Technische Anforderungen an Käse für die Weiterverarbeitung – Teil II

In diesem Teil wird der Zusammenhang zwischen der chemischen Zusammensetzung der Rohware (Labkäse) und ihrer Weiterverarbeitung, vor allem zu Schmelzkäse, erläutert. Außerdem wird auf die sensorischen Eigenschaften eigegangen.

Die chemische Zusammensetzung von Käse und ihre Bedeutung für die Weiterverarbeitung

Die üblichen analytischen Kennzahlen – pH-Wert, Trckenmasse, Fett und Eiweiß – stelln die chemischen Anforderungen dar. Käsequalität kann über ihre Zusammensetzung definiert werden. Das folgende Bild über den Käseherstellungsprozess zeigt die Komplexität der Faltoren und der Verfahrenschritte, die auf die Käsezusammensetzung und-qualität einen Einfluss ausüben.

Die verschiedenen Möglichkeiten die Milch zu verkäsen und besonders die Art des Reigungsprozesses bestimmen die Zusammensetzung des Käses bzw. welche Käsesorte entsteht. Auf den Einfluss der eizelnen Schritte (Van den Berg, 1996) wird hier nicht eingegangen. Normalerweise werden die in der Tabelle 3 aufgelisteten Parameter als chemische Kriterien festgelegt.

Dazu kommen andere Minorbestandteile, auf die hier nicht eingegangen wird. Interessanterweise wird dem Eiweißgehalt bei der schriftllichen Anforderung nicht genügend Rechunung getragen, denn vor allem ist ndieser Inhaltsstoff von grundlegender Bedeutung für die Qualität von Käse. Man steltl zunächst fest, ob die Trockenmasse-, Fett- und pH-Wert mit den Erfordenissen übereinstimmen, danach rechnet man die Qualitätskriterien Fett in Trockenmasse sowie Wasser in der fettfreien Käsemasse um. Der Trockenmassegehalt von Käse bestht hauptsächlich aus Eiweiß, Fett, Kohlenhydrate, organische Säuren, Mineralien und Salzen.

Nun, die Struktur von Käse wird in erste Linie von dessen Eiweißgehalt und-zustand bestimmt. Wenn man Milch mittels Lab Koaguliert, tritt eine Phasenumwandlung ein: die vorher in der kontinuierlichen Phase kolloidalgelösten Kaseinmizellen treten im Käse als strukturbildendes Gerüst auf. Wasser (Milchserum) und Fett werden in der Käsematrix dabei zurückgehalten. Käse ist letztendlich nicht wasserlöslich und stell noch Keine stabile Emulsion dar. Der Eiweißgehalt in Käse besteht aus Stickstoffverbindungen: sie stammen aus dem geronnenen Kaisen bzw. dessen reifungsbedingten Abbauprodukten, sowie aus N-Verbindungen von eingeschlossenen Molkenproteinen und von sog. Milch-NPN-Fraktion. Durch Allgemeine Konvention rechnet man Gesamtstickstoff in Gessamteiweiß durch Multiplikation mit dem Faktor 6,38 um. Besonders der Reifungsprozess verändert den Zustand der Proteine; Ursache dafür ist die biochemische (proteolytische) Aktivität der verschiedensten Enzyme.

Aus diesem einfachen Bildd ist ersichtlich, dass je nach Käsealter, Kasein sowohl intakt (d.h. nicht abgebaut) als auch in löslicher Form (Peptide, Aminosäuren) vorliegt.

Das Verhältnis vom intakten Kasein (N) zu dem absoluten Stickstoffgehalt ist für den Aufbau der Käsestruktur verantwortlich. Sie trägt somit zur Festigkeit entscheidend bei. Der löische Anteil bringt neben einem Struktureffekt (wirkt erweichend) vor a allem eine große Menge an Geschmackskomponenten mit.

Die Milchforschung hat verschiedene Wege gezeigt, um Molkenproteine in Käse zu integrieren (Hinrichs, 2001; Kulozik, 2002). Für die Weiterverarbeitung ist dies nicht ohne Bedeutung, denn sie beeinflussen die Textureigenschaften des Käses, wie später berichtet wird.

