DE1767816A1 - Verfahren zur Herstellung von Kaese - Google Patents

Description

GOuU iJHUdfil KÄBUüHIiil KAIiSHa, Tokyo /Japan

Verfahren zur Herstellung von Käse

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Käse unter "Verwendung eines mikrobiologischen Labferments« '

Die Verwendung des manchmal als -Rennin bezeichneten Labferments zur Käsefabrikation ist seit langem bekannt. Dieses durch Extraktion aus Kalbermägen hergestellte Ferment kann das Kasein aus dem kolloidalen Zustand in den geronnenen Zustand überführen. Dadurch bedingt, daß

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man zu seiner herstellung von Kälbermägen ausgehen muß, steht jedoch aas Rohmaterial nicht in unbegrenzter rienge zur Verfugung, so daß seine Herstellung ziemlich kostspielig ist.

Andererseits besitzen bestimmte proteolytIsche Enzyme, die pflanzlichen oder tierischen Ursprungs sein können, beispielsweise Papain, Ficin, Pepsin oder Trypsin etc. bis zu einem gewissen Ausmaß milchgerinnende Eigenschaften.

Schließlich 1st die Gerinnungswirksamkeit von Proteasen, die durch bestimmte Stämme von Pilzen, Streptomyceten oder anderen Mikroben hergestellt werden, bekannt. In den UoA-Patentschriften 3 151 039 und 3 212 905 wird ein "mikrobiologisches Rennin" beschrieben, welches aus Pilzkulturen gewonnen wird. In aen genannten Patentschriften findet sich auch ein Verfahren zur Käse-Her st ellung unter Vervrendung des dort genannten "mikrobiologischen ßennins".

Im Gegensatz dazu zieht die Erfindung die Verwendung eines "mikrobiologischen Hennins" in Betracht, welches aus Kulturen von "Bazillus polymyxa" erhalten wira.

Die Wirksamkeit vieler dieser genannten Enzyme ist aber . mehr auf die proteolytische Aktivität als auf die Gerinnung

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von Milch gerichtet, so daß zu schwache Weichkäse gebildet werden oder beim Reifen des Käses ein bitterer Geschmack entsteht. Das bedeutet, daß diese Enzyme in der Praxis zur Gerinnung von Milch nicht herangezogen werden können.

Das erfindungsgemäß verwendete milchgerinnende Enzym soll hierin als "mikrobiologisches Rennin" bezeichnet werden. Diese Substanz besitzt im Hinblick auf die Milchgerinnung eine beträchtliche Wirksamkeit, während ihre proteolytische Aktivität nur sehr gering ist. Beim Reifen des Käses erhält man ein Produkt mit einem guten Geschmack.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Käse zur Verfügung zu stellen, welches die NachtelIe der bekannten Verfahren nicht aufweist.

Es wurde nun gefunden, daß aus den Kulturlösungen des Bakterienstammes "Bazillus polymyxa¹¹ Wr. 3-8 ein milchgerinnendes Enzym mit hoher Aktivität gewonnen werden kann. Eine Kultur des lebenden Organismus wurde bei der "Fermentation Research Institute" of the Japan Industrial Science and Technology Agency mit der Hlnterlegungs-Wummer F.E.R.M.-157 hinterlegt. Hierbei kann die Züchtung auf verschiedenen künstlichen oder natürlichen Närhmedien, die Kohlehydrate, Stickstoffquellen, waohstumsfordernde Stoffe und anorganische Salze enthalten, erfolgen. Als Kohlenstoffquellen kann man assimilierbare Kohlehydrate, wie Weizenmehl, Sojabohnenmehl oder das Mehl anderer Getreidearten, Magermilchpulver und verschiedene Arten von Zucker

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verwenden., In ähnlicher Weise können viele organische oder anorganische Stoffe als Stickstoffquellen eingesetzt werden. Von den oben genannten anorganischen Salzen sind beispielsweise Phosphate sowie Magnesium-, Kalzium- und andere Salze zu nennen.

