Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Zugabe von Nicht-Milchprotein zum „Flavor tuning“ in gereiften Milchprodukten

Die Hersteller gereifter Milchprodukte, wie Schnittkäse, stehen in einem starken internationalen Wettbewerb, da mehr als 50 % des Produktionsvolumens exportiert wird. Ein wichtiges wirtschaftliches Ziel ist es daher insbesondere für KMU, sich durch innovative Produkte, die ein intensives Aroma haben und/oder in der Salzwahrnehmung bei reduziertem Natriumchloridgehalt vergleichbar sind ( „Flavor tuning“), von Mitbewerbern abzuheben.

Abbau und Umbau von Lactose, Milchfett und -protein während der Reifung zu den unterschiedlichsten aromawirksamen Verbindungen werden u. a. über die Auswahl der Starterkultur, das Chymosinpräparat und die Reifungsbedingungen gesteuert. Weniger im Fokus stand bisher die Aminosäurezusammensetzung der Käsereimilch. Voruntersuchungen zeigten aber, dass durch Einbringen von Nicht-Milchprotein, das sich durch einen hohen Anteil der Aminosäuren Glutamin und/oder Arginin auszeichnet, die gustatorische Wahrnehmung der Geschmacksqualität kokumin und/oder salzig in gereiften Milchprodukten modulieren lässt.

Ziel des Vorhabens ist es, eine entsprechende Technologie für die Schnittkäseproduktion zu erarbeiten, die es erlaubt, Produkte mit einem neuen Geschmackserlebnis unter Berücksichtigung bzw. bei Vorgabe der technofunktionellen Eigenschaften zu entwickeln und herzustellen.

Auf Basis der Ergebnisse könnten sich KMU durch neue Produkte mit interessanten Aromanoten gegenüber Massenartikeln, wie z. B. Gouda, abheben, neue Marktnischen erschließen oder diese verteidigen. Die Ergebnisse erlauben es KMU zudem, schnell auf eine sich ändernde Nachfrage, z. B. den wachsenden Markt für vegetarische Produkte oder für fett- und salzreduzierte Produkte, zu reagieren. In Deutschland wurden 2016 ca. 2,5 Mio. t Käse hergestellt, davon entfielen rd. 700.000 t auf die Schnittkäseproduktion.

Ergebniszusammenfassung:

Eine Technologie-Plattform für das „Flavor tuning“ in gereiften Milchprodukten durch Einbringen von Nicht-Milchprotein sollte erarbeitet werden. Die Experimente haben gezeigt, dass mit geringen Zugabemengen an Nicht-Milchprotein (= Proteinpräparate, Fremdprotein) zum Käsebruch über verschiedenen Methoden (Pressen, Mikrowelle, Thermomix, Extruder) Hybridkäse hergestellt werden können. Mittels Teil-Mikrofiltration der Magermilch und anschließender Fettstandardisierung mit erhitzter Sahne bleibt die Aktivität der thermolabilen γ-Glutamyl-Transferase mit mehr als 60 % der Aktivität von Rohmilch erhalten (pasteurisierte Milch < 10 % Aktivität). Die Reifung wird dadurch forciert und vermehrt geschmacksaktive γ-Glutamyl-Dipeptide (Geschmacksqualität: kokumi) gebildet. Wird dem Käsebruch zusätzlich Glutamin als Substrat für das Enzym γ-Glutamyl-Transferase beigegeben, werden verstärkt γ-Glutamyl-Dipeptide gebildet bzw. vergleichbare Konzentrationen bei verkürzter Reifezeit erreicht.

In Proteinpräparaten wird mit den üblichen Säureaufschlussmethoden zur Bestimmung der Aminosäurezusammensetzung das Glutamin gemeinsam mit Glutaminsäure als Glx bestimmt. Daher wurden enzymatischen Hydrolysen zur Probenaufarbeitung getestet und etabliert, um den Glutamingehalt der Präparate zu quantifizieren. Verschiedene Glutenpräparate konnten als glutaminreiche Präparate identifiziert werden, die Potential zum "Flavor tuning" in Hybridkäsen besitzen. Die im Projekt entwickelte Probenvorbereitungs- und Analysenmethode zur Bestimmung von geschmacksaktiven γ-Glutamyl-Dipeptiden, die zudem einen hohen Probendurchsatz ermöglicht, kann zukünftig zur Prozess-/Qualitätskontrolle während der Käsereifung und zur Evaluation der Kokumi-Geschmacksqualität verschiedener Käsesorten und Käsehybride eingesetzt werden.