Was sind die technischen Ursachen für die Gerinnung von Milch bei der Lagerung?
- Grundlagen der Milchzusammensetzung
- Einfluss von Temperatur auf die Milchstabilität
- pH-Wert und Säurebildung
- Mikrobiologische Einflüsse
- Mechanische und chemische Faktoren
- Fazit
Grundlagen der Milchzusammensetzung
Milch ist eine komplexe biologische Flüssigkeit, die hauptsächlich aus Wasser, Milchfett, Proteinen (insbesondere Caseine), Laktose, Mineralstoffen und verschiedenen Mikroorganismen besteht. Die Stabilität der Milch ist stark von der chemischen und physikalischen Balance dieser Komponenten abhängig. Insbesondere die caseinhaltigen Mizellen sind für die kolloidale Stabilität verantwortlich, da sie in einem stabilen Dispersionszustand vorliegen. Änderungen im Milchsäuregehalt, Temperatur oder der mikrobiellen Besiedlung können diese Balance stören und eine Gerinnung induzieren.
Einfluss von Temperatur auf die Milchstabilität
Die Temperatur spielt eine zentrale