Fragt man, was man zur Herstellung von Kombucha braucht, lautet die Antwort oft ein einziges, bekanntes Wort: SCOBY.
Für Generationen von Hobbybrauern ist die dicke, geleeartige Schicht, die auf dem Tee schwimmt, fast schon zum Synonym für die Kombucha-Gärung geworden. Die kommerzielle Kombucha-Herstellung erfordert jedoch ein genaueres Verständnis dessen, was tatsächlich im Gärbehälter vor sich geht.
Die sichtbare SCOBY-Schicht und die fermentierte Flüssigkeit hängen zwar zusammen, sind jedoch keine austauschbaren Begriffe. Beide können Mikroorganismen enthalten, die an der Fermentation beteiligt sind, während die Flüssigkeit zudem die bereits von der Kultur produzierten Säuren und Stoffwechselprodukte enthält.
Braucht Kombucha also wirklich die physische SCOBY-Schicht, wenn man eine neue Charge ansetzt?
Die praktische Antwort ist etwas differenzierter.
Für die Kombucha-Gärung sind eine aktive Mikrobenkultur und eine geeignete Gärungsumgebung erforderlich. Der Pellikel selbst ist nicht die einzige Möglichkeit, diese Kultur bereitzustellen.
Für kommerzielle Hersteller ist diese Unterscheidung von Bedeutung, da das Ziel nicht einfach darin besteht, die Fermentation einmalig zu starten. Vielmehr geht es darum, einen wiederholbaren Beimpfungsprozess zu etablieren, der in ein kontrolliertes Produktionssystem integriert werden kann.
Was bedeutet SCOBY eigentlich?
SCOBY steht für „Symbiotische Kultur aus Bakterien und Hefe“.
Der Begriff bezeichnet die mikrobielle Gemeinschaft, die an der Kombucha-Gärung beteiligt ist, und nicht lediglich die dicke Zelluloseschicht, die sich an der Oberfläche des Getränks bildet.
Während der Gärung stehen Hefen und Bakterien in Wechselwirkung miteinander. Hefen verstoffwechseln Zucker und produzieren unter anderem Ethanol, während Essigsäurebakterien Ethanol in organische Säuren umwandeln können. Bestimmte Bakterien produzieren zudem Zellulose, aus der sich nach und nach der schwimmende Biofilm entwickelt, der gemeinhin als SCOBY-Pellikel bezeichnet wird.
Das bedeutet, dass zwei miteinander verbundene Dinge oft unter einem gemeinsamen Begriff zusammengefasst werden:
Die Mikrobenkultur – die Lebensgemeinschaft, die für die Gärung verantwortlich ist.
Die Pellicle – der zellulosehaltige Biofilm, der während der Gärung entsteht.
Diese Unterscheidung ist bei der Konzeption eines industriellen Prozesses von Bedeutung.
Die Pellikel kann Mikroorganismen enthalten, ist jedoch nicht einfach ein fester “Starter” im gleichen Sinne wie ein mikrobielles Inokulum. Auch die sie umgebende fermentierte Flüssigkeit ist mikrobiologisch aktiv und kann einen wesentlichen Teil der Kultur in eine neue Charge übertragen.
Was ist die SCOBY-Schicht?
Die bekannte gummiartige Schicht, die sich auf der Oberfläche einer Kombucha-Fermentation bildet, ist ein zellulosereicher Biofilm.
Es bildet sich an der Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche, da bestimmte Essigsäurebakterien während der Fermentation Zellulose produzieren. Mikroorganismen können sich in dieser Struktur festsetzen, wodurch ein physikalisches Umfeld entsteht, das das Wachstum und die Interaktion der Mikroorganismen begünstigt.
Die Dicke und das Aussehen der Pellikel können erheblich variieren.
