Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
SCOBY используется для заваривания чайного гриба .
Совместное культивирование чайного гриба с биопленкой SCOBY

SCOBY - это обычно используемый акроним для « симбиотической культуры бактерий и дрожжей », который образуется после завершения уникального процесса ферментации молочнокислых бактерий (LAB), уксуснокислых бактерий (AAB) и дрожжей с образованием нескольких кислых продуктов и напитки, такие как чайный гриб и кимчи . [1] Пиво и вино также подвергаются ферментации с помощью дрожжей, но уникальные для SCOBY молочнокислые бактерии и уксуснокислые бактерии обычно рассматриваются как источник порчи, а не как желательная добавка. [2] [3]И LAB, и AAB попадают на поверхность ячменя и солода при брожении пива и винограда при брожении вина; LAB снижает pH пива, в то время как AAB берет этанол, полученный из дрожжей, и окисляет его до уксуса, что приводит к кислому вкусу и запаху. [2] [3] AAB также ответственны за образование целлюлозы SCOBY. [1]

В своей наиболее распространенной форме SCOBY представляет собой гелеобразную биопленку на основе целлюлозы или микробный мат, плавающий на границе раздела воздух-жидкость контейнера. Этот бактериальный целлюлозный мат иногда называют пленкой. [4] Пелликулы SCOBY, как и закваски на закваске , могут служить для продолжения процесса ферментации в новом сосуде и воспроизведения желаемого продукта. [4] Это можно объяснить способностью SCOBY не только содержать симбиотический рост, но и небольшое количество предшествующей среды и продукта из-за его способности поглощать воду. [1]SCOBY могут сильно различаться по плотности клеток в биопленке из-за условий ферментации, что приводит к возможным изменениям в конечном продукте; В настоящее время проводятся многочисленные исследования для определения оптимального соотношения SCOBY, если таковое имеется, и жидкой культуры для обеспечения высочайшей консистенции продукта, поскольку отсутствуют стандартные рабочие процедуры. [4] Дополнительную информацию, такую ​​как микроорганизмы и условия культивирования, необходимые для ферментации и образования SCOBY, характеристики биопленки и применение в пищевых продуктах и ​​напитках, с особым акцентом на чайный гриб, можно найти ниже.

Состав и условия совместного выращивания [ править ]

В зависимости от желаемого продукта SCOBY используются различные виды бактерий и дрожжей. Такие культуры обычно включают аэробные грамотрицательные виды AAB, такие как Acetobacter , Gluconobacter и Komagataeibacter , аэробные, грамположительные LAB, такие как Lactobacillus , а также различные дрожжи, такие как Saccharomyces и Zygosaccharomyces . [1] [2] Штаммы предварительно проверяются на жизнеспособность в совместимых условиях, повышенный выход желаемого продукта и неспособность к конкуренции; После выбора различные условия культивирования изменяются для оптимального роста и продуктивности. [5]

Для Kombucha SCOBYs, первый шаг дрожжей ферментации сахаров , таких как глюкоза из черного или зеленого чая в этанол и углекислый газ. [6] Сообщается, что Zygosaccharomyces участвует в 84,1% всех процессов ферментации чайного гриба SCOBY из-за его улучшенной стабильности в условиях высокого содержания сахара и галофильности, в то время как Saccharomyces преимущественно используется из-за его эффективных скоростей ферментации и устойчивости к высоким температурам и содержанию алкоголя. [1] Различные варианты дрожжей также могут быть добавлены либо в качестве дополнительных средств для введения различных вкусов и ароматов, либо для обеспечения завершения реакции за счет использования разных ниш. [1]Хотя эти ниши различаются от дрожжей к дрожжам, определенные условия ферментации остаются неизменными. Такие условия включают, но не ограничиваются ими, высокую концентрацию субстрата, достаточный уровень кислорода, температуру от 20 ° C до 30 ° C и pH от 4 до 4,5. [7]

