuẩn dài trung bình, không di động Gặp điều

kiện nhiệt độ cao có thể sinh ra các tế bào dị hình kéo dài hoặc phình to ra Tạo ra váng rất dày trên môi trường dịch thể Có thể phát triển được có nồng độ rượu cao (10 ÷ 12%) và làm tích luỹ đến 9,5% acid acetic Thường được dùng trong công nghiệp chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp của Pháp) Phát triển thích hợp ở nhiệt độ

25 ÷ 30o

C

+ Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn và khá

dày.Váng có chứa hemicellulose nên khi gặp H2SO4 và thuốc nhuộm iod sẽ bắt màu xanh.Có thể tích luỹ 4,5% acid acetic trong môi trường Thường gặp loài vi khuẩn này cùng với nấm men trong “nấm chè” hay còn gọi là “thuỷ hoài sâm”, một loại sản phẩm giải khát bổ dưỡng có vị chua, mùi thơm được dùng trong các gia đình người Trung Hoa, trên mặt nước có một váng vi sinh vật dày được nuôi sống bằng nước trà và đường

+ Acetobacter pasteurianum: trực khuẩn ngắn, váng vi khuẩn có dạng khô và nhăn

nheo, váng bắt màu xanh khi nhuộm với thuốc nhuộm iod Có khả năng oxy hoá và tạo

6,2% acid acetic

2.4.1.3 Phân lập Acetobacter

- Vi khuẩn Acetobacter có thể được phân lập từ giấm, rượu, bia, hoa quả, chuối

chín, váng giấm Ví dụ: muốn phân lập vi khuẩn Acetobacter từ không khí, người ta

pha rượu thành dung dịch 5 ÷ 6% (hoặc theo kinh nghiệm dân gian, chỉ cần lấy một phần rượu hoà với 7 phần nước lã, đựng trong cốc miệng rộng, giữ ở tủ ấm 30o

- A.xylinum là loại vi khuẩn dài khoảng 2 m, đứng riêng lẽ hoặc xếp thành chuỗi, có khả năng tạo váng hemicellulose khá dày, bắt màu với thuốc nhuộm iod và H-

2SO4

- A xylinum sinh trưởng ở pH  5, nhiệt độ khoảng 28 ÷ 32oC và có thể tích lũy 4,5% acid acetic Acid acetic là sản phẩm sinh ra trong quá trình hoạt động của vi khuẩn, nhưng khi chúng vượt quá mức cho phép, chúng sẽ quay ngược trở lại làm ức chế hoạt động của vi khuẩn

Hình 2.8 Vi khuẩn Acetobacter xylinum

b Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của vi khuẩn A.xylinum

- A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy Trong tế bào vi

khuẩn, glucose này sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế bào Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzym Enzym này có thể polime hóa glucose thành cellulose

- A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ

sung các chất dinh dưỡng cần thiết Cellulose là những polysaccharide không tan trong nước mà tan trong môi trường kiềm Đó cũng là thành phần chính của màng tế bào thực vật

- Polysaccharide của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môi trường lỏng Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide Lượng các oligo và polysaccharide nội bào có thể đạt tới 60% trọng lượng khô của tế bào

- Tất cả các oligo và polysaccharide được tổng hợp bằng cách kéo dài chuỗi saccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosaccharide Đơn vị monosaccharide được thêm vào tham gia phản ứng ở dạng nucleotide, monosaccharide được hoạt hóa thường là dẫn xuất của các uridin diphosphat (UDP–X) nhưng đôi khi cũng với các nucleotide, purin và các pirimidin khác

+-Sự tổng hợp diễn ra theo các phản ứng sau:

c Bản chất sinh hoá của quá trình

- Quá trình hình thành cellulose được nhà bác học Muhlethaler sử dụng kính hiển vi điện tử để nghiên cứu và cho rằng: đầu tiên các tế bào vi khuẩn sẽ tiết ra chất nhầy bao bọc xung quanh chúng, tiếp đó là sự hình thành các sợi cellulose được polime hoá từ các đơn phân glucose ở vị trí 1,6 dưới tác dụng của enzym có trong bao nhầy Các

sợi này ngày càng dày lên và được kết nối với nhau tạo thành lớp cellulose bên trong bao nhầy Lớp cellulose này sau đó được thoát ra khỏi tế bào hoàn toàn

- Dung dịch môi trường ban đầu có dạng huyền phù mịn, chuyển sang dạng rời rạc, sau đó kết lại thành khối lớn hơn dạng gel chứa các tế bào vi khuẩn trong đó Bộ khung của gel là mạng lưới cellulose với thành phần chủ yếu là nước Nó được hình thành ở

mức tối đa chỉ 30 phút sau khi có sự tiếp xúc giữa vi khuẩn Acetobacter xylinum với

glucose và oxy

2.4.2 Nấm men Saccharomyces

- Nấm men thuộc cơ thể đơn bào, với một số ít các loài thường được sử dụng để lên men bánh mì hay trong sản xuất các loại đồ uống có cồn Phần lớn các loài men thuộc về loài nấm túi (Ascomycota), mặc dù có một số loài thuộc về ngành nấm đảm (Basidiomycota) Một số ít các loài nấm, chẳng hạn như Candida albicans, có thể gây ra

nhiễm độc nấm ở người Trên 1000 loài men đã được miêu tả, loài men được con người

sử dụng phổ biến nhất là Saccharomyces cerevisiae, nó được dùng để sản xuất rượu

vang, bánh mì và bia từ hàng nghìn năm trước

Hình 2.9 Nấm men Saccharomyces cerevisiae

- Saccharomyces là một chi nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm Saccharomyces có nghĩa là nấm đường và là loại vi sinh vật duy nhất được sản

xuất với quy mô lớn nhất trên thế giới Nguyên liệu chính dùng để sản xuất men là mật

rỉ, ngoài ra một số hóa chất khác sẽ được cung cấp trong quá trình nuôi cấy men để bổ sung các chất dinh dưỡng mà mật rỉ không đủ Quá trình nuôi dưỡng nấm men

Saccharomyces là quá trình hiếu khí vì vậy người ta phải thổi vào bồn lên men một

2.4.3 Saccharomyces cerevisiae

- Đây là tên hiện nay dùng phổ biến, trước đây người ta gọi là Saccharomyces cerevisiae Meyer hay là S ellipsoideus theo Lodder là Saccharomyces vini

- Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả chiếm tới 80% trong

tổng số Saccharomyces có trong nước quả khi lên men Khả năng kết lắng của nó phụ

thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông Nguồn dinh dưỡng cacbon của loại này là đường, cồn và acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotinic, biotin, mezoinozit, thiamin và piridoxin

- Đa số các tế bào của loài này hình ovan có kích thước (3 ÷ 8) x (5 ÷ 12) m,

sinh sản theo lối nẩy chồi và tạo thành bào tử Saccharomyces cerevisiae sinh ra

enzyme invectara có khả năng khử đường sacaroza thành fructoza và glucoza, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả

- Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm

trong dịch rượu

- Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho rượu vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt

- Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces cerevisiae thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Vi khuẩn Acetobacter xylinum được lấy từ phòng thí nghiệm vi sinh khoa Công nghệ

sinh học, trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh

- Nấm men Saccharomyces cerevisiae được lấy từ phòng thí nghiệm vi sinh khoa

Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ

- Trà xanh của cơ sở danh trà Đức Nguyên, 15 Nguyễn Đình Chiểu, thị xã Bảo Lộc, Lâm Đồng, được mua ở siêu thị Co.op Mart – đường Đinh Tiên Hoàng

- Đường trắng tinh luyện của nhà máy đường Biên Hòa

- Nước uống đóng chai VITAWA, sản xuất tại công ty cổ phần SX và TM N.I.D, 81 Hoàng Hữu Nam, phường Tân Phú, quận 9, TP.HCM

- Mật ong nguyên chất của công ty TNHH ong mật Phương Nam, 22 Phú Hòa, phường 7, quận Tân Bình, TP.HCM

- Nho và táo được mua ở siêu thị Co.op Mart – đường Đinh Tiên Hoàng

- Máy đo độ Brix

- Vải lọc

- Một số dụng cụ thông thường ở phòng thí nghiệm

3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm (hình 3.1.)

Lọc Nước lọc

Phối chế

Lựa chọn Rửa sạch, để ráo

Trích ly

Cọng, lá úa

Xác lá trà

Lên men 22 ÷ 30oC Giống

Làm lạnh

Phối chế Lọc

3.3 Nội dung bố trí thí nghiệm

3.3.1 Phương pháp vi sinh vật

3.3.1.1 Giai đoạn 1: nhân giống vi khuẩn Acetobacter xylinum (phụ lục 2)

3.3.1.2 Giai đoạn 2: nhân giống nấm men Saccharomyces cerevisiae (phụ lục 2) 3.3.1.3 Giai đoạn 3: nuôi cộng sinh giữa vi khuẩn Acetobacter xylinum và nấm men

Saccharomyces cerevisiae

a Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố,

lặp lại 2 lần

Nghiệm thức 1: tỷ lệ A xylinum và S cerevisiae là 1:1

Nghiệm thức 2: tỷ lệ A xylinum và S cerevisiae là 1: 0,5

Nghiệm thức 3: tỷ lệ A xylinum và S cerevisiae là 1: 0

b Chuẩn bị thí nghiệm (phụ lục 2)

c Tiến hành thí nghiệm (phụ lục 2)

d Chỉ tiêu theo dõi

- Quan sát bề mặt của lớp váng

- Quan sát kính hiển vi

- Đo bề dày của lớp váng hình thành trên bề mặt môi trường sau 4 ngày

3.3.1.4 Giai đoạn 4: thuần hóa hệ cộng sinh vi khuẩn A.xylinum _ nấm men

S.cerevisiae

a Bố trí thí nghiệm

- Bước 1: nuôi hệ cộng sinh trong môi trường có tỷ lệ nước trà : nước dừa = 3 : 7

