DE60024670T2

DE60024670T2 - Käsereifungsverfahren

Info

Publication number: DE60024670T2
Application number: DE60024670T
Authority: DE
Inventors: Mark Rodney Smith
Original assignee: Danisco AS; Danisco US Inc
Current assignee: DuPont Nutrition Biosciences ApS
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: NZ519979A; AU770063B2; GB9930546D0; EP1241948B1; EP1241948A1; US6955828B2; DE60024670D1; AU2209001A; US20030165595A1; WO2001047366A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine beschleunigte Reifung von Käse.
Käsereifung ist die verwendete Bezeichnung, um ein Verfahren zu beschreiben, worin Veränderungen in dem Käsebruch auftreten, was zu einer Entwicklung von Geschmack, Textur und Aroma in dem fertigen Käse führt. Bei der kommerziellen Käseproduktion wird die Reifung üblicherweise durch Zugabe einer bakteriellen Starterkultur und Labferment zu der Milch initiiert. Die Starterkulturbakterien wandeln Lactose in Milchsäure um und erzeugen so eine saure Umgebung, in der biochemische Reaktionen auftreten, die für die Käsereifung kritisch sind (R. Scott, Cheesemaking practice, Kapital 11, S. 145–146, 1986, Hrsg. Elsevier). Weiterhin sind auch Enzyme, freigesetzt von den Bakterien, an dem Abbau von Proteinen zu Peptiden und Aminosäuren beteiligt und an dem Abbau von Fettsäuren zu Ketosäuren, Ketonen und Estern durch Lipolyse. Diese Abbauprodukte sind für die Entwicklung von Geschmack, Aroma und Textur wichtig (Aston et al., Ast. Journal Dairy Technology, 38: 55, 1983). Insgesamt kann der Reifungsprozeß bis zu einem Jahr oder mehr dauern.
Moderne Käseherstellungstechniken verwenden eine Anzahl unterschiedlicher Verfahren, um den Reifungsprozeß zu beschleunigen, so daß der resultierende Käse weniger Lagerzeit benötigt, bevor seine Reifung abgeschlossen ist und schneller für den Verkauf zur Verfügung steht.
Ein Verfahren zur Beschleunigung der Rate der Käsereifung ist die Zugabe von gereinigten bakteriellen proteolytischen Enzymen zu dem reifenden Käse (Fox et al., Antonie van Leeuwenhock, 70, 271–297, 1996), jedoch involviert dies eine teure Enzymisolierung. Außerdem geht die Hauptmenge des Enzyms in der Regel in der Molke verloren.
Farag et al. (Die Nahrung 36, 1996, 1, 1–7) offenbaren die Behandlung von Blauschimmelkäse mit einem Tensid und untersuchen dessen Wirkung auf die Käsereifung.
Eine Beschleunigung der Reifung kann auch durch Zugabe biologischer Organismen erreicht werden, wobei es sich nicht um die Starterkulturbakterien handelt, wie z.B. Schimmelpilzen, Hefen und unterschiedlichen Bakterienarten, die eine Rolle bei der Geschmacksentwicklung spielen. Diese Organismen sind allgemein als "Finisher" oder "Affinage" bekannt. WO 98/43488 offenbart ein solches Verfahren einer beschleunigten Reifung, worin Finisherorganismen lysiert werden, um Enzyme und andere Extrakte freizusetzen, die dann einem geeigneten Nahrungsmittelprodukt zugefügt werden, um eine beschleunigte Reifung zu erreichen. Ein Problem bei solchen Lysetechniken bei der Käseherstellung ist jedoch dasjenige, daß die Enzyme, die von der Zelle freigesetzt werden, üblicherweise in der Molke des sich entwickelnden Käses verlorengehen.
Es besteht daher immer noch ein Bedarf an verbesserten beschleunigten Käsereifungsverfahren, die ein akzeptables Endprodukt im Hinblick auf Textur und Geschmack erzeugen und für den Verbraucher sicher sind. In diesem Hinblick stellt WO 98/43488 klar, daß das Verständnis des Reifungsprozesses unvollständig ist und daß die Einführung eines neuen Faktors in den Reifungsprozeß immer Konsequenzen hat, die schwierig vorherzusagen sind.
Die vorliegende Erfindung hat es zum Ziel, ein verbessertes beschleunigtes Käsereifungsverfahren zu entwickeln.
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für eine beschleunigte Käsereifung unter Verwendung eines biologischen Mittels bereit, wobei das biologische Mittel mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt wurde und wobei das biologische Mittel keine attenuierte bakterielle Starterkultur ist.
Die Behandlung des biologischen Mittels mit einem oberflächenaktiven Mittel ermöglicht es Enzymen in dem biologischen Mittel, an dem Käsereifungsverfahren teilzunehmen. Im Gegensatz zu der Verwendung isolierter Enzyme oder von Enzymextrakten, die aus Zellen durch eine komplette Lyse freigesetzt wurden, verbleiben die Zellen, die mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt wurden, in dem Käsebruch und gehen nicht in der Molke verloren. Als solche sind in den Zellen enthaltene Enzyme in der Lage, die Reifung des Käsebruchs zu unterstützen. Auf diese Weise unterstützen mit einem geeigneten oberflächenaktiven Mittel behandelte biologische Mittel eine effiziente Beschleunigung der Reifung mit einer minimalen Inokulation der Zellen des biologischen Mittels.
Außerdem ermöglicht es die vorliegende Erfindung, Finisherorganismen auf einer frühen Stufe in dem Käseherstellungsverfahren einzubauen, was für die Entwicklung und den Einbau von Geschmack günstig ist. Viele "Finisher"organismen sind aerob und wurden bis jetzt nur auf der Oberfläche des Käses nach der Käseherstellung zugefügt, da sie im Körper des Käses nicht wachsen können. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, daß solche Organismen während der Käseproduktion verwendet werden, was sehr vorteilhaft ist.
Das biologische Mittel der Erfindung ist geeigneterweise jedes Mittel, dessen Zellen Extrakte enthalten, die die Käsereifung und -fertigstellung unterstützen können. Vorzugsweise ist das biologische Mittel ein Mikroorganismus, wobei es sich um Gram-positive oder Gram-negative Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze handelt. Die Erfindung betrifft spezifisch Organismen, die als "Finisher" oder "Affinage" auf dem Käseherstellungsgebiet bezeichnet werden (Steffen et al., 1993, in Fox, P. F. Cheese Chemistry, Physics and Microbiology, Kapital 3, S. 83–110; J. C. Gripon, 1993, in Fox, P. F. Cheese Chemistry, Physics and Microbiology, Kapital 4, S. 111–136; A. Reps, 1993, in Fox, P. F. Cheese Chemistry, Physics and Microbiology, Kapital 5, S. 137–172). Solche Mittel spielen, anders als Starterkulturen, keine Rolle bei der Ansäuerung, spielen jedoch eine Rolle bei der Entwicklung von Geschmack im Käse.
Die spezifische Natur des biologischen Mittels, das verwendet werden soll, hängt von der Natur des Käseprodukts und dem gewünschten Geschmack ab. Bevorzugte Beispiele für biologische Finishermittel sind:
Gram-positive Bakterien:
Familie der Corynebacteriaceae:

