PFLANZLICHE PROTEINE IN KÄSEIMITATEN - LEBENSMITTELTECHNOLOGISCHE UND GESUNDHEITLICHE ASPEKTE - BZFE
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304 WUNSCHTHEMA
Foto: © MIGUEL GARCIA SAAVED/stock.adobe.com
Pflanzliche Proteine in Käseimitaten
Lebensmitteltechnologische und gesundheitliche Aspekte
EIKE JOERES • DR. DOROTHEE STRAKA
In der aktuellen Forschung und Herstellung von Käseimitaten kommt es vermehrt geliefert werden. Außerdem lässt sich
zum Einsatz pflanzlicher Proteine als günstigere und teils ernährungsphysiolo- die Zusammensetzung je nach Anwen-
gisch hochwertigere Alternative zu Eiweißen tierischen Ursprungs. Gleichzeitig dungsgebiet des Analogkäses variieren
führt der Einsatz von höheren Anteilen an Pflanzenproteinen dazu, dass sich ei- (z. B. gute Schmelzbarkeit oder höhere
nige erwünschte funktionelle Eigenschaften des Analogkäses wie gute Fließei- Lagerstabilität). Darüber hinaus kön-
genschaften oder ein befriedigender Geschmack ungünstig verändern. Inwieweit nen Käseimitate an diätetische Anfor-
sich verschiedene Pflanzenproteine zum Beispiel auf Sensorik oder ernährungs- derungen (z. B. fett- oder salzarm) ange-
physiologische Eigenschaften der Käseimitate auswirken, zeigt eine Übersicht der passt werden oder durch Verwendung
aktuellen Forschungsergebnisse. pflanzlicher Öle anstelle von Milchfett
einen geringeren Anteil an gesättigten
Bereits gegen Ende des 19. Jahrhun- gebracht, Europa folgte mit der indust- Fettsäuren aufweisen (Chechetkina et al.
derts wurden in den USA erste Analog- riellen Herstellung in den 1980er-Jahren 2016; Rojas-Nery 2015; Edelby 2014; Gui-
käse produziert (Senge et al. 2010). Die (Edelby 2014, Shaw 1984). Insbesondere nee 2011; Senge et al. 2010; Bachmann
eigentliche Großproduktion begann je- aufgrund der günstigeren Herstellungs- 2001).
doch erst in den 1970er-Jahren, verur- kosten gegenüber herkömmlichem Kä-
sacht durch die zunehmende Indust- se werden Käseimitate in der Lebens-
Als Analogkäse ist ein Produkt aus
rialisierung der Lebensmittelproduk- mittelherstellung eingesetzt. Kostenvor-
verschiedenen Komponenten (u. a.
tion. Durch die steigende Nachfrage teile liegen im Einsatz von preiswerteren
Wasser, Protein, Fett, Schmelzsalze)
nach Käseprodukten (z. B. Streukäse Zutaten (z. B. günstigere Pflanzenfet-
zu bezeichnen, das durch die Einwir-
als Pizzabelag) und dem damit verbun- te) und der Zeitersparnis durch fehlen-
kung von Hitze und Scherkräften zu
denen Kostenaufwand für die Produ- de Lagerung und Reifung bei Analogkä-
einem gleichmäßigen Gemisch ver-
zenten stieg die Notwendigkeit zur Ent- se (Edelby 2014 et al.; Senge et al. 2010;
arbeitet und anschließend abgekühlt
wicklung einer kostengünstigeren Käse- Shaw 1984). So kann Analogkäse direkt
wird.
