DE3713136C2 - Verwendung eines gefriergetrockneten Konzentrates von Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus für die Herstellung von Käse - Google Patents

Verwendung eines gefriergetrockneten Konzentrates von Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus für die Herstellung von Käse

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines ge­ friergetrockneten, ein kälteschützendes Substrat enthaltenden Konzentrats von Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus, lebend und lebensfähig in symbiotischer Ver­ bindung, in dem das Verhältnis der beiden Bakterienarten von 1 : 100 bis 100 : 1 ist und das mindestens 100 Milliarden Bakte­ rienzellen pro Gramm enthält, zur Herstellung von Käse durch direktes Einbringen der gefriergetrockneten Kultur in die Käsereimilch, wobei für die Herstellung milderer Käse das Verhältnis von Streptococcus thermophilus zu Lactobacillus bulgaricus größer ist, während für die Herstellung pikanterer Käse das Verhältnis umgekehrt ist.
Es ist bekannt, daß Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus in der Milch und in Nebenerzeugnissen der Milch gefunden werden, z. B. in Joghurt, und daß sie als Ausgangs­ kultur für diese Produkte verwendet werden können.
Die Verwendung einer Mischung aus Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus, um Käse und/oder Joghurt herzu­ stellen, ist seit langem bekannt. In dem Patent UK 1 464 617 wird ein Verfahren beschrieben, um Käse aus fädenziehender Masse von der Art "Mozzarella", "Scamorza" und "Provolone" herzustellen, wobei eine Mischung aus Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus verwendet wird. Hierbei ist es jedoch notwendig, eine geronnene Masse zu erzeugen, die dann von der Molke mit einem pH-Wert von 5,6-6,2 getrennt und bei 33-65°C gehalten wird, bis der pH-Wert soweit gesenkt ist, daß er zum Erhalt einer fädenziehenden Masse geeignet ist. Dieses Verfahren ist nicht bei Weichkäse wir z. B. "Gorgonzola" an­ wendbar, und die Ausgangsmischung ist, auch wenn nicht aus­ drücklich erwähnt, vermutlich eine flüssige Mischung.
Das Patent FR 2 161 766 beschreibt die Zubereitung von Neben­ erzeugnissen der Milch unter Verwendung einer flüssigen Mi­ schung von L. bulgaricus und S. thermophilus, jedoch wird in diesem Falle auch Lactobacillus casei in konzentrierter und tiefgekühlter Form hinzugesetzt. Die Zugabe von L. casei zu einer Mischung aus den beiden obengenannten Milchbakterien ist auch in dem Patent EP 78 813 beschrieben. Auch hier ist die Mischung aus L. bulgaricus und S. thermophilus in einem flüs­ sigen Zustand, das Verfahren ist auf die Herstellung von Magerkäsesorten ausgerichtet und L. casei wird zugesetzt, um die Hydrolyse der Proteine zu begünstigen.
In dem Patent DE 26 57 418 wird schließlich die Zubereitung von diätetischen Nebenerzeugnissen der Milch unter Verwendung einer Mischung aus L. bulgaricus und S. thermophilus be­ schrieben, jedoch wird auch hier die Zugabe von anderen Aus­ gangssubstanzen wie z. B. L. casei oder Lactobacillus acidophi­ lus für wesentlich gehalten.
In keinem dieser Patente wird also eine symbiotische Verbin­ dung von L. bulgaricus und S. thermophilus beschrieben oder erwähnt, um so weniger in konzentrierter und getrockneter Form, noch erfolgt ein Hinweis auf deren mögliche oder even­ tuelle Kombination.
In der DE-OS 23 29 746 ist ein Verfahren zur Herstellung einer balancierten, lebensfähigen und lebenden Kultur von Lactoba­ cillus bulgaricus mit Streptococcus thermophilus im Verhältnis 40 : 60 bis 60 : 40% in getrocknetem Zustand in Magermilchpulver beschrieben, bei dem man vor Beginn der Züchtung dem Nahrungs­ substrat, nämlich der Magermilch, Cyanocobalamin zusetzt.