Es gibt deutliche Beziehungen zwischen dem Schmelzverhalten von Schnitt- und Hartkäse und der chemischen Zusammensetzung. Der Erweichungspunkt wird durch zunehmende Wasser- und wasserlösliche Stickstoff-Gehalte (versärkte Proteolyse) erniedrigt und mit zunehmenden Kochsalz (NaCl)- und Kalzium-Gehalten erhöht (Rüegg; Moor, 1988).

Bei der Konfektionierung von Lebensmitteln auf der Basis von geschmolzenem Käse oder mit diesem als Zutat, ist es wichtig zu wissen, wie die Eignung verschiedener Käseteige für die Herstellung solcher Speisem ist.

Die folgende Abbildung (nachgezeichnet nach der Arbeit von Rüegg, Moor, 1988) gibt die Mittelwerte (Mediane) und Streubereiche der Erweichungspunkte von Edam, Gouda, Cheddar und emmentaler Käse in Form von Boxplots wieder. Die sich ergebende Reihenfolge deutet auf eine Korrelation (r = -0,85) zwischen der Erweichungstemperatur um dem Wassergehalt in der fettfreien Käse-masse. Auch der Kalziumgehalt seigt eine enge Beziehung (r = 0,67) zu der Erweichungstemperatur: da Kalzium die Proteinkete vernetzt und das Wasserbindungsvermögen verringert, steigt mit zunehmendem Ca-Gehalt die Erweichungstemperatur an (Ruegg; Moor, 1988).

Es ist Aufgabe des Schmelzkäsers, junge und reife Ware so zu blenden, dass Käse mit der gewünschten Qualität resuliert. Den Eiweißabbau oder Proteolysegrad kann man über verschiedene Methoden ermitteln. Die Basis der Weiterverarbeitung zu Schmelzkäse liegt darin, unlösliches Calcium, para-Kasseinat, durch lonenaustausch in lösliches Natrium para-Kaseinat zu verwandeln. Wichtigster und unentbehrlicher Zusatz ist das Schmelsalz, da ohne dies der lonenaustausch und die Schmelzkäseproduktion nicht möglich ist. Die Wasserbindungsvermögen von p-Kaseinat ist nicht nur von der lonenstärke, sondern auch vom pH-Wert in der Käse-masse abhängig (Klostermeyer; Buchheim, 1988).

Die folgenden Abbildungen geben summarisch die Prozessschritte und den sog. Nach-Kremierungsvorgang der Schmelzkäseproduktion wieder (Wolfschoon, 2001). Sie werden uns helfen, den Zusammenhang zwischen Rohwarezusammensetzung und Endprodukt, zu verstehen.

Das Schmelzen und die Phasenumwandlung fängt bei ca. 60º an; dabei wird das Kalzium (von Kaseinen) gegen das Natrium (von Schmelzsalzen) ausgetaucht; das Wasser hält noch alles zusammen, wobei Fett und Eiweiß dispergiert bleiben.

Gibt man weitere thermische Energie zu, kommt man zue zweiten Stufe (oder Phasenvershiebung) des Schmelzens, wo unter dem Einfluss der Schmelzsalze das Wasser vom Kasein aufgenommen wird; Eiweiß stell die kontinuierliche Phse dar; Wasser wird nun zum gelösten Stoff (Kirchmeier, 1978).

Wird diese Energie auf UHT-Bereich ausgedehnt, wie z.B. bei der Herstellung vom streichfähigen Schmelzkäse, so tritt wiederum eine Phasenverschiebung ein bzw. Entsteht eine Emulsion mit einer sehr weichen Konsistenz. »Nachkremieren«, d.h. der Strukturaufbau nach der thermischen Behandlung, findet bei Temperature um die 80 ºC statt; Vorschmelware wirkt sich hier. Katalytisch aus. Es ist eine Rückkehr auf den ursprünglichen Zustand. Man kann die Reaktion über physikalische Größe indirekt bestimmen und steuern (Wolfschoon, 2001).