– Corynebacterium-Gattung, von der C. glutamicum Art
– Brevibacterium-Gattung, von der B. linens Art
– Arthrobacter-Gattung, von der A. globiformis Art
– Propionibacterium-Gattung

Familie der Micrococcaceae:

– Micrococcus-Gattung
– Staphylococcus-Gattung, von der S. xylosus und S. carnosus Art

Gram-negative Bakterien sind:
Familie der Enterobacteriaceae:

– Hafnia-Gattung, von der H. alveï Art
– Enterococcus-Gattung, von der E. faecalis oder E. faecium Art

Hefen:

– Debaryomyces-Gattung, von der D. hansenii Art
– Saccharomyces-Gattung, von der S. cerevisiae Art
– Kluyveromyces-Gattung, von der K. lactis Art
- Geotrichum-Gattung, von der G. candidum Art

Schimmelpilze:
Familie der filamentösen Pilze:

– Penicillium-Gattung, von der P. candidum, P. chrysogenum, P. roquefortii und P. nalgiovensis Art

Andere geeignete biologische Finishermittel werden dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sein.
Biologische Mittel der Erfindung, hiernach werden diese allgemein als "Mikroorganismen" bezeichnet, können in geeigneter Weise durch Anzüchten von Zellen des Mikroorganismus unter Verwendung von Standardverfahren hergestellt werden, gefolgt von optionaler Konzentration der Zellen und dann Behandlung mit dem oberflächenaktiven Mittel. Unterschiedliche Stämme von Mikroorganismen können miteinander verwendet werden und können zusammen angezüchtet werden, wo dies angezeigt ist.
Die Behandlung des Mikroorganismus mit einem oberflächenaktiven Mittel reduziert vorzugsweise die Lebensfähigkeit des Mikroorganismus, so daß keine nachweisbaren lebensfähigen Zellen in dem reifen endgültigen Käseprodukt vorhanden sind. Die Eliminierung von lebensfähigen Zellen ist vorteilhaft für die Sicherstellung, daß jedes gegebene Käseprodukt Sicherheitstests durch jede regulatorische Behörde für Nahrungsmittel entsprechen kann, was insbesondere wichtig ist, wenn genetisch modifizierte Organismen in dem Käse verwendet werden. Die Reduktion auf solch niedrige Niveaus hat auf Vorteile in der industriellen Praxis, da sie dabei hilft, eine Isolation und Identifizierung kommerziell wertvoller Stämme aus dem endgültigen Käseprodukt zu verhindern. In vorteilhafter Weise sind viele der bevorzugten Finisherkulturen aerob und würden in dem Käse nicht wachsen. Solche Finisherkulturen werden bevorzugt.
Die Bezeichnung "oberflächenaktiven Mittel", wie hier verwendet, betrifft jedes Mittel, das dazu in der Lage ist, auf die Membran der Mikroorganismen einzuwirken, um die Lebensfähigkeit der Zelle abzutöten, auszuschalten oder auf andere Weise zu reduzieren. Das oberflächenaktiven Mittel ist vorzugsweise ein Detergens oder ein Tensid. Wir bevorzugen es, daß das Mittel ein Detergens ist, wie z.B. ein Alkylcarboxylat, eine quaternäre Ammoniumverbindung, ein Sulfonat, ein Betain, ein Sulfobetain, ein Alkylglycosid, ein Gallensalz oder ein Alkylethoxylat. Besonders bevorzugt werden die spezifischen Detergenzien Lauroylsarcosinsalz, Lauryldimethylaminoxid, Dodecyldimethylglycin, Octyl-β-d-glucosid, Cholsäuresalze, Deoxycholatsalze und Polysorbat 20 oder eine Mischung aus einem oder mehreren der obigen. Wir bevorzugen es besonders, daß das Detergens Alkylethoxylat ist, wie z.B. Triton^® X-100 (t-Octylphenoxypolyethoxyethanol) oder ein Mitglied der Sulfonatklasse, wobei die besonders bevorzugte Verbindung Natriumdodecylsulfat ist (hiernach bezeichnet als "SDS"). Wenn hier auf SDS Bezug genommen wird, sollte verstanden werden, daß diese Referenz sich auch auf andere geeignete oberflächenaktive Mittel bezieht, wenn nicht anders angegeben.
Das oberflächenaktive Mittel ist auch vorzugsweise mit einer Verwendung in oder mit Nahrungsmitteln geeignet oder eines, das einfach aus den behandelten Zellen vor Zugabe der Zellen zu der Milch oder der Entwicklung von Käse entfernbar ist. Ein akzeptables oberflächenaktives Mittel ist eines, das sicher in einer Diät in Niveaus verzehrt werden kann, die im fertigen Käse angetroffen werden. SDS ist in dieser Hinsicht besonders vorzuziehen. Es wird bereits in dem Food Chemicals Codex als kompatibel zur Verwendung in Nahrungsmitteln aufgeführt, wird in der Nahrungsmittelindustrie als Tensid und Emulgator verwendet und wird als Bestandteil in Zahnpasta angetroffen. Allgemein sind Mittel wie Gallensalze akzeptabel, obwohl koschere Betrachtungen ebenfalls mit in die Betrachtung einbezogen werden sollten. Es wird verstanden werden, daß das oberflächenaktive Mittel nur in sicheren Mengen in dem endgültigen Käse vorliegen sollte.
Das oberflächenaktive Mittel kann in jeder geeigneten Konzentration verwendet werden, so daß die Zelle permeabilisiert wird, um eine beschleunigte Käsereifung zu ermöglichen. Vorzugsweise wird die Behandlung mit dem oberflächenaktiven Mittel so durchgeführt, daß die gewünschte Enzymaktivität zurückgehalten und die Zellebensfähigkeit reduziert wird, so daß keine nachweisbaren lebensfähigen Zellen in dem reifen Käseendprodukt wie oben diskutiert verbleiben.
Wir bevorzugen es, daß die Konzentration des oberflächenaktiven Mittels ausreicht, um die Zellebensfähigkeit des biologischen Mittels auf Niveaus von nicht mehr als 5 × 10⁴ koloniebildende Einheiten (KBE) pro ml der Zellen des behandelten Mikroorganismuskonzentrats oder weniger zu reduzieren, vorzugsweise so, daß sie so niedrig ist, daß sie effektiv 0 sein wird. Es wird anerkannt werden, daß die Konzentration des oberflächenaktiven Mittels, die benötigt wird, von einer Anzahl von Faktoren abhängen wird, wie z.B. der Natur des oberflächenaktiven Mittels, der Gesamtzahl der Zellen, der Zelldichte, der Temperatur und der Kontaktzeit mit den Zellen.
In dem spezifischen Fall von SDS bevorzugen wir es, daß SDS in einer Endkonzentration von weniger als 1,5% G/V der zu behandelnden Probe, vorzugsweise weniger als 1% G/V, noch bevorzugter weniger als 0,5% G/V, vorliegt. Wir bevorzugen es auch, daß die Zellen bei einer Temperatur behandelt werden, die es ermöglicht, daß die Enzymaktivität erhalten bleibt, d.h. vorzugsweise zwischen 2 und 15°C, noch bevorzugter weniger als 5°C. Unter diesen Umständen bevorzugen wir es, daß die Zellkultur für mindestens eine Stunde behandelt wird, obwohl anerkannt werden wird, daß Behandlungen für längere Zeitspannen auch effektiv sein können. Es wird jedoch anerkannt werden, daß eine Inkubation mit dem oberflächenaktiven Mittel bei Raumtemperatur unter bestimmten Umständen durchgeführt werden kann, z.B. wie bei Schnellgefriertechniken. Im Fall von Triton^® X-100 bevorzugen wir es, daß das Detergens in einer Konzentration von 1 bis 5% G/G, vorzugsweise 1,5 bis 3% G/G, für bakterielle Zellen bei einer Endkonzentration von 1011 KBE/ml verwendet wird. Die Konzentration von SDS oder anderen oberflächenaktiven Mitteln können einfach für Mikroorganismen eingestellt werden, wobei es sich um Pilzarten oder Schimmelpilze handelt.
Das oberflächenaktive Mittel kann den Zellen des biologischen Mittels zu jedem geeigneten Zeitpunkt zugefügt werden, jedoch vorzugsweise nachdem Fermentation oder Wachstum abgeschlossen sind, wobei sich die Zellen in einer stationären Phase befinden. Dies ermöglicht eine optimale Wechselwirkung des oberflächenaktiven Mittels mit den Membranen der Zellen. Es wird jedoch anerkannt werden, daß das oberflächenaktive Mittel dem biologischen Mittel zu jedem geeigneten Zeitpunkt zugefügt werden kann, bevor die stationäre Phase erreicht wird, oder zu einem späteren Zeitpunkt, z.B. nachdem die Zellen zur Bildung eines Zellrahms konzentriert wurden.
Ohne durch diese Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß der Aufbruch der Zellmembran durch das oberflächenaktive Mittel es den Enzymen ermöglicht, die sich in der Zelle befinden, für das Substrat zugänglich zu werden. Dieser Aufbruch führt auch zu einer reduzierten Zellebensfähigkeit. Daher ist es wahrscheinlich, daß die Zugänglichkeit des oberflächenaktiven Mittels zu der Membran vermutlich eine kritische Grenze für die Effizienz des Attenuierungsverfahrens ist. Für die Behandlung eines Zellrahms, der Zellen in einer höheren Dichte als einer Kultur in der stationären Phase enthält, kann die Konzentration des oberflächenaktiven Mittels höher sein und wird mit der Zellkonzentration in Beziehung stehen.