Alternative. Folglich wurden in den USA weiterverarbeitet und benötigte Men-
die ersten Analogkäse auf den Markt gen können zeitnah produziert und aus-
ERNÄHRUNG IM FOKUS 09–10 2018
WUNSCHTHEMA 305
Nomenklatur • Die dritte Kategorie der Analogkäse ger Form in entsprechende Behältnis-
bilden Produkte, deren Herstellung se abgefüllt (Edelby et al. 2014; Guinee
Neben der Bezeichnung „Käseimitat“
ohne Milchbestandteile auskommt. 2011).
existieren in der wissenschaftlichen Li-
Allen drei Kategorien ist gemeinsam,
teratur weitere synonyme Begriffe wie
dass sie sich von der klassischen Käse-
Kunstkäse, Analogkäse, Käseersatz oder
herstellung und Reifung grundlegend
Verwendung
synthetischer Käse (Muir et al. 1999).
unterscheiden und lebensmitteltech- Die hergestellten Produkte werden
Nach EU-Verordnung 1308/2013 Teil III
nologisch produzierte Gemische sind als „Pizzamix“, „Bäckermischung“ oder
Artikel 2 sind diese Begriffe in Deutsch-
(Bachmann 2001; Edelby et al. 2014). „Gastroblock“ zumeist an weiterverar-
land und Europa jedoch unzulässig,
beitende Betriebe verkauft (Edelby 2014,
da Produkte nur dann als „Käse“ be-
Lück 2011). Konsumenten in Deutsch-
zeichnet werden dürfen, wenn sie aus- Herstellung land kommen mit dem klassischen Ana-
schließlich aus Milcherzeugnissen her- Eine Gegenüberstellung der Herstel- logkäse normalerweise nicht in Kontakt,
gestellt wurden (EU 2013). Des Weiteren lungsprozesse von herkömmlichen da ein direkter Verzehr nicht vorgese-
entschied der Europäische Gerichtshof (Lab-)Käse und Käseimitaten zeigt Ab- hen ist.
am 14. Juni 2017, dass vegane Käseimi- bildung 2. Klassische Anwendungsbeispiele von
tate ebenfalls nicht den Begriff „Käse“ Ausgangssubstanz für „Filled cheese“ Käseimitaten sind der Einsatz auf (Tief-
in ihrer Produktbezeichnung nennen (gefüllten Käse) sind flüssig vorliegen- kühl-)pizza, in Fleischprodukten wie
dürfen (EuGH 2017). de Proteine, in der Regel entrahm- zum Beispiel Cordon bleu, als Salattop-
te Kuhmilch. Dieser Milch werden Fet- ping oder Burger- und Sandwichbelag
te und/oder Öle hinzugefügt, zum Bei- (Guinee 2011; Shaw 1984).
Einteilung
spiel Butterfett oder pflanzliche Fet-
Analogkäse lassen sich grundsätzlich in te/Öle. Anschließend durchläuft diese
drei Kategorien einteilen (Abb. 1). neu formulierte Milch den Prozess des
Einsatz von Milch- und
• Die erste Kategorie bilden Analogkä- herkömmlichen Käsens (Abb. 2) (Senge
Pflanzenproteinen in
se, die aus Milch oder Milchproduk- 2010 et al.; Bachmann 2001).
Käseimitaten
ten hergestellt werden. Hier kom- Der Großteil der hergestellten Käseimi- Neben Kosten- und ernährungsphysio-
men zum Beispiel Milchcasein und tate wird allerdings als Analogkäse ge- logischen Gründen werden Käseimita-
Milchcaseinate als Proteinquelle und fertigt (Bachmann 2001). Dazu stellt man te hauptsächlich aufgrund ihrer funktio-
Milchfette (z. B. Butterfett) zum Ein- zunächst eine Trockenmischung (z. B. nellen Eigenschaften in der verarbeiten-
satz. bestehend aus Proteinpulver, Schmelz- den Lebensmittelindustrie eingesetzt.
• Analogkäse der zweiten Kategorie salz) her, die man anschließend mit Sie können also spezifischen physikali-
bestehen nur partiell aus Milchbe- Wasser und Öl/Fett vermengt. Durch die schen Anforderungen folgen, die durch
standteilen. Bilden weiterhin Milch- Einwirkung von Hitze (Prozesstempera- die Prozessführung während der Her-
casein und Milchcaseinate die Prote- turen bis 90 °C) und Scherkräften wird stellung und durch den Einsatz ausge-
infraktion des Produkts, so kommen das Gemisch zu einer homogenen Mas- wählter Rohstoffe sowie Zusatzstof-
pflanzliche Öle/Fette bei der Herstel- se verarbeitet, der pH-Wert eingestellt fe beeinflussbar sind (Senge et al. 2010;
lung zum Einsatz. und die Masse in warmer und fließfähi- Bachmann 2001) (Übersicht 1).
