《Food Bioscience》：Alternative plant infusions as substrates for kombucha production: fermentation performance and functional properties
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本研究评估了有机植物浸提液——荞麦籽、覆盆子叶、蒲公英叶和荨麻叶——作为传统红茶/绿茶底物的替代品用于康普茶生产的可行性。研究人员监测了pH动态变化、共生菌群生物膜产量以及主要代谢产物（包括碳水化合物、乙醇和有机酸）的生成情况。此外，还测定了总维生素C含量、总
本研究评估了有机植物浸提液——荞麦籽、覆盆子叶、蒲公英叶和荨麻叶——作为传统红茶/绿茶底物的替代品用于康普茶生产的可行性。研究人员监测了pH动态变化、共生菌群生物膜产量以及主要代谢产物（包括碳水化合物、乙醇和有机酸）的生成情况。此外，还测定了总维生素C含量、总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）、抗氧化活性（DPPH和FRAP法）以及环氧合酶-2（COX-2）抑制活性。结果表明，所有替代底物均成功支持了康普茶发酵，但发酵性能和代谢产物谱受底物类型显著影响。覆盆子叶和蒲公英叶浸提液表现出良好的发酵性能，并在体外生物活性测定中显示出中等至较高的响应值，而荞麦浸提液则表现出较低的抗氧化活性和COX-2抑制能力。荨麻基康普茶因基质不稳定而被排除在后续分析之外。这些发现表明，利用当地植物资源开发创新型发酵饮料具有广阔前景，同时强调了植物基质组成在决定康普茶功能性方面的重要作用。
研究背景与问题
康普茶是一种源自东亚的传统发酵饮料，通常以加糖红茶为底物，经细菌和酵母共生菌群（SCOBY）发酵而成。近年来，其全球消费量显著增长，这与发酵过程中产生的有机酸、多酚、黄酮类化合物和维生素等生物活性物质有关。尽管已有大量体外研究和临床前实验报道了康普茶的潜在健康效应，但这些证据仍主要局限于实验模型，尚需细胞实验、体内研究和临床试验加以验证。与此同时，研究者们开始探索替代性发酵底物，如草本植物浸提液、果汁、椰汁和蔬菜提取物，以期丰富康普茶的营养和功能特性。然而，对于本地化植物浸提液在发酵动力学、主要代谢产物、全局植物化学标志物及潜在生物活性方面的比较研究仍然有限。因此，本研究旨在系统评估荞麦籽、覆盆子叶、蒲公英叶和荨麻叶等有机植物浸提液作为康普茶替代底物的适用性。
研究方法概述
研究人员采用高效液相色谱法（HPLC）定量检测发酵过程中蔗糖、葡萄糖、果糖、乙醇、乙酸和乳酸的浓度变化；利用分光光度法测定总酚含量（TPC，Folin-Ciocalteu法）、总黄酮含量（TFC，氯化铝比色法）、DPPH自由基清除活性和铁离子还原抗氧化能力（FRAP法）；采用荧光法测定环氧合酶-2（COX-2）抑制活性；并通过HPLC测定总维生素C含量。所有发酵实验设置三个生物学重复。
研究结果
3.1 发酵过程的理化参数动态分析
pH下降速率和SCOBY生物膜产量均受植物浸提液类型影响。双因素重复测量方差分析显示，发酵时间和浸提液类型均显著影响pH值，且两者存在交互作用。覆盆子叶和蒲公英叶浸提液酸化速度较快，荞麦浸提液pH下降较慢。SCOBY干重方面，蒲公英叶浸提液显著高于传统茶基康普茶，荨麻浸提液也表现出较高干重，但其理化性质异常。代谢产物分析显示，覆盆子叶和蒲公英叶浸提液中蔗糖消耗和单糖利用更快，荞麦浸提液残留糖分较高。乙醇浓度在第7至9天达到峰值后下降，传统茶和覆盆子叶康普茶乙醇积累最高。乙酸浓度在蒲公英叶和覆盆子叶康普茶中最高，荞麦康普茶最低。乳酸浓度总体较低且变异较大。荨麻基康普茶因出现过度浑浊和不稳定质地被排除后续分析。
3.2 发酵饮料的体外功能潜力评估
3.2.1 总维生素C含量
传统茶基康普茶在整个发酵过程中维生素C浓度最高（19.8–23.4 mg/L）。覆盆子叶康普茶初始值中等（11.6–12.6 mg/L），发酵后增加约+3.3 mg/L。荞麦和蒲公英叶康普茶浓度较低。双因素方差分析显示浸提液类型效应显著，而发酵时间及其与浸提液的交互作用不显著。
3.2.2 总酚和总黄酮含量
传统茶基康普茶TPC最高（>2000 mg GAE/100 mL），覆盆子叶和蒲公英叶居中（1500–1800 mg GAE/100 mL），荞麦最低（<500 mg GAE/100 mL）。基线校正后TPC变化显示发酵时间和浸提液类型交互作用显著。TFC方面，覆盆子叶康普茶最高（200–250 mg QE/100 mL），但基线校正后未观察到统计学显著变化。
3.2.3 抗氧化能力
DPPH实验中，传统茶和覆盆子叶康普茶保持>90%的高清除率，蒲公英叶略低且波动较大，荞麦康普茶从第2天后显著下降至50–60%。基线校正后分析显示发酵时间和浸提液类型及其交互作用均显著。FRAP实验中，传统茶康普茶还原力最强（>5000 μM Fe2+/mL），覆盆子叶和蒲公英叶居中，荞麦最低。基线校正后仅发酵时间效应显著。
3.2.4 COX-2抑制活性
所有配方在发酵后COX-2抑制活性均有所增强，传统茶康普茶抑制率超过80%，覆盆子叶和蒲公英叶达60–70%，荞麦低于30%。双因素方差分析显示发酵时间和浸提液类型效应显著，但交互作用不显著。荞麦康普茶在两种时间点的抑制增加幅度均显著低于其他三种配方。
结论与意义
本研究表明，底物的植物学属性在塑造康普茶发酵行为及相关的理化和体外生物活性特性中起主导作用。传统红茶/绿茶在测试条件下表现出一致的发酵行为，并展现出最高的抗氧化能力和体外COX-2抑制活性。在替代底物中，覆盆子叶和蒲公英叶浸提液最具应用潜力，其在各项体外测定中表现出中等至较高的响应值，而荞麦浸提液虽可发酵，但抗氧化和COX-2抑制活性较低。荨麻基康普茶因基质不稳定被排除。研究还发现，发酵过程中维生素C含量的变化相对有限，表明康普茶加工条件有助于保护该成分。从工业角度看，覆盆子叶和蒲公英叶浸提液因其高效的发酵支持和较高的体外生物活性，成为极具前景的替代底物。这些发现支持将替代植物浸提液用作康普茶生产的可行底物，并为开发具有功能潜力的多样化发酵饮料提供了有用知识。更广泛而言，研究结果凸显了利用本地植物资源进行价值转化的机遇，并为可持续和创新食品系统的持续努力做出了贡献。