Es ist ferner bekannt, Kulturen von L. bulgaricus und S. thermophilus in symbiotischer Verbindung zu verwenden, und zwar in flüssiger oder gefriergetrockneter Form, mit einem Gehalt an Zellen von etwa 500 Millionen/ml oder Gramm. So werden in Nippon Chikusan Gakkai Ho 1982, 53(3), 161-9 die symbiotischen und gegnerischen Verhältnisse zwischen gemisch­ ten Kulturen von L. bulgaricus und S. thermophilus im Joghurt beschrieben. Es wird kein Hinweis auf die Zubereitung dieser Mischungen, auf deren Verwendung bei der Herstellung von Milch- und Käseprodukten und auch nicht darauf, wie sich diese Mischungen zeigen, gegeben.
Auf jeden Fall müssen alle diese Kulturen in flüssiger oder gefriergetrockneter Form vor der Verwendung auf einem Sub­ strat auf der Grundlage von Milch oder Molke oder einem ande­ ren Kulturboden wiederholt werden. Man erhält so eine Kultur, die als Milchferment, Molkeferment oder Starter bezeichnet wird, und die zur Herstellung von Milch- und Käseprodukten oder Lebensmitteln oder als Zusatz zu Futtermitteln dient.
Es gibt auf dem Markt auch Kulturen von Lactobacillus bulga­ ricus und Streptococcus thermophilus in symbiotischer Ver­ bindung und konzentrierter Form, jedoch tiefgefroren (mit einer Zahl von Mikroorganismen zwischen 10 und 100 Milliar­ den/Gramm), die direkt in der zu verarbeitenden Milch oder in flüssigen Produkten verwendet werden. Alle diese Kulturen haben jedoch eine begrenzte Haltbarkeit, die von der Aufbe­ wahrung ab hängt, und bei Temperaturen von unter 0°C müssen sie in Behältern mit flüssigem Stickstoff aufbewahrt werden. Da­ raus ergeben sich sehr hohe Kosten für Transport und Verwal­ tung, die sich dann unvermeidbar auf das Endprodukt auswirken.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Kombination von lebenden und lebensfähigen Milch­ fermenten aufzufinden, die geeignet ist, für lange Zeit halt­ bar zu bleiben, keine bemerkenswerten Veränderungen zu erfah­ ren und zur Herstellung von harten und weichen Käsesorten verwendet zu werden, ohne die Notwendigkeit, Milchbakterien von anderer Art zusetzen zu müssen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines gefriergetrockneten, ein kälteschützendes Substrat enthalten­ den Konzentrats von Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus, lebend und lebensfähig in symbiotischer Ver­ bindung, in dem das Verhältnis der beiden Bakterienarten von 1 : 100 bis 100 : 1 ist und das mindestens 100 Milliarden Bakte­ rienzellen pro Gramm enthält, zur Herstellung von Käse durch direktes Einbringen der gefriergetrockneten Kultur in die Kä­ sereimilch, wobei für die Herstellung milderer Käse das Ver­ hältnis von Streptococcus thermophilus zu Lactobacillus bulga­ ricus größer ist, während für die Herstellung pikanterer Käse das Verhältnis umgekehrt ist.
Bei einigen Käsesorten könnte es sich als nützlich oder not­ wendig erweisen, der Mischung andere Bakterien oder deren Spo­ ren, Milchbakterien, Hefen oder Schimmelpilze zuzusetzen. Die­ ser eventuelle Zusatz erfolgt in flüssiger, tiefgefrorener oder gefriergetrockneter Form, gegebenenfalls konzentriert. Bei dieser Gelegenheit muß daran erinnert werden, daß in der vorliegenden Erfindung mit Lactobacillus bulgaricus und Strep­ tococcus thermophilus die beiden Milchbakterien an und für sich gemeint sind, so wie alle vorliegenden und nachfolgenden Bezeichnungen, die diesen Bakterienarten auf taxonomischer Ebene zugeordnet werden.
Die symbiotische Verbindung von Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus, lebend und lebensfähig in konzen­ trierter und gefriergetrockneter Form, welche diese Verbindung zwischen den beiden Bakterien auch in der getrockneten Form beibehält, bleibt für lange Zeit bei Temperaturen zwischen 4° und 7°C unverändert, ist einfach und leicht zu transportieren und wird in diesem Zustand verwendet, um harte oder weiche Käsesorten herzustellen, ohne auf den Zusatz von Milchbakte­ rien anderer Art zurückgreifen zu müssen, wie es dagegen in zahlreichen Literaturstellen beschrieben ist. Tatsächlich genügt es, das Verhältnis zwischen Streptokokken und Milch­ bazillen in der Mischung zu verändern, um die gewünschte Käsesorte zu erhalten. Um milderen Käse zu erhalten, ist die Menge der Streptokokken im Verhältnis zu der Menge der Milch­ bazillen größer, während umgekehrt für pikanteren Käse die Menge der Milchbazillen grösser sein muß. Das Verhältnis zwischen den beiden Bakterien in der Mischung schwankt also innerhalb eines großen Bereichs und man kann je nach Käsetyp, der hergestellt werden soll, alle Kombinationen von Verhält­ nissen erhalten, die von 1 : 100 bis 100 : 1 gehen.
