Fermentatiestarters: van stammen tot peptiden

Een fermentatiestarter is een gedefinieerde microbiële cultuur, enkelvoudig of gemengd, die in bekende hoeveelheden aan een grondstof wordt toegevoegd om de fermentatie ervan te sturen en te oriënteren. Voor een formulator zijn de interessante vragen de volgende: hoe worden de stammen geselecteerd, welke functionele fracties kan de fermentatie genereren, en wat mag men daarover zeggen. VF Bioscience selecteert starterstammen met specifieke fermentatiecapaciteiten, voor zuivel- en specialiteitsfermentatie, en levert die aan fabrikanten van levensmiddelen, functionele voeding en ingrediënten.

Wat is een fermentatiestarter?

In de wetenschappelijke voedingsliteratuur zijn starters “individuele of gemengde microbiële culturen die in bekende concentraties worden gebruikt om de fermentatie te bevorderen en te sturen” (Laranjo et al., Frontiers in Microbiology, 2019). De meeste zijn melkzuurbacteriën (MZB). Zoals een overzichtsartikel het samenvat, verenigt deze groep “grampositieve, niet-sporenvormende en niet-ademende kokken of staafjes”, en “de voornaamste functie van de MZB is de productie van melkzuur, dat wil zeggen de aanzuring van het levensmiddel” (Bintsis, AIMS Microbiology, 2018). Deze aanzuring is de basisfunctie waarop al de rest berust: de conservering, de textuur, de smaak.

Waarin verschilt een starter van een probioticum?

Een starter wordt gedefinieerd door een technologische rol: hij stuurt en beheerst de fermentatie. Een probioticum wordt gedefinieerd door een gezondheidsvoordeel (“levende micro-organismen die […] een gezondheidsvoordeel opleveren voor de gastheer”), en een postbioticum eveneens door een voordeel afkomstig van niet-levende cellen (Salminen et al., 2021). Sommige starterstammen afkomstig van melkzuurbacteriën bezitten ook probiotische eigenschappen, maar dat is een aparte, stamspecifieke claim, die zijn eigen bewijs vereist. Een cultuur kan een uitstekende starter zijn zonder ook maar het minste gezondheidsvoordeel op te leveren.

Wat doen starters?

Naast de aanzuring geven starters vorm aan het product en beschermen ze het. Ze “dragen bij aan de smaak, de textuur en de voedingswaarde van gefermenteerde levensmiddelen” en werken als bioprotectieve culturen die bederf- en pathogene micro-organismen remmen (Bintsis, 2018). Het veiligheidsmechanisme is competitief: “starters passen competitieve uitsluiting toe, door bederfmicro-organismen te overtreffen in de competitie om nutriënten en zuurstof”, en ze “helpen de producteigenschappen te standaardiseren en de rijpingstijden te verkorten” (Laranjo et al., 2019). De standaardisatie is een cruciaal punt: een gekarakteriseerde starter zet een variabel en spontaan proces om in een reproduceerbaar proces.

Hoe worden industriële starters geselecteerd?

De selectie berust op de technologische prestatie, de veiligheid en de robuustheid. Daarnaast selecteert VF Bioscience stammen “niet alleen voor hun technologische fermentatie-eigenschappen (groeivermogen, aanzuring, texturering), maar ook voor meer specifieke eigenschappen zoals het vermogen om moleculen te genereren die gunstig zijn voor de gezondheid”. Naast de prestatie worden industriële stammen gekozen om hun veerkracht: de lactokokken “worden geselecteerd om als starter te dienen op basis van hun metabole stabiliteit, hun weerstand tegen bacteriofagen en hun geschiktheid om unieke verbindingen te produceren” (Bintsis, 2018); de faagresistentie beschermt in het bijzonder een productielijn tegen instorting. De veiligheid wordt beoordeeld via de QPS-benadering (qualified presumption of safety) van de EFSA.

Van starter tot bioactieve peptiden

Als een gekarakteriseerde cultuur meer is dan een eenvoudig aanzuringsmiddel, dan is dat omdat haar enzymen functionele fracties kunnen vrijmaken uit het substraat. Proteolytische melkzuurbacteriën bezitten “een sterk ontwikkeld proteolytisch systeem bestaande uit celwandproteïnasen (CEP), peptidetransporters en intracellulaire peptidasen”, en kunnen zo bioactieve peptiden genereren die worden beschreven als antimicrobieel, antioxiderend, antihypertensief (ACE-remmers) en ontstekingsremmend (Fabbri et al., Foods, 2024). De starters van VF Bioscience illustreren dit principe zelf.

Precisiefermentatie of traditionele fermentatie?

Traditionele fermentatie gebruikt volledige levende culturen om een substraat om te zetten, wat precies is wat een starter doet. Precisiefermentatie gebruikt daarentegen “microbiële gastheren als ‘celfabrieken’ om specifieke functionele ingrediënten te produceren” (Good Food Institute), doorgaans gemodificeerde gastheren die één enkel doelmolecuul vervaardigen, dat vervolgens uit de biomassa wordt gezuiverd. Fermentatie met starters valt onder de traditionele weg: wat telt, is de cultuur en haar enzymatische activiteit op het substraat, niet één enkele gezuiverde verbinding.

Wat mag men in de EU claimen?

Krachtens het EU-recht zijn “gezondheidsclaims verboden tenzij ze […] zijn toegelaten […] en voorkomen op de lijsten van toegelaten claims” (Verordening (EG) nr. 1924/2006). Het geval van de ACE-remmende tripeptiden IPP en VPP toont hoe hoog de lat ligt, zelfs voor een goed bestudeerd peptide uit fermentatie: de EFSA concludeerde dat een oorzakelijk verband met het behoud van een normale bloeddruk niet was aangetoond, en er is geen enkele claim toegelaten.

Werken met gekarakteriseerde starters

De waarde van een starter ligt in zijn karakterisering: een stam geselecteerd voor gedefinieerde technologische eigenschappen, gedocumenteerd op het vlak van veiligheid, en begrepen voor de fracties die hij genereert. VF Bioscience ontwikkelt eigen starterstammen dankzij zijn werk rond microbiologie en biedt functionele fermentatiestarters aan voor zuivel- en specialiteitsfermentatie, naast gedocumenteerde stammen zoals L. fermentum ME-3® en L. plantarum VFP46®. Het bedrijf voert ook projecten uit rond industriële fermentatie en bioproductie, en levert de resulterende actieve stoffen aan formulators in voeding en gezondheid in het kader van zijn bredere ingrediëntengamma.