Die Dicklegung der Milch, ausgehend von der hydrolytischen Spaltung des κ-Caseins, stellt den ersten essentiellen Schritt in der Käseherstellung dar. Dabei finden Gerinnungsenzyme verschiedener Herkunft Anwendung, deren neueste Varianten auf Grundlage des aktuellen Forschungsstandes umfassend charakterisiert werden. Verschiedene Kälberlabpräparate, mikrobielle Gerinnungsenzyme aus Rhizomucor miehei und mit Hilfe von gentechnisch modifizierten Mikroorganismen gewonnenes Chymosin (FPC) aus Rind und Kamel werden mittels HPLC und Elektrophorese hinsichtlich ihrer Zusammensetzung analysiert. Die neueste Generation mikrobieller Enzyme weist im Gegensatz zur herkömmlichen Variante keine Nebenkomponenten und damit einen höheren Aufreinigungsgrad auf. Die unspezifische proteolytische Aktivität wird durch fluorimetrische Quantifizierung der in 12 % TCA löslichen Stickstoffkomponenten bestimmt, die nach Inkubation rekonstituierter Magermilch bei 32 °C und pH 6,5 über 24 h mit den Enzymen freigesetzt werden. Mikrobielle Gerinnungsenzyme besitzen eine signifikant höhere unspezifische proteolytische Aktivität gegenüber chymosinbasierten Präparaten, deren Auswirkung sich bei Erhöhung der zugegebenen Enzymmenge besonders ausgeprägt darstellen. Oszillationsrheometrische Analysen lassen bei gleicher Enzymaktivität eine geringere Gelfestigkeit nach 40 min bei Einsatz von mikrobiellen Präparaten im Vergleich zu Kälberlab und bovinem FPC erkennen. Zusätzlich wird eine Abhängigkeit der Flockungszeit und der Gelfestigkeit vom eingesetzten Substrat beobachtet, die für Chymosin aus Kamel besonders stark ausgeprägt ist. Die Substratspezifität dieses Enzyms ist weder mit der des bovinen Chymosins noch mit der der mikrobiellen Gerinnungsenzyme identisch. Im Rahmen von Käsungsversuchen im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab wird eine signifikant höhere Käseausbeute (0,50 - 1,19 %) bei Verwendung vom traditionellem Kälberlab im Vergleich zur neuesten Generation der kommerziellen mikrobiellen Substitute ermittelt. Im Verlaufe der Reifung von Schnittkäse wird durch mikrobielles Gerinnungsenzym gegenüber Kälberlab eine signifikant höhere Menge an Nichtproteinstickstoff freigesetzt sowie ein unterschiedliches Profil an Proteinabbauprodukten gebildet. Die höhere proteolytische Aktivität resultiert in einer signifikant stärker ausgeprägten Bitterkeit der mit mikrobiellem Gerinnungsenzym hergestellten Käse nach 12 Wochen Reifungszeit. / Clotting of milk caused by hydrolytic cleavage of κ-casein is the first important step in cheese milk processing. This cleavage is caused by clotting enzymes of different origin, which are comprehensively characterized by considering results of latest investigations. The composition of selected calf rennets, microbial coagulants derived from Rhizomucor miehei and genetically engineered chymosin (FPC) derived from cow and camel is analyzed by HPLC and electrophoresis. In contrast to conventional products, the latest generation of microbial coagulants does not show minor components in a detectable amount because of a sufficient purification. The unspecific proteolytic activity is determined by fluorimetric quantification of 12 % tricloric-acid-soluble nitrogen, which is released by the enzymes from reconstituted skim milk, pH 6.5, after incubation at 32 °C for 24 h. Microbial coagulants show a significantly higher unspecific proteolysis as compared to chymosin-based clotting enzymes, especially when the enzymes are added in amount higher than used during cheese-making. Small amplitude oscillation rheometry analysis showed a lower gel firmness after 40 min of gelling when microbial coagulants were applied instead of calf rennet or FPC. Furthermore, flocculation time, gel formation time and gel firmness additionally depends on the test substrate, and this dependency is exceptionally pronounced when camel chymosin was used. The substrate specificity of this enzyme is neither identical to that of bovine chymosin nor to that of microbial coagulants. Cheese making experiments in laboratory-, pilot- and commercial-scale revealed a significantly higher cheese yield (0.50 - 1.19 %) when using calf rennet instead of microbial coagulant of the latest generation. During ripening of semi-hard cheese a higher amount of non-protein-nitrogen was released and a different electrophoretic casein degradation profile was generated when using microbial enzymes. Enhanced proteolysis is responsible for a significantly higher pronounced bitterness of microbial produced cheese after 12 weeks of maturation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:25676 |
| Date | 27 June 2011 |
| Creators | Jacob, Mandy |
| Contributors | Rohm, Harald, Jaros, Doris, Mayer, Helmut K., Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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