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Cos’è il kombucha, origini e processo fermentativo
Il Kombucha è una bevanda a base di tè fermentato originaria della zona Nord-Est della Cina e diffusasi soprattutto in Giappone grazie ai numerosi effetti benefici che apporta all’organismo umano.
Noto anche come “tea Fungus”, il Kombucha iniziò a diffondersi in Europa a metà del XX secolo, quando i soldati tedeschi lo importarono dall’Oriente.
La fermentazione del tè – tradizionalmente nero o verde – avviene per opera di una coltura simbiotica di batteri e lieviti contenuti all’interno di un disco di cellulosa batterica.
Tale disco di cellulosa viene chiamato SCOBY (Fig. 1) ed è lo starter con cui si avvia la fermentazione.
I microrganismi chiave del processo fermentativo sono batteri acetici, lieviti e, in minima concentrazione, batteri lattici [1].
Per garantire la crescita dei microrganismi, il tè è addizionato con saccarosio, il quale viene metabolizzato dai lieviti producendo etanolo.
Successivamente, in presenza di ossigeno, i batteri acetici ossidano l’etanolo in acido acetico.
Oltre a ciò, durante il processo fermentativo vengono prodotti numerosi altri acidi, come per esempio: acido gluconico, acido lattico e acido malico.
L’aumento nella concentrazione di acidi organici porta a un abbassamento del pH riducendo il rischio di sviluppo di muffe o agenti patogeni come Helicobacter pylori, Escherichia coli, Salmonella typhimurium e Campylobacter jejuni [2].
Solitamente la fermentazione dura dai 7 ai 12 giorni, al termine dei quali nel Kombucha si trovano zuccheri, composti fenolici (dati dal tè), acidi organici, prebiotici (es. levano prodotto dai batteri acetici), etanolo, amminoacidi, minerali e vitamine [3].
Inoltre, dopo 2/3 giorni di fermentazione, si osserva la formazione di un nuovo SCOBY sulla superficie del liquido, che può essere utilizzato come inoculo per una successiva fermentazione inserendo il disco all’interno di tè zuccherato.
Una volta imbottigliato, il Kombucha può fermentare una seconda volta, aumentando la frizzantezza della bevanda.
SCOBY: coltura simbiotica di batteri e lieviti nel Kombucha
La comunità microbica presente nel Kombucha mantiene rapporti dinamici di cooperazione e competizione, portando le stesse popolazioni microbiche a variare nel corso della prima fermentazione e delle fermentazioni successive [2].
La comunità microbica avvia la fermentazione del tè attraverso l’azione dei lieviti che scindono il saccarosio in glucosio e fruttosio, successivamente utilizzati come fonti primarie di carbonio da tutti i microrganismi coinvolti nella comunità stessa [4].
Man mano che saccarosio, glucosio e fruttosio vengono consumati, la concentrazione degli acidi organici aumenta.
I valori di etanolo variano da coltura a coltura; tuttavia, sarà in ogni caso ossidato dai batteri acetici e la concentrazione finale difficilmente sarà superiore allo 0.5% v/v [2].
I batteri acetici sono presenti sulla superficie del liquido e utilizzano glucosio, fruttosio ed etanolo per produrre acido gluconico, acido glucuronico, acido acetico e cellulosa batterica che racchiuderà la comunità microbica [5].
Per questo motivo il Kombucha può essere considerato come una riserva di microorganismi specializzati e un ambiente dinamico la cui combinazione cambia velocemente [6,7].
Tra i batteri acetici, i generi maggiormente presenti nel Kombucha sono: Gluconobacter, Komagataeibacter e Acetobacter [8,9].
Per quanto riguarda i batteri lattici, la loro presenza è stata osservata in diversi studi, ma in nessun caso sono stati considerati essenziali per l’ecosistema microbico.
Infine, nel caso dei lieviti, in diversi studi è stata osservata una biodiversità maggiore rispetto a quella batterica, riportando la presenza di microrganismi appartenenti al genere Candida, Debaryomyces, Zygossacharomyces e Saccharomyces [7,8].
