Herstellung mikrobieller Kulturen für Lebensmittel
Mikrobielle Kulturen für Lebensmittel sind lebende Bakterien, Hefen und Schimmelpilze, die zur Herstellung zahlreicher Nahrungsmittel für Menschen und Tiere verwendet werden: von fermentierten pflanzlichen Produkten wie Sauerkraut und Sojasauce bis zu Käse und Joghurt. Während es sich bei Starterkulturen um mikrobielle Kulturen handelt, die das Aroma, den Geschmack, die Farbe, die Beschaffenheit und den Nährwert hervorheben, sind probiotische Kulturen lebende Mikroorganismen, die sich positiv auf die Gesundheit auswirken können. Doch es erfordert viel Sorgfalt, Milliarden von lebenden Mikroorganismen am Leben zu halten.
Starterkulturen
Hersteller möchten oft einzelne mikrobielle Stämme produzieren. Es werden jedoch hunderte unterschiedliche Arten von probiotischen und Starterkulturen hergestellt und daher ist es wichtig, dass die von den Herstellern verwendete Ausrüstung das Auftreten von Kreuzkontaminationen verhindert. Der Ausgangspunkt der Herstellung ist die normalerweise in hochkonzentrierter und tiefgefrorener Form gelieferte „Mutterkultur“.
Fermentation
Im Labor wird dieses Konzentrat zur Herstellung einer Vorkulturlösung verwendet, die schrittweise durch eine Fermenter- und Prä-Fermenterzucht aufgezogen - und vergrößert wird, bis ein Fermentationsstadium in vollem Ausmaß mit einer Kapazität von mehreren Tausend Litern erreicht wird.
Abscheidung
Nach der Kultivierung in den Fermentern muss die Biomasse unter aseptischen Bedingungen vorsichtig von der Fermentationslösung, in der sie sich vervielfacht hat, getrennt werden. Dieses Stadium muss mit besonderer Vorsicht ausgeführt werden, da die Mikroben nur im lebendigen Zustand wirksam sind. Scherspannung kann in der Abscheidungsphase Schäden verursachen. Die konzentrierten Zellen können dann durch Gefrierung oder Sprühtrocknung und anschließender Pelletierung verarbeitetet werden.
Gefriertrocknung
Der häufigste anschließende Behandlungsschritt für Starterkulturen ist die Gefriertrocknung. Die Kulturen sind nach der Gefrierung lange lebend haltbar. Dadurch können die einzelnen Kulturen zu einem späteren Zeitpunkt je nach Rezeptur der spezifischen Starterkultur vermengt werden, bevor sie endgültig verpackt werden.
Sprühtrocknung
Bei probiotischen Produkten wählen die Hersteller als nächsten Schritt normalerweise Sprühtrockner mit Wirbelschichttrocknung. Je geringer der Wassergehalt der Bakterien ist, umso höher ist ihre Überlebensrate.
Pelletierung
Bei Anwendungen für Milchprodukte können die konzentrierten Kulturen direkt vom Separator in flüssigen Stickstoff eingespeist werden. Sie können anschließend zu kleinen Pellets verarbeitet, abgepackt und tiefgekühlt eingelagert werden.
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