SCOBY ( Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast ) คือหัวเชื้อหมักแบบพึ่งพาอาศัย กันทางด้านอาหาร ( starter ) ที่ประกอบด้วยแบคทีเรียกรดแลคติก (LAB) แบคทีเรียกรดอะซิติก (AAB) และยีสต์ซึ่งเกิดขึ้นในการเตรียม อาหารและเครื่องดื่ม รสเปรี้ยวเช่นคอมบูชา [ ^{1 ] เบียร์}และไวน์ก็ผ่านกระบวนการหมักด้วยยีสต์เช่นกัน แต่ส่วนประกอบ LAB และ AAB ที่เป็นเอกลักษณ์ของ SCOBY มักถูกมองว่าเป็นสาเหตุของการเน่าเสียมากกว่าสิ่งที่ต้องการ^{[ 2 ] [ 3 ]}ทั้ง LAB และ AAB จะเข้าไปอยู่บนพื้นผิวของข้าวบาร์เลย์และมอลต์ในการหมักเบียร์และองุ่นในการหมักไวน์ LAB จะลดค่าpHของเบียร์หรือไวน์ ในขณะที่ AAB จะนำเอทานอลที่ผลิตจากยีสต์มาออกซิไดซ์ต่อไปเป็นน้ำส้มสายชูส่งผลให้มีรสชาติและกลิ่นเปรี้ยว^{[ 2 ] [ 3 ]}นอกจากนี้ AAB ยังมีส่วนรับผิดชอบในการสร้างเซลลูโลส SCOBY อีกด้วย^{[ 1 ]}

SCOBY หมายถึงวัฒนธรรมของแบคทีเรียและยีสต์ที่แขวนลอยอยู่ในอาหารเลี้ยงเชื้ออย่างแม่นยำที่สุด แต่โดยทั่วไปแล้วยังใช้หมายถึงไบโอฟิล์ม ที่เป็นเจล หรือแผ่นจุลินทรีย์ที่ลอยอยู่ที่ส่วนติดต่อระหว่างอากาศกับของเหลวของภาชนะ แผ่น เซลลูโลสของแบคทีเรีย นี้ เรียกว่าเพลลิเคิลและประกอบด้วยเมทริกซ์เซลลูโลสหนาแน่นที่มีแบคทีเรียและยีสต์ฝังอยู่^{[ 4 ]}เพลลิเคิล SCOBY เช่นเดียวกับหัวเชื้อการหมักอื่นๆ สามารถใช้เพื่อดำเนินการหมักต่อในภาชนะใหม่และสร้างผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้^{[ 4 ]}โดยการนำวัฒนธรรมก่อนหน้าบางส่วนมาใส่ในอาหารเลี้ยงเชื้อใหม่ที่ยังไม่ผ่านการหมัก โดยทั่วไปแล้วจะนำทั้งเพลลิเคิลและของเหลวที่ผ่านการหมักก่อนหน้านี้บางส่วนมาใส่ เนื่องจากจะให้ปริมาณจุลินทรีย์ที่สูงกว่าและช่วยลดค่า pH ของส่วนผสมได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจำเป็นต่อความปลอดภัยของอาหาร^{[ 5 ] [ 6 ]}ความหนาแน่นของจุลินทรีย์อาจแตกต่างกันอย่างมากภายในไบโอฟิล์มเนื่องจากสภาวะการหมัก ซึ่งอาจนำไปสู่ความแปรปรวนในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย^{[ 4 ​​]}

โดยขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการของ SCOBY จะมีการใช้แบคทีเรียและยีสต์สายพันธุ์ต่างๆ โดยทั่วไปแล้ว จุลินทรีย์ที่ใช้จะรวมถึงแบคทีเรียแกรมลบแบบใช้ออกซิเจน (AAB) เช่นAcetobacter , GluconobacterและKomagataeibacter , แบคทีเรียกรดแลคติก (LAB) แกรมบวกแบบใช้ออกซิเจน เช่นLactobacillusรวมถึงยีสต์ต่างๆ เช่นSaccharomycesและZygosaccharomyces ^{[ 1 ] [ 2 ]} สายพันธุ์ต่างๆ จะถูกคัดกรองเบื้องต้นเพื่อหาความสามารถในการอยู่รอดภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการเพิ่มขึ้น และไม่แข่งขันกัน เมื่อเลือกแล้ว จะมีการปรับเปลี่ยนสภาวะการเพาะเลี้ยงต่างๆ เพื่อให้ ได้การเจริญเติบโตและผลผลิตที่ดีที่สุด^{[ 7 ]}