Die symbiotische Verbindung von L. bulgaricus und S. thermo­ philus wird dadurch hergestellt, daß die beiden Bakterien, getrennt oder in Verbindung, in einen Kulturboden auf der Basis von Milchpulver und/oder Molkepulver, Malzextrakt, zer­ fallener Hefe und anderen geeigneten Kultursubstraten inoku­ liert werden, dem dann noch die für die Entwicklung notwendi­ gen Mineralsalze hinzugefügt werden sowie eventuell Enzyme und Harnstoff.
Es muß berücksichtigt werden, daß der Kulturboden vorher sterilisiert oder pasteurisiert und auf die für das Wachstum der beiden Mikroorganismen optimale Temperatur abgekühlt wird. Während der Inkubationszeit kann die Kultur eventuell in Bewe­ gung gehalten werden, während der pH-Wert durch das Hinzufügen von organischen oder anorganischen Basisstoffen unter Kon­ trolle gehalten wird. Wenn die Fermentation beendet ist, wird die Kultur abgekühlt und dann geschleudert.
Das Zellkonzentrat, das die beiden Formen von lebenden und lebensfähigen Milchbakterien in Verbindung enthält, wird in einem kälteschützenden Substrat gesammelt, das aus Substanzen besteht, die das Überleben der Zellen während der Trocknung garantieren. Diese Behandlung erfolgt durch Gefriertrocknung. Das Produkt wird zur Herstellung von Käseprodukten nach be­ reits bekannten Technologien verwendet.
Beispiel Zubereitung des Impf-Fermentes
Aus einer nach herkömmlichen Methoden konservierten Kultur (gefriergetrocknet, tiefgekühlt oder in flüssiger Form) wird das Impf-Ferment in bei 90°C für 20-30 Minuten pasteurisierter Vollmilch zubereitet, und zwar mit einer Inkubation von 3-5 Stunden bei 45°C.
Zubereitung der Zwischenmutter
Die Kultur von Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus in symbiotischer Verbindung wird im Verhältnis von 1% in einen Fermentierapparat inokuliert, der ein Kultur­ substrat enthält, das vorher bei 90°-100°C für 30 Minuten pa­ steurisiert und auf 43°-45°C abgekühlt wurde, und das aus entrahmtem und zu 10% in Wasser regeneriertem Milchpulver besteht.
Die Dauer der Fermentation beträgt 3-5 Stunden bei der oben erwähnten Temperatur. Nach Beendigung der Fermentationszeit wird die Kultur mit Eiswasser abgekühlt und ist fertig zur Inokulation des Fermentierapparates der Produktion.
Fermentation
In dieser Phase hat man die Möglichkeit, ein flüssiges Produkt zu erhalten, das die symbiotische Verbindung von L. bulgaricus und S. thermophilus in dem für beide Arten der Milchfermente gewünschten Verhältnis enthält. Dieses Verhältnis wird unver­ ändert in dem fertigen, konzentrierten und gefriergetrockneten Produkt beibehalten.
a) Verhältnis 1 : 1
Mit der Zwischenmutter wird zu 3-5% ein Kultursubstrat inoku­ liert, das vorher im Fermentierapparat für 20 Minuten bei 120°C sterilisiert wurde und folgende Bestandteile enthält:
Molkepulver 60 g/l
Lactose 10 g/l
Hefeextrakt 10 g/l
KH2PO4 1 g/l
(NH4)2SO4 3 g/l
MnSO4.4H2O 0,05 g/l
Vor der Inokulation wird der Kulturboden mit flüssigem Ammo­ niak zu 25% auf einen pH-Wert von 6,5 gebracht und wird nach der Sterilisation auf 45°C abgekühlt. Die Fermentation dauert bei dieser Temperatur 5 Stunden, wobei die Masse eventuell geschüttelt wird, während in Abständen von jeweils einer Stunde der pH-Wert kontrolliert wird, um ihn ständig auf einem Wert von 4,8-6,0 zu halten. Wenn es notwendig ist, wird Ammoniak zu 25% hinzugefügt. Am Ende der Fermentation wird der Behälter mit Eiswasser auf 4°-6°C abgekühlt.
