康普茶是一種發(fā)酵茶，以其健康益處和濃郁的味道而聞名。但啤酒商發(fā)現(xiàn)保持康普茶的低酒精含量具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程中使用的細(xì)菌和酵母因批次而異。現(xiàn)在，西彭斯堡大學(xué)的化學(xué)家正在研究如何可靠地減少酒精含量、定制口味特征并加速康普茶發(fā)酵過(guò)程，以幫助家庭和商業(yè)生產(chǎn)商優(yōu)化他們的時(shí)髦啤酒。

研究人員將于今天在美國(guó)化學(xué)會(huì) (ACS) 春季會(huì)議上展示他們的研究結(jié)果。ACS 2024 年春季會(huì)議是一場(chǎng)混合會(huì)議，將于 3 月 17 日至 21 日舉行;它包含近 12,000 個(gè)有關(guān)一系列科學(xué)主題的演示。

康普茶的釀造通常從一個(gè)裝有茶、水、蔗糖和一種稱為“SCOBY”的發(fā)酵劑的玻璃罐開(kāi)始——“SCOBY”是細(xì)菌和酵母共生培養(yǎng)物的縮寫(xiě)。酵母分解蔗糖，產(chǎn)生乙醇;單糖、葡萄糖和果糖;和二氧化碳。然后，細(xì)菌將大部分乙醇和剩余的單糖轉(zhuǎn)化為乙酸、葡萄糖酸和乳酸，從而形成啤酒的風(fēng)味特征。但 SCOBY 是活生生的，而且是不可預(yù)測(cè)的。因此，當(dāng)細(xì)菌無(wú)法消除乙醇或產(chǎn)生適合風(fēng)味特征的正確酸時(shí)，康普茶釀酒商可能需要化學(xué)家來(lái)幫助他們避免未來(lái)批次的產(chǎn)品遭受同樣的命運(yùn)。

“釀酒師通常將康普茶的制作視為一門(mén)藝術(shù)，而不是一門(mén)科學(xué)，”物理化學(xué)家、該團(tuán)隊(duì)的主要研究人員之一 Jeb Kegerreis 說(shuō)。“因此，當(dāng)我們進(jìn)行咨詢時(shí)，我們還會(huì)引導(dǎo)釀酒師了解發(fā)酵過(guò)程中發(fā)生的生物化學(xué)變化。”

Kegerreis 與分析化學(xué)家兼首席研究員 John Richardson 合作，后者在大學(xué)內(nèi)成立了一家名為“培養(yǎng)分析”的咨詢公司，幫助康普茶生產(chǎn)商并發(fā)現(xiàn)優(yōu)化釀造過(guò)程的新方法。他們與化學(xué)專業(yè)的本科生一起，獲得了關(guān)于使用替代容器和 SCOBY 食物來(lái)源可靠地釀造不含酒精且味道更好的康普茶的有趣見(jiàn)解。

當(dāng)一位釀酒師與理查森分享他們使用的硅膠真空低溫烹調(diào)袋與玻璃罐相比，他們使用的硅膠真空低溫烹調(diào)袋使茶更快發(fā)酵并產(chǎn)生更多酸時(shí)，就開(kāi)始研究使用硅膠袋作為玻璃罐的替代品來(lái)沖泡康普茶。啤酒制造商明白，酸的快速產(chǎn)生可能意味著細(xì)菌更快地去除乙醇，但他們希望科學(xué)家?guī)椭页鲈颉?/p>

研究小組發(fā)現(xiàn)，與無(wú)孔罐相比，硅膠袋的孔隙率使 SCOBY 暴露在更多的氧氣中，從而加快了釀造過(guò)程——包括乙醇分解和酸的產(chǎn)生——并將生產(chǎn)時(shí)間從大約兩周縮短到一周。但他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，與玻璃罐相比，硅膠袋中的溶解氧水平不一致。“下學(xué)期，我們將研究還有哪些因素可以使硅膠袋成為更好的釀造容器，”該團(tuán)隊(duì)的化學(xué)學(xué)生之一艾米麗·斯沃茨 (Emily Swartz) 說(shuō)。

根據(jù)理查森的康普茶品嘗專業(yè)知識(shí)，硅膠袋中泡的茶與玻璃罐中泡的茶一樣美味。

說(shuō)到味道，研究人員注意到，與罐子相比，用硅膠袋沖泡可以得到更多的葡萄糖酸。“我們認(rèn)為這種酸會(huì)更受啤酒商的歡迎，”Kegerreis 說(shuō)。“葡萄糖酸提供酸度，但沒(méi)有醋酸的酸醋味，這可能會(huì)吸引更多的味蕾。”

由于葡萄糖酸是細(xì)菌發(fā)酵葡萄糖的產(chǎn)物，研究人員研究了從葡萄糖或果糖而不是蔗糖開(kāi)始如何改變康普茶的發(fā)酵過(guò)程和味道。“在發(fā)酵過(guò)程中，SCOBY 中的酵母將蔗糖分解為葡萄糖和果糖，”化學(xué)本科生 Abbi Czarnecki 說(shuō)道。“通過(guò)僅使用葡萄糖或果糖，我們研究了消除第一步如何影響整個(gè)釀造過(guò)程。”

研究小組發(fā)現(xiàn)，使用葡萄糖作為 SCOBY 食物來(lái)源，可以制造出含有更多葡萄糖酸和最少乙醇的康普茶。對(duì)于果糖，研究人員測(cè)量了更多的乙酸和乙醇。“如果最大限度地減少乙醇產(chǎn)量是衡量我們成功的標(biāo)準(zhǔn)，”化學(xué)專業(yè)本科生、該團(tuán)隊(duì)的海報(bào)展示者之一伊恩·洛舍爾 (Ian Loscher) 說(shuō)，“果糖在該領(lǐng)域失敗了。在所有三種糖中，它產(chǎn)生的乙醇最多。”

理查森說(shuō)果糖啤酒味道更甜。“我更喜歡不太甜的康普茶，但這并不一定是壞事，”他承認(rèn)。對(duì)于團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，重要的是分享他們對(duì)不同糖和發(fā)酵容器的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@些信息可以幫助釀酒師創(chuàng)造出符合他們想要的所有口味和特征的康普茶。

“釀造康普茶仍然是一個(gè)非常有創(chuàng)意的過(guò)程，”理查森說(shuō)。“但是當(dāng)發(fā)酵過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，科學(xué)可以幫助糾正。”

該研究由西彭斯堡大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的大衛(wèi)·A·阿特金森和安妮·B·阿特金森本科生研究捐贈(zèng)基金以及西彭斯堡大學(xué)學(xué)生研究本科生研究資助計(jì)劃資助。