สำหรับ SCOBY คอมบูชาขั้นตอนแรกคือการหมักน้ำตาล เช่น กลูโคส จากชาดำหรือชาเขียวด้วยยีสต์ให้กลายเป็นเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 8 ]} มีรายงานว่า Zygosaccharomycesมีส่วนร่วมในกระบวนการหมัก SCOBY คอมบูชาทั้งหมด 84.1% เนื่องจากมีความเสถียรที่ดีขึ้นในสภาวะที่ มีน้ำตาลสูงและชอบ เกลือ ในขณะที่ Saccharomycesถูกใช้เป็นหลักเนื่องจากมีอัตราการหมักที่มีประสิทธิภาพและทนต่ออุณหภูมิสูงและปริมาณแอลกอฮอล์สูง^{[ 1 ]}สามารถเพิ่มยีสต์สายพันธุ์ต่างๆ เข้าไปได้ ทั้งเพื่อเสริมรสชาติและกลิ่นที่แตกต่างกัน หรือเพื่อให้ปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์โดยใช้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน^{[ 1 ]}แม้ว่าสภาพแวดล้อมเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามยีสต์แต่ละชนิด แต่สภาวะการหมักบางอย่างยังคงสม่ำเสมอ สภาวะดังกล่าวรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง ความเข้มข้นของสารตั้งต้นสูง ระดับออกซิเจนที่เพียงพอ อุณหภูมิ 20–30 °C (68–86 °F) และค่า pH ระหว่าง 4–4.5 ^{[ 9 ]}

ขั้นตอนที่สองในการก่อตัวของ SCOBY คือการนำแบคทีเรียชนิดต่างๆ เข้าสู่ของเหลวในวัฒนธรรมเพื่อเปลี่ยนผลิตภัณฑ์เอทานอลจากการหมักให้เป็นกรดอินทรีย์ เช่น กรดแลคติกหรือกรดอะซิติก กระบวนการเหล่านี้เรียกว่าการหมักกรดแลคติกและการเผาผลาญเอทานอลตามลำดับ^{[ 8 ]}ผลพลอยได้ที่เป็นไปได้ของปฏิกิริยานี้คือเซลลูโลส ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับไบโอฟิล์ม SCOBY ^{[ 4 ]}เช่นเดียวกับยีสต์ ชนิดของแบคทีเรียที่เลือกและสภาวะการเพาะเลี้ยงส่งผลโดยตรงต่อทั้งลักษณะของผลิตภัณฑ์คอมบูชาเหลวและองค์ประกอบและสัณฐานวิทยาของเปลือก SCOBY แม้ว่าจะมีหลายสายพันธุ์ที่มีกลไกที่จำเป็นในการสร้างเซลลูโลส เช่นAcetobacterและKomagataeibacterแต่Gluconaceobacterเป็นหนึ่งในสายพันธุ์ที่ใช้กันมากที่สุด โดยพบใน 86–99% ของทั้งวัฒนธรรมของเหลวและไบโอฟิล์ม^{[ 1 ]}สภาวะการเพาะเลี้ยงที่จำเป็นของแบคทีเรียเหล่านี้คล้ายคลึงกับยีสต์ แต่ต้องการออกซิเจนมากกว่าเนื่องจาก ธรรมชาติ แบบแอโรบิกในการออกซิไดซ์เอทานอลเพื่อสร้างกรดอินทรีย์^{[ 10 ]}

เมื่อสภาวะภายในของการเพาะเลี้ยงร่วมกันอยู่ในที่ที่เหมาะสมแล้ว ส่วนผสมทางชีวภาพจะถูกปล่อยให้หมัก การศึกษาบางชิ้นอ้างว่าเวลาการหมักที่เหมาะสมที่สุดคือ 10 วัน แต่ระยะเวลาสามารถปรับเปลี่ยนได้เพื่อเปลี่ยนเนื้อหาของผลผลิต เวลาการหมักที่มากขึ้นสัมพันธ์กับระดับของกรดอินทรีย์และกรดอะมิโนอื่นๆ ที่สูงขึ้น ซึ่งอาจเป็นสาเหตุของรสเปรี้ยวในคอมบูชาบางชนิด^{[ 10 ]}แม้ว่าจะมีการควบคุมแล้วก็ตาม สายพันธุ์ที่ประกอบเป็นวัฒนธรรมผสมยังคงสามารถเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมได้ในแต่ละการเตรียมด้วยการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในสภาวะการเพาะเลี้ยงร่วมกัน และเปลี่ยนแปลงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น ความเข้มข้นของน้ำตาล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างเพียงพอเมื่อดำเนินการในโหมดต่อเนื่องหรือนำวัฒนธรรมเริ่มต้น กลับมาใช้ ใหม่^{[ 1 ]}

