Technische Anforderungen an Käse für die Weiterverarbeitung – Teil I

Es ist für uns alle selbstverständlich, dass einerseits technische Anforderungen an Käse vor allem mit der wichtigsten Qualitätskomponente »Hygiene« anfagen und enden.

Hygiene ist Voraussetzung für den Schutz der Gesundheit des Verbrauchers. Deswegen hat der Gesetzgeber bzw. die michverarbeitende Industrie diesem Gedanken Rechnung getragen und immer strengere Hygienebestimmungen in die gesetzliche Regelung bzw.

Herstellungspraxis einbezogen. Andereseits, unter technischen anforderungen an Käse für die Weiterverarbeitung sind technische Voraussetzungen zu verstehen, die sowohl mit der Mikrobiologie, Chemie und Technologie der Herstellung als auch mit den organoleptischen Merkmalen des Produktes zu tun haben. Ich werde nicht auf den Zusammenhang zwischen GMP (=Gute Herstellungspraxis), Wirtschaftlichkeit und gesetzlicher Regelungen, auch nicht auf Qualitätsmanagement, eingehen.

Technische Anforderungen an Käse für die Schmelzkäseherstellung

Rohware Naturkäse, was ist das? 

Um technische Anforderungen an den Käse zu stellen, muß man die Eigenschaften des Rohmaterials und derem Verwendung verstehen. Naturkäse wird aus Milch hergestellt. Milch, als natürliches Lebensmittel, ist (auch) wiederum verschiedenartigen Schwankungen ausgesetzt. Entscheidend ist zunächst die Qualität und Vorbehandlung des Rohstoffes Milch. Sie beeinflusst sowohl die chemisch-physikalische als auch Mikroflora-Zusammensetzung der Milch und somit die des hergestellten Produktes. Die Vorbehandlung schließtMilchgewinnung, Lagerung, Abholung, Transport, Einnahme, Keimzahlreduktion, Standardisierung ein, danach erfolgt die Konzentrierung und Reifung. Aus käsereitechnologischer Sicht haben die in der Tabelle 1 angeführten Faktoren der Rohmilch Einfluss aus Herstellung und Beschaffenheit von Käse.

Einfach formuliert liegt die Kunst des Käsers darin, aus der Milch soviel Wasser abzutrennen, dass eine Eiweiß-Fett-Masse mit Geschmack entsteht. Näher betrachtet handelt es sich zunächst um Einen Konzentrierungs- und Reifungsprozess, auf den recht viele Faktoren Einfluss haben. Je nachdem welche Behandlungen diese Milch, Verkäsung und Reifung durchläuft, entstehen die verschiedenen Käsesorten.

An die Herstellung der bekannten Hart-, Weich- und Schnittkäse werden von Seite der Industrie mehrere Anforderungen gestellt: Zunächst muß die Milch den Bestimmungen der »Milchhygieneverordnung 92/46/EEC« entsprechen und auch mit den Verordnungen für Kontaminanten (315/93/EEC), Pestiziden (86/363/EEC), tierärztliche und chemische Rückstände (2377/93/EEC und 98/53/EEC) konform sein.

Den in Artikel 14(1) aufgelisteten Grundsätzen der Milchhygienerichtlinie liegt im Prinzip das sog. HACCP-Konzept zugrunde, das las wesentliches Element den Grundsatz der Eigenkontrolle für die Herstellung und Vermarktung von Erzeugnissen auf Milchbasis darstellt. In der Literatur findet man zahlreiche Referenzen über das HACCP, das eng mit qualitätssichernden Maßnahmen verbunden ist (Zangerl; Ginzinger, 1993).

