Kasein

Bedeutung

Kasein (Casein) ist die wichtigste Eiweißart in der Milch der Wiederkäuer. Es ist als Strukturprotein der Milch Hauptbestandteil von Quark und Käse, die durch Gerinnung des Kaseins ihre feste Konsistenz erhalten. Der Gehalt an Kasein im Käse liegt zwischen 18 und 32 Prozent je nach Festigkeitsstufe. Ein in erhöhten Mengen in der Milch enthaltenes Kasein verbessert die Verarbeitungseigenschaften von Milch und erhöht somit die Ausbeute bei der Käseherstellung.

Des Weiteren spielt Kasein eine große Rolle bei der Produktion vieler verschiedener Lebensmittel. Es wird z.B. als Emulgator und Stabilisator in Fleisch- und Wurstwaren oder Salatsoßen, als quellbares Nährkasein zur Milcheiweißanreicherung für bestimmte Kindernährmittel, Diabetikerkost, Teigwaren und verschiedene Brotsorten und als Schäummittel für Süßwaren eingesetzt. Auch die Pharma-, Kosmetik-, Farben- und Papierindustrie nutzt Kasein als wertvollen Rohstoff.

Das Milchprotein - Kasein

Als Kasein wird eine Gruppe von relativ hitzebeständigen phosphorhaltigen Proteinen bezeichnet, welche in der Milch bei 20 ^°C und einem pH-Wert von 4,6 koagulieren. Der Kaseingehalt kann trotz gleichem Gesamtproteingehalt in der Milch deutlich variieren und schwankt bezogen auf den Gesamtproteingehalt zwischen 75 und 85 Prozent. Etwa 95 Prozent des Kaseins liegen in Form kolloidaler Partikel, den sogenannten Kaseinmicellen, vor, die durch Calciumphosphatbrücken zusammengehalten werden. Reines Kasein ist ein Komplex, der aus verschiedenen Fraktionen besteht und vier Hauptkomponenten umfasst.

Die folgende Tabelle zeigt den mittleren Gehalt der einzelnen Hauptfraktionen:

* Die Anteile der vier Varianten sind je nach Rasse unterschiedlich.

Der Index s bedeutet, dass diese Kaseinfraktionen durch Calciumsalze fällbar sind (Ca-sensitiv).

Kappa-Kasein

Kappa-Kasein ist für die Bildung stabiler Kaseinkomplexe und Kaseinmicellen von entscheidender Bedeutung, da es in Gegenwart von Calciumionen in der Milch löslich ist und die mit Calciumionen fällbaren Kaseinfraktionen α und β durch Komplexbildung vor einer Ausfällung schützt. Das bei der Käseherstellung eingesetzte Labenzym spaltet selektiv an der Peptidbindung zu Para-kappa-Kasein. Dabei kommt es in Gegenwart von Calciumionen zur Ausfällung der Kaseinkomplexe der Milch (Gelbildung).

Die Käsereitauglichkeit der Milch ist umso besser, je kürzer die Gerinnungszeit und je höher die Festigkeit der Labgallerte ist. Kappa-Kasein-Genvarianten beeinflussen diese Parameter, wobei die genetische Variante B des Kappa-Kaseins vorteilhaft für Labgerinnung und Bruchfestigkeit ist.

Einflussfaktoren auf den Kaseingehalt der Milch:

• Genetik (Eltern, Rasse, genetische Variante)
• Eutergesundheit
• Laktationsstadium (im Kollostrum von Bedeutung, Abfall innerhalb der ersten 15 Tage, anschließend progressiver Anstieg bis zum Trockenstellen)
• Fütterung (Futterration, Saison)
• Fütterungstechnik (Vorbereitung und optimale Mischung des Futters)

Zwischen den verschiedenen Rassen bestehen nicht nur Unterschiede im Eiweißgehalt, sondern auch die Zusammensetzung der Milcheiweiße unterscheidet sich wesentlich. Das Wissen um den Kasein-„Genotyp“ der Milchkühe kann Entscheidungshilfen für den besten Verwendungszweck der Milch geben und die Käsereitauglichkeit der Milch durch entsprechende Berücksichtigung in der Zucht verbessern.

Hohe Zellzahlen bedingen einen niedrigen Milcheiweißgehalt und somit einen niedrigen Kaseingehalt. Gleichzeitig erhöht sich der pH-Wert und der Ca-Gehalt sinkt, wodurch sich die Labfähigkeit der Milch verschlechtert.

Eutergesunde Tiere weisen eine deutlich höhere Kaseinzahl auf, d.h. der Anteil an Kasein am Gesamtproteingehalt ist deutlich größer.

Analytik

Die Referenzmethode zur Untersuchung von Kasein in Rohmilch nach VDLUFA Methodenbuch ist das Kjeldahl-Verfahren. Dabei wird der Gesamt-Stickstoffgehalt der Milch bestimmt. Zusätzlich wird in einer weiteren Milchprobe das Kasein mit Essigsäure-Acetat-Puffer ausgefällt, abfiltriert und ebenfalls der Stickstoffgehalt (Nicht-Kasein-Stickstoff, NCN) ermittelt. Aus der Differenz der beiden Stickstoffwerte wird der Kaseingehalt der Probe berechnet.