Nucleasen bezeichnet werden) die invasive
DNA erkennen und spalten, wodurch der
lytische Zyklus gestoppt wird. Vorteilhafterweise
sind CRISPR-Cas ein adaptives Immunsystem,
das sogar neuartige Phagen
erkennen kann, um nachfolgende Infektionen
besser zu bekämpfen. Nachdem alle
diese Mechanismen versagt haben, bieten
andere als abortive Infektion bekannte
Phagenresistenzsysteme die letzte Lösung,
wodurch infizierte Bakterien absterben,
bevor neue Phagen produziert werden.
Strategien zur Bekämpfung
von Phagen
Es ist wahrscheinlich unmöglich, Phagen
im industriellen Umfeld zu vermeiden,
aber es gibt einige Strategien, um deren
Vermehrung zu begrenzen. Dies kann zum
Beispiel durch eine korrekte Auslegung
der Anlage, ein gutes hygienisches Design
und eine gute Herstellungspraxis (GMP) erreicht
werden. Die Verwendung robuster
Starterkulturen ist ebenfalls ein wichtiges
Element in dem Prozess zur Minimierung
der Phagenvermehrung in Molkereibetrieben.
Offensichtlich ist es notwendig, eine
oder mehrere Backup-Starterkulturen zu
haben, falls die aktuelle Kultur angegriffen
wird. Darüber hinaus wird empfohlen,
regelmäßig zwischen Starterkulturen zu
rotieren, die unterschiedliche Empfindlichkeiten
gegenüber einem Phagenbefall aufweisen
und so den Phagendruck in der Produktion
minimieren. Die Empfehlung eines
Abbildung 4: Von komplexen und definierten Kulturen zu mehreren definierten
Kulturen
36 5 2019 | moproweb.de
Backup-Rotationssystems hängt davon ab,
welche Starterkultur verwendet wird und
wie viele andere Vorsichtsmaßnahmen in
der Anlage getroffen werden.
Klassische Starterkultur
Heutzutage werden verschiedene Arten
von Starterkulturen verwendet. Ein Ansatz
für eine Starterkulturzusammensetzung
ist die seit langem bekannte „Komplexkultur”,
die es als Direktimpfkultur im gefrorenen
oder gefriergetrockneten Format
gibt. Die Stämme in diesen Kulturtypen
werden durch Co-Fermentation gezüchtet,
ein Prozess, bei dem alle Stämme gemeinsam
vermehrt werden. Die Anzahl der
verschiedenen Stämme kann hoch sein,
aber die genaue Anzahl der Stämme, ihr
Verhältnis innerhalb der Mischung, ihre genetische
Vielfalt und ihre Phagenempfindlichkeit
sind nicht bekannt. Diese Kulturen
werden seit vielen Jahren verwendet und
sorgen für eine langsame bis mittlere Säuerungsgeschwindigkeit.
Es ist nicht ungewöhnlich, dass verschiedene
Stämme in einzelnen Chargen
dominieren, was zu unterschiedlichen
Fermentationszeiten führen kann. Umgekehrt
zeigen diese Starterkulturen häufig
ein hohes Maß an Biodiversität; wenn ein
Stamm von Phagen befallen wird, können
andere phagenunabhängige Stämme die
Fermentation übernehmen, und es wird
nur eine geringfügige Verzögerung der
Säuerung wahrgenommen. Diese Arten
von Kulturen werden häufig täglich in Molkereibetrieben
verwendet, es sei denn, die
Ansäuerung wird aufgrund von Phagen erheblich
verzögert. In diesem Fall löst eine
Sicherungskultur das Problem. Aufgrund
der Komplexität solcher Starterkulturen
ist es jedoch schwierig, eine identische
Sicherungskultur mit identischem Säuerungsprofil
und Geschmacksentwicklung
zu erhalten.
Eine andere Herangehensweise an die
Zusammensetzung der Starterkultur ist
die „definierte Kultur”, die nur von Starterkulturanbietern
hergestellt werden kann
und als Direktimpfung von Käsebehältern
oder Joghurttanks verwendet wird. Diese
Kulturen bestehen oft aus mehreren
Stämmen, die einzeln kultiviert, konzentriert,
gefroren oder gefriergetrocknet
werden und dann im entsprechenden Verhältnis
in kundenspezifischen Portionen
gemischt werden. Die einzelnen Stämme
sind bekannt und werden auf der Grundlage
ausgewählter Kriterien ausgewählt,
wie z. B. ihrer Fähigkeit zur Säuerung, ihrer
genetischen Diversität und ihrer Phagensensibilität.
Obwohl die verschiedenen
Stämme, aus denen sich eine solche
Kultur zusammensetzt, nicht auf Phagen
bezogen sind, kann ein starker Phagenangriff
auf einen Stamm die Säuerungszeit
insgesamt beeinflussen, da nur wenige
andere Stämme vorhanden sind, um die
Ansäuerung zu übernehmen. Diese Art
von Starterkultur kann so gestaltet werden,
dass sie den Kundenanforderungen
hinsichtlich Säuerungsgeschwindigkeit
mi | Kulturen
Abbildung 3: Verschiedene bakterielle
Abwehrsysteme gegen eine Phageninfektion