Biotechnologie (Subject) / 2 Milchprodukte (Lesson)
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Vorlesung Schieber SS 15
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- Zusammensetzung Kuhmilch Protein: 3,2 % (davon 2,6 % Casein, 1,6 % Molkenprotein) Kohlenhydrate(Laktose): 4,6 % Fett: 3,9 %(große Schwankungsbreite!) Asche: 0,7 %
- Inhaltsstoffe: Fett Gehalt unterliegt großen Schwankungen Kügelchen/Tröpfchen mit Fettkern, die von Hülle umschlossen sind viele verschiedene Fettsäuren
- Aufbau Fettkügelchen Hydrophile Schicht mit Hydratwasser und Fettkügelchenproteinen Grenzschicht hydrophil und lipophil, ausgefüllt mit Phosphatiden (Lecithine) Lipophile Schicht mit kristallinem Butterfett Kern mit flüssigem Butteröl
- Inhaltsstoffe: Protein Caseine (80 %) Phosphoproteine (Bindung von Ca2+) hydrophob --> Bildung von Bitterpeptiden beim Abbau möglich wechselnde Abschnitte von hydrophil und hydrophob --> amphiphile Eigenschaften, Bildung von Micellen unlöslich im sauren Milieu (IEP bei pH 4,6 --> Ausfällung) Molkenproteine (20 %) α-Lactalbumin, β-Lactoglobulin fällbar in Gegenwart von Ca2+-Ionen Ausnahme κ-Casein: Schutzkolloidfunktion (verhindert Präzipitation der mit Calcium fällbaren Caseinfraktionen durch Komplexbildung)
- Inhaltsstoffe: Kohlenhydrate Lactose (Disaccharid: Glucose + Galactose) reduzierender Zucker (Maillard-Reaktion) Lactulosebildung (Galactose + Fructose) Nachweis für UHT-Milch
- Lab bei der Käseherstellung Spaltung des κ-Caseins durch Lab Verlust der Schutzkolloidfunktion Caseine können in Gegenwart von Ca2+ ausfallen κ-Casein spaltet sich zu Glyomakropeptid (hydrophiler Teil, verbleibt in Molke) und zu Para-κ-Casein (hydrophober Teil, verbleibt im Käse)
- Rolle der Fermentation bei der LM-Herstellung Konservierung durch Inhibition von MO durch organische Säuren, Ethanol, Bakteriozide Verbesserung der LM-Sicherheit durch Inhibierung von Pathogenen oder toxischen Komponenten Verbesserung des Nährwertes Verbesserung der Sensorik
- Interaktionenstypen von MO in Käse Kommensalismus Amensalismus Wettbewerb Parasitismus
- Kommensalismus Zwei Stämme von Bakterien, einer profitiert, der andere ist indifferent
- Amensalismus Verdrängung, MO werden ausgeschlossen z.B. durch Säurebildung (säureintolerante MO können hier nicht wachsen)
- Wettbewerb Kampf um Ressourcen zum Beispiel Kampf um Eisen
- Parasitismus eine Art wächst auf Kosten einer anderen Scheitern der Fermentation
- Mikrobielle Interaktionen in Käse frühe Stadien: LAB Starterkulturen wachsen schnell und produzieren Milchsäure frühe Reifung: Wachstum von Hefen und Schimmelpilzen (Verwendung der Milchsäure --> Entsäuerung der Käseoberfläche --> Ansiedlung von weniger säuretoleranten Bakterien) James-Effekt: Rennen zwischen Spezies um Ressourcen zur Wachstumsmaximierung N ist limitierend (aus AS/Protein) --> Wettbewerb Fe kann auch limitierend sein
- Käsearoma Hauptkomponenten: AS, Zucker, Fett (freie FS) drei große Enzymwege Glykolyse Lipolyse Proteolyse
- Proteolyse und Peptidolyse Abbau von Milchproteinen --> Peptide --> AS Peptide und AS tragen zur Geschmacksgebung bei Unbalancierte Proteolyse: kann zur Entstehung von Bitterpeptiden führen Transaminase Vit. B6 als Cofaktor AS --> Ketosäure --> Aldehyde --> organische Säure --> Alkohol --> Ester --> Hydroxysäuren Enzyme: Hydroxysäuredehydrogenase (Keto --> Hydroxysäure) Decarboxylase (Keto --> Aldehyde) Alkohol-, Aldehyd-, Ketosäuredehydrogenase Lyase-Weg Spaltet Aminogruppe ab --> Ketofunktion Spaltet Methianthiol ab (Besonderheit bei Methionin) Freie Sulfatgruppen --> geschmacksgebend Proteine --> Peptide --> AS (tragen nur unterschwellig zum Aroma bei) --> weitere Reaktionen (Transaminase, Lyase) Die meisten Reaktionen sind enzymatisch, es gibt aber auch nicht-enzymatische (z.B. Streckerabbau)
- Lipolyse und Abbau freie FS Milchfett unabdingbar für Käsearoma Lipidoxidation ist zu vernachlässigen freie FS entscheidend! (besonders kurz- und mittelkettige FS tragen zum Aroma bei) (Enzymatische Hydrolyse von TAGs zu freien FS und Glycerol, Mono- und Diglyceriden) Enzyme: Esterasen, Lipasen
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- Lactoseintoleranz ererbte oder erst im fortgeschrittenen Lebensalter erworbene Verdauungsstörung, die auf das Fehlen bzw. einen Mangel an Aktivität der Lactase zurückzuführen ist Vergärung der Lactose im Dickdarm durch MO --> Blähungen, Durchfälle keine Allergie primäre Lactasedefizienz: Verlust der Fähigkeit, Lactose zu metabolisieren jenseits des Säuglingsalters sekundäre Lactasedeizienz: vorübergehender Lactasemangel als Folge von Erkrankungen, OPs, Medikamenten, Bestrahlung Diagnose durch Nachweis von Wasserstoff im Atem
- Entfernung von Lactose aus LM freie Enzyme B-Galactosidase baut Lactose zu Galaktose und Glucose ab freies Enzym muss wieder inaktiviert werden permantenter Enzymeinsatz, da Enzyme nicht erneut verwendet werden können und somit "verbraucht" werden immobile Enzyme Milch läuft über Milchreaktor, in dem das Enzym immobilisiert vorliegt, d.h. ein Enzym kann für mehr Milch verwendet werden Chromatographie Muss selektiv für Lactose sein Lactose wird großteilig entfernt (und nicht im Gegensatz zu den anderen beiden Verfahren gespalten!)