从废弃到新生：基于康普茶细菌纤维素（KBC）的可持续电子器件开发

《Advanced Science》：From Grave to Cradle: Kombucha Waste for Sustainable Electronics

　　本文报道了一种利用康普茶发酵副产物——康普茶细菌纤维素（KBC）制备可持续电子器件的创新方法。研究团队开发了一种温和、环保的纯化工艺（使用碳酸氢钠/过氧化氢，BS/H2O2），成功将废弃的SCOBY转化为高纯度、高结晶度且机械性能优异（拉伸强度达72.2 MPa）的KBC薄膜。通过金溅射技术在该基底上构建了稳定的导电电路，并以此制造了用于扁平足评估的自供电压力传感器。该KBC基电子器件展现出良好的生物相容性，并在土壤中可在约49天内快速生物降解，实现了从“摇篮到坟墓”的绿色材料生命周期，为替代石油基聚合物、发展下一代环境友好型电子产品提供了有前景的解决方案。

　　

从废弃到新生：康普茶细菌纤维素（KBC）用于可持续电子

摘要

现代电子设备对石油基聚合物的日益依赖是导致电子废弃物问题日益严重的关键因素之一。康普茶细菌纤维素（Kombucha Bacterial Cellulose, KBC）作为康普茶发酵过程中产生的可再生、可堆肥的副产物，为这一问题提供了一个环境友好的替代方案。然而，由于缺乏可持续的高性能KBC薄膜制备方法，其电子应用受到了限制。本研究介绍了一种环境友好的KBC制浆、纯化和成片工艺，该工艺专为可持续电子应用而优化。使用碳酸氢钠（Baking Soda, BS）和过氧化氢（H₂O₂）进行处理，可获得无菌、洁白的KBC薄膜，且其性能得到增强。通过热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行的全面表征证实了材料的高纯度和结晶度，同时保留了其天然化学结构。力学测试表明，与未处理的样品相比，经过处理的KBC薄膜表现出更优异的拉伸强度。此外，研究还建立了一种金溅射技术，用于在KBC基底上创建导电电路，即使在机械应力下也能实现稳定的导电性。作为概念验证，该平台成功应用于功能性压力传感器，用于扁平足评估。KBC的一个关键优势是其快速生物降解能力，可在数天内完成材料生命周期。这些结果将KBC定位为一种有前景的可持续生物材料，可用于下一代绿色电子。

1 引言

人类对现代电子设备的日益依赖导致了一系列严峻的环境挑战，其中电子废弃物的大量产生尤为突出，这主要是由消费者每隔几年便升级换代的快速设备更迭所驱动。问题的核心在于石油基聚合物的广泛使用，这些聚合物是电子设备中不可或缺的组成部分，功能包括绝缘或钝化，以防止信号干扰、减少电阻电容（RC）电路中的延迟以及耗散能量。不幸的是，这些石油基聚合物来源于不可再生资源，并且在被整合到电子设备之前需要经过高能耗的加工过程。在其生命周期结束时，由于它们既不可生物降解也不可回收，常常堆积在垃圾填埋场。此外，有毒成分可能渗入附近的生态系统，对野生动物和人类健康构成严重威胁。因此，迫切需要寻找替代的可持续材料来取代电子设备中使用的石油基聚合物。

康普茶细菌纤维素（KBC）作为一种在康普茶发酵过程中作为废弃副产物产生的生物聚合物，提供了一个有前景的范例，这些副产物通常被丢弃。重新利用这些多余的KBC不仅提供了更经济、更可持续的纤维素来源，也解决了废弃物产生的担忧。KBC先前已被报道用于包装材料、伤口敷料、纺织材料和电子器件。尽管已有研究，但关于KBC长期性能变化的关键问题在很大程度上仍未得到解决。这个问题在潮湿和未纯化的KBC中尤为突出。此外，由于KBC来源于自然的成膜过程，其物理性质（如厚度和质量）通常存在细微差异，这使得它难以应用于需要高一致性的场景。即使在纯化后，传统的处理方法通常涉及基于氢氧化钠（NaOH）和次氯酸钠的漂白，这些过程使用了刺激性大且可能有害的、不环保的化学品。因此，确保对KBC进行更温和的纯化处理对于实现一致且可靠的性能至关重要，从而使其能够作为可持续替代品广泛应用于各个领域。

