Bei der kommerziellen Kombucha-Herstellung geht es bei der Pflege einer Fermentationskultur nicht nur darum, einen SCOBY am Leben zu erhalten.
Die wichtigere Frage ist, wie man eine zuverlässige Quelle für Starterflüssigkeit sicherstellt, mit der neue Chargen stets gleichmäßig beimpft werden können.
Starterflüssigkeit, auch Startertee oder Inokulum genannt, ist fermentiertes Kombucha, das aus einer aktiven Gärung zurückbehalten und in eine frische Charge gesüßten Tees gegeben wird. Es enthält lebensfähige Mikroorganismen sowie Säuren und andere Gärungsstoffwechselprodukte, die während der vorangegangenen Gärung entstanden sind.
Bei der kontinuierlichen Herstellung von Kombucha wird diese Starterflüssigkeit zu einem wichtigen Bestandteil des Produktionszyklus.
Ein Erzeuger kann es verwenden, um eines zu impfen Gärtank einer nach dem anderen, wodurch der Zustand des Starterkulturs einen direkten Einfluss auf die Gärgeschwindigkeit, den Säuregehalt, die Geschmacksentwicklung und die Gleichmäßigkeit der Charge hat.
Die physische SCOBY-Schicht kann ebenfalls als Teil eines Kultursystems gepflegt werden, sollte jedoch nicht mit dem Hauptziel der kommerziellen Starterkultur-Pflege verwechselt werden.
Die Starterflüssigkeit ist das Herzstück der Kultivierung
Wie wir bereits zuvor erläutert haben, handelt es sich bei Kombucha um eine Fermentation mit einer Mischkultur aus Hefen und Bakterien. Während der Fermentation nimmt die Kultur Nährstoffe aus dem Tee auf und produziert organische Säuren, Ethanol, Kohlendioxid und andere Stoffwechselprodukte.
Wenn ein Teil dieser fermentierten Flüssigkeit in eine neue Charge überführt wird, wird damit eine bereits etablierte Mikrobenpopulation in den frischen süßen Tee eingebracht.
Gleichzeitig bringt der Sauerteig die vorhandene Säure in die neue Gärung ein.
Damit erfüllt die Starterflüssigkeit zwei wichtige Funktionen:
- Es liefert ein aktives Inokulum.
- Es trägt dazu bei, die sauren Bedingungen der neuen Charge herzustellen.
Für die kommerzielle Produktion sind beide wertvoll.
Anstatt zuzulassen, dass sich jede neue Charge aus einer sehr kleinen oder uneinheitlichen Mikrobenpopulation entwickelt, kann der Hersteller mit einer definierten Menge an aktiver Fermentationsflüssigkeit beginnen.
Dadurch wird die Starterflüssigkeit zu einem Prozessinputs, der gemessen, überwacht und standardisiert werden kann.
Was ist ein Scoby-Hotel?
Ein “SCOBY-Hotel” ist eine einfache Vorrichtung zur Aufbewahrung von Kulturen, bei der die Pellikel in fermentiertem Kombucha aufbewahrt und regelmäßig mit frischem süßem Tee versorgt werden.
Dies kann für einen kleinen Hersteller nützlich sein, der zwischen den Chargen Ersatzpellikel aufbewahren oder eine Reservekultur bereithalten möchte.
Ein SCOBY-Hotel sollte jedoch nicht mit einem kommerziellen Starter-System verwechselt werden.
Der Hauptzweck eines SCOBY-Hotels besteht darin, das physische Pellikelmaterial zu erhalten.
Der Hauptzweck eines kommerziellen Starter-Systems besteht darin, ein zuverlässiges Inokulum für die Fermentation bereitzuhalten.
Für Heimbrauer können diese beiden Vorgänge im selben Behälter stattfinden.
Bei einer kommerziellen Kombucha-Brauerei sollten diese besser separat betrachtet werden.
Wie sollte Starterflüssigkeit gelagert werden?
Das wichtigste Prinzip besteht darin, den Starter in einem Zustand zu halten, in dem er aktiv und für die Beimpfung einer neuen Gärung geeignet bleibt.
Die Starterflüssigkeit sollte daher nicht wie fertiges Kombucha behandelt werden, das bis zur nächsten Charge im Regal steht.
Die Kultur bleibt biologisch aktiv, und die Lagerbedingungen beeinflussen ihre Aktivität und Zusammensetzung.
Es sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen.