Bei Labkäse sind der Trockenmassegehalt und ser Fettgehalt in der Trocknmasse (Fit-Wert) der Rohware mitbestimmende Faktoren der Endproduktkonsistenz. Zu hohes FiTr. kann das sog. Fettschwitzen verusachen. Der FiT-Wert beeinfluss indirekt die Käsequalität über seinen Effekt auf das Wasser in der fettfreien Käsemasse-Wert. Das Verhältnis von Wasser zu Kasein ist kritisch für die Käsequalität, denn es beeinflußt die Geschwindigkeit der Proteolyse. Dazu kommt, dass Labkäse mit zu hoher Wff leicher deformieren können. Der Gehalt an Laktose in Hart- und Schnittkäse. (Lab)Käse ist ein visko-elastischer Stoff: ihre Festkörpernatur wird vorwiegend von der maschenartigen Struktur gequollener Eiweißpartikel determiniert; Größe und Größenverteilung von eingeschlossenen Fettkügelchen bestimmen die Uniformität des Netzwerkes und Wasser füllt, als dritte strukturelle Hauptkomponente von Käse, den Netzwerkes (Rohm, 199?). Molkenproteine beeinflussen die rheologischen Eigenschaften von Schmelzkäse (Strohmeier, 1991); sie falten auf (<85 ºC) und polymerisieren (>85 ºC) während des Schmelzprozesses und tragen zu Produktkonsistenz bei; abhängig davon ob sie im nativien oder denaturierten Zustand verwendet werden, werden sie zum Netzaufbau und somit zur Festigkeit (Zu- bzw. Abnahme) des Schmelzkäses beitragen (Strohmeier, 1991; Lee et al., 2001).

pH-Wert

Grenzen für den pH-Wert von Labkäsen werden gezogen, denn ver schiedene Käsesorten weisen unterschiedliche pH-Werte auf. Der pH-Werte ist ein wichtiger Indikator für den Verlauf der Milchsäurebildung während der Labkäseherstellung. Der Geschmack und die Textur wird durch den pH-Werte beeinflusst; diess ist u.a. auf den Mineralgehalt in der Käsemasse, der wiederum mit dem Verlauf der Säuerung und Abfüllung während der Labkäseherstellung zusammenhängt, zurückzuführen. Der Kochsalzgehalt ist nicht nur als Geschmacksträger, wichtig: er spielt auch eine Rolle bei dem Restmilchzucker- und Eiweißbbau und somit beim End-pH-Wert. Zu hohe pH-Werte könnten auf fehlerhafte Rohkäse oder überreifte Ware hinweisen; dies ist sicherlich ein Problem für die Herstellung von z.B. haltbaren Käseaufschnitten.

Aus der Tabelle mit den chemischen Anforderungen an Käse ist eine weitere Betrachtung möglich; das Salz im Wasser-Verhältnis, denn es beeinflußt die Proteolyse und somit die Käsequalität. Für Cheddarkäse erster und zweiter Qualität sind Werte zwischen 4,7 und 5,7 bzw. 4 bis 6 vorgeschlagen worden (Lawrence; Gilles, 1987).

Sensoriche Kriterien

Fur der Verwendung von Kase als Rohstoff für Aufschnitt, Blöcke, Portionen muss man ein starkes Augenmerk auf die sensorischen Eigenschaften schenken, denn sie werden die Konkurrenzfähigkeit der Ware auf dem Markt bestimmen. Käse ist ein Lebensmittel, das im Rahmen seiner Herstellung eine Reifung durchläuft, somit muß er zusätzlich sensorisch geprüft werden. Für den Verbraucher stell die sensorische Prüfung eines Lebensmittels, neben dem Preis, ohnehein das wichtigste Kriterium zum Kauf eines Produktes dar (Lorenzen et al., 1998).

