DE1767816C - Herstellung von Käse. Ausscheidung aus: 1642622 - Google Patents

Description

Die Verwendung des manchmal als Rennin bezeichneten Labferments zur Käsefabrikation ist seit langem bekannt. Dieses dutt,- Extraktion aus Kälbermägen hergestellte Ferment kann das Kasein aus dem kolloidalen Zustand in den geronnenen Zustand überführen. DaJ ireh bedingt, daß man zu seiner H rstellung von Kslbermägen ausgehen muß. steht je .och das Rohmaterial nicht in unbegrenzter Menge zur Verfügung, 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 usw., bis zu einem gewissen Ausmaß milchgerinnende Eigenschaften.

Schließlich ist die Gerinnungswirksamkeit von Proteasen, die durch bestimmte Stämme von Pilzen. Streptomyceten oder anderen iV.ikroben hergestellt werden, bekannt; in den USA.-Patentschriften 3 151 039 und 3 212 905 sowie der britischen Patentschrift 970 331 und der französischen Patentschrift 1 401 474 wird ein »mikrobielles Lab« beschrieben, welches aus Pilzkulturen gewonnen wird. In den genannten Patentschriften findet sich auch ein Verfahren zur Käse-Herstellung unier Verwendung des dort genannten »mikrowellen Labs«.

In einem Übersichtsartikel von H. M a a ß ir »Deutsche Molkereizeitung«, 1967, S. 35 bis 39, wird die Verwendung und Eignung sowie das Verhalten von mikrobiel'.em Lab bei der Herstellung und Reifung von Käse beschrieben. Ferner ist aus der Zeitschrift »Milchwissenschaft«, 1967, S. 139 bis 144, der Einsatz von Mucor Pusillus Lindt als mikrobielles Lab bei der Herstellung von Käse bekannt. In dem Bericht des »Internat. Dairy Congress«, Kopenhagen 1962, Bd. B, Section III bis V, S. 506 bis 512, wird der Einsatz des nichtgerinnenden Enzyms aus B. subtilis FR-2 beschrieben.

Demgegenüber ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des; aus Kulturen von Bazillus polymyxa Nr. 3 bis 8 (F. E.R. M. - 157) gebildeten milchgerinnenden Enzyms als mikrobielles Lab bei der Herstellung von Käse.

Das erfindungsgemäß verwendete Enzym besitzt im Hinblick auf die Milchgcrinnung eine beträchtliche Wirksamkeit, während die proteolytische Aktivität nur sehr gering ist. Beim Reiben des Käses erhält man ein Produkt mit einem guten Geschmack.

Demgegenüber ist die Wirksamkeit vieler der aus den genannten Druckschriften bekannten Enzyme mehr auf die proteolytische Aktivität als aiii die Gerinnung von Milch gerichtet, s;o daß zu schwache Weichkäse gebildet werden oder beim Reiben des Käses ein bitterer Geschmack entsteht. Das bedeutet, daß diese Enzyme in der Praxis zur Gerinnung von Milch nicht herangezogen werden können.

Die Ertinduns baut sich auf der Entdeckung auf. daß aus den Kulturlösungen des Bakterienstammes »Bazillus polymyxa" Nr. 3 bis 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 Hinterlesunssnummer F.E.R.M. — 157 hinterlegt. Die Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten

ίο Enzyms ist Gegenstand der Stammanmeldung P 16 42 622.5. Hierbei kann die Züchtung auf verschiedenen künstlichen oder natürlichen Nährmedien. .'ie Kohlehydrate. Stickstoffquellen. wachstumsfördernde StolTe und anorganische Salze enthalten, erfol-

aen. Als Kohlenscoffquellen kann man assimilierbare Kohlehydrate, wie Weizenmehl. Sojabohner mehl oder das Mehl anderer Getreidearten, Magermilchpuher und verschiedene Arten von Zucker verwenden. In ähnlicher Weise können viele organische oder anor-

säuische Stoffe als Stickstoffquellen eingesetzt werden. Von den obengenannten anorganischen Salzen sind beispielsweise Phosphate sowie Magnesium-. Calcium- und andere Salze zu nennen.