Bei einer gesunden Fermentation kann in einer Charge eine dünne, glatte Schicht entstehen, während in einer anderen Charge eine deutlich dickere oder unregelmäßige Schicht gebildet wird. Das Erscheinungsbild kann durch die mikrobielle Gemeinschaft, die Sauerstoffverfügbarkeit, die Temperatur, die Substratzusammensetzung, die Fermentationsbedingungen und die Dauer beeinflusst werden.
Daher ist das Auftreten der Pellicle kein verlässlicher Einzelindikator für die Fermentationsleistung.
Ein dicker Belag bedeutet nicht zwangsläufig, dass die Gärkultur stärker ist. Ebenso ist ein dünner Belag nicht automatisch ein Zeichen für eine fehlgeschlagene Gärung.
Für die kommerzielle Produktion liefern Prozessdaten wie pH-Wert, Säuregehalt, Temperatur, Gärzeit, Zuckerverbrauch und sensorische Eigenschaften weitaus nützlichere Informationen.
Was ist Starterflüssigkeit?
Als Starterflüssigkeit dient fermentiertes Kombucha, das aus einem bereits etablierten Gärprozess aufbewahrt wurde und zur Beimpfung von frisch zubereitetem süßem Tee verwendet wird.
Im Gegensatz zur festen Pellikel kann die Starterflüssigkeit als abgemessenes Volumen entnommen werden.
Sie enthält Mikroorganismen aus der vorherigen Gärung sowie organische Säuren, die sich bereits während der Gärung angesammelt haben. Durch die Zugabe dieser sauren Gärflüssigkeit zu frischem süßem Tee verändern sich daher die Ausgangsbedingungen der neuen Charge bereits ab dem Zeitpunkt der Beimpfung.
Dies ist einer der Hauptgründe, warum Starterflüssigkeit in der gewerblichen Produktion so nützlich ist.
Der Hersteller beginnt nicht mit einer völlig neuen mikrobiellen Umgebung. Stattdessen wird eine etablierte Fermentationskultur in eine neue Charge eingebracht.
Der Prozess lässt sich daher wie folgt verstehen:
Bestehende Gärung → Starterflüssigkeit → Frischer süßer Tee → Neue Gärung
Die neue Charge entwickelt dann ihr eigenes Gärungsprofil und dient gleichzeitig als Starter für einen nachfolgenden Produktionszyklus.
Braucht Kombucha die physische SCOBY-Schicht?
Nicht unbedingt.
Die an der Kombucha-Gärung beteiligten Mikroorganismen kommen sowohl in der fermentierten Flüssigkeit als auch in der Pellikel vor. Durch die Übertragung einer ausreichenden Menge aktiver fermentierter Flüssigkeit kann daher auch ohne die Übertragung einer großen Zellulosematte ein Impfstoff für eine neue Charge bereitgestellt werden.
Das bedeutet jedoch nicht, dass die Pellikel nutzlos ist.
Ein Pellikel kann eine vielfältige mikrobielle Gemeinschaft beherbergen und wird im Rahmen der Kulturmanagementpraktiken eines Herstellers möglicherweise beibehalten. Bei einigen Produktionsverfahren werden sowohl Pellikelmaterial als auch die Fermentationsflüssigkeit gezielt verwendet.
Wichtig ist, dass die feste Pellikel nicht mit der gesamten Fermentationskultur verwechselt werden darf.
Aus wirtschaftlicher Sicht sollte sich die Frage daher nicht mehr auf Folgendes konzentrieren:
“Wie viele SCOBYs soll ich in den Behälter geben?”
und in Richtung:
“Wie viel aktives Inokulum wird benötigt, und wie lässt sich dessen Zustand von Charge zu Charge kontrollieren?”
Das ist eine weitaus sinnvollere Herangehensweise, um die Kombucha-Gärung im Produktionsmaßstab zu betrachten.
Warum Starterflüssigkeit im industriellen Maßstab oft praktischer ist
Ein kommerzielles Fermentationssystem ist auf Wiederholbarkeit ausgelegt.