Wir bevorzugen es, daß der Aufbruch der Zellmembran durch ein oberflächenaktives Mittel es ermöglicht, daß das intrazelluläre Enzym die Substrate für die Reaktion erreicht und eine Freisetzung von Produkten der Reaktion ermöglicht. Wir bevorzugen es auch, daß die Zelle nicht in einem Ausmaß permeabilisiert ist, daß intrazelluläre Enzyme von innerhalb der zellulären Struktur freigesetzt werden. Auf diese Weise wird das intrazelluläre Enzym in dem Käsebruch während der Behandlung zurückgehalten, mit Zugang zu dem relevanten Substraten und wird nicht in der Molke verlorengehen.
Sobald der Mikroorganismus mit dem oberflächenaktiven Mittel behandelt wurde, können die Zellen des Mikroorganismus direkt der Milch zugefügt werden, um die Geschmacksentwicklung zu unterstützen. Wir bevorzugen es jedoch, daß die Zellen zunächst zur Bildung eines Zellrahms zentrifugiert werden. Dieser Zellrahm kann dann direkt der Milch zugefügt werden. Alternativ kann der Zellrahm weiter durch Einfrieren oder Trocknen beispielsweise so behandelt werden, daß sich die Zellkultur in einer für die Lagerung geeigneten Form befindet. Eine solche Behandlung unterstützt auch die Reduktion der Zahl der lebensfähigen Mikroorganismuszellen, was bevorzugt wird.
Die vorliegende Erfindung macht es allgemein nötig, daß die Behandlung der Zellen des biologischen Mittels mit dem oberflächenaktiven Mittel die Aktivität der bei der Käsereifung beteiligten bakteriellen Enzyme oder auch irgendwelcher anderer Enzyme, die an der Entwicklung des Käsegeschmacks beteiligt sind, nicht signifikant vermindert. Wir bevorzugen es, daß die Enzymaktivität der behandelten Zellen mindestens 85% des Wertes unbehandelter Zellen annimmt, wobei mindestens 90% Aktivität besonders bevorzugt werden. Insbesondere im Hinblick auf zelluläre proteolytische Enzyme bevorzugen wir es, daß mindestens 85% der Aktivität dieser Enzyme erhalten bleibt. Insbesondere bevorzugen wir es, daß das Niveau der Proteasen, Peptidasen, Lipasen und Esterasen allgemein durch die Behandlung des Mikroorganismus mit dem oberflächenaktiven Mittel unbeeinflußt bleibt. Vorzugsweise liegt die Aktivität der an der Entwicklung des Käsegeschmacks beteiligten Enzyme bei mindestens 90 derjenigen von unbehandeltem Käse.
Die vorliegende Erfindung kann zusammen mit anderen beschleunigten Käsereifungsmitteln verwendet werden.
Auf dem Gebiet ist es ein bekanntes alternatives Verfahren zur Beschleunigung der Reifungsrate, eine proportional größere Zahl von Starterkulturbakterien dem reifenden Käse zuzugeben, um einen größeren bakteriellen Enzympool bereitzustellen. Wenn die Zahl von Bakterien, die zugefügt wird, jedoch einen bestimmten Grenzwert überschreitet, verleiht das Niveau an Milchsäure, die durch die bakterielle Starterkultur erzeugt wird, Geschmack- und Texturdefekte an den Käse. So ist die maximale Größe der Starterkultur effektiv begrenzt.
Um die Zahl von Starterkulturbakterien ohne Erhöhung der Käsesäuerung zu erhöhen, haben moderne Käseherstellungsverfahren attenuierte Starterkulturen verwendet, die zum selben Zeitpunkt wie die Primärkultur zugefügt werden. Die Primärkultur ist zum Etablieren der notwendigen Säure verantwortlich. Die attenuierte Starterkultur enthält jedoch einen Großteil an Zellen, die abgetötet sind oder die zumindest nicht mehr dazu in der Lage sind, in dem Käseherstellungsverfahren zu wachsen, z.B. durch Wärme- oder Gefrierschockbehandlung, was eine Säureproduktion verhindert oder unterdrückt, jedoch die proteolytischen Enzyme unbeschädigt läßt. Eine Vorbehandlung, um einen Anteil der Zellen zu töten, wodurch die Stoffwechselprozesse verhindert werden, die zu einer Säureproduktion führen, wird in Frey et al. (Milchwissenschaft, 41 (11), 1986) beschrieben. Die Behandlung kann auch einige Zellen lysieren, was zu einem Verlust von Enzymen an die Molke führt.