Die Züchtung des verwendeten Stammes erfolgt

in der üblichen Weise in einem flüssigen Nährmedium mit einem pH von 5 bis 8 und bei einer Temperatur von 25 bis 37'C. Dk Fermentationsdauer beträgt zwischen 2 und 7 Tagen. Obwohl man zum Züchten in flüssigem Medium Oberflächenkulturen verwenden

kann, kommt man zu besseren Ergebnissen, wenn man in Schüttet- oder Tauchkultur arbeitet. Um das so erzeugte rohe »mikrobielle Lab« aus der Nährlösung abzutrennen, bedient man sich eines Trennverfahrens, wie der Filtration oder Zentrifugation

(dabei werden die Mycelien und unlöslichen Anteile entfernt), gefolgt von Aussalzen >der Ausfällung mit organischen Lösungsmitteln oder Konzentrierung bei Unterdruck. Salzt man mit Ammoniumsulfatlösung mil einer Sättigung von 0,3 bis 0,8 aus, so kann fast

die ganze milchgerinnende Aktivität in den Niederschlag überführt werden. Bei der Verwendung organischer Lösungsmittel zur Abscheidung beträgt die im Niederschlag enthaltene Aktivität 88, 80, 70 oder 75%, je nachdem, ob man 75%iges Methanol, 70%iges

Äthanol. 60%iges Aceton oder 70%iges Isopropanol jeweils in wäßriger Lösung zufügt. Auf diese Weise wird ein rohes »mikrobielles Lab« erhalten.

Bei dem unter Verwendung organischer Lösungsmittel durchgeführten Trennverfahren werden dem

Kulturmedium C alciumsalze, wie z. B. Calciumacetat, Calciumchlorid, in einer solchen Menge zugegeben, daß die Endkonzentration 0,01 bis 0,1 Mol beträgt, worauf die überstehende Flüssigkeit durch Zentrifugieren abgetrennt wird. Letztere kann sehr leicht durch die Behandlung mit den oben beschriebenen organischen Lösungsmitteln fraktioniert werden. Gewünschtenfallskann die überstehende Flüssigkeit mit wäßrigem Äthanol mit einer Konzentration bis zu 40% vermischt werden. Der erhaltene Niederschlag wird entfernt, worauf zu der zurückbleibenden Lösung in Äthanol weiteres Äthanol zugefügt wird, bis die Alkoholkonzentiiitinn 70 Volumprozent der Lösung erreicht. Auf dien: Weise wird ein Niederschlag erhallen, der darauf abgetrennt wird. Es wurde festgestellt, daß der erhaltene Niederschlag ein »mikrobielles Lab« mit einer hohen Wasserlöslichkeit ergibt

Entsprechende Untersuchungen haben gezeijl. daß die Ausfällung dann erfolgt, wenn die Menge ccs der

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Kulturlösung zugesetzten Calciumsal/cs (U)I bis 0.1 Mol beträgt. Der erhaltene Niederschlag wird durch E-'ntfernen \on schwerlöslichen Substanzen gereinigt. Es ist jedoch zweckmäßig, mit dem Anteil des zugesetzteii Calciumsalzes nicht über O.I MuI hinauszugehen, um dl·: mit der Verwendung eines großen Überschusses des Calciumsalzes \erbundenen Mehrkosten zu vermeiden.

Das Rohprodukt behält seine höh ■ milchgerinnende Akmital bei einem pH von 4 bis 9 bei. wenn es 7 Tage bei 5 C oder 24 Stunden bei 27 C gelagert wird. Es wird jedoch instabil, wenn der pH-Wert weniger als 3 oder mehr als 10 beträgt.

Zur Herstellung der Enzymlösung kann man so vorgehen: Ein Nährmedium, das 10"ο Weizenmehl. 0,1% pulverisierten Hefeextrakt und ' _Io<1 Mol CaCl₂ enthielt, wurde mit einem Stamm \on »Bazillus polymyxa« Nr. 3 bis 8 (F.E.R.M. 157) beimpft. Nach einer Fermentationszeit von 4T>gen in Schüttel- oder Tauchkultur bei 30^rC erreichte die milchgerinnende Aktivität der Kultur ein Maximum. Die Zellen wurden durch Filtration oder Zentrifugieren abgetrennt. Auf diese Weise wurde eine Fermentlösung erhalten. Die Milchgerinnungsaktivität dieser Lösung betrug gegenüber einer 10%igen Lösung von Magermilchpulver, die ',<₁₀₀ Mol CaCl₂ enthielt. 400 Soxhlet-Einheiten ml. Durch Aussalzen der Fermentlösung mit Ammoniumsulfat mit einer Sättigung von 0.3 bis 0.8 konnte praktisch die gesamte Aktivität in die ausgefällte Fraktion überführt werden. Die Aktivität des erhaltenen Enzyms lag bei 88 bzw. 80%. 70 oder 75%. wenn jeweils organische Lösungsmittel mit der folgenden Konzentration zugegeben wurden: 75%ig=s Methanol. 70%iges Äthanol. 60%iges Aceton und 70%iges Isopropanol. Die Aktivität ^ies rohen Ferments, das durch den Zusatz von 70%igem Methanol ausgefällt worden war. betrug beispielsweise 20 Soxhlet-Einheiten/mg. Im Vergleich dazu wurde die Aktivität von handelsüblichem Labfermentpulver (Chr. Hansen Laboratory. Inc.) zu 100 Soxhlet-Einheiten/mg bestimmt.

Ein weiteres Nährmedium, das 7.5% Magermilchpulver, 1% Glukose. 0.1% Hefeextrakt und"',₂₀₀Mol CaC 1, enthielt, wurde mit einem Stamm von »Bazillus polymyxa« Nr. 3 bis 8 (F.E.R.M. — 157) beimpft. Nach Durchführung einer viertägigen Schüttel- oder Tauchkultur bei 30 C wurden die"Zellen durch Filtration oder Zentrifugieren abgetrenni. wobei eine Enzymlosung erhalten wurde. Die Aktivität dieser Enzymlösung betrug 420 Soxhlet-Einheiten/ml. Somit sind I ml dieser Enzymlosung 4.2 mg des Rennin-Pulvers der Firma Chr. Hansen Laboratory gleichwertig. Das Enzym wurde mittels der oben beschriebenen Methoden ausgefällt, hierauf getrocknet und gepulvert.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß das rohe Enzym in gleicher Weise wie das handelsübliche Rennin in saurer Lösung eine starke Gerinnungsaktivität besitzt. Seine Aktivität in Lösung nimmt mit zunehmendem pH ab.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der nach-' stehenden Beispiele näher erläutert werden.

B c i s ρ i e I 1

Zur Verwendung des milchgerinnenden Enzyms zur Herstellung von Käse wurden 100 kg rohe Vollmilch auf 30 C erwärmt und milO.I kg CaCI, -2H₁O und daran anschließend mit 1 kg Starter versetzt. Bei einem in Form von Milchsäure erhaltenen Säuregrad \on 0.18"» wurden 8 g des wie oben beschrieben hergestellten Labs zugesetzt und die Mischung gerührt. Nachdem das Ganze 25 Minuten stehengelassen -vorden war. wurde der Weichkäse elastisch gelormt und in Stücke geschnitten. Dann wurde nacheinander in zwei Stufen auf 34 und 38 C erwärmt. Nach 80minutigem Erwärmen auf 38 C wurde das Ganze

ίο unter Druck in Formen gegossen. Das Abziehen der Molke \on dem Weichkäse erfolgte in gleicher Weise wie bei Verwendung eines handelsüblichen Rennins. Hierbei wurden 8.6 kg Grünkäse mit einer Ausbeute von 8.6"ι, erhallen. In diesem Grünkäse wurde durch

ij Einziehenlassen von Salzlösung Kochsalz zugeführt. Nach einer viermonatigen Reifung durchgeführte Geschmacks- und Geruchsproben ergaben kein Anzeichen für das Vorliegen ein-'s bitleren Geschmacks. Es wurde auch kein Unterschied zwischen diesem Käse und einem solchen, der unter Verwendung \on handelsüblichem Rennin hergestellt worden war. festgestellt.