Angenommen, ein Hersteller betreibt mehrere Fermentertanks gleichzeitig. Jede neue Charge muss unter möglichst gleichbleibenden Bedingungen mit einem Impfstoff versetzt werden.
Ein flüssiger Sauerteig erleichtert dies, da er:
- nach Volumen gemessen
- durch Sanitärleitungen gepumpt
- direkt in den Gärtank umgefüllt
- zur Analyse entnommen
- auf pH-Wert und Säuregehalt überprüft
- in einen festgelegten Produktionsprozess integriert.
Eine Zellulose-Pellikul ist wesentlich schwieriger zu standardisieren.
Dicke, Größe, Feuchtigkeitsgehalt und mikrobielle Verteilung können von Charge zu Charge variieren. Die manuelle Handhabung großer Pellikelstücke erfordert zudem zusätzliche Arbeitsschritte.
Das bedeutet nicht, dass die Flüssigkeit aus biologischer Sicht an sich “besser” ist als die Pellikel. Es bedeutet vielmehr, dass sich die flüssige Phase im Allgemeinen leichter in einen technisch ausgereiften kommerziellen Prozess integrieren lässt.
Für eine Produktionsanlage können die einfache Messbarkeit und Übertragbarkeit ebenso wichtig sein wie die biologischen Eigenschaften der Kultur.
Warum der anfängliche pH-Wert von Bedeutung ist
Einer der wichtigsten Unterschiede zwischen frischem Süßtee und gereiftem Kombucha ist der Säuregehalt.
Frisch zubereiteter süßer Tee bietet ein relativ günstiges Milieu für eine Vielzahl von Mikroorganismen. Fermentiertes Kombucha hingegen enthält organische Säuren, die beim Stoffwechsel der Mikroorganismen entstehen, und weist daher einen deutlich niedrigeren pH-Wert auf.
Wenn einer neuen Charge Starterflüssigkeit zugesetzt wird, bewirkt dies mehr als nur die Einbringung von Mikroorganismen.
Außerdem trägt es zur Säure bei.
Dadurch kann die neue Gärung unter Bedingungen beginnen, die bereits denen einer etablierten Kombucha-Gärung ähneln. Der Säuerungseffekt ist besonders in der Anfangsphase von Bedeutung, bevor die neue Mikrobenpopulation nennenswerte Mengen an organischen Säuren gebildet hat.
In der kommerziellen Produktion kann die Steuerung dieser Ausgangsbedingungen dazu beitragen, den Fermentationsverlauf besser vorhersagbar zu machen.
Der pH-Wert sollte jedoch nicht als einziger Qualitätsparameter betrachtet werden.
Bei einem kommerziellen Kombucha-Herstellungsprozess sollten in der Regel der pH-Wert sowie die Gärzeit, die Temperatur, der Zuckerverbrauch, das Verhalten der Kultur und die Spezifikationen des fertigen Getränks berücksichtigt werden.
Kann man Kombucha nur mit Starterflüssigkeit ansetzen?
Eine aktive Starterflüssigkeit kann das für den Start der Fermentation erforderliche mikrobielle Inokulum liefern, ihre Wirksamkeit hängt jedoch vom Zustand der Kultur und den Rahmenbedingungen des Prozesses ab.
Der Starter muss eine geeignete und aktive mikrobielle Gemeinschaft enthalten. Der frische Tee muss zudem ein geeignetes Substrat bieten, und die Fermentationsumgebung muss die beabsichtigte Kultur fördern.
Aus diesem Grund garantiert das bloße Hinzufügen einer beliebigen Menge sauren Kombuchas zu süßem Tee keine gleichbleibende kommerzielle Gärung.
Die Qualität des Starters spielt eine Rolle.
Ein Produzent sollte Folgendes berücksichtigen:
- Wie ausgereift ist der Sauerteig?
- Wie sauer ist es?
