Die Wissenschaft vom Käse

Von der Milch zum Käse, in neun Schritten.

Jeder Käse der Welt – vom frischen Ricotta bis zum zwei Jahre alten Parmigiano – beginnt mit Milch und denselben wenigen Schritten. Was sich ändert, sind Temperatur, Säure, Zeit und Mikroben. So funktioniert es.

01Milch & Wärme72 °C · 15 s

Vor dem ersten Schritt

Milch ist vor allem Wasser. Käse ist, was übrig bleibt.

Kuhmilch besteht zu etwa 87 % aus Wasser. Die Käseherstellung konzentriert den Rest – vor allem die Kaseinproteine und das Fett, das sie einschließen – und lässt den größten Teil des Wassers als Molke abfließen.

Wasser 87,1 %Trockenmasse 12,9 %

In der Trockenmasse – durchschnittliche Kuhmilch, Anteil an der Milch in %

4,6LaktoseNahrung für die Starterbakterien
4,0FettWird im Bruch eingeschlossen
3,3EiweißZu etwa 80 % Kasein – der Teil, der zu Käse wird
0,7MineralstoffeCalciumphosphat hält die Mizellen zusammen
κ-caseinCa₃(PO₄)₂≈ 150 nm

Die Kaseinmizelle

Kasein schwimmt nicht frei in der Milch. Es lagert sich zu Mizellen von etwa 150 Nanometern Durchmesser zusammen, die von Calciumphosphat zusammengehalten und von einer „haarigen“ Außenschicht aus κ-Kasein auf Abstand gehalten werden. Werden diese Härchen abgeschnitten, verkleben die Mizellen – der Moment, in dem aus Milch Käse zu werden beginnt.

≈ 550 lMilch stecken in einem einzigen Laib Parmigiano Reggiano von etwa 40 kg.
Wissenschaftliches Detail

Etwa 80 % des Milcheiweißes sind Kasein (αs1-, αs2-, β- und κ-Kasein); die übrigen 20 % sind Molkenproteine, vor allem β-Lactoglobulin und α-Lactalbumin. Molkenproteine bleiben gelöst und gehen größtenteils mit der Molke ab, sodass Labkäse Kasein und Fett zurückhält, aber kaum Molkenprotein. Kolloidales Calciumphosphat wirkt als innerer Kitt der Mizellen; die Säuerung löst es auf, weshalb der pH-Wert die Textur des Bruchs so stark prägt.

Quellen [1] [2] · Ausbeute: Consorzio del Formaggio Parmigiano Reggiano

Schritt 01 · Milch & Wärme

Erst die Milch wählen, dann über die Hitze entscheiden.

Käsereimilch wird auf Fett und Eiweiß eingestellt und meist pasteurisiert. Viele traditionelle g.U.-Käse bleiben bei Rohmilch, um die milcheigenen Mikroben und Enzyme zu erhalten.

72 °C · 15 s (HTST)Rohmilch: Comté, Beaufort, Roquefort
Wissenschaftliches Detail

Die HTST-Pasteurisierung (72 °C für 15 s) inaktiviert Krankheitserreger und die meisten milcheigenen Enzyme, darunter die alkalische Phosphatase – der Standardtest für eine ausreichende Erhitzung. Stärkere Hitze denaturiert Molkenproteine wie β-Lactoglobulin, die sich dann an κ-Kasein anlagern und die Labgerinnung stören; einer der Gründe, warum Käsereimilch nicht stärker erhitzt wird. Häufig wird die Milch auf ein Zielverhältnis von Kasein zu Fett eingestellt, das den Fettgehalt in der Trockenmasse des fertigen Käses festlegt.

Quellen [1] [2]

72°4°
Pasteurisierung · 72 °C für 15 s

Schritt 02 · Säuerung

Bakterien machen aus Zucker Säure.

Starterkulturen aus Milchsäurebakterien vergären Laktose zu Milchsäure. Der sinkende pH-Wert gibt das Tempo für alles Weitere vor: wie fest der Bruch wird, wie viel Molke er verliert und wie der Käse reift.

