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Dokumentenidentifikation DE102004062700A1 20.07.2006
Titel Verfahren zur Herstellung vitaler Starterkulturen für Fermentationsbetriebe
Anmelder Briem, Fritz, Dr., 85737 Ismaning, DE
Erfinder Briem, Fritz, Dr., 85737 Ismaning, DE;
Strachotta, Thilo, Dr., 84048 Mainburg, DE;
Stempfl, Wolfgang, Dr., 80999 München, DE
DE-Anmeldedatum 24.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004062700
Offenlegungstag 20.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.07.2006
IPC-Hauptklasse C12M 1/24(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse C12N 1/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   C12N 1/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Verfahren zur Herstellung von Starterkulturen, das durch folgende Stufen gekennzeichnet ist:
a) es wird eine Nährlösung hergestellt
b) es werden Mikroorganismenkulturen (Stammkulturen) hergestellt
c) die Nährlösung wird sterilisiert und unter sterilen Bedingungen in ein geeignetes verschließbares Behältnis gefüllt
d) das so befüllte Gebinde wird mittels eines Verschlusses verschlossen, in welchen vorab Mikroorganismenkulturen unter sterilen Bedingungen gefüllt wurden
e) erst durch Manipulation des Verschlusses werden ohne Öffnen des Behälters die Mikroorganismenkulturen unter sterilen Bedingungen in die Nährlösung verbracht
f) die so hergestellte Keimsuspension wird nur bei geeigneten Temperaturen für die notwendige Zeit bebrütet
g) die aktive Keimsuspension wird nach der Bebrütung durch Erhöhung der Substratvolumina weiter vermehrt bzw. direkt in den Porduktionsprozess eingegeben.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Pilzsuspension oder Bakteriensuspension oder deren Mischung als vitale Starterkultur (Reinzucht) für Brauereien, Winzereien, Brennereien, Molkereien oder andere Fermentationsbetriebe. Die Starterkulturen können dabei als Einzelstämme bzw. auch in Mischung von ≥ zwei verschiedenen Stämmen in der resultierenden Suspension vorliegen.

Probleme bei der Herstellung von Starterkulturen (Reinzuchten) in Fermentationsbetrieben sind der erhebliche apparative und personelle Aufwand beim Isolieren, Subkultivieren und Lagern der Stammkulturen. Zusätzlich besteht bei dieser Stammhaltung das Risiko einer Verunreinigung der Starterkultur mit Fremdorganismen bzw. können Mikroorganismen durch häufiges Subkultivieren ihre gewohnten Eigenschaften verlieren. Auch ergeben sich beim Konfektionieren von Keimmischungen Schwierigkeiten bei der Einstellung des richtigen Mischungsverhältnisses.

Um diese Probleme bei der Stammhaltung und Konfektionierung zu umgehen, lassen sich Fermentationsbetriebe von Drittanbietern entsprechend vorgefertigte Starterkulturen zusenden. Diese kommerziell erhältlichen Kulturen werden dann bei Umgebungstemperatur, gekühlt bzw. tief gefroren in vitaler Form (gepresst, auf/in Nährmedium) bzw. in getrocknetem Zustand an den entsprechenden Betrieb versendet. In vitaler Form sind Mikroorganismen abhängig von der Lagertemperatur aber nur begrenzt lagerfähig und erleiden folglich beim Transport häufig einen Verlust an Viabilität und Vitalität.

Die mit der Stammhaltung von Mikroorganismen verbundenen apparativen, personellen und mikrobiologischen Unwägbarkeiten (siehe oben) sind ebenso während der Herführung, bei der durch das Überimpfen der Starterkultur bzw. der Stammkultur in steigende Volumina an Nährlösungen ein ausreichender Zugewinn an Biomasse erzielt werden soll, gegenwärtig. Üblicherweise wird eine vitale Laborkultur, die von einem Drittanbieter bezogen oder selbst im eigenen Betriebslabor hergestellt wird, in steriles Substrat eingeimpft und durch schrittweise Erhöhung des Substratvolumens ausreichend vermehrt. Dies erfordert ein hohes Maß an Planung und Erfahrung, um die notwendige Qualität und Quantität an Reinkulturen bereitzustellen zu können. Alternativ werden getrocknete Starterkulturen vor Anwendung einer Rehydratation in Nährlösung bzw. Sterilwasser unterzogen, wobei mikrobiologische Risiken in Form von Fremdkontaminationen bestehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und mikrobiologisch sicheres Verfahren zur Herstellung von Starterkulturen bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Starterkulturen bereitgestellt, das durch folgende Stufen gekennzeichnet ist:

  • a) es wird eine Nährlösung hergestellt
  • b) es werden Mikroorganismenkulturen (Stammkulturen) hergestellt
  • c) die Nährlösung wird sterilisiert und unter sterilen Bedingungen in ein geeignetes verschließbares Behältnis gefüllt, vorzugsweise eine Kunststoff-, Glas- oder Metallflasche
  • d) das so befüllte Gebinde wird mittels eines Verschlusses verschlossen, in welchen vorab Mikroorganismenkulturen unter sterilen Bedingungen gefüllt wurden. Der Verschlussmechanismus ist derart gestaltet, dass die darin enthaltenen Mikroorganismenkulturen nicht in das Nährmedium gelangen können.
  • e) erst durch Manipulation des Verschlusses werden ohne Öffnen des Behälters die Mikroorganismenkulturen unter sterilen Bedingungen in die Nährlösung verbracht
  • f) die so hergestellte Keimsuspension wird nun bei geeigneten Temperaturen für die notwendige Zeit bebrütet
  • g) die aktive Keimsuspension wird nach der Bebrütung durch Erhöhung der Substratvolumina weiter vermehrt bzw. direkt in den Produktionsprozess eingegeben.