在此，我们展示了一种通过使用碳酸氢钠（BS）和过氧化氢（H₂O₂）进行温和纯化处理来生产具有一致性能的KBC的环保方法。我们的KBC实现了与通过传统漂白方法生产的材料相媲美的白度、化学和机械性能，但处理时间显著缩短，无需加热，且用水量极少。我们进一步展示了KBC作为可生物降解柔性电子器件基底的潜力，并开发了在其上图案化导电材料的技术。KBC还被应用于监测扁平足状况的压力传感器。KBC器件具有生物相容性，并在其寿命结束时能安全生物降解为环境友好的组分。本研究代表了首次尝试对KBC作为可持续生物聚合物在其整个生命周期内的性能进行重新利用和评估，为源自废弃材料的可持续电子应用提供了一种石油基材料的替代方案。

2 结果与讨论

KBC的生命周期始于康普茶发酵的“坟墓”阶段，作为其废弃副产物。在此过程中，细菌和酵母的共生菌落（SCOBY）在每批茶的液-气界面形成一层厚厚的薄膜。这种具有生物活性的薄膜含有活的微生物，并持续进行发酵，使其原始形式不适合电子应用。

为了将SCOBY转化为与电子器件兼容的材料，我们开发了一种纯化和重建工艺，以生产均匀、稳定且可生物降解的KBC薄膜。未处理SCOBY的场发射扫描电子显微镜（FESEM）图像显示了一个多孔的纤维素网络，其纳米纤维直径约为70纳米，并嵌有酵母和细菌。相比之下，纯化后的KBC薄膜显示出清洁且致密堆积的纤维素纳米纤维基质，不含微生物或有机杂质。这种致密化归因于薄膜重建过程中的热压步骤。

我们通过调整发酵培养基的组成来优化SCOBY薄膜的产量。使用30%的康普茶汤并添加15%的糖时，获得了最高产量，达到248克/升。对于纯化，我们开发了一种温和且环保的方法，使用BS followed by H₂O₂，避免了传统NaOH的使用。该方法有效地对薄膜进行了灭菌、漂白并去除了不稳定的化合物。

我们系统评估了各种纯化剂的性能，包括水、氯化钠（NaCl）、NaOH以及使用碳酸氢钠/过氧化氢（BS/H₂O₂）的可持续工艺。评估材料质量的一个关键参数是白度指数，它量化了相对于标准白纸的白度，常用于表征纤维素基材料。未纯化的SCOBY表现出最高的白度指数（57.7），并呈现可见的红棕色，且随时间推移颜色加深，同时内部形成小的气穴。这种变色和不稳定性归因于材料内残留细菌和酵母的持续代谢活动。即使是高温下的简单干燥也无法对具有生物活性的薄膜进行有效灭菌，这凸显了有效纯化的必要性。纯化对于实现光学和结构均匀性以及确保材料的物理和热稳定性至关重要。此外，当KBC用于电子器件时，彻底去除残留生物材料对于防止金属部件潜在腐蚀也至关重要。

经水和NaCl处理的KBC保留了棕黄色和相对较高的白度指数（分别为52.4和50.1），表明杂质去除不充分。相比之下，只有BS/H₂O₂和NaOH处理导致了显著较低的白度指数（分别为2.30和0.69），表明其纯化效果更优，材料纯度更高。除了白度，还评估了在环境条件下放置一周后的吸湿性。高吸湿率通常与吸湿性残留物（如残留糖分）有关，这是不希望的，因为它会损害材料的机械稳定性。未处理的SCOBY显示出37.9%的吸湿率，而经水、NaCl、BS/H₂O₂和NaOH处理的KBC薄膜的吸湿率均降至10%以下。这些结果强调了适当纯化对于增强KBC在实际应用中的耐久性和功能性的重要性。

纯化研究证实，BS/H₂O₂和NaOH处理都能有效去除SCOBY材料中的杂质，未观察到残留的微生物活动或代谢，表明成功实现了灭菌。在BS/H₂O₂方法中，BS作为一种温和、环保的碱，补充了H₂O₂的氧化作用。它建立了弱碱性环境，可使微生物蛋白变性，破坏松散结合的有机残留物，并松弛SCOBY基质，从而增强H₂O₂的渗透性和反应性。

与强碱（如NaOH）相比，BS提供了一种更温和的替代方案，可在保持有效灭菌和杂质去除的同时，保护细菌纤维素的纳米纤维结构。这种协同方法使用安全、可生物降解的试剂生产出清洁、稳定的KBC薄膜，非常适合可持续材料加工。BS和H₂O₂都容易降解为水、氧气和二氧化碳，突显了该方法的环境优势。尽管它们的组合在医疗和家庭消毒中广泛使用，但其在纤维素纯化中的应用仍 largely unexplored，突出了其作为一种绿色、可扩展策略的潜力，用于生产生物相容性和可生物降解的纤维素基材料。