Beispiel 2

Zu einem Gemisch aus 80 kg Vollmilch und 20 kg Magermilch, das hei 30 C gehalten wurde, wurden 0.12 kg CaCl₂ · 2H₂O gegeben, worauf 1.2 kg Enzymgemisch zugegeben wurde: nach einer Viertelstunde wurden 5 g »mikrobielles Lab«, das auf die oben beschriebene Weise erhalten worden war. zugegeben und nach der Arbeitsweise des Beispiels I weiter verfahren. Hierbei wurden 8.8 kg Grünkäse (Ausbeute 11.0%) erhalten.

Beispiel 3

Bei gleichen Bedingungen wurde mit handelsüblichem Labferment ein Vergleichsversuch durchgeführt, dessen Ergebnisse in F i g. 1 zusammengestellt sind. In F i g. 1 gibt die ausgezogene Linie den Stickstoffgehalt der Molke (nach K j e I d a h I) nach dem Gerinnungsvorgang an. der durch Zugabe des erfindungsgemäß verwendeten Enzyms bewirkt

wurde. F i g. T zeigt, daß das erfindungsgemäße Ferment praktisch die gleiche Wirksamkeit aufweist wie handelsübliches Labferment, da während der Inkubationszeit von 30 bis 150 Minuten konstant nur 14% des GesamtstickstolTs in die Molke übergeführt wurden. Daraus ergibt sich, daß das erfindungsgemäß verwendete Enzym den Großteil des Kaseins in der Milch ohne eine zu starke Prolcolyse zur Gerinnung bringen kann.

B e i s ρ i c 1 4

Es wurde eine Reihe von Verglcichsvcrsuchen unter Verwendung von Bazillus polymyxa-Enzym und Mucor-Erzym durchgeführt. Das zu Vergleichszweckcn mit herangezogene Mucor-Enzym war unter Verwendung von Mucor pusillus Lindt hergestellt worden.

Die F i g. 2 zeigt die optimale Temperatur für die Gerinnungsaktivität der einzelnen Enzyme.

Die Untersuchung der pll-Wertiibhängigkeit der milchgerinnenden Aktivität ergab die Werte, die in der folgenden Tabelle zusammeimestellt sind:

label lc I

	Milchgerinnende Aktivitii	Bazillus	»«I |iyol (icrinnungszeil	Mucor-P.n/ym ■ . .	10	Hansen-F.nzym	Bazillus	Mucor-Enzym
pll		polymvxa-	(Min.)	208 15		polymyxa-
	Ilariscn-Hnzytn	Knzym	157 20	16	K η /y in	14
		173	100 Ό 25	28	13	22
6.0	250	127	19 30	39	19	30
6,2	166	100	15 35	47	23	40
6,4*)	100	76	8 40	54	27	46
6.6	76	61	5 15 45	61	28	51
6,7	59	31	50	67	30	52
6.8	48	31		75	30	56
6,9	31		75	30	60
		31

*) Kontrollversuch (pH-Wert der ursprünglichen Milch). **) Die milchgcrinncndc Aktivität wurde nach der Soxhlct-Methode bestimmt.

Ferner wurden Versuche über die Elastizität der gebildeten Milchgallcrtcn durchgeführt, deren Ergebnisse in Tabelle II zusammengefaßt sind.

Tabelle II
Elastizität der Milchgallerte

Milchgerinnungsenzyme

Milchgerinnungsenzynie

Cjcrinnungszeit
(Mtn.)

2,5
5

Ilansen-Hnzym

Bazillus

polymyxa-

F.nzym

Mucor-Iinzym Die Elastizität wurde nach der Helligc-Thrombclastograph-Methode bestimmt.

