Giới thiệu
Sự phát triển của thức ăn và đồ uống dân gian có liên quan đến các nền văn minh đang phát triển trên toàn cầu. Bên cạnh việc chống lại cảm giác đói, cảm giác no và khẩu vị nói chung, các loại thực phẩm và đồ uống khác nhau thường được tiêu thụ vì những lợi ích sức khỏe đã được giả định và đã được chứng minh của chúng.
Nước nóng chiết xuất từ lá khô của cây chè (Camellia sinensis), với tên phổ biến trên toàn cầu là “trà” là loại thảo dược lâu đời nhất được biết đến với đặc tính kích thích và giải độc. Trà có hai giống chính, đó là sinensis và assamica. Việc trồng và uống trà được cho là bắt nguồn từ Trung Quốc khoảng 5000 năm trước. Do đặc tính tăng cường sức khỏe và chống lại bệnh tật, tại Nhật Bản & Hàn Quốc, trà được coi là “thức uống thiêng liêng”, và đặc biệt, các buổi uống trà được coi như một phần của nghi lễ tụ họp (Nishimura và cộng sự, 2010).
Theo quan niệm phổ biến của người Trung Quốc, trà là một trong bảy loại thực phẩm cần thiết cho cuộc sống. Sự đô hộ của Anh đã làm cho việc chế biến và pha chế trà phổ biến rộng rãi khắp toàn cầu. Ngày nay, trà là thức uống chế biến phổ biến nhất. Một loạt các loại trà, cụ thể là trà xanh, trà ô long, và các biến thể của chúng được rao bán trên thị trường.
Tại Ấn Độ, sữa được thêm vào trà đen đun sôi với một số gia vị khiến cho vị ngon hơn. Trà sữa ở Hồng Kông được pha chế bằng cách sử dụng sữa cô đặc thay vì sữa lỏng. Trà thảo mộc “karkade” của Ai Cập được coi là có tác dụng chữa bệnh. Các biến thể của món Thái “trà đá” hiện đã trở nên phổ biến trên chuỗi thị trường đồ uống lạnh toàn cầu. Ở Myanmar, một loại nước muối chua gọi là “lahpet” được điều chế bằng cách lên men lá trà ở trạng thái rắn. Các biến thể của trà Libya có nền nước trà đen hoặc xanh đặc được thêm vào các thành phần khác nhau và thường được hoàn thành trong ba vòng uống. Một nghi thức uống ba bước tương tự cũng được tuân theo đối với “trà xanh thuốc súng – green gunpowder tea” trong vòng vài giờ ở vùng Sahelian của Sahara. Người dân ở vùng Đông Frisian của Đức theo truyền thống chuẩn bị một thức uống ba lớp với các lớp “wolkje” (một lớp kem đặc), màu đen của chiết xuất trà xanh và “kluntje” (một loại kẹo đường trắng) ở dưới cùng. “Chiffir” của Nga là một loại trà rất đậm đặc thường được uống sau khi pha loãng. Một nền văn hóa trà phổ biến cũng rất phổ biến ở Canada. Các bộ tộc ở Ontario sử dụng trà tuyết tùng trong các “buổi tập đổ mồ hôi” và tin vào đặc tính thanh lọc cơ thể của nó. Tính sẵn có của trà, các hình thức đa dạng của nó và sự đóng góp của chúng đối với sức khỏe thể chất và tinh thần vẫn là chìa khóa dẫn đến sự phổ biến cũng như khả năng chấp nhận toàn cầu.
Kombucha là một loại đồ uống được sản xuất bằng kỹ thuật lên men truyền thống bao gồm quá trình lên men hòa tan đường vơi trà đen bằng phương pháp nuôi cấy cộng sinh vi khuẩn và nấm men (SCOBY) hay còn được gọi là “nấm trà”. Loại đồ uống lên men này, khi mới được pha chế, có vị giống như rượu táo sủi tăm ngọt ngào. Quá trình lên men kéo dài dẫn đến sự phát triển của hương vị giống như axit giấm trong nước giải khát có ga.
Các chủng vi khuẩn chính tạo nên SCOBY truyền thống là Acetobacter xylinoides, Komagataeibacter xylinus, Gluconacetobacter xylinus, Acetobacter aceti, và Acetobacter pasteurianus.
Nấm men, cụ thể là Schizosaccharomyces pombe, Saccharomycodes ludwigii, Kloeckera apiculata, Saccharomyces cerevisiae, Torulaspora, Zygosaccharomyces bailii, Brettanomyces bruxellensis, Brettanomyces lambicus, Brettanomyces custersii, các loài Candida và Pichia (Zhang et al., 2011; Yamada et al., 2012). Các loài Acetobacter hình thành nên mạng lươi xenlulo tạo thành cơ sở vật chất cho sự phát triển cộng sinh.
Quá trình lên men tích lũy đường bởi nấm men và các loài vi khuẩn dẫn đến việc hình thành ethanol và axit là những chất bảo quản tự nhiên có tác dụng kéo dài thời hạn sử dụng của đồ uống lên men. Bên cạnh những thành phần này, một số thành phần hoạt tính sinh học hỗ trợ sức khỏe khác đã được biết là tồn tại và được hình thành trong rượu trong quá trình lên men. Chúng làm tăng thêm mức độ dinh dưỡng của thức uống làm từ trà.
Kombucha theo truyền thống đã được khẳng định là có đặc tính kháng sinh, cải thiện chức năng đường tiêu hóa và tuyến (glandular), giảm thấp khớp, tác dụng tích cực lên cholestesterol, giải độc máu, các vấn đề về lão hóa, v.v. Nghiên cứu về thành phần trà và các yếu tố thúc đẩy sức khỏe của nó đã được thực hiện nhiều trong cuối thế kỷ 20 và 21.
Mặc dù tác dụng của việc uống kombucha đối với các thử nghiệm trên động vật đã được xác nhận, các cơ chế tương đương ở người vẫn chưa chắc chắn cho đến nay. Các nguy cơ sức khỏe nghiêm trọng cũng đã được báo cáo và được cho là do uống kombucha. Mặc dù là một phương thuốc dân gian phổ biến cho các bệnh khác nhau, sản phẩm vẫn cần được xác thực. Thành phần của kombucha và chức năng của nó gần đây đã trở nên phổ biến về mặt khoa học và thương mại.
Lịch sử của Kombucha
Báo cáo sớm nhất hiện có về việc tiêu thụ kombucha có từ năm 220 trước Công nguyên ở Trung Quốc, trong triều đại nhà Tần. Họ gọi nấm trà là “Ling-tche” hay “Che” thần thánh. Vào năm 414 sau Công Nguyên, một bác sĩ người Hàn Quốc tên là Kombu đã được triệu tập để chữa trị các vấn đề tiêu hóa của vua Nhật Bản Inkyo. Kombu mang theo Che thần thánh bên mình, được tin rằng sau này được phổ biến ở Nhật Bản với tên gọi Kombucha. Khả năng được chấp nhận rộng rãi của đồ uống trong những thời kỳ đó thường được đề cao. Các chiến binh Nhật Bản thường dùng thức uống giải khát và tăng cường sức mạnh ngay cả khi ra chiến trường (Roche, 1998). Một số tên gọi khác của thức uống này và các biến thể của nó là trà phương Đông, Fungus japonicus, olinca, Pichia fermentans, Cembuya Orientalist, Combuchu, Tschambucco, Volga spring, Mo-Gu, Champignon de longue vie, Teekwass, Kwassan và Kargasok tea. Ngoài Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản, thì vùng Kargasok của Nga cũng thịnh hành tiêu thụ trà được nuôi cấy bằng men một cách rộng rãi. Người dân trong vùng được biết đến là sống một lối sống lành mạnh, có biểu hiện chậm lão hóa với tuổi thọ trung bình trên tram tuổi (Williams, 2001).
Với việc mở rộng các tuyến đường thương mại, nấm trà và nước giải khát kombucha đã được đem đi khắp thế giới. Việc uống và bán Kombucha đã trở thành một thực tế phổ biến ở châu Âu cho đến Thế chiến thứ hai, khi không thể tránh khỏi sự khan hiếm của trà và đường (nguyên liệu cơ bản cho quá trình lên men) xảy ra. Một lý do lịch sử khác cũng có thể được coi là thông tin ít hơn về kombucha là niềm tin tôn giáo và điều cấm kỵ của dân tộc liên quan đến đồ uống và nấm trà. Nó đặc biệt áp dụng cho các quốc gia châu Á nơi được cho là nguồn gốc của loại thức uống này. Nước giải khát thường được chuẩn bị trong các hộ gia đình, thích hợp trong các khu vực cầu nguyện. Có bằng chứng rõ ràng rằng các tu viện Moravian đã giữ thức uống trà lên men “Olinka” của họ như một bí mật được bảo vệ chặt chẽ. Các khu vực cầu nguyện nhất thiết phải được giữ sạch sẽ và có ít nguy cơ bị ô nhiễm hơn. Thực hành này, dần dần làm cho việc nuôi và sử dụng kombucha trở thành “thần thánh” và một huyền thoại về nó đã được phát triển. Việc bán nấm trà bị coi là điều xấu xa và nó được truyền từ hộ gia đình này sang hộ gia đình khác như một món quà. Các tác giả có thể quan sát thấy những niềm tin tương tự vẫn tồn tại cho đến ngày nay trong các hộ gia đình nuôi kombucha ở Assam, Ấn Độ (không được tiết lộ danh tính). Nhu cầu trà Kombucha cao ở Ý và các nơi khác trên thế giới cho đến những năm 1950, khi một tin đồn về tác dụng độc hại của thức uống này được lan truyền. Có thể là do kết quả của điều này, nghiên cứu được khởi xướng vào những năm 1960 bởi các nhà khoa học Thụy Sĩ đã báo cáo rằng uống kombucha có lợi tương tự như ăn sữa chua. Sau thảm họa Chernobyl của Nga năm 1986, phân tích thiệt hại chỉ ra rằng những người tiêu thụ kombucha thường xuyên lại có khả năng chống lại các hiệu ứng bức xạ hạt nhân. Kombucha đã lấy lại được sự nổi tiếng của mình trong hai thập kỷ qua và hoạt động sản xuất thương mại loại thức uống này đã có một sự tiến triển đáng chú ý, đặc biệt là ở Hoa Kỳ cùng với các khu vực khác trên thế giới.
