Xác định điều kiện thích hợp lên men chè nhằm thu sản phẩm giàu Gamma Aminobutiric axit
Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Mở Hà Nội 73 (11/2020) 79-84
79
XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP LÊN MEN CHÈ
NHẰM THU SẢN PHẨM GIÀU GAMMAAMINOBUTIRICAXIT
DETERMINE SUITABLE CONDITIONS FOR TEA FERMENTATION
TO OBTAIN PRODUCTS RICH IN GAMMAAMINOBUTIRIC ACID
Nguyễn Việt Tấn*, Nguyễn Duy Lâm†
Ngày tòa soạn nhận được bài báo: 4/5/2020
Ngày nhận kết quả phản biện đánh giá: 3/11/2020
Ngày bài báo được duyệt đăng: 27/11/2020
Tóm tắt: Bài viết đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố: Tỷ lệ giống khởi
động; Độ ẩm của không khí và của môi trường lên men; Thời gian và nhiệt độ lên men đến
quá trình lên men và tích lũy GABA trong sản phẩm chè thu được. Kết quả thực nghiệm cho
thẩy rằng với lượng canh trường vi khuẩn lactic khởi động 10% (so với khối lượng chè đem
lên men), độ ẩm 70%, thời gian lên men 8h, nhiệt độ lên men 25oC, hàm lượng GABA trong
mẫu chè Phúc Vân Tiên đạt cao nhất 193,5 mg/100 g chất khô của chè.
Từ khóa: Vi khuẩn lactic, Lên men chè, gamma Aminobutiric axit, Chè Phúc Vân Tiên, Lên
men yếm khí
Abstract: The article has conducted a study on the effects of starter seed rate factors, air
humidity and fermentation medium, fermentation time and temperature on the accumulation
of and GABA accumulation in the obtained tea product. Experimental results showed that
with the starter culture of lactic acid bacteria 10% (compared to the tea volume), 70%
humidity, fermentation for 8 hours, at 25 oC, the highest content of GABA (193.5 mg / 100 g
of tea DM) was obtained in Phuc Van Tien tea product.
Keywords: Lactic bacteria, Tea fermentation, gamma aminobutyric acid, Phuc Van Tien tea,
Anaerobic fermentation
1. Đặt vấn đề
Trong [5] chúng tôi đã lựa chọn
được 2 giống chè trồng phổ biến ở Việt
Nam phù hợp cho mục đích lên men để
thu sản phẩm giàu GABA là Phúc Vân
Tiên và Kim Tuyên.
Gama – aminobutiric axit (GABA)
là một hợp chất có trong tự nhiên nhưng
cũng có thể thu nhận được bằng con đường
lên men, vi khuẩn lactic trong những điều
kiện thích hợp [1, 2]. GABA là hợp chất
có hoạt tính sinh học cao, có lợi cho sức
khỏe con người [3, 4].
Trong [6] chúng tôi đã tuyển chọn
được 2 chủng vi khuẩn lactic có khả năng
lên men lá chè, tạo ra một lượng GABA
* Viện Khoa học Công nghệ, Bộ Công Thương
† Viện Cơ điện nông nghiệ và phát triển nông thôn
80
Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
đáng kể, làm tăng giá trị của sản phẩm từ
lá chè, búp chè của Việt Nam.
phẩm cao nhất.
3. Vật liệu và phương pháp
nghiên cứu
- Vật liệu: Chè Phúc Vân Tiên 1 tôm
3 lá, làm héo và vò theo công nghệ truyền
thống.
Trong bài báo này, sẽ công bố một
số kết quả về điều kiện thích hợp để lên
men búp chè Phúc Vân Tiên bằng 2 chủng
vi khuẩn lựa chọn được, nhằm mục đích
thu sản phẩm chứa GABA với hàm lượng
cao. Hai chủng vi khuẩn lactic sử dụng
là L.plantarum VTCC-B439 và L.casei
VTCC – B411.
- Chủng vi khuẩn lactic khởi động : Tự
nhân giống theo kết quả nghiên cứu ở [6].
- Lên men chè theo 2 phương án:
không sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic
(đối chứng) và có sử dụng chế phẩm (mẫu
thí nghiệm).
2. Nội dung nghiên cứu
2.1. Lựa chọn tỷ lệ giống khởi động
thích hợp cho quá trình lên men.
- Quy trình công nghệ được áp dụng
theo quy trình sản xuất chè đen truyền
thống, cải tiến ở khâu lên men: bổ sung
giai đoạn lên men yếm khí trước lúc tiến
hành lên men hiếu khí.
2.2. Lựa chọn độ ẩm thích hợp của
chè vì cho quá trình lên men.
2.3. Lựa chọn phương án lên men
chè phù hợp.
2.4. Lựa chọn thời gian lên men chè
thích hượp.
- Xác định khả năng sinh trưởng của
vi khuẩn theo phương pháp đo OD600.
2.5. Chỉ tiêu cần tối ưu của quá trình
lên men. Hàm lượng GABA trong sản
- Xác định hàm lượng GABA theo
phương pháp quang khổ.
4. Sơ đồ công nghệ sản xuất chè đen gaba
Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
81
5. Kết quả nghiên cứu
GABA tăng từ 0.1-0.3mg/ml và từ 0.28-
0.39mg/ml khi lên men với tỷ lệ các chủng
tương ứng VTCCB439, VTCCB411 (
2 và 5%). Hàm lượng GABA đạt cao
nhất >0.7mg/ml khi bổ sung tỷ lệ giống
2 chủng lên men là 10%, và hàm lượng
GABA giảm dần khi tăng tỷ lện giống lên
trên 10%. Vì vậy chúng tôi lựa chọn tỷ lệ
giống lên men chè là 10% cho thí nghiệm
tiếp theo.
5.1. Lựa chọn tỷ lệ thích hợp giống
khởi động
Giống khởi động quá trình lên men
là 2 chủng VTCC-B439 và VTCC – B411.
Cả 2 chủng được nhân giống theo các điều
kiện thích hợp đã xác lập ở [6] với mật độ
quang OD600 của các chủng như sau:
VTCC – B439: 2,591
VTCC – B411: 2,668
5.2. Ảnh hưởng độ ẩm không khí
đến quá trình lên men :
Thực hiện thí nghiệm theo 4 mẫu
với tỷ lệ giống khác nhau :
5 mẫu chè được lên men trong túi
zip với độ ẩm không khí được tạo ra là
55%, 60%, 65%, 70% và 75%. Lên men
ở 35oC, thời gian lên men 12 giờ. Lượng
giống khởi động 10%. Kết quả phân tích
định lượng GABA trong các mẫu chè
được thể hiện ở biểu đồ 5.2.
Mẫu 1: 2% tính theo khối lượng chè
Mẫu 2: 5%
Mẫu 3: 10%
Mẫu 4: 15%
Lượng chè của mỗi mẫu là 150
gam, trộn đều với chế phẩm vi khuẩn khởi
động, cho vào túi dịp hút hết không khí
và lên men trong 12 giờ ở nhiệt độ 35 +
1oC. Sau đó tiến hành định lượng hàm
lượng GABA trong các mẫu. Kết quả thực
nghiệm được biểu diễn ở biểu đồ 5.1.
Biểu đồ 5.2. Hàm lượng GABA các mẫu
chè lên men ở các độ ẩm khác nhau
Biểu đồ 5.1. Ảnh hưởng của lượng giống
khởi động đến hàm lượng GABA trong
các mẫu chè lên men
Từ kết quả biểu đồ hình 5.2 cho
thấy, hàm lượng GABA trên chè tăng lên
từ 0.5 đến 0.8mg/ml khi độ ẩm lên men
thay đổi từ 55% đến 70%. Khi độ ẩm
lên men tăng lên đến 75% thì hàm lượng
GABA trên chè giảm còn 0.5mg/ml.
hàm lượng GABA cao nhất là 0.875mg/
ml và 0.777mg/ml tương ứng với chủng
VTCCB439 và VTCCB411 ở độ ẩm lên
men là 70%. Vì vậy, chúng tôi chọn độ ẩm
lên men chè là 70% cho nghiên cứu tiếp
theo.
Kết quả biểu đồ 5.1 cho thấy, khả
năng tạo GABA trên chè của 2 chủng vi
khuẩn Lactobacillus là khác nhau với các
tỷ lệ giống lên men khác nhau. Hàm lượng
82
Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
5.3. Ảnh hưởng của thời gian và
khối lượng chè); lên men yếm khí với các
mốc thời gian : 0 giờ, 2, 4, 6, 8, 10 và 12
giờ. Nhiệt độ lên men đặt ở các mốc: 15,
25 và 35oC. Cứ sau 2 giờ, mẫu chè được
lấy ra 3 mẫu nhỏ, mỗi mẫu 10 gam để tiến
hành lên men hiếu khí ở 3 mốc nhiệt độ
15, 25, 35oC trong thời gian 90 phút. Kết
quả phân tích hàm lượng GABA 21 mẫu
con được trình bày ở bảng 5.1.
nhiệt độ lên men đến hàm lượng GABA
trong chè:
Búp chè Phúc Vân Tiên sau khi xử
lý sơ bộ ban đầu (làm héo và vò 2 lần)
theo công nghệ truyền thống, được lấy
mẫu 250g cho vào túi zip. Lượng chế
phẩm bổ sung vào mẫu là 10% (so với
Bảng 5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên men đến hàm lượng GABA của các mẫu
Nhiệt độ lên men (oC)
Thời gian
lên men
(giờ)
15
25
35
GABA
mg/100g
chất khô
37,7
143,4
159,1
179,5
195,3
194,8
192,2
GABA
mg/100g
chất khô
37,7
188,7
219,3
239,7
275,4
275,2
274,4
TT
GABA
mg/100g
chất khô
Ký hiệu
mẫu
Ký hiệu
mẫu
Ký hiệu
mẫu
1
2
3
4
5
6
7
0
2
4
6
8
PVT.0.15.CĐ
PVT 2.15.CĐ
PVT 4.15.CĐ
PVT 6.15.CĐ
PVT 8.15.CĐ
PVT.10.15.CĐ
PVT 12.15.CĐ
PVT 0.25.CĐ
PVT 2.25.CĐ
PVT 4.25.CĐ
PVT 6.25.CĐ
PVT 8.25.CĐ
PVT.10.25.CĐ
PVT 12.25.CĐ
PVT 0.35.CĐ
PVT 2.35.CĐ
PVT 4.35.CĐ
PVT 6.35.CĐ
PVT 8.35.CĐ
PVT.10.35.CĐ
PVT 12.35.CĐ
37,7
163,2
198,9
219,3
229,5
224,2
228,7
10
12
Ghi chú: Ý nghĩa của ký hiệu mẫu. Thí dụ: PVT. 2.15.CĐ có nghĩa là giống chè Phúc Vân
Tiên, túi chè đã lên men 2 giờ, ở nhiệt độ 150C, sản phẩm là chè đen.
5.4. So sánh chất lượng các mẫu chè
lên men theo các phương án khác nhau
Nhận xét: Từ những số liệu trong
bảng 4.1 có thể đưa ra những nhận xét sau
đây:
Thực hiện lên men theo 3 phương án:
Khi lên men yếm khí để tạo thành
GABA trong chè đen được sản xuất từ
giống chè Phúc Vân Tiên ở cả 3 nhiệt độ
lên men 15oC, 25oC và 35oC, thời gian lên
men tăng lên thì hàm lượng GABA trong
chè đều tăng lên và đều đạt trị số lớn nhất
sau 8 giờ lên men yếm khí. Đến giờ thứ 10
thì hàm lượng GABA có xu hướng không
tăng nữa. Ở nhiệt độ lên men 25oC, hàm
lượng GABA cao hơn ở nhiệt độ lên men
15oC và 35oC.
Phương án 1 : Lên men theo công
nghệ truyền thống, không có quá trình lên
men yếu khí (cổ truyền)
Phương án 2: Lên men yếu khí, sau
đó lên men hiếu khí, không bổ sung chế
phẩm vi khuẩn.
Phương án 3 : Bổ sung chế phẩm vi
khuẩn lactic, lên men yếu khí, sau đó lên
men hiếu khí.
Tiến hành lên men ở nhiệt độ 25oC,
thời gian lên men yếm khí 8 giờ, lên men
hiếu khí 90 phút.
Vì vậy thời gian lên men 8 giờ, ở
nhiệt độ 25oC được lựa chọn là nhiệt
độ thích hợp cho quá trình lên men chè
GABA.
Các mẫu được sấy khô ở nhiệt độ
100 – 105oC.
Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
83
Độ ẩm của chè khô: 5%
pháp giới thiệu trong tài liệu tham khảo
[7].
Tiến hành phân tích định lượng
GABA theo phương pháp quang phổ.
Kết quả phân tích và đánh giá cảm
quan của các mẫu sản phẩm được thể hiện
ở bảng 5.2.
Đánh giá cảm quan theo phương
Bảng 5.2. Hàm lượng GABA và các chỉ số trên chất lượng cảm quan của các mẫu
Các chỉ tiêu
cảm quan
Mẫu 1
Mô tả
Mẫu 2
Mô tả
Mẫu 3
Mô tả
Điểm
Điểm
Điểm
Thơm đặc trưng,
dễ chịu
Chát dịu, có hậu
vị
Thơm đặc trưng,
dễ chịu
Có mùi khé nhẹ,
tương đối dễ chịu
Vị chát nhẹ, hơi
chua
Mùi
4,75
4,75
4,25
Vị
4,75 Chát dịu, có hậu vị 4,75
4,25
Màu nước
Ngoại hình
Nâu đỏ, trong
Nâu đen nhạt,
xoắn chặt có tuyết
4,5 Nâu đỏ, sẫm, trong 4,25 Nâu, đen, màu tối 4,00
Nâu đen xoắn chặt,
4,5
4,25 Nâu đen, xoắn
3,75
không có tuyết
Tổng điểm
18,5
18,0
16,25
Hàm lượng
GABA, mg/100h
75
135
275
Qua số liệu ở bảng 5.2, thấy rằng:
lên men hiếu khí có ưu điểm là tăng hàm
lượng GABA trong sản phẩm nhưng chất
lượng cảm quan sẽ giảm.
- Việc bổ sung công đoạn lên men
yếm khí trong quy trình sản xuất chè đen
truyền thống đã làm tăng thêm hàm lượng
GABA đáng kể trong sản phẩm.
+ Để giải quyết thỏa đáng khâu lên
men chè nhằm thu lượng GABAcao, nhằm
đạt được mục tiêu của đề tài, cần nghiên
cứu tiếp tục để giải bài toán đa mục tiêu
(hàm lượng GABA) đa yếu tố (thời gian,
nhiệt độ lên men, lượng chủng, giống vi
khuẩn khởi động). Phần nghiên cứu này
chúng tôi sẽ tiếp tục công bố trên những
số báo sau.
- Việc sử dụng chế phẩm vi khuẩn
lactic trong lên men yếm khí và hiếu khí
chè, đã mang lại hiệu ứng hai mặt cho sản
phẩm. Hàm lượng GABA tăng gấp 4 lần
nhưng chất lượng cảm quan lại giảm so
với chè đen truyền thống và chè đen theo
phương án 2.
Tài liệu tham khảo:
6. Kết luận
[1]. Bertoldi, M., Carbone, V., Borri-
Voltattorni, C. (1999). Ornithine and
glutamate decarboxylases catalyse an
oxidative deamination of their alpha-methyl
substrates. The Biochemical Journal, 342,
509–512.
Từ những nội dung nghiên cứu đã
trình bày ở trên. Chúng tôi đi đến các kết
luận sơ bộ như sau :
+ Hàm lượng GABA trong chè đen
tăng lên khi bổ sung chế phẩm vi khuẩn
lactic để lên men chè.
[2]. Park, K.B.; Oh, S.H. (2007). Production
of yogurt with enhanced levels of gamma-
aminobutyric acid and valuable nutrients
+ Cải tiến quy trình lên men bằng
cách tiến hành lên men yếm khí trước khi
84
Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
using lactic acid bacteria and germinated
soybean extract. Biores. Technol. 98, 1675-
1679.
[5]. Nguyễn Việt Tấn và cộng sự (2019).
Nghiên cứu, khảo sát lựa chọn giống chè phù
hợp để sản xuất chè GABA. Tạp chí Khoa học
& Công nghệ, 37:39-41.
[3]. Palanivelu, R. et al. (2003) Pollen tube
growth and guidance is regulated by POP2, an
Arabidopsis gene that controls GABA levels.
Cell 114, 47–59.
[6]. Đào Thị Việt Hà (2019). Nghiên cứu
công nghệ sản xuất chè lên men từ chè Shan
và ứng dụng để sản xuất nước giải khát. Luận
án tiến sỹ.
[4]. Han, D., Kim, H. Y., Lee, H. J., Shim, I.,
Hahm, D. H. (2007). Wound healing activity
of gamma-aminobutyric acid (GABA) in rats.
Journal of Microbiology and Biotechnology,
17(10), 1661–1669.5.
Địa chỉ tác giả: Viện trưởng, Viện Khoa học
Công nghệ, Bộ Công Thương
6 trang
11560
Free
Bạn đang xem tài liệu "Xác định điều kiện thích hợp lên men chè nhằm thu sản phẩm giàu Gamma Aminobutiric axit", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- xac_dinh_dieu_kien_thich_hop_len_men_che_nham_thu_san_pham_g.pdf
