Los cultivos iniciadores son preparaciones de microorganismos vivos que se utilizan para iniciar y controlar la fermentación en la producción de alimentos. Los cultivos se clasifican en definidos (cepas únicas o múltiples conocidas) o mixtos (consorcios no definidos, tradicionales para productos artesanales). Se suministran en tres formatos principales: liofilizados (liofilizados), congelados y líquidos. Los cultivos de tina directa (DVS) son preparaciones concentradas, liofilizadas o congeladas que se agregan directamente a la tina de fermentación sin cultivo previo, lo que ofrece conveniencia, rendimiento constante y riesgo reducido de contaminación.
La producción comienza con la propagación de las cepas seleccionadas en fermentadores discontinuos o continuos en condiciones optimizadas. La fermentación por lotes es más sencilla y flexible, mientras que la fermentación continua ofrece una mayor productividad para la producción a gran escala. El medio de crecimiento está formulado para maximizar el rendimiento celular y mantener las características de la cepa, y normalmente contiene una fuente de carbono (lactosa, glucosa), fuentes de nitrógeno (extracto de levadura, hidrolizado de proteína de suero), minerales y factores de crecimiento. El pH se controla mediante un amortiguador interno o externo y se mantienen las condiciones anaeróbicas o microaerófilas según sea necesario.
La recolección de células se logra mediante centrifugación o microfiltración, produciendo una pasta celular concentrada. Se añaden crioprotectores antes de congelar o liofilizar para mantener la viabilidad. Los crioprotectores comunes incluyen glicerol (para cultivos congelados), sacarosa, trehalosa, leche desnatada en polvo y glutamato monosódico. Su mecanismo implica reducir la temperatura de transición vítrea, prevenir el daño de los cristales de hielo y estabilizar la integridad de la membrana celular. La liofilización (liofilización) elimina el agua mediante sublimación al vacío, lo que produce un polvo con una vida útil prolongada. El secado por aspersión es una alternativa para algunos cultivos, aunque el estrés térmico reduce la viabilidad de las cepas sensibles.
El control de calidad durante la producción incluye el recuento de células viables (recuento en placa, citometría de flujo), pruebas de actividad (actividad de acidificación en la leche), monitoreo de la resistencia de los fagos y controles de estabilidad genética (perfiles de plásmidos, PFGE). Los objetivos de vida útil suelen ser de 12 a 18 meses para los cultivos liofilizados y de 6 a 12 meses para los cultivos congelados cuando se almacenan a -18 °C o menos. Las innovaciones en microencapsulación (alginato, quitosano, recubrimientos lipídicos) y tecnologías de secado protector están ampliando la viabilidad y permitiendo la distribución a temperatura ambiente. Los cultivos iniciadores son esenciales para productos lácteos fermentados y son predominantemente bacterias del ácido láctico. Los métodos de producción tienen como objetivo maximizar la viabilidad, similar a la fabricación de probióticos.