Второй шаг в формировании SCOBY - введение различных бактерий в жидкую культуру для превращения этанольного продукта ферментации в органические кислоты, такие как молочная или уксусная кислоты. Эти процессы известны как молочная ферментация и метаболизм этанола соответственно. [6] Возможным побочным продуктом этой реакции является целлюлоза, которая служит основой биопленки SCOBY. [4] Как и дрожжи, выбранные виды бактерий, а также условия культивирования напрямую влияют как на характеристики жидкого продукта чайного гриба, так и на состав и морфологию пленки SCOBY. Хотя есть много видов, у которых есть механизмы, необходимые для образования целлюлозы, такие как Acetobacterи Komagataeibacter , Gluconaceobacter являются одним из самых густонаселенных в употреблении, проживающих в 86-99% между как жидких , так и биопленки культур. [1] Необходимые условия культивирования этих бактерий аналогичны условиям культивирования дрожжей, но требуют большего количества кислорода из-за их аэробной природы при окислении этанола с образованием органических кислот. [8]

Как только внутренние условия совместного культивирования созданы, симбиотическую смесь оставляют для брожения. В некоторых исследованиях утверждалось, что оптимальное время ферментации составляет 10 дней, но продолжительность может быть изменена для изменения содержания урожая; большее время ферментации коррелирует с более высоким уровнем органических кислот и других аминокислот, что может быть связано с кислым оттенком некоторых чайных грибов. [8] Несмотря на установленные меры контроля, виды, составляющие смешанные культуры, могут по-прежнему инициировать метаболические изменения от подготовки к приготовлению при малейшем изменении условий совместного культивирования и изменять такие качества продукта, как концентрация сахара, поэтому необходим адекватный мониторинг при непрерывной работе. режим или повторное использование закваски . [1]

Характеристики биопленки [ править ]

Образование целлюлозной пленки на поверхности бульона дает продукт с уникальными характеристиками, которые как бактерии, так и потребители считают выгодными. После инокуляции в культуру бактерии, такие как Acetobacter, немедленно начинают собирать молекулы глюкозы вместе за пределами клетки и присоединяться к ним через β (1-4) связи с образованием длинных тонких структур, выходящих из их клеточных мембран, называемых фибриллами . [1] Наноцеллюлоза, из которой состоят эти фибриллы, демонстрирует большую прочность и стабильность, при этом обеспечивая гидрофильные взаимодействия и биосовместимость, что делает ее отличным ресурсом для использования культурой. [9]Множество событий межмолекулярного и внутримолекулярного связывания объединяют многочисленные фибриллы в конечные, гораздо более крупные структуры, известные как микрофибриллы; из-за целостности микрофибрилл и организованной линейной природы целлюлозных связей образующуюся биопленку также можно назвать матрицей или матом. [9] Эта биопленка является естественным защитным механизмом для совместного культивирования и может выдерживать экстремальные условия, такие как температура и УФ-излучение. [9] Две дополнительные характеристики нанофибриллярной целлюлозы SCOBY - ее высокая чистота и кристалличность - в настоящее время являются целью биомедицинских исследований в области формирования биосовместимых тканевых каркасов, сердечно-сосудистых компонентов, таких как кровеносные сосуды, костные трансплантаты и заменители соединительной ткани. [10]Фибриллы наноцеллюлозы также могут быть извлечены путем кислотного гидролиза и использованы в пищевой промышленности, производстве одежды и очистке сточных вод. [1] [9]

Толщина чайного гриба SCOBY зависит от всех условий заваривания, но одно исследование показало, что средняя толщина составляет от двух до пяти миллиметров. [11] SCOBY могут быть разделены для выращивания нескольких культур или обезвожены для хранения и последующего использования. После удаления культура начнет регенерировать новую пленку, неофициально известную как «ребенок СКОБИ». Этот процесс можно повторять несколько раз в течение нескольких месяцев. [12]

Группа комбуча scobies

Использование в производстве продуктов питания [ править ]

Помимо чайного гриба, существует множество других продуктов и напитков, для производства которых требуется аналогичная «симбиотическая культура», например:

  • Имбирное пиво
  • Джун , напиток, похожий на чайный гриб
  • Кефир
  • Хлеб на закваске , в котором используются закваски на основе диких дрожжей.
  • Тибикос
  • Уксус , для производства которого требуется мать-уксус
  • Кимчи [13]
  • Соевый соус [13]
  • Паста из соевых бобов [13]
  • Рисовое вино [13]
  • Ламбик

Использование в производстве одежды [ править ]

Технологический университет Квинсленда и Государственная библиотека Квинсленда использовали чайный гриб скоби для производства работоспособного биоткани, называемого «веганская кожа». [14]

См. Также [ править ]

