IL PROCESSO DI FERMENTAZIONE DELLA KOMBUCHA TEA

Come abbiamo accennato in precedenza, la Kombucha tea è, quindi, il risultato di una relazione ed uno sviluppo simbiotico tra batteri e lieviti in un mezzo costituito da tè zuccherato. La composizione microbiologica può dipendere anche dalla fonte di inoculi per la fermentazione del tè. I modelli di crescita di questi microrganismi, durante il processo di fermentazione della Kombucha tea, non sono ben documentati. La cellulosa prodotta durante la fermentazione dall’Acetobacter xylinum appare come un sottile film sulla parte superiore del tè, ad essa è attaccata la massa cellulare di batteri e lieviti. Questa miscela fungina di microrganismi e cellulosa è probabilmente il motivo per cui la Kombucha tea è chiamata anche “fungo del tè”. Il glucosio liberato dal saccarosio viene metabolizzato dai ceppi di Acetobacter per la sintesi della cellulosa e dell’acido gluconico. Il glucosio e il fruttosio vengono fermentati dai lieviti e metabolizzati in etanolo, anidride carbonica e glicerolo. L’etanolo così prodotto viene utilizzato dai batteri acetici per la sintesi di acido acetico. In cambio, la produzione di acido acetico da parte di questi batteri stimola la produzione di etanolo da parte dei lieviti [22]. Alcuni ricercatori [18] hanno segnalato che sia l’etanolo che l’acido acetico hanno attività antimicrobica contro i batteri patogeni contaminanti del fungo del tè [7]. Altri ricercatori [4] [9], hanno dimostrato che anche gli acidi organici prodotti durante la fermentazione, svolgono un’azione protettiva della colonia simbiotica dalle contaminazioni di microrganismi indesiderati.

Affinché si possa ottenere una Kombucha tea idonea al consumo e con caratteristiche organolettiche adeguate il tempo di fermentazione deve essere ottimale. Infatti, una fermentazione esageratamente prolungata potrebbe spesso comportare una produzione elevata di acidi organici, con conseguenti rischi per la salute del consumatore [22]. Nella figura 3 è schematizzato il metabolismo dei lieviti e dei batteri acetici durante la fermentazione della Kombucha tea.

Figura3. Principali attività metaboliche di lieviti, batteri acetici, batteri lattici durante la fermentazione della kombucha tea. [17]

I lieviti e ed i batteri acetici sono entrambi presenti durante la fermentazione della Kombucha tea intorno alle 10⁶-10⁸ CFU/mL [17]. Durante la fermentazione di questa bevanda non si sviluppano solo relazioni simbiotiche, ma sono presenti anche molte pressioni selettive. Quest’ultime guidano la diversità delle specie microbiche che influiscono anche sul consumo di substrato e sulla produzione di metaboliti (ad es. la produzione di etanolo da parte dei lieviti inibisce la crescita di alcuni microrganismi).

Il pH del Kombucha tea è caratterizzato da un valore inziale tra 5,0 e 7,0 e scende, dopo 7 giorni di incubazione, a valori compresi tra 2,0 e 4,0, può arrivare anche al di sotto di 2,0 dopo un’incubazione prolungata [17], questo abbassamento è dovuto alla produzione di acidi organici [14].

La disponibilità di ossigeno è molto importante, poiché determinerà la crescita dei batteri acetici: microrganismi aerobi obbligati. Il tè zuccherato, all’inizio della fase di fermentazione è completamente ossigenato, man mano che il processo va avanti l’ossigeno decresce poiché consumato dai batteri acetici e il suo afflusso sarà ostacolato dalla pellicola sempre crescente di cellulosa, presente nello strato superiore del liquido. È, quindi, probabile che la parte inferiore del recipiente di fermentazione diventi anaerobica, limitando la conversione di etanolo e glucosio rispettivamente in acido acetico e acido gluconico. La maggior parte dei lieviti, come le specie Saccharomyces e Dekkera, continuerà un metabolismo fermentativo finché i substrati saranno disponibili, anche in condizioni aerobiche [17].

I parametri di processo fermentativo della Kombucha tea eserciteranno un impatto significativo sia sulla composizione microbiologica finale che sulla composizione dei metaboliti caratteristici. Molto importanti sono le dimensioni del recipiente poichè il rapporto tra superficie e volume potrebbe influenzare il livello di ossigenazione durante la fermentazione: una bassa ossigenazione e, quindi, una bassa produzione di acido da parte dei batteri acetici può portare un pH superiore a 4 che, potenzialmente, stimolerebbe la crescita di batteri lattici con la seguente produzione di acido lattico. Il tempo di fermentazione avrà anche un impatto sostanziale sullo stress acido dell’ecosistema microbico e, quindi, sulla composizione microbica e chimica del prodotto finale. [17].

