Xác định điều kiện thích hợp lên men chè nhằm thu sản phẩm giàu gamma aminobutiric axit

79Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP LÊN MEN CHÈ
NHẰM THU SẢN PHẨM GIÀU GAMMA AMINOBUTIRIC AXIT
DETERMINE SUITABLE CONDITIONS FOR TEA FERMENTATION 
TO OBTAIN PRODUCTS RICH IN GAMMA AMINOBUTIRIC 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 eff ects 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
* Viện Khoa học Công nghệ, Bộ Công Thương 
† Viện Cơ điện nông nghiệ và phát triển nông thôn
Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Mở Hà Nội 73 (11/2020) 79-84
1. Đặt vấn đề
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 [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.
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 
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.
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.
2. Nội dung nghiên cứu
2.1. Lựa chọn tỷ lệ giống khởi động 
thích hợp cho quá trình lên men.
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.
2.5. Chỉ tiêu cần tối ưu của quá trình 
lên men. Hàm lượng GABA trong sản 
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.
- 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).
- 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.
- Xác định khả năng sinh trưởng của 
vi khuẩn theo phương pháp đo OD600.
- Xác định hàm lượng GABA theo 
phương pháp quang khổ.
4. Sơ đồ công nghệ sản xuất chè đen gaba
81Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
5. Kết quả nghiên cứu
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
Thực hiện thí nghiệm theo 4 mẫu 
với tỷ lệ giống khác nhau :
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 5.1. Ảnh hưởng của lượng giống 
khởi động đến hàm lượng GABA trong 
các mẫu chè lên men
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 
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.
5.2. Ảnh hưởng độ ẩm không khí 
đến quá trình lên men :
 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.
Biểu đồ 5.2. Hàm lượng GABA các mẫu 
chè lên men ở các độ ẩm khác nhau
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.
82 Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
5.3. Ảnh hưởng của thời gian và 
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 
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.
Bảng 5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên men đến hàm lượng GABA của các mẫu
TT
Thời gian 
lên men 
(giờ)
Nhiệt độ lên men (oC)
15 25 35
Ký hiệu 
mẫu
GABA 
mg/100g 
chất khô
Ký hiệu
mẫu
GABA 
mg/100g 
chất khô
Ký hiệu
mẫu
GABA 
mg/100g 
chất khô
1 0 PVT.0.15.CĐ 37,7 PVT 0.25.CĐ 37,7 PVT 0.35.CĐ 37,7
2 2 PVT 2.15.CĐ 143,4 PVT 2.25.CĐ 188,7 PVT 2.35.CĐ 163,2
3 4 PVT 4.15.CĐ 159,1 PVT 4.25.CĐ 219,3 PVT 4.35.CĐ 198,9
4 6 PVT 6.15.CĐ 179,5 PVT 6.25.CĐ 239,7 PVT 6.35.CĐ 219,3
5 8 PVT 8.15.CĐ 195,3 PVT 8.25.CĐ 275,4 PVT 8.35.CĐ 229,5
6 10 PVT.10.15.CĐ 194,8 PVT.10.25.CĐ 275,2 PVT.10.35.CĐ 224,2
7 12 PVT 12.15.CĐ 192,2 PVT 12.25.CĐ 274,4 PVT 12.35.CĐ 228,7
 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.
Nhận xét: Từ những số liệu trong 
bảng 4.1 có thể đưa ra những nhận xét sau 
đây: 
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. 
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.
5.4. So sánh chất lượng các mẫu chè 
lên men theo các phương án khác nhau
Thực hiện lên men theo 3 phương án:
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.
Các mẫu được sấy khô ở nhiệt độ 
100 – 105oC.
83Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
Độ ẩm của chè khô: 5%
Tiến hành phân tích định lượng 
GABA theo phương pháp quang phổ.
Đánh giá cảm quan theo phương 
pháp giới thiệu trong tài liệu tham khảo 
[7].
Kết quả phân tích và đánh giá cảm 
quan của các mẫu sản phẩm được thể hiện 
ở bảng 5.2.
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 Mẫu 2 Mẫu 3
Mô tả Điểm Mô tả Điểm Mô tả Điểm
Mùi Thơm đặc trưng, dễ chịu 4,75
Thơm đặc trưng, 
dễ chịu 4,75
Có mùi khé nhẹ, 
tương đối dễ chịu 4,25
Vị Chát dịu, có hậu vị 4,75 Chát dịu, có hậu vị 4,75
Vị chát nhẹ, hơi 
chua 4,25
Màu nước Nâu đỏ, trong 4,5 Nâu đỏ, sẫm, trong 4,25 Nâu, đen, màu tối 4,00
Ngoại hình Nâu đen nhạt, xoắn chặt có tuyết 4,5
Nâu đen xoắn chặt, 
không có tuyết 4,25 Nâu đen, xoắn 3,75
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:
- 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.
- 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.
6. Kết luận
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.
+ Cải tiến quy trình lên men bằng 
cách tiến hành lên men yếm khí trước khi 
lên men hiếu khí có ưu điểm là tăng hàm 
lượng GABA trong sản phẩm nhưng chất 
lượng cảm quan sẽ giảm.
+ Để giải quyết thỏa đáng khâu lên 
men chè nhằm thu lượng GABA cao, 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.
Tài liệu tham khảo:
[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.
[2]. Park, K.B.; Oh, S.H. (2007). Production 
of yogurt with enhanced levels of gamma-
aminobutyric acid and valuable nutrients 
84 Nghiên cứu trao đổi ● Research-Exchange of opinion
using lactic acid bacteria and germinated 
soybean extract. Biores. Technol. 98, 1675-
1679.
[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.
[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. 
[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.
[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.
Địa chỉ tác giả: Viện trưởng, Viện Khoa học 
Công nghệ, Bộ Công Thương
Email: tanvn.fi c@gmail.com