Mesophil · ≈ 30 °CThermophil · ≈ 42 °CpH ≈ 6,6 → 5,2
Hier zweigen abBlauschimmel · 23
Wissenschaftliches Detail

Mesophile Starter (Lactococcus lactis) passen zu Käsen, die um 30 °C hergestellt werden; thermophile Starter (Streptococcus thermophilus mit Lactobacillus helveticus oder Lb. delbrueckii) überstehen die hohen Brenntemperaturen von Alpen- und Grana-Käsen. Die Säurebildung löst kolloidales Calciumphosphat aus den Mizellen und verändert so Textur und Schmelzverhalten des Bruchs. Bei Blau- und Weißschimmelkäsen werden Schimmelsporen (Penicillium roqueforti, P. camemberti) oft schon in diesem Schritt der Milch zugesetzt.

Quelle [1]

H⁺H⁺H⁺6.65.2
Laktose → Milchsäure

Schritt 03 · Gerinnung

Lab kappt ein Härchen – und die Milch wird fest.

Chymosin, das aktive Enzym im Lab, schneidet die schützende Außenschicht der Kaseinmizellen ab. Ohne sie haften die Mizellen aneinander, und die Milch wird in etwa 30 bis 60 Minuten zu einem weichen Gel.

≈ 30–35 °Cκ-Kasein · Phe105–Met106Gel in ≈ 30–60 min
Hier zweigen abSäuregerinnung · 12
Wissenschaftliches Detail

Kaseinmizellen werden durch κ-Kasein auf Abstand gehalten, dessen C-terminale „Härchen“ (das Kaseinomakropeptid) sie sterisch und elektrostatisch stabilisieren. Chymosin spaltet gezielt die Bindung Phe105–Met106 des κ-Kaseins; sobald etwa 85 % davon gespalten sind, lagern sich die Parakasein-Mizellen in Gegenwart von Ca²⁺ zusammen und bilden ein Gelnetz. Sauermilchkäse gehen einen anderen Weg: Nähert sich der pH-Wert dem isoelektrischen Punkt des Kaseins (pH 4,6), lagern sich die Mizellen ohne Lab zusammen.

Quellen [1] [4]

κ-caseinPhe105 – Met106
Chymosin spaltet κ-Kasein

Schritt 04 · Schneiden

Kleine Schnitte ergeben harte Käse.

Mit der Käseharfe wird das Gel in Würfel geschnitten. Je feiner der Schnitt, desto mehr Molke tritt aus: reiskorngroße Körner für Parmigiano Reggiano, große Würfel oder gar kein Schnitt für Weichkäse – Camembert de Normandie wird von Hand in seine Formen geschöpft.

Reiskorn- bis WalnussgrößeSynärese beginnt
Wissenschaftliches Detail

Das Schneiden startet die Synärese – das Zusammenziehen des Gels und das Austreten der Molke. Ihr Tempo hängt von Oberfläche, Temperatur, pH-Wert und Rühren ab. Wird zu früh geschnitten, gehen Fett und Feinanteile in die Molke verloren; zu spät, und das feste Gel zersplittert. Käserinnen und Käser beurteilen den Zeitpunkt nach der Festigkeit, traditionell an einem „sauberen Bruch“.

Quellen [1] [2]

Schneiden startet die Synärese

Schritt 05 · Brennen & Rühren

Wärme presst den Bruch aus.

Der Bruch wird in seiner Molke gerührt und erwärmt. Je heißer gebrannt wird, desto trockener das Korn: etwa 38 °C für Cheddar, über 50 °C für Alpen- und Grana-Käse.

Cheddar ≈ 38–39 °CAlpen & Grana ≈ 50–56 °C
Wissenschaftliches Detail

Die Brenntemperatur ist ein zentraler Hebel für den Wassergehalt und damit für die spätere Textur und Reifegeschwindigkeit. Hohe Brenntemperaturen selektieren auch die Mikroben: Sie inaktivieren einen großen Teil der mesophilen Flora und denaturieren das Gerinnungsenzym teilweise – deshalb setzen lange gereifte gebrannte Käse auf thermophile Starter und auf Plasmin für die Proteolyse.

Quelle [1]

38 °C → 55 °C
Brennen · 38 → 55 °C

Schritt 06 · Abtropfen & Texturieren

Die Molke ablassen, die Textur formen.

Die Molke wird abgelassen. Mancher Bruch wird weiterbearbeitet: Cheddar-Bruch wird gestapelt und gewendet („Cheddaring“); Pasta-filata-Bruch wird in heißem Wasser geknetet und gezogen, bis er glatt und faserig ist, wie bei Mozzarella und Kaşar.