- Bước 2: nuôi hệ cộng sinh trong môi trường có tỷ lệ nước trà : nước dừa = 5 : 5

- Bước 3: nuôi hệ cộng sinh trong môi trường có tỷ lệ nước trà : nước dừa = 7 : 3

- Bước 4: nuôi hệ cộng sinh trong môi trường có tỷ lệ nước trà : nước dừa = 10 : 0

b Chuẩn bị thí nghiệm (phụ lục 2)

c Tiến hành thí nghiệm (phụ lục 2)

d Chỉ tiêu theo dõi: đo bề dày của lớp váng hình thành trên bề mặt môi trường sau 7

ngày

3.3.2 Thử nghiệm chế biến nước trà xanh lên men bởi hệ cộng sinh giữa vi khuẩn

A xylinum và nấm men S cerevisiae

3.3.2.1 Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men

Mục đích: xác định khoảng thời gian lên men thích hợp nhất cho sản phẩm

a Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố,

lặp lại 2 lần với 5 nghiệm thức về thời gian là T1 = 5ngày, T2 = 6ngày, T3 = 7ngày, T4 = 8ngày, T5 = 9ngày, T6 = 10ngày

b.Chuẩn bị thí nghiệm: mỗi lô thí nghiệm dung tích 500ml, tỷ lệ đường bổ sung 10%,

tỷ lệ trà 3%, tỷ lệ giống 15% (cả váng lẫn nước) Lên men ở nhiệt độ 22 ÷ 30o

C

c.Tiến hành thí nghiệm: cách tiến hành thí nghiệm tương tự phần 3.2., chỉ thay đổi các

khoảng thời gian lên men

e Nhận xét và đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng

3.3.2.2 Thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế trà đến chất lượng sản phẩm

Mục đích: tìm ra tỷ lệ trà thích hợp để sản phẩm có chất lượng tốt

a Bố trí thí nghiệm : thí nghiệm bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố,

lặp lại 2 lần với 3 nghiệm thức về tỷ lệ trà xanh : nước là 0,1 : 10, 0,3 : 10, 0,5 : 10

b Chuẩn bị thí nghiệm: mỗi lô thí nghiệm dung tích 500ml, tỷ lệ đường bổ sung 10%,

tỷ lệ giống 15% (cả váng lẫn nước) Lên men ở nhiệt độ 22 ÷ 30o

C

c Tiến hành thí nghiệm: cách tiến hành thí nghiệm tương tự phần 3.2., chỉ thay đổi tỷ

lệ trà

d Nhận xét và đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng

3.3.2.3 Thí nghiệm 3: khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế đường đến chất lượng sản phẩm

Mục đích: tìm công thức phối chế nguyên liệu đường thích hợp để sản phẩm có

chất lượng tốt

a Bố trí thí nghiệm 2: thí nghiệm bố trí theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố,

lặp lại 2 lần với 5 nghiệm thức về tỷ lệ đường là Đ1 = 8%, Đ2 = 10%, Đ3 = 12%, Đ4 = 14%, Đ5 =16%

b Chuẩn bị thí nghiệm: mỗi lô thí nghiệm dung tích 500ml, tỷ lệ trà xanh là 3%, tỷ lệ

giống 15% (cả váng lẫn nước) Lên men ở nhiệt độ 22 ÷ 30o

C

c Tiến hành thí nghiệm: cách tiến hành thí nghiệm tương tự phần 3.2., chỉ thay đổi tỷ

lệ đường

d Nhận xét và đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng

3.3.2.4 Thí nghiệm 4: phối chế nước trà xanh lên men thành phẩm

Ngoài sản phẩm chính là nước trà xanh lên men chúng tôi còn phối chế thêm mật ong hay nước ép trái cây để tạo ra sản phẩm có các hương vị khác nhau, để làm phong phú, đa dạng thêm sản phẩm

a Khảo sát tỷ lệ phối chế mật ong

- Chúng tôi thử nghiệm phối chế mật ong với 3 tỷ lệ sau: 0,1%, 0,2%, 0,3%

- Chỉ tiêu đánh giá: nhận xét và đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng

b Khảo sát tỷ lệ phối chế nước ép nho

- Chúng tôi thử nghiệm phối chế nước ép nho với 3 tỷ lệ sau: 5%, 10%, 15%

- Chỉ tiêu đánh giá: nhận xét và đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng

c Khảo sát tỷ lệ phối chế nước ép táo

- Chúng tôi thử nghiệm phối chế nước ép táo với 3 tỷ lệ sau: 5%, 10%, 15%

- Chỉ tiêu đánh giá: nhận xét và đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng