Kiểm soát quá trình lên men trà kombucha bằng phương pháp đo pH và chuẩn độ axit

 

Kombucha (trà lên men) được bày bán phổ biến tại các cửa hàng thực phẩm healthy, nhà máy sản xuất bia thủ công hoặc cửa hàng tiện lợi trong hơn một thập kỷ qua. Kombucha lần đầu xuất hiện ở Bờ Tây và phổ biến khắp Hoa Kỳ vì mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Mặc dù các nghiên cứu cho thấy những lợi ích này đã bị các phương tiện truyền thông và các nhà sản xuất kompucha thổi phồng, nhưng kombucha vẫn là nguồn cung cấp lợi khuẩn, axit hữu cơ và chất chống oxy hóa dồi dào cho cơ thể.

Một số điều quan trọng cần lưu ý trong quá trình sản xuất kombucha là pH và nồng độ axit phải được định lượng. Chúng tôi đã tổng hợp các thông tin cần thiết cho quá trình này để đảm bảo tạo ra trà kombucha an toàn và đồng nhất.

Kombucha là gì?

Khoảng năm 220 trước Công nguyên, kombucha lần đầu được ủ ở Trung Quốc sự kết hợp của trà, đường, vi khuẩn và nấm men. Trà sẽ được ngâm, thêm đường và SCOBY (Vi khuẩn và nấm men cộng sinh) để quá trình lên men bắt đầu. Sau 7 đến 10 ngày lên men, trà kombucha có tính axit, chứa một lượng nhỏ ga và cồn. Kombucha có tác dụng tích đến sức khỏe cho các bệnh từ huyết áp cao và bệnh tiểu đường loại 2.

Kombucha du nhập vào châu Âu vào đầu những năm 1900 với nhiều tên gọi khác nhau - "Kambucha" ở Nga và "Kombuchaschwamm" ở Đức, trước khi đến Hoa Kỳ vào giữa những năm 1990 nơi George Thomas Dave khởi xướng ngành công nghiệp sản xuất Kombucha bằng cách bán các loại trà lên men tự làm cho các cửa hàng thực phẩm sức khỏe. Ngày nay, thương hiệu "GT's Living Foods" của ông đứng đầu và chiếm 40% thị trường Kombucha ở Hoa Kỳ. Năm 2021, thị trường Kombucha Bắc Mỹ được định giá khoảng 357 triệu đô la và dự kiến sẽ đạt 1066 triệu đô la vào năm 2026.

Lưu ý từ Hanna: Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) khuyến cáo lượng kombucha tiêu thụ hàng ngày không quá 4 oz (khoảng 120 mL).

Uống kombucha giúp đường ruột khỏe mạnh, hỗ trợ tiêu hóa, hấp thu chất dinh dưỡng và loại bỏ các chất độc hại ra khỏi cơ thể.

VẬY SCOBY LÀ GÌ?

SCOBY là viết tắt của Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast (vi khuẩn và nấm men cộng sinh). SCOBY - lớp màng sinh học gốc cellulose, được tạo thành từ nhiều loài vi khuẩn và nấm men bao gồm Acetobacter và Saccharomyces. Khi được nuôi dưỡng trong môi trường thích hợp, SCOBY phát triển bằng cách hấp thu lượng đường có trong trà.

Tương tự quá trình lên men bia, nấm men trong SCOBY phân hủy đường tạo ra etanol và carbon dioxide. Sau đó, vi khuẩn trong SCOBY chuyển đổi etanol thành axit hữu cơ (axit axetic). Hầu hết lượng đường trong trà sẽ bị phân hủy thành fructose và glucose. Sau quá trình men, trà kombucha tạo ra có vị chua với nồng độ cồn thấp. Để được coi là đồ uống không cồn và tuân thủ các quy định của FDA, kombucha phải có nồng độ ABV dưới 0,5%. Nồng độ ABV kombucha lớn hơn 0,5% thuộc nhóm đồ uống có cồn và phải tuân thủ các quy định của TTB.

Sau mỗi lần pha chế, các SCOBY ban đầu tạo ra thêm các lớp SCOBY mới trên bề mặt. Các lớp SCOBY mới tạo tiếp tục được sử dụng hoặc có thể chia nhỏ để lưu trữ riêng. Việc bảo quản SCOBY tránh nhiễm bẩn hoặc bị hư hỏng rất quan trọng vì SCOBY kích hoạt quá trình lên men hình thành độ pH axit, tạo ra etanol và carbon dioxide trong trà kombucha.