FIGURA 4. Metabolismo della Kombucha tea e interazioni microbiche. La kombucha tea viene preparata aggiungendo tè e zucchero da tavola ad una piccola quantità di Kombucha starter che contiene lievito e batteri dell’acido acetico. Questi iniziano scindere lo zucchero, portando ad una serie di reazioni metaboliche che terminano con l’ottenimento di una bevanda frizzante, acida e leggermente alcolica. Durante il processo di elaborazione, si verificano interazioni cooperative e competitive tra i microrganismi. I metaboliti antimicrobici, il pH basso e la generazione di una barriera fisica quale la cellulosa batterica inibiscono la crescita di microrganismi indesiderati [20

COMPOSIZIONE CHIMICA DELLA KOMBUCHA TEA

La conoscenza dettagliata della struttura e delle proprietà della Kombucha tea è fondamentale per comprenderne meglio la cinetica. Tuttavia, la composizione e la concentrazione del metabolita dipendono dalla fonte dell’inoculo, dalla concentrazione di zucchero e di tè, dal tempo di fermentazione e dalla temperatura utilizzata. Qualsiasi cambiamento delle condizioni di fermentazione potrebbe influenzare il prodotto finale. I componenti principali e alcuni metaboliti chiave, prodotti nel tè fermentato, nella maggior parte dei casi, sono quelli indicati analiticamente nella tabella 3 [27]. L’analisi chimica di questa bevanda ha mostrato la presenza di vari componenti tra cui: acidi organici (acetico, gluconico, glucuronico, citrico, L- lattico, malico, tartarico, malonico, ossalico, succinico, piruvico, usnico), zuccheri (saccarosio, glucosio e fruttosio), vitamine (B1, B2, B6, B12, e C), aminoacidi, ammine biogene, purine, pigmenti, lipidi, proteine, alcuni enzimi idrolitici, etanolo, anidride carbonica, fenolo, nonché alcuni polifenoli del tè, minerali (manganese, ferro, nichel, rame, zinco, piombo, cobalto, cromo e cadmio), anioni (fluoruro, cloruro, bromuro, ioduro, nitrato, fosfato e solfato), DSL (acido D-saccarico-1,4-lattone), prodotti di lieviti e metaboliti batterici. [20][14].

Tabella 3. Composizione chimica generale di Kombucha. S. A. Villarreal-Soto, S.Beaufort, J. Bouajila , J.P. Souchard and P. Taillandie, Understanding Kombucha Tea Fermentation: A Review, Journal Food Science, 2018 Mar [27]

PROPRIETÀ SENSORIALI A CONFRONTO

Per completezza, viene riportato brevemente di seguito, uno studio a confronto, effettuato da un gruppo di esperti, sulla valutazione delle proprietà sensoriali della Kombucha tea con il tè nero non fermentato. E’ emerso che le due bevande non differivano per parametri quali aspetto generale ed accettabilità complessiva. Invece una valutazione migliore è stata riscontrata nel gusto complessivo e nell’intensità del flavor. Solo alcuni giudici hanno avvertito un “sapore di aceto”, mentre, altri un piacevole retrogusto fruttato e aspro. In generale, la bevanda Kombucha tea è stata valutata come armonica e piacevole. [13]

Figura 5. Risultati della valutazione sensoriale della comparazione tra il tè nero e la Kombucha tea (somma di tutti i valutatori) [13]

EFFETTI BENEFICI DELLA KOMBUCHA TEA

La Kombucha tea, come alimento funzionale, con i suoi presunti benefici salutari ha riscosso una notevole popolarità, difatti, le sono stati attribuiti diversi effetti: attività antinfiammatoria, antiossidante, anticancerogena ed epatoprotettiva, riduzione dei livelli di colesterolo e della pressione sanguigna, stimolazioni del sistema immunitario e delle funzioni gastrointestinali. Negli ultimi anni, il consumo sempre crescente della bevanda in molti Paesi, ha portato la ricerca scientifica ad approfondire il ruolo del microbioma nei confronti della salute umana. Purtroppo, al giorno d’oggi, mancano ancora prove scientifiche certe a sostegno dei benefici di Kombucha tea per la salute [15] data la difficoltà di organizzare indagini scientifiche in merito in quanto molto costose. Tuttavia, diversi autori hanno evidenziato attività benefiche di ampio spettro basate su studi di laboratori effettuati in vitro o su animali, tra cui: attività antimicrobica contro agenti patogeni, disintossicazione epatica nei ratti, attività antinfiammatorie, ipocolesterolemiche, antiproliferative, ipoglicemizzanti, antiossidanti e antitumorali [8].