  • Бактерии уксусной кислоты
  • Молочнокислые бактерии

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j Вильярреал-Сото, Сильвия Алехандра; Бофорт, Сандра; Буахила, Джаллул; Сушар, Жан-Пьер; Тайландье, Патрисия (март 2018 г.). «Понимание ферментации чая чайного гриба: обзор: понимание ферментации чая чайного гриба…» . Журнал пищевой науки . 83 (3): 580–588. DOI : 10.1111 / 1750-3841.14068 . PMID  29508944 .
  2. ^ а б в Бокулич Н.А. Бамфорт, CW (01.06.2013). «Микробиология соложения и пивоварения» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 77 (2): 157–172. DOI : 10.1128 / MMBR.00060-12 . ISSN 1092-2172 . PMC 3668669 . PMID 23699253 .   
  3. ^ a b «Молочнокислые бактерии и порча вина» . Институт винограда и виноделия Среднего Запада . Проверено 12 мая 2020 .
  4. ^ a b c d Май, Александр; Нараянан, Шринатх; Олкок, Джо; Варсани, Арвинд; Малей, Карло; Актипис, Афина (2019-09-03). «Комбуча: новая модельная система сотрудничества и конфликта в сложной многовидовой микробной экосистеме» . PeerJ . 7 : e7565. DOI : 10,7717 / peerj.7565 . ISSN 2167-8359 . PMC 6730531 . PMID 31534844 .   
  5. ^ Яо, Ваннинг; Нокс, Сью Э. (2013). «Использование совместного культивирования при выращивании твердых субстратов и возможные решения научных проблем» . Биотопливо, биопродукты и биопереработка . 7 (4): 361–372. DOI : 10.1002 / bbb.1389 . ISSN 1932-1031 . 
  6. ^ a b «Эксперимент с брожением с использованием чайного гриба» . RockEDU . Проверено 12 мая 2020 .
  7. ^ «Ферментированные и овощи. Глобальная перспектива. Глава 3» . www.fao.org . Проверено 12 мая 2020 .
  8. ^ a b Сен-Пьер, Даниэль (23.08.2019). «Микробное разнообразие симбиотической колонии бактерий и дрожжей (SCOBY) и его влияние на органолептические свойства чайного гриба» . Электронные диссертации и диссертации . Университет штата Мэн.
  9. ^ a b c d Дима, Стефан-Овидиу; Панайтеску, Денис-Михаэла; Орбан, Чонгор; Гиуреа, Мариус; Донча, Санда-Мария; Фиераску, Раду Клаудиу; Нистор, Кристина Лавиния; Александреску, Эльвира; Николае, Кристиан-Анди; Трика, Богдан; Морару, Анджела (2018). «Бактериальная наноцеллюлоза из побочных потоков производства напитков из чайного гриба: получение и физико-химические свойства» . Полимеры . 9 (8): 374. DOI : 10,3390 / polym9080374 . PMC 6418918 . PMID 30971046 .  
  10. ^ Торрес, Фернандо; Коммо, Солен; Тронкосо, Омар (2012-12-05). «Биосовместимость биоматериалов на основе бактериальной целлюлозы» . Журнал функциональных биоматериалов . 3 (4): 864–878. DOI : 10,3390 / jfb3040864 . ISSN 2079-4983 . PMC 4030925 . PMID 24955750 .   
  11. ^ Тень, Эшли (27.07.2011). «Биопленка чайного гриба: модельная система для микробной экологии» (PDF) . Йельский университет .
  12. ^ «30+ наиболее распространенных вопросов о чае чайного гриба | FAQ по чайному грибу» . Проверено 12 мая 2020 .
  13. ^ a b c d «Были выявлены продуценты белых колоний на поверхности кимчи, ошибочно принимаемых за плесень» . EurekAlert! . Проверено 12 мая 2020 .
  14. ^ Митчелл-Уиттингтон, Эми (2016-08-04). «QUT и Государственная библиотека лидируют в производстве« веганской кожи » » . BrisbaneTimes.com.au . Проверено 5 августа 2016 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Программа под названием "Возрождение брожения" на BBC News .
  • Н. Падилла "сделай сам, статья в The Harvard Crimson .

Внешние ссылки [ править ]

  • Предполагаемый список дрожжей и бактерий чайного гриба в «Культурах для здоровья».