Milchwirtschaftliche Enzymtechnologie und Analytik milchoriginärer Enzyme

Die Käseherstellung gehört zu den zuerst beschriebenen Anwendungen exogener Enzyme in der Lebensmittelherstellung (~1000 v. Chr.). Der standardisierte Einsatz technischer Enzympräparate in der Milchtechnologie hat seinen Ursprung im 19. Jahrhundert als aus getrockneten Kälbermägen die ersten Labextrakte isoliert und damit die Voraussetzungen zur Käseherstellung im industriellen Maßstab geschaffen wurden. Heute werden in der Lebensmittelindustrie in etwa 50 unterschiedliche technische Enzyme in unzähligen Präparaten eingesetzt. Im Institut für Sicherheit und Qualität bei Milch und Fisch hat die Enzymtechnologie eine lange Tradition. So wurden Arbeiten zur Generierung bioaktiver Phosphopeptide aus Casein durchgeführt. Caseinophosphopeptide werden mit Calcium beladen und können dieses - als Zutat in Kaugummi oder Zahnpasta - an den Zahnschmelz abgeben und damit zur Re-Calcifizierung der Zähne beitragen. Weiterhin wurden Milchprotein-Hydrolysate gewonnen, welche die Schaumbildungseigenschaften der Milch symbiotisch unterstützen. Enzyme, die hydrokolloidale Eigenschaften von Milcheiweiß modifizieren können, wurden geprüft. Die Hydrolyse und/oder Abtrennung des Milchzuckers macht Milch und lactosereiche Milchprodukte für lactoseintolerante Menschen zu ernährungsphysiologisch hochwertigen Lebensmitteln und wichtigen Calciumlieferanten. Andere, üblicherweise Milchzucker-enthaltene Lebensmittel, werden für lactoseintolerante Menschen verfügbar, wenn zu ihrer Herstellung hydrolysierte Lactose eingesetzt wird. In der Weiterverarbeitung lactosehydrolysierter Milch zu Produkten wie Milchmischgetränken und fermentierten Milcherzeugnissen kann aufgrund der höheren Süße der Zusatz anderer Zucker deutlich reduziert, und damit der Gesamtzuckergehalt von Milcherzeugnissen erheblich gesenkt werden. Darüber hinaus bieten sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Lebensmittelherstellung. Die Technologien zur Herstellung lactosefreier Milch und Milchprodukte stehen prinzipiell schon seit Jahrzehnten zur Verfügung, die Anwendung hat gerade erst begonnen.

Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich beispielsweise mit der Gewinnung und Charakterisierung entzündungshemmender Peptide. Hier konnte gezeigt werden, dass tryptisch-chymotryptische Hydrolysate von β-Casein unter den gegebenen Bedingungen in zellchemischen Untersuchungen ein signifikant anti-inflammatorisches Potential aufweisen. Ein entsprechendes Proteolysat wurde im Rahmen einer Interventionsstudie am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in Kiel geprüft. Die Auswertung der Studie steht noch aus. Im Rahmen der Gewinnung von Milcholigosacchariden mit Hilfe der Nanofiltration führte die vorlaufende Lactosehydrolyse zu einer deutlichen Verbesserung der Anreicherung. Für die Entwicklung eines Verfahrens zur enzymatischen Synthese von Galactooligosacchariden (GOS) aus Lactose wurden verschiedene β-Galactosidasen mit unterschiedlichen Reaktionsbedingungen im Labormaßstab getestet und optimiert.

Darüber hinaus wird die Aktivität einer Reihe milchoriginärer Enzyme bestimmt, um eine effektive Pasteurisierung der Milch überprüfen und Rohmilchprodukte nachweisen zu können.