Temperatur
Die Temperatur hat einen direkten Einfluss auf die mikrobielle Aktivität.
Ein wärmerer Starter bleibt in der Regel metabolisch aktiver, während kühlere Bedingungen die mikrobielle Aktivität verlangsamen können.
Bei kurzen Zeitabständen zwischen den Produktionschargen kann ein Hersteller den Starter unter kontrollierten Gärungsbedingungen aufbewahren, damit die Kultur für die Beimpfung bereitsteht.
Bei längeren Lagerzeiten kann eine Strategie mit niedrigeren Temperaturen in Betracht gezogen werden, allerdings sollte die Auswirkung dieser Lagerbedingungen auf die anschließende Gärleistung überprüft werden.
Eine Kultur, die unter anderen Bedingungen gehalten wurde, benötigt möglicherweise eine Erholungsphase, bevor sie sich genauso verhält wie ein aktiv gepflegter Starter.
Das Wichtigste ist die Konsequenz.
Wenn sich die Lagertemperatur von Charge zu Charge erheblich ändert, kann der Starter selbst zu einer weiteren Quelle für Prozessschwankungen werden.
Säuregehalt
Die Starterflüssigkeit sollte normalerweise sauer bleiben, doch gibt es keinen einheitlichen pH-Wert, der einen für den Handel geeigneten Starter für jeden Kombucha-Herstellungsprozess definiert.
Der Zielwert sollte unter Berücksichtigung der Kultur, der Teezusammensetzung, des Beimpfungsverhältnisses, der Fermentierungstemperatur und der gewünschten Produkteigenschaften festgelegt werden.
Die langfristige Überwachung des pH-Werts ist sinnvoll, da sie eine einfache Möglichkeit bietet, Veränderungen im Zustand des Sauerteigs festzustellen.
Der pH-Wert sollte jedoch nicht als einziges Kriterium herangezogen werden.
Änderungen hinsichtlich der titrierbaren Säure, der Gärungsaktivität, des Aromas und der anschließenden Chargenleistung können zusätzliche Informationen liefern.
Verfügbarkeit von Nährstoffen
Eine Kultur, die aktiv bleibt, nimmt weiterhin die verfügbaren Nährstoffe auf.
Wird die Starterflüssigkeit über einen längeren Zeitraum ohne entsprechende Zufuhr gelagert, kann sich ihr Zustand verändern.
Zur aktiven Erhaltung der Kultur können die Hersteller gemäß einem festgelegten Verfahren zur Kulturpflege in regelmäßigen Abständen frischen, gesüßten Tee oder ein anderes geeignetes Substrat zuführen.
Der Fütterungsplan sollte sich eher nach den tatsächlichen Lagerbedingungen und der Kulturaktivität richten als nach einer pauschalen Anzahl von Tagen.
Das Ziel besteht darin, die Kultur aktiv zu halten, ohne dass es durch unkontrollierte Gärung zu unnötiger Säurebildung oder einem übermäßigen Nährstoffverlust kommt.
Wie oft sollte die Starterflüssigkeit erneuert werden?
Es gibt kein einheitliches Auffrischungsintervall, das für alle Kombucha-Brauereien gilt.
An einen täglich verwendeten Starter werden ganz andere Anforderungen gestellt als an eine Reservekultur, die möglicherweise mehrere Wochen lang ungenutzt bleibt.
Der Aktualisierungszyklus hängt ab von:
- Lagertemperatur;
- Startvolumen;
- kulturelle Veranstaltung;
- Nährstoffverfügbarkeit;
- erforderliche Impfhäufigkeit;
- geplanter Produktionsplan.
Für die kontinuierliche Produktion empfiehlt es sich, den Starter als aktive Kultur zu erhalten und ihn regelmäßig gemäß einem festgelegten Produktionszyklus aufzufrischen.
Beispielsweise eine Brauerei, die mehrere Gärtanks pro Woche kann ein spezielles Startergefäß bereitgehalten werden, das mit frischem Substrat befüllt wird und bei jeder neuen Fermentation eine kontrollierte Menge an Inokulum abgibt.
Das ist berechenbarer, als eine Sammlung verschiedener Gläser zu führen oder sich darauf zu verlassen, welcher Produktionstank gerade bereit ist.
Wie viel Sauerteig sollte von jeder Charge aufbewahrt werden?
Die Menge des zurückzubehaltenden Sauerteigs sollte sich nach dem nächsten Produktionsbedarf richten.