Wenn Rohmilch etwa zu Hart- und Halbhart(scnitt)käse verarbeitet wird, rechnet man damit, dass nach einer gewissen Reifezeit das Absterben potentieller Pathogenen aufgrund verschiedener Hürden (Temperaturführung, Säurevolumen, pH-Wert, Aw-Wert, Salz, Reifungs- und Lagerungsbedingung) bei einwandfreier Produktion gewährleistet ist. Wird pasteurisierte Milch verwendet, wie in der allgemeinen Milchhygieneberordnung vorgeschrieben, dann sind auf die verschiedenen Produktionsschritte, wo ein Hygienerisiko besteht, besonderes Augenmerk zu schenken, vorausgesetzt, alle Maßnahmen baulicher und apparativer Art sind erfüllt worden (Winterer, 1996). Vor der Verarbeitung (bzw. nach Anlieferung) muss die Käseoberfläche bei sachgemäßem Transport/Lagerung optisch schimmelpilz- und hefenfrei sein. Der Käse darf Keine Blähungen aufweisen. Chemisch und mikrobiologisch werden folgende Anforderungen an den Käse gestellt:

 Staph.aureaus

Staph.aureaus in Rohmilch kann kaum verhindert werden, ist aber normaleweise kaum ein Risiko für den Konsumenten, da es durch die Milchpasteurisierung mit Sicherheit bzw. durch das Wachstum der »obligaten« Mikroflora bei der Käweherstellung eliminiert wird (Asperger, 1991). Dies worde von Ginzinger fand, dass bei gebranntem Hartkäse bei Einhaltung der Kriterien – Brenntemperatur, Temperatur nach 2 Stunden Pressen, entsprechende Säuerung – des HACCP – Konzeptes kein Hygienerisiko durch Staph.aureaus oder E.coli besteht. Darüber hinaus fügte Ginzinger (1999) hinzu, dass die Einhaltung der Grenzwerte bei der Herstellung von Rohmilch-Schnittkäse, aus der Milch mehrerer Lieferanten, nur durch eine effektive Mastitiskontrolle und bei einer optimaen Säuerung möglich ist. Für Käserohware aus passteurisierter oder thermisierter Milch, die sowhl für Portionierung als auch für Schmelkäse verwendet wird, machen wir keinen Unterschied in dem Grenzwert (<100 KbE/g) für den Staph.aureaus. Für den daraus hergestellen Schmelzkäse verlagen wir ein negatives Ergebnis. Um auf eine Intoxikation kommen zu können, sind (matrixabhängig) ~ 2,6 x 106 KbE/g erforderlich (Zickrick, 1996).

Coliforme

Coliforme sind Anzeiger der (nach Hitzebehandlung) Produktionshygiene, obwohl es sehr problematisch ist, statistich gesicherte Korrelationen zwischen dem Coli-Endkeimgehalt im Käse und dem Coligehalt von Kesselmilch/Molke (Zickrick, 1996) zu etblieren.

Es ist wirklich schwierig Rekontaminationen auszuschließen. Der Gehalt an Coliformem in Käse hängt vom angewandten Herstellungsverfahren, von der Käseart und vom Käsealter ab. In Schnitt- und Hartkäsen lassen sich niedrige Gehalte an Coliforme leichter einhalten als in Weichkäse. Weichkäse sind bekanntlich anfällig; wir werden sie hier nicht behandeln. Den besten primären Schtz dafür stellt die Reinigung und Desinfektion der Anlagen dar. Je länger die Zeit zwischen Abfüllen und Erreichen des End-pH-Wertes (nach dem Pressen) ist, desto höher ist die Zahl der Coliformen im Schnittkäse; Textur-, Lochungs- und Geschmacksfehler stehen meist damit im Zusammenhang. Wenn eine Brenntemperatur von mindestens 48 ºC, eine Presstemperatur von mindestens 46 ºC und ein pH-Wert 2 Studen nach dem Abfüllen von unter 6,2 eingehalten wird, werden Coliforme (und E.coli) bei gebranntem Hartkäse aus Rohmilch vollständig abgetötet (Zangerl et al., 2002).     

E.coli

E.coli kann pathogen sein und ist ein Indexkeim für eine mögliche fäkale Kontamination (Ginzinger, 1999). Rekontaminationsquellen für diesen Keim bei Käse aus pasteurisierter Milch sind in den hygienischen Bedingungen bei der Prodktion und Hygienemängeln bei Personal zu suchen. E.coli kann sich bis zu einer Nachwärm-/Brenntemperatur von 45 ºC vermehren und wird danach durch die Hürden Temperatur und Säuerung je nach Brennteperatur abgetötet. Wir unterscheiden zwischen den Werten für Käsen, die für Portionierung (Aufschnitte) und Weiterverarbeitung (Schmelzkäse) verwendet werden: Da bei der Weiterverarbeitung ein »kill step«  (Eliminierungsprozessschritt) einbezogen ist, darf diese Rohware eine Zehnerpotenz höhere Zahl aufweissen.