Ziehen bei Bruch-pH ≈ 5,2–5,3Molke → Ricotta, Lor
Wissenschaftliches Detail

Das Ziehen funktioniert nur in einem engen pH-Fenster: Wenn Säure Calciumphosphat löst, wird Parakasein plastisch genug, um erhitzt und zu ausgerichteten Fasern gezogen zu werden, typischerweise um pH 5,2–5,3. Beim Cheddaring verfilzt der Bruch, verliert Molke und gewinnt Säure, bevor er gemahlen und trocken gesalzen wird. Die abgelassene Molke enthält noch Molkenprotein und Laktose; erhitzt und gesäuert wird sie zu Molkenkäse wie Ricotta und Lor.

Quelle [1]

pasta filata
Molke läuft ab · Bruch wird gezogen

Schritt 07 · Formen & Pressen

Formen, pressen, kennzeichnen.

Der Bruch kommt in Reifen, Körbe oder Tücher. Hartkäse werden gepresst, damit die Körner zu einem geschlossenen Teig verschmelzen; Weichkäse tropfen unter ihrem eigenen Gewicht ab.

Weich: tropft von selbst abHart: gepresstRindenprägung & Kaseinmarken
Wissenschaftliches Detail

Das Pressen schließt die Hohlräume zwischen den Körnern und drückt restliche Molke heraus; der Bruch muss dafür noch warm und plastisch genug sein, um zu verschmelzen. Geschützte Käse werden oft schon in der Form gekennzeichnet: Die gepunktete Rindenschrift des Parmigiano Reggiano und seine Kaseinplakette mit eindeutigem Code werden in diesem Schritt angebracht.

Quelle [1]

Druck lässt die Körner verschmelzen

Schritt 08 · Salzen

Salz entscheidet, was lebt und was wächst.

Salz wird eingerieben, unter den gemahlenen Bruch gemischt oder aus einem Salzbad aufgenommen. Es zieht weitere Molke heraus, steuert, welche Mikroben überleben, und bremst die Enzyme der Reifung.

Salzbad ≈ 18–23 % NaClKäse ≈ 1–4 % Salz
Wissenschaftliches Detail

Salz dringt nur langsam ein – in salzbadgesalzenen Laiben kann der Ausgleich Wochen dauern – und senkt die Wasseraktivität. Der Salzgehalt in der Käsefeuchtigkeit ist ein wichtiges Qualitätsmaß: Er steuert die Aktivität der Starter, das Überleben der Nicht-Starter-Bakterien und das Gleichgewicht zwischen Bitterkeit und herzhaftem Geschmack aus der Proteolyse. Feta und die türkischen Weißkäse werden nicht nur in Salzlake gesalzen; sie reifen auch darin und werden darin verkauft.

Quelle [1]

NaCl18–23 % NaCl
Na⁺ und Cl⁻ wandern ein

Schritt 09 · Reifung

Den Rest erledigt die Zeit.

In Höhlen und Kellern bauen Enzyme und Mikroben Eiweiß, Fett und restliche Laktose ab. Über Wochen, Monate oder Jahre wird aus ein wenig Bruch ein Comté, ein Stilton oder ein Époisses.

Brie de Meaux ≥ 4 WochenComté ≥ 4 MonateParmigiano Reggiano ≥ 12 Monate
Wissenschaftliches Detail

Die Proteolyse ist der Hauptprozess: Restliches Gerinnungsenzym und Plasmin zerlegen Kaseine in große Peptide, die Starter- und Nicht-Starter-Milchsäurebakterien weiter zu kleinen Peptiden und freien Aminosäuren abbauen – Vorstufen herzhafter und nussiger Aromen. Die Lipolyse setzt Fettsäuren frei; am stärksten ist sie in Blauschimmelkäsen, wo Lipasen von Penicillium roqueforti zu Methylketonen führen. Reifungskulturen kennzeichnen die Familien: P. roqueforti in Blauschimmelkäsen, P. camemberti auf Weißschimmelrinden, Brevibacterium linens und andere Schmierebakterien auf gewaschenen Rinden sowie Propionibacterium freudenreichii, dessen CO₂ die Löcher von Käsen nach Emmentaler Art bildet. Mindestreifezeiten legt jede g.U.-Spezifikation fest.