- Wie wurde es gelagert?
- War es Bedingungen ausgesetzt, die die Kultur schädigen könnten?
- Ist die mikrobielle Kultur über mehrere Vermehrungszyklen hinweg stabil geblieben?
- Zeigt der Starter ein vorhersehbares Gärungsverhalten?
Diese Fragen gewinnen zunehmend an Bedeutung, wenn dieselbe Kultur über viele Produktionszyklen hinweg weiterverbreitet wird.
Was passiert, wenn man immer wieder dieselbe Kultur weiterverbreitet?
Eine der Herausforderungen bei der Verwendung einer lebenden Mischkultur besteht darin, dass Kombucha keine Fermentation mit einem einzigen Stamm ist.
Die mikrobielle Gemeinschaft kann sich im Laufe der Zeit verändern.
Verschiedene Hefen und Bakterien können unterschiedlich auf Veränderungen der Temperatur, der Teezusammensetzung, der Zuckerkonzentration, der Sauerstoffverfügbarkeit, des Säuregehalts und der Gärzeit reagieren. Infolgedessen kann eine wiederholte Vermehrung unter wechselnden Bedingungen das Gleichgewicht und das Verhalten der Kultur nach und nach beeinflussen.
Bei einem handwerklichen Hersteller können gewisse Abweichungen akzeptabel sein.
Für einen kommerziellen Hersteller sind unkontrollierte Schwankungen wesentlich schwieriger zu bewältigen.
Eine Veränderung des mikrobiellen Verhaltens kann sich auf die Gärgeschwindigkeit, den Säuregehalt, den Restzuckergehalt, das Aroma und den Geschmack auswirken. Außerdem kann sie den Zeitplan für nachfolgende Arbeitsschritte wie Aromatisierung, Karbonisierung, Filtration und Abfüllung beeinflussen.
Aus diesem Grund ist es bei der kommerziellen Kombucha-Herstellung von Vorteil, festgelegte Verfahren für die Aufbewahrung der Starterkultur, die Überwachung, die Desinfektion und die Beimpfung zu befolgen.
Entwicklung von Kombucha-Gärungsanlagen, die auf die Kultur abgestimmt sind
Bei der Auswahl von Kombucha-Anlagen für den gewerblichen Einsatz sollte der Gärtank nicht allein anhand seines Nutzvolumens beurteilt werden.
Die Ausrüstung sollte zudem der Art und Weise entsprechen, wie die Kultur tatsächlich verwaltet wird.
So sollte ein Hersteller beispielsweise überlegen, wie die Starterflüssigkeit in den Tank gelangt, wie die Gärtemperatur geregelt wird, wie Proben entnommen werden, wie der Tank gereinigt wird und wie das fermentierte Kombucha in die nächste Produktionsstufe überführt wird.
Tiantai betrachtet Kombucha-Anlagen aus dieser prozesstechnischen Perspektive.
Je nach erforderlicher Produktionskapazität und Fermentationsstrategie lässt sich ein kommerzielles System mit Fermentationsbehältern, Temperaturregelsystemen, hygienischen Förderleitungen, CIP-Anlagen, nachgeschalteten Filtrations- und Karbonisierungsanlagen sowie Abfülllösungen konfigurieren.
Für Hersteller, die eine neue Kombucha-Anlage aufbauen, ist dieser Ansatz sinnvoller, als eine bestimmte Anzahl von SCOBY-Pellikeln vorzuschreiben oder ein Rezept für kleine Chargen einfach in größerem Maßstab zu übernehmen.
Die entscheidende Frage lautet:
Wie kann die Fermentationskultur unter kontrollierten Bedingungen eingeführt und gepflegt werden, damit jede Produktionscharge einem vorhersehbaren Prozess folgt?
Sobald diese Frage geklärt ist, wird die Rolle sowohl der SCOBY-Schicht als auch der Starterflüssigkeit viel deutlicher.