ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN THỊ KIM NHUNG

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH
LÊN MEN TRÀ KOMBUCHA TỪ ATISO
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
Mã số: 60 42 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 05 năm 2017


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại
Trường Đại học Bách Khoa ngày 11 tháng 05 năm 2017
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn Thạc sĩ bao gồm:
1. Chủ tịch: PGS.TS LÊ THỊ THỦY TIÊN
2. Phản biện 1: PGS. TS ĐỒNG THỊ THANH THU
3. Phản biện 2: PGS. TS PHAN NGỌC HÒA
4. Ủy viên: TS. VÕ ĐÌNH LỆ TÂM

5. Thư ký: TS HUỲNH NGỌC OANH
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được hỉnh sửa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KTHH


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC
----------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên: TRẦN THỊ KIM NHUNG

MSHV: 7140289

Ngày sinh: 16/10/1985

Nơi sinh: TP. Hồ Chí Minh

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học


MN: 60 42 02 01

1. Đề tài luận văn:
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN TRÀ KOMBUCHA TỪ ATISO
2. Nhiệm vụ:
- Tối ưu quá trình lên men từ atiso bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
- Lên men trên hệ thống fermenter.
- Bước đầu đánh giá chất lượng sản phẩm trà kombucha từ atiso.
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn:

01/06/2016

4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

04/12/2016

5. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG
Nội dung và yêu cầu luận văn tốt nghiệp đã thông qua bộ môn.
TP.HCM, Ngày…. Tháng ... năm 2017
NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

PGS.TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG

PGS.TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG


TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS
Nguyễn Thúy Hương – người Cơ đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt
nhất để tơi hồn thành chương trình cao học. Tơi đã học được nhiều điều quý báu ở cô về
kiến thức, nhiệt huyết, tình u thương và tinh thần trách nhiệm.
Tơi xin chân thành cảm ơn Quý Thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Trường Đại
Học Bách Khoa đã tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Xin trân trọng cám ơn tất cả Quý Thầy cơ đã tận tình truyền đạt cho tơi kiến thức và kinh
nghiệm, giúp tơi có được hành trang hữu ích để phát triển nghề nghiệp.
Xin cảm ơn các bạn học viên cao học Cơng Nghệ Sinh Học khóa 2014 và các bạn sinh viên
làm luận văn cùng đợt đã giúp đỡ và động viên tơi trong q trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tất cả thành viên trong gia đình thân u
đã ln khích lệ và ủng hộ tơi về vật chất lẫn tinh thần để tôi vững tin thực hiện đề tài
nghiên cứu này.
TP. Hồ Chí Minh, Ngày 03 tháng 05 năm 2017
Học viên
Trần Thị Kim Nhung

i


TĨM TẮT
Đề tài “Khảo sát q trình lên men trà kombucha từ atiso” nhằm đa dạng hóa thực
phẩm chức năng trà lên men giàu hoạt tính sinh học. Nội dung nghiên cứu nhằm khảo sát
các thông số tối ưu cho quá trình lên men trà kombucha giàu acid glucuronic từ atiso; tối

ưu hóa q trình lên men bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để áp dụng lên men
trên fermenter và bước đầu đánh giá ổn định chất lượng sản phẩm lên men trà kombucha
từ atiso.
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng q trình khảo sát và tối ưu hóa đã chọn ra được các
thông số tối ưu cho quá trình lên men trà kombucha từ atiso là nhiệt độ 31.6138oC, hàm
lượng đường sucrose 110.3626 g/L, thời gian lên men là 8.3930 ngày để hàm mục tiêu acid
glucuronic mô phỏng là 278.9701 mg/L.
Qua bước đầu đánh giá, sản phẩm trà kombucha từ atiso trên hệ thống fermenter với các
thông số tối ưu làm tròn phù hợp với thực nghiệm: nhiệt độ 31.6oC, hàm lượng đường
110.36 g/L, lượng giống vi sinh là 7% với mơ hình tỉ lệ cộng sinh vi khuẩn: nấm men là
3:2, thời gian lên men là 8.5 ngày thu được có hoạt tính sinh học q là hàm lượng acid
glucuronic cao 277.15 mg/L; hoạt tính chống oxy hóa đạt 83.8%; hoạt tính kháng khuẩn
khảo sát trên vi khuẩn Escherichia coli ATCC 8739 – đại diện vi khuẩn Gram (-) với đường
kính vịng kháng khuẩn là 15.6 mm và vi khuẩn Bacillus cereus ATCC 11778 – đại diện
vi khuẩn Gram (+) với đường kính vịng kháng khuẩn là 9.6 mm và an toàn cho người sử
dụng.

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong cơng trình nào khác.
Người viết

Trần Thị Kim Nhung

iii



MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT...........................................................................................................................ii
LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................iii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iv
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................vii
CHỮ VIẾT TẮT ..............................................................................................................viii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................... 3
1.1 Tổng quan về trà kombucha ......................................................................................... 3
1.1.1 Nguồn gốc thức uống trà kombucha ...................................................................... 3
1.1.2 Công dụng của trà kombucha ................................................................................. 4
1.1.3 Các hoạt tính sinh học quý trong trà kombucha ..................................................... 7
1.2 Hệ vi sinh vật trong trà kombucha ............................................................................. 14
1.2.1 Vi khuẩn acetic trong hệ cộng sinh ...................................................................... 15
1.2.2 Nấm men............................................................................................................... 16
1.2.3 Vi khuẩn lactic ...................................................................................................... 18
1.2.4 Vi sinh vật tạp nhiễm ............................................................................................ 19
1.3 Tổng quan về nguyên liệu lên men, atiso ................................................................... 20
1.3.1 Giới thiệu chung ................................................................................................... 20
1.3.2 Một số công dụng của atiso .................................................................................. 21
1.3.3 Thành phần hoá học của atiso ............................................................................. 22
1.4 Cơ sở khoa học của quá trình lên men ....................................................................... 22
1.4.1 Lên men ethanol nhờ nấm men ............................................................................ 23
1.4.2 Lên men acetic nhờ vi khuẩn ................................................................................ 24
1.5 Tổng quan về quá trình sản xuất trà kombucha......................................................... 25
1.5.1 Quá trình sản xuất truyền thống ........................................................................... 26
1.5.2 Q trình lên men cơng nghiệp ............................................................................ 27

