Dissertation (Metadaten)
Titel:Einsatz und Charakterisierung definierter Oberflächenstarterkulturen für verschiedene Rotschmierekäse
 
Autor:Beate Heidrun Jäger
 
URN:NBN:urn:nbn:de:gbv:8-diss-16837
 
Fakultät:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
DDC Sachgebiet:630 Landwirtschaft, Veterinärmedizin
 
Datum der mdl. Prüfung:21.12.2005
 
Referent(in):Prof. Dr. Knut Heller
Korreferent(en) Korreferentin:Prof. Dr. Peter Schönheit
 
Beschreibung:Aufgrund immer wieder auftretender Reifungsprobleme bei Rotschmierekäse war es notwendig, die initiale Entsäuerung der Käseoberfläche, sowie die Reifungsbedingungen zu optimieren und neue Oberflächenstarterkulturen zu entwickeln. Um eine schnellstmögliche Entsäuerung der Käseoberfläche zu gewährleisten, wurden unterschiedliche Hefeisolate aus Rohmilch und Milchprodukten auf ihre Fähigkeit zur Alkalisierung von Milchmedien bei unterschiedlichen Temperaturen getestet. Die Alkalisierungseigenschaften der Hefen, die für weitere Käseversuche eingesetzt wurden, waren deutlich besser als die der zur Zeit verfügbaren kommerziellen Hefen verschiedener Kulturenhersteller. Salzbäder von Käsereien erwiesen sich als natürliche Anreicherungsquelle für Hefen und lebensmitteltaugliche Staphylokokken (D. hansenii, S. equorum). Die maximalen Konzentrationen für beide Mikroorganismen lag bei ca. 106 KbE/ml. Der gezielte Einsatz von D. hansenii und S. equorum im Salzbad bei Versuchskäseproduktionen zeigt, dass die Salzbad-Mikroflora in den ersten Tagen der Käsereifung eine Schutzfunktion gegenüber Schimmelkontaminationen erfüllte. Für den Reifungsstart erwies es sich von Vorteil, die Hefen und Staphylokokken bereits im Salzbad einzusetzen, da sich so eine verzögerte Entsäuerung der Käseoberfläche vermeiden ließ. Bei Versuchskäseproduktionen im Labormaßstab, als auch bei der Übertragung in einen Pilotmaßstab konnte festgestellt werden, dass für eine typische Reifung von Tilsiter Käse eine definierte Oberflächen-Reifungskultur bestehend aus D. hansenii, S. equorum, B. linens, C. casei und M. gubbeenense erforderlich ist. Mit Hilfe der Pulsfeld-Gelektrophorese konnte nachgewiesen werden, dass sich die in der Käserei eingesetzten definierten Oberflächenkulturen gegenüber der Hausflora durchsetzen konnten. In weiteren Laborversuchen zur Oberflächenreifung von Weich- und Sauermilchkäse kamen definierte Starterkulturen aus dem Schnittkäsebereich in Anwendung. Die Reifung verlief für die Käsesorten untypisch. Die Ausbildung der sortenspezifischen Merkmale wie Farbe und Aroma unterblieben. Eine Oberflächenreifungskultur für Weichkäse sollte die Hefen D. hansenii und Geotrichum candidum sowie verschiedene coryneforme Bakterien enthalten. Der Einsatz von B. linens, M. gubbeenense, A. rhombi, Halomonas spp. und Corynebacterium casei in verschiedenen Zusammensetzungen zeigte nur wenig Einfluss auf die Farb- und Aromaentwicklung. Alle Versuchskäse wiesen eine mehr oder weniger typische Orangefärbung mit den typischen, schwefligen Rotschmiere-Aromakomponenten auf. Der wesentliche Unterschied zu geschmierten Schnittkäsen war die Anwesenheit der Hefe G. candidum und der hohe Anteil gelbpigmentierter M. gubbeenense-Stämme während der Käsereifung. Für die Reifung von Sauermilchkäse (Gelbkäsen) stellte ein entscheidender Faktor die Hefeflora dar. Hier erwiesen sich Kluyveromyces marxianus und Candida krusei als essentiell für die Reifung. Diese mussten bereits der Kesselmilch zugegeben werden, um bei der nachfolgenden Lagerung des Quarks vor der Weiterverarbeitung zu hohen Konzentrationen heranwachsen zu können. Ein