Demons­tra­ti­ons­expe­ri­ment: Frisch­käse selbst herstellen

Demonstrationsexperiment „Frischkäse selbst herstellen“

19 Juni 2012

Universität Paderborn

Fakultät für Naturwissenschaften

Department Sport und Gesundheit

Institut für Ernährung, Konsum und Gesundheit

Experimentelle Ernährungs- und Lebensmittellehre

SoSe 2012

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung/ Fragestellung zum Experiment3

2 Zielsetzung. 3

3 Schutz- und Sicherheitsmaßnahmen. 3

4 Durchführung des Experimentes. 4

a Material4

b Vorbereitung. 4

c Ablauf des Demonstrationsexperimentes. 4

d Entsorgung/ Verzehr. 6

5 Interpretation, Zusammenfassung der Beobachtungen. 6

6 Naturwissenschaftliche Zusammenhänge. 9

7 Einordnung in den Kontext10

8 Kritische Reflexion. 10

9 Literaturverzeichnis. 11

1. Einleitung/ Fragestellung zum Experiment

Unser Experiment steht unter dem Thema „Wie entsteht Frischkäse?“. Dazu haben wir ein Experiment ausgearbeitet und es so aufbereitet, wie wir es für die Schülerinnen und die Schüler[1]machen würden.

Dabei haben wir darauf geachtet es anschaulich und interessant zu gestalten. Die SuS, beziehungsweise die StudentInnen, sollen durch genaues Beobachten die verschiedenen Stadien der Milch bis hin zu Frischkäse erkennen. Sie sollen eine forschende Grundhaltung einnehmen und selber Schlüsse ziehen.

Am Ende des Experiments sollen die SuS bzw. StudentInnen im Plenum ihre Ergebnisse beziehungsweise Erfahrungen bei der Herstellung des Frischkäses erläutern. Das Experiment soll den SuS bzw. StudentInnen zeigen, wie Frischkäse gemacht wird und was für Nebenprodukte bei der Herstellung entstehen.

Des Weiteren sollen die SuS bzw. StudentInnen mit einem kurzen Einblick in die Chemie, die Zusammensetzung von Frischkäse besser kennen lernen.

2 Zielsetzung

Im Vordergrund soll für die SuS bzw. StudentInnen verdeutlicht werden, dass durch das Hinzufügen von Zitronensaft das Casein ausfällt und somit eine Verdickung der Milch entsteht.

3 Schutz- und Sicherheitsmaßnahmen

Die Studentinnen sind bereits mit den Hygieneregeln vertraut und müssen diese bei der Durchführung des Experimentes beachten.

-        Festes Schuhwerk

-        Schutzkleidung (Schürze/Kittel)

-        Zusammenbinden der Haare

-        Schmuck ablegen

-        Hände waschen mind. 30 Sek.

-        Handschuhe anziehen bei lackierten o. künstlichen Fingernägeln

Bei der Durchführung des Experimentes ist darauf zu achten, dass ein hygienisch einwandfreies Tuch benutzt wird.

4 Durchführung des Experimentes

a Material

Material für die einmalige exemplarische Durchführung.

Materialien:
Holzlöffel, Kühlschrank, sauberes Geschirrtuch, Schüssel, Sieb, Topf.

Zutaten:
1 L Milch, Zitronensaft, Salz, Kräuter

b Vorbereitung

Um ausreichend Zeit zur Durchführung des Experimentes zu gewährleisten, werden die Geräte, Materialien und Zutaten von uns an die dafür vorgesehene Koje bereitgestellt.

Nachdem die Teilnehmenden die notwendigen Schutz- Sicherheitsmaßnahmen umgesetzt haben können wir mit dem Experiment beginnen.

c Ablauf des Demonstrationsexperimentes

Die Milch wird in einem Topf erwärmt, hat sie etwa 30 Grad, nimmt man den Topf vom Herd und gibt den Saft einer Zitrone dazu und rührt die Masse leicht durch. Wenn die Milch beginnt sich zu verflocken, gießt man die geronnene Milch durch ein feines Sieb, in das zuvor ein  sauberes Tuch eingelegt wurde, die Molke lässt man einfach ablaufen.Dann dreht man die Enden des Tuches immer mehr zusammen, so dass auch noch die restliche Molke auslaufen kann(Abb. 1).

Die Käsekugel kann mit Kräutern nach Lust und Laune vermischt werden und mit Salz und Pfeffer abgeschmeckt werden. Der Käse hält sich einige Tage im Kühlschrank.

Der Frischkäse bleibt weiterhin im Filter, aber der restliche Zitronensaft wird herausgespült. Wir fanden den Frischkäse mit einer leicht säuerlichen Note als angenehm und erfrischend. Bei der Versuchsdurchführung dauerte es nicht sehr lange bis aus der Milch, Frischkäse entsteht (Säurefällung ist die Voraussetzung für die Herstellung von Sauermilchprodukten).

d Entsorgung/ Verzehr

Der selbstgemachte Frischkäse soll auf Teller verteilt werden und die SuS bzw. StudentInnen sollen auf einem Stück Baguette den Frischkäse probieren. Da wir zwei verschiedene Sorten von Frischkäse zubereitet haben, wäre es sinnvoll, wenn die SuS bzw.

StudentInnen von jedem Produkt probieren und eventuelle Unterschiede feststellen. Es ist kein Problem den Frischkäse direkt nach der Zubereitung zu probieren, denn er braucht keine Zeit zum Ruhen oder Abkühlen. Eventuell könnte man ihn in der Zeit der Besprechung in den Kühlschrank stellen, um ein festeres Ergebnis zu erlangen.