1.6 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về trà kombucha .............................................. 28
iv


1.6.1 Các nghiên cứu ngoài nước .................................................................................. 28
1.6.2 Các nghiên cứu trong nước................................................................................... 29
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP ............................................................. 31
2.1 Địa điểm – Thời gian thực hiện .................................................................................. 31
2.2 Vật liệu – Hóa chất – Mơi trường – Thiết bị ............................................................. 31
2.3 Nội dung thí nghiệm ................................................................................................... 32
2.3.1 Sơ đồ tổng quát thí nghiệm.................................................................................. 32
2.3.2 Bố trí thí nghiệm .................................................................................................. 33
2.4 Phương pháp phân tích ............................................................................................... 37
2.4.1 Phương pháp vi sinh ............................................................................................. 37
2.4.2 Phương pháp hóa lý .............................................................................................. 40
2.4.3 Các phương pháp khác ......................................................................................... 41
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ................................................................. 42
3.1 Kết quả khảo sát tiền đề hệ vi sinh vật lên men trà kombucha .................................. 42
3.2 Các khảo sát nhằm tối ưu hóa hàm lượng acid glucuronic trong quá trình lên men trà
kombucha từ atiso ............................................................................................................. 45
3.2.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh acid glucuronic .................... 45
3.2.2 Tối ưu hóa bằng quy hoạch thực nghiệm ............................................................ 49
3.3 Lên men trà kombucha từ atiso trên hệ thống fermenter Bioflo 110 và khảo sát các hoạt
tính sinh học của trà kombucha ........................................................................................ 58
3.4 Bước đầu đánh giá chất lượng trà kombucha từ atiso ................................................ 64
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 66
4.1 KẾT LUẬN ................................................................................................................. 66
4.2 KIẾN NGHỊ ................................................................................................................ 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 67
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 72


v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Trà kombucha ..................................................................................................... 3
Hình 1.2: Một số hợp chất hữu cơ tìm thấy trong kombucha ............................................ 7
Hình 1.3: Cấu trúc đồng phân của epicatechin (a), đồng phân theaflavin (b),
thearubigins (c) ................................................................................................................. 10
Hình 1.4: Quá trình tổng hợp acid glucuronic ................................................................. 12
Hình 1.5: Quá trình tổng hợp acid glucuronic và chuyển hóa ở gan người. .................... 13
Hình 1.6: Tổng hợp vitamin C từ acid glucuronic .......................................................... 14
Hình 1.7: Hệ vi khuẩn và nấm men trong trà kombucha ................................................. 15
Hình 1.8: Hình cây atiso ................................................................................................... 20
Hình 1.9: Thành phần sinh hóa của trà kombucha ........................................................... 23
Hình 1.10: Cơ chế của quá trình lên men ethanol ............................................................ 24
Hình 1.11: Cơ chế phản ứng chuyển hóa ethanol thành acid acetic ................................. 25
Hình 1.12: Con đường tổng hợp acid gluconic và cellulose từ glucose ........................... 26
Hình 2.1: Thiết bị lên men BioFlo 110............................................................................. 36
Hình 3.1: Hình thái khuẩn lạc (a), đặc điểm vi thể (b) của vi khuẩn Gluconacetobacter
intermedius ....................................................................................................................... 42
Hình 3.2: Đường cong sinh trưởng của vi khuẩn Gluconacetobacter intermedius ........ 43
Hình 3.3: Hình thái khuẩn lạc (a), đặc điểm vi thể (b) của nấm men Dekkera bruxellensis
.......................................................................................................................................... 43
Hình 3.4: Đường cong sinh trưởng của nấm men Dekkera bruxellensis ......................... 44
Hình 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng acid glucuronic ................................ 45
Hình 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến lượng acid glucuronic......................... 46
Hình 3.7: Ảnh hưởng của tỉ lệ giống đến hàm lượng acid glucuronic ............................. 47
Hình 3.8: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng acid glucuronic ................. 48
Hình 3.9: Đồ thị mức độ ảnh hưởng của bốn yếu tố khảo sát trong thí nghiệm xác định yếu

tố ảnh hưởng .................................................................................................................... 51
Hình 3.10: Đường mức (bên trái) và bề mặt đáp ứng (bên phải) của hàm acid glucuronic
theo từng cặp yếu tố ảnh hưởng ...................................................................................... 56
Hình 3.11: Các giá trị tối ưu theo mơ hình ....................................................................... 57

vi


Hình 3.12: Hàm lượng acid glucuronic của trà kombucha lên men từ atiso trên hệ thống
fermenter ........................................................................................................................... 60
Hình 3.13: Hoạt tính kháng oxy hóa của trà kombucha lên men từ atiso trên hệ thống
fermenter ........................................................................................................................... 61
Hình 3.14: Hoạt tính kháng khuẩn của trà kombucha lên men từ atiso trên hệ thống
fermenter ........................................................................................................................... 62
Hình 3.15: Vịng kháng khuẩn (D-d, mm) của trà kombucha từ atiso trên hệ thống
fermenter ........................................................................................................................... 63
Hình 3.16: Sản phẩm trà kombucha lên men từ atiso....................................................... 65