Käseimitate
Gefüllter Käse Analogkäse
Entrahmte Milch Entrahmte Milch a) Aus Milchbestandteilen b) Parziell aus a) Ohne Einsatz von
Butterfett Pflanzliche Fette/Öle hergestellt, z. B.: Milchbestandteilen Milchbestandteilen
Pflanzliche Fette/Öle Kaseinate hergestellt, z. B.: hergestellt, z. B.:
Butterfett Kaseinate Sojaprotein
EMC Sojaöl Sojaöl
Künstliche Aromen Künstliche Aromen
Herstellungsverfahren Herstellungsverfahren
ähnlich der Herstellung ähnlich der Herstellung
eines herkömmlichen von Schmelzkäse
Käses (inklusive Reifung) (ohne Reifung)
Abbildung 1: Arten von Käseimitaten (nach Bachmann 2001)
ERNÄHRUNG IM FOKUS 09–10 2018306 WUNSCHTHEMA
Neben Wasser bilden Proteine bei Ana- Gleichzeitig kann das Produkt durch chend für ein ernährungsphysiologisch
logkäse die Hauptzutat. Strukturell be- Pflanzenproteine eine ernährungsphy- höherwertiges und gleichzeitig akzepta-
trachtet ist er eine Öl-in-Wasser-Emul- siologische Aufwertung erfahren, et- bles Produkt (Rinaldoni et al. 2014).
sion, wobei die Proteine eine Schlüssel- wa durch eine höhere biologische Wer- Ein ähnliches Ergebnis zeigte die Stu-
rolle für die Stabilität der Emulsion spie- tigkeit des Pflanzenproteins. So könnte die von Salinas-Valdés et al. (2015). Sie
len. Je nach Art und Menge kann das Pflanzenprotein als Zugabe oder Substi- stellten ein Frischkäseprodukt (traditi-
verwendete Protein (meist Casein, Ca- tut Produkte für besondere Ernährungs- oneller mexikanischer Panelakäse) un-
seinate, Molkenprotein und Sojaprote- erfordernisse bereichern oder eine ter Zugabe von Soja- und Erdnusspro-
in (Bachmann 2001; Shaw 1984) die ge- Quelle der Eiweißversorgung in Ländern tein her und untersuchten es auf rheo-
wünschten funktionellen Eigenschaften mit zum Beispiel geringer Milchproduk- logische und ernährungsphysiologische
im Produkt (z. B. Aufschmelzverhalten, tion sein (Lee et al. 2015; Rinaldoni et al. Eigenschaften. Die Käsemasse wurde
Festigkeit oder Dehnfähigkeit) verän- 2014; Awad et al. 2014; Guinee 2011; Ver- nach dem herkömmlichen (Lab-) Käse-
dern (O`Sullivan, Mulvihill 2001; Ennis et ma et al. 2005; El-Sayed 1997). prozess hergestellt, wobei jeweils Pro-
al. 1998). ben mit einer 1:1- und einer 2:1-Ratio
Wissenschaftliche Studien beschäftigen an Kuhmilch:Pflanzenproteinmilch ver-
sich neben dem Zusatz von Sojaprotein
Studienlage: Herstellung wendet wurde. Aufgrund des Einsatzes
mit weiteren pflanzlichen Proteinen wie
von Käseimitaten mit des pflanzlichen Proteins und des Her-
Lupinen-, Erdnuss-, Kichererbsen- oder
pflanzlichen Proteinen stellungsverfahrens ist dieses Käseimi-
Straucherbsenprotein als Zugabe oder tat mit einem „gefüllten Käse“ zu ver-
Substitut in Analog- und Schmelzkä-
Sojaprotein gleichen. Die Produkte, die unter Zuga-
sen (Lee et al. 2015; Rinaldoni et al. 2014; Rinaldoni et al. (2014) entwickelten ein be des jeweiligen Pflanzenproteins her-
Awad et al. 2014; Guinee 2011; Verma et schmierfähiges käseähnliches Produkt, gestellt wurden, zeigten einen höheren