X射线衍射（XRD）分析表明，经BS/H₂O₂和NaOH处理的KBC均在14.4°、16.8°和22.5°处显示出尖锐的衍射峰。这些衍射峰角度与Iα和Iβ型纤维素晶体结构特征的面间距相匹配。15°处的衍射峰对应于纤维素Iα的（010）晶面和纤维素Iβ的（110）晶面，而22.5°处的峰则与纤维素Iα的（110）晶面和纤维素Iβ的（200）晶面相关。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示BS/H₂O₂和NaOH样品的谱带相同。光谱轮廓与先前文献一致，特征谱带包括代表O-H伸缩振动的3400 cm^?1，代表C-H伸缩振动的2900 cm^?1，以及≈1100 cm^?1处的强谱带，代表C-O-C和C-O键的存在，表明其化学结构与先前研究中报道的细菌纤维素相似。XRD和FTIR结果证实，使用BS/H₂O₂方法纯化的KBC保留了BC预期的晶体和化学结构，证明了其作为传统纯化方法的绿色替代品的有效性。

SCOBY薄膜的自然生长通常导致厚度不均，从而引起物理不均匀性和机械强度弱。为了解决这个问题，我们借鉴了传统造纸技术，开发了一个包括制浆、纯化、抄片和热压的重建过程。该方法提高了薄膜均匀性，并实现了对厚度的精确控制。力学测试表明，未处理的SCOBY表现出较低的极限拉伸强度（UTS）（2.1 MPa）和杨氏模量（0.05 GPa），表明机械性能较弱。纯化显著增强了强度和刚度。采用传统的NaOH处理，UTS和杨氏模量分别增加到67.7 MPa和0.98 GPa。BS/H₂O₂处理进一步将UTS提高到72.2 MPa，并将杨氏模量增加到1.46 GPa。

这些改进归因于未代谢蔗糖的去除，蔗糖是未处理SCOBY中的一种吸湿性化合物，容易从环境中吸收水分。吸收的水分破坏了纤维素纳米纤维之间的氢键，严重削弱了材料。纯化消除了这种蔗糖，减少了吸湿性，使KBC能够保持其机械完整性。我们进一步证明，重建过程可以重复进行以增强机械性能。经过四个循环后，UTS和杨氏模量分别略微增加到84.1 MPa和1.8 GPa。因此，BS/H₂O₂方法提供了一种比NaOH漂白更环保的替代方案，且不损害机械性能，同时它通过重复的制浆和成膜过程为回收KBC薄膜开辟了新的机会。

为了验证材料在高湿度环境下随时间变化的完整性，对新鲜制备的材料以及在实验室条件下（80%相对湿度，25°C）储存一个月和两个月的样品进行了力学测试。拉伸强度仅从87.2 ± 8.7 MPa（新鲜）略微下降到79.3 ± 22.4 MPa（1个月）和78.3 ± 23.7 MPa（2个月）。弹性模量保持稳定，值分别为1.30 ± 0.11 GPa、1.23 ± 0.10 GPa和1.28 ± 0.07 GPa。这些结果表明，在环境实验室条件下储存不会显著改变材料的机械强度，尽管其有从环境中吸收水分的潜力。单因素方差分析（ANOVA）进一步支持了这一观察结果，拉伸强度和弹性模量的p值分别为0.83和0.71，确认了新鲜制备样品、储存一个月和储存两个月的样品之间没有统计学显著差异（p > 0.05）。

热重分析（TGA）显示了KBC薄膜独特的热行为，这是纤维素基材料的特征。导数重量曲线在378°C处出现一个尖锐的峰，对应于纤维素的分解，该分解发生在300–400°C范围内。接近100°C的初始重量损失归因于残留水分的蒸发。最终残留物（包括不可燃灰分）约占原始质量的20%。高热降解温度突显了KBC适用于电子应用的潜力，因为电子设备通常在125°C以下工作。

生物降解测试进一步证实了KBC的环境相容性。KBC在土壤中表现出高降解性，与滤纸相当。在49天内，两种材料都经历了显著的形态变化和褐变，表明正在进行分解。虽然KBC的降解速率略慢于滤纸，但这归因于其较高的结晶度，这可能阻碍微生物接触到纤维素骨架。尽管如此，土壤微生物能够有效地生物降解KBC，证明了尽管其具有晶体结构，但仍具有环境可降解性。