Effetti benefici del Kombucha
I metaboliti prodotti dallo SCOBY, grazie ai loro potenziali effetti benefici, hanno suscitato un interesse sempre maggiore nella comunità scientifica.
Difatti, negli ultimi anni, sono aumentate le evidenze sugli effetti benefici del Kombucha su modelli animali o in vitro, mancando, ad oggi, evidenze scientifiche su modelli umani.
Molti degli effetti benefici attribuiti al Kombucha, come la prevenzione di alcune tipologie di cancro, il miglioramento del sistema immunitario e l’effetto antiinfiammatorio, possono essere correlati all’attività antiossidante di questa bevanda.
La capacità antiossidante del Kombucha è prevalentemente attribuita ai composti fenolici presenti nel tè iniziale e a quelli prodotti durante la fermentazione.
Diversi studi, infatti, riportano un aumento lineare nel contenuto di composti fenolici durante il processo fermentativo [7, 10, 11].
Questo aumento è dovuto principalmente a due motivi: l’acidità del Kombucha e l’attività enzimatica dei microrganismi presenti.
Nel primo caso, gli acidi prodotti durante la fermentazione portano a una degradazione dei legami glicosidici dei composti fenolici, liberando composti differenti [12].
Nel secondo caso, le molecole a più alto peso molecolare vengono convertire in composti di minor dimensioni, ma con maggiore attività biologica, dall’attività enzimatica dei microrganismi presenti (es. Candida sp.) [7].
Numerosi studi hanno inoltre evidenziato la capacità dei composti fenolici del tè di inibire la mutazione dei geni e indurre l’apoptosi delle cellule cancerose [13].
Oltre a ciò, il consumo di acido glucuronico, acido malico e alcuni enzimi prodotti durante la fermentazione, possono potenzialmente eliminare alcune molecole tossiche tramite un processo denominato glucuronicazione [2].
Pertanto, grazie alla capacità dell’acido glucuronico di legare molecole tossiche e aumentarne l’escrezione, l’aggiunta di Kombucha alla dieta potrebbe ridurre la pressione sul fegato durante l’attività di detossificazione.
In sintesi, il processo di fermentazione a opera della comunità microbica, denominata SCOBY, genera acidi organici, prebiotici e composti fenolici ad alta attività biologica, dando al Kombucha numerose proprietà funzionali, quali: proprietà antiinfiammatorie, attività antiossidante, abbassamento dei livelli di colesterolo, riduzione della formazione di alcuni tipi di cancro, miglioramento dell’attività del fegato e miglioramento del sistema immunitario.
Produzione di nuovi alimenti fermentati tramite SCOBY da Kombucha
Lo SCOBY è una comunità microbica altamente dinamica, la cui composizione in termini di proporzione, più che di stabilità dell’intera comunità, varia rapidamente a ogni fermentazione.
La diversità microbica diventa uno dei fattori più complessi da controllare nella standardizzazione del processo fermentativo nel Kombucha e la possibilità di utilizzare starters selezionati.
Tuttavia, Wang e colleghi [14] hanno ottenuto buoni risultati testando una comunità microbica composta da Acetobacter pasteurianus, Gluconacetobacter xylinus e Zygosaccharomyces bailii.
Durante la fermentazione hanno riscontrato un aumento dei composti fenolici e degli acidi organici.
A livello sensoriale, il Kombucha da SCOBY tradizionale e quello dalla comunità selezionata presentavano attributi simili, dimostrando che nel breve periodo è possibile standardizzare il processo con starter selezionati.
Proprio perché il Kombucha è un ambiente dinamico, è necessario valutare l’evoluzione della comunità microbica selezionata su fermentazioni sequenziali e determinare i cambiamenti nelle proporzioni tra i microrganismi presenti.