Ein kommerzieller Produzent sollte zunächst Folgendes abschätzen:
Wie groß ist die nächste Gärcharge?
Welcher Impfanteil ist erforderlich?
Wie viele Chargen müssen beimpft werden, bevor weiterer Starter zur Verfügung steht?
Wie viel Sauerteig sollte als Reserve übrig bleiben?
Anhand dieser Fragen lässt sich das Kultursystem an den tatsächlichen Produktionsbedarf anpassen.
Beispielsweise benötigt eine Brauerei, die jede Woche mehrere Gärchargen produziert, möglicherweise einen Starterbehälter, der groß genug ist, um mehrere Beimpfungen durchzuführen, ohne die Reservekultur aufzubrauchen.
Dies ist ein Grund dafür, dass die Dimensionierung des Ansetztanks auf dem gesamten Produktionsplan basieren sollte und nicht ausschließlich auf dem Volumen eines einzelnen Gärtanks.
Wie sorgt man dafür, dass der Sauerteig über mehrere Chargen hinweg stabil bleibt?
Kommerzielle Kombucha-Kulturen sind dynamische mikrobielle Gemeinschaften.
Es handelt sich nicht um statische Bestandteile.
Wenn ein Starter wiederholt von einer Fermentation in die nächste überführt wird, ist die Kultur Veränderungen hinsichtlich Temperatur, Teezusammensetzung, Zuckerkonzentration, Sauerstoffverfügbarkeit, Fermentationsdauer, Säuregehalt und anderer Prozessbedingungen ausgesetzt.
Im Laufe der Zeit können diese Bedingungen das Gleichgewicht und das Verhalten der mikrobiellen Gemeinschaft beeinflussen.
Dies wird gemeinhin als „wiederholte Ausbreitung“ oder „Backslopping“ bezeichnet.
Das wiederholte Rückgießen ist ein praktisches und in der Herstellung fermentierter Lebensmittel weit verbreitetes Verfahren, doch sollte nicht davon ausgegangen werden, dass die Kultur über eine unbegrenzte Anzahl von Zyklen hinweg völlig unverändert bleibt.
Bei der kommerziellen Kombucha-Herstellung besteht das praktische Ziel daher nicht darin, genau dieselbe Mikrobenpopulation auf Dauer zu erhalten.
Das Ziel ist es, eine gleichbleibende Gärleistung zu gewährleisten.
Was sollte bei einem handelsüblichen Starter überwacht werden?
Für eine Starterkultur sollten messbare Freigabekriterien festgelegt werden, bevor sie zur Beimpfung einer neuen Produktionscharge verwendet wird.
Die genauen Spezifikationen variieren je nach Hersteller, doch zu den nützlichen Anhaltspunkten können gehören:
pH-Wert
Regelmäßige pH-Messungen können Aufschluss darüber geben, ob die Kultur innerhalb des erwarteten sauren Bereichs bleibt.
Eine plötzliche Abweichung von den historischen Werten kann Anlass zu einer Untersuchung geben.
Titrierbare Säure
Der Säuregehalt liefert Informationen, die der pH-Wert allein nicht erfasst.
Zwei Kulturen können ähnliche pH-Werte aufweisen, obwohl sie unterschiedliche Gesamtsäurekonzentrationen haben.
Fermentationsaktivität
Ein praktischer Test besteht darin, zu beobachten, wie sich der Starter verhält, wenn er in frischen Tee gegeben wird.
Beginnt die neue Charge innerhalb der erwarteten Zeit zu gären?
Verläuft sie gemäß der normalen Gärungskurve?
Wird der Sollzustand innerhalb des üblichen Produktionszeitraums erreicht?
Diese Beobachtungen können aufschlussreicher sein als das Aussehen der SCOBY-Schicht.
Aroma und Aussehen
Ein erfahrenes Produktionsteam kann Veränderungen im Kulturverhalten oft anhand des Geruchs und einer Sichtprüfung erkennen.
Unerwartete Gerüche, ungewöhnlicher Bewuchs oder andere Auffälligkeiten sollten untersucht werden.
Die Sichtprüfung sollte die analytische Überwachung ergänzen, nicht ersetzen.
Leistung von Charge zu Charge
Der aussagekräftigste Indikator für einen stabilen Starter ist die Wiederholbarkeit.
Wenn dieselbe Kultur unter denselben Prozessbedingungen wiederholt ein ähnliches Fermentationsverhalten zeigt, verhält sie sich wie erwartet.
