Milch und daraus hergestellte Erzeugnisse spielen eine zentrale Rolle in der Ernährung des Menschen. Infolge einer Optimierung der molkereitechnologischen Produktionsprozesse ist eine gesteigerte Qualität sowie eine verlängerte Haltbarkeit dieser Produkte erzielt worden, wobei dies das Fundament des bis heute beständig wachsenden, vielfältigen Produktspektrums an Milch und der daraus hergestellten Erzeugnisse bildet. Die Globalisierung der Märkte sowie die in den letzten Jahren stark ansteigenden Rohstoff- und Energiekosten haben dabei zu einer erheblichen Verschärfung des Konkurrenzdrucks auch zwischen Lebensmittelproduzenten geführt. Um kostensenkend zu produzieren werden zahlreiche Massnahmen ergriffen, welche vorwiegend auf dem Ersatz von Fett- und Proteinanteilen, der Mischung von Milchsorten unterschiedlicher Spezies, dem Zusatz billiger Füllstoffe auf Milchbasis zur Ausbeuteerhöhung sowie einer falschen Deklaration von Produkten geschützter geografischer Herkunft beruhen (De la Fuente et al. 2005). Der Einfluss des globalisierten Milchmarktes macht dabei auch vor Schmelzkäseerzeugnissen und Schmelzkäsen keinen Halt. Produzenten dieser Produkte wurden infolgedessen mehr und mehr dazu verleitet, die in diesen Erzeugnissen wertgebende Rohware Käse anteilig durch günstigere Füllstoffe auf Milchbasis zu ersetzen. Neben ernährungs-physiologischen und technologischen Aspekten spielen in diesem Zusammenhang vor allem ökonomische Interessen eine entscheidende Rolle. Dem Endprodukt Schmelzkäse ist dieser Qualitätsverlust, welcher durch den Austausch von Käse-Protein durch Nicht-Käse-Protein resultiert, dabei auf den ersten Blick nicht unbedingt anzusehen. Bislang existieren auch keine einfachen analytischen Marker zur qualitativen Unterscheidung, geschweige denn quantitativen Bestimmung, dieser Rohwaren in Schmelzkäsen. Die analytischen Herausforderungen welche sich aus der vorliegenden Problemstellung ergeben, sind dabei sehr vielfältig. Nicht nur, dass alle wertgebenden Zutaten von Schmelzkäsen einem gemeinsamen Ausgangsrohstoff Milch entstammen, welcher zudem noch natürlichen Schwankungen in der Zusammensetzung unterliegt, sondern auch die in der wertgebenden Rohware Käse sorten-, reifungs- und lagerungsabhängig ablaufenden Prozesse führen zu starken Schwankungen der Zusammensetzung dieser Produkte. Wie genau die große Gruppe der Käsesorten basierend darauf chemisch charakterisiert werden kann, erscheint aus analytischer Sicht äußerst anspruchsvoll. Darüber hinaus kann eine Beeinflussung der chemischen Zusammensetzung der fertigen Schmelzkäseprodukte auch durch die während des Herstellungsprozesses herrschenden Bedingungen hervorgerufen werden. Das Ausmaß einer solchen Veränderung in handelsüblichen Schmelzkäsen ist jedoch nur schwer abschätzbar und bislang wenig erforscht worden. Einer Irreführung und Täuschung der Verbraucher sowie einer Verzerrung des Wettbewerbs zwischen den einzelnen Schmelzkäseproduzenten ist somit Tür und Tor geöffnet. Dies wird letztlich auch durch den Gesetzgeber nicht unterbunden, da dieser die Deklaration der eingesetzten Menge und Sorte an Käse sowie der Menge an zugesetztem Proteinzusatz zur Herstellung von Schmelzkäsen und Schmelzkäseerzeugnissen nicht zwingend fordert. Das Ziel der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit besteht somit darin, ein Analysenportfolio verschiedenster, analytischer Parameter zur Bestimmung der kompositionellen Zusammensetzung von Schmelzkäseerzeugnissen zu erarbeiten, mit deren Hilfe eine Unterscheidung der am Markt erhältlichen Produktqualitäten möglich ist. Weiterhin soll anhand der Kombination dieser analytischen Messgrößen sowie deren mathematischer Auswertung mittels multivariater Datenanalyseverfahren eine Bewertung und Priorisierung hinsichtlich deren Aussagekraft vorgenommen werden. Neben der Analyse handelsüblicher Schmelzkäse werden im Rahmen dieser Aufgabenstellung auch verstärkt die Schmelzrohwaren und Proteinzusätze sowie Modell-Schmelzkäse hinsichtlich deren chemischer Zusammensetzung charakterisiert. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Unterscheidung der Rohwaren Käse und den zum Schmelzkäseprodukt weiterhin zugesetzten Proteinpulvern auf Milchbasis. Zu diesen zählen neben den Trockenmilch- und Trockenmolkeerzeugnissen (Magermilchpulver, Milchpulverkonzentrat, Molkepulver) auch Milcheiweiß-erzeugnisse (Säure- und Labcasein). Zusammen stellen diese mengenmäßig den größten Anteil in Schmelzkäsen dar und bestimmen somit maßgeblich deren technologische und sensorische Eigenschaften und damit verbunden die Qualität und den Preis der fertigen Schmelzkäseprodukte.

