La Kombucha è una bevanda fermentata ottenuta da tè zuccherato e una coltura simbiotica di batteri e lieviti (SCOBY). La preparazione prevede l’infusione di tè in acqua zuccherata (circa 80 g/L) a cui si aggiunge lo SCOBY, e una porzione di Kombucha precedentemente fermentata per avviare il processo fermentativo. Una seconda fermentazione è effettuata direttamente in bottiglia, e questa seconda fase può durare 10–21 giorni, o più. Il microbioma che caratterizza la Kombucha è composto principalmente da batteri acetici appartenenti alla famiglia delle Acetobacteraceae (ad esempio, Komagataeibacter, Acetobacter, Gluconobacter), e da lieviti come Saccharomyces cerevisiae e altri non-Saccharomyces (Candida, Schizosaccharomyces, Dekkera, Brettanomyces), oltre a una minor presenza di batteri lattici (Lactobacillus, Pediococcus, Lactococcus, Leuconostoc). Durante la fermentazione, i lieviti scompongono il saccarosio in glucosio e fruttosio, producendo etanolo e anidride carbonica. L’etanolo viene ossidato dai batteri acetici in acido acetico, che abbassa il pH e stimola la crescita dei batteri stessi. I batteri lattici contribuiscono ulteriormente alla riduzione del pH attraverso la produzione di acido lattico, conferendo alla Kombucha proprietà antimicrobiche. La fermentazione produce numerosi composti bioattivi, tra cui acidi organici (acetico, gluconico, glucuronico, lattico), polifenoli, antiossidanti e vitamine del gruppo B e C. La Kombucha rappresenta un esempio di economia circolare grazie all’utilizzo di scarti agricoli e sottoprodotti come substrati alternativi per la fermentazione. Fonti ricche di molecole antiossidanti e antibatteriche possono ampliare il repertorio di metaboliti bioattivi ottenibili, riducendo gli sprechi e migliorando il profilo biochimico della bevanda. Esperimenti con materiali come buccia di banana, siero di soia e reflui vinicoli hanno dimostrato come tali substrati possano migliorare le caratteristiche funzionali e organolettiche della Kombucha.

Nell’ambito del National Biodiversity Future Center, lo Spoke 6, in questo ambito di ricerca, si concentra sulla produzione di Kombucha nella sua maniera tradizionale, ma anche utilizzando scarti tipici del territorio, con un approccio transdisciplinare e un triplice obiettivo:

a) caratterizzazione del microbioma dello SCOBY e della Kombucha mediante tecniche di metagenomica shotgun e approcci di machine learning per esplorarne il potenziale metabolico;

b) sviluppo di processi sostenibili per ottenere molecole bioattive con applicazioni multifunzionali;

c) ottimizzazione della produzione di cellulosa batterica, con l’obiettivo di aumentarne la resa per applicazioni industriali innovative e sostenibili.

Il Dipartimento di Biologia ed il Dipartimento di Agraria dell’Università degli Studi di Napoli Federico II stanno portando avanti attività di ricerca avanzata per valorizzare gli scarti agroalimentari. In particolare, le professoresse Patrizia Contursi e Francesca De Filippis, insieme ai loro dottorandi Arianna De Risi e Raffaele Magliulo sostenuti dai fondi del NBFC, stanno lavorando sull’utilizzo di questi scarti come fonti alternative di azoto e carbonio. L’obiettivo principale delle ricerche è duplice: da un lato, aumentare la produzione di cellulosa batterica, dall’altro sviluppare una bevanda funzionale arricchita di molecole bioattive con proprietà antimicrobiche e antiossidanti. Per raggiungere questi traguardi, è fondamentale comprendere a fondo il microbioma e le dinamiche ecologiche che regolano la fermentazione. Il progetto si avvale anche di collaborazioni interdisciplinari con diversi dipartimenti, tra cui il Dipartimento di Scienze Chimiche (con il prof. Marco Masi), il Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche (con la prof.ssa Maria Rosaria Catania e la dr.ssa Emanuela Roscetto) e il CNR di Pozzuoli (con il prof. Francesco Donsì). Inoltre, l’Università di Milano-Bicocca collabora nelle analisi chimiche approfondite per studiare variazioni di pH, contenuto di minerali e oligoelementi. A partire da aprile, la professoressa Contursi avvierà una collaborazione con l’Università di Varsavia, guidata dalla professoressa Dorota Zielińska.

La ricerca si concentrerà sullo sviluppo di colture starter SCOBY con Heyndrickxia coagulans MA13 e sulla creazione di una formula innovativa per un Latte-SCOBY. Verranno condotte analisi microbiologiche e chimiche per identificare composti come acidi organici, SCFA e antiossidanti, oltre a valutazioni sensoriali e studi sul potenziale antiossidante delle bevande. Infine, si analizzerà l’effetto sul microbiota umano con approfondimenti metagenomici e metabolomici.

Questa ricerca rappresenta un esempio virtuoso di come scienza e sostenibilità possano convergere per creare soluzioni innovative e utili per il benessere umano.