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Công dụng của trà kombucha ............................................................................ 4
Bảng 1.2: Những nghiên cứu quan trọng về đặc tính chống oxy hóa của trà kombucha . 11
Bảng 1.3: Các lồi nấm men tìm thấy trong trà kombucha .............................................. 17
Bảng 2.1: Mức khảo sát các yếu tố trong trà kombucha .................................................. 34
Bảng 3.1: Các mức giá trị của các biến thực hiện thí nghiệm sàng lọc ........................... 49
Bảng 3.2: Bố trí và kết quả thí nghiệm sàng lọc các yếu tố ảnh hưởng theo thiết kế
Plackett Burmen ............................................................................................................... 50
Bảng 3.3: Mức độ ảnh hưởng và độ tin cậy của các yếu tố.............................................. 51

Bảng 3.4: Bố trí và kết quả thí nghiệm trung tâm tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng........ 52
Bảng 3.5: Kết quả thực hiện tối ưu hóa theo phương pháp RSM – CCD ........................ 54
Bảng 3.6: Mức độ ảnh hưởng và ý nghĩa thống kê của từng yếu tố................................. 55
Bảng 3.7: Điều kiện tối ưu cho lên men trà kombucha từ atiso theo mơ hình ................. 57
Bảng 3.8: Kết quả thực nghiệm kiểm chứng giá trị tối ưu ............................................... 58
Bảng 3.9.: Các thông số kết quả lên men trên fermenter Bioflo 110 thay đổi theo thời
gian ................................................................................................................................... 59
Bảng 3.10: Tổng kết chất lượng trà kombucha lên men từ atiso trên hệ thống fermenter
......................................................................................................................................... .64

viii


CHỮ VIẾT TẮT
AAP

Acetaminophen

AAB

Acetic acid bacteria

CFU

Colony-forming unit

CS

Chndroitin sulphate


DHA

Dihyroxyacetone

DPPH

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

DSL

D-saccharide acid 1,4 - lactone

DS

Dermantan sulphate

EC

Epicatechin

ECG

Epicatechin-3-gallate

EGC

Epigallocatechin

EGCG


Epigallocatechin-3-gallate

GAE

Acid gallic

GlcUA

Acid glucuronic

HA

Hyaluronic acid

MSM

Methylsulfonymethane

OD

Optical density

SCOBY

Symbiotic culture of bacteria and yeast

ix


MỞ ĐẦU

Ngày nay, các loại thực phẩm lên men như yoghurt, phơ mai, nước trái cây lên men…
khơng cịn xa lạ với người Việt, được sử dụng rộng rãi bởi hương vị hấp dẫn và mang lại
nhiều lợi ích đối với sức khỏe con người. Trong khi đó, từ lâu trà đã là một thức uống
truyền thống, một nét đặc trưng ở một số nước Á Đông và được ưa chuộng trên thế giới.
Nước trà có khả năng chống oxy hóa tự nhiên, kháng khuẩn, chống ung thư. Việc kết hợp
lên men trà đã tạo ra loại thức uống kombucha mang đầy đủ những điểm ưu việt về thành
phần và tính chất.
Trong thức uống kombucha gồm các loại đường, acid gluconic, glucuronic, L - lactic,
acetic, malic, tartaric, malonic, citric, oxalic, ethanol, acid amin tan trong nước, vitamin và
một số enzyme thủy phân. (Balentine D. A. và cộng sự, 1997; Bauer-Petrovska và cộng sự,
2000; Chen và Liu, 2000). Một số công dụng của kombucha đã được khoa học chứng minh
như: làm giảm cholesterol, tránh xơ vữa động mạch, giảm huyết áp cũng như thanh lọc độc
tố trong cơ thể (Dufresne và Farnworth, 2000). Đặc trưng cho thành phần hóa học chính là
sự có mặt của acid glucuronic đóng vai trị trọng yếu giúp gan thải loại độc tố, hỗ trợ bài
tiết, tham gia cấu tạo cơ thể, hỗ trợ hệ miễn dịch giúp tăng cường sức khỏe con người. Đặc
biệt acid glucuronic có tác dụng giảm nồng độ acid uric trong máu giúp điều trị bệnh Gout
– một trong những căn bệnh của thời đại hiện nay (Ilmara Vina và cộng sự, 2013). Kể từ
đó acid glucuronic được chú ý và biết đến nhiều hơn. Nhận thấy rõ được tầm quan trọng
này, nhiều nhà khoa học Việt Nam đã bắt tay vào nghiên cứu để nâng cao khả năng tổng
hợp acid glucuronic từ hệ vi sinh vật lên men như các nghiên cứu của Nguyễn Khôi
Nguyên, Nguyễn Thúy Hương và cộng sự trong các năm 2014, 2015, 2016.
Trong các loại thảo dược, cây atiso được xem là loại thảo dược được sử dụng phổ biến hiện
nay vì khơng chỉ có tác dụng tốt cho sức khoẻ khi sử dụng, mà còn thải được độc tố. Chất
chiết từ atiso cho thấy hoạt tính chống viêm gan, chống ung thư, chống oxy hóa, kháng
khuẩn, bài tiết mật cũng như khả năng ức chế sinh tổng hợp cholesterol, hạn chế sự hình
thành các điều kiện bệnh lý liên quan đến stress. Hoạt chất chính của atiso là cynarine có
vị đắng, có tác dụng nhuận gan, mật, thơng tiểu, kích thích tiêu hố, ... (Ceccarelli N. và
cộng sự, 2010).

