Dentro de una fábrica de levaduras: producción de levaduras vivas de calidad para la nutrición animal

Aunque la producción comercial de levadura de panadería se remonta a finales del siglo XIX, la elaboración de cepas de levadura cuidadosamente seleccionadas para su uso en nutrición animal es mucho más reciente y se basa en avances tecnológicos e industriales. La producción óptima de levaduras puede compararse con la cría eficiente de animales de granja: la selección natural y genética, una nutrición precisa y un entorno de cultivo adecuado son factores clave para obtener el microorganismo deseado.

Desde un pequeño vial con un cultivo puro hasta un aditivo alimentario listo para su uso, esta es la historia de la producción de levaduras vivas dentro de una planta de Lallemand.

Sobre la levadura

La levadura es uno de los microorganismos más utilizados en la industria alimentaria gracias a su excepcional capacidad fermentativa.

Sin embargo, no todas las levaduras son iguales: en la naturaleza existen miles de cepas distintas, cada una con características genéticas y metabólicas únicas. Estas propiedades influyen directamente en la actividad y funcionalidad del producto final. Por ello, cada cepa utilizada en aplicaciones específicas para nutrición animal se selecciona cuidadosamente en función del resultado deseado, se registra oficialmente y se conserva con precisión en colecciones de cultivos celulares.

Además, cada cepa de levadura requiere condiciones óptimas de crecimiento específicas, por lo que el proceso de producción se ajusta de forma individualizada. Se aplican estrictos controles de calidad en todas las etapas, desde el banco celular que inicia la producción hasta la plataforma logística. Esto garantiza la calidad, seguridad y consistencia de los productos para todos nuestros clientes y usuarios finales.

Fermentación de levaduras

El proceso general se muestra en la Figura 1. La mayoría de las levaduras producidas por Lallemand Animal Nutrition pertenecen a la especie Saccharomyces cerevisiae. Estas levaduras pueden desarrollarse tanto en condiciones anaeróbicas como aeróbicas. Para la producción industrial de biomasa, todos las etapas de fermentación realizan bajo condiciones aeróbicas, lo que permite un crecimiento óptimo de la biomasa.

La multiplicación se realiza por etapas: desde unos pocos mililitros de un cultivo puro de la cepa deseada (conservado a -80°C), hasta un fermentador industrial que puede alcanzar varios cientos de m³ (etapas 1 a 4).

Los principales desafíos en la producción de levaduras consisten en garantizar un rendimiento y una producción adecuados (biomasa viva) y una actividad metabólica óptima del producto final para los usuarios, evitando al mismo tiempo la presencia de microorganismos contaminantes.

Estos objetivos se logran gracias a condiciones meticulosamente controladas y a un riguroso control de calidad durante todo el proceso. En particular, todos los parámetros físico-químicos, como la composición del medio, la temperatura, el pH, la concentración de nutrientes y la agitación, se controlan estrictamente en cada etapa. Estos parámetros son determinantes para la actividad y eficacia final del producto, y cada cepa de levadura tiene sus propias condiciones óptimas. De ahí que, para cada cepa, estas condiciones se definen cuidadosamente en laboratorio y en escala piloto antes de su industrialización.

Proceso de selección y cribado de cepas

Los productores de levaduras perfilan y seleccionan cepas específicas basándose en su funcionalidad y en el resultado deseado (por ejemplo, beneficios sobre la microbiota digestiva de determinadas especies animales).

Este proceso de cribado es complejo, requiere tiempo y se basa en procedimientos de selección rigurosos para obtener la pureza de la cepa.

Un ejemplo es la selección de la cepa de levadura específica para rumiantes S. cerevisiae CNCM I-1077, realizada en el INRAE. Esta selección se basó en un conjunto de características funcionales deseadas.

Esta única cepa fue seleccionada entre miles de cepas de levadura mediante un proceso de cribado escalonado, basado en análisis genéticos y funcionales por su capacidad para mejorar la función ruminal y el equilibrio de la microbiota.

La cepa final fue depositada en el Instituto Pasteur bajo un número de registro único (CNCM I-1077), y su unicidad se verifica mediante su perfil genético (ADN).

Cosecha y procesamiento posterior

Al finalizar la etapa de fermentación (propagación) (etapa 4), se cosecha la biomasa celular obtenida. Este proceso se realiza mediante centrifugación (etapa 5), que permite separar las células del medio de cultivo. Las células pueden lavarse para eliminar restos del medio y finalmente se recolectan en forma de crema de levadura (con un contenido de materia seca del 18 – 20%). Esta crema se almacena a <5°C hasta su posterior procesamiento. A partir de este punto, el proceso varía según el producto deseado (levadura viva o derivados de levadura).

En la producción de levadura viva, la crema de levadura se envía a un filtro rotativo al vacío para eliminar más humedad y obtener una levadura prensada (30 – 32% de materia seca) (etapa 7 – Figura 2). La levadura prensada se extruye para formar vermicelli (etapa 8), que luego se someten a un proceso de secado completo (etapa 9).

Existen procesos específicos adicionales, como en el caso de la tecnología de protección TITAN. Esta tecnología patentada permite que la levadura probiótica sobreviva a las condiciones extremas del procesamiento del pienso, como el granulado (calor, presión, humedad), así como a las interacciones químicas con ingredientes agresivos y minerales. En este caso, las condiciones de fermentación y secado se adaptan, y la levadura activa seca se somete a un proceso de secado específico antes de ser microencapsulada.

Envasado

El envasado se realiza bajo condiciones estrictas, utilizando materiales de envasado adecuados que garantizan la estabilidad y actividad del producto. El control preciso de la temperatura, el oxígeno y la humedad durante esta etapa es esencial para preservar la calidad. Además, el material de envasado también es clave, ya que presenta distintos niveles de permeabilidad al oxígeno y a la humedad. Por ejemplo, los productos de levadura viva se envasan en láminas impermeables al oxígeno y a la humedad.

Garantía de calidad y seguridad en todo el proceso

A lo largo de todo el proceso de producción, se realizan aproximadamente 20 pruebas de calidad para asegurar la pureza, viabilidad e identidad de la cepa de levadura en el producto final, así como la consistencia entre lotes (ver Figura 1). Para cada lote de levadura viva producido por Lallemand se emite un certificado de análisis.

Además, el control de calidad no termine en la planta. El equipo de calidad de Lallemand también realiza análisis periódicos de los productos en las instalaciones de los clientes, con el fin de verificar que la levadura viva adquirida mantiene su viabilidad y actividad en su aplicación final, ya sea en piensos, premezclas, granulados y otros formatos.

Sistema de Garantía de Calidad de Lallemand

Todos los centros de producción y proveedores de Lallemand Animal Nutrition operan bajo el sistema de certificación FAMI-QS o equivalente, que incluye:

Esta certificación está sujeta a auditorías anuales y se renueva cada tres años.

El sistema garantiza el cumplimiento del Reglamento sobre higiene de los piensos de la UE (183/2005/CE), la FSMA de la FDA de EE.UU., y de los requisitos de calidad y seguridad de la mayoría de los países. Estos rigurosos procedimientos de calidad garantizan que los productos finales sean seguros, de la más alta calidad y cumplan con las exigencias de los clientes. Además, para asegurar la mejora continua en la seguridad, calidad y eficacia de sus productos, el Grupo Lallemand cuenta con un sistema centralizado de gestión de reclamaciones. La opinión de los clientes es fundamental en este proceso, por lo que toda la información relacionada con una reclamación se comunica a través de este sistema a las instalaciones implicadas, así como a la dirección de la unidad de negocio y del Grupo Lallemand, desde su presentación hasta la resolución de la reclamación.

Métodos utilizados en los análisis de control de calidad

Identidad de la cepa

Cada cepa microbiana es única. La identidad de la cepa se verifica en distintas etapas del proceso mediante técnicas de identificación genética. El método estándar consiste en extraer ADN de la biomasa y realizar una reacción en cadena de la polimerasa (PCR), comparando los resultados con la cepa de referencia. Este análisis permite confirmar que se ha propagado la cepa correcta y que la levadura está libre de mutaciones.

Pureza microbiana

El control de la pureza microbiana incluye la detección de:

Viabilidad: Método UFC

UFC significa unidad formadora de colonia. Es el estándar utilizado por los microbiólogos para medir la cantidad de microorganismos capaces de crecer y multiplicarse en una muestra, mediante el método de recuento en placa. La muestra a evaluar se diluye y se extiende sobre una placa de agar. Tras la incubación, el número de colonias microbianas formadas en la placa proporciona un recuento directo de los microorganismos viables. Cada colonia es un agregado visible de microorganismos derivado de una única célula viva de levadura.

El número de microorganismos en la muestra original se calcula en función de la dilución y el volumen utilizados, y normalmente se expresa en UFC/mL o UFC/g.

Conclusión

Lallemand ha perfeccionado el arte de la fermentación gracias a más de 100 años de experiencia en la producción de levaduras y bacterias, abarcando una amplia variedad de mercados. Desde sus inicios en panificación hace más de un siglo, la empresa ha evolucionado hacia aplicaciones altamente especializadas en alimentación, bebidas, salud y nutrición animal. Como productor primario de microorganismos, Lallemand controla completamente el proceso de producción, desde el laboratorio hasta el envasado. Este control integral garantiza la calidad, seguridad y consistencia de sus productos de levadura para todos los clientes y usuarios finales. Pero el compromiso con la calidad no termina en la planta: el servicio de análisis al clientes de Lallemand asegura que las levaduras vivas se apliquen de forma óptima en sus usos finales.