Alcuni ricercatori [24] hanno dimostrato che la Kombucha tea ha svolto un’attività antimicrobica in vitro contro microrganismi come Helicobacter pylori (causa primaria di gastrite e ulcera peptica), Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Agrobacterium tumefaciens: questa attività osservata è stata attribuita al contenuto di acido acetico presente nella bevanda. Anche altri [9] hanno dimostrato che la Kombucha tea contenente 7 g/L di acido acetico (0,7%) ha avuto un’attività antimicrobica contro Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella Cholerasius sierotipo Typhimurium, Bacillus cereus e Agrobacterium tumefaciens [10]. Anche se la maggior parte dei test biologici nella Kombucha tea sono stati effettuati in vitro, diversi autori hanno condotto studi, principalmente, su ratti riscontrando risultati più che interessanti. Difatti, alcuni studiosi [23] hanno effettuato esperimenti su ratti diabetici somministrando la bevanda, a diverse concentrazioni e per 45 giorni, hanno riscontrato una effettiva efficacia anti-iperglicemica. Inoltre, osservavano anche che, con una somministrazione giornaliera di 6 mg/kg di peso corporeo, l’emoglobina glicosilata diminuiva e l’insulina plasmatica aumentava. Altri autori invece [3] si sono focalizzati nell’approfondire l’effetto protettivo esercitato dalla Kombucha tea nei confronti di organi quali: pancreas, fegato, rene e cuore di ratti diabetici: risultati ottenuti hanno mostrato un significativo potenziale antidiabetico della bevanda in questione. Recentemente, altri studiosi [2] hanno lavorato su ratti nutriti con una dieta ricca di colesterolo e di alti livelli di sostanze reattive dell’acido tiobarbiturico (TBARS); hanno scoperto che la concentrazione di TBARS veniva significativamente ridotta nel fegato e nei reni dopo il trattamento con questo tè fermentato. I risultati ottenuti su ratti hanno mostrato che la Kombucha tea potrebbe essere considerata un agente terapeutico contro le tossicità epatiche e renali. Sebbene diverse attività biologiche in vitro siano state confermate per questa bevanda, è necessario eseguire ancora indagini cliniche e ulteriori valutazioni in vivo per confermare i benefici salutari della bevanda [27].

POTENZIALE TOSSICITÀ DEL KOMBUCHA

Sebbene sia stato segnalato che la Kombucha tea abbia effetti curativi, esistono alcune prove di tossicità ad essa associate perchè questa bevanda viene prodotta anche a livello familiare.

Non sempre la fermentazione viene effettuata correttamente, difatti si segnalano casi in cui il suo ingerimento ha causato, in alcuni individui, vertigini e nausea [14]. Inoltre, ci sono state due segnalazioni di avvelenamento da piombo e tossicità gastrointestinale dopo il consumo del prodotto fermentato per un periodo di sei mesi; tuttavia, da indagini approfondite del caso, è emerso che il contaminante responsabile della tossicità della bevanda non era dovuto alla fermentazione in senso stretto della stessa, ma dal pigmento presente nello smalto del contenitore non idoneo. Inoltre, alcuni studiosi [14] hanno descritto un caso di insufficienza renale acuta con acidosi lattica e ipertermia dopo l’ingestione della bevanda, nonché la presenza di Bacillus anthracis, Penicillium e Aspergillus presenti nella Kombucha tea preparata in condizioni non igieniche. Altri episodi sono stati segnalati: due casi di acidosi metabolica correlata ad un consumo eccessivo della bevanda Kombucha > 12 oz./giorno (340 g); successivamente si è scoperto però che i soggetti soffrivano di condizioni che li rendevano suscettibili allo sviluppo di acidosi [21], come l’HIV e l’insufficienza renale acuta [25].

Il Centers for Disease Control and Prevention (CDC) nel 1994, ha stabilito che il consumo giornaliero di 4 oz. (113 g circa) di Kombucha tea non rappresenta un rischio per la salute del consumatore [20]. Anche la Food and Drug Administration (F.D.A.) statunitense ha effettuato alcuni test e ha riferito che la Kombucha tea è una bevanda sicura per il consumo umano. Tuttavia, a causa delle ragioni precedentemente menzionate e della complessità microbiologica di questa bevanda, è sempre importante produrla secondo il codice alimentare del modello F.D.A. [21] [27].

CONCLUSIONE E PROSPETTIVE

la Kombucha tea è conosciuta in quasi tutto il mondo per le sue proprietà biologiche che ancora non sono ben definite, quindi, sono necessarie ulteriori ricerche sulla cinetica di fermentazione della bevanda in modo da identificare i metaboliti benefici prodotti e comprendere la loro relazione con le attività biologiche specialmente nell’uomo definendo in maniera puntuale sia i vantaggi che gli svantaggi riguardo il consumo di questa bevanda. Uno degli obiettivi potrebbe essere quello di ottenere una standardizzazione delle attività biologiche scaturenti dal processo di produzione tra: la composizione dell’acqua utilizzata, le diverse varietà delle foglie di tè, la quantità e la tipologia di zucchero, il tempo e la temperatura di fermentazione e la natura del “fungo del tè”. Al livello scientifico non c’è ancora una effettiva certezza sugli effetti benefici della bevanda Kombucha. Proprio per questo motivo la ricerca molto probabilmente continuerà ad approfondire gli studi in modo sostanziale nei prossimi anni. È evidente che questa bevanda è una fonte di componenti bioattivi di ampia gamma che vengono digeriti, assorbiti e metabolizzati dall’organismo ed esercitano i loro effetti a livello cellulare. Poiché la domanda del consumatore per questa bevanda è in aumento, l’industria necessita di informazioni più affidabili e dettagliate riguardo il processo di fermentazione della Kombucha tea rispetto a quelle attualmente disponibili.

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