Metabolomic kinetics investigation of Camellia sinensis kombucha using Mass Spectrometry and Bioinformatics approaches

Abstract

Resumo: Kombucha é produzido pela fermentação do chá da Camellia sinensis, combinado com a adição de sacarose e um sistema simbiótico de bactérias e leveduras. Entretanto, informações sobre a classe dos metabólitos presentes no kombucha ainda são vagas. Logo, a abordagem metabolômica não direcionada foi utilizada para investigar a cinética de fermentação de metabólitos da kombucha. No desenho experimental foi avaliada a influência de duas concentrações de sacarose e duas temperaturas de fermentação durante 10 dias de fermentação do kombucha. O chá não fermentado foi usado como controle. As amostras foram analisadas em um sistema de cromatografia líquida de ultra-alto desempenho acoplado à espectrometria de massas de alta definição com ionização por electrospray. Os metabólitos foram putativamente identificados e classificados utilizando a plataforma Global Natural Products Social Molecular Networking. Um perfil metabolômico diferente em kombucha foi observado. A concentração das classes de compostos foi influenciada pela temperatura e substrato e vias metabólicas de biotransformação de flavonoides estão intensamente presentes. Os dados do nosso trabalho reforçam a importância do SCOBY na produção de metabólitos e do potencial bioativo da kombucha.

Abstract: Kombucha is produced through fermentation of Camellia sinensis tea leaves, combined with sucrose and a symbiotic system of bacteria and yeast cultures. However, there is a lack of information on the classes of metabolites and the untargeted metabolomics approach was used to investigate their modulation on fermentation kinetics. An experimental design was performed to evaluate the influence of two sucrose concentrations and two fermentation temperatures during 10 days of kombucha fermentation. A non-fermented tea was used as control. The samples were analyzed on an ultra-high performance liquid chromatography system coupled to high-definition electrospray ionization-mass spectrometry. The metabolites were putatively identified and classified using the Global Natural Products Social Molecular Networking platform. A distinct metabolomic profile in kombucha was observed. There were differences in concentration on compound classes due to fermentation conditions and intensive metabolic pathways of flavonoid biotransformation could be observed. Our data provides insights into the importance of SCOBY in metabolite production and the potential kombucha bioactivity