TẠI SAO pH LẠI QUAN TRỌNG VỚI KOMBUCHA

Về mặt kỹ thuật, pH là khả năng hoạt động của ion H+ trong dung dịch. pH có thang đo từ 0 đến 14, pH 7 là trung tính. pH là một trong những phân tích quan trọng nhất trong quá trình ủ kombucha. Mức pH thích hợp đảm bảo quá trình sản xuất kombucha đồng đều và tạo ra sản phẩm an toàn.

Trong quá trình ủ kombucha, pH cần được kiểm tra ít nhất hai lần: một lần khi bắt đầu lên men và một lần khi quá trình lên men hoàn tất. Nếu sử dụng trà đen (loại trà phổ biến dùng ủ kombucha), pH ban đầu khoảng từ 4,9 đến 5,5 (mặc dù các yếu tố như nước pha hoặc nhãn hiệu trà có thể ảnh hưởng đến giá trị này). Các loại kombucha khác có thể sử dụng trà xanh hoặc trà ô long, pH lần lượt từ 4,9 đến 5,5 và 5,5 đến 7,0. Nói chung, quá trình lên men càng mạnh thì tính axit càng cao. Sau khi thêm SCOBY vào trà đã ngâm, pH sẽ giảm nhanh (tính axit càng cao), ngăn ngừa sự phát triển vi khuẩn. Tại thời điểm này, giá trị pH phải dưới 4,6. Nếu giá trị pH lớn hơn 4,6, nên thêm nhiều SCOBY để đảm bảo pH mức an toàn.

Sau quá trình này, kombucha được để lên men ở nhiệt độ phòng trong 7 đến 10 ngày. Khi quá trình lên men sơ cấp hoàn tất, kombucha nguyên bản (không có hương vị) có pH từ 2,5 đến 3,5. Để kiểm tra ngẫu nhiên quá trình lên men này, nên kiểm tra độ pH vào khoảng ngày 7. FDA khuyến cáo nếu giá trị pH mẫu không đạt ≤4.2 thì nên loại bỏ mẫu ngay vì SCOBY có khả năng bị nhiễm bẩn hoặc quá trình lên men ở nhiệt độ quá lạnh.  

Tại thời điểm này, quá trình lên men trà kombucha vẫn chưa hoàn thành. Quá trình lên men vẫn diễn ra cả trong môi trường kỵ khí (không có oxy) ở nhiệt độ lạnh và tốc độ lên men sẽ chậm hơn. Vì vậy, ngay cả khi kombucha đã được đóng chai và làm lạnh, nó vẫn sẽ tiếp tục lên men. Nếu thêm bất kỳ vị trái cây hoặc thảo mộc nào cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ lên men thứ cấp vì kombucha tiếp tục hấp thụ lượng đường mới được thêm vào.

Việc theo dõi pH trong quá trình ủ kombucha rất quan trọng, không phải vì hương vị mà để bảo vệ đồ uống khỏi vi sinh vật có hại. SCOBY và các dụng cụ ủ cần phải được giữ sạch sẽ; nếu phát hiện nấm mốc, cần loại bỏ ngay và bắt đầu mẻ mới.
 

CÁCH KIỂM TRA ĐỘ PH CỦA KOMBUCHA

Cách dễ nhất để đo pH là dùng giấy quỳ hoặc máy đo pH. Tuy nhiên, mặc dù rẻ tiền, giấy quỳ mang tính chủ quan và dựa trên việc giải thích màu sắc. Giấy quỳ chỉ cho giá trị pH chung và có thể bị nhiễm bẩn, dẫn đến không chính xác. Để đảm bảo rằng kombucha bạn đang ủ là an toàn, tốt nhất bạn nên sử dụng máy đo pH với số đọc kỹ thuật số. Máy đo pH kỹ thuật số đưa ra con số cụ thể, vì vậy bạn có thể tự tin rằng kombucha tự chế của bạn nằm trong ngưỡng an toàn và lành mạnh.

Máy đo pH trong rượu HI981033 chuyên dùng cho các mẫu có hàm lượng chất rắn cao với điện cực thủy tinh có đầu đo dạng cầu tích hợp mối nối chống tắc nghẽn. Tính năng hiệu chuẩn tại điểm đệm pH 3 phù hợp đo các mẫu kombucha.  

- Đo độ pH trực tiếp trong mẫu rượu hoặc mẫu ủ rượu

- Độ chính xác ±0.05 pH

- Mối nối đặc biệt chống tắc nghẽn

 
Chuẩn độ axit là gì và tại sao nó lại quan trọng trong Kombucha?