al. 2005). Sie lassen sich in ihren funkti- das aus entrahmter Kuhmilch unter Zu- Output sowie einen höheren Protein-
onellen Eigenschaften jedoch nicht mit gabe von Sojaprotein erstellt wurde. anteil als die Kontrolle aus reiner Kuh-
Casein und Caseinaten gleichsetzen. Der pasteurisierten Milch setzten sie milch. Die Proben mit Erdnussprotein
Aufgrund ihrer unterschiedlichen mo- Sojaproteinkonzentrat in verschiede- wiesen jeweils den höchsten Protein-
lekularen Struktur ergeben sich andere nen Mengen zu. Das Ergebnis zeigte ei- anteil im Käse auf. Der höhere Output
Charakteristiken der hergestellten Pro- nen höheren Ertrag und Proteingehalt korreliert ebenfalls mit einer höheren
dukte. Besonders der Einsatz von höhe- der Proben bei Zugabe des Sojaprote- Feuchtigkeit der Proben. Obwohl die
ren Anteilen an pflanzlichen Proteinen ins. Die Festigkeit der Produkte nahm Textureigenschaften eines reinen Kuh-
führt dazu, dass sich einige erwünsch- ab. Das korrelierte mit einer Erhöhung milchkäses nicht zu erzielen waren, galt
te funktionelle Eigenschaften wie ho- der Feuchtigkeit. Sensorisch wichen die der Einsatz von Soja- und Erdnussmilch
he Elastizität, gute Fließeigenschaften mit Sojaprotein hergestellten Produkte bei der Herstellung von Panelakäse als
oder ein befriedigender Geschmack oft nicht stark von der Kontrolle ab. Die ein- möglich (Salinas-Valdés et al. 2015).
nicht einstellen lassen (Awad et al. 2014; gesetzten Mengen an Sojaproteinkon- Lee et al. (2015) stellten einen klassi-
Edelby 2014; Bachmann 2001; Kim 1992). zentrat galten entsprechend als ausrei- schen Analogkäse unter Einsatz von
Übersicht 1: Mögliche Zutaten und deren Funktion in Analogkäse (nach Edelby et al. 2014; Guinee 2011)
Zutat Beispiele Hauptfunktionen
Fette/Öle Kokosfett, Butterfett • Textur- und geschmacksprägende Eigenschaften
• Physikalische Eigenschaften (z. B. Schmelzverhalten)
Schmelzsalze Natriumsalze (z. B. Natriumcitrat oder -phosphat) • Molekulare Stabilität
• Texturgebende Eigenschaften
Stärke Native und modifizierte Formen von Mais-, Kartoffel- oder • Ersatz für Milch- oder Pflanzenprotein
Reisstärke
Hydrokolloide Carrageen, Guarkenmehl, Xanthan, Cellulosederivate • Reduzierung des Milch- oder Pflanzenproteineinsatzes
• Erhöhung der Produktstabilität
Säureregulatoren Zitronensäure, Milchsäure, Phosphorsäure, Essigsäure • Einstellung des pH-Werts
Geschmacksverstärker, Enzymmodifizierter Käse, Holzrauchextrakte, Hefeextrakte • Geschmackseinstellung und -verbesserung
Aromastoffe
Salz Natriumchlorid • Geschmacksverbesserung
Farbstoffe Annatto, Paprika • Farbeinstellung
Konservierungsstoffe Nisin, Kaliumsorbat • Verlängerung der Mindesthaltbarkeit
Vitamine, Mineralstoffe Magnesiumoxid, Eisen, Vitamin A, Riboflavin, Folsäure • Verbesserung der ernährungsphysiologischen Eigen
schaften
ERNÄHRUNG IM FOKUS 09–10 2018WUNSCHTHEMA 307
Rohmilch Formulierung der Ingredienzien
Reinigen
Wasser
Einstellen des Fett- und Eiweißgehalts Trockenmischung
Öl/Fett (ggf. im
Wärmebehandlung erwärmten Zustand)
Starterkulturen, ggf.