Die Züchtung des verwendeten Stammes erfolgt in der üblichen Weise in einem flüssigen iMährmeaiutn. mit einem pE von 5 ~ 8. und- bei einer 'Iemp.eratur von 25 - 37°^G· i&e·. Fermentatiomsdatter beträgt zwischen 2 - 7 Tage, obwohl, man zum Züchten im flüssigen Medium Oberflächenkulturen, verwenden kann;,, ko&uni man zu besseren Ergebnissen, wenn man in dchüttel- oaer ■fauchkultur arbeitet. Um aas so erzeugte rohe "mikrobiologische Rennin" aus aer Nährlösung abzutrennen, beaient man sieh eines irennverfahrens, wie aer Filtration oder Zentrifugation (dabei werden aie wycelien urm unlöslichen Anteile entfernt), gefolgt von Aussalzen oaer Ausfällung mit organischen Lösungsmitteln oaer Äonzentrierung bei unteruruc,;. 'Salzt man mit ALimoniuipsulfatlösung ir.it einer aiyjfkf.&uiu. von U,3 bis 0,8 aus, so kann fast die ganze uilch^erinnenae Aktivität in aen !Niederschlag überführt weraen. jei aer verwendung organischer Lösungsmittel zur Aoscheiaung beträgt die im Wiederschlag enthaltene Aktivität ö& >, fau ^, 70 )ό oder 75 ^₀, ^e nacndem ob man 75 :^iges hethanol, 7c /uiges Äthanol, 60 70'iges Aceton oder 70 /üiges Isooropanol .ieweils in wässriger Lösung zufügt. Auf aiese Weise wird ein rohes "mikrobiologisches Rennin" erhalten.

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nsei 'aera unter verwendung organischer Lösungsmittel durchgeführten frennverfaiiren, werden dem j.\ulturiaedium Kalziumsalze, wie ζ,, ώ, KsJ-ziumacetat, Kaliumchlorid in einer solchen lien ge zugegeben, ua!3 die indkonzentration 0,01 bis 0,1 i'iol beträft, worauf- o/ie überstehende Flüssigkeit durch zentrifugieren abgetrennt wira. Letztere ka.nn sehr leicht •durch aie tsehanalung mit aen oben beschriebenen organischen ij0.su£igsmifcteln fraktioniert werden. Gewünschtenfalls kann ,die überstehende Flüssigkeit mit wässrigem Äthanol mit einer Konzentration bis zu kii ~fi vermischt werden, υ er erhaltene iMiedersehlag wird entfernt, worauf zu der zurückbleibenaen .Lösung in Äthanol weiteres Äthanol zugefügt wird, bis aie iLLkoholkonzentration 70 Vol. -y> der Lösung erreicht. Jiuf diese Weise wird ein Niederschlag erhalten, der darauf abgetrennt wird. Es wurde festgestellt, aaß der erhaltene Wiederschlag ein ^Hmikrobiolog^visches Rennin" mit einer höhen Wasserlöslichkeit ergibt.

ühtsprechende Untersuchungen haben gezeigt, daß die Aus- fällung dann erfolgt* wenn die Menge des der KülturlÖsung zugesetzten Kalziumsalzes 0,01 ** 0,1 Mol betragt. Der erhaltene Wiederschlag wird durch antfernen von schwer los* liehen substanzen gereinigt, üs ist jedoch zweckmäßig, mit uem Anteil des zugesetzten Kalziumsalzes nicht über 0,1 Mol hinauszugehen, um die mit der Verwendung eines großen Über·* Schusses des Kalziumsalzes verbundenen Mehrkosten zu ver*- meiaen.

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Das Roh-^: produkt Dehält seine hohe reilchgerirmenae ,Aktivität "bei ·-einem pi-jνοηΛ~9 bei, wenn es 7 l'a^e bei 5 C oaer 24 dtunaen bei 27°G gelagert wird, als wird jeaoch instabil,-wenn aer ph-Wert weniger als 3 oaer mehr als 10 beträgt. ■ .

iss wurde weiterhin festgestellt, aaß aas rohe Enzym in gleicher Weise wie das handelsübliche Hennin in saurer Lösung eine starke Gerinnungsaktivität besitzt, cJeine Aktivität in Lösung nimmt mit zunehmendem pH ab.

Die vorteilhaften Eigenschaften des mikrobiologischen Rennins sollen im folgenden anhand der Zeichnung erläutert werden.