Ein Problem bei den Verfahren, die auf einem Temperaturschock basieren, ist dasjenige, daß die bakteriellen Zellen und die Enzyme, die sie enthalten, eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber der Wärmebehandlung aufweisen. Einige Starterkulturzellen sind gegenüber dem Temperaturschock stabil, während die bei der Käsereifung wichtigen Enzyme temperaturempfindlich sind. In diesem Fall ist es schwierig, die Zellkultur ausreichend zu attenuieren, während immer noch die gewünschte Enzymaktivität erhalten bleibt. Das Endergebnis ist nur ein sehr moderater Anstieg der Geschmacksintensität. Die Verwendung von wärmeschockbehandelten Zellen präsentiert zusätzlich andere Probleme, wie z.B. eine gewisse Bitterkeit beim Käse, unerwünschte Geschmacksrichtungen und eine Acetaldehydproduktion. Außerdem kann die Masse von Zellen, die für diesen Prozeß benötigt werden, ökonomisch limitierend sein. Das Einstellen einer zufriedenstellenden Balance zwischen ausreichendem und ökonomischem Attenuieren der Zellkultur während gleichzeitig eine adäquate Enzymaktivität erhalten bleibt, wurde so beschrieben, kann jedoch effektiv in der Praxis kaum erreicht werden (Fox et al., supra).
Alternative Vorbehandlungsverfahren unter Verwendung von Lösungsmitteln, wie z.B. n-Butanol, um die Reifung zu beschleunigen, haben sich ebenfalls als kommerziell unpraktisch erwiesen (F. A. Exterkate, J. Diary Res., 46, 473–484, 1979).
So besteht ein Bedarf an einem kommerziell praktischen Verfahren, um eine bakterielle Kultur zu attenuieren, das gleichzeitig ausreichende Zellen abtötet, um die Produktion von Milchsäure zu begrenzen, jedoch auch hohe Niveaus einer Enzymaktivität zurückbehält.
Die Behandlung von Starterkulturzellen mit oberflächenaktiven Mitteln, um die Zellen zu attenuieren, wurde bereits zur Beschleunigung der Käsereifung gezeigt (WO 00/00037, hier durch Inbezugnahme eingeschlossen). Dieses Verfahren kann jedoch mit dem der vorliegenden Erfindung kombiniert werden, um eine beschleunigte Reifung unter Verwendung von attenuierten Startern und Finishern zu erzeugen.
Als solches ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von Finisherzellen begrenzt, die allein mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt wurden, sondern erstreckt sich auf die Verwendung solcher Finisherzellen in Kombination mit attenuierten oder nicht-attenuierten Starterzellen oder vorzugsweise beiden zur Erzeugung von Käse. In geeigneter Weise wird der Käse dann unter Verwendung eines primären Starters, attenuierten Hilfsstarters und Finisherzellen, behandelt mit oberflächenaktivem Mittel, erzeugt. Vorzugsweise werden Starterkulturen attenuiert mit oberflächenaktiven Mitteln (d.h. die Hilfskulturen) zusätzlich zu ähnlich behandelten Finisherkulturen verwendet.
Daher erstreckt sich die Erfindung in einem weiteren Aspekt auf ein Verfahren einer beschleunigten Käsereifung unter Verwendung einer attenuierten bakteriellen Starterkultur und eines biologischen Mittels, wobei die attenuierte Starterkultur und das biologische Mittel beide durch Vorbehandlung mit einem akzeptablen oberflächenaktiven Mittel erhalten werden.
In dieser spezifischen Ausführungsform treffen die Betrachtungen im Hinblick auf die Zellebensfähigkeit und die Enzymaktivität auf die Zellen der Starterkultur zu, ähnlich wie dies für Zellen des biologischen Mittels gilt. Das heißt, die Enzymaktivität der Zellen wird vorzugsweise aufrechterhalten und die Zellebensfähigkeit reduziert, so daß im endgültigen Käseprodukt keine lebensfähigen Zellen verbleiben.
Die Bezeichnung "Starterkultur" ist auf dem Gebiet wohlbekannt und die Erfindung erstreckt sich ebenfalls auf alle bekannten Starterkulturen. Starterkulturbakterien wandeln Lactose in Milchsäure um. Die Bezeichnung "Starterkultur" betrifft spezifisch bakterielle Kulturen wie z.B. Bifidobacterien, Brevibacterien, Lactobacillen, Lactococcen, Leuconostoc, Micrococcen und Pediococcen. Wir ziehen es vor, daß die Bakterien, die als Starterkultur verwendet werden, Lactococcus-Arten sind. Es wir anerkannt werden, daß die Bezeichnung "Starterkultur" eine Kultur umfassen kann, die einen einzelnen Bakterienstamm oder mehr als einen Bakterienstamm enthält. Die Bezeichnung "Starterkultur" kann auch genetisch modifizierte Organismen (GMOs) beinhalten.
