Fünf der häufigsten Arten von Enzymen und ihre Rolle in der Milchindustrie werden im Folgenden beschrieben.
Lab
Milch enthält Proteine, speziell Kaseine, die ihre flüssige Form behalten. Proteasen sind Enzyme, die der Milch während der Käseproduktion zugesetzt werden, um Caseine, insbesondere Kappa-Casein, zu hydrolysieren, das die Bildung von Micellen stabilisiert, die die Koagulation verhindern. Lab und Rennin sind allgemeine Ausdrücke für jedes Enzym, das zur Koagulation von Milch verwendet wird. Technisch ist Lab auch die Bezeichnung für den vierten Bauch eines Kalbes.
Das am häufigsten aus Lab isolierte Enzym ist Chymosin. Chymosin kann auch aus verschiedenen anderen tierischen, mikrobiellen oder pflanzlichen Quellen erhalten werden, aber einheimisches mikrobielles Chymosin (aus Pilzen oder Bakterien) ist zur Herstellung von Cheddar und anderen Hartkäsesorten unwirksam.
Begrenzte Lieferungen von Kälberlab haben die genetische Manipulation von mikrobiellem Chymosin durch Klonieren von Kalb-Prochymosin-Genen in Bakterien ausgelöst.
Bioengineering Chymosin kann an der Produktion von bis zu 70% der Käseprodukte beteiligt sein. Während die Verwendung von biotechnologisch hergestellten Enzymen das Leben von Kälbern schont, stellt es ethische Probleme für diejenigen dar, die sich gegen den Verzehr von Lebensmitteln, die mit GEMs zubereitet werden, stellen.
Andere Proteasen
Milch enthält neben den Kaseinen eine Reihe von verschiedenen Arten von Proteinen.
Kuhmilch enthält auch Molkenproteine wie Lactalbumin und Lactoglobulin. Die Denaturierung dieser Molkeproteine unter Verwendung von Proteasen führt zu einem cremigeren Joghurtprodukt. Die Zerstörung von Molkenproteinen ist auch für die Käseproduktion unerlässlich.
Bei der Herstellung von Weichkäse wird Molke nach der Gerinnung von der Milch getrennt und kann unter anderem als Nahrungsergänzungsmittel für Bodybuilding, Gewichtsabnahme und Blutdrucksenkung verkauft werden. Es gibt sogar Berichte über diätetische Molke für Krebstherapien und eine Rolle bei der Induktion der Insulinproduktion bei Typ-2-Diabetes. Proteasen werden verwendet, um hydrolysiertes Molkeprotein zu produzieren, bei dem Molkeprotein in kürzere Polypeptidsequenzen zerlegt wird. Hydrolysierte Molke verursacht weniger allergische Reaktionen und wird zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln für Säuglingsanfangsnahrung und medizinische Anwendungen verwendet.
Lactase
Laktase ist ein Glykosidhydrolase-Enzym, das Laktose in seine Zuckerbestandteile, Galaktose und Glukose, zerlegt. Ohne ausreichende Produktion von Laktase-Enzym im Dünndarm, Menschen werden Laktoseintoleranz, was zu Unbehagen (Krämpfe, Gas und Durchfall) im Verdauungstrakt bei der Einnahme von Milchprodukten. Laktase wird kommerziell verwendet, um laktosefreie Produkte, insbesondere Milch, für solche Individuen herzustellen.
Es wird auch bei der Herstellung von Eiscreme verwendet, um ein cremigeres und süßer schmeckendes Produkt herzustellen. Lactase wird üblicherweise aus Kluyveromyces sp. von Hefe und Aspergillus sp. von Pilzen.
Katalase
Das Enzym Katalase hat in einem bestimmten Bereich der Käseherstellung nur begrenzte Verwendung gefunden. Wasserstoffperoxid ist ein starkes Oxidationsmittel und toxisch für die Zellen. Es wird anstelle von Pasteurisierung bei der Herstellung bestimmter Käsesorten wie Swiss verwendet, um natürliche Milchenzyme zu erhalten, die für das Endprodukt und die Geschmacksentwicklung des Käses von Vorteil sind.
Diese Enzyme würden durch die hohe Pasteurisierungshitze zerstört werden. Rückstände von Wasserstoffperoxid in der Milch hemmen jedoch die Bakterienkulturen, die für die tatsächliche Käseproduktion benötigt werden, so dass alle Spuren davon entfernt werden müssen. Katalaseenzyme werden typischerweise aus Rinderlebern oder mikrobiellen Quellen erhalten und werden hinzugefügt, um das Wasserstoffperoxid in Wasser und molekularen Sauerstoff umzuwandeln.
Lipasen
Lipasen werden verwendet, um Milchfette abzubauen und den Käse charakteristische Aromen zu verleihen. Stärker aromatisierte Käse, beispielsweise der italienische Käse Romano, werden unter Verwendung von Lipasen hergestellt. Der Geschmack kommt von den freien Fettsäuren, die erzeugt werden, wenn Milchfette hydrolysiert werden. Tierlipasen werden aus Zicklein, Kalb und Lamm gewonnen, während mikrobielle Lipase durch Fermentation mit der Pilzart Mucor meihei gewonnen wird .
Obwohl mikrobielle Lipasen für die Käserei zur Verfügung stehen, sind sie in Bezug auf die Fette, die sie hydrolysieren, weniger spezifisch, während die tierischen Enzyme eher partiell für Fette mit kurzer und mittlerer Länge sind. Die Hydrolyse der kürzeren Fette ist bevorzugt, da sie zu dem wünschenswerten Geschmack vieler Käse führt. Die Hydrolyse der längerkettigen Fettsäuren kann entweder Seifkeit oder gar keinen Geschmack ergeben.