käsereitauglicher Sauermilchquark enthielt ca. 107 KbE/g für beide erwähnten Spezies. Die bakterielle Rotschmiereflora von Sauermilchkäsen entsprach mehr der von geschmierten Schnittkäsen mit hohen Konzentrationen an beige pigmentierten Corynebakterien- Spezies. Die sauermilchkäsetypische Verunreinigung von Staphylococcus saprophyticus konnte durch den Einsatz von S. equorum vermieden werden. Eine Identifizierung der Rotschmierebakterien erfolgte über molekularbiologische Methoden. Über ARDRA wurde eine Identifizierung auf Speziesebene mittels PFGE auf Stammebene durchgeführt. ARDRA wurde für Spezies und Stämme der Gattung Brevibacterium, Corynebacterium, Staphylococcus, Arthrobacter und Microbacterium etabliert. Zur Differenzierung wurde für Staphylococcus, Arthrobacter und Microbacterium durch Verwendung von Universalprimern ein Bereich amplifiziert, welcher die 16S, 16S-23 Spacer Region, sowie einen Teil der 23S rRNA umfasste. Dabei wurde für Staphylococcus und Microbacterium ein 2,4 kb langes, für Arthrobacter ein 2,7 kb langes PCR-Fragment erhalten. Für die Gattungen Corynebacterium und Brevibacterium wurde fast der gesamte Bereich der amplifizierten 16S rDNA zur Restriktionsanalyse herangezogen. Für beide Gattungen ergab sich eine Fragmentlänge von 1,5 kb. Die Unterscheidung zwischen coryneformen Bakterien (Brevibacterium, Corynebacterium, Arthrobacter und Microbacterium) und Staphylokokken war mit dem Restriktionsenzym EcoRV und SmaI möglich. Mit EcoRV ergab sich für Arthrobacter und Microbacterium ein gattungsspezifisches Fragmentmuster, ApaRI ergab für Brevibacterium, AccI und EcoRI für Corynebacterium ein gattungsspezifisches Fragmentmuster. Die Differenzierung von 12 Staphylokokken Spezies, davon zwei Spezies mit einer dazugehörigen Subspezies, war durch eine Kombination der Enzyme HindIII und XmnI möglich. Die Differenzierung von fünf Arthrobacter-Spezies war mit dem Restriktionsenzymen DraIII und NciI möglich. Dabei zeigten alle A. nicotianae-Stämme, die aus Käse isoliert worden waren, Unterschiede zum Typstamm A. nicotianae DSM 20123-T. Die Unterscheidung der gelbpigmentierten Arthrobacter von den gelbpigmentierten Microbacterium-Spezies war bereits über die Größe des PCR-Produktes möglich (2,4/2,7 kb). Weiterhin konnte durch den Einsatz des Restriktionsenzyms die aus Käse isolierten Stämme der neu beschriebenen Spezies Microbacterium gubbeenense zugeordnet werden. Für die Differenzierung von sechs Corynebacterium-Spezies mussten die Enzyme AvaI, XmnI und HaeIII eingesetzt werden. Die Spezies C. variabile und C. mooreparkense konnten nicht unterschieden werden. Brevibacterium Spezies erwiesen sich als genetisch sehr heterogen. Die Differenzierung der getesteten Typstämme von drei Brevibacterium-Spezies war mit den Enzymen AvaI und XmnI möglich. Die Analyse einer großen Zahl von B. linens-Stämmen, isoliert aus Milchprodukten zeigte, dass mit Hilfe der Restriktionsanalyse durch XmnI mindestens zwei Genotypen und mehr als zwei rRNA Operons in dieser Spezies vorhanden sein müssten. Zur Stammdifferenzierung wurden Restriktionsenzyme eingesetzt, die die chromosomale DNA in möglichst wenig Fragmente schnitten. Es ergaben sich für alle eingesetzten Stämme der Spezies stammspezifische Restriktionsschnittmuster der chromosomalen DNA. Für Brevibacterium, Corynebacterium, Arthrobacter und Microbacterium wurde mit AscI, für Staphylococcus mit SmaI eine Restriktionsanalyse durchgeführt.
 
Schlagworte:Rotschmiere, Staphylokokkus, Brevibakterium, Arthrobakter, Käse, Reifung, ARDRA, PFGE
 
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