Die attenuierten Starterkulturen werden im Hinblick auf ihre Enzymaktivität gewählt, so daß es bevorzugt wird, obwohl sie allgemein in den oben dargestellten Kriteriengrenzen gewählt werden, daß sie keine Milchsäure erzeugen, da dies eine Funktion der primären Starterkultur ist. Tatsächlich wird die primäre Starterkultur (oder Primärkultur) allgemein erst nach ihrer Zugabe mit der Produktion von Milchsäure beginnen. Dementsprechend kann die attenuierte Kultur, da sie dazu neigt, sich auf eine Genexpression zu verlassen, keinen großen Teil an der Erzeugung von Säure haben. Statt dessen dient die attenuierte Kultur essentiell als Quelle von Reifungsenzymen, ist jedoch im Hinblick auf die Kosten der Isolation der individuellen Enzyme sparsam und verliert keine Aktivität durch Thermolabilität. Es ist insbesondere überraschend, daß die oberflächenaktiven Mittel, wie z.B. Dodecylsulfat, keine signifikante Wirkung auf die Enzymaktivität ausüben, da es bekannt ist, daß sie extrem denaturierend sind (R. K. Scopes, Protein Purification, Principles and Practice, 1982, Springer advanced texts in Chemistry, Hrsg. Springer Verlag).
Wie hier verwendet, betrifft die Bezeichnung "attenuiert" eine bakterielle Kultur, die so behandelt wurde, daß die Mehrzahl der Zellen darin nicht mehr lebensfähig ist. Im Kontext der Erfindung wird es bevorzugt, daß keine Zellen mehr in dem reifen Käse als lebensfähig nachgewiesen werden können und besonders bevorzugt, daß keine Zellen mehr in der attenuierten Starterkultur (oder der attenuierten Kultur) als lebensfähig nachgewiesen werden können. Die Zellen der attenuierten Kultur werden vorzugsweise ohne Aufbruch nicht mehr lebensfähig gemacht oder getötet. Eine homogenisierte Präparation verliert Enzyme an die Molke, wie oben beschrieben. Jedoch ist ein gewisses Niveau eines Aufbruchs akzeptabel, unter der Voraussetzung, daß dieser nicht zu groß ist.
Wenn eine nicht-attenuierte Starterkultur verwendet wird, wird häufig ein variables Wachstum der Starterkulturzellen beobachtet. Dies führt häufig zu variablen Enzymaktivitätsniveaus und einem Grad einer Inkonsistenz im Hinblick auf die Reifung, was für einen kommerziellen Betrieb unerwünscht ist. Es gibt kein Problem mit variablen Wachstumsraten, wenn behandelte Starterkulturen verwendet werden, da eine definierte Menge der behandelten Zellen zugefügt werden kann, die eine bestimmte Enzymaktivität aufwiesen. Dies reduziert die Variation auf dem Enzymniveau und führt zu einem konsistenteren Käseendprodukt.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf die Verwendung von biologischen Mitteln, behandelt mit oberflächenaktiven Mitteln in Kombination mit Starterkulturen, die ein hohes Niveau an einer intrazellulären Aminopeptidaseaktivität aufweisen. Solche Starter ermöglichen die zusätzlich Verwendung einer exogenen Protease, um die Beschleunigung der Käsereifung zu unterstützen, jedoch ohne unerwünschte Beeinflussung des Geschmacks.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren für eine beschleunigte Käsereifung unter Verwendung eines biologischen Mittels in Kombination mit einer Starterkultur, wobei das biologische Mittel mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt wurde, wobei das biologische Mittel keine attenuierte bakterielle Starterkultur ist und wobei die Starterkultur eine signifikante Menge einer Aminopeptidaseaktivität aufweist. Auf diese Weise können exogene Proteasen in Kombination mit der Starterkultur ohne Beeinflussung des Käsegeschmacks verwendet werden. Die Verwendung von Starterkulturen mit hohem Aminopeptidasegehalt wird in WO 00/13519, hier durch Inbezugnahme eingeschlossen, beschrieben.