Zusätze, z. B. CaCl2
Vorreifen, Säuerung der Milch, pH Vorwärmen, Mischen
Labenzym
Dicklegung
pH-Einstellung mittels Erhitzen, weiter Ggf. weitere Zugabe von
Säureregulatoren Vermischen Geschmacksverstärkern
Schneiden
Bruchbearbeitung
Molke Abfüllen im warmen,
flüssigen Zustand
Brennen, Formen, Pressen
Salzen
Abkühlen
Reifung
Hart-, Schnitt-, halbfester Schnitt- oder
Weichkäse ➝ Lagerung Analogkäse ➝ Lagerung
Abbildung 2: Gegenüberstellung der Lab- und Analogkäseherstellung (nach Rimbach 2015; Edelby et al. 2014; Guinee 2011)
proteolysiertem sowie von proteolysier- während der Reifung signifikant ab. Ei- tativ-anaeroben Mikroorganismen bei
tem und geröstetem Sojamehl her und ne signifikante Veränderung zeigte sich der Kontrolle geringer. Der Einsatz von
testeten die Proben unter anderem auf auch in Sensorik und Härte der Sojapro- Kichererbsenmehl als Proteinquelle galt
Textur und antioxidative Aktivität ohne teinproben. Trotz der geschmacklichen als möglich (Chechtkina et al. 2016).
und mit Fermentation in Reisstroh. Die Unterschiede galten die Sojaprotein-
eintägige Fermentation in Reisstroh ver- produkte als mögliche Option für ein al-
besserte die antioxidative Aktivität bei- ternatives, probiotisch funktionales Le-
Lupinenprotein
der Versuchsproben im Vergleich zur bensmittel. Hier sah man noch Entwick- Awad et al. (2014) untersuchten Textur,
Kontrolle. Der pH-Wert sowie der Out- lungspotenzial unter anderem bezüglich Sensorik und ernährungsphysiologische
put verringerten sich im Lauf der Fer- der Textur (Matias et al. 2014). Auswirkungen von analogem Schmelz-
mentationszeit. Der sensorische Ge- käse unter Einsatz von Lupinenprote-
samteindruck aus Farbe, Geschmack, in. Dazu fügten sie Lupinenpaste zu ei-
Mundgefühl und Erscheinungsbild galt
Kichererbsenmehl ner Schmelzkäsemischung hinzu. Die
unter Einsatz von nicht geröstetem So- Den Einsatz von Kichererbsenmehl in eigentliche Proteinbasis (geraspelter
jamehl nach einem Tag Fermentation Ziegenfrischkäse evaluierten Chechtki- Kuh- und Büffelmilchkäse) wurde da-
als gleichwertig, bei geröstetem Soja- na et al. (2016). Gegen Ende der her bei jeweils anteilig zu 25, 50, 75 und 100
mehl nach einem Tag Fermentation als kömmlichen (Lab-)Käseherstellung (nach Prozent durch Lupinenpaste ersetzt. Die
besser im Vergleich zur Kontrolle und Abtrennung der Molke) fügten sie dem ernährungsphysiologische Verbesse-
weiteren Fermentationszeiten (Lee et al. Käsebruch verschiedene Anteile an Ki- rung der Proben mit Lupinenanteil wur-
2015). chererbsenmehl zu. Die Proben wurden de durch ein Fütterungsexperiment an
Matias et al. (2014) untersuchten die unter anderem organoleptisch, auf ihre Ratten evaluiert. Die mit 75 Prozent Lu-
Herstellung eines alternativen Frisch- mikrobielle Beladung und die Produkt- pinenanteil im Schmelzkäse diätetisch
käseprodukts unter anderem in Bezug feuchtigkeit während der Reifung getes- betreuten Tiere zeigten zum Beispiel
auf Sensorik, pH-Stabilität und mikrobi- tet. Der Einsatz von fünf Prozent Kicher- nach der Fütterungsperiode einen sig-
