As culturas iniciais são preparações de microrganismos vivos utilizadas para iniciar e controlar a fermentação na produção de alimentos. As culturas são classificadas em definidas (cepas únicas ou múltiplas conhecidas) ou mistas (consórcios indefinidos, tradicionais para produtos artesanais). São fornecidos em três formatos principais: liofilizados (liofilizados), congelados e líquidos. As culturas Direct Vat Set (DVS) são preparações concentradas liofilizadas ou congeladas adicionadas diretamente à cuba de fermentação sem pré-cultura, oferecendo conveniência, desempenho consistente e risco reduzido de contaminação.
A produção começa com a propagação das cepas selecionadas em fermentadores descontínuos ou contínuos sob condições otimizadas. A fermentação em lote é mais simples e flexível, enquanto a fermentação contínua oferece maior produtividade para produção em larga escala. O meio de crescimento é formulado para maximizar o rendimento celular e manter as características da cepa, normalmente contendo uma fonte de carbono (lactose, glicose), fontes de nitrogênio (extrato de levedura, hidrolisado de proteína de soro de leite), minerais e fatores de crescimento. O pH é controlado por tamponamento interno ou externo e as condições anaeróbicas ou microaerófilas são mantidas conforme necessário.
A colheita de células é obtida por centrifugação ou microfiltração, produzindo uma pasta celular concentrada. Crioprotetores são adicionados antes do congelamento ou liofilização para manter a viabilidade. Os crioprotetores comuns incluem glicerol (para culturas congeladas), sacarose, trealose, leite em pó desnatado e glutamato monossódico. Seu mecanismo envolve a redução da temperatura de transição vítrea, evitando danos aos cristais de gelo e estabilizando a integridade da membrana celular. A liofilização (liofilização) remove a água por sublimação sob vácuo, produzindo um pó com prazo de validade prolongado. A secagem por pulverização é uma alternativa para algumas culturas, embora o estresse térmico reduza a viabilidade de cepas sensíveis.
O controle de qualidade durante a produção inclui enumeração de células viáveis (contagem de placas, citometria de fluxo), testes de atividade (atividade de acidificação no leite), monitoramento de resistência a fagos e verificações de estabilidade genética (perfil de plasmídeo, PFGE). As metas de prazo de validade são normalmente de 12 a 18 meses para culturas liofilizadas e de 6 a 12 meses para culturas congeladas quando armazenadas a -18°C ou menos. As inovações em microencapsulação (alginato, quitosana, revestimentos lipídicos) e tecnologias de secagem protetora estão ampliando a viabilidade e permitindo a distribuição à temperatura ambiente. As culturas iniciais são essenciais para produtos lácteos fermentados e são predominantemente bactérias do ácido láctico. Os métodos de produção visam maximizar a viabilidade, semelhante à fabricação de probióticos.