T h ο m a s ο w, J.: Untersuchungen an Labgallcrten von Milch mit dem Hcllige-Thrombclastographen Milchwissenschaft 23 (12). 725 bis 731 (1968).

Die Variation des Nicht-Protein-Stickstoffgehalts bei einem experimentell hergestellten Edamer-Käse ist in der F i g. 3 gezeigt, während die F i g. 4 die Variation des wasserlöslichen Stickstoffgehalts von experimentell hergestelltem Camembert-Käse zeig!.

Die Untersuchungen über den Säucrungsvcrlaul und die Proteolyse bei der Käseherstellung brachter folgende Ergebnisse, die
gestellt sind:

Tabelle III
Ansäuerung und Proteolyse bei der Käseherstellung

in Tabelle III zusammen

Edamer-Käse

Milch vor der Enzymzugabe

Molke nach dem
Schneiden

Molke beim Ausschluß
Camembert-Käse

Milch vor der Enzymzugabe

Molke nach dem
Schneiden

Molke beim Ausschluß

Hansen-hnzym

6,65

6,32 6,26

6,6

6.49 6.41

pH

Bazillus

polymyxa-

Enzym

6,65

6,34 6.26

6,6

6,48 6,41 Mucor-Enzym

6.65

6.33
6,25

6.6

6,48
6,41

Hansen-Enzvm

3,35

1,14
0,82

3,35

1,03
1,12

Prcncolyse*)

Bazillus

polymyxa-

Enzym

3,39

1.18 0,92

3,35

1,09 1,21

Mucor-Enzym

3,37

1.1/ 0,89

3,35

1,07 1,15

*) Die Proteolyse wurde durch Folmoltitration bestimmt.
Die Eigenschaften des Käses sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

pH-Wert des Käses, Ausbeute und Fettgehalt der Molke

Käse

Edamer
Camembert

H.E.

5,23 5,20

pH, Käse B.E.

5,22 5,21

Ausbeute kg/100 kg Milch

H.E.

9,32
!1,30

B.E.

9,21
11,10

M.E.

9,25
11,08

Fett, % Molke

H.E.

0,24 0,38

B.E.

0,29 0,40

M.E.

0,30 0,40

H. E. = Hansen-Enzym. B. E. = Bazillus polymyxa-Enzym. M. E. = Mucor-Enzym.

Die Untersuchung der Beschaffenheit des K; erbrachte folgende Ergebnisse, die in Tabelle V sammcngcstcllt sind.

Tabelle V
Qualitätsanalyse der gebildeten Käsearten

Käse
Fidam er

Camembert

Milchgcrinnungscnzymc
M. F.. B. E.

Leicht Leicht
Kurz Kurz

Leicht

Sauer

zu hart

gut

M. E

Leicht

Kurz

Leicht

Bitter

Leicht

Klebrig

Leicht

Bitter

ises ZU-FuUnotcn:
I

Die durch Geschmacksproben durchgeführte Qiiiilitritsiinaly.·; erfolgte durch IO Käschcrslellungsspc/.ialisten.
Her Fidamcr-Küsc wurde nach einer Reifungsdaucr voi

16 Wochen analysiert.

Der Camcmberl-Kiise winde nach einer Keifungsdauer \oi

y Wochen analysiert.

Daraus ergeben sich folgende Vorteile der anmcldungsgcmäßcn Verwendung des aus den Kullurcti ίο von Bazillus polymyxa gebildeten milchgcwinnenden Hnzyms im Vergleich zum Stand der Technik:

I. Es kann ein weniger bitterer Käse hergestellt

werden.

2. Die Startermenge kann vermindert werden (au! etwa die Hälfte).

3. Die Reifungsperiode kann vermindert werden (um etwa ²/.i)·

4. Fis kann ein besserer Weichkäse hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 614/SÄ

Claims (1)

1. 816

   Patentanspruch:

   Verwendung des aus Kulturen von Bazillus polymyxa Nr.~3 b:s 8 (F. E.R. M. — 157) gebildeten milchgerinnenden Enzyms als mikrobielles Lab bei der Herstellung von Käse.