Auszählung der Zellen L. bulgaricus: im MRS-Boden (pH 5,4) ≈ 500 × 106/ml UFC
Auszählung der Zellen S. thermophilus: im Boden M17 ≈ 500 × 106/ml UFC
b) Verhältnis 1 : 2,5
Es wird wie unter a) beschrieben Verfahren, jedoch mit dem Unterschied, daß der Kulturboden folgende Bestandteile ent­ hält:
Molkepulver 60 g/l
entrahmtes Milchpulver 10 g/l
Hefeextrakt 5 g/l
(NH4)2SO4 3 g/l
MgSO4.7H2O 0,05 g/l
MnSO4.4H2O 0,05 g/l
Vor der Inokulation wird der Kulturboden mit Milchsäure auf einen pH-Wert von 6,0 gebracht. Temperatur der Fermentation: 46°C; Dauer der Fermentation: 5 Stunden. In Abständen von je­ weils einer Stunde wird der pH-Wert kontrolliert, um ihn auf einem Wert von 4,8-6,0 zu halten. Wenn nötig, wird Natrium­ carbonat zu 20% in Ammoniak zu 20% hinzugefügt.
Am Ende der Fermentation wird der Behälter mit Eiswasser auf 4°-6°C abgekühlt. Auszählung der Zellen L. bulgaricus in MRS-Boden (pH 5,4) ≈ 700 × 106/ml
Auszählung der Zellen S. thermophilus im Boden M17 ≈ 300 × 106/ml
c) Verhältnis 2,5 : 1
Es wird wie unter a) beschrieben Verfahren, jedoch mit dem Unterschied, daß der Kulturboden folgende Bestandteile ent­ hält:
Molkepulver 60 g/l
Lactose 10 g/l
Natriumcitrat 5 g/l
Hefeextrakt 5 g/l
(NH4)2SO4 3 g/l
KH2PO4 1 g/l
MnSO4.4H2O 0,05 g/l
Vor der Inokulation wird der Kulturboden mit Ammoniak auf einen pH-Wert von 6,7 gebracht. Temperatur der Fermentation: 42°C; Dauer der Fermentation: 5 Stunden. In Abständen von jeweils einer Stunde wird der pH-Wert kontrolliert, um diesen ständig zwischen 4,8-6,5 zu halten. Falls nötig, kann Ammoniak hinzugefügt werden. Es wird wie unter a) beschrieben vorge­ gangen.
Auszählung der Zellen L. bulgaricus: MRS-Boden (pH 5,4) ≈ 300 × 106/ml
Auszählung der Zellen S. thermophilus: im Boden M17 ≈ 700 × 106/ml
Konzentration
Die so erhaltene Kulturbrühe wird einem Konzentrierprozess unterzogen, und zwar durch Schleudern oder Ultrafiltrierung, wodurch eine konzentrierte Zellenmasse mit einem Feuchtig­ keitsgrad von etwa 60% und einem Volumen erhalten wird, das ungefähr 1/20 des ursprünglichen Volumens entspricht.
Homogenisation
Das wie oben beschrieben erhaltene Konzentrat wird dann homo­ genisiert, und zwar in einer kälteschützenden Lösung im Ver­ hältnis 1 : 2 (1 Teil Konzentrat: 2 Teile Lösung). Diese kälte­ schützende Lösung kann zum Beispiel aus Lactose zu 24%, ent­ rahmtem Milchpulver zu 20%, Lactose 10% + Natriumcitrat 5% + mono-natriumhaltiges Glutamat 2% bestehen.
Gefriertrocknung
Das so erhaltene Produkt wird durch eine Verdrängerpumpe in die Schalen eines Gefriertrocknungsgerätes geladen und bei ei­ ner Temperatur zwischen -30° und -40°C tiefgefroren. Das Produkt wird dann einer Entwässerung unterzogen bis zu einer Restfeuchtigkeit von 4-6% bei einer Temperatur von 10°C. Es muß erwähnt werden, daß alle Vorgänge, beginnend mit der Fermentation, im sterilisierten Zustand durchgeführt werden.