Sollte die Gärung plötzlich langsamer verlaufen, saurer werden, weniger vorhersehbar sein oder sich im sensorischen Profil merklich verändern, sollte der Starter vor der erneuten Verwendung überprüft werden.
Sollte aus jeder fertigen Charge Starterflüssigkeit entnommen werden?
Nicht unbedingt.
Die beste Quelle für den Starter sollte im Rahmen des Produktionsprozesses festgelegt werden.
In manchen Systemen kann ein Teil einer gesunden Erstgärung als Starter für nachfolgende Chargen zurückbehalten werden.
In anderen Systemen wird eine spezielle Starterkultur getrennt von den Hauptproduktionstanks aufbewahrt.
Der zweite Ansatz kann mehr Kontrolle bieten, wenn die Produktion in großem Umfang oder häufig stattfindet.
Außerdem wird dadurch vermieden, dass die Verfügbarkeit des Starters an den genauen Zeitpunkt der fertigen Produktionschargen gebunden ist.
Eine verzögerte Gärung sollte die Zubereitung der nächsten Charge nicht unbedingt verzögern, nur weil noch kein Starter zur Verfügung steht.
Warum ein eigener Startertank die Produktion verbessern kann
Durch einen eigenen Startertank lässt sich die Kultivierung als eigenständiger Vorgang durchführen.
Anstatt den Starter als Nebenprodukt der Produktion zu betrachten, kann die Brauerei eine festgelegte Menge an aktiver Kultur speziell für die Beimpfung vorhalten.
Dies bietet mehrere praktische Vorteile.
Bessere Produktionsplanung
Der Sauerteig kann unabhängig vom Zeitplan für die Hauptgärung zubereitet werden.
Gleichmäßigere Beimpfung
Die Brauerei kann ein Beimpfungsvolumen festlegen und dasselbe Verfahren für mehrere Tanks anwenden.
Einfachere Überwachung
Der Starter kann entnommen und überwacht werden, ohne den Hauptproduktionsprozess zu unterbrechen.
Weniger Handhabungsschritte
Der Starter kann über Sanitärrohrleitungen gefördert werden, anstatt manuell zwischen Behältern umgefüllt zu werden.
Besserer Schutz der Kultur
Ein geschlossener Behälter kann unnötige Exposition gegenüber der Umgebung verringern.
Diese Vorteile gewinnen mit steigender Anzahl von Gärtanks zunehmend an Bedeutung.
Kann Starterflüssigkeit im Kühlschrank aufbewahrt werden?
Niedrigere Temperaturen können die mikrobielle Aktivität verlangsamen und sind daher möglicherweise sinnvoll, wenn eine Kultur vorübergehend aufbewahrt werden muss.
Die Kühlung sollte jedoch nicht automatisch als ideale Lagerungsmethode für jedes Produktionssystem angesehen werden.
Der Effekt hängt ab von:
- Lagertemperatur;
- Aufbewahrungsdauer;
- Zusammensetzung der Kultur;
- Nährstoffverfügbarkeit;
- erforderliche Erholungszeit;
- vorgesehene Gärungsbedingungen nach der Lagerung.
Eine Kultur, die gekühlt gelagert wurde, kann sich anders verhalten als eine, die unter aktiven Gärungsbedingungen gehalten wurde.
Im gewerblichen Betrieb sollte daher jedes Kühl- und Lagerungsverfahren validiert werden, indem überprüft wird, wie sich die Kultur nach der Rückkehr zu den Produktionsbedingungen verhält.
Die entscheidende Frage ist nicht einfach nur, ob die Kultur die Lagerung übersteht.
Es geht darum, ob die Gärung zuverlässig wieder einsetzt.
Wie lange lässt sich Starterflüssigkeit aufbewahren?
Es gibt keine allgemeingültige Haltbarkeitsdauer für lebende Kombucha-Starterflüssigkeit.
Die nutzbare Lagerdauer hängt von der Kultur, den Lagerbedingungen, der Behälterhygiene, der Nährstoffverfügbarkeit und der erforderlichen Fermentationsleistung ab.
Anstatt eine willkürliche Anzahl von Tagen festzulegen, können kommerzielle Hersteller Akzeptanzkriterien für die Wiederverwendung von Starterkulturen definieren.
Zum Beispiel:
- Bleibt der Starter innerhalb des erwarteten pH- und Säurebereichs?
- Hat es das erwartete Aroma?
- Ist es frei von sichtbaren Verunreinigungen?