Diese bekannten Merkmale (Tab. 4) beschreiben den Flavor (Geruch und Geschmack) sowie die Teigbeschaffenheit. Man sol das Äußere und Innere der Ware bewerten. Das Aussehen ist wictig für die Weiterverarbeitung als Aufschnittsware. Auf eine richtige Form (Brot, Laib, Kugel), Oberfläche und Rindebildung des Äußeren bzw. auf die Farbe und Lochung des Inneren liegt der Schwerpunkt dieser weiteren Beurteilung. Die natürliche Farbe der Käseobeerfläche schwankt zwischen den Farbtönen weiß-gelbich bis rötlich und ist vom Fettgehalt und Reifegrad, von Oberflächenbehandlung und Flora abhängig. Schimmelbildung hat in der Aufschnittskäseware nichts verloren. Käse mit nasser Oberfläche reifen gewöhnlich abnormal, seigen Geruchsund Geschmacksfehler und haben eine verkürzte Haltbarkeit.

Ein Großlochkäse, der in Folie als Blockemmentaler oder als Laibemmentaler in Rinde ausgereift wird, zeigt Einen Unterschied in der mikrobiologischen Zusammensetzung und somit in ihrer Qualität (Hüfner, 1999).

Fehler in der Lochung (Erscheinungsbild von Käse) werden schnell wahrgenommen. Löcher entstehen in Abhängigkeit vom Formverfahren des Bruches und/oder durch mikrobielle Stoffwechselprodukte, also Gase (Kammerlehner, 1987). Typische Beispiele von Käse mit ausgeprägter Lochbildung sind Emmentaler und Leerdamer (beide mit Propionsäuregärung); aber auch Gouda und Edamer zeigen typische Rundlochung (Zitronsäuregärung).

Fehler in der Lochung sind vor allem mikrobiologischer Natur; schädliche Mikroorganismen wie Coliformen, Clostridium tyrobutyricum, aber auch Laktobazillen bewirken unerwünschte Gasbildung.

Die Lochungsfehler kann man wie folgt zusammenfassen: Blinde Käse, sparsame Lochung, Blastloch, zu kleine Lochung, Vielsatz, Tausendlöcher, zu große Lochung, Randlochung, einseitige Lochung, ungleichmäßige Lochung, Gärlochung, Gläsler, (Spalten, Risse), gezogene Lochung, rauschalige Lochung, nestig, Nissler (nisslig).

Auf derem Ursachen und Bekämpfung eizugehen würde den Rahmen dieses Refrates sprengen.

Abschließende Betrachtung

Es gibt Einen berechtigten Spruch »Käse schmeckt wie er aussieht« und somit wird die Kaufentscheidung der Konsumenten beeinflußt. Um den Qualitätsstandard der Marktführer der einzelnen Käsesorten zu erreichen, ist Anpassung der Technolofie und know-how notwendig.

Neben den in diesem Referat genannten Inhaltsstoffen und Prozessschritten (Erhitzung) sind andere Dinge in den Qualitätsanforderungen an Käse zu betracten, wie eine ausreichende Lagerfähigkeit (HaltbarkeitShelf-»Life/«).

Abfüllung und Verpackung, sowie eine kontinuierliche Kühlkette (Produktion, Transport, Lagerung) spielen dabei auch eine wesentliche Rolle. Dies ist gültig sowohl für käse als Rohware sowie auch als konsumfertiges Produkt.

Zum Abschluß darf ich Kammerlehner nochmals zitieren: »auf Dauer ist jedoch die Erfüllung der Verbrauchererwartungen der Garant für gesicherten absatz«.

Um dies zu erreichen, maine ich, müssen die technologischen Anforderungen, die Käsereitechnologie und Wissenschaft, und der Bewertungsmaßstab der Konsumentenschaft, in Einklang gebracht werden.

Das Literaturverzeichnis kann beim Verlag angefordert werden.

[104] WOLFSCHOON-POMBO, A. F. Technische Anforderungen na Käse für die Weiterverarbeitung. Teil II. Auss Technik Und Wissenschaft, v. 22, n. 17, p. 22-27, 2002.