为了研究生物相容性，将C2C12小鼠成肌细胞接种在KBC薄膜上。细胞在薄膜表面附着良好，表明KBC支持细胞附着和活力。培养5天后，经H₂O₂或NaOH处理的KBC薄膜均表现出高细胞存活率，分别为94.9%和94.4%。活/死荧光染色图像证实了这些结果，确认该材料无细胞毒性，适用于涉及与活细胞或生物体直接接触的应用。这也表明当材料释放到自然环境中时，其具有生物相容性，对周围生物系统构成的风险极小。

为了突显KBC作为可生物降解传感器和电子器件基底的竞争力，我们系统地将它的机械性能和降解行为与其他常用的可生物降解材料进行了比较，包括纸张、聚乳酸（PLA）、丝绸复合材料和淀粉。KBC表现出70–100 MPa的拉伸强度，与纸张（60–100 MPa）相当，高于PLA（40–85 MPa）、丝绸复合材料（15–40 MPa）和淀粉（6–12 MPa）。其杨氏模量（1–2 GPa）提供了柔韧性和刚度之间的平衡，介于纸张的高刚性（6–8.5 GPa）和淀粉或丝绸复合材料的低刚度之间。重要的是，KBC在大约49天内降解，提供了一个实用的时间尺度，比PLA（6个月至2年）更快，同时比丝绸复合材料或淀粉保持更好的稳定性。这种机械鲁棒性、适度柔韧性和可控生物降解性的独特组合，将KBC定位为一种有前景且具有竞争力的基底材料，用于开发可持续的、瞬态电子器件。

此外，KBC薄膜表面呈现出微米级的纹理，水平和垂直方向的均方根粗糙度（Rq）值几乎相同，表明KBC薄膜表面均匀。导电迹线和电子元件可以集成到KBC薄膜上，用于制造各种传感和电子器件。选择金作为导电材料是因为其优异的导电性、化学稳定性、生物相容性以及在电子应用中的广泛使用。与在高湿度下快速腐蚀的可生物降解金属（如镁和锌）相比，溅射金保持稳定，并且在纤维素降解过程中碎裂成颗粒无害地分散到环境中。碳基材料和导电聚合物代表了有前景的导电迹线替代品；然而，它们的技术成熟度和可重复性仍然有限，限制了它们在可靠器件制造中的应用。此外，金是土壤中不同浓度存在的天然元素，虽然不可生物降解，但可以从基底中回收或再循环，当与可生物降解的KBC平台结合时，可能最大限度地减少环境影响。

KBC作为电子器件基底的一个有前景的原因是其低且稳定的介电常数（在频率高于10 Hz时约为3），这有助于最小化信号损失和串扰。为了制造导电图案，我们开发了一个工艺，首先使用墨水掩模通过喷墨打印将负图案直接打印到KBC基底上，接着进行金溅射（一种物理气相沉积，PVD），然后通过超声波处理去除掩模，留下轮廓分明的金电路。

增加溅射时间显著降低了导电路径的电阻。对于1、2、4和8分钟的溅射时间，测得的电阻分别为143、27、10.7和3.3 Ω，这归因于随着沉积时间延长，金颗粒之间的连接性改善。值得注意的是，将样品旋转90°或180°对沉积质量没有可测量的影响，证明了PVD过程的空间鲁棒性。减小打印迹线的线宽导致电阻急剧增加。具体来说，0.2、0.3、0.4、0.5、1、2和5 mm的线宽分别表现出82.7、43.5、36.3、22.0、12.7、6.8和3.1 Ω的电阻。非线性电阻趋势可能是由于在较窄的溅射线中，微观结构缺陷和不连续性的影响增加。

这些缺陷在更薄的迹线中起主导作用，限制了电性能。使用这种方法，我们在KBC基底上实现了从0.3到1 mm范围的可靠线宽。选择这个宽度范围是为了匹配传统印刷电路板中导电迹线的宽度。打印的迹线比预期的略宽，这可能是由于所使用的喷墨打印机精度的限制。每个打印的线条都显示出清晰定义的边界，确认表面粗糙度不会损害电路图案化的保真度。