Die Bezeichnung "signifikant" in Bezug auf die Aktivität des Aminopeptidaseenzyms zeigt an, daß das Enzym dazu in der Lage sein muß, den Abbau der exogenen Protease zu katalysieren. Dementsprechend wird eine hohe Aktivität bevorzugt, spezifisch für jedes getestete Aminopeptidaseenzym. Die Bezeichnung "hohe Aktivität" in Bezug auf PepN bezieht sich vorzugsweise auf Niveaus einer PepN-Aktivität, die größer ist als 3 Einheiten/g Trockengewicht des Starterkulturstammes. Die Definition von einer Einheit einer Aminopeptidaseaktivität ist die Menge des Enzyms, die benötigt wird, um p-Nitroanilin mit einer Rate von 1 μmol pro Minute aus einer 0,7 mM Lösung L-Leucin-p-nitroanilid (Sigma) bei einem pH von 7 und 30°C freizusetzen, wobei die Reaktion in einem 100 mM Phosphatpuffer durchgeführt wird. Wir ziehen es vor, daß die PepN-Aktivität größer als 5 E/g Trockengewicht des Starterkulturstammes ist, mit Niveaus von 6 E/g Trockengewicht des Starterkulturstammes, die besonders bevorzugt werden.
Zusätzlich zu hohen Niveaus einer PepN-Aktivität oder getrennt davon bevorzugen wir es, daß die Niveaus der PepXP-Aktivität mehr als 20 E/g Trockengewicht des Starterkulturstammes betragen, noch bevorzugter mehr als 24 E/g Trockengewicht des Starterkulturstammes, wobei eine Aktivität von mehr als 35 E/g Trockengewicht des Starterkulturstammes besonders bevorzugt wird. Starterkulturbakterien, die hohe Niveaus einer PepXP-Aktivität zusammen mit hoher PepN-Aktivität aufweisen, ermöglichen die Produktion von Käse in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ohne assoziierte Bitterkeit.
Allgemein gesprochen kann in allen Ausführungsformen der Erfindung die beschleunigte Reifung durch Addition des behandelten biologischen Mittels auf jeder geeigneten Stufe des Käseherstellungsverfahrens bewirkt werden. Vorzugsweise wird das behandelte Mittel der Milch vor der Koagulation auf der Labfermentstufe oder bei Auftreten der Ansäuerung zugefügt. Für bakterielle Kulturen, die auf Endzellkonzentration von 109 koloniebildende Einheiten pro ml gezüchtet wurden oder Hefen, gezüchtet auf 10⁷ koloniebildende Einheiten pro ml, ziehen wir es vor, daß die Menge des behandelten Extrakts, der zugefügt wird, 1% des Gesamtvolumens der Milch annimmt. Dieser Wert kann jedoch vom dem Fachmann auf dem Gebiet variiert werden, um sicherzustellen, daß eine Käsereifung mit der gewünschten Rate auftritt.
Im allgemeinen können Verfahren, die auf dem Gebiet wohlbekannt sind und allgemein verwendet werden, zusammen mit dem Verfahren der Erfindung verwendet werden, um Käse herzustellen.
Die vorliegende Erfindung wird nun durch das folgende Beispiel veranschaulicht, das für die vorliegende Erfindung illustrativ ist, sie jedoch nicht begrenzt.
Beispiel 1
Materialien und Methoden
Getestete Stämme: SR3 (Brevibacterium linens), KL71 (Kluyveromyces lactis), MCV (Staphylococcus xylosus), MGE (Arthrobacter nicotianae) und Geo25 (Geotrichum candidum)
Wachstum und Ernte der Zellen wurde unter Verwendung von Routineverfahren auf dem Gebiet durchgeführt, die zum Beispiel in dem ATCC-Stammkatalog und Artikeln (wie z.B. Bridson und Brecker, Design and formulation of microbiological culture media, Methods in Microbiology, Bd. 3A, Norris und Ribbons, Hrsg. New York Academic Press, 1970 und Moreau et al., Microbiologie-Aliments-nutrition, Bd. 167, 1998, S. 251–258) erklärt werden. Die Ernte kann beispielsweise durch Zentrifugation oder Ultrafiltration bewirkt werden.
SDS-Behandlung: Zellkonzentrate wurden mit 0 oder 1% SDS für 1 Stunde bei 4°C behandelt. Die Mischungen wurden dann über Nacht eingefroren (–40°C).
Käsebruchaufschlämmungs-Test: Behandelte und unbehandelte Zellkonzentrate wurden in einem Äquivalent von 106 Zellen pro Gramm von aufgeschlämmtem Cheddarkäsebruch (60% G/G Feuchtigkeit) zugefügt und unter Vakuum für 6 Tage bei 30°C inkubiert.
Sensorische Analyse: Jede Aufschlämmung wurde durch ein trainiertes sensorisches Panel (n = 9) unter Verwendung eines Dreieckstests bewertet. Dies ist eine hochempfindliche sensorische Technik, um Unterschiede und Ähnlichkeiten zwischen und Test- und Kontrollproben zu etablieren.
Ergebnisse
Die Ergebnisse werden als Zahl von Panelmitgliedern ausgedrückt, die feststellten, daß die SDS-behandelten Zellen mehr Geschmack ergaben als die korrespondierende Kontrolle.
Schlußfolgerung
Eine Behandlung von Brevibacterium linens, Kluyveromyces lactis, Staphylococcus xylosus, Arthrobacter nicotianae und Geotrichum candidum mit SDS kann verwendet werden, um die Käsereifung zu beschleunigen.