Endprodukt
Das Endprodukt weist eine außergewöhnlich hohe Zahl von Milch­ fermenten auf (< 1010-1011 UFC/g). Die in Symbiose gewachsenen Zellen befinden sich in dem Verhältnis, für das sie in der Fermentationsphase vorgesehen wurden und behalten außerdem die den Flüssigkulturen eigenen Säuerungs- und biochemischen Eigenschaften unverändert bei.
Anwendungsbeispiele
Die Zubereitung von Käse, die hier nachstehend beschrieben wird, wurde erreicht durch die Verwendung von gefriergetrock­ netem Konzentrat, das die beiden Formen von lebenden und lebensfähigen Milchbakterien in Verbindung enthält, und zwar in Dosen von etwa 50 g für die Verarbeitung von 1000 Kg Milch. Die so erhaltenen Endprodukte entsprechen den Anforderungen des Marktes, wobei in der technologischen Phase alle Parameter in Bezug auf die Säuerung eingehalten wurden, die denen ent­ sprechen, die bei Verwendung einer normalen Flüssigkultur erhalten werden.
"Taleggio"
Milch wird für 10 Sekunden bei 72°C pasteurisiert, dann auf 37°C abgekühlt und in einen Käsekessel gegeben. Die Säure der Milch beträgt 3,1 SH°/50 ml. Es wird die symbiotische Ver­ bindung der beiden Bakterien im Verhältnis von 2-3 g/100 Kg als gefriergetrocknetes Konzentrat hinzugefügt, ferner Lab (Titel 1/10.000) im Verhältnis von 40 ml/100 Kg die Milch wird für 20-40 Minuten ruhen gelassen. Während dieser Zeit gerinnt die Milch. Das Käselab wird mit entsprechenden Vorrichtungen ge­ brochen und schliesslich aus dem Kessel herausgeholt, um dann in entsprechenden Formen zum Ablaufen angeordnet zu werden. Die Dauer der Verarbeitung beträgt etwa 1-2 Stunden. Um den gleichmässigen Verlauf der Käsebildung zu prüfen, werden Be­ stimmungen der Molkesäure durchgeführt, die nach und nach während des Verbleibs des Käselabs in den Formen bei Raumtem­ peratur zunimmt. Um das Ablaufen der Molke zu begünstigen, wird das nach und nach mehr gerinnende Käselab in regelmäßigen Zeitabständen alle halbe Stunde umgedreht. Nach dieser etwa 5-6 Stunden dauernden Behandlung wird der Käse in die Reife­ zellen mit einer Temperatur von ca. 5°C gebracht und dort bis zur vollständigen Ausreifung belassen, die nach dreißig Tagen beendet ist.
"Goraonzola"
Das Zubereitungsverfahren und die Technologien sind ungefähr die gleichen wie sie für den "Taleggio" beschrieben wurden, jedoch mit folgenden Ausnahmen: Die Gerinnungstemperatur be­ trägt 30°C, der Zusatz von Lab ist im Verhältnis von 30 ml/100 Kg und die Verbleibzeit der Formen in der warmen Kammer ist auf 10-12 Stunden (statt 5-6 Stunden) ausgedehnt. Außer der sym­ biotischen Verbindung der beiden Bakterien Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus wird auch noch Penicillium roqueforti hinzugefügt. Nach 15 Tagen seit der Herstellung wird während der Reifezeit des Käses die Bohrung des Teiges durchgeführt, um den Schimmelpilzen die Entwick­ lung zu ermöglichen und dem Käse das schimmelpilzhafte Aus­ sehen zu verleihen. Die gesamte Reifezeit beträgt etwa 60-70 Tage.

Claims (1)

  1. Verwendung eines gefriergetrockneten, ein kälteschützendes Substrat enthaltenden Konzentrats von Lactobacillus bulgaricus und Streptococcus thermophilus, lebend und lebensfähig in symbiotischer Verbindung, in dem das Verhältnis der beiden Bakterienarten von 1 : 100 bis 100 : 1 ist und das mindestens 100 Milliarden Bakterienzellen pro Gramm enthält, zur Herstellung von Käse durch direktes Einbringen der gefriergetrockneten Kultur in die Käsereimilch, wobei für die Herstellung milderer Käse das Verhältnis von Streptococcus thermophilus zu Lact­ obacillus bulgaricus größer ist, während für die Herstellung pikanterer Käse das Verhältnis umgekehrt ist.
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