我们比较了通过溅射制造的金电路与使用传统打印技术制造的银电路的机械和电气耐久性。在10⁵次折叠循环中的电阻测量显示了两者性能的显著差异。打印银电路的电阻增加了2.23倍，而溅射金电路仅表现出1.11倍的边际增加，表明后者在重复机械变形下具有更优的稳定性。此外，SEM成像显示，尽管材料存在固有的表面粗糙度，金可以均匀地涂覆在KBC基底上。经过反复弯曲测试后，观察到折痕线，但没有发生剥落或分层，表明金层与基底具有良好的附着力。

为了进一步研究电阻恢复，我们监测了单个折叠-展开循环中的电阻变化。电路被折叠，然后以45°增量逐渐展开，直到完全伸直。打印银电路和溅射金电路的电阻分别恢复到初始值的1.31倍和1.06倍。我们还研究了弯曲半径对电路电阻的影响。在3.3、6.5、11和50 mm的半径下，打印银电路的电阻分别增加了其原始值的1.29、1.19、1.13和1.03倍，而溅射金电路则分别增加了1.19、1.11、1.09和1.02倍。这些结果证明了金溅射电路在柔性和可折叠电子应用中具有卓越的机械弹性。

此外，我们研究了折叠的累积效应。经过五次折叠后，打印银电路的电阻急剧增加到其初始值的2.94倍，并且样品间存在巨大差异。同时，溅射金迹线在整个过程中保持在1.16倍以下。这突显了金溅射用于柔性器件应用的鲁棒性。

金溅射创建了一个致密、均匀且附着力好的导电层，具有低的表面积体积比。在溅射过程中，高能金原子沉积到KBC基底上，促进了强附着力和致密膜的形成。相比之下，打印的银墨水通常含有机械强度较弱、在重复应力下更容易分层或开裂的聚合物粘合剂。因此，打印的银迹线更容易受到微裂缝引起的材料疲劳的影响，导致电阻随时间急剧增加。

为了展示实际功能，我们将一个表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）集成到金溅射的KBC薄膜上。即使经过多次折叠和弯曲，LED仍保持功能正常，确认了金溅射迹线在KBC基底上的机械和电气可靠性，可用于柔性电子器件。

为了评估金溅射KBC在高湿度下的长期电气稳定性，在80%相对湿度下储存两个月期间，对KBC基底上的金迹线进行了电阻测量。电阻值在整个监测期间仅显示微小波动，没有可归因于吸湿的系统性增加或减少。这种稳定性表明，使用本研究所述方法生产的KBC纸不受高环境湿度的显著影响。特别是，没有电阻漂移表明基底没有发生膨胀或尺寸变化，从而损害打印金迹线的电气性能。这些发现确认了KBC基底适用于在潮湿环境条件下需要可靠导电性的应用。

为了评估金溅射KBC的生物降解性，将一个模拟电子器件与一棵黑眼豆豆植物一起埋在土壤中，并监测了约两个月。在仅仅10天内，KBC基底开始降解， evidenced by 从白色到半透明的明显颜色变化，表明快速的微生物分解。虽然金迹线由于其不可生物降解的性质仍然可见，但金是生物惰性的，并且没有阻碍植物生长。近两个月后，植物显示出健康的发育，没有应激或生长抑制的迹象，表明KBC基底的降解产物对环境无害，不会对周围生物系统产生负面影响。

对可持续健康监测电子设备日益增长的需求推动了对可生物降解材料和可穿戴传感技术的显著兴趣。足底压力监测在评估步态和检测异常（如扁平足）方面起着至关重要的作用。我们将金溅射KBC电路应用于一个用于实时监测扁平足状况的自供电压力传感器。该器件基于电磁感应原理工作。对传感器表面施加压力会改变金线圈和集成磁铁之间的相互作用距离，从而改变穿过线圈的磁通量，并产生可测量的电压输出。我们在一致的加载速度（1 mm/s）下评估了其在不同压力下的传感性能。电压输出与增加的加载压力呈直接相关，展示了从300到4900 Pa的宽传感范围。KBC基压力传感器表现出高线性度（R² = 0.993）和25.4 ms的快速响应时间，与最近报道的自供电柔性压力传感器相当。值得注意的是，它在每个压力水平下都表现出可重复且稳定的响应，突显了其用于连续监测应用的可靠性。这种鲁棒的性能归因于KBC薄膜的机械和电气稳定性以及金溅射导电迹线的低电阻，即使在弯曲和变形下也能保持功能。

