Optimization of kombucha production using organic green tea (Camellia sinensis) and specialty coffee (Coffea arabica): Production optimization, physicochemical composition, microbial viability, and sensory evaluation

किण्वित पेय (fermented drinks) लंबे समय से मानव संस्कृति में एक स्थान रखते आए हैं, जो साधारण संरक्षण और जटिल स्वाद के बीच की दूरी को पाटते हैं। इस परंपरा के केंद्र में कोम्बुचा (kombucha) है, एक ऐसा पेय जिसे सूक्ष्मजीवों के एक विशिष्ट समुदाय, जिसे 'सिम्बायोटिक कल्चर ऑफ बैक्टीरिया एंड यीस्ट' (SCOBY) कहा जाता है, द्वारा मीठी चाय को एक तीखे, झागदार पेय में बदलकर बनाया जाता है। यह जीवित संस्कृति, जिसे अक्सर SCOBY कहा जाता है, चीनी का सेवन करके उसे कार्बनिक अम्लों, इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करके कार्य करती है। इसका परिणाम एक ऐसा पेय होता है जो स्वाभाविक रूप से कार्बोनेटेड और बायोएक्टिव यौगिकों से भरपूर होता है, जिसने इसके संभावित स्वास्थ्य लाभों के लिए वैश्विक स्तर पर रुचि जगा दी है, जिसमें एंटीऑक्सीडेंट गुणों से लेकर सूजन-रोधी (anti-inflammatory) प्रभाव तक शामिल हैं। जबकि पारंपरिक कोम्बुचा चाय पर निर्भर करता है, आधुनिक खाद्य परिदृश्य लगातार स्वाद और कार्यक्षमता में विविधता लाने के नए तरीके खोज रहा है। कॉफी, अपने स्वयं के सुगंधित यौगिकों और अम्लों के समृद्ध प्रोफाइल के साथ, चाय के साथ मिश्रण करने के लिए एक आकर्षक उम्मीदवार प्रस्तुत करती है, लेकिन चुनौती यह समझने में निहित है कि ये दो अलग-अलग सामग्रियां सूक्ष्मजीव समुदाय के नाजुक संतुलन को बाधित किए बिना किण्वन के दौरान एक-दूसरे के साथ कैसे परस्पर क्रिया करती हैं।

बहािया के संघीय विश्वविद्यालय (Federal University of Bahia) के शोधकर्ताओं ने इस परस्पर क्रिया का पता लगाने के उद्देश्य से एक नया प्रकार का कोम्बुचा बनाने का प्रयास किया, जो जैविक हरी चाय और विशेष कॉफी का मिश्रण हो। उन्होंने केवल प्रत्येक सामग्री की सही मात्रा का अनुमान नहीं लगाया; इसके बजाय, उन्होंने ब्रूइंग प्रक्रिया को एक सटीक वैज्ञानिक प्रयोग की तरह माना। उन्होंने सत्रह अलग-अलग बैच तैयार किए, जिनमें से प्रत्येक में हरी चाय, कॉफी और चीनी का एक अनूक मिश्रण था। इन मात्राओं को व्यवस्थित रूप से बदलकर, वे देख सके कि विशिष्ट मिश्रण ने अंतिम पेय की अम्लता, रासायनिक संरचना और स्वाद को कैसे प्रभावित किया। उनका लक्ष्य उस "स्वीट स्पॉट" (आदर्श स्थिति) को खोजना था जहाँ कॉफी दिलचस्प स्वाद और स्वास्थ्य लाभ तो प्रदान करे, लेकिन पेय को बहुत अधिक खट्टा न बनाए या आवश्यक लाभकारी बैक्टीरिया को नष्ट न करे।

परिणामों से पता चला कि उपयोग की जाने वाली चाय का प्रकार किण्वन प्रक्रिया का सबसे शक्तिशाली चालक था। जब शोधकर्ताओं ने हरी चाय की मात्रा बढ़ाई, तो पेय काफी अधिक अम्लीय हो गया, जिससे उच्च स्तर के वोलेटाइल (volatile) और टोटल एसिड का उत्पादन हुआ। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि चाय ने आवश्यक पोषक तत्व प्रदान किए जिन्होंने बैक्टीरिया को अधिक सक्रिय रूप से काम करने के लिए प्रेरित किया, जिससे अधिक चीनी को एसिड में परिवर्तित किया गया। इसके विपरीत, कॉफी और चीनी की मात्रा ने एक अलग भूमिका निभाई, जो मुख्य रूप से पेय के pH स्तर को प्रभावित करती है, जो इसकी समग्र खटास निर्धारित करता है। अध्ययन में पाया गया कि हालांकि कॉफी ने एक जटिल सुगंधित प्रोफाइल जोड़ा, लेकिन इसने अपने आप में एसिड के उत्पादन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ावा नहीं दिया। इसके बजाय, कॉफी की उपस्थिति चाय के साथ इस तरह से परस्पर क्रिया करती दिखी जिसने सूक्ष्मजीव गतिविधि को नियंत्रित किया, जिससे बैक्टीरिया और यीस्ट के फलने-फूलने के लिए एक अनूठा वातावरण बना।