1



Thức uống kombucha có thể phát triển và thương mại hóa cần nhiều cơng đoạn nghiên cứu
trong phịng thí nghiệm. Hiện nay, định hướng nghiên cứu gồm hai hướng chủ yếu là: tối
ưu hóa q trình lên men từ nguồn nguyên liệu mới, cải thiện hoạt tính sinh học. Để đa
dạng hóa sản phẩm lên men và khắc phục những nhược điểm của trà lên men truyền thống
là kiểm soát hệ vi sinh vật tạp nhiễm và vi sinh vật tổng hợp các hợp chất sinh học quý, đề
tài “Khảo sát quá trình lên men trà kombucha từ atiso” kết hợp các tính chất ưu việt
của trà lên men và thảo dược atiso nhằm các mục tiêu và nội dung như sau:
Mục tiêu của luận văn
Góp phần đa dạng hóa sản phẩm lên men trà kombucha có hoạt tính sinh học quý (giàu
acid glucuronic) từ nguồn nguyên liệu mới atiso và định hướng an tồn lên men quy mơ
cơng nghiệp.
Nội dung luận văn
- Khảo sát các thông số tối ưu cho quá trình lên men trà kombucha từ atiso: nhiệt độ, hàm
lượng đường, tỉ lệ giống, thời gian lên men.
- Tối ưu quá trình lên men bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
- Lên men trên hệ thống fermenter.
- Bước đầu đánh giá ổn định chất lượng sản phẩm.

2


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 TỔNG QUAN VỀ TRÀ KOMBUCHA
1.1.1 Nguồn gốc thức uống trà kombucha
Kombucha còn được gọi là trà nấm xuất hiện đầu tiên ở Trung Quốc hơn 2000 năm trước
(Dufresne C. và Farnworth E., 2000). Đến năm 414 sau công nguyên, trà nấm sử dụng chữa
bệnh về tiêu hóa của vị hồng đế ở Nhật Bản bởi một y sĩ người Triều tiên tên Kombu. Đây

cũng là nguồn gốc của cái tên kombucha. Ngày nay, trà kombucha là một thức uống truyền
thống tiêu thụ ở khắp nơi trên thế giới, được sử dụng như là một thực phẩm chức năng với
sản phẩm đa dạng và nhiều hương vị khác nhau.
Kombucha là loại đồ uống lên men truyền thống được tạo ra bằng lên men trà đường nhờ
hệ vi sinh vật là nấm men và vi khuẩn làm chuyển hóa đường trong dung dịch trà thành
rượu và acid hữu cơ như: acid acetic, gluconic, glucuronic, citric, L-lactic, malic, tartaric,
malonic, oxalic, succinic, pyruvic, usnic và các loại đường như sucrose, glucose, fructose;
các loại vitamin B1, B2, B6, B12, C; 14 amino acid; amin hữu cơ; purine; protein; enzyme
thủy phân; carbon dioxide; phenol; các yếu tố cần thiết (Na, K, Ca, Cu, Fe, Mn, Ni và Zn)
(Jayabalan R. và cộng sự, 2014), một số chất từ trà được chuyển hóa trong quá trình lên
men tạo thành một loại nước giải khát có độ cồn thấp, vị chua ngọt, chát nhẹ. Các thành
phần của vi sinh vật của trà kombucha được biết là thay đổi tùy vào môi trường khác nhau:
các yếu tố như vị trí địa lý, khí hậu, các lồi bản địa của vi khuẩn và nấm men.

Hình 1.1: Trà kombucha
Một số loại chiết xuất khác cũng được thử nghiệm lên men thay thế nhằm đa dạng hóa sản
phẩm như: sữa, cà phê, nước trái cây, dịch chiết của một số loại thảo dược như atiso…
3


1.1.2 Công dụng của trà kombucha
Kombucha là một loại trà đường được lên men bằng hệ cộng sinh giữa nấm men và vi
khuẩn (gọi là nấm giống SCOPY - Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast). Kombucha
được tiêu thụ ở nhiều quốc gia trên thế giới và ngày nay đã trở thành dịng sản phẩm chức
năng có nhiều cơng dụng trong phịng và trị bệnh cho con người. Những cơng dụng của
kombucha được ghi nhận trong bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1: Công dụng của trà kombucha
Công dụng của trà kombucha

STT

1

Trà giải độc

Trà kombucha có chứa một lượng đáng kể các acid glucuronic
được biết đến như là một chất giải độc. Trong cơ thể, nó kết
hợp với các độc tố sinh ra từ các dược phẩm, môi trường ô
nhiễm và chuyển chúng thành các hợp chất dễ hịa tan mà cơ
thể có thể đẩy ra ngoài.

2

Chất chống ung Trà kombucha là nguồn chứa dồi dào các chất chống oxy hóa,
thư

bao gồm vitamin E, C, beta-carotene và các hợp chất
carotenoid. Hoạt tính chống oxy hóa của nó cao hơn 100 lần so
với vitamin C và 25 lần so với vitamin E.

3

Tăng cường

Trà kombucha có sắt tự do từ trà đen. Điều đó sẽ giúp tăng mức

cung cấp oxy

hồng cầu trong máu và cải thiện lượng oxy cung cấp đến các
mô. Dịch trà lên men cũng cải thiện sự hấp thụ của cơ thể đối
với sắt có nguồn gốc thực vật.


