Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Kemi

Bedre kombucha brygge gennem kemi

I en glaskrukke dannes en kombucha-pellicle - den gummiagtige puck af cellulose, der rummer de fleste bakterier og gærkultur - på overfladen (øverst). Med silikoneposerne bemærkede forskerne dog, at pelliklen dannede sig hele vejen rundt om indersiden (bunden). Det øgede overfladeareal af kulturen i silikoneposen kan være en af ​​de faktorer, der fremskynder gæringen sammenlignet med traditionelle krukker. Kredit:Jeb Kegerreis

Kombucha er en fermenteret te kendt for sine sundhedsmæssige fordele og syrlige kick. Men bryggere kan finde det udfordrende at holde kombuchas alkoholniveau lavt, fordi de bakterier og gær, der bruges i gæringsprocessen, varierer fra batch til batch.



Nu undersøger kemikere fra Shippensburg University måder til pålideligt at minimere alkohol, skræddersy smagsprofiler og fremskynde kombucha-gæringsprocessen for at hjælpe hjemme- og kommercielle producenter med at optimere deres funky bryg.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på forårsmødet i American Chemical Society (ACS Spring 2024).

Kombucha-brygning begynder typisk med en glaskrukke fyldt med te, vand, saccharose og en gæringsstarter kaldet en SCOBY - en forkortelse for en symbiotisk kultur af bakterier og gær. Gæren nedbryder saccharose og producerer ethanol; simple sukkerarter, glucose og fructose; og kuldioxid. Bakterierne omdanner derefter det meste af ethanolen og de resterende simple sukkerarter til eddikesyre, gluconsyre og mælkesyre, som bidrager til bryggets smagsprofil.

Men SCOBY'er er i live og kan være uforudsigelige. Så når bakterierne ikke slipper af med ethanolen eller udvikler de rigtige syrer til smagsprofilen, kan kombuchabryggeren have brug for en kemiker til at hjælpe dem med at redde fremtidige partier fra samme skæbne.

"Bryggere ser typisk at lave kombucha som en kunst mere end en videnskab," siger Jeb Kegerreis, en fysisk kemiker og en af ​​holdets hovedefterforskere. "Så når vi laver en konsultation, går vi også bryggeren gennem biokemien af, hvad der sker under gæringen."

Kredit:American Chemical Society

Kegerreis arbejder sammen med en anden analytisk kemiker og hovedforsker John Richardson, som dannede et konsulentfirma på universitetet kaldet Cultured Analysis for at hjælpe kombucha-producenter og for at opdage nye måder at optimere brygningsprocessen på. Sammen med bachelorstuderende i kemi har de fået interessant indsigt i at bruge alternative beholdere og SCOBY-fødevarekilder til pålideligt at brygge alkoholfri og bedre smagende kombucha.

Undersøgelsen af ​​brugen af ​​silikoneposer som et alternativ til glaskrukker til at brygge kombucha opstod, da en kollega brygger fortalte Richardson, at de silikone sous vide poser, de brugte, gærede teen hurtigere og skabte mere syre sammenlignet med glaskrukker. Bryggeren forstod, at den hurtige produktion af syrer sandsynligvis betød, at bakterierne blev hurtigere af med ethanol, men de ville have videnskabsmændenes hjælp til at finde ud af hvorfor.

Holdet fandt ud af, at en silikoneposes porøsitet, sammenlignet med en ikke-porøs krukke, udsætter SCOBY for mere ilt, hvilket fremskynder brygningsprocessen – inklusive nedbrydning af ethanol og syreproduktion – og reducerer produktionstiden fra omkring to uger til en uge. Men de var overraskede over at se inkonsistente niveauer af opløst ilt i silikoneposerne sammenlignet med glaskrukkerne.

"Næste semester vil vi undersøge, hvad der ellers bidrager til, at silikoneposen er et bedre bryggekar," siger Emily Swartz, en af ​​holdets kemistuderende.

Ifølge Richardsons kombucha-smagningsekspertise er te brygget i en silikonepose lige så lækker som te brygget i en glaskrukke.

Apropos smag bemærkede forskerne, at de fik mere gluconsyre med silikoneposebrygning sammenlignet med krukker. "Vi tror, ​​at denne syre vil blive mere populær hos bryggere," siger Kegerreis. "Glukonsyre giver surhed uden den sure eddikesmag, du får fra eddikesyre, og det kan appellere til flere smagsløg."

Fordi gluconsyre er et produkt af bakterier, der fermenterer glucose, undersøgte forskerne, hvordan det at starte med glucose eller fructose i stedet for saccharose ændrer kombucha-fermenteringsprocessen og smagen. "Under gæringsprocessen nedbryder gær i SCOBY'en saccharose til glukose og fruktose," siger kemistuderende Abbi Czarnecki. "Ved kun at bruge glukose eller bare fruktose, så vi på, hvordan fjernelse af det første trin påvirker hele brygningsprocessen."

Holdet fandt ud af, at brugen af ​​glukose som SCOBY-fødekilden skabte en kombucha med mere gluconsyre og minimalt med ethanol. Med fruktose målte forskerne mere eddikesyre og mere ethanol. "Hvis minimering af ethanolproduktion er målestokken for vores succes," siger Ian Loscher, en kandidat i kemi og en af ​​holdets plakatoplægsholdere, "fejlede fruktose i den afdeling. Ud af alle tre sukkerarter producerede den mest ethanol."

Richardson siger, at fruktosebryg smagte sødere. "Jeg foretrækker en mindre sød kombucha, men den er ikke nødvendigvis dårlig," indrømmer han.

Det, der er vigtigt for holdet, er at dele, hvad de har opdaget om forskellige sukkerarter og gæringsbeholdere, fordi disse oplysninger kan hjælpe bryggere med at skabe en kombucha, der rammer alle de smagsnoter og egenskaber, de ønsker at sigte efter.

"At brygge kombucha kan stadig være en meget kreativ proces," siger Richardson. "Men når noget går galt under gæringen, kan videnskaben hjælpe med at gøre det rigtigt."

Leveret af American Chemical Society




Varme artikler