Kỹ thuật ủ
Trà đen được tạo ngọt bằng đường sucrose được coi là chất nền lý tưởng cho quá trình lên men kombucha. Trà xanh là sự thay thế phổ biến cho trà đen. Số lượng và kích thước của con men SCOBY được thêm vào cũng có thể khác nhau. Một phương pháp tiêu chuẩn mô tả bởi Jayabalan et al. (2014) được đưa ra trong Hình 8.1. Phương pháp này dựa trên một số báo cáo khác đã được công bố trước đây về kombucha. Một cách ngắn gọn, 50g đường sucrose hòa tan trong 1L nước đun sôi. Tuy nhiên, nồng độ 70g/L được hầu hết các nhà nghiên cứu kombucha áp dụng phổ biến (Malbaša và cộng sự, 2008a, b). Đối với dung dịch đường, 5g lá trà được thêm vào, khuấy đều và lọc bỏ bã trà sau 5 phút. Ngoài ra, cũng có thể sử dụng túi lọc trà để dễ thao tác (Morshedi và Dashti-Rahmatabadi, 2010). Hỗn hợp được làm nguội xuống 20°C trước khi thêm 24g SCOBY vào. Hỗn hợp kèm SCOBY sau đó được đổ vào bình đã khử trùng bằng nhiệt.
Cốt kombucha đã được lên men (200 mL) được thêm vào để giảm độ pH. Độ pH thấp (<4,6) kiểm soát sự phát triển của các vi khuẩn gây ô nhiễm không mong muốn. Ruồi giấm Drosophila bị thu hút bởi dung dịch ngọt có tính axit và thường làm ô nhiễm chúng. Để tránh nhiễm bẩn như vậy, miệng bình được đậy bằng khăn giấy. Sau đó, hỗn hợp này được ủ trong phạm vi nhiệt độ 18°C – 28°C. Trong một vài ngày, một SCOBY con xuất hiện từ SCOBY mẹ và lơ lửng trong hỗn hợp.
Chứng minh từng bước một cách khôn ngoan về sự hình thành SCOBY con từ SCOBY mẹ trong quá trình lên men kombucha được trình bày trong Hình 8.2. Đó là một lớp màng mỏng giống như gel trong suốt, nổi ở đầu SCOBY mẹ và có thể dính vào SCOBY mẹ ở một số điểm nhất định. Ở giai đoạn này, có thể cảm nhận được các bọt khí và mùi lên men khác biệt.
Với quá trình lên men, SCOBY mẹ có xu hướng chìm xuống đáy bình. SCOBY con tăng kích thước và bao phủ bề mặt chất lỏng vào ngày thứ 10 đến ngày thứ 14 của quá trình ủ với mức độ pH thấp nhất là 2,0. Thời gian có thể thay đổi tùy thuộc vào thành phần SCOBY và tốc độ lên men. Sau đó, nó được lấy ra cẩn thân bằng thìa và bảo quản vơi một lượng nhỏ hỗn hợp trà lên men để tránh bị khô và để sử dụng tiếp trong tương lại. Phần trà còn lại được lọc, đóng vào chai có nắp và bảo quản ở nhiệt độ 4°C để dùng dần.
Cần tiệt trùng bình đựng để tránh lây nhiễm chéo. Các tác giả kết luận rằng 50g đường sucrose/L dung dịch là tối ưu để sản xuất ethanol và axit lactic cần thiết trong kombucha. Tuy nhiên, sự cần thiết của việc tối ưu hóa thời gian lên men để có chất lượng tốt nhất và an toàn cho kombucha cũng được đề xuất. Malbaša và cộng sự. (2006) mở rộng quy mô lên men trà đen trong các bình lên men có kích thước khác nhau và liên quan đến các biến số của quá trình và thay đổi độ pH theo hình dạng hình học của các bình. Các bình quy mô lớn có hình dạng tương tự cho thấy mối tương quan giữa kích thước bình và thời gian lên men như một hàm của sự thay đổi pH. Quá trình lên men kombucha khối lượng lớn cũng có thể làm giảm đáng kể chi phí đầu vào của nấm, điện, máy móc và chi phí thuê đất (Mohammadshirazi và Kalhor, 2016).
Nhiều nhà máy lên men kombucha hiện đại đã lắp đặt hệ thống lên men hàng loạt quy mô lớn để sản xuất quy mô công nghiệp. Mặc dù phương pháp quy mô trong nước và các điều kiện lên men hầu như vẫn giữ nguyên đối với các quy trình quy mô lớn, nhưng cần chú ý đến sự an toàn của sản phẩm. Tốt nhất, nên đảm bảo nước sạch, khử trùng hiệu quả thiết bị lên men và chai lọ. Nước chưa qua lọc có các khoáng chất hòa tan, muối và kiềm có thể cản trở sự phát triển của SCOBY. Sử dụng nước khử ion đã khử trùng là một lựa chọn an toàn hơn. Nếu không sử dụng thiết bị lên men tự động và quá trình lên men được thực hiện trong một bình có miệng rộng thì miệng của bình được đậy bằng khăn giấy trong suốt quá trình lên men. Khăn phải khô – vô trùng. Việc đóng cửa phải phù hợp và đủ để tránh côn trùng và vi khuẩn trong không khí, nhưng phải cho phép khí đi qua. Quá trình lên men Kombucha yêu cầu điều kiện hiếu khí từng phần và giải phóng đủ CO2 được hình thành trong quá trình lên men để tạo ra các axit đặc trưng và các chất chuyển hóa. Một số nhà sản xuất kombucha đã mô tả phương pháp hai giai đoạn trên blog của họ và được báo cáo để sản xuất đồ uống chất lượng tốt hơn. Trong đó, SCOBY con được sử dụng cho giai đoạn thứ hai của quá trình lên men kombucha. Ngoài ra, một số thực hiện theo kỹ thuật lên men phụ, trong đó SCOBY con cũng bị loại bỏ và nấm men còn lơ lửng trong hỗn hợp được tiếp tục lên men trong môi trường yếm khí. Điều này được báo cáo là làm tăng hàm lượng CO2 hòa tan trong đồ uống.
Một số nhà sản xuất kombucha quy mô gia đình gần đây đã liên kết với các doanh nghiệp quy mô lớn hơn. GT’s Living Foods bắt đầu bán đồ uống kombucha đóng chai vào năm 1995 tại Cửa hàng Thực phẩm Y tế Los Angeles, Erewhon. Cửa hang này được biết đến là cơ sở bán lẻ kombucha thương mại đầu tiên trong thế giới hiện đại. Gần đây, các nhà máy vi sinh kombucha đã bắt đầu sản xuất đồ uống và cả các biến thể có hương vị khác nhau của nó. Nhà máy lên men Kombucha Microbrewery Happy Leaf ở Denver, Colorado bắt đầu vào 2013. Họ sản xuất một loạt đồ uống kombucha có hương vị khác nhau. Quá trình lên men được thực hiện trong các thùng lên men với dung tích hơn 3500 L. Trọng lượng SCOBY trong các thùng như vậy thậm chí tăng lên đến 90 kg. Khi độ pH giảm xuống khoảng 2,7, hỗn hợp nước cốt được chuyển sang bể chứa bằng thép không gỉ, có lót glycol. Kombucha được giữ ở dưới 0 độ để khử hoạt tính của vi khuẩn lên men và nấm men trong nước cốt.
Các hương vị khác nhau được thêm vào hỗn hợp nước cốt trong giai đoạn này. Và mất khoảng 2–5 ngày hương vị hòa quyện hoàn toàn trong nước cốt tùy thuộc vào chất lượng và độ đậm của hương vị. Việc chuyển kombucha từ bể lên men sang bể thép không gỉ có thể làm mất CO2 hòa tan do bị khuấy động. Bên cạnh đó, người tiêu dùng thường yêu nước kombucha có nhiều bọt và ga hơn. Kombucha tại Happy leaf, sau khi bổ sung hương vị, được nén và bơm vào thùng cùng với quá trình hòa tan CO2 có áp suất. Kombucha có ga sau đó được đóng chai, đóng nắp, dán nhãn và đóng hộp theo cách thủ công. Được bảo quản ở nhiệt độ 2-4°C để đảm bảo độ tươi của đồ uống. Danh sách không có đầy đủ các nhà sản xuất kombucha và các sản phẩm kombucha khác nhau, tên thương hiệu, loại sản phẩm, v.v. của họ được cung cấp trong Bảng 8.1.
Kombucha từ trà và Kombucha không từ trà
Trà đen là dạng trà bột thương mại phổ biến nhất và được sử dụng làm nguyên liệu chính cho quá trình lên men kombucha (Malbaša & cộng sự, 2006; Jayabalan & cộng sự, 2014; Wilburn, Ryan, 2016). Các tế bào nấm men trong SCOBY thủy phân sucrose thành glucose và fructose bởi enzyme Invertase và cũng sản xuất ethanol. Vi khuẩn axit acetic sử dụng glucose và ethanol để tạo ra axit gluconic và axit acetic, tương ứng. Glucose cũng chuyển thành axit glucuronic bằng quá trình oxy hóa ở vị trí C-6 trong phân tử của nó. Axit lactic được hình thành từ glucose và sucrose bởi vi khuẩn axit lactic. Thời gian lên men, loại nguyên liệu thô và hệ vi sinh vật bản địa của SCOBY là những yếu tố hình thành các chất chuyển hóa chức năng trong quá trình lên men. Lončar & cộng sự. (2006) cho rằng thời gian của quá trình là một yếu tố ảnh hưởng nhiều hơn nhiệt độ và nồng độ chất cấy vào thành phần của kombucha.
Độ pH thấp dần trong quá trình lên men cung cấp các điều kiện thích hợp khác nhau để hình thành các chất chuyển hóa và thay đổi cấu trúc của chúng. Tuy nhiên, xem xét hệ vi sinh vật phức tạp trong SCOBY và tính linh hoạt của chúng trong SCOBY được thu thập từ các vùng khác nhau, một số yếu tố khác cũng nên được xem xét khi thiết kế quy trình kombucha (Dufresne và Farnworth, 2000). Jayabalan và cộng sự. (2007) chế biến kombucha bằng cách sử dụng trà đen, trà xanh và trà vụn. Các tác giả đã quan sát thấy sự biến đổi rõ rệt về sự thay đổi của các axit hữu cơ (axit lactic, acetic, gluconic và glucuronic) và polyphenol trong trà (catechin, cụ thể là epicatechin, epicatechin-3-gallate, epigallocatechin và epigallocatechin-3-gallate) trong quá trình lên men đồ uống. Sự gia tăng nồng độ axit acetic tiếp tục cho đến ngày thứ 15 của quá trình lên men và cao nhất trong trà xanh kombucha (9,5 g/L), và cho thấy một sự giảm dần sau đó. Axit glucuronic, axit hữu cơ quan trọng trong kombucha chịu trách nhiệm về tác dụng giải độc của nó cao nhất vào ngày thứ 12 đối với trà đen (2,33 g/L), tiếp theo là trà xanh (1,73g/L). Sự suy giảm hàm lượng axit lactic đã được quan sát thấy ở tất cả các biến thể trà sau ngày thứ 3 của quá trình lên men. Mức độ xuất hiện của axit citric (0,03–0,17g/L) có thể được phát hiện tại ngày thứ 3 ủ mẫu. Một quan sát chung là tất cả bốn catechin đều biểu hiện sự phân huỷ cho đến ngày thứ 9 của quá trình lên men kombucha. Mức giảm epicatechin và epigallocatechin này là thấp nhất đối với kombucha trà xanh, tiếp theo là kombucha trà đen và kombucha từ trà vụn. Sự gia tăng đáng chú ý về tất cả nồng độ catechin trong cả ba biến thể kombucha đã được quan sát thấy vào ngày thứ 12. Điều này được cho là do vỡ các tế bào vi sinh vật nhạy cảm với axit tạo ra các hợp chất này khi hạ pH xuống gần 2,0. Tuy nhiên, nồng độ epicatechin và epigallocatechin chỉ có thể tăng lên mức cao hơn nồng độ ban đầu (ngày thứ 0). Sự chuyển đổi sinh học có thể xảy ra của epigallocatechin-3-gallate và epicatechin-3-gallate thành dạng catechin của chúng do sự thay đổi pH được cho là do sự khác biệt này.
Theaflavin và thearubigin là các polyphenol chỉ có trong trà đen. Hai polyphenol này cho thấy sự phân hủy đồng đều trong môi trường lên men trà đen kombucha cho đến ngày thứ 18 của quá trình lên men. Các enzym vi sinh vật chưa xác định gây ra chuyển đổi các hợp chất hoạt tính sinh học trong thức uống kombucha là một khả năng khác gây ra sự mất ổn định cấu trúc của chúng, như các tác giả đã đề xuất. Hoạt động chống oxy hóa của polyphenol trong trà cũng phụ thuộc vào cấu trúc bảo vệ của chúng, các nhóm thế gắn với cấu trúc vòng phân tử và mức độ trùng hợp của chúng (Botten và cộng sự, 2015). Ba tiêu chí cấu trúc cho một hợp chất có hoạt tính thu gom gốc tự do là nó phải có ít nhất
- Một nhóm 3-hydroxy trên vòng C không bão hòa hoặc
- Một liên kết đôi 2,3 với nhóm 3-OH và 4 -một trong vòng C hoặc
- Dạng thay thế ortho-OH trong vòng B nơi các nhóm OH không bị glycate hóa.
Các phân tử catechin và epicatechin đáp ứng các tiêu chí cấu trúc thứ nhất và thứ ba. Trong một nghiên cứu khác, sự gia tăng hoạt động thu dọn gốc tự do của ba biến thể kombucha nói trên đã được quan sát thấy trong quá trình lên men (Jayabalan và cộng sự, 2008).
Sự không ổn định cấu trúc của epigallocatechin-3 gallate và epicatechin-3-gallate do một số hoạt động enzym đã xác định có thể liên quan đến hiệu suất thu gom tốt hơn trên các gốc nitơ và superoxide (1,1-diphenyl-2 picrylhydrazyl DPPH, hệ thống xanthine-xanthine oxidase, và xét nghiệm amoni thiocyanate) và hoạt động thu gom kém hơn trên các gốc hydroxyl (axit ascorbic-sắt EDTA và xét nghiệm thiobarbituric). Những nghiên cứu này chỉ ra rằng trà đen là nguyên liệu thô tốt nhất cho quá trình lên men kombucha.
Phế liệu trà (trà vụn) được coi là một nguyên liệu có tiềm năng thấp hơn, mặc dù việc sử dụng nó trong chế biến kombucha có thể được coi là một cách sử dụng kinh tế trong ngành công nghiệp trà. Ổn định catechin trong trà xanh bằng thao tác trao đổi chất trong nuôi cấy SCOBY có thể làm cho nó thích hợp trong việc điều chế kombucha thương mại. Trong các điều kiện đã đưa ra, thời gian lên men 12 ngày có thể được coi là tối ưu cho tất cả các biến thể kombucha vì thời gian lên men kéo dài có thể mang lại nhiều hơn các axit hữu cơ, đạt đến mức có hại để tiêu thụ trực tiếp.
Nghiên cứu hệ thống sắc ký ion (Ion chromatographic) của Kumar et al. (2008) tiết lộ rằng trà đen và trà kombucha khác nhau đáng kể về thành phần khoáng chất điện tích âm của chúng, cụ thể là florua, clorua, bromua, iotua, nitrat, photphat,
và sunfat. Các ion acetate và formate được hình thành trong quá trình lên men kombucha và sự rửa trôi (co-elution) của chúng với florua là một quan sát chính. Đỉnh đối với clorua cho thấy sự giảm xuống trong khi cường độ của đỉnh đối với sunfate và iodide tăng mạnh. Mặc dù trà đen và trà xanh vẫn là chất nền truyền thống và lý tưởng để lên men kombucha, các nguồn thực vật mới hơn cũng đã được đề xuất về khả năng ứng dụng của chúng cho việc lên men kombucha.
Nếu sự tăng trưởng SCOBY không bị ức chế bởi các thành phần và các chất chuyển hóa được hình thành thì ngang bằng với các tác động kích thích sức khỏe của trà kombucha, bất kỳ chiết xuất thực vật ăn được nào trộn với lượng đường thích hợp đều có thể được sử dụng để pha chế đồ uống kombucha. Các thử nghiệm như vậy đã được một số tác giả thực hiện và các sản phẩm như vậy được gọi là “kombucha bổ trợ” (Battikh & cộng sự, 2012).
Mật mía và củ cải đường là nguyên liệu thô phổ biến trong công nghiệp rượu và giấm. Nó là chất bán rắn của sản phẩm còn lại sau khi các tinh thể đường được hình thành và tách ra trong quá trình kết tinh đường. Mật mía có thể là một nguyên liệu thay thế hiệu quả về chi phí cho si rô trà như đã được một số nhà nghiên cứu điều tra kỹ lưỡng (Lončar & cộng sự, 2000; Malbaša & cộng sự, 2008a, b).
Trong nghiên cứu của mình, các tác giả đã quan sát thấy rằng nồng độ mật đường trong môi trường tỷ lệ nghịch với sự giảm pH và trực tiếp với sự gia tăng nồng độ axit axetic. Sự giảm pH được cho là do sự hình thành của axit lactic. Các tác giả cho rằng có thể đạt được tốc độ lên men axit acetic cao hơn bằng cách sử dụng dung dịch sucrose từ mật đường có nồng độ thấp (<50g/L) so với sucrose nguyên chất (70g/L). Trong những nghiên cứu này, mật đường được chứng minh là một lựa chọn tốt hơn so với đường sucrose tinh khiết đạt được sự hình thành chủ yếu của axit lactic trong kombucha. Điều thú vị là độ pH cao (> 6,0) trong mẫu đường mật mía cô đặc nhất (70g/L) cũng cho thấy hàm lượng axit tổng số cao (khoảng 2,4g/L). Điều này chỉ ra rằng phụ gia mật đường của kombucha sẽ có vị chua giảm mặc dù hàm lượng axit hữu cơ cao, có thể là một thuộc tính chất lượng thích hợp cho đồ uống kombucha thương mại.
Battikh và cộng sự. (2012) đã nuôi cấy kombucha SCOBY trong chiết xuất thảo dược có đường của cỏ xạ hương (Thymus vulgaris L.), cỏ roi ngựa chanh (Lippia citriodora), hương thảo (Rosmarinus officinalis), thì là (Foeniculum vulgare) và bạc hà tiêu (Mentha piperita). Những nguyên liệu bổ trợ này cùng với kombucha nuôi cấy trong trà đen đã được kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm chống lại bảy chủng vi khuẩn và nấm men candida gây bệnh bằng phương pháp khuếch tán thạch. Chiết xuất lên men của cỏ roi ngựa chanh và thì là cho thấy hoạt tính cao nhất, đặc biệt là chống lại các loài Candida. Kombucha cỏ xạ hương không cho thấy bất kỳ sự ức chế sự phát triển nào của vi sinh vật. Axit lactic và axit acetic được tạo ra trong quá trình lên men góp phần bổ sung vào các hoạt động chống nấm của các chiết xuất thảo mộc bản địa. Sự nhạy cảm với nhiệt của các chất kháng khuẩn khác trong các chất bổ trợ tự nhiên và lên men là một quan sát khác
từ nghiên cứu. Rất có thể một số hợp chất chức năng có trong nguyên liệu thô, chẳng hạn như catechin trà bị biến đổi thành dạng epimeric bị rối loạn chức năng trong quá trình xử lý nhiệt được thực hiện để chuẩn bị các chất chiết xuất (Mika & cộng sự, 2015).
Hỗn hợp Kombucha pha trộn với nước ép cỏ lúa mì (Triticum aestivum L.) đã được phát hiện lên men thành công bởi một loại Kombucha SCOBY điển hình với các thành phần vi khuẩn chính được xác định là Gluconacetobacter rhaeticus và Gluconobacter roseus và thành phần nấm men là Dekkera bruxellensis. Kết quả của hỗn hợp lên men cho thấy khả năng thu hồi oxy cũng như khả năng hấp thụ gốc oxy cao rõ rệt. Những tác động này là cao nhất đối với sự pha trộn 1: 1 của trà đen với nước ép cỏ lúa mì được lên men trong 3 ngày (Sun et al., 2015).
Các sản phẩm lên men thương mại thường được bán dưới dạng thanh trùng để tiêu diệt các mầm bệnh tiềm ẩn cũng như tránh lên men quá mức. Điện trường xung (PEF) là một kỹ thuật hiện đại hiệu quả được sử dụng để tiêu diệt vi sinh vật trong đồ uống (Barba & cộng sự, 2015). Các xung điện nhanh chóng được tạo ra để tạo ra từ trường xoay chiều xung quanh vi khuẩn, từ trường này phá hủy màng tế bào của chúng và tiêu diệt chúng.
Vỏ và lá cây Sồi (Quercus sp.) Là nguồn giàu polyphenol và chất chống oxy hóa. Chiết xuất của chúng được sử dụng để pha chế đồ uống giải khát ở Mexico (Rosales-Castro & cộng sự, 2012). Thực vật bổ trợ kombucha lá sồi được sản xuất bởi Vázquez-Cabral & cộng sự, 2017 được phát hiện có hiệu quả chống lại tổn thương oxy hóa và viêm trong đại thực bào của con người. Chất tương tự kombucha lá sồi mới được chế biến, khi được xử lý bằng PEF không cho thấy sự thay đổi về độ pH và hàm lượng chất rắn hòa tan. Phương pháp xử lý PEF năng lượng thấp ở dòng thức ăn cao hơn có thể tiêu diệt đủ các loại nấm men và vi khuẩn, với sự thay đổi màu sắc tối thiểu và tạo ra các sản phẩm có hàm lượng polyphenol cao hơn và khả năng chống oxy hóa (Vazquez-Cabral & cộng sự., 2016). Việc giải phóng hợp chất hoạt tính sinh học từ các tế bào bị thoái hóa PEF có thể là do những thay đổi tích cực như vậy.
Nước dừa vua (Cocos nucifera var. Aurantiaca) có thể được sử dụng thành công như một phương tiện thay thế cho quá trình lên men kombucha (Watawana et al., 2016). Nước dừa lên men có tính axit hơn, hơi vàng, đặc hơn, và có hoạt tính chống oxy hóa và ức chế hydrolase tinh bột cao hơn so với mẫu đối chứng không lên men.
Việc bổ sung vỏ chuối (Musa sapientum) và dịch truyền lá cây tầm ma (Urticadioica), cả hai đều có đặc tính chống oxy hóa và kháng khuẩn cao được cho là đã làm tăng hàm lượng polyphenol trong nước trà lên men. Quá trình lên men đã làm tăng khả năng chống oxy hóa của cả vỏ chuối cũng như cây tầm ma (Pure và Pure, 2016a, b).
Tía tô đất (Melissa officinalis L.) là một loại thảo mộc thơm cũng được sử dụng như một cây thuốc. Chiết xuất nước của nó, thường được gọi là “trà tía tô đất” được sử dụng để điều trị đường tiêu hóa và làm chất kháng khuẩn và kháng nấm (Dastmalchi et al., 2008). Tính chất tăng cường sức khỏe tương tự như vậy làm cho nó trở thành một ứng cử viên thích hợp khác làm thảo dược hỗ trợ kombucha. Četojević- Simin & cộng sự. (2012) đã lên men kombucha từ trà tía tô đất cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đáng kể chống lại vi khuẩn nhưng không chống lại nấm mốc. Tác dụng chống độc của trà tía tô đất và kombucha tía tô đất đã được xác nhận trên dòng tế bào CHO-K1 của chuột lang Trung Quốc bằng cách giảm tần số quang sai nhiễm sắc thể. Tía tô đất thay cho trà cũng đã được Velićanski & cộng sự (2014) sử dụng thành công để lên men kombucha và được báo cáo cho thấy hoạt động chống oxy hóa chống lại các gốc DPPH cao hơn so với trà đen kombucha truyền thống.
Tỏi được lên men trong giấm kombucha (pH 2) cho thấy khả năng lưu giữ organosulfurs cao hơn, sự hiện diện của axit linoleic và α-linoleic cho thấy kombucha có thể là môi trường thích hợp cho tỏi lên men chất lượng cao (Pure and Pure, 2016a, b).
Một mô hình lên men không dùng trà được coi là quan trọng đối với các nhà nghiên cứu trong quá trình lên men kombucha là các sản phẩm sữa lên men. Kombucha SCOBY chứa một tỷ lệ lớn vi khuẩn axit lactic, chủ yếu làm cho nó trở thành chất cấy thích hợp cho quá trình lên men sữa. Các nền văn hóa kombucha địa phương dùng trà đen có đường, trà xanh và nước ép cúc vu (topinambur) được cô đặc bằng cách bay hơi chân không và áp dụng với nồng độ 10% và 15% (v/v) vào sữa để lên men (Malbaša và cộng sự, 2009). Quá trình lên men được dừng lại ở pH 4,4. Nền nuôi cấy sữa chua thương mại cho đường cong tốc độ lên men tuyến tính trong khi nền nuôi cấy kombucha đưa ra các mẫu hình biểu tượng. Độ nhớt cao hơn đối với các mẫu lên men kombucha.
Các mẫu cho thấy giá trị chấp nhận cảm quan cao sau 5 ngày bảo quản. Sữa lên men Kombucha thể hiện sự gel hóa protein sớm hơn (ở độ pH cao hơn) so với sữa chua thương mại và cấy lợi khuẩn probiotic, tạo ra sản phẩm có kết cấu tốt hơn so với sữa lên men probiotic (Hrnjez và cộng sự, 2014a). Các mô hình toán học để dự đoán kết cấu của sữa được lên men bằng cách nuôi cấy kombucha gồm bạc hà (Mentha piperita, Lamiaceae), cỏ xạ hương (Thymus serpyllum, Lamiaceae), húng núi (Satureja montana, Lamiaceae) và cây tầm ma (Urtica dioica, Lamiaceae) được phát triển bởi Malbaša và cộng sự (2015).
Hrnjez và cộng sự (2014b) cũng đề xuất rằng nuôi cấy kombucha SCOBY có thể được sử dụng hiệu quả cho quá trình lên men sữa để tạo ra các sản phẩm sữa phù hợp với sức khỏe con người. Các tác giả đã sử dụng phương pháp nuôi cấy khởi động kombucha để lên men sữa mà không cần thêm đường vào sữa. Họ đã so sánh tác dụng của nó với hiệu quả của các men vi sinh nuôi thương mại và sữa chua truyền thống. Xu hướng thay đổi tương tự về pH, mức độ phân giải protein của protein sữa, hàm lượng vitamin C và các đặc tính cảm quan cũng thu được trong 14 ngày lên men.
Hoạt động hút oxy giảm dần theo thời gian lên men. Hormone angiotensin I trong máu được chuyển đổi thành angiotensin II bởi men chuyển angiotensin (ACE) có trong mao mạch phổi và nội mô thận. Angiotensin II là một chất co mạch tích cực chịu trách nhiệm về huyết áp cao. Bên cạnh đó, ACE cũng gây ra sự suy thoái của bradykinin giãn mạch có tác dụng chống co thắt mạch máu. Sữa lên men với nuôi cấy kombucha cho thấy hiệu quả ức chế ACE cao đáng chú ý ở cuối ngày bảo quản thứ 14 so với các mẫu được lên men bằng sữa chua và cấy men vi sinh. Mặc dù không tìm thấy mối tương quan trực tiếp giữa mức độ phân giải protein và sự ức chế ACE, nhưng người ta cho rằng các hoạt động của proteinase và peptidase trong môi trường nuôi cấy dẫn đến sự hình thành các chức năng của các peptide với các đặc tính ức chế ACE. Một số hợp chất polyphenol và ion Ca2 + có trong môi trường nuôi cấy kombucha cũng có thể cho thấy hoạt động ức chế như vậy (Gonzalez-Gonzalez và cộng sự, 2011).
Gần đây, Elkhtab và cộng sự. (2017) phân lập các phân đoạn peptide của sữa lên men kombucha bằng cách sử dụng HPLC được trang bị cột pha ngược và tiếp tục tinh chế và xác định chúng bằng sắc ký lỏng khối phổ/khối phổ. Một số peptide tiềm năng mới được xác định đã được tổng hợp về mặt hóa học. Ba trong số các peptide như vậy, cụ thể là VAPFPEVFGK, LVYPFPGPLH và FVAPEPFVFGKE cho thấy hiệu lực cao chống lại ACE trong ống nghiệm.
Chất chuyển hóa Kombucha
Một lượng đáng kể các phân tử chức năng trong thức uống kombucha làm cho nó trở thành một sản phẩm có hóa sinh nhiều mặt. Những phân tử như vậy được chứng minh cũng như được cho là có khả năng tăng tốc quá trình trao đổi chất của con người. Hầu hết các chất chuyển hóa của kombucha được biết là có nguồn gốc từ trà nguyên liệu thô. Trà chứa một số polyphenol, flavonols (theaflavins và thearubigin), catechin, caffeine, catechin gallates, adenin, theobromine, theophylline, axit gallic, tannin và gallotannin, làm cho nó trở thành một hệ thống phức tạp có khả năng chống oxy hóa cao. Hoạt động chống oxy hóa của một phân tử là thước đo đặc tính loại bỏ các gốc tự do của nó. Nó còn phụ thuộc vào cấu trúc đồng phân, các nhóm thay thế gắn vào các vòng flavonoid và mức độ trùng hợp của chúng (Loganayaki và cộng sự, 2013). Cấu trúc của nhiều chất chuyển hóa này được chuyển đổi và cấu trúc mới được hình thành trong quá trình lên men axit-cồn của trà kombucha. Trong số các hợp chất chức năng mới được hình thành trong quá trình lên men thì axit acetic, axit lactic, axit gluconic và axit glucuronic là những hợp chất đặc trưng.
Enzyme invertase do nấm men tiết ra trong SCOBY thủy phân chất nền của đường thành các đơn phân của nó, cụ thể là glucose và fructose và tiếp tục chuyển chúng thành ethanol thông qua quá trình đường phân. Điều kiện hiếu khí một phần dẫn đến hoạt động của các chủng vi khuẩn acetic hoạt động dựa trên glucose và ethanol để tạo ra axit gluconic và axit acetic, tương ứng.
Axit lactic được tạo ra do hoạt động của vi khuẩn axit lactic với đường. Một chi tiết về sự hình thành trao đổi chất của chúng đã được báo cáo gần đây bởi Jayabalan & cộng sự (2014). Sản phẩm khác, cụ thể là axit citric, axit tartaric, axit malonic, axit oxalic, axit succinic, axit pyruvic, vitamin B phức hợp, khoáng chất thiết yếu, ascorbiccaxit, axit amin, amin sinh học, purin, kháng sinh cũng được hình thành. Cơ chế chính xác của sự hình thành chúng vẫn chưa được xác định. Sự hình thành và tỷ lệ biến đổi của các đặc điểm này cũng như các chất chuyển hóa không đặc trưng chủ yếu được cho là do sự khác biệt trong phân bố vi sinh vật trong SCOBY, thành phần của lá trà, nồng độ đường và tỷ lệ lên men.
Nhiều hoạt động tăng cường sức khỏe của các chất chuyển hóa có trong trà kombucha đã được xác định. Nhiều chất chuyển hóa như vậy, mặc dù được cho là có mặt và hỗ trợ dinh dưỡng cho người tiêu dùng, vẫn chưa được xác định. Sự chuyển hóa chính xác của tất cả các chất chuyển hóa kombucha trong con đường sinh lý của người tiêu dùng trà vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết. Tuy nhiên, một số đặc tính dinh dưỡng chung và lợi ích liên quan đến tiềm năng hoạt tính sinh học của thức uống kombucha đã được nghiên cứu. Tác dụng sinh lý và sức khỏe của các thành phần (chất chuyển hóa) khác nhau của thức uống kombucha thu được từ các nguồn sẵn có khác nhau cũng được liệt kê trong Bảng 8.2.
Tiềm năng dinh dưỡng và hoạt tính sinh học
Uống Kombucha được cho là có liên quan đến một số cải thiện sinh lý của con người. Các báo cáo dựa trên quan sát và khảo sát chung cho thấy sự cải thiện như vậy về sức khỏe chung của quần chúng tiêu thụ kombucha thường xuyên. Các báo cáo như vậy cũng liên quan đến thực hành tiêu thụ trà có liên quan đến các chất chuyển hóa có trong trà (Suzuki & cộng sự., 2012). Các báo cáo về lợi ích bổ sung của nước giải khát kombucha thường bị nghi ngờ là một sự thổi phồng quá mức (Dufresne, Farnworth, 2000; Greenwalt & cộng sự, 2000). Coi lịch sử tiêu dùng toàn cầu lâu đời của nó như một đồ uống hỗ trợ sức khỏe, kombucha đang được tiếp tục khám phá các đặc tính vốn có của nó và xác nhận một số sự kiện tin tưởng chung liên quan đến nó. Một vài báo cáo như vậy có sẵn cho đến ngày được thảo luận ở đây, trong khi nhiều cơ chế phân tử có lợi đáng tin cậy khác vẫn chưa được khám phá và tiết lộ.
Chống viêm và chống ung thư
Viêm tế bào là một yếu tố nguy cơ chính cho sự phát triển ung thư. Các chất bổ sung phân tử dưới dạng thuốc hoặc thực phẩm chức năng đã thành công trong việc điều chỉnh chứng viêm và các bệnh viêm nhiễm ở người (Nasri & cộng sự, 2014; Larussa & cộng sự, 2017). Srihari & cộng sự (2013) đã kiểm tra tác dụng kháng nguyên của kombucha đông khô và hoàn nguyên trong các tế bào ung thư tuyến tiền liệt không phụ thuộc vào androgen ở người. Tác động lên các chất kích thích hoặc điều hòa tạo mạch, cụ thể là yếu tố cảm ứng ở người-1α, yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu, interleukin-8, cyclooxygenase-2, và ma trận metallophosphatase đã được nghiên cứu. Sự ức chế đáng kể bằng cách điều chỉnh giảm các chất kích thích đã được báo cáo, cho thấy việc sử dụng kombucha để khắc phục cho bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt. Do đó, Kombucha cũng có thể hỗ trợ sự nhạy cảm phát triển bằng cách giảm sức đề kháng của các tế bào khối u, gây giảm sự tăng sinh tế bào, tiến triển, di căn và hình thành mạch. Tổn thương mô ở chuột tiểu đường do alloxan gây ra cũng có thể được chữa khỏi bằng cách cho ăn thức uống kombucha phụ thuộc vào liều lượng (Bhattacharya và cộng sự, 2013). Liều 150 mg chiết xuất kombucha cho mỗi kg trọng lượng cơ thể được cho ăn trong 14 ngày cũng có thể cải thiện sự phân mảnh DNA và hoạt hóa caspase-3 trong mô tụy của chuột mắc bệnh tiểu đường. Các hợp chất cromat là tác nhân gây ung thư nổi tiếng. Cho chuột ăn bằng miệng cromat làm tăng đáng kể trong huyết tương và peroxy hóa lipid mô (một phản ứng oxy hóa) và giảm phản ứng tăng huyết áp chậm, biểu hiện của sự phát triển stress oxy hóa (Ram và cộng sự, 2000). Uống trà Kombucha hoàn toàn có thể đảo ngược những thay đổi như vậy ở chuột chủ thể. Các nghiên cứu đã tiết lộ rằng bức xạ vi sóng tần số cao từ điện thoại di động có thể gây ra tăng mức độ nguyên tố vi lượng trong các mô não, thận và tim của con người dẫn đến sự phát triển stress oxy hóa (Ragy, 2015; ElBediwi & cộng sự, 2011). Một nghiên cứu được thực hiện bởi Gharib (2014) nơi những con chuột tiếp xúc với trường điện từ tần số cao (950 MHz) trong 8 tuần. Chuột được nuôi bằng trà kombucha trong khi tiếp xúc với bức xạ giảm phản ứng với những tác dụng phụ này, cho thấy tác dụng loại bỏ triệt để và cải thiện của kombucha đối với tổn thương điện từ trong các mô của động vật có vú. Thuốc hỗ trợ Kombucha từ ba loài sồi được phát hiện có đặc tính chống viêm khi thử nghiệm trong các tế bào đại thực bào của con người được kích thích bằng lipopolysaccharide (Vázquez-Cabral & cộng sự, 2017). Việc sản xuất các hợp chất chống viêm như oxit nitric, TNF-alpha có nguồn gốc từ đại thực bào và IL-6 đã giảm đáng kể khi bổ sung kombucha. Sun & cộng sự (2015) đã chỉ ra rằng quá trình lên men kombucha của trà đen trộn với nước ép cỏ lúa mì có thể dẫn đến nồng độ các hợp chất chống oxy hóa tốt hơn rõ rệt so với thức uống kombucha lên men từ trà đen truyền thống.