Ad ogni modo, lo SCOBY rappresenta una risorsa microbiologica dalla varietà unica. In tale ottica, negli ultimi anni, lo SCOBY è stato testato in diversi studi come una coltura starter innovativa per la produzione di formaggi o bevande simil-Kombucha da materie prime non-convenzionali (es. Kombucha di dattero). Vukic e colleghi [15] hanno valutato la possibilità di produrre un formaggio fresco (“Kombucha fresh cheese”) (Fig. 2) utilizzando lo SCOBY come starter. Il formaggio presentava un sapore agrodolce e rinfrescante. Inoltre, era caratterizzato da un elevato quantitativo di composti fenolici e una spiccata attività antimicrobica, ottenendo una riduzione nella carica microbica di Escherichia coli e Listeria monocytogenes del 98% rispetto al controllo (formaggio tradizionale) per entrambi i contaminanti.
Infine, Khosravi e colleghi [16] hanno testato lo sciroppo di dattero come substrato per la produzione di un simil-Kombucha. I risultati sono stati confrontati con un Kombucha standard e hanno mostrato una fermentazione più rapida quando lo SCOBY veniva inoculato nello sciroppo.
A oggi, la richiesta e il consumo di bevande funzionali a basso contenuto alcolico è in costante crescita e l’utilizzo dello SCOBY come starter per bevande da materie prime non-convenzionali può rappresentare un’ottima opportunità.
Conclusioni
Il Kombucha è una bevanda dagli innumerevoli benefici e la complessità e la biodiversità della comunità microbica che lo caratterizza (SCOBY) rappresenta una preziosa risorsa per la realizzazione di prodotti funzionali innovativi, nonostante la difficoltà nella standardizzazione della coltura.
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[1] Laureys, D. et al., Kombucha Tea Fermentation: A Review, 2020.
[2] De Oliveira, I. et al., The Technological Perspectives of Kombucha and Its Implications for Production, 2022.
[3] Coelho, R. et al., Kombucha: Review, 2020.
[4] May, A. et al., Kombucha: a novel model system for cooperation and conflict in a complex multi-species microbial ecosystem, 2019.
[5] La China, S. et al., Oxidative fermentations and exopolysaccharides production by acetic acid bacteria: a mini review, 2018.
[6] La China, S. et al., Kombucha Tea as a Reservoir of Cellulose Producing Bacteria: Assessing Diversity among Komagataeibacter Isolates, 2021.
[7] Chakravorty, S. et al., Kombucha tea fermentation: Microbial and biochemical dynamics, 2016.
[8] Jayabalan, R. et al., A Review on Kombucha Tea-Microbiology, Composition, Fermentation, Beneficial Effects, Toxicity, and Tea Fungus, 2014.
[9] Villarreal-Soto, S. et al., Understanding Kombucha Tea Fermentation: A Review, 2018.
[10] Jayabalan, R. et al., Changes in free-radical scavenging ability of kombucha tea during fermentation, 2008.
[11] Kallel, L. et al., Insights into the fermentation biochemistry of Kombucha teas and potential impacts of Kombucha drinking on starch digestion, 2012.
[12] Hur, S. et al., Effect of fermentation on the antioxidant activity in plant-based foods, 2014.
[13] Watawana M. et al., Re Health, Wellness, and Safety Aspects of the Consumption of Kombucha, 2015.
[14] Wang, S. et al., Effect of synthetic microbial community on nutraceutical and sensory qualities of kombucha, 2020.
[15] Vukic, V. et al., The application of kombucha inoculum as an innovative starter culture in fresh cheese production, 2021.
[16] Khosravi, S. et al., Development of fermented date syrup using Kombucha starter culture, 2018.
Marcello Brugnoli
Dottorando in “Food and Agricultural Science, Technology and Biotechnology” presso l’Università di Modena e Reggio Emilia. Attualmente sta sviluppando un progetto di ricerca focalizzato sullo studio di composti organici ed esopolisaccaridi di sintesi batterica e la loro applicabilità industriale.
