СКОБИ - SCOBY

SCOBY используется для пивоварения чайный гриб.
Совместное культивирование чайного гриба с биопленкой SCOBY

СКОБИ обычно используется аббревиатура слова "симбиотический культура бактерии и дрожжи, "и формируется после завершения уникального ферментация процесс молочнокислых бактерий (LAB), уксуснокислых бактерий (AAB) и дрожжей с образованием нескольких кислых продуктов и напитков, таких как чайный гриб и кимчи.[1] Пиво и вино также подвергаются ферментации с помощью дрожжей, но компоненты молочнокислых бактерий и уксусно-кислых бактерий, уникальные для SCOBY, обычно рассматриваются как источник порчи, а не как желательная добавка.[2][3] И LAB, и AAB попадают на поверхность ячменя и солода при ферментации пива и винограда при ферментации 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 консолидированный слой формально известен как пленка.[4] Пленки SCOBY, как закваски, может служить для продолжения процесса ферментации в новом сосуде и воспроизведения желаемого продукта.[4] Это может быть связано со способностью SCOBY не только поддерживать симбиотический рост, но и с небольшим количеством 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 вариациям 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 культивирования

В зависимости от желаемого продукта SCOBY используются различные виды бактерий и дрожжей. Такие культуры обычно включают аэробные грамотрицательные виды AAB, такие как Ацетобактер, Глюконобактер и Komagataeibacter, аэробные, грамположительные LAB, такие как Лактобациллы, а также различные дрожжи, такие как Сахаромицеты и Зигосахаромицеты.[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]

За чайный гриб SCOBYs, первый шаг - дрожжи ферментация сахаров, таких как глюкоза из черного или зеленого чая, в этанол и диоксид углерода.[6] Зигосахаромицеты Сообщается, что он участвует в 84,1% всех процессов ферментации чайного гриба SCOBY из-за его повышенной стабильности в условиях с высоким содержанием сахара и галофильности, в то время как Сахаромицеты в основном 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 этап образования 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 молочнокислое брожение и метаболизм этанола соответственно.[6] Возможным побочным продуктом этой реакции является целлюлоза, которая служит основой биопленки SCOBY.[4] Подобно дрожжам, 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 Ацетобактер и Komagataeibacter, Gluconaceobacter являются одними из наиболее распространенных и обитают в 86-99% как жидких, так и биопленочных культур.[1] Необходимые условия культивирования этих бактерий аналогичны условиям культивирования дрожжей, но требуют большего количества кислорода из-за их аэробный природа окисления этанола с образованием органических кислот.[8]

После того, как созданы внутренние условия совместной культуры, симбиотическую смесь оставляют для брожения. Некоторые исследования утверждали, что оптимальное время ферментации составляет 10 дней, но продолжительность может быть изменена, чтобы изменить содержание 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 работе в непрерывном режиме или повторном использовании. а закваска.[1]

Характеристики биопленки

Формирование целлюлоза Пленка на поверхности бульона дает продукт с уникальными характеристиками, которые полезны как бактериям, так и потребителям. После посева в культуру бактерии, такие как Ацетобактер немедленно начинайте собирать молекулы глюкозы вместе за пределами клетки и соединять их через β (1-4) связи с образованием длинных тонких структур, выходящих из их клеточных мембран, называемых фибриллы.[1] Наноцеллюлоза, из которой состоят эти фибриллы, демонстрирует большую прочность и стабильность, в то же время 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 замещения соединительной ткани.[10] Фибриллы наноцеллюлозы также могут быть извлечены через кислотный гидролиз и используется 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 можно разделить для создания нескольких культур или обезвожить 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 чайного гриба scobies

Использование в пищевом производстве

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

Использование в производстве одежды

Квинслендский технологический университет и Государственная библиотека Квинсленда использовали чайный гриб для производства биоткани, которая называется «веганская кожа».[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j Вильярреал-Сото, Сильвия Алехандра; Бофорт, Сандра; Буахила, Джаллул; Сушар, Жан-Пьер; Тайландье, Патрисия (март 2018 г.). «Понимание ферментации чайного гриба: обзор: понимание ферментации чайного гриба…». Журнал пищевой науки. 83 (3): 580–588. Дои:10.1111/1750-3841.14068. PMID  29508944.
  2. ^ а б c Бокулич, Н. А .; Бамфорт, К. У. (01.06.2013). «Микробиология соложения и пивоварения». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 77 (2): 157–172. Дои:10.1128 / MMBR.00060-12. ISSN  1092-2172. ЧВК  3668669. PMID  23699253.
  3. ^ а б «Молочнокислые бактерии и порча вина». Институт винограда и виноделия Среднего Запада. Получено 2020-05-12.
  4. ^ а б c d Май, Александр; Нараянан, Шринатх; Олкок, Джо; Варсани, Арвинд; Малей, Карло; Актипис, Афина (2019-09-03). «Чайный гриб: новая модельная система для сотрудничества и конфликта в сложной многовидовой микробной экосистеме». PeerJ. 7: e7565. Дои:10.7717 / peerj.7565. ISSN  2167-8359. ЧВК  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. Дои:10.1002 / bbb.1389. ISSN  1932-1031.
  6. ^ а б «Эксперимент с брожением с использованием чайного гриба». RockEDU. Получено 2020-05-12.
  7. ^ «Ферментированные и овощи. Глобальная перспектива. Глава 3». www.fao.org. Получено 2020-05-12.
  8. ^ а б Сен-Пьер, Даниэль (2019-08-23). «Микробное разнообразие симбиотической колонии бактерий и дрожжей (SCOBY) и его влияние на органолептические свойства чайного гриба». Электронные диссертации и диссертации. Университет штата Мэн.
  9. ^ а б 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. Дои:10.3390 / polym9080374. ЧВК  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. Дои:10.3390 / jfb3040864. ISSN  2079-4983. ЧВК  4030925. PMID  24955750.
  11. ^ Тень, Эшли (27.07.2011). «Биопленка чайного гриба: модельная система для микробной экологии» (PDF). Йельский университет.
  12. ^ "Более 30 самых распространенных вопросов о чае чайного гриба | Часто задаваемые вопросы о чайном грибе". Получено 2020-05-12.
  13. ^ а б c d «Были выявлены продуценты белых колоний на поверхности кимчи, ошибочно принимаемых за плесень». EurekAlert!. Получено 2020-05-12.
  14. ^ Митчелл-Уиттингтон, Эми (4 августа 2016 г.). QUT и Государственная библиотека - лидеры в производстве веганской кожи'". BrisbaneTimes.com.au. Получено 2016-08-05.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка