Käseenzyme: Was sind sie und warum werden sie benötigt?

Die Verbrauchernachfrage nach Käse hat zusammen mit der Suche nach Produkten mit neuen organoleptischen Parametern zugenommen, was zu umfangreicher Forschung nach alternativen Milchgerinnungsmitteln geführt hat. Das Verhältnis von proteolytischer Aktivität zu Gerinnung bestimmt den Bedarf an Enzymen, die bei der Käseherstellung verwendet werden.

Käse ist ein Produkt, das einen besonderen Platz in der Ernährung moderner Menschen einnimmt. Aufgrund der Variabilität der verwendeten Komponenten und der Herstellungstechnologie gibt es eine Vielzahl von Produkttypen, die sich in Geschmack, Geruch und Textur unterscheiden. Bis heute sind sich Experten uneinig, wenn sie versuchen, Käse zu klassifizieren, wenn 500 bis 5000 Artikel angegeben werden. Aber fast jeder Verbraucher wird in der Lage sein, ein Produkt nach Geschmack auszuwählen.

Die Herstellung dieses Produktes ist einer der ältesten Zweige der Lebensmittelindustrie. Die Untersuchung der Überreste neolithischer Keramik auf dem Gebiet des modernen Polens ermöglichte den Nachweis, dass dies bereits im 5. Jahrtausend v. e. Menschen verarbeiteten Milch. Die Käseherstellung hat mehrere Probleme gelöst:

• die Hauptbestandteile der Milch (Proteine, Fette, Vitamine) lange konservieren;
• das Getränk in eine feste Form umwandeln, die einen bequemeren Transport ermöglicht (was für Nomadenvölker wichtig ist);
• ein Milchprodukt mit einem geringeren Laktosegehalt herzustellen.

Käse ist ein fermentiertes Lebensmittel. Es entsteht, wenn der Milchzucker (Laktose) von Bakterien in Milchsäure umgewandelt wird. Die zum Ansäuern des Getränks verwendeten Milchsäurebakterienstämme werden meist sorgfältig ausgewählt und bewusst als Sauerteig zugesetzt. Heute ist Pepsin weit verbreitet.

Die Grundlage der Käseherstellung ist der Entzug von Feuchtigkeit aus der Milch, indem sie in eine dicke Masse umgewandelt wird. Das dichte Material, das aus der Proteinfaltung entsteht, wird dann zu Käse. Dies ist Hüttenkäse, der frisch verzehrt werden kann, aber in größerem Umfang zur Herstellung von Käse verwendet wird.

Quark wird während des Produktionsprozesses von Molke getrennt, die wiederum ein wichtiges und wertvolles Nebenprodukt ist. Bei Sorten, die sich in fertiger Form durch hohe Luftfeuchtigkeit unterscheiden, wird die Quarkmasse einfach in Formen gegossen, bei Hartkäse hingegen gepresst.

Die beliebtesten Arten von Zusatzstoffen, die bei der industriellen Käseherstellung verwendet werden, sind pflanzliche Zusatzstoffe, die zu den Cystein- und Seringruppen gehören. Enzyme, die auf der Einwirkung von Mikroorganismen auf Milcheiweiß basieren, werden aufgrund der niedrigen Produktionskosten und der hohen organoleptischen Eigenschaften des Endprodukts in großem Umfang in der Käseherstellung verwendet.

Die Verwendung von pflanzlichen und mikrobiellen Milchfermenten als Alternative zu denen tierischen Ursprungs ermöglicht nicht nur die Diversifizierung des Käseangebots auf dem Markt, sondern auch die Lösung ethischer und wirtschaftlicher Probleme. Darüber hinaus erfüllen pflanzliche und mikrobielle Präparate die Prinzipien des Vegetarismus.

Moderne Technologie umfasst die folgenden Schritte:

• Milchzubereitung;
• Gerinnung durch proteolytische Enzyme und Quarkmassenbildung;
• Serumfach;
• Hüttenkäse schneiden;
• Kneten;
• Verlegung unter der Presse und Reifung.

Eine kleine Menge Käse wird unmittelbar nach der Herstellung frisch verzehrt. Die meisten Sorten müssen jedoch vor dem Verzehr gereift werden, von zwei Wochen (z. B. Mozzarella) bis zu zwei oder mehr Jahren (z. B. Parmigiano-Reggiano oder extrareifer Cheddar).

Vermutlich entstand der erste Käse dadurch, dass Milch in Säcken aus Wiederkäuermägen gelagert und während des Transports aufgewirbelt wurde. Später wurden die Wirkstoffe in diesem Prozess als Pepsin und Chymosin, besser bekannt als Lab, identifiziert.

In Milch liegen mehr als 95 % der Kaseine in Form von großen kolloidalen Partikeln oder Mizellen vor, die während der Gerinnung von κ-Kasein ausfallen. Die Casein-Koagulation ist ein zweistufiger Prozess: Es erfolgt die enzymatische Produktion von unlöslichem para-κ-Casein und löslichem Makropeptid. Quark wird während der zweiten Stufe (Koagulationsstufe) als Ergebnis der Freisetzung von para-κ-Kasein bei einer Temperatur über 20° gebildet.

Chymosin leitet die Gerinnung von Milch ein, indem es Bindungen im κ-Casein-Molekül bricht. Diese Bindung ist viel anfälliger für saure Proteasen als andere Peptidbindungen im Milchproteinsystem.

Alle in der Industrie weit verbreiteten tierischen Enzyme sind sauer und zeigen ihre maximale Aktivität in einer sauren Umgebung.Sie zeichnen sich durch einen hohen Gehalt an Dicarbonsäuren und einen niedrigen Gehalt an essentiellen Aminosäuren aus. Das bekannteste Enzym ist Pepsin.

Chymosin wird aus dem Darm gewonnen und wird traditionell als Gerinnungsmittel in der Käseherstellung verwendet. Milchgerinnungsenzyme, die Chymosin enthalten, werden von jungen Tieren verschiedener Arten gewonnen, und jedes von ihnen hat seine eigenen spezifischen biochemischen Eigenschaften. Ein weiteres Enzym tierischen Ursprungs ist Pepsin. Es kann in den Magensäften von Säugetieren, Fischen und Reptilien gefunden werden.

Ethische, religiöse und wirtschaftliche Faktoren haben zur Suche nach einer Alternative zum tierischen Lab geführt. Pflanzliche Gerinnungsmittel werden bei der Käseherstellung zusätzlich zu tierischen Enzymen verwendet. Die erste urkundliche Erwähnung bezieht sich auf das Jahr 42. Als Stoffe, die die Milchgerinnung anregen, werden Distelblüten und Feigenbaumsaft aufgeführt.

Papain ist das am häufigsten verwendete pflanzliche proteolytische Enzym. Insbesondere in Indonesien wird Papain zur Herstellung von Schnittkäse verwendet. Es wurde erstmals 1879 aus Papaya-Latex isoliert. Ebenfalls verwendet wird Bromelain, das aus den Stielen und unreifen Früchten der Ananas isoliert wurde. Mariendistel wird auch oft als Quelle eines essentiellen Enzyms verwendet.

Am besten untersucht sind Substanzen, die aus der spanischen Artischocke gewonnen werden, deren Blüten traditionell von den Völkern des Mittelmeerraums zur Käseherstellung verwendet werden. Seit Jahrhunderten werden Artischockenblüten in Ostafrika und Südeuropa für Ziegen- und Schafskäse verwendet. Diese Käseprodukte haben eine zarte cremige Textur und einen exquisiten Geschmack.Organoleptische Eigenschaften beruhen auf der breiten Substratspezifität von Aspartatenzymen, die nicht nur κ-Casein, sondern auch α- und β-Casein spalten. Proteasen aus Artischockenblättern und -wurzeln zeigten eine hohe Gerinnungsaktivität.

Neben der Isolierung von Substanzen aus Pflanzenmaterial sind Verfahren zu ihrer Gewinnung durch Mikrovermehrung von großem Interesse. Der Einsatz von Technologie hat eine Reihe von Vorteilen, von denen der wichtigste die Möglichkeit ist, eine große Menge eines homogenen Enzyms zu erhalten, was die Produktion wirtschaftlich macht.

Lab kann nicht nur durch pflanzliche Enzyme, sondern auch durch pepsinähnliche Substanzen mikrobiellen Ursprungs ersetzt werden. Vorteile mikrobieller Enzyme:

• niedrige Produktionskosten;
• die Kriterien des natürlichen Ursprungs und der vegetarischen Anforderungen erfüllen.

Bereits 1974 wurden solche Substanzen in der Herstellung von 60 % des Käses in den Vereinigten Staaten verwendet. Die fadenförmigen Pilze, die die Enzyme produzierten, sind nach wie vor von größtem Interesse in der Käseherstellung.

Die weltweit wichtigsten Hersteller von Enzymen sind:

• „Danisco DuPont“ (Dänemark);
• "Mittal" (Indien);
• Clarion Casein LTD (Indien);
• Fonterra (Neuseeland);
• "Walcorn" (Kanada);
• Mahan Belki Limited (Indien).

Der heimische Markt wird von russischen Herstellern dominiert:

• "Anlage endokriner Enzyme";
• „Moskauer Labwerk“.

Bei der Herstellung von Milchfermenten verwenden diese Unternehmen Chymosin, Rindfleisch- und Hühnerpepsin in verschiedenen Anteilen. Darüber hinaus gibt es kommerzielle pflanzliche und mikrobielle Proteasen auf dem Markt.

Wie Sie Käseenzyme selbst herstellen können, erfahren Sie im folgenden Video.