Claims

Verfahren für eine beschleunigte Käsereifung unter Verwendung eines biologischen Mittels, wobei das biologische Mittel mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt wurde und wobei das biologische Mittel nicht eine attenuierte bakterielle Starterkultur ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das biologische Mittel ein Affinageorganismus ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das biologische Mittel keine Rolle bei der Ansäuerung des Käses spielt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das biologische Mittel ein Gram-positives oder Gram-negatives Bakterium, Hefe oder Schimmelpilz ist.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das oberflächenaktive Mittel ein Detergens oder Tensid ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das oberflächenaktive Mittel ein Detergens ist, wie z.B. ein Alkylcarboxylat, eine quaternäre Ammoniumverbindung, ein Sulfonat, ein Betain, ein Sulfobetain, ein Alkylglucosid, ein Gallensalz oder ein Alkylethoxylat.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das oberflächenaktive Mittel Lauroylsarcosinsalz, Lauryldimethylaminoxid, Dodecyldimethylglycin, Octyl-β-d-glucosid, Cholsäuresalze, Deoxycholatsalze und Polysorbat 20 oder eine Mischung aus einem oder mehreren der vorstehenden ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das oberflächenaktive Mittel Natriumdodecylsulfat ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Natriumdodecylsulfat in einer Endkonzentration von weniger als 1,5% G/V der Probe des zu behandelnden biologischen Mittels vorliegt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzlich ein bakterieller Zusatzstarterkulturstamm verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die bakterielle Zusatzstarterkultur attenuiert ist und wobei die attenuierte Zusatzstarterkultur und das biologische Mittel beide durch Vorbehandlung mit einem oberflächenaktiven Mittel erhalten werden.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Zusatzstarterkultur eine signifikante Menge einer Aminopeptidaseaktivität aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Zellen, die mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt sind, weiterbehandelt werden, um die Zahl der lebensfähigen Zellen zu reduzieren.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens 85% der Aktivität der proteolytischen Enzyme im biologischen Mittel oder der attenuierten Starterkultur erhalten bleiben.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens 90% der Aktivität der Enzyme, die an der Käsegeschmacksentwicklung beteiligt sind, erhalten bleiben.