Milch und daraus hergestellte Erzeugnisse spielen eine zentrale Rolle in der Ernährung des Menschen. Infolge einer Optimierung der molkereitechnologischen Produktionsprozesse ist eine gesteigerte Qualität sowie eine verlängerte Haltbarkeit dieser Produkte erzielt worden, wobei dies das Fundament des bis heute beständig wachsenden, vielfältigen Produktspektrums an Milch und der daraus hergestellten Erzeugnisse bildet. Die Globalisierung der Märkte sowie die in den letzten Jahren stark ansteigenden Rohstoff- und Energiekosten haben dabei zu einer erheblichen Verschärfung des Konkurrenzdrucks auch zwischen Lebensmittelproduzenten geführt. Um kostensenkend zu produzieren werden zahlreiche Massnahmen ergriffen, welche vorwiegend auf dem Ersatz von Fett- und Proteinanteilen, der Mischung von Milchsorten unterschiedlicher Spezies, dem Zusatz billiger Füllstoffe auf Milchbasis zur Ausbeuteerhöhung sowie einer falschen Deklaration von Produkten geschützter geografischer Herkunft beruhen (De la Fuente et al. 2005). Der Einfluss des globalisierten Milchmarktes macht dabei auch vor Schmelzkäseerzeugnissen und Schmelzkäsen keinen Halt. Produzenten dieser Produkte wurden infolgedessen mehr und mehr dazu verleitet, die in diesen Erzeugnissen wertgebende Rohware Käse anteilig durch günstigere Füllstoffe auf Milchbasis zu ersetzen. Neben ernährungs-physiologischen und technologischen Aspekten spielen in diesem Zusammenhang vor allem ökonomische Interessen eine entscheidende Rolle. Dem Endprodukt Schmelzkäse ist dieser Qualitätsverlust, welcher durch den Austausch von Käse-Protein durch Nicht-Käse-Protein resultiert, dabei auf den ersten Blick nicht unbedingt anzusehen. Bislang existieren auch keine einfachen analytischen Marker zur qualitativen Unterscheidung, geschweige denn quantitativen Bestimmung, dieser Rohwaren in Schmelzkäsen. Die analytischen Herausforderungen welche sich aus der vorliegenden Problemstellung ergeben, sind dabei sehr vielfältig. Nicht nur, dass alle wertgebenden Zutaten von Schmelzkäsen einem gemeinsamen Ausgangsrohstoff Milch entstammen, welcher zudem noch natürlichen Schwankungen in der Zusammensetzung unterliegt, sondern auch die in der wertgebenden Rohware Käse sorten-, reifungs- und lagerungsabhängig ablaufenden Prozesse führen zu starken Schwankungen der Zusammensetzung dieser Produkte. Wie genau die große Gruppe der Käsesorten basierend darauf chemisch charakterisiert werden kann, erscheint aus analytischer Sicht äußerst anspruchsvoll. Darüber hinaus kann eine Beeinflussung der chemischen Zusammensetzung der fertigen Schmelzkäseprodukte auch durch die während des Herstellungsprozesses herrschenden Bedingungen hervorgerufen werden. Das Ausmaß einer solchen Veränderung in handelsüblichen Schmelzkäsen ist jedoch nur schwer abschätzbar und bislang wenig erforscht worden. Einer Irreführung und Täuschung der Verbraucher sowie einer Verzerrung des Wettbewerbs zwischen den einzelnen Schmelzkäseproduzenten ist somit Tür und Tor geöffnet. Dies wird letztlich auch durch den Gesetzgeber nicht unterbunden, da dieser die Deklaration der eingesetzten Menge und Sorte an Käse sowie der Menge an zugesetztem Proteinzusatz zur Herstellung von Schmelzkäsen und Schmelzkäseerzeugnissen nicht zwingend fordert. Das Ziel der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit besteht somit darin, ein Analysenportfolio verschiedenster, analytischer Parameter zur Bestimmung der kompositionellen Zusammensetzung von Schmelzkäseerzeugnissen zu erarbeiten, mit deren Hilfe eine Unterscheidung der am Markt erhältlichen Produktqualitäten möglich ist. Weiterhin soll anhand der Kombination dieser analytischen Messgrößen sowie deren mathematischer Auswertung mittels multivariater Datenanalyseverfahren eine Bewertung und Priorisierung hinsichtlich deren Aussagekraft vorgenommen werden. Neben der Analyse handelsüblicher Schmelzkäse werden im Rahmen dieser Aufgabenstellung auch verstärkt die Schmelzrohwaren und Proteinzusätze sowie Modell-Schmelzkäse hinsichtlich deren chemischer Zusammensetzung charakterisiert. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Unterscheidung der Rohwaren Käse und den zum Schmelzkäseprodukt weiterhin zugesetzten Proteinpulvern auf Milchbasis. Zu diesen zählen neben den Trockenmilch- und Trockenmolkeerzeugnissen (Magermilchpulver, Milchpulverkonzentrat, Molkepulver) auch Milcheiweiß-erzeugnisse (Säure- und Labcasein). Zusammen stellen diese mengenmäßig den größten Anteil in Schmelzkäsen dar und bestimmen somit maßgeblich deren technologische und sensorische Eigenschaften und damit verbunden die Qualität und den Preis der fertigen Schmelzkäseprodukte.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der nichtenzymatischen Glykosylierung auf das Denaturierungsverhalten und die funktionellen Eigenschaften von Molkenproteinen, hier im speziellen die emulgierenden Eigenschaften, untersucht. Nach einer Bestimmung technologisch relevante Glykosylierungsgrade sollten in unterschiedlich glykosylierten Molkenproteinpräparaten das Denaturierungsverhalten sowie die Emulgiereigenschaften in Abhängigkeit vom Glykosylierungsgrad mit unterschiedlichen Methoden bestimmt werden. Der aus praktischer Sicht relevante Einfluss der Glykosylierung auf die sensorischen Eigenschaften wurde einerseits in Molkenproteinlösungen und andererseits in einem komplexen System (Modell-Schmelzkäsezubereitung) erfasst. Schließlich galt es, den Einfluss der Glykosylierung auf die Mikrostruktur und die Festigkeit am Beispiel der Modell- Schmelzkäsezubereitung zu untersuchen und daraus unmittelbare Konsequenzen für die technologische Praxis abzuleiten.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der nichtenzymatischen Glykosylierung auf das Denaturierungsverhalten und die funktionellen Eigenschaften von Molkenproteinen, hier im speziellen die emulgierenden Eigenschaften, untersucht. Nach einer Bestimmung technologisch relevante Glykosylierungsgrade sollten in unterschiedlich glykosylierten Molkenproteinpräparaten das Denaturierungsverhalten sowie die Emulgiereigenschaften in Abhängigkeit vom Glykosylierungsgrad mit unterschiedlichen Methoden bestimmt werden. Der aus praktischer Sicht relevante Einfluss der Glykosylierung auf die sensorischen Eigenschaften wurde einerseits in Molkenproteinlösungen und andererseits in einem komplexen System (Modell-Schmelzkäsezubereitung) erfasst. Schließlich galt es, den Einfluss der Glykosylierung auf die Mikrostruktur und die Festigkeit am Beispiel der Modell- Schmelzkäsezubereitung zu untersuchen und daraus unmittelbare Konsequenzen für die technologische Praxis abzuleiten.