Enzyme β-glucuronidase có nhiệm vụ thủy phân các glucuronid trong lòng ruột và tạo ra các chất gây ung thư. Trà kombucha ủ tạo ra axit d-saccharic-1,4-lactone, một chất chuyển hóa ức chế hoạt động của β-glucuronidase và có thể ngăn ngừa ung thư đại trực tràng ở người (Wang & cộng sự, 2010).
Hạ huyết áp
Huyết áp chủ yếu được điều tiết bởi áp suất tạo ra bởi tim bơm máu và sức cản của các mạch máu đối với nó. Cả hai điều này đều được điều tiết bởi các hoạt động nội tiết tố được kích hoạt và ức chế thông qua một số yếu tố vật lý và sinh hóa. Nhồi máu màng cơ tim gây ra ở chuột do isoproterenol có thể được ổn định bằng cách cho uống trà kombucha thường xuyên (Lobo et al., 2016).
Isoproterenol làm giảm mạnh các chất chống oxy hóa mô và tăng nồng độ este, cholesterol tự do, triglyceride, axit béo tự do, phospholipid huyết tương và các thành phần glycoprotein trong huyết tương và tim. Giảm hàm lượng phospholipid của các mô tim kèm theo giảm hoạt động Na + / K + ATPase và tăng hoạt động ATPase Ca2 + và Mg2 + cho thấy sự mất ổn định của màng cơ tim. Tiền xử lý với trà kombucha có thể đưa các thành phần này về gần mức bình thường. Sữa lên men Kombucha SCOBY đã được coi là một mặt hàng thực phẩm thành công với kết cấu và đặc tính cảm quan có thể chấp nhận được tương tự như sữa chua thương mại (Elkhtab & cộng sự, 2017). Quá trình thủy phân protein sữa bởi SCOBY đã được phát hiện để tạo ra các peptide có tác dụng hạ huyết áp được báo cáo hỗ trợ hệ tuần hoàn của con người. Các peptide được xác định ức chế enzym ACE chuyển đổi hormone angiotensin I thành angiotensin II, tác nhân chính làm tăng huyết áp. Hrnjez và cộng sự (2014b) đã báo cáo khả năng ức chế ACE cao hơn đáng kể so với các chủng tạo men vi sinh và sữa chua thương mại. Tỷ lệ ức chế cao nhất đạt được sau ngày lên men thứ 14, trong khi đó là tối thiểu vào ngày thứ 7. Do đó, thời gian lên men đóng một phần quan trọng trong việc hình thành các phân tử chức năng như vậy trong thức uống kombucha.
Chống đái tháo đường
Bất thường trong chuyển hóa đường thường được gọi là bệnh tiểu đường. Nói chung, đây là một rối loạn di truyền cũng như tuổi tác hoặc lối sống. Nồng độ hormone insulin giảm trong huyết tương và một số yếu tố khác liên quan đến nó là nguyên nhân chính của sự phát triển bệnh tiểu đường. Chuột mắc bệnh đái tháo đường do tiêm streptozotocin có thể được chữa khỏi bằng cách uống kombucha (Srihari & cộng sự, 2013). Những con chuột mắc bệnh tiểu đường được cho uống kombucha (6 mg/kg thể trọng) hàng ngày trong 45 ngày cho thấy mức độ glycosylated hemoglobin (HbA1c) giảm đáng kể và mức insulin huyết tương, hemoglobin và glycogen trong mô tăng lên với mức glucose huyết tương được bình thường hóa. Hoạt động của các enzym gluconeogenic (glucose-6-phosphatase, fructose-1,6 bisphosphatase) và enzym đường phân (hexokinase) đã bị đảo ngược trong các mô chuột cho thấy tác dụng hạ đường huyết của kombucha tại nhiều vị trí của con đường điều hòa glucose. Các phức hợp polyphenol trong trà trong kombucha như theaflavins và thearubigin cùng với các axit hữu cơ và vitamin B-complex có thể ngăn ngừa sự phá hủy và chết của tế bào β tuyến tụy và / hoặc kích thích sự tái sinh của chúng ở chuột mắc bệnh tiểu đường (Fu & cộng sự., 2017). Trong một nghiên cứu khác, những con chuột mắc bệnh tiểu đường do alloxan được cho ăn trà đen và kombucha được chế biến từ trà đen (Bhattacharya & cộng sự., 2013). Liều 150 mg chiết xuất đông khô / kg trọng lượng cơ thể được cho ăn trong 14 ngày đã được phát hiện để phục hồi hiệu quả những thay đổi do bệnh tiểu đường gây ra.
Nước giải khát Kombucha hiệu quả hơn trà đen chưa lên men trong việc đảo ngược sinh lý bệnh tiểu đường gây ra ở chuột. Sự hình thành của một số phân tử hoạt tính sinh học mới chưa được xác định trong quá trình lên men được coi là một lý do có thể xảy ra cho hiệu quả điều trị này.
Giảm lượng đường trong máu ở chuột gây ra bệnh đái tháo đường bằng cách dùng liều 5,5 mL trong 12 ngày cho ăn kombucha lên men trong 30 ngày cũng được báo cáo bởi Aloulou & cộng sự (2012).
Kallel và cộng sự (2012) đã nghiên cứu về tác động tiềm tàng của việc uống kombucha đối với quá trình tiêu hóa tinh bột. Phenolic được hình thành trong quá trình lên men kombucha có thể ức chế mạnh mẽ hoạt động của α-amylase tuyến tụy procrine. Các hợp chất hoạt động được nghi ngờ là các hợp chất phenolic đơn chất và oligomeric. Hiệu quả ức chế của kombucha tăng lên theo tiến trình lên men cho đến ngày thứ 15. Liều lượng mẫu trà kombucha pha loãng 1000 lần cũng có thể gây ức chế hiệu quả (55%). Cơ chế chính xác của sự ức chế vẫn chưa được báo cáo. Liều lượng trà Kombucha có thể được thử nghiệm ở người để làm giảm mức đường huyết và do đó có thể góp phần phát triển một liệu pháp chống tăng huyết áp hiệu quả và thiên vị (tự nhiên).
Bảo vệ gan
Sử dụng kombucha để điều trị rối loạn gan là một trong những thông tin sớm nhất được biết đến về hiệu quả của thức uống chức năng này (Yarbrough, 2017). Chức năng bảo vệ gan của nó trên các mô hình chuột cống và chuột nhắt đã được xác nhận gần đây. Bhattacharya & cộng sự (2011) gây độc tế bào trong tế bào gan chuột trong ống nghiệm bằng cách sử dụng butyl hydroperoxide bậc ba, một loại oxy phản ứng nổi tiếng. Điều này gây ra giảm khả năng tồn tại của tế bào, tăng cường tổn thương màng và rối loạn bộ máy chống oxy hóa nội bào. Phương pháp đo tế bào dòng chảy chỉ ra quá trình chết rụng ở mô bị nhiễm bệnh thông qua sự thoái hóa của con đường ty thể. Điều trị đồng thời với nước giải khát kombucha có thể duy trì tính toàn vẹn của màng và ngăn chặn sự thay đổi trạng thái chống oxy hóa do bất thường ty thể gây ra.