- Zeigt es ein normales Gärungsverhalten, wenn es in frischen Tee eingebrannt wird?
Dieser Ansatz ist wesentlich sinnvoller, als sich allein auf die Lagerzeit zu verlassen.
Wann sollte eine Starterkultur ausgetauscht werden?
Es gibt keine allgemein gültige Anzahl von Gärungszyklen, nach deren Ablauf eine Kombucha-Kultur entsorgt werden muss.
Stattdessen sollte die Auswahl der Kultur davon abhängen, inwieweit sie die festgelegten Leistungsanforderungen der Brauerei erfüllen kann.
Ein Hersteller kann erwägen, eine Starterkultur zu ersetzen oder neu anzusetzen, wenn folgende Umstände vorliegen:
- anhaltende, ungeklärte Schwankungen bei der Gärung;
- erhebliche und wiederholte Schwankungen des Säuregehalts;
- unerwarteter Geruch oder Geschmack;
- schwache Gärungsaktivität;
- Verdacht auf Kontamination;
- eine Kulturgeschichte, die sich nicht mehr zuverlässig zurückverfolgen lässt.
Bei der Lebensmittelproduktion sollten Verdachtsfälle einer Kontamination stets im Rahmen der Verfahren der Brauerei zur Lebensmittelsicherheit und Qualitätskontrolle behandelt werden.
Allein schon das Zuführen einer fragwürdigen Kultur und deren weitere Vermehrung kann dazu führen, dass sich das Problem auf mehrere Produktionschargen ausbreitet.
Entwicklung eines Starterkultursystems für die kontinuierliche Produktion
Ein kommerzielles Starter-System sollte auf den tatsächlichen Produktionsplan abgestimmt sein.
Zu den wichtigen Überlegungen gehören:
Fassungsvermögen des Gärtanks
- Wie viel Kombucha wird pro Charge hergestellt?
Anzahl der Gärtanks
- Wie viele Chargen müssen möglicherweise gleichzeitig beimpft werden?
Impfquote
- Wie viel Starterflüssigkeit wird für jede Charge benötigt?
Produktionshäufigkeit
- Wie oft muss frischer Sauerteig bereitstehen?
Strategie zur Erhaltung der Kultur
- Wird die Kultur kontinuierlich gepflegt oder nur bei Bedarf aufbereitet?
Übertragungsverfahren
- Wie wird der Starter vom Kulturgefäß in die Gärtanks überführt?
Überwachung
- Wo werden pH-Wert, Säuregehalt, Temperatur und andere Parameter überprüft?
Reinigung
- Wie werden der Startertank und die Förderleitungen gereinigt und desinfiziert?
Diese Fragen sollten bereits bei der Anlagenplanung geklärt werden und nicht erst, wenn die Brauerei bereits in Betrieb ist.
Aufbau eines zuverlässigen Systems zur kontinuierlichen Kombucha-Produktion
Für eine kontinuierliche Kombucha-Herstellung reicht es nicht aus, lediglich einen SCOBY am Leben zu erhalten.
Es kommt darauf an, die Kultur unter kontrollierten Bedingungen zu erhalten, ihre Leistung zu überwachen, ein einheitliches Inokulum in frischen Tee zu übertragen und das gesamte System vor Kontamination zu schützen.
Für gewerbliche Hersteller sollte der Schwerpunkt daher eher auf der Pflege der Starterkultur als auf der Vermehrung des SCOBY liegen.
Tiantai kann auf der Grundlage dieses Prinzips kommerzielle Kombucha-Brauanlagen entwickeln, wobei Gärtanks, Starter- oder Kulturbehälter, Temperaturregelsysteme, hygienische Förderleitungen, CIP-Anlagen, Karbonisierungsanlagen sowie nachgelagerte Verarbeitungsschritte, die entsprechend dem Produktionsprozess konfiguriert sind.
Die Wahl des richtigen Starter-Systems hängt vom Chargenvolumen, dem Gärzyklus, der Anzahl der Tanks, den Anforderungen an die Beimpfung und der Produktionshäufigkeit ab.
Für eine Brauerei, die eine kontinuierliche Produktion plant, lautet die entscheidende Frage nicht:
“Wie viele SCOBYs müssen wir aufbewahren?”
Es lautet:
“Wie können wir eine zuverlässige Starterkultur aufrechterhalten und für jede Fermentationscharge ein gleichbleibendes Inokulum bereitstellen?”
Das ist die Grundlage für eine skalierbare Kombucha-Kulturpflege.