4

Tăng cường

Stress oxy hóa làm suy yếu hệ thống miễn dịch nhưng trà

miễn dịch

kombucha với hàm lượng vitamin C cao, sẽ hỗ trợ khả năng
miễn dịch.

5

Bệnh đường

Trà lên men bảo vệ lớp màng nhầy mucin của dạ dày, bảo vệ

ruột

lớp niêm mạc ruột và làm giảm tiết acid dạ dày do có chất chống
oxy hóa.

6

Giảm béo

Trà kombucha giúp cân bằng sự chuyển hóa. Nghiên cứu trên
động vật cho thấy trà cịn có tác dụng làm giảm cân.


7

Hỗ trợ điều trị

Nghiên cứu từ năm 1929 cho thấy trà kombucha có thể làm

tiểu đường

giảm lượng đường trong máu. Nhiều nghiên cứu trên động vật

4


kết luận rằng trà kombucha làm giảm đáng kể nồng độ đường
trong máu trên những con chuột mắc bệnh tiểu đường và được
coi là một ứng cử viên cho việc điều trị và phịng bệnh tiểu
đường.
8

Giải độc cho

Trà kombucha có thể giúp loại bỏ các tổn thương thận gây ra

thận

bởi các chất ô nhiễm và sử dụng để ngăn ngừa vơi hóa trong
thận và sự hình thành sỏi thận.

9


Chức năng nội

Stress oxy hố có thể gây hại niêm mạc của các mạch máu. Tổn

mô

thương này là một tiền đề của sự xơ vữa động mạch và là một
mối đe dọa cho sức khỏe của tim. Các chất chống oxy hóa trong
trà kombucha giúp thúc đẩy tái sinh thành tế bào trong mạch
máu.

10

Xơ vữa động

Trong các thử nghiệm lâm sàng, trà kombucha đã giúp hạ mức

mạch

cholesterol cao xuống đến mức bình thường. Trong các nghiên
cứu trên vịt, trà kombucha làm giảm đáng kể nồng độ
cholesterol xấu và đồng thời nâng cao nồng độ cholesterol tốt
chỉ sau 10 ngày. Nghiên cứu khác trên động vật cho thấy, trà
kombucha có thể làm giảm 45-52% mức cholesterol toàn
phần và làm giảm đáng kể nồng độ cholesterol xấu và
triglyceride.

11

Ngăn ngừa


Trà kombucha đã được sử dụng để ngăn ngừa chứng đau đầu

huyết áp cao

và chóng mặt do tăng huyết áp và được khuyến cáo dùng để
điều trị cao huyết áp.

12

Chống thiếu

Acid hữu cơ có trong trà kombucha chuyển các hợp chất sắt III

máu

trong thực vật thành sắt II. Điều này làm cho sắt từ các nguồn
thực vật trở nên dễ hấp thụ hơn cho cơ thể và vitamin C trong
trà kombucha tăng cường hấp thụ sắt.

13

Bảo vệ chức

Trên động vật, trà kombucha bảo vệ chống nhiễm độc gan do

năng gan

dùng acetaminophen quá liều. Các nhà nghiên cứu cho rằng
thức uống này cũng có thể mang đến một liệu pháp hữu ích bảo

vệ chức năng gan của con người.

5


14

Hệ thần kinh

Trà

kombucha

có

chứa

nhiều

acid

amin,

alkaloid

methylxanthine (caffeine, theophyline và theobromine), acid
ascorbic (vitamin C) và vitamin B (bao gồm cả acid folic-B9),
cần thiết cho sự trao đổi chất bình thường của hệ thống thần
kinh. Thức uống trà kombucha có thể giúp làm dịu cơn đau đầu,
căng thẳng và phòng chống động kinh và ngăn ngừa chứng

trầm cảm ở người già.
15

Hỗ trợ bệnh

Dùng trà kombucha hàng ngày có thể giúp bệnh nhân hen suyễn

nhân suyễn

dễ thở hơn vì có chứa một lượng đáng kể theophyline – chất
làm giãn phế quản. Liều điều trị theophyline là 0.18-1.0g hàng
ngày cho bệnh nhân hen suyễn. Chỉ cần một cốc trà kombucha
đã có khoảng 1.44 mg theophyline.

16

Giảm các vấn

Acid glucuronic trong trà kombucha có thể được cơ thể chuyển

đề về khớp

đổi

thành

glucosamine,

chondroitin


sulfat

và

các

polysaccharide khác, glucoprotein liên kết với sụn, collagen và
các chất lỏng bôi trơn các khớp xương. Tác dụng của trà
kombucha cũng có thể giúp giảm viêm khớp, thấp khớp và bệnh
Gout.
17

Phòng chống

Trà kombucha giúp tỷ lệ ung thư thấp hơn nhờ acid glucuronic,

ung thư

acid lactic và acid acetic cũng như các hợp chất kháng sinh.
Nghiên cứu tế bào cho thấy nó có thể hữu ích cho việc phịng
ngừa và điều trị ung thư tuyến tiền liệt, chống ung thư phổi, u
xương ác tính, và các dịng tế bào ung thư thận.