การก่อตัวของ ฟิล์ม เซลลูโลสที่พื้นผิวของน้ำซุปทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีคุณลักษณะเฉพาะที่ทั้งแบคทีเรียและผู้บริโภคต่างเห็นว่ามีประโยชน์ เมื่อใส่เชื้อลงในวัฒนธรรม แบคทีเรียเช่นAcetobacterจะเริ่มดึงโมเลกุลกลูโคสเข้าด้วยกันนอกเซลล์ทันทีและเชื่อมต่อกันผ่านพันธะ β(1-4) เพื่อสร้างโครงสร้างที่ยาวและเรียวที่ยื่นออกมาจากเยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่าไฟบริล [ ^{1 ] นาโน}เซลลูโลสที่ประกอบเป็นไฟบริลเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความแข็งแรงและความเสถียรที่ดีเยี่ยม ในขณะเดียวกันก็ยังคงอนุญาตให้มีการโต้ตอบแบบชอบน้ำและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ทำให้เป็นทรัพยากรที่ยอดเยี่ยมสำหรับวัฒนธรรมในการใช้งาน^{[ 11 ]}เหตุการณ์การเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุลและภายในโมเลกุลที่หลากหลายจะเชื่อมต่อไฟบริลจำนวนมากเข้าด้วยกันเป็นโครงสร้างสุดท้ายที่มีขนาดใหญ่กว่ามากที่เรียกว่าไมโครไฟบริล เนื่องจากความสมบูรณ์ของไมโครไฟบริลและลักษณะเชิงเส้นที่เป็นระเบียบของพันธะเซลลูโลส ฟิล์มชีวภาพ ที่เกิดขึ้น จึงสามารถเรียกได้ว่าเป็นเมทริกซ์หรือแผ่น^{[ 11 ]}ฟิล์มชีวภาพนี้เป็นกลไกการป้องกันตามธรรมชาติสำหรับการเพาะเลี้ยงร่วม และสามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิและรังสี UV ได้^{[ 11 ]}คุณลักษณะเพิ่มเติมอีกสองประการของเซลลูโลสนาโนไฟบริล SCOBY ได้แก่ ความบริสุทธิ์และความเป็นผลึกสูง ซึ่งปัจจุบันเป็นเป้าหมายในการวิจัยทางชีวการแพทย์ในการสร้างโครงสร้างเนื้อเยื่อที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ ส่วนประกอบของระบบหัวใจและหลอดเลือด เช่น หลอดเลือด การปลูกถ่ายกระดูก และการทดแทนเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน^{[ 12 ]}เส้นใยนาโนเซลลูโลสยังสามารถสกัดได้โดยการไฮโดรไลซิสด้วยกรดและนำไปใช้ใน อุตสาหกรรม บรรจุภัณฑ์อาหารเสื้อผ้า และการบำบัดน้ำเสีย^{[ 1 ] [ 11 ]}

ความหนาของ SCOBY คอมบูชาขึ้นอยู่กับสภาวะการหมักทั้งหมด แต่การศึกษาหนึ่งรายงานว่ามีความหนาเฉลี่ย 2 ถึง 5 มิลลิเมตร^{[ 13 ]} SCOBY สามารถแบ่งเพื่อเริ่มต้นการเพาะเลี้ยงหลายชุดหรือทำให้แห้งเพื่อสร้างอาหารคล้ายเนื้อแห้ง ผู้ขายบางรายขายแผ่น SCOBY ที่แห้งแล้วเป็นทางเลือกที่เก็บรักษาได้นานแทนหัวเชื้อสด แต่การทำให้แห้งด้วยความร้อนอาจทำให้วัฒนธรรมเสียหายได้^{[ 14 ]}เมื่อนำออกแล้ว วัฒนธรรมจะเริ่มสร้างแผ่นใหม่ซึ่งเรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "SCOBY ตัวน้อย" กระบวนการนี้สามารถทำซ้ำได้หลายครั้งเป็นเวลาหลายเดือน^{[ 15 ]}

นอกจากคอมบูชาแล้ว ยังมีอาหารและเครื่องดื่มอื่นๆ อีกหลากหลายชนิดที่ต้องใช้ "จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน" ในกระบวนการผลิตเช่นเดียวกัน เช่น:

• เบียร์ขิง
• จุนเครื่องดื่มที่คล้ายกับคอมบูชา
• เคฟีร์
• ขนมปัง ซาวร์โดว์ซึ่งใช้หัวเชื้อที่ได้จากยีสต์ป่า
• ทิบิโคส
• น้ำส้มสายชูซึ่งการผลิตต้องใช้หัวเชื้อน้ำส้มสายชู
• แลมบิก

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีควีนส์แลนด์และห้องสมุดแห่งรัฐควีนส์แลนด์ได้ใช้ SCOBY ของคอมบูชาเพื่อผลิตสิ่งทอชีวภาพที่ใช้งานได้ ซึ่งถือเป็นหนังวีแกน ชนิดหนึ่ง ^{[ 16 ]}

ทีมวิศวกรวัสดุและคอมพิวเตอร์นานาชาติขนาดเล็กจากสหราชอาณาจักร อิตาลี และกรีซ ได้ทดสอบความเป็นไปได้ในการใช้ SCOBY คอมบูชาเพื่อผลิตแผงวงจรไฟฟ้า^{[ 17 ]}

• แบคทีเรียกรดอะซิติก
• แบคทีเรียกรดแลคติก

• รายการชื่อ "การฟื้นตัวของการหมัก"ทางช่องBBC News
• N. Padilla "บทความแบบทำเองในThe Harvard Crimson "

• รายชื่อยีสต์และแบคทีเรียที่ใช้ทำคอมบูชา ตามที่กล่าวอ้าง จากเว็บไซต์ "Cultures for Health"