Para-k-Casein entsteht durch Hydrolyse des kappa-Caseins nach Zugabe proteolytischer Enzyme zur Milch. Untersuchungen an selbst erstellten Modellen unter Bedingungen, die die Käsereifung simulieren, zeigen, dass die Proteolyse des für die Käsereifung bedeutenden para-k-Caseins stark vom Wassergehalt abhängt. Mit Hilfe geeigneter Methoden (SDS-Elektrophorese, IEF, GPC, RP-HPLC, ESI-MS u.a.) konnte der Abbau des para-k-Caseins durch die industriell relevanten Milchgerinnungsenzyme Chymosin, Fromase und Suparen bei unterschiedlichem Wasserangebot verfolgt werden. Para-k-Casein wird bei einem käseüblichen Wassergehalt von 60 % innerhalb von 15 Wochen über wenig höhermolekulare Spaltprodukte überwiegend zu Peptiden mit Molmassen im Bereich von 400-1400 Da abgebaut. Wie elektrophoretische Untersuchungen zeigen, wird para-k-Casein auch im Sauermilchkäse abgebaut. Allerdings ist die Detektion der in sehr geringer Menge entstandenen Hydrolyseprodukte problematisch. / K-casein is one of the original casein components in milk. Model-experiments under cheese ripening conditions demonstrate the hydrolysis of para-k-Casein, which is the hydrophobic part of kappa-casein, by rennet and rennet substitutes fromase and suparen. Different water contents influences the dimension of hydrolysis of para-k-Casein. A water content of 60 % usual found in cheese results in a great number of hydrolysis products from para-k-Casein with molecular weights between 400-1400 Da. The hydrolyses was investigated for a time period of 15 weeks by several analytical methods (i.e RP-HPLC, ESI-MS, electrophoretic methods, and others). Investigations by electrophoresis of the ripening process of acid curd cheese demonstrated that para-k-Casein is also hydrolysed in this type of cheese, but the detection is quite difficult.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Schneidprozesses im Verar-beitungs- und Verpackungsmaschinenbau, genauer das Schneiden von adhäsiven Käse. Die Versuchsergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die untersuchten Ein-flussgrößen Keilwinkel, Geschwindigkeit und Schnittkraftverminderungswinkel liefern bei einer gegebenen Messeroberfläche eine gute Regression bezüglich der maximalen Kraft. Außerdem zeigen die Ergebnisse, dass die maximale Kraft ein guter Referenzwert für die Erstellung einer Kraftkurve ist. Die Gestalt einer Kraftkurve ist innerhalb einer Toleranz von 10% nur vom Schnittkraftverminderungswinkel abhängig. Im Vergleich der Regressionen von drei verschiedenen Messeroberflächen treten erhebli-che Unterschiede zwischen den Regressionsformeln auf. Diese Unterschiede können aber auf mikroskopische Einflüsse auf die Reibung zwischen Messer und Käse zurückgeführt werden. Für die weitere Forschung ist es daher sinnvoll, die Reibung an der Messerober-fläche genauer zu untersuchen, um ein von den Messeroberflächen unabhängiges Re-gressionsmodell zu generieren. / The following paper examines the cutting process in the sector of packaging and pro-cessing engineering, precisely the cutting of adhesive cheese. The results of the experiments can be summed up as follows: The analysed actuating var-iables lip angle, speed and angle reducing the cutting force deliver in case of a given knife surface good regression concerning the maximum force. Moreover, the results show that the maximum force is a good reference value for creating a force curve. The design of a force curve depends within a tolerance of 10% only on the angle reducing the cutting force. Comparing the regressions of the three different knife surfaces shows important differ-ences between the regression formulas. These differences can be traced back to micro-scopic influences on the friction between knife and cheese. Therefore, further studies should examine the friction on the knife surface in more details, in order to generate a re-gression model which is independent from the knife surfaces.

Die Käsereifung ist ein biochemischer Prozess, der sich durch physikalische, mikrobiologische und enzymatische Ursachen und Abläufe vollzieht. Dabei ist die Proteolyse entscheidend für Veränderungen hinsichtlich Textur und Sensorik im Endprodukt Käse. Da die Käsematrix zu komplex ist und verschiedene Einflüsse sich störend bei der Analyse von Proteinen auswirken, sollte ein Käsemodell entwickelt werden. Ziel dieser Arbeit war es daher ein geeignetes Modell zu entwickeln, welches die Käsereifung simulieren sollte. Zum Vergleich sollte ein Modell herangezogen werden, welches der Milch nachempfunden war. Als Protein sollte das b-Casein, welches bis zu 30 % an der Caseinfraktion beteiligt ist, durch Chymosin und ein mikrobielles Milchgerinnungsenzym (Suparen) hydrolysiert werden. Anschließend sollten kommerziell erhältliche Käse untersucht werden, um eventuelle Parallelen zum Modell Käse ziehen zu können.

Die Käsereifung ist ein biochemischer Prozess, der sich durch physikalische, mikrobiologische und enzymatische Ursachen und Abläufe vollzieht. Dabei ist die Proteolyse entscheidend für Veränderungen hinsichtlich Textur und Sensorik im Endprodukt Käse. Da die Käsematrix zu komplex ist und verschiedene Einflüsse sich störend bei der Analyse von Proteinen auswirken, sollte ein Käsemodell entwickelt werden. Ziel dieser Arbeit war es daher ein geeignetes Modell zu entwickeln, welches die Käsereifung simulieren sollte. Zum Vergleich sollte ein Modell herangezogen werden, welches der Milch nachempfunden war. Als Protein sollte das b-Casein, welches bis zu 30 % an der Caseinfraktion beteiligt ist, durch Chymosin und ein mikrobielles Milchgerinnungsenzym (Suparen) hydrolysiert werden. Anschließend sollten kommerziell erhältliche Käse untersucht werden, um eventuelle Parallelen zum Modell Käse ziehen zu können.

Para-k-Casein entsteht durch Hydrolyse des kappa-Caseins nach Zugabe proteolytischer Enzyme zur Milch. Untersuchungen an selbst erstellten Modellen unter Bedingungen, die die Käsereifung simulieren, zeigen, dass die Proteolyse des für die Käsereifung bedeutenden para-k-Caseins stark vom Wassergehalt abhängt. Mit Hilfe geeigneter Methoden (SDS-Elektrophorese, IEF, GPC, RP-HPLC, ESI-MS u.a.) konnte der Abbau des para-k-Caseins durch die industriell relevanten Milchgerinnungsenzyme Chymosin, Fromase und Suparen bei unterschiedlichem Wasserangebot verfolgt werden. Para-k-Casein wird bei einem käseüblichen Wassergehalt von 60 % innerhalb von 15 Wochen über wenig höhermolekulare Spaltprodukte überwiegend zu Peptiden mit Molmassen im Bereich von 400-1400 Da abgebaut. Wie elektrophoretische Untersuchungen zeigen, wird para-k-Casein auch im Sauermilchkäse abgebaut. Allerdings ist die Detektion der in sehr geringer Menge entstandenen Hydrolyseprodukte problematisch. / K-casein is one of the original casein components in milk. Model-experiments under cheese ripening conditions demonstrate the hydrolysis of para-k-Casein, which is the hydrophobic part of kappa-casein, by rennet and rennet substitutes fromase and suparen. Different water contents influences the dimension of hydrolysis of para-k-Casein. A water content of 60 % usual found in cheese results in a great number of hydrolysis products from para-k-Casein with molecular weights between 400-1400 Da. The hydrolyses was investigated for a time period of 15 weeks by several analytical methods (i.e RP-HPLC, ESI-MS, electrophoretic methods, and others). Investigations by electrophoresis of the ripening process of acid curd cheese demonstrated that para-k-Casein is also hydrolysed in this type of cheese, but the detection is quite difficult.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Schneidprozesses im Verar-beitungs- und Verpackungsmaschinenbau, genauer das Schneiden von adhäsiven Käse. Die Versuchsergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die untersuchten Ein-flussgrößen Keilwinkel, Geschwindigkeit und Schnittkraftverminderungswinkel liefern bei einer gegebenen Messeroberfläche eine gute Regression bezüglich der maximalen Kraft. Außerdem zeigen die Ergebnisse, dass die maximale Kraft ein guter Referenzwert für die Erstellung einer Kraftkurve ist. Die Gestalt einer Kraftkurve ist innerhalb einer Toleranz von 10% nur vom Schnittkraftverminderungswinkel abhängig. Im Vergleich der Regressionen von drei verschiedenen Messeroberflächen treten erhebli-che Unterschiede zwischen den Regressionsformeln auf. Diese Unterschiede können aber auf mikroskopische Einflüsse auf die Reibung zwischen Messer und Käse zurückgeführt werden. Für die weitere Forschung ist es daher sinnvoll, die Reibung an der Messerober-fläche genauer zu untersuchen, um ein von den Messeroberflächen unabhängiges Re-gressionsmodell zu generieren.:Abstract (englisch) Abstract (deutsch) Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 2 Stand der Technik 2.1 Zerspannen und Schneiden 2.2 Schneiden in der verarbeitenden Industrie 2.3 Kräfte beim Schneiden und neuere Entwicklung 3 Präzisierte Aufgabenstellung 4 Zielsetzung und Lösungsweg 5 Versuchsmittel 5.1 Sensoren und Messgeräte 5.1.1 Zwick für die Kraft in Bewegungsrichtung 5.1.2 Kistlersystem für die Querkraft 5.2 Messer 5.3 Käse 6 Versuchsplanung 6.1 Eingrenzung der Untersuchung 6.2 Theorie zur Versuchsplanung 6.3 Realisierung der Versuchsplanung 7 Messen 7.1 Messverfahren 7.2 Messungenauigkeiten 7.3 Messauswertung 8 Versuchsergebnisse 8.1 Allgemeine Bemerkungen 8.2 Unabhängige Betrachtung der Einflüsse 8.2.1 Keilwinkel 8.2.2 Messeroberfläche 8.2.3 SKVW 8.2.4 Schnittgeschwindigkeit 8.2.5 Sonstige detektiere Effekte 8.3 Betrachtung unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen 8.3.1 Allgemeine Betrachtung 8.3.2 Adcoat 8.3.3 N7010 8.3.4 XLC 8.4 Interpretation 9 Zusammenfassung und Ausblick 10 Literaturverzeichnis 11 Abbildungsverzeichnis 12 Tabellenverzeichnis 13 Eidesstattliche Erklärung 14 Anlagen / The following paper examines the cutting process in the sector of packaging and pro-cessing engineering, precisely the cutting of adhesive cheese. The results of the experiments can be summed up as follows: The analysed actuating var-iables lip angle, speed and angle reducing the cutting force deliver in case of a given knife surface good regression concerning the maximum force. Moreover, the results show that the maximum force is a good reference value for creating a force curve. The design of a force curve depends within a tolerance of 10% only on the angle reducing the cutting force. Comparing the regressions of the three different knife surfaces shows important differ-ences between the regression formulas. These differences can be traced back to micro-scopic influences on the friction between knife and cheese. Therefore, further studies should examine the friction on the knife surface in more details, in order to generate a re-gression model which is independent from the knife surfaces.:Abstract (englisch) Abstract (deutsch) Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 2 Stand der Technik 2.1 Zerspannen und Schneiden 2.2 Schneiden in der verarbeitenden Industrie 2.3 Kräfte beim Schneiden und neuere Entwicklung 3 Präzisierte Aufgabenstellung 4 Zielsetzung und Lösungsweg 5 Versuchsmittel 5.1 Sensoren und Messgeräte 5.1.1 Zwick für die Kraft in Bewegungsrichtung 5.1.2 Kistlersystem für die Querkraft 5.2 Messer 5.3 Käse 6 Versuchsplanung 6.1 Eingrenzung der Untersuchung 6.2 Theorie zur Versuchsplanung 6.3 Realisierung der Versuchsplanung 7 Messen 7.1 Messverfahren 7.2 Messungenauigkeiten 7.3 Messauswertung 8 Versuchsergebnisse 8.1 Allgemeine Bemerkungen 8.2 Unabhängige Betrachtung der Einflüsse 8.2.1 Keilwinkel 8.2.2 Messeroberfläche 8.2.3 SKVW 8.2.4 Schnittgeschwindigkeit 8.2.5 Sonstige detektiere Effekte 8.3 Betrachtung unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen 8.3.1 Allgemeine Betrachtung 8.3.2 Adcoat 8.3.3 N7010 8.3.4 XLC 8.4 Interpretation 9 Zusammenfassung und Ausblick 10 Literaturverzeichnis 11 Abbildungsverzeichnis 12 Tabellenverzeichnis 13 Eidesstattliche Erklärung 14 Anlagen