18

Kháng sinh,

Trà kombucha chứa các chất kháng khuẩn mạnh chống lại các

chống nhiễm


bệnh truyền nhiễm như bạch hầu, bệnh ban đỏ, bệnh cúm,
thương hàn, phó thương hàn sốt và kiết lỵ. Tổng lượng acid cao
của trà kombucha có hiệu quả trong việc chống lại vi khuẩn
Helocobacter pylori, Staphylococcus aureus, Escherichia Coli,
Agrobacterium tumefaciens. Người ta cho rằng, trà kombucha
có thể là một giải pháp thay thế hiệu quả cho thuốc kháng sinh
tổng hợp đang ngày càng trở nên không hiệu quả.
(Dufresne C. và cộng sự, 2000; Jayabalan R. và cộng sự, 2014)
6


1.1.3 Các hoạt tính sinh học quý trong trà kombucha
Từ khi công dụng của trà kombucha được công nhận, các nhà nghiên cứu đã có nhiều nỗ
lực nhằm kiểm sốt cũng như nâng cao hoạt tính sinh học để trà trở nên là thực phẩm có
giá trị hơn. Cho đến nay đã có nhiều nghiên cứu về tác động của trà đối với sức khỏe con
người và đặc tính y học của trà kombucha được cơng bố. Nhìn chung, những loại đặc tính
đó chia làm 5 loại chủ yếu sau: chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống ung thư, giảm đường
huyết và sinh tổng hợp acid glucuronic.

Acid glucuronic

Acid gluconic

Acid malic

Acid oxalic

Acid L - lactic


Acid citric

Hình 1.2: Một số hợp chất hữu cơ tìm thấy trong kombucha
(Mindani I. Watawana và cộng sự, 2015)
1.1.3.1 Đặc tính kháng khuẩn
Kháng khuẩn là đặc tính được phát hiện đầu tiên ở trà kombucha. Hoạt tính kháng khuẩn
do sự kết hợp giữa acid acetic, ethanol, polyphenol, tannin giúp ức chế các vi khuẩn Gram
(+) và Gram (-). Hoạt tính kháng khuẩn tăng dần trong q trình lên men, điều này chứng
tỏ chính các hợp chất trao đổi chất do vi khuẩn và nấm men tạo ra cũng góp phần tạo nên
tính kháng khuẩn của trà lên men (Sreeramulu G. và cộng sự, 2000). Cho đến nay, các nhà
nghiên cứu đã chứng minh được khả năng ức chế một số loài vi khuẩn gây bệnh bao gồm:
Helicobacter pylori, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Agrobacterium tumefaciens
(Steinkraus K.H. và cộng sự, 1996).
7


1.1.3.2 Đặc tính chống ung thư
Năm 1951, Viện Hàn lâm khoa học Nga đã ghi nhận sự hiệu quả ức chế tế bào ung thư của
trà kombucha. Năm 2008, Cetojevic - Simin và cộng sự, đã cải thiện chức năng này bằng
cách thay đổi nguyên liệu lên men từ chiết xuất trà đen và loại thảo dược winter savory.
Trà kombucha lên men từ nguồn nguyên liệu này có khả năng ức chế các tế bào:
- Tế bào HeLa (tế bào ung thư cổ tử cung),
- Tế bào HT-29 (tế bào ung thư đại tràng),
- Tế bào MCF-7 (tế bào ung thư vú).
Năm

2010,

Yang


và

cộng

sự

đã

kết

hợp

chủng Lactobacillus spp.

với Gluconacetobacter sp. A4. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong trà kombucha, hợp chất
DSL (D-saccharide acid 1,4 lactone) chiếm tỉ lệ cao 86.7%. DSL là một nhân tố giải độc
mạnh, có thể là một yếu tố quan trọng trong bảo vệ gan và tác dụng chống lại các bệnh lý
về gan như khả năng giúp xóa bỏ độc tố gan (acetaminophen (AAP) và carbon
tetrachloride), các chất gây ung thư (hydrocacbon thơm đa vòng, nitrosamine, aromatic
amine và hoocmon steroid từ cơ thể).
Năm 2011, Jayabalan R. và cộng sự chiết xuất trà kombucha lên men từ trà đen hợp chất
dimethyl

2-(2-hydroxy-2-methoxy

propylidene),

malonate

và


vitexin

(8-β-D-

glucopyranosyl apidenin) được trích ly trong hỗn hợp dung môi eter và ethyl acetate tỉ lệ
20:80, với hàm lượng 100µg/ml có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào:
- Tế bào U2OS (tế bào ung thư xương),
- Làm giảm hoạt động của metalloproteinase-2 (MMP-2) trong tế bào A549 (tế bào
ung thư phổi) và MMP-9 trong tế bào 786-O (tế bào ung thư thận).
Các cơ chế chống ung thư của các hợp chất polyphenol được hầu hết tất cả các nhà nghiên
cứu chấp nhận như sau: (1) giảm hoạt động chuyển gen, (2) ngăn chặn sự phát triển của tế
bào ung thư, (3) cảm ứng sự tự hủy của tế bào ung thư và (4) loại trừ sự di căn (Conney và
cộng sự, 2002; Park và Dong, 2003; Ioannides và Yoxall, 2013).
1.1.3.3 Đặc tính giảm đường huyết
Năm 2012, Aloulou A. và cộng sự công bố về kết quả thử nghiệm trên chuột: trà kombucha
có thể tăng hàm lượng cholesterol tốt đồng thời giảm hàm lượng cholesterol xấu và
triglyceride. Cholesterol tốt tăng trong thời gian lên men đến ngày thứ 8 và tìm thấy giảm
cuối quá trình lên men. Bên cạnh đó, trà kombucha có thể làm giảm mức đường huyết bằng
cách ức chế hoạt tính enzyme α-amylase và lipase (so sánh với nước trà đen thông thường).
8


Tuy nhiên, việc dùng trà kombucha hiện nay để điều trị bệnh tiểu đường vẫn là một điều
bất khả thi vì bệnh nhân vẫn e ngại sự hiện diện của đường sucrose. Dịch chiết kombucha
đông khô vẫn cho thấy hiệu quả giảm tiểu đường. Điều này cho thấy đây là một trong
những chiết xuất tiềm năng để sản xuất thực phẩm chức năng chữa bệnh tiểu đường (Srihari
T. và cộng sự, 2013).
1.1.3.4 Đặc tính chống oxy hóa
Chống oxy hóa là một trong những đặc tính có hầu hết ở các loại thực phẩm lên men tự

nhiên. Trà kombucha có nhiều acid acetic, gluconic, glucuronic, citric, L - lactic, malic,
tartaric, malonic, oxalic, succinic, pyruvic và acid usnic do các vi khuẩn lên men đường.
Acid acetic là acid hữu cơ chiếm ưu thế và được sản xuất bởi vi khuẩn acetic thông qua
q trình oxy hóa ethanol. Nồng độ của acid hữu cơ tăng trong quá trình lên men, giá trị
pH giảm 5.0 – 3.0. Trong quá trình lên men, carbon dioxide được sinh ra ban đầu chậm, ít
và nhanh hơn nhiều sau 2-3 ngày. Carbon dioxide dễ dàng phản ứng với ion H+ từ các acid
hữu cơ tạo anion amphiprotic cacbonat (HCO3_). Đây sẽ là lý do chính đáng cho việc giảm
nhẹ pH sau 3 ngày (Dufresne C. và Farnworth E., 2000). Acid acetic được sinh ra ngay cả
khi nguồn đường là mật đường.
+ Hợp chất phenolic tổng
Các hợp chất phenolic tổng được tăng dần theo thời gian lên men. Các hợp chất phenolic
được coi là chất chống oxy hóa cao cấp vì chúng có khả năng kết hợp với gốc oxy tự do,
các gốc tự do superoxide và các gốc hydroxyl. Các hợp chất phenolic phức tạp trong trà
xanh, trà đen có thể bị phân hủy trong mơi trường acid và do các enzym giải phóng bởi vi
khuẩn và nấm men. Kết quả làm tăng hợp chất phenolic tổng (Dufresne C. và Farnworth
E., 2000).
+ Polyphenol
Lượng polyphenol phụ thuộc vào giống trà, số lượng sử dụng, thời gian lên men. Tổng
hàm lượng phenol tăng tuyến tính trong q trình lên men trà kombucha và lượng acid
gallic (GAE) tương đương 7.8mM trong 15 ngày lên men (Chu và Chen, 2006). Đồng phân
EGCG (epigallocatechin-3-gallate), EGC (epigallocatechin), ECG ( epicatechin-3-gallate),
EC (epicatechin), đồng phân theaflavin và thearubigins đã được phát hiện trong trà
kombucha. Hợp chất phức tạp như polyphenol EGCG và ECG trải qua suy thoái và được
chuyển đổi sang EGC và EC tương ứng, trong đó thể hiện rõ qua việc định lượng
polyphenol. Giá trị của EC được đo cao nhất vào ngày thứ 12 lên men trà xanh là khoảng
9


150% và EGC khoảng 115% đối với lên men trà đen.
Các màu sắc của trà kombucha là nhạt hơn so với trà ban đầu. Điều này cho thấy các hợp

chất chịu trách nhiệm cho màu sắc, thearubigins trải qua suy thối trong mơi trường acid
của kombucha hoặc bởi các enzyme của vi khuẩn và nấm men giải phóng ra. (Jayabalan
R. và cộng sự, 2015).

Hình 1.3: Cấu trúc đồng phân của epicatechin (a), đồng phân theaflavin (b),
thearubigins (c) (Jayabalan R. và cộng sự, 2015)
+ Các chất chuyển hóa khác
Tế bào nấm men sản xuất ethanol qua quá trình đường phân và do tác động của
dehydrogenase pyruvate, alcohol dehydrogenase trong quá trình lên men trà kombucha.
Vitamin B1, B6, B12, C hòa tan có trong trà kombucha được lên men với hệ cộng sinh vi
khuẩn và nấm men. Nấm men tổng hợp các vitamin B, khoáng chất thiết yếu như đồng,
10


sắt, mangan, niken và kẽm được tăng lên trong thời gian lên men. Sự hiện diện của anion
khoáng chất như florua, clorua, bromua, iod, nitrate, phosphate và sulfat cũng được chứng
minh. Hàm lượng protein của kombucha đồ uống cũng tăng lên cho đến ngày thứ 12 của
quá trình lên men và bắt đầu giảm do sự giảm hàm lượng của protein ngoại bào được tiết
ra bởi các vi khuẩn và nấm men (Dufresne C. và Farnworth E., 2000).
Thành phần của trà kombucha có nhiều hợp chất khác nhau và nó phụ thuộc vào môi trường
lên men, thời gian và nhiệt độ của quá trình lên men, cũng như nguồn vi sinh vật mà cịn
tùy thuộc vào phương pháp phân tích. Do đó, nhiều nhà nghiên cứu đã hướng sự chú ý vào
việc đa dạng hóa nguyên liệu tự nhiên nhằm cải thiện hoạt tính chống oxy hóa của trà
kombucha. Các nghiên cứu và kết quả được tổng kết qua bảng 1.2 như sau:
Bảng 1.2: Những nghiên cứu quan trọng về đặc tính chống oxy hóa của trà kombucha
Đặc tính chống oxy hóa

Tham khảo

Tiềm năng chất chống oxy hóa của kombucha từ trà đen Sheng-Che Chu, Chinshuh

sau 15 ngày: 70% DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)

Chen, 2006

Kombucha từ tinh dầu chanh cho khả năng chống oxy hóa Alekksandra và cộng sự,
cao hơn 95% so với tinh dầu chanh thơng thường.