我们进一步探索了压力传感器用于扁平足监测的潜力。在我们的设置中，使用了一个3D打印的斜坡，两个传感器固定在斜坡上，分别位于足弓下方以及第二和第三跖骨区域。脚跟与斜坡保持接触，使得足-斜坡接触区域从脚跟到脚趾逐渐延伸，从而模拟自然的行走步态。为了模拟扁平足，在正常脚的足弓处固定了一个硅胶垫。对于正常脚，位于跖骨区域的传感器对踏步显示出可重复的响应。由于足弓传感器没有与足弓接触，因此没有观察到明显的电压信号。对于扁平足情况，跖骨传感器记录了较低的电压输出，峰值信号比正常脚测量值低约22%。这种减少是由于整个脚的压力分布更均匀。足弓传感器记录到明显的电压，因为足弓有接触。通过比较两个传感器的输出，该系统有效地区分了正常和扁平足状况，实现了实时诊断监测。

压力传感器的整体设计符合可持续性原则，在其整个生命周期内最小化环境影响。为了评估其环境性能，我们拆卸了传感器，重复使用了磁铁，并在模拟降雨条件下（每天添加15 mL水）研究了剩余组件在土壤中的生物降解性。传感器的质量在前16天由于吸水而最初增加。随后，随着KBC基底的微生物降解进展，质量急剧下降。到第21天，电路层和底层都已完全分解。传感器的高传感性能、机械耐久性和生物降解性突显了KBC作为一次性健康监测可穿戴设备的可持续基底的巨大潜力。这种源自茶叶发酵废弃副产物的材料，为下一代环保电子产品铺平了道路，将性能与环境责任无缝结合。

3 结论

我们开发了一种环保的SCOBY制浆、纯化和成片工艺，用于制造用于可持续电子器件的白色KBC。该工艺始于康普茶发酵的废弃副产物SCOBY，其含有活的微生物，原始形式不适合电子应用。我们的方法利用BS/H₂O₂，有效灭菌、漂白并去除不稳定化合物，同时避免了传统强碱NaOH的使用，生产出均匀、稳定且可生物降解的KBC薄膜。KBC薄膜还可以通过重建进行回收，进一步提高了材料的可持续性和循环性。TGA、XRD和FTIR分析证实，所得材料具有高纯度和显著结晶度，纯化和处理后其化学组成没有发生意外变化。拉伸测试表明，重建后的材料表现出优于生长状态薄膜的机械性能。为了制造导电图案，我们开发了一个工艺，首先通过喷墨打印将负图案直接打印到KBC基底上，接着进行金溅射和随后的掩模去除，从而产生轮廓分明的金电路。这些电路表现出低电阻和稳健的电气性能，即使在尖锐折叠角度、多次折叠和重复折叠循环下也是如此。我们将此技术应用于扁平足测量的压力传感器。KBC电子器件在土壤中表现出优异的生物降解性，且不会对植物生长产生负面影响。所展示的多功能性、效率和环保属性突显了继续探索和开发KBC作为一种有价值的可持续电子材料的重要性。

4 实验部分

材料

所有化学品均按收到状态使用，无需进一步纯化。康普茶起始茶汤从当地商业康普茶饮料公司购买，随后的茶汤批次使用红茶作为氢源，蔗糖作为碳源酿造。纯化中使用溶解至0.9%浓度的NaCl、溶解至1 M浓度的NaOH、溶解至1 M浓度的碳酸氢钠（BS）以及用去离子水稀释至0.5%的过氧化氢（3% H₂O₂）。

康普茶酿造与SCOBY生长

将三包茶包（每包含2克茶叶）加入1.5升沸水中，浸泡20分钟。之后取出茶包，加入250克糖。加糖茶汤搅拌至糖完全溶解并冷却至30°C以下，然后加入750克起始康普茶汤。将康普茶在玻璃托盘（35 × 25 cm2）中培养，以最大化液-气界面面积并提高SCOBY产量。托盘用透气的无纺布覆盖以防止污染，并在25°C下培养。SCOBY在培养第一周和第二周结束时各收获一次，之后将康普茶继续陈化至pH 2.4至少两周，然后重新用作起始茶汤。收获的SCOBY用去离子水快速冲洗以去除酵母丝，并用纸巾拍干后使用。

KBC纯化方法

使用传统的清洁处理方法，包括1 M NaOH溶液、1% NaCl溶液和水处理收获的KBC。将样品在相应溶液中浸泡1小时，然后在水中浸泡1周，并在第3、5、6天换水。对于BS/H₂O₂处理，