सबसे आशाजनक बैचों की पहचान करने के बाद, टीम ने उनके पोषण मूल्य, रंग और उन विशिष्ट यौगिकों को समझने के लिए उनका गहन विश्लेषण किया जो उनकी सुगंध को देते हैं। उन्होंने पाया कि सबसे अच्छे स्वाद वाले पेय वे नहीं थे जिनमें लाभकारी यौगिकों का उच्चतम स्तर या तीव्र अम्लता थी। वे फॉर्मूलेशन जिन्हें स्वाद परीक्षकों से उच्चतम अंक मिले, वे थे जिनमें अवशिष्ट चीनी (residual sugar) की मध्यम मात्रा बनी रही, जिसके परिणामस्वरूप एक संतुलित स्वाद प्रोफाइल प्राप्त हुआ जो न तो बहुत खट्टा था और न ही बहुत कड़वा। ये सफल बैच, जिनमें चीनी का उच्च स्तर और मध्यम अम्लता थी, एस्टर (esters) और उच्च अल्कोहल से भी समृद्ध थे, जो कि यीस्ट द्वारा उत्पादित रासायनिक यौगिक हैं जो फलों जैसी और माल्टी (malty) सुगंध में योगदान करते हैं। यह सुझाव देता है कि उपभोक्ताओं के लिए, पेय का आनंद स्वास्थ्य-वर्धक पदार्थों की सांद्रता को अधिकतम करने के बजाय मिठास और अम्लता के बीच एक सामंज्यपूर्ण संतुलन पर बहुत अधिक निर्भर करता है।

इसके विपरीत, शोधकर्ताओं ने पाया कि सामग्रियों को उनकी चरम सीमा तक ले जाने से सर्वोत्तम परिणाम नहीं मिले। एक फॉर्मूलेशन, जिसमें चाय की बहुत उच्च सांद्रता का उपयोग किया गया था, ने एक ऐसा पेय तैयार किया जिसमें फिनोलिक यौगिकों और अम्लता का उच्चतम स्तर था। हालांकि यह एक स्वास्थ्य पेय के लिए वांछनीय लग सकता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप निम्नतम संवेदी स्वीकृति (sensory acceptance) प्राप्त हुई। तीव्र खटास और कीटोन (ketones) द्वारा प्रधान एक विशिष्ट रासायनिक प्रोफाइल ने पेय को तालू (palate) के लिए कम आकर्षक बना दिया। इसी तरह, हालांकि कॉफी ने भुने हुए और नटी (nutty) सुगंध जैसे अद्वितीय सुगंधित नोट्स में योगदान दिया, केवल अधिक कॉफी जोड़ने से पेय की गुणवत्ता स्वतः ही बेहतर नहीं हुई। वास्तव में, कुछ कॉफी-प्रधान बैचों ने एसिड पैदा करने वाले बैक्टीरिया की कम गतिविधि दिखाई, जिससे किण्वन प्रक्रिया बदल गई और कच्चे कॉफी के सुगंधों को अधिक संरक्षित किया गया, लेकिन पारंपरिक कोम्बुचा के चरित्र की कीमत पर।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि एक सफल कॉफी-इन्फ्यूज्ड कोम्बुचा बनाने के लिए चाय या कॉफी की मात्रा को केवल अधिकतम करने के बजाय सामग्रियों के सावधानीपूर्वक अंशांकन (calibration) की आवश्यकता होती है। सबसे व्यवहार्य उत्पाद एक संतुलित परस्पर क्रिया से उभरे जहाँ चीनी की मात्रा पर्याप्त थी ताकि एक मजबूत किण्वन का समर्थन किया जा सके, लेकिन उपभोक्ता को प्रसन्न करने के लिए पर्याप्त अवशिष्ट मिठास भी बची रहे। शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि कॉफी को कोम्बुचा के लिए एक सबस्ट्रेट (substrate) के रूप में पेश करना पूरी तरह से संभव है, जिससे एक विशिष्ट रासायनिक और संवेदी प्रोफाइल वाला पेय तैयार होता है। हालांकि, एक बाजार-तैयार उत्पाद का मार्ग उस सटीक अनुपात को खोजने में निहित है जहाँ सूक्ष्मजीव समुदाय स्वस्थ और सक्रिय रहे, अम्लता सुखद हो, और चाय एवं कॉफी दोनों की जटिल सुगंध एक सुसंगत, आनंददायक अनुभव में विलीन हो जाए। यह कार्य उन उत्पादकों के लिए एक स्पष्ट रोडमैप प्रदान करता है जो किण्वित पेय क्षेत्र में नवाचार करना चाहते हैं, यह दिखाते हुए कि एक नए स्वाद की कुंजी सामग्रियों के नाजुक संतुलन में निहित है।