2007

Hàm lượng phenolic, hoạt tính chống oxy hóa, DPPH, Jayabalan R. và cộng sự,
superoxide đều tăng trong quá trình lên men trà kombucha. 2008
Kombucha trà xanh cho hoạt tính chống oxy hóa cao nhất. Malbasa và cộng sự, 2001
Mức độ chống oxy hóa cũng như các thành phần khác có Srihari, Satyanarayana,
thể kiểm sốt bằng thời gian lên men.

2012

Nhiệt độ 37oC có thể cho hoạt tính oxy hóa cao nhất

Malbasa và cộng sự, 2014

Lactobacillus plantarum có thể cải thiện hoạt tính chống Nguyen Khoi Nguyen và
oxy hóa của trà kombucha truyền thống.

cộng sự, 2014

1.1.3.5 Đặc tính sinh tổng hợp acid glucuronic (GlcUA)
Một trong những đặc tính được quan tâm nhiều nhất trong trà kombucha của các nhà nghiên
cứu là khả năng sinh tổng hợp acid glucuronic. Acid glucuronic là một trong những hợp
chất quan trọng làm nên giá trị dinh dưỡng của trà kombucha.

a. Quá trình tổng hợp acid glucuronic
Từ năm 2013, khi Iimara chỉ ra sự quan trọng của acid glucuronic, thậm chí có thể được
sử dụng như thuốc. Nhận thức rõ được trà kombucha là một tiềm năng phát triển công
11


nghiệp ở Việt Nam, nhiều nhà khoa học cũng đã bắt tay vào nghiên cứu nhằm nâng cao
khả năng tổng hợp acid glucuronic của hệ vi sinh vật lên men.
Acid glucuronic được tạo ra trong trà kombucha bằng con đường như sau:
Glucose-6-P
Phosphoglucomutase

UDP-glucose

UDP-glucose
Pyrophosphorylase

Glucose-1-P

UTP

PP1

UDP-glucose
dehydrogenase

H2O
2NAD+
2NADH+2H+


UDP-glucuronate
Glucuronide
Proteoglycan
Glycosaminoglycan

Glucuronate

L-Ascorbate

Hình 1.4: Quá trình tổng hợp acid glucuronic
- Nấm men thủy phân sucrose thành glucose, fructose và sản xuất ethanol qua quá trình
đường phân.
- Vi khuẩn acetic chuyển đổi glucose thành gluconic acid và ethanol.
Glucose là nguyên liệu để tổng hợp acid glucuronic bằng cách:
- Glucose-6-phosphate thành glucose-1-phosphate nhờ phospho-glucomutase.
- Glucose-1-phosphate được chuyển hóa thành UDP-glucose (dehydrogenation of uridine
diphosphate) bởi UDP-glucose pyrophosphorylase.
- UDP-glucose được oxy hóa thành UDP-glucuronate dưới sự xúc tác của 2 phân tử NAD+
và UPD-dehydrogenase.
- UDP-glucuronate được dùng tổng hợp thành glucuronate hoặc glycosaminoglycan,
proteoglycan, glucuronide.
b. Quá trình giải độc nhờ acid glucuronic
Q trình glucuronide hóa được hỗ trợ bởi glucuronosyltransferases UDP enzyme (UGTs),
acid glucuronic tạo cầu nối với nhiều ngoại độc tố, nội độc tố và một số hợp chất tạo thành
hợp chất glucuronide dễ tan trong nước để bài tiết qua đường tiểu hoặc qua phân.
Q trình glucuronide hóa là con đường chuyển hóa phổ biến để bài tiết độc tố ra khỏi cơ
thể diễn ra chủ yếu ở trong gan. Ở các cơ quan khác như mô tim, tuyến thượng thận, lá
12



lách, tuyến ức, da, ruột, tinh hoàn và nhau thai q trình này vẫn diễn ra với quy mơ thấp.
Q trình glucuronide hóa gồm 2 pha:
Trong pha I, các enzyme khác nhau được gắn vào các nhóm chức phân cực như
-OH, -NH2, -COOH, -S vào các phân tử độc tố hoặc các nội chất tan trong dầu dưới sự xúc
tác của hệ enzyme cytochrome, đặc biệt là P-450.
Trong pha II, sự tạo thành cầu liên kết với một số chất như các phản ứng sulfur hóa
từ methylsulfonylmethane (MSM) hoặc từ các hợp chất chứa S khác, acetyl hóa bằng Nacetyl-L-cysteine, acid amin, glutathione và glucuronide hóa.

Hình 1.5 Q trình tổng hợp acid glucuronic và chuyển hóa ở gan người.
(Ilmara Vina và cộng sự, 2013)
c. Vai trò của acid glucuronic
-

Acid glucuronic (C6H10O7) là một phân tử phân cực, được kết hợp thành dạng

proteoglycan như kết hợp với bilirubin và các hormone steroid. Chúng được biết đến như
tác nhân giải độc tự nhiên mạnh nhất trong cơ thể động vật và vi sinh vật như sau: GlcUA
có thể loại bỏ nhiều chất độc hại như chất gây ô nhiễm, hormon steroid dư thừa, bilirubin
ra khỏi cơ thể con người thông qua hệ thống tiết niệu (Ilmara Vina và cộng sự, 2013).
13