Kombuchan kemiallisten aineiden muodostuminen eri mikrobikannoilla

Abstract

Kombucha on perinteinen aasialainen juoma, jota valmistetaan käymisprosessin eli fermentaation avulla teestä. Kombuchalla on monia tutkittuja ja väitettyjä terveysvaikutuksia, jotka johtuvat sen sisältämistä kemiallisista yhdisteistä ja mikrobeista. Osa kemiallisista aineista syntyy fermentaatioprosessin aikana mikrobitoiminnan tuotteena, kun taas osa on teessä jo luonnostaan. Kombuchan valmistus alkaa teen valmistamisella ja makeuttamisella. Makeutukseen käytetään tavallisesti sakkaroosia. Makeutettuun teehen lisätään kombuchalle ominainen biofilmi, SCOBY (eng. Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast) koostuu bakteeriselluloosasta, bakteereista ja hiivoista.

Tässä työssä perehdytään tarkemmin kombuchan mikrobiomiin ja fermentaation aikana syntyviin kemiallisiin yhdisteisiin. Tarkoituksena on selvittää, mitä mikrobeita kombuchassa on ja mitä yhdisteitä ne siihen tuottavat. Työ tehtiin kirjallisuuskatsauksena. Koska kombuchassa esiintyy useita erilaisia bakteereita ja hiivoja, tarkennettiin rajausta mikrobiomin osalta koskemaan neljää hiivasukua ja kahta bakteerisukua sekä kemiallisten yhdisteiden osalta koskemaan näiden mikrobien tuottamia yhdisteitä. Hiivat ja bakteerit valittiin niiden suuren suhteellisen määrän ja makuun vaikuttavien metaboliittien perusteella. Tutkitut hiivat olivat Brettanomyces, Lachancea, Zygosaccharomyces ja Candida. Bakteereista tutkittiin Komagataeibacter xylinusta ja Acetobacter-sukua.

Kombuchalle ominaisimpia kemiallisia yhdisteitä ovat etanoli ja orgaaniset hapot, etenkin etikka- ja glukonihappo. Näiden lisäksi kombuchassa on paljon erilaisia estereitä, fenoleita ja haihtuvia yhdisteitä, jotka omalta osaltaan vaikuttavat makuun. Hiivat muodostavat fermentaatiossa sokerista etanolia. Tutkitut hiivat tuottavat kaikki etanolia, mutta niiden tuoton tehokkuus vaihtelee. Tutkitut hiivat erovat toisistaan myös niiden käyttämien hiilenlähteiden perusteella. Tutkituista suvuista Brettanomyces käyttää eniten erilaisia hiilenlähteitä. Lachancea puolestaan pystyy etanolin lisäksi tuottamaan maitohappoa ja Candida xylitolia, mikäli sopiva hiilenlähde on saatavilla.

Hiivojen muodostaessa etanolia kombuchan fermentaatiossa tyypilliset bakteerit, mukaan lukien K. xylinus, muodostavat etanolista etikkahappoa. Näin kombuchan alkoholipitoisuus ei nouse samalle tasolle, kuin esimerkiksi siiderin tai oluen valmistuksen yhteydessä, vaikka prosessit ovatkin hieman samankaltaisia. K. xylinuksella on kombuchassa etikkahapon valmistuksen lisäksi toinen merkittävä rooli. Se tuottaa sokerista bakteeriselluloosaa, nesteen ja ilman rajapinnassa sijaitsevan biofilmin, SCOBY:n rakennusaineeksi.

Tutkimuksessa selvisi, että kombuchan mikrobiomi sisältää runsaasti erilaisia hiivoja ja bakteereita. Vallitseva hiivasuku vaihtelee eri kombuchojen välillä. Vallitseva bakteerilaji on kuitenkin kaikissa K. xylinus, joka vastaa kombuchan fermentaatiossa syntyvästä bakteeriselluloosakerroksesta nesteen ja ilman rajapinnassa. Kombuchan sisältämät kemialliset yhdisteet riippuvat aina kombuchan mikrobiomista, joten kattavan listan laatiminen on erittäin hankalaa. Kombuchalle ominainen happamuus syntyy kuitenkin aina orgaanisista hapoista, joista merkittävin on etikkahappo.