5 Interpretation, Zusammenfassung der Beobachtungen

Die chemischen Abläufe die durch das Hinzufügen von Zitronensaft in die Milch einwirken, veranlassen, dass durch das Casein (Proteinanteil der Milch) das Milcheiweiß ausflockt und fest wird.

Dadurch kommt es zur Verdickung der Milch und durch Trennung von einer klaren Flüssigkeit. Das dabei entstandene Nebenprodukt ist die Molke.

„Für die Käsereifung ist die Freisetzung von Proteinasen wichtig damit Eiweiß die Aminosäuren abbauen kann. Milch enthält durchschnittlich 3,5% Gesamtprotein, das aus mehreren hundert Proteinarten besteht.

Die Milchproteine werden in zwei Fraktionen(Abb. 2) unterteilt, das Casein 2,8% (Käsestoff), welches in Form von Mizellen vorliegt(Abb. 3 und 4) und die Molkenproteine 0,6%“ (Kuhn, 2006, S. 5).

Durch eine Säurefällung wird das Casein von den Molkenproteinen abgetrennt. Unter Säurefällung versteht man ein Dicklegen der Milch, also Ausfällen des Caseins, nur durch Säure. Die Säure kann durch Abbau des Milchzuckers zu Milchsäure durch Milchsäurebakterien gebildet werden.

Hierbei spielen die chemischen Abläufe, die durch das Hinzufügen von Zitronensaft in die Milch einwirken eine wichtige Rolle. Durch den Zitronensaft wird der pH-Wert gesenkt und der Käsestoff denaturiert.

Das dabei entstandene Nebenprodukt ist die Molke. Der Hauptbestandteil der Molke ist der Milchzucker 4% und die wenigen wichtigen Mineralstoffe.

Um eine ausgewogene Ernährung zu gewährleisten, müssen Fette, Eiweiße sowie Vitamine und Mineralstoffe in die tägliche Nahrungsaufnahme aufgenommen werden.

Die übriggebliebene Masse wird als Käsebruch bezeichnet. Zu Beginn wird die Milch bei 35°-50° erhitzt. Eine höhere Erhitzung der Milch ist hier nicht erforderlich, da bei einer höheren Erhitzung die Molkenproteine koagulieren würden. Der Grund dafür besteht darin, dass ein höherer Anteil von Cystin und Cystein in den Molkenproteinen vorhanden ist.

Als nächster Schritt wird Zitronensaft in die Milch hinzugefügt. Hierbei spielen für die Säurekoagulation von Casein die Temperatur und der pH-Wert eine entscheidende Rolle. Durch Zugabe des Zitronensaftes wird der pH-Wert auf 4,6 gesenkt und erreicht somit den isoelektrischen Punkt, wobei die Mizellstruktur verändert wird.

Es kommt zur Schwächung der Hydrathülle. Die Proteine lagern sich aneinander an und flocken aus. Ein wichtiger Aspekt bei diesem chemischen Vorgang ist, dass die Zahl der positiven und negativen Ladungen ausgeglichen wird. Nur unter dieser Voraussetzung haben wir einen Ausgleich zwischen pH und dem isoelektrischen Punkt erreicht( Abb. 5).

Der im Schulexperiment hergestellte Frischkäse, kann von den SuS mit nach Hause genommen werden oder in der Schulküche entsprechend gelagert werden. Verschiedene Verfahren eignen sich zur weiteren Verwendung:

-       Kochen

-       Backen

-       Brotaufstrich

Sollte der Frischkäse nicht weiterverwertet werden, kann er im Bioabfall entsorgt werden.

8 Kritische Reflexion

Ein Schulexperiment bedarf immer einer genauen Planung und Durchführung durch die Lehrperson. In diesem Fall fällt die Planung leicht, denn der Materialaufwand ist sehr gering. Die Lehrperson muss nur die Materialien bereitstellen. Bei unserem Experiment werden die StudentInnen nicht mit einbezogen, welches eher zum Nachteil sein kann, da sie  somit nicht das eigene Verständnis hervorheben können, als wenn sie den Frischkäse selbst herstellen dürfen und den Vorgang genau beobachten können.

Das Experiment ist gut in eine Stunde im Hauswirtschaftsunterricht einzubinden, denn es geht schnell, lässt sich gut mit dem theoretischen Hintergrund verbinden und bringt Auflockerung in die Stunde.

Die SuS erfahren selbst, was es heißt Frischkäse zuzubereiten. Negativ beim dem Experiment könnte sein, dass nicht alle SuS etwas zu tun haben. Einigen könnte langweilig werden. Sie könnten beginnen sich mit anderen Dingen zu beschäftigen und die Veränderung der Milch zur Frischkäse nicht genau beobachten.

Besser wäre es, wenn alle SuS eine Aufgabe hätten oder das Experiment in mehrere Arbeitsschritte einteilen kann.

9 Literaturverzeichnis

Belitz H.-D., Grosch,W., Schieberle, P. (2008): Lehrbuch der Lebensmittelchemie, Berlin Heidelberg: Springer.

Kuhn, I. (2006): Gewinnung_von_Casein_aus_Milch.pdf; Abrufdatum: 29.062012.

Wiechoczek, D. (2003): Abrufdatum: 17.06.12.

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[1]in der folgenden Arbeit mit SuS abgekürzt.