Quellen [1] [3] · Mindestzeiten: EU-Spezifikationen für g.U. (eAmbrosia)

WochenMonateJahre
Proteolyse · Lipolyse · Schimmel

Herstellungsfamilien

Ein Verfahren, elf Familien.

Cheesepedia ordnet jeden Käse im Katalog einer Herstellungsfamilie zu – benannt nach dem Schritt, an dem seine Herstellung einen eigenen Weg nimmt. Wähl eine aus.

277 Käse im Katalog, nach Herstellungsfamilie

110 Käse

Gepresst und gereift

Wo der Weg abzweigt — 05 Brennen · 07 Pressen · 09 Reifung

Gebrannter oder ungebrannter Bruch, zu einem geschlossenen Teig gepresst und Monate oder Jahre gereift. Die größte Familie, von Cheddar bis Comté.

Aus dem Katalog
34 Käse

Naturrinde

Wo der Weg abzweigt — 09 Reifung

Darf seine eigene Rinde bilden, ohne Waschen und ohne aufgebrachten Schimmelrasen – darunter die kleinen Ziegenkäse der Loire.

Aus dem Katalog
33 Käse

Pasta filata

Wo der Weg abzweigt — 06 Texturieren

Bruch, der in heißem Wasser gezogen und geknetet wird, bis er faserig ist. Kaşar und Tel Peyniri gehören hierher, neben Mozzarella.

Aus dem Katalog
25 Käse

Rotschmiere

Wo der Weg abzweigt — 09 Reifung

Rinden, die mit Salzlake, manchmal mit Wein oder Spirituosen gewaschen werden, damit orangefarbene Schmierebakterien wachsen – die Quelle ihres kräftigen Aromas.

Aus dem Katalog
23 Käse

Blauschimmel

Wo der Weg abzweigt — 02 Säuerung · 09 Reifung

Penicillium roqueforti kommt in die Milch oder den Bruch, und der Käse wird angestochen, damit Luft an die Adern gelangt.

Aus dem Katalog
13 Käse

Frischkäse

Wo der Weg abzweigt — 04 Schneiden · 09 entfällt

Ungereift, feucht und innerhalb weniger Tage gegessen. Die Gerinnung verläuft oft langsam und wird von der Säure bestimmt.

Aus dem Katalog
12 Käse

Säuregerinnung

Wo der Weg abzweigt — 03 Gerinnung

Vor allem durch Säure nahe dem isoelektrischen Punkt des Kaseins (pH 4,6) dickgelegt, mit wenig oder gar keinem Lab.

Aus dem Katalog
12 Käse

In Salzlake gereift

Wo der Weg abzweigt — 08 Salzen

In Salzlake gereift und verkauft – die Familie von Feta und den türkischen Weißkäsen.

Aus dem Katalog
7 Käse

Weißschimmel

Wo der Weg abzweigt — 04 Schneiden · 09 Reifung

Ein weißer Rasen aus Penicillium camemberti reift den Käse von außen nach innen.

Aus dem Katalog
5 Käse

Molkenkäse

Wo der Weg abzweigt — 06 Abtropfen

Nicht aus Bruch hergestellt, sondern aus der übrig gebliebenen Molke, die erhitzt und gesäuert wird, bis ihre Proteine ausflocken.

Aus dem Katalog
3 Käse

Schmelzkäse

Wo der Weg abzweigt — Nach 09

Käse, der geschmolzen oder gemischt und in eine neue streichfähige oder haltbare Form gebracht wird, manchmal mit Schmelzsalzen.

Aus dem Katalog

Quellen

Weiterlesen.

Die wissenschaftliche Prüfung durch Hasan Suat Arslan läuft.

  1. [1]Fox, P. F., Guinee, T. P., Cogan, T. M. & McSweeney, P. L. H. (2017). Fundamentals of Cheese Science, 2nd ed. Springer.
  2. [2]Walstra, P., Wouters, J. T. M. & Geurts, T. J. (2006). Dairy Science and Technology, 2nd ed. CRC Press.
  3. [3]McSweeney, P. L. H. (2004). Biochemistry of cheese ripening. International Journal of Dairy Technology, 57(2–3), 127–144.
  4. [4]Lucey, J. A. (2002). Formation and physical properties of milk protein gels. Journal of Dairy Science, 85(2), 281–294.

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