Bei der Verarbeitung der Rohware zu Schmelkäse kann Gasbildung durch Coliformen und Hefen vorkommen, wenn die Schmelztemperatur nicht hoch genug (>80º C) gehalten wird bzw. die Abfülltemperatur zu tief (<71-72º C) absinkt. Bei Käse, die für den Aufschnitti und Portionierung vorgesehen sind, stellt man den Fehler (Frühblähung) relativ leicht fest.: diese Käse riechen und schmecken gärig. Im Labkäse kann diese Blähung sogar bereits im Pressraum auftreten. Man stellt kleine, zahlreiche stecknadelkopfgroße Löcher, ja sogar eine schwammige Teigstruktur, fest.

 Listerien 

Listerien sind ubiquitär verteilt. Von den 8 Spezies dieses Genus ist nur L.monocytogenes humanpathogen. Sie wird durch die Pasteurisierung (>72 ºC/15s) abgetötet. Im Inneren des Käses können sich Listerien bei pH-Werten <5,5 nicht vermehren; im gereiften Hartkäse des Emmentalertyps sind Keine lebenden Zellen am Ende der Reifung nachweisbar. Hier wird nochmals die Wichtigkeit einer optimalen Säurenführung betont. Wir verlangen negative L.monocytogenes-Befunde in der Rohware für die Weiterverarbeitung.

Die Anforderungen hinsichtlich der Salmonellen-Werte sind gleich (negativer Befund aber in verschiedenen Mengen, 25 g oder 250 g) wir die für L.monocytogenes und unabhängig davon, ob der Rohkäse zur Portionierung oder Weiterverarbeitung verwendet wird.

Die Closrridienproblematik

Clostridien kommen ubiquitär vor. Der Kontaminationsweg der Milch mit Clostridien ist bekannt. In Schnitt- und Hartkäse können sie zu Bombagen in daraus hergestellten Schmelzkäsen führen. In Naturkäse sind vor allem die Laktatvergärer, in Schmelzkäse die stark proteolutischen Arten, die zum Verdeb vom Produkt führen (Jung, 1999). Die folgende Abbildung zeigt am Beispiel von Granakäse den Effekt einer Buttersäuregärung.

Die Auslösung einer Spätblähung wird mit den sporulierten Zellen in Beziehung gebracht. Über den Grenz-wert (z.B. 0.05 Sporen/10 ml Kesselmilch) wird nach wie vor weiter diskutiert; Grenzen sind schwer zu ziehen, Weil das Verhältnis von sporen zu vegetativen Zellen im Käse selbst entscheidend für das Auftreten des Fehlers ist.

Aktueller ist die Anwendung der Mikrofiltration mit Membranen Keramischer Art für dieEntfernung von Bakterien aus der Milch; dabei werden Milchbestandteile durch eine Porenweite von 0,8 – 1,4, um durchgelassen, Bakterien um Kaseinmizellen zurückgehalten; da Fettkügelchen auch zurückgehalten werden, soll man Magermilch verwenden.

Der Einsatz von Entkeimungsseparatoren (Baktofugen) in der Milchvorbehandlung stellt eine praktikable, auch know-how-erfordeliche Möglichkeit dar, clostridienarmen Käse herzustellen (Wolfschoon, 1999, 2000). Nicht abgesonderte (über die Baktofugation) vegetative Keime werden durch beim Schmelzprozeß übliche Temperaturen weigehend abgetötet, Sporen können eventuell Temperaturen von 140 ºC überleben. Ist dies der Fall und kommen sie zum Auskeimen, bilden sie Buttersäure und Gas und/oder spalten Eiweiß ab und führen zu etlichen Qualitätsproblemen. Grenzen festzulegen ist nicht einfach, da es Keine gesicherte Korrelation z.B. zwischen dem Gehalt an Clostridien in der Milch und der auskeimenden Sporen in käse bzw. zwischen derem Gehalt in Käse und Blähung in der Schmelzkäse(packung) gibt.