elle Stabilität der eingesetzten probio- erbsenmehl führte dazu, dass die Pro- nifikant niedrigeren Glukosespiegel im
tischen Kulturen während der Reifung. ben bezüglich Geschmack, Farbe, Aro- Blut als die mit klassischem Schmelzkä-
Das normalerweise verwendete Milch- ma, Konsistenz und Erscheinungsbild se gefütterten Ratten. Textur und sen-
protein ersetzten sie zu 50 und zu 100 insgesamt besser bewertet wurden als sorische Eigenschaften der Produkte
Prozent durch Sojaprotein. Der pH-Wert die Kontrolle. Output und Feuchtigkeit verschlechterten sich mit zunehmenden
sowie zwei der drei eingesetzten probio- waren unter Einsatz von Kichererbsen- Anteilen an Lupinenpaste jedoch merk-
tischen Stämme zeigten einen ähnlichen mehl ebenfalls höher als in der Kontrol- lich. Awad et al. (2014) bewerteten den
Verlauf wie die Kontrolle. Die Beladung le. Gleichzeitig war die mikrobielle Bela- Einsatz von 25 Prozent Lupinenpaste als
eines probiotischen Stammes nahm dung an mesophil-aeroben sowie fakul- noch akzeptabel (Awad et al. 2014).
ERNÄHRUNG IM FOKUS 09–10 2018308 WUNSCHTHEMA
von Milchproteinen durch Pflanzenpro-
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teine ungünstiger aus (Awad et al. 2014;
Matias et al. 2014). Geringere Mengen
pflanzlichen Proteins als Zugabe konn-
ten akzeptable bis gute Ergebnisse in
Textur und Sensorik erzielen und gal-
ten deshalb aufgrund ihres höheren
ernährungsphysiologischen Werts als
mögliche kostengünstigere Alternative
für herkömmlichen Käse. Auch die ge-
wählte Proteinquelle sowie deren Be-
handlung (z. B. durch Proteolyse oder
Fermentation) scheint die funktionellen
Eigenschaften des Produkts zu beein-
flussen (Chechetkina et al. 2016; Lee et al.
2015; Salinas-Valdés et al. 2015; Rinaldoni
et al. 2014).
Aufgrund der rechtlichen Situation in
Deutschland und der EU sind die Käse-
produkte aufgrund ihrer pflanzlichen
Komponente nicht als Käse zu deklarie-
ren, sondern anderweitig zu benennen
(EuGH 2017; EU 2013).
Pflanzliche Proteine könnten in den
kommenden Jahren aufgrund ihrer ge-
ringeren Kosten und ihres ernährungs-
physiologischen Werts in der Produkti-
on von Käseimitaten verstärkt Anwen-
Erdnussprotein ne Kostenersparnis im Visier (Rojas-Nery dung finden. Gleichzeitig gilt es, die
2015; Edelby et al. 2014; Noronha et al. sensorischen Eigenschaften der Käsei-
Ob eine Veränderung des ernährungs-
2008; Mounsey 2001). Einen Überblick mitate zu erhalten. Art und Menge des
physiologischen Werts bei der Herstel-
bieten Edelby et al. (2014), Noronha et al. Proteins sind entsprechend auf das je-
lung eines semiharten Pasta-Filata-Kä-
(2008) oder Monsey (2001). weilige Endprodukt und dessen Herstel-
ses möglich ist, untersuchten Ko et al.
lungsprozess abzustimmen. ❚
(2017) anhand des Zusatzes eines Na-
nopulvers aus Erdnusskeimlingen zu Fazit >> Die Literaturliste finden Sie im Internet
Kuhmilch. Parallel testeten sie die mik-
Viele Forschungsvorhaben der vergan- unter „Literaturverzeichnisse“ als kosten-
robielle Beladung und die sensorischen
genen Jahre untersuchten vor allem den freie pdf-Datei.Sie können auch lesen
