Effekte von NaCl und Stoffwechselprofil von Propionsäurebakterien auf die Eigenschaften von Käse

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1 Eidgenössisches Departement für Wirtschaft, Bildung und Forschung WBF Agroscope Effekte von NaCl und Stoffwechselprofil von Propionsäurebakterien auf die Eigenschaften von Käse Marie-Therese Fröhlich-Wyder I gutes Essen, gesunde Umwelt

2 Grosslochkäse = Käse mit einer Propionsäuregärung NaCl M.T. und Fröhlich Prop BCLt044 MT Fröhlich 2

3 Einteilung Grosslochkäse 1. Emmentaler mit einer geschützten Ursprungsbezeichnung oder geschützte geografischen Angabe: Emmentaler AOP (CH) Allgäuer Emmentaler AOP (D) Emmental de Savoie IGP (F) Emmental français est-central IGP (F) 2. Emmentaler gemäss Codex alimentarius minimale Anforderungen (mind. 6 Wo gereift, Löcher,.) verschiedenste Zusatzstoffe sind erlaubt 3. HH-Käse hergestellt mit mesophilen Startern und PSB (Goutaler) Jarlsberg (N) Maasdamer (NL) etc. 4. Swiss cheese: in USA Synonym für Emmentaler Achtung: z.t. chaotische Verwendung NaCl 0.4% - 0.7% NaCl 1.1% - 1.6% Verwechslungen möglich: Gruyère AOP (CH) Gruyère français IGP (F) 3

4 Inhalt Theoretisches zu den Propionsäurebakterien Versuchsaufbau Resultate: Wirkung von NaCl auf Inhaltsstoffe Propionsäuregärung Proteolyse Lochbildung Folgerungen 4

5 Einleitung 24h-Käse: Verhältnis L-Laktat zu D-Laktat = 1:1 PSB fermentieren bevorzugt L-Laktat 3 Lactat + ADP + P i 2 Propionat + Acetat + CO 2 + H 2 O + ATP + ሺH + ) PSB können Aspartat mit Laktat co-fermentieren Laktat + 2 Aspartat + ADP + P i Acetat + CO Succinat + NH 3 + ATP PSB sind NaCl-sensitiv: ab 5 % in der wässrigen Phase kein Wachstum 5

6 Versuchsaufbau Modellemmentaler keine fak. het. Kulturen Folienreifung Eine Wiederholung 2 verschiedene PSB-Kulturen: Prop A Prop B Kultur Prop A / B Prop A / B Prop A / B Prop A / B Salzbaddauer 0 Tag ½ Tag Kontrolle (1 Tag) 3 Tage 7

7 Prop B Prop A Resultate 8

8 Zentrum versus Rand Wasser: Rand < Zentrum NaCl: Rand > Zentrum Wasser (g/kg) NaCl in wässr. Phase (%) d 1 d 3 d 0 0 d 1 d 3 d Salzbaddauer Salzbaddauer 9

9 Prop-Gärung: Restlaktat Prop A baut beide Isomere ab. Prop B baut nur L-Laktat ab Prop A Prop B 70 L-Laktat (mmol/kg) D-Laktat (mmol/kg) d 1 d 3 d 0 0 d 1 d 3 d Salzbaddauer Salzbaddauer 10

10 Prop-Gärung: Propionsäure Prop A scheint stark NaCl-sensitiv zu sein! Prop B bildet (fast) immer gleich viel Propionsäure! 150 Prop A 150 Prop B Propionsäure (mmol/kg) Propionsäure (mmol/kg) Rand Zentrum 0 0 Tag 1 Tag 3 Tage 0 0 Tag 1 Tag 3 Tage Salzbaddauer Salzbaddauer 11

11 Aspartat-Metabolismus Succinat (mmol/kg) Prop A Prop B Aspartase-Aktivität: Prop B > Prop A NaCl-Sensitivität: Prop B = Prop A NaCl in wässr. Phase (%) 13

12 Proteolyse in die Breite Prop A baut sämtliche Milchsäure ab = höherer ph-wert = intensivere Proteolyse! LN von TN (%) ph-wert d 1 d 3 d Salzbaddauer Prop 5.57 A Prop B d 1 d 3 d Salzbaddauer 14

13 Charakterisierung der Lochung Prop B Prop 96 Prop 04 Prop B Prop A Lochvolumen und Randabstand, sowie Lochdurchmesser! 0 Tage ½ Tag 1 Tag (Standard) 3 Tage Diffusionseffekt CO 2 15

14 Randabstand bzw. lochfreie Zone 40 Randabstand (mm) d 1 d 3 d Salzbaddauer Prop A Prop B 16

15 Randabstand (RA) Prop A: RA = f(propionsäuregärung) Prop B: RA = f(teigeigenschaften) Randabstand (mm) y = x Randabstand (mm) y = 0.27x Propionsäure (mmol/kg) Bruchkraft (N) 17

16 Lochvolumen (CT) 0 Tage 1 Tag (Standard) 3 Tage 8 7 Prop A (Tag 1) Prop A (Tag 2) Lochvolumen (%) d 1 d 3 d 8 Prop B (Tag 1) Prop B (Tag 2) Versuch Lochvolumen (%) d 1 d 3 d BRINING$ 18

17 Lochdurchmesser Prop A (0 d) Prop A (3 d) Prop B (0 d) Prop B (3 d) 19

18 CO 2 -Bildung im Gasvolumen-Monitor Die Extremvarianten Prop A, 0 Tage Prop A, 0 Tage Prop B, 0 Tage Prop B, 0 Tage Prop B, 3 Tage Prop B, 3 Tage Prop A, 3 Tage Prop A, 3 Tage 20

19 Folgerungen Unterschiedliches Verhalten der beiden Kulturen: Prop A baut beide Isomere ab und hat tiefe Aspartase-Aktivität. Prop B baut kein D-Laktat ab und hat höhere Aspartase-Aktivität Prop A ist NaCl-sensitiv: NaCl = Lochvolumen Prop B ist wenig NaCl-sensitiv: Lochvolumen ~ Lochbildung: f (NaCl, CO 2 -Bildung aus PSB-Gärung, Teigeigenschaften, CO 2 -Diffusion) wirken sich auf Randabstand, Lochvolumen und Lochgrösse aus 25

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21 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Agroscope gutes Essen, gesunde Umwelt 27