Sensorisch läßt sich vieles feststellen, aber Ware mit zweifelhaften Faulstellen solte nicht verwendet werden. Clostridienanflällig sind vor allem Schnitt- und Hartkäse. Es ist ratsam zu wissen, wo und wie die Rohware produziert wird; Gespräche mit dem Lieferanten sollen dazu dienen, Informationen über den Clostridiensporen-gehalt der Milch, die Milchvorbehandlung, die Käseherstellung und die Reifung auszutauschen.

Man stellt scih die Frage, ob es nicht möglich wäre, die Käsereimilch einfach thermisch so zu behandeln, dass die Clostridiensporen inaktiviert werden könnten. Rademacher (1999) hat die Temperaturabhängigkeit verschiedener Stämme C.tyrobutyricum in Mager- und Vollmilch, sowie in Mikrofiltrationsretentat (i=2) an der TU München in Weihenstephan untersucht. Dabei hat sie für die Reduzierung der Sporen um den Faktor 1/10 die Zeitdifferenz bzw. den sog. D-Wert im Temperaturbereich 90 ºC bis 120 ºC ermittelt.       

 Leider kann man nicht die für die Sporeninaktivierung notwendige Temperatur und Zeit mit den technologischen Anforderungegen an eine Käsereimilch vereinbaren. Neue Arbeiten in Membrantechnologie u.a. in Weihenstephan deuten darauf hin, dass in absehbarer Zukunft diese Vereinbarung möglich wird. Die wirkungsvollste Maßnahme zur Clostridienbekämpfung wäre neben einer silagefreien Fütterung eine einwandfreie Hygiene bei der Milchgewinnung.

 Die Forschungsarbeiten von Spillmann und Lecchner (1999) in Zürich zeigen deutlich, dass offensichtlich 4 min Brennen bei 51 ºCbei der Herstellung von gebrantenntem käse ausreichen, um die vegetative Clostridienpopulation zu eliminieren; bei der Milchpasteurisierung würden die entsprechenden D-Werte nur noch Sekundenbruchteile betragen, somit ist ein Überleben der vegetativen Zellen mit Sicherheit ausgeschlossen. Der sind andere wichtige Faktoren, um die Gefahr von den anaeroben Sporenbildnern zu minimieren.

Bei der Weiterverarbeitung zu Schmelzkäse will man durch diese Strategie und Maßnahmen vor allem die Gasbildung mit penetrantem Geruch durch C.sporogenes (Bacillus putrificus) vermeiden; wegen des Geschmacks sollten solche Käse nicht mitverarbeitet werden. C.sporogeneserfährt bereits nach 2,5s bei 140 ºC eine 12 Log dezimale Reduktion in einer Schmelzkäsematrix. Nisin ist ziemlich wirkungslos gegenüber diesem Eiweißzersetzer.

Bei Clostridium botulinum sind bei Temperaturen um 80 ºC 6 Minuten notwendig, um das Toxin zu inaktivieren. UHT-Bedingungen (125 ºC bis 140 ºC) kann man nicht ohne entsprechendes Know-how verwenden, da die Käsemasse einen gewaltigen Angriff in ihrer Struktur erfährt.

Später komme ich auf dieses Thema zurück. Man muss sich heute fragen, wie, bei der Verwendung von den verschiedenartigen Rohstoffen (von verschiedenen Käsetypen bis zu Molkenproteinkonzentraten) und bei der Produktentwicklung in der Schmelzkäseherstellung, die Inaktivierungskinetik (bei UHT) aussieht: ist sie besser, gleich oder schlechter zu betrachten?

[105] WOLFSCHOON-POMBO, A. F. Technische Anforderungen na Käse für die Weiterverarbeitung. Teil I. Auss Technik Und Wissenschaft, v. 26, n. 16, p. 25-29, 2002.