Kombucha and its dehydrated and freeze-dried derivatives : physicochemical and microbiological characterization and in vivo toxicity evaluation

Abstract

Kombucha is a biofilm composed of a symbiotic culture of bacteria and yeast, known as SCOBY (Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast). The SCOBY undergoes deterioration processes and loss of nutritional, bioactive and sensory attributes, which negatively impacts its shelf life. These losses can be avoided by drying methods, which help to extend shelf life and preserve the action compounds of its constituents. The objective of this study was to subject and evaluate Kombucha SCOBY to drying techniques by heat dehydration and freeze-drying. Analyses included pH, total soluble solids, total titratable acidity, turbidity, total phenolic compound content, antioxidant activity, microbiological assessment, and toxicity in vivo testing. All analyses were statistically evaluated at a 5% probability level, using SAS software. Both Kombucha beverages and dry products exhibited considerable amounts of phenolic compounds and antioxidant activity. Microorganism counts ranged from 104 to 108 CFU.ml-1 for developed beverages and products. In In vivo tests with Caenorhabditis elegans, no increase in mortality was observed, and worms fed with the fermented products showed enhanced growth. Thus, this study concludes that producing dehydrated and freeze-dried forms of Kombucha-based products is a promising and advantageous field of research for human health.

Kombucha es una biopelícula compuesta por un cultivo simbiótico de bacterias y levaduras, conocido como SCOBY (Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast). El SCOBY sufre procesos de deterioro y pérdida de atributos nutricionales, bioactivos y sensoriales, lo que impacta negativamente en su vida útil. Estas pérdidas pueden evitarse mediante métodos de secado, que ayudan a prolongar la vida útil y conservar los compuestos de acción de sus constituyentes. El objetivo de este estudio fue someter y evaluar Kombucha SCOBY a las técnicas de deshidratación por calor y liofilización. Los análisis incluyeron pH, sólidos solubles totales, acidez titulable total, turbidez, contenido de compuestos fenólicos totales, actividad antioxidante, evaluación microbiológica y pruebas de toxicidad in vivo. Todos los análisis fueron evaluados estadísticamente a un nivel de probabilidad del 5%, utilizando el software SAS. Tanto las bebidas de Kombucha como los productos secos exhibieron cantidades considerables de compuestos fenólicos y actividad antioxidante. Los recuentos de microorganismos oscilaron entre 104 y 108 CFU.ml-1 para bebidas y productos desarrollados. En las pruebas in vivo con Caenorhabditis elegans, no se observó un aumento en la mortalidad y los gusanos alimentados con los productos fermentados mostraron un mayor crecimiento. Por lo tanto, este estudio concluye que la producción de formas deshidratadas y liofilizadas de productos a base de Kombucha es un campo de investigación prometedor y ventajoso para la salud humana.