康普茶是一种发酵茶，以其健康益处和浓郁的味道而闻名。但啤酒商发现保持康普茶的低酒精含量具有挑战性，因为发酵过程中使用的细菌和酵母因批次而异。现在，西彭斯堡大学的化学家正在研究如何可靠地减少酒精含量、定制口味特征并加速康普茶发酵过程，以帮助家庭和商业生产商优化他们的时髦啤酒。

研究人员将于今天在美国化学会 (ACS) 春季会议上展示他们的研究结果。ACS 2024 年春季会议是一场混合会议，将于 3 月 17 日至 21 日举行;它包含近 12,000 个有关一系列科学主题的演示。

康普茶的酿造通常从一个装有茶、水、蔗糖和一种称为“SCOBY”的发酵剂的玻璃罐开始——“SCOBY”是细菌和酵母共生培养物的缩写。酵母分解蔗糖，产生乙醇;单糖、葡萄糖和果糖;和二氧化碳。然后，细菌将大部分乙醇和剩余的单糖转化为乙酸、葡萄糖酸和乳酸，从而形成啤酒的风味特征。但 SCOBY 是活生生的，而且是不可预测的。因此，当细菌无法消除乙醇或产生适合风味特征的正确酸时，康普茶酿酒商可能需要化学家来帮助他们避免未来批次的产品遭受同样的命运。

“酿酒师通常将康普茶的制作视为一门艺术，而不是一门科学，”物理化学家、该团队的主要研究人员之一 Jeb Kegerreis 说。“因此，当我们进行咨询时，我们还会引导酿酒师了解发酵过程中发生的生物化学变化。”

Kegerreis 与分析化学家兼首席研究员 John Richardson 合作，后者在大学内成立了一家名为“培养分析”的咨询公司，帮助康普茶生产商并发现优化酿造过程的新方法。他们与化学专业的本科生一起，获得了关于使用替代容器和 SCOBY 食物来源可靠地酿造不含酒精且味道更好的康普茶的有趣见解。

当一位酿酒师与理查森分享他们使用的硅胶真空低温烹调袋与玻璃罐相比，他们使用的硅胶真空低温烹调袋使茶更快发酵并产生更多酸时，就开始研究使用硅胶袋作为玻璃罐的替代品来冲泡康普茶。啤酒制造商明白，酸的快速产生可能意味着细菌更快地去除乙醇，但他们希望科学家帮助找出原因。

研究小组发现，与无孔罐相比，硅胶袋的孔隙率使 SCOBY 暴露在更多的氧气中，从而加快了酿造过程——包括乙醇分解和酸的产生——并将生产时间从大约两周缩短到一周。但他们惊讶地发现，与玻璃罐相比，硅胶袋中的溶解氧水平不一致。“下学期，我们将研究还有哪些因素可以使硅胶袋成为更好的酿造容器，”该团队的化学学生之一艾米丽·斯沃茨 (Emily Swartz) 说。

根据理查森的康普茶品尝专业知识，硅胶袋中泡的茶与玻璃罐中泡的茶一样美味。

说到味道，研究人员注意到，与罐子相比，用硅胶袋冲泡可以得到更多的葡萄糖酸。“我们认为这种酸会更受啤酒商的欢迎，”Kegerreis 说。“葡萄糖酸提供酸度，但没有醋酸的酸醋味，这可能会吸引更多的味蕾。”

由于葡萄糖酸是细菌发酵葡萄糖的产物，研究人员研究了从葡萄糖或果糖而不是蔗糖开始如何改变康普茶的发酵过程和味道。“在发酵过程中，SCOBY 中的酵母将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，”化学本科生 Abbi Czarnecki 说道。“通过仅使用葡萄糖或果糖，我们研究了消除第一步如何影响整个酿造过程。”

研究小组发现，使用葡萄糖作为 SCOBY 食物来源，可以制造出含有更多葡萄糖酸和最少乙醇的康普茶。对于果糖，研究人员测量了更多的乙酸和乙醇。“如果最大限度地减少乙醇产量是衡量我们成功的标准，”化学专业本科生、该团队的海报展示者之一伊恩·洛舍尔 (Ian Loscher) 说，“果糖在该领域失败了。在所有三种糖中，它产生的乙醇最多。”

理查森说果糖啤酒味道更甜。“我更喜欢不太甜的康普茶，但这并不一定是坏事，”他承认。对于团队来说，重要的是分享他们对不同糖和发酵容器的发现，因为这些信息可以帮助酿酒师创造出符合他们想要的所有口味和特征的康普茶。

“酿造康普茶仍然是一个非常有创意的过程，”理查森说。“但是当发酵过程中出现问题时，科学可以帮助纠正。”

该研究由西彭斯堡大学艺术与科学学院的大卫·A·阿特金森和安妮·B·阿特金森本科生研究捐赠基金以及西彭斯堡大学学生研究本科生研究资助计划资助。