康普茶是一种发酵饮料，其独特的酸甜风味是由细菌和酵母的共生培养物（SCOBY）发酵而成的。它起源于中国，后来传播到俄罗斯、德国等地（Júnior, Meireles Mafaldo, de Lima Brito & Tribuzy de Magalh?es Cordeiro, 2022; Onsun et al., 2025）。作为一种功能性饮料，康普茶富含多种生物活性化合物，包括D-甘露糖酸-1,4-内酯、茶多酚（如表没食子儿茶素没食子酸酯）、生物活性肽和维生素B（Esatbeyoglu et al., 2024; Jayabalan et al., 2014; Martínez-Leal et al., 2020）。这些成分与其健康益处相关，包括抗糖尿病、保肝、降血脂等作用（Farhan, 2022; Kapp & Sumner, 2019）。康普茶可以在多种底物上发酵，最常见的是绿茶、红茶、白茶和乌龙茶（Wang, Rutherfurd-Markwick, Zhang, & Mutukumira, 2022）。研究表明，用绿茶发酵的康普茶具有更强的抗氧化能力和抗菌活性，这归因于其较高的儿茶素保留率（Chakravorty et al., 2016; Watawana et al., 2015）。随着健康意识的提高和生活水平的改善，对这类功能性发酵饮料的需求也在增加（Shiferaw Terefe & Augustin, 2019）。
传统康普茶的生产依赖于使用SCOBY作为起始菌的自发发酵。这种起始菌由复杂的微生物群落组成，主要包括醋酸菌（AAB）、酵母，偶尔还有乳酸菌（LAB）（Andrade et al., 2025; Marsh et al., 2014）。在这个群落中，AAB（如Komagataeibacter、Acetobacter、Gluconacetobacter）将乙醇氧化为乙酸，从而降低pH值并促进细菌纤维素生物膜的形成。酵母（如Zygosaccharomyces、Pichia、Saccharomyces和Schizosaccharomyces）水解蔗糖产生乙醇、酯类和二氧化碳。虽然不是普遍现象，但乳酸菌（如Lactobacillus）的存在可以通过乳酸合成和与酵母代谢产物的相互作用进一步增强风味复杂性（Leroy & De Vuyst, 2004; Wang et al., 2024）。微生物群落之间的代谢相互作用赋予了康普茶独特的香气，其特征是果味酯类（如乙酸乙酯）、花香醇类（如苯乙醇）和酸味的平衡（Tu et al., 2024）。
然而，传统康普茶的生产面临一些挑战，包括微生物污染和微生物种类组成及比例的不稳定性。这些问题可能导致产品质量和安全性的一致性问题（Andrade et al., 2025; Wang, Rutherfurd-Markwick, Zhang, & Mutukumira, 2022）。合成微生物群落（SMC）的合理设计成为标准化发酵过程、提高可重复性和调整发酵食品功能特性的创新方法（Blasche et al., 2021）。SMC通过核心微生物之间的相互作用，能够有效调节代谢产物的类型和浓度，在减少有害化合物、增强风味和确保传统发酵食品的质量方面具有显著优势（Jiang et al., 2024; Jin et al., 2024）。SMC可以精确调节微生物比例，提高可重复性，并降低污染风险（Chen et al., 2023; Wang et al., 2020）。此外，SMC的设计旨在最大限度地保持自然发酵环境，缩短发酵时间。这种受控环境对于促进关键目标代谢产物的形成至关重要（Nikoloudaki et al., 2024）。例如，将乳酸菌引入SMC可以调节酸度，增强益生菌潜力，并通过细菌素生产和酯化作用丰富风味（Wang et al., 2024）。Li等人（2022）通过使用Starmerella davenportii和Gluconacetobacter intermedius重构微生物群落，提高了影响风味的葡萄糖酸的产量。Kilmanoglu等人（2024）构建了一个包含Brettanomyces bruxellensis和Acetobacter papaya的SMC用于康普茶发酵。他们假设至少一种酵母与AAB之间的共生关系可以产生类似传统康普茶的风味特征。除了质量，安全性同样重要。Vargas等人（2025）证明，来自特定SMC的康普茶具有抗氧化作用且无毒，为其安全日常摄入提供了科学依据。
基于传统康普茶的微生物组成和代谢功能，采用自下而上的方法构建了一个包含乳酸菌（LAB）、Saccharomyces cerevisiae（酵母）、Wickerhamomyces anomalus（非Saccharomyces酵母）和Komagataeibacter oboediens（AAB）的SMC。每种菌株的选择基于其在发酵系统中的明确和互补功能：S. cerevisiae Y-01来自传统康普茶，是主要的乙醇产生菌株，为AAB生产乙酸提供底物（Liang et al., 2024）。W. anomalus ZX-1来自大曲，作为糖化剂和发酵起始菌，为传统中国发酵食品（如白酒和醋）提供微生物、酶和芳香前体。它具有酯类生成能力，主要在发酵过程中合成典型的果味和花香物质。这两种酵母的共培养可以协同促进酯类和高级醇类的形成（Wei et al., 2025）。K. oboediens CGMCC 22548来自天然柿子醋，具有产酸能力和细菌纤维素生产能力，为康普茶提供酸味和功能性细菌纤维素（Wang et al., 2022a）。乳酸菌产生的乳酸可以使康普茶的酸味更加柔和，从而减少酸味的刺激感。
在本研究中，通过筛选SCOBY中的乳酸菌并比较其特性，获得了L. paracasei XT-5菌株，显著降低了发酵康普茶的酸味刺激。该群落的设计遵循功能分化和代谢互补的原则，旨在实现风味复杂性和可控发酵过程的统一。系统评估了SMC对关键质量参数的影响，包括有机酸谱、游离氨基酸、可溶性蛋白质动态、颜色变化和挥发性风味化合物。这种合理设计的SMC有望保留传统康普茶的独特感官特征，同时实现可重复的发酵过程和更好的控制。我们的发现为在康普茶生产中应用简化SMC奠定了基础，弥合了传统发酵和精准微生物生物技术之间的差距。