In der Zeichnung gibt aie ausgezogene Linie den Stickstoffgehalt der Molke (nach Kjeldahl) nach dem Gerinnungsvor- gang an, der durch Zugabe des aus "Bazillus polymyxa" erhaltenen Enzyms bewirkt wurde. Die gestrichelte Linie bezieht sich auf einen Vergleichsversuch, der unter gleichen Bedingungen mit handelsüblichem Labferment durchgeführt wurde. Das Diagramm zeigt, daß das erfindungsgemäße Ferment praktisch die gleiche Wirksamkeit aufweist, wie handelst übliches Labferment, da während der Inkubationszeit von 30 - 150 Minuten konstant nur 14- % des Ge samt Stickstoffs in die Molke Überführt wurden» Daraus ergibt sich, daß aas

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erfindungsgemäß verwendete Enzym den Großteil des Kaseins in der Milch ohne eine zu, starke Pröteolyse zur Gerinnung bringen kann.

Bei der Herstellung von Käse wird zunächst durch Versetzen von Milch mit einem Gerinnungsenzym ein Weichkäse bereitet. Zu diesem Zweck wurde bisher Rennin als unerläßlich angesehen, da es hierfür seit langem bekannt ist und eine starke Aktivität besitzt. Es kann jedoch gemäß der Erfindung Käse mit ausgezeichneter Qualität sehr schnell in technischem Maßstab hergestellt werden, ohne daß Rennih verwendet werden muß.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der nachstehenden deiaoiele näher erläutert werden.

Beispiel 1 ·

üin ninhrmeüiuni, aas 10 % Weizenmehl, 0,1 % pulverisierten i.el'eextr'Uct una 1/200 Mol Caül„ enthielt, viurae mit einem

(F. E. R. M.-157) oüarniü von "nsazillus polymyxa" wo, 3~b'/beimpft. Wach einer rermentationszeit von k Tagen in ochüttel- oder Tauchkultur bei JO⁰Q erreichte die milchgerinnende Aktivität der Kultur f-Λη Maximum. Die Zellen wurden durch filtration oder Zentrifugieren abgetrennt. Auf diese Weise wurde eine Fermentlösung erhalten« iJie Milchgerinnungsaktivität dieser Lösung betrug gegenüber einer 10 ^igen Lösung von Magermilchpulver,

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die 1/100 Mol CaCl₂ enthielt, ^00 ooxhlet-Einheiten/rnl., Durch Aussalzen der Fermentlösung mit Ämmoniumsulfat mit einer Sättigung von 0,3 - 0,8 konnte praktisch ate gesamte Aktivität in die ausgefällte Fraktion überführt xtferden. Die Aktivität des erhaltenen Enzyms lag bei 88 ία bzw. 80 %, 70 fo oder 75 /o, wenn jeweils organische Lösungsmittel mit eier folgenden Konzentration zugegeben wuraent Tj jfciges Methanol, 70 ^.iges ethanol, du Äiges Aceton una 7u ^iges Isopropanol. Die Aktivität οes rohen Ferments, aas durch aen Zusatz von fö >igem Methanol ausgefällt worden war, betrug beispielsweise 20 ooxhlet~i£inheiten/m"£i. Im Vergleich dazu /iurde die Aktivität von hanoeisüblichem jjabfermentpulver (Chr. Hansen .Laboratory, Inc.) zu Ιϋυ doxhlet-Einheiten/mg bestim.nt.

Das so hergestellte "mikrobiologische Rennin" wurcie zur Gewinnung von Käse eingesetzt.

Hierzu wurden IuO kg rohe Vollmilch auf 3O⁰C erwärmt una mit Q,l kg CaCl₂.2HgO und daran anschließend mit 1 kg ütarter versetzt. ae± einem in Form von Milchsäure erhaltenen Säuregrad von 0,18 >'■ wurden 8 g'des wie oben beschrieben hergestellten Rennins zugesetzt und aie Mischung gerührt. Nachdem das Ganze 25 Minuten stehengelassen worden war, wurde der Weichkäse elastisch geformt una in dtücke geschnitten. Dann wurde nacheinander in zwei dtufen auf

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und 3Ö°C ervjärmt. Nach 80-minütigem. Erwärmen auf 38 G wurde das Ganze unter Druck in Formen gegossen. Das Abziehen der Molke von -dem Weichkäse erfolgte in gleicher Weise wie bei Verwendung eines handelsüblichen Rennins. Hierbei wurden 8,6 kg Grünkäse mit einer Ausbeute von ö,D" -/ο erhalten. In diesem Grünkase wurde durch Einziehenlassen von Salzlösung Kochsalz zugeführt. i\iach einer viermonati.gen Reifung durchgefüh-rte Geschmacks- und Geruchsproben ergaben kein Anzeichen für das Vorliegen eines bitteren Geschmacks. Ss wurde.aw-oh kein Unterschied zwischen diese αϊ Aase und einem solchen, der unter Verwendung von handelsüblichem Bennin hergestellt worden war, festgestellt.