 
Sau các thông tin về pH, chúng ta cần biết thêm điều gì về chuẩn độ axit. Điều quan trọng là pH chỉ là một phần của phép phân tích tính axit trong thực phẩm và đồ uống, pH giúp đảm bảo an toàn và tính ổn định của thực phẩm lên men so với đánh giá bằng cảm quang. Để đảm bảo hương vị của đồ uống, chuẩn độ axit phép đo phân tích phù hợp hơn.  
Trong khi độ pH cho biết tính axit của kombucha, chuẩn độ axit (TA) là phép đo nồng độ axit thực tế trong thực phẩm vói giá trị gần đúng, được xác định bằng phương pháp chuẩn độ thủ công hoặc tự động. Hiểu được hàm lượng axit trong đồ uống giúp định lượng các thuộc tính như độ chua và vị chua mà chỉ tiêu pH không thể làm được.
Hai chỉ tiêu pH và nồng độ axit đều liên quan đến tính axit, nhưng giữa chúng không có mối liên hệ trực tiếp nào. Ví dụ, hai loại nước ép có cùng nồng độ axit nhưng giá trị pH có thể rất khác nhau. Trong kombucha có chứa nhiều loại axit như lactic, axetic, ascorbic và gluconic, nhưng axit chiếm ưu thế là axit axetic. Do đó, giá trị TA được biểu thị bằng gam axit axetic trên một lít kombucha.
Ngoài những lợi ích về mặt cảm quan, nhà sản xuất kombucha hàng đầu đã sử dụng phương pháp chuẩn độ axit kết hợp pH để kiểm tra dấu hiệu hoàn tất quá trình lên men. Bằng cách theo dõi nồng độ axit trong suốt thời gian lên men thay vì chỉ riêng độ pH, quá trình sản xuất axit axetic diễn ra chậm cho thấy lượng đường có thể lên men vẫn còn trong dung dịch. Mặc dù vẫn rất quan trọng khi hạ giá trị pH xuống phạm vi khuyến nghị của FDA vì lý do an toàn, nhưng việc hiểu được thời điểm giá trị TA bắt đầu ổn định sẽ giúp các nhà sản xuất thiết lập được độ đồng nhất giữa các mẻ sản xuất. Một số loại kombucha phổ biến có nồng độ axit axetic từ 4,0 đến 4,5 g/L, tuy nhiên phạm vi này có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào hương vị của nhà sản xuất mong muốn.
 
Máy chuẩn độ điện thế tự động HI931 Hanna

 

 

Được thiết kế với mục đích tối ưu hóa diện tích phòng thí nghiệm, HI931 là một máy chuẩn độ nhỏ gọn đáp ứng nhu cầu thử nghiệm chuyên nghiệp. Máy chuẩn độ HI931 tích hợp nhiều phương pháp đo và tối ưu cho từng mẫu cụ thể để đạt kết quả đo chính xác nhất. Kết quả chuẩn độ hiển thị thông qua đồ thị titration theo thời gian thực và dữ liệu được ghi nhận liên tục. Máy được trang bị màn hình màu với các phím ảo cho phép điều hướng giữa các chức năng và tích hợp với một nút hỗ trợ chuyên dụng. HI931 luôn được hỗ trợ bởi đội ngũ kỹ sư ứng dụng và kỹ thuật của Hanna, sẵn sàng hỗ trợ vận hành trong suốt vòng đời của máy chuẩn độ.

- Thực hiện nhiều phản ứng acid – base, oxi hóa khử, tạo phức, tạo tủa, khan

- Chuẩn độ ngược và xác định nồng độ thuốc thử. 

- Không cần nâng cấp lập trình bổ sung.

- Hỗ trợ tư vấn kỹ thuật và phương pháp trọn đời sản phẩm.

- Bơm định lượng 40.000 bước chưa từng có đối với khối lượng nhỏ chất chuẩn độ

- Đạt được điểm cuối rất chính xác để có tính nhất quán cao hơn.

- Lưu trữ lên đến 100 phương pháp.

 Xem Chi Tiết Máy Chuẩn Độ Điện Thế Tự Động HI931-02: https://hannavietnam.com/detail-product/may-chuan-do-dien-the-tu-dong-814

Bạn cần thêm thông tin?

Để biết thêm thông tin, Hanna Instruments có thể hỗ trợ bạn trong mọi nhu cầu kiểm tra, vui lòng liên hệ qua email sales@hannavietnam.com hoặc 02839260457 

Nguồn: https://blog.hannainst.com/kombucha-brewing