Nhiều báo cáo khác về tác dụng bảo vệ gan của kombucha lên men và hiệu quả của nó so với trà đen chưa lên men cũng có sẵn. Độc tính tế bào gan trong các báo cáo đó được gây ra bởi các tác nhân khác, cụ thể là paracetamol (Pauline & cộng sự, 2001), cacbon tetraclorua (Murugesan & cộng sự, 2009), aflatoxin B1 (Jayabalan & cộng sự, 2010), và thioacetamide (Kabiri & cộng sự ., 2014). Trong hầu hết các báo cáo, một số hợp chất thủy phân lên men không xác định trong trà kombucha với các đặc tính chống oxy hóa được coi là có chức năng đối với các đặc tính chống độc.
Kháng khuẩn
Tính chất ức chế mầm bệnh của thức uống thảo dược và men lợi khuẩn probiotic là một tính năng quan trọng xem xét việc điều chỉnh sức khỏe ruột kết bằng cách sử dụng chúng (Sugiharto, 2016). Một nhóm nghiên cứu về tác dụng kháng khuẩn của trà và thức uống kombucha cũng như các chất bổ trợ kombucha từ các nguồn thực vật có sẵn (Reygaert, 2014; Siddiqui & cộng sự, 2016). Từ một nghiên cứu ban đầu, Greenwalt & cộng sự (2000) cho rằng kombucha sau khi lên men trà có tác dụng kháng khuẩn bổ sung tác động lên cả vi khuẩn Gram dương và Gram âm gây bệnh là do axit axetic được tạo ra trong quá trình lên men này. Bản thân trà nguyên liệu có phần còn lại của đặc tính được chuyển sang thức uống kombucha. Ngược lại, Pure và Pure (2016a, b) không tìm thấy bất kỳ hoạt tính kháng khuẩn nào trong dịch truyền từ trà đen, vỏ chuối, cây tầm ma và kombucha làm từ chúng. Nồng độ thấp của chất chiết được sử dụng được coi là nguyên nhân của kết quả âm tính, điều này cho thấy sự phụ thuộc liều lượng của nguyên liệu để thực hiện ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Tuy nhiên, dịch truyền húng chanh lên men với kombucha SCOBY dẫn đến hoạt động kháng khuẩn chống lại 11 loài vi khuẩn hoang dã, được cho là do nồng độ axit axetic và các thành phần trà khác và các chất chuyển hóa SCOBY có đặc tính kháng khuẩn.
Các vấn đề về an toàn và chống dinh dưỡng
Với sự gia tăng gần đây của các loại thuốc thảo dược và chất bổ sung như trà kombucha, mối quan tâm về rủi ro và các vấn đề an toàn liên quan đến những loại thuốc này cũng đang tăng lên. Những lo ngại về sự an toàn của việc uống kombucha không phải là mới. Sau khi văn hóa uống kombucha phổ biến phát triển trong những năm 1950, tin đồn không có cơ sở về tác dụng gây ung thư của trà Nga Kwass (một thức uống giống kombucha) đã được lan truyền. Trà đã được mọi người coi là “an toàn tự nhiên” với ít khả năng bị ô nhiễm sau sản xuất. Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), khảo sát các nhà sản xuất thương mại, không tìm thấy vi khuẩn gây bệnh hoặc vi phạm vệ sinh trong trà kombucha (Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm, FDA, Cảnh báo Người tiêu dùng về Kombucha: Trà nấm. Bản tin, Bộ Y tế Hoa Kỳ và Dịch vụ Nhân sinh, Dịch vụ Y tế Công cộng, Thực phẩm và Thuốc Hành chính, Washington, DC, tháng 3 năm 1995).
Khả năng ô nhiễm vi sinh vật thấp là do sự phát triển của độ axit cao và pH thấp trong quá trình lên men (Mayser & cộng sự, 1995). Sự hình thành axit cao trong quá trình lên men kéo dài cũng là một yếu tố nguy cơ liên quan đến đồ uống. Một trường hợp tăng thân nhiệt, nhiễm axit lactic và suy thận cấp trong vòng 15 giờ sau khi uống trà Kombucha đã được xác nhận ở một nam giới 22 tuổi dương tính với HIV (SungHeeKole & cộng sự, 2009). Mặc dù một số axit, chủ yếu là axit acetic, axit lactic và axit citric được hình thành trong quá trình lên men kombucha nhưng không thể vô hiệu hóa sự hình thành các loài nấm mốc gây bệnh ở độ pH thấp như vậy. Bất kỳ tác động có hại nào đối với hệ vi sinh ruột kết do tính axit của rượu lên men đều cần được điều tra. Trong khi trà kombucha có hiệu quả chống lại các vi khuẩn và nấm mốc gây bệnh khác nhau, sự phát triển của nấm mốc không thể chấp nhận được trong thức uống kombucha là một mối nguy đáng chú ý (Nummer, 2013). Hơn nữa, các chất ô nhiễm vô cơ được thêm vào trong quá trình chế biến cũng không thể bỏ qua. Xử lý an toàn và hợp vệ sinh đối với SCOBY cũng như hỗn hợp cốt lên men luôn luôn được khuyến cáo. Nên ủ đồ uống trong các bình thủy tinh, nhựa hoặc thép không gỉ với hạn chế khả năng tối bị rửa trôi hoặc rỉ sét. Nhiễm độc chì có triệu chứng ở một cặp vợ chồng thường xuyên uống trà kombucha lên men trong bình gốm đã được báo cáo (Phan & cộng sự, 1998).
Axit hình thành trong trà đã làm trôi chì từ vật liệu tráng men gốm vào trà như các tác giả đã đưa ra giả thuyết. Srinivasan & cộng sự (1997) báo cáo sự khởi đầu của các biến chứng gan và dị ứng ở bốn bệnh nhân dùng trà kombucha. Các triệu chứng chấm dứt khi ngừng tiêu thụ, cho thấy có liên quan đến căn nguyên. Cơ chế của những tác dụng phụ này được báo cáo là không chắc chắn và có thể là do chất gây ô nhiễm. Trong một báo cáo gần đây, một phụ nữ 58 tuổi uống trà kombucha trong một tháng đã phát triển chứng đau dạ dày, đi cầu màu đất sét, nước tiểu sẫm màu, ngứa và vàng da. Cô có dấu hiệu bị tổn thương gan do ứ mật vì tỷ lệ phosphatase kiềm trên aminotransferase cao cùng với bilirubin máu. Sinh thiết chỉ định do thuốc gây ra nhiễm độc gan (Gedela & cộng sự, 2016). Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, mối quan hệ trực tiếp của các rối loạn với việc tiêu thụ kombucha không thể chắc chắn. Kallel & cộng sự (2012) đã báo cáo về tác dụng ức chế của một số polyphenol trong trà kombucha đối với quá trình tiêu hóa tinh bột và hấp thụ glucose. Mặc dù sự ức chế như vậy có thể có lợi cho việc kiểm soát đường huyết, điều tương tự có thể có hại cho những người có chuyển hóa đường bình thường và những người cần bổ sung đường năng lượng cao. Một hàm lượng đáng kể tannin trong trà cũng có thể đóng vai trò như một yếu tố chống dinh dưỡng ở những người uống kombucha bằng cách gây giảm lượng ăn vào, khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng thấp hơn, giảm khả năng hấp thụ và sự sẵn có của protein (Sabahelkhier & cộng sự, 2014).
Cục An toàn Thực phẩm và Dịch vụ Phòng thí nghiệm thuộc Bộ Nông nghiệp Pennsylvania đã đưa ra một số hướng dẫn về quá trình lên men và đóng chai kombucha. Theo quy định này, việc sản xuất kombucha tại một cơ sở bán lẻ thực phẩm được cấp phép yêu cầu phải có kế hoạch Phân tích mối nguy và Điểm kiểm soát tới hạn (HACCP) đã được phê duyệt. Việc giám sát an toàn thực phẩm về sự thay đổi pH bằng máy đo pH kỹ thuật số đã hiệu chuẩn trong quá trình lên men đã được báo cáo nhất thiết. Thực phẩm không phải TCS (kiểm soát nhiệt độ thời gian để đảm bảo an toàn) nhất thiết phải hướng đến độ pH
mức dưới 4,6 đối với thanh trùng và 4,2 hoặc thấp hơn đối với kombucha đóng chai chưa tiệt trùng trong vòng 7 ngày kể từ khi bắt đầu lên men. Độ pH dưới 2,5 có thể được coi là không an toàn để tiêu dùng và sản phẩm có vị chua cao không nên được cung cấp cho người tiêu dùng. Liều 118 ml kombucha mỗi ngày được khuyến nghị. Những người bị suy giảm miễn dịch nên tránh tiêu thụ. Không có công bố về sức khỏe của đồ uống nên được ghi trên nhãn. Nồng độ cồn phải duy trì dưới 0,5% và được bán như đồ uống không cồn ngay cả sau khi lên men còn sót lại sau khi đóng gói và đóng chai. Quá trình lên men sau khi đóng chai như vậy có thể được ngăn chặn bằng cách thanh trùng trà kombucha đã chuẩn bị ở 82°C trong 15 giây để phá hủy các loại nấm men lên men. Nồng độ 0,1% của natri benzoat và kali sorbat cũng có thể được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc. Nên mua một con giống SCOBY thương mại để tự ủ kombucha. SCOBY con không có dấu hiệu của nấm mốc hoặc nhiễm bẩn bất thường chỉ nên được sử dụng trong lô tiếp theo. Một chi tiết của các hướng dẫn này cũng đã được xuất bản bởi Nummer (2013).
Khoảng cách nghiên cứu và phạm vi tiềm năng
Nước giải khát kombucha đã được tìm thấy từ các tu viện trong lịch sử, thông qua các hộ gia đình nông thôn đến chế biến công nghiệp hiện đại cho thị trường tiêu dùng. Nghiên cứu về thức uống tăng cường sức khỏe tiềm năng đã chứng kiến một sự gia tăng đáng kể trong hai thập kỷ qua và sự phổ biến ngày càng tăng của nó phần lớn có thể là do những phát hiện đó. Mặc dù trải qua nhiều nghiên cứu và báo cáo được công bố cho đến nay, một số lỗ hổng trong kiến thức hiện có có thể được xác định rõ ràng.
SCOBY là một thực thể được hiểu biết ít nhất. Việc xác định loài ở kombucha SCOBY đã được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu khác nhau. Một số vi khuẩn và nấm men đã được báo cáo là có trong môi trường nuôi cấy lên men, tạo ra các chất chuyển hóa khác nhau. Quần thể vi sinh vật và tỷ lệ của chúng trong SCOBY khác nhau giữa các cách nuôi khác nhau.
Sự tồn tại của các vi sinh vật cụ thể phụ thuộc phần lớn vào các điều kiện vật lý như nhiệt độ, độ cao, độ mặn, v.v., có thể gây ra sự thay đổi như vậy trong các quần thể cộng sinh. Chu và Chen (2006) đã báo cáo sự khác biệt rõ rệt về sự gia tăng các đặc tính chống oxy hóa trong đồ uống kombucha được lên men bằng cách sử dụng tám loại cộng sinh SCOBY khác nhau được thu thập từ các vùng khác nhau của Đài Loan. Trong một nghiên cứu gần đây của Marsh & cộng sự (2014), năm viên SCOBY được thu thập từ các nhà cung cấp thương mại của Canada, Vương quốc Anh, Hoa Kỳ và Ireland đã được kiểm tra các chế phẩm vi khuẩn và nấm của họ bằng kỹ thuật dựa trên trình tự axit nucleic. Gluconacetobacter được tìm thấy là loài chính (> 85%), tiếp theo là các loài Lactobacillus. Các loài Zygosaccharomyces chiếm ưu thế trong quần thể nấm men (> 95%) trong trà cũng như SCOBY. Biểu đồ biểu diễn sự phân bố của quần thể vi sinh vật trong SCOBY được thể hiện trong Hình 8.3. Các nghiên cứu tương tự cũng đã được thực hiện bằng cách sử dụng kỹ thuật khuếch đại rRNA. Một nghiên cứu chi tiết với phạm vi rộng hơn của các quần thể SCOBY là cần thiết. Mặc dù hầu hết các nghiên cứu liên quan đến chuyển hóa đã gọi SCOBY lên men là kombucha, nấm trà, v.v., chức năng mục tiêu của chúng sẽ thay đổi đáng kể với sự khác biệt trong quần thể vi sinh vật. Trong nhiều nghiên cứu, các quần thể SCOBY được báo cáo là được thu thập từ các nguồn thương mại đáng tin cậy. Hệ vi sinh cần được xác định chính xác với chi tiết tỷ lệ của từng loài trước khi sử dụng để sản xuất kombucha. Điều này sẽ giúp hiểu rõ ràng về các chất chuyển hóa có thể được tạo ra bởi chúng. Trong hầu hết các nghiên cứu hiện có, tác dụng thúc đẩy sức khỏe và hoạt tính sinh học của đồ uống đã được kết luận là do hoạt động của các enzym không xác định trên các chất nền thứ cấp không xác định để tạo thành một số chất chuyển hóa chức năng. chưa được biết đến.
Hồ sơ của tất cả các chất chuyển hóa kombucha, sự hình thành và các con đường hoạt tính sinh học của chúng nên được điều tra kỹ lưỡng. Bên cạnh đó, các thử nghiệm trên người nên được tiến hành và thu được kết quả xác nhận trước khi tung ra thị trường như một thức uống sức khỏe thương mại. Hoạt động chức năng phụ thuộc vào liều lượng đã được chứng minh của đồ uống và việc bổ sung nó từ các nguồn không phải là trà khác tạo ra nhu cầu thiết kế cẩn thận như một phương thuốc thảo dược về các mối nguy hại cho sức khỏe.
Phần kết luận
Nước giải khát Kombucha theo truyền thống được sản xuất bằng kỹ thuật lên men quy mô gia đình liên quan đến việc chuyển đổi trà đen hòa tan thành đường bằng SCOBY. Đồ uống lên men đã được khẳng định là có nhiều tác dụng tăng cường sức khỏe và kháng khuẩn ở các nơi khác nhau trên thế giới từ rất lâu. Xem xét lịch sử lâu đời của việc tiêu thụ toàn cầu như một thức uống hỗ trợ sức khỏe, kombucha đang được tiếp tục khám phá về các đặc tính vốn có của nó và xác nhận một số sự kiện được tin tưởng chung liên quan đến nó. Một số đặc tính điều trị và tăng cường sức khỏe của nước giải khát kombucha như: chống viêm và chống ung thư, hạ huyết áp, chống đái tháo đường, bảo vệ gan, kháng khuẩn, vv đã được nghiên cứu và thiết lập một cách khoa học. Mặc dù các tác dụng có lợi khác nhau của thức uống kombucha trên các mô hình động vật đã được xác nhận bằng thực nghiệm, các cơ chế có thể so sánh của các thành phần của nó và vai trò của chúng trong con đường sinh lý của người tiêu dùng cùng với các tương tác của chúng ở người vẫn chưa chắc chắn cho đến nay. Một số biến chứng sức khỏe có thể xảy ra cũng đã được chứng kiến và được cho là do uống kombucha. Mặc dù là một phương thuốc dân gian phổ biến đối với các bệnh và bệnh tật khác nhau, sản phẩm này cần được chứng thực khoa học. Thành phần vi sinh vật của thức uống lên men cũng như SCOBY là một thực thể ít được hiểu và nghiên cứu nhất cho đến nay. Cộng đồng vi sinh vật cần xác định chính xác và xác định đặc điểm với các chi tiết của từng loài bao gồm cả tỷ lệ của chúng trước khi sử dụng để sản xuất kombucha. Điều này sẽ giúp hiểu được các chất chuyển hóa có thể được tạo ra bởi chúng và do đó sẽ mở ra một cửa sổ để vạch ra cơ chế hoạt động có thể có của nó trong các cách thức sinh lý của người tiêu dùng kombucha.
Hồ sơ của tất cả các chất chuyển hóa của kombucha, sự hình thành và tương tác hoạt tính sinh học của chúng nên được điều tra kỹ lưỡng và xác thực khoa học bằng cách tiến hành các thử nghiệm trên người.
Với sự gia tăng nhận thức của người tiêu dùng đối với các chất tự nhiên và không có hóa chất, sự phổ biến của các loại thuốc thảo dược và thực phẩm chức năng như trà kombucha, v.v. cũng đang tăng trên toàn thế giới. Sau đó, mối quan tâm về rủi ro và các vấn đề an toàn liên quan đến những vấn đề này cũng đang tiềm tàng và một phương pháp sản xuất tiêu chuẩn hóa cũng như các quy định đã được phê duyệt đối với nguyên liệu, đơn vị hoạt động, kiểm soát chất lượng, đóng gói, bảo quản, tiêu chí phục vụ, phạm vi tiêu thụ, v.v. được chính quyền công nhận được coi là nhu cầu của thời đại. Trong bối cảnh này, United States Food và Cơ quan Quản lý Dược phẩm (USFDA) đã tiến hành khảo sát các nhà sản xuất thương mại và không tìm thấy vi khuẩn gây bệnh hoặc vi phạm vệ sinh trong trà kombucha. Hơn nữa, Cục An toàn Thực phẩm và Dịch vụ Phòng thí nghiệm thuộc Bộ Nông nghiệp Pennsylvania đã đưa ra một số hướng dẫn về sản xuất và đóng gói kombucha. Tuy nhiên, các tác giả cảm thấy rằng các hướng dẫn hiện có là chưa đầy đủ và cần phải có các nghiên cứu sâu hơn để xây dựng một quy trình được tiêu chuẩn hóa tốt và hướng dẫn an toàn cho việc sản xuất thương mại nước giải khát kombucha.
Nguồn: KOMBUCHA DRINK: PRODUCTION, QUALITY, AND SAFETY ASPECTS – Himjyoti Dutta, Sanjib Kr Paul
- Viện Công nghệ Thực phẩm Amity, Đại học Amity Uttar Pradesh, Noida, Ấn Độ
- Khoa Kỹ thuật Nông nghiệp, Trường Công nghệ, Assam Đại học, Silchar, Ấn Độ
Dịch: Sophia Ngo
>> Mời các bạn tham khảo khóa Coaching về Dinh dưỡng của Sophia Ngo: Coaching 1-1: Sống khỏe với hiểu biết dinh dưỡng và Ayurveda – Book Hunter Lyceum