Als Nährlösungen in der Stufe a) werden eingesetzt: jegliche Art natürlicher, sowie teil- bzw. vollsynthetischer Nährmedien, die zur Kultivierung von Mikroorganismen eingesetzt werden, vorzugsweise Malzwürze, Malzextraktlösungen oder den jeweiligen Mikroorganismen angepasste Optimalmedien.

Die Sterilisation der Nährlösung, des Gebindes und des Verschlusses in Stufe c) erfolgt üblicherweise im Autoklav. Es ist möglich, die Nährlösung samt Gebinde und Verschluss zu sterilisieren.

Als Verschluss in der Stufe d) werden vorzugsweise Systeme mit Dreh- und/oder Kippmechanismen aus Kunststoff, Edelstahl oder Keramik eingesetzt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Eine schwach gehopfte Gerstenmalzwürze mit einem Stammwürzegehalt von 12 ° P wird in eine 500 ml-Glasflasche eingefüllt, verschlossen und zweistufig in einem Autoklav bei 100 °C für 30 Minuten sterilisiert (Tyndallisieren). 2 Gramm einer getrockneten Brauereireinzuchthefe werden unter sterilen Bedingungen in einen sterilen Plastikdrehverschluss eingebracht und dieser auf die Flasche aufgeschraubt.

Die so vorbereitete Einheit kann bis zu einem Jahr aufbewahrt und dann zum Start einer flüssigen Reinkultur verwendet werden.

Beispiel 2

1 Liter einer MRS-Nährlösung wird in eine hitzestabile Kunststoffflasche gefüllt und einstufig in einem Autoklav bei 121 °C für 15 Minuten sterilisiert. 5 Milliliter einer flüssigen Lactobacillus-Kultur werden unter sterilen Bedingungen in einen sterilen Edelstahldrehverschluss eingebracht und dieser auf die Flasche aufgeschraubt.

Die so vorbereitete Einheit kann bis zu einem Jahr aufbewahrt und dann zum Start einer flüssigen Starterkultur verwendet werden.

Beispiel 3

250 Milliliter einer glucose- und peptonhaltigen Nährlösung werden in eine Metallflasche gefüllt und einstufig in einem Autoklav bei 121 °C für 10 Minuten sterilisiert. 5 Milliliter einer flüssigen Mischkultur (Lactobacillus, Lactococcus) werden unter sterilen Bedingungen in einen sterilen Edelstahldrehverschluss eingebracht und dieser auf die Flasche aufgeschraubt.

Die so vorbereitete Einheit kann bis zu einem Jahr aufbewahrt und dann zum Start einer flüssigen Starterkultur verwendet werden


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung von Starterkulturen, das durch folgende Stufen gekennzeichnet ist:

    a) es wird eine Nährlösung hergestellt

    b) es werden Mikroorganismenkulturen (Stammkulturen) hergestellt

    c) die Nährlösung wird sterilisiert und unter sterilen Bedingungen in ein geeignetes verschließbares Behältnis gefüllt, vorzugsweise eine Kunststoff-, Glas- oder Metallflasche

    d) das so befüllte Gebinde wird mittels eines Verschlusses verschlossen, in welchen vorab Mikroorganismenkulturen unter sterilen Bedingungen gefüllt wurden. Der Verschlussmechanismus ist derart gestaltet, dass die darin enthaltenen Mikroorganismenkulturen nicht in das Nährmedium gelangen können.

    e) erst durch Manipulation des Verschlusses werden ohne Öffnen des Behälters die Mikroorganismenkulturen unter sterilen Bedingungen in die Nährlösung verbracht

    f) die so hergestellte Keimsuspension wird nun bei geeigneten Temperaturen für die notwendige Zeit bebrütet

    g) die aktive Keimsuspension wird nach der Bebrütung durch Erhöhung der Substratvolumina weiter vermehrt bzw. direkt in den Produktionsprozess eingegeben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe a) jegliche Art natürlicher, sowie teil- bzw. vollsynthetischer Nährmedien, die zur Kultivierung von Mikroorganismen eingesetzt werden, vorzugsweise Malzwürze, Malzextraktlösungen oder den jeweiligen Mikroorganismen angepasste Optimalmedien verwendet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in Schritt b) Brauereihefen, Weinhefen, Brennereihefen, Bäckerhefen, Milchsäurebakterien, Essigsäurebakterien bzw. andere in der Lebensmittelindustrie verwendete Mikroorganismen oder deren Mischungen einsetzt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in Schritt c) die Nährlösung in dem verschließbaren Behältnis samt Verschluss sterilisiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in Schritt d) die Mikroorganismenkulturen in getrockneter oder flüssiger Form in den Verschluss einbringt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in Schritt d) die Mikroorganismenkulturen alternativ auf einem halbfesten (z.B. Gel) bzw. festen Nährmedium (z.B. Agar-Agar) in den Verschluss einbringt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in Schritt d) Verschlusssysteme einsetzt, die vorzugsweise mittels Dreh- und/oder Kippmechanismen aus Kunststoff, Edelstahl oder Keramik funktionieren.
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