Beispiel 2

Ein iMährmeaium, das 7,5 }ί> Magermilchpulver, 1 fo Glukose, U,l /o üefeextrakt und 1/2Ou Mol GaGl₂ enthielt, wurde mit eineoi otamm von '¹OaZiIIuS polymyxa" Mr* 3^/ßeifflpft. itech Durchführung einer viertägigen üchüttel- oder Tauchkultur bei 30 G wurden die Zellen durch Filtration oder Zentrifugieren abgetrennt, wobei eine Enzymlösung erhalten wurde. Die aktivität dieser jsnzymlösung betrug ^-20 doxhlet-Einheiten/ml. domit sind 1 ml dieser Enzymlösung 4-,2 mg des Hennin-Pulvers der Firma uhr. Hansen Laboratory gleichwertig. Das anzym wurde mittels der in Beispiel 1 beschriebenen i'lethoüen ausgefällt, hierauf getrocknet und gepulvert.

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Dann wurde ein Gemisch aus 80 kg Vollmilch und 20 ka: Magermilch, aas bei 30⁰G gehalten wurde, zu 0,12 kg GaCl₂.2H₂O gegeben, worauf 1,2 k:< otarter zugegeben wurae. i\iaeh einer viertelstunae wurden 5 g "mikrobiologisches Hennin", aas auf aie oben beschriebene Weise erhalten worden war, zueesceben una nach aer Arbeitsweise des Beispiels 1 vielter verfahren, hierbei wuraen 8,8 kg Grünkäse (Ausbeute 11,0 %) erhalten.

Beispiel 3

Ein ixiährmedium, das 3 fr do ,jabohnenf locken, 1 fr Glukose, 0,1 /6 pulverisierten Hefeextrakt und l/20u Mol Ca'Jlg. 2HgO enthielt, wurde mit einem Stamm vom "Bazillus polymyxa" ^v.

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3-8/beimpft. wach Durchführung einer viertägigen cicnüttel- oder lauchkultur bei 30°G wurden die Zellen aurch filtration oder Zentrifugieren abgetrennt, wobei die Enzymlösuna erhalten wurde. Die Aktivität dieser Lösung betrug όΟΟ Soxhlet-Einheiten/ml. Das Enzym wurde wie in Beispiel 1 ausgefällt, getrocknet und gepulvert. Mit Hilfe des auf diese Weise erhaltenen Enzyms wurde Käse nach aer in deispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt.

Beispiel k

Ein iMährmedium, das 2 fr Glukose, 0,5 % Ammoniumsulfat, 0,05 % gepulverten flef«extrakt, 0,5 fr K₂HPO^, 0,01 %

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SAD ORIGINAL

.7-HpO una 2 fo 0aC0~ enthielt, wurde mit einem Stamm

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von"t}azillus polyrnyxa" wr. ^-B/beimpiO. Nach Durchführung einer viertägigen Schuttel- Oder Tauchkultur bei 3⁰°G wurden die Zellen aurch 5'iltration oder Zentrifugieren abgetrennt, uie erhaltene Lösung besaß eine Aktivität von 260 cioxhl et-Einheit en/ml. Die iiösung wurde wie in beispiel 1 behanaelt, wobei ein pulverförmiges "mikrobiologisches Rennin¹¹ erhalten wurde. Dieses wurde wie in Beispiel 1 zur Herstellung von Käse eingesetzt.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Käse, dadurch gekennzeichnet, daß "Bazillus polymyxa¹¹ Nr. 3-8 (F.E. R.M.-157) In einem geeigneten Närhmedium gezüchtet wird, daß das dabei erhaltene milchgerinnende Enzym abgetrennt und in
Milch zu deren Koagulierung eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Züchtung bei einer Temperatur von 25 - 37°C und einem pH von 5-8 erfolgt,

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Züchtung unter Belüften und Rühren erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung des Enzyms aus der Lösung durch Zugabe von 0,01 - 0,1 Mol Kalziumsalz zu der Kulturlösung erfolgt und daß das daduroh ausgefällte Enzym durch fraktionierte Fällung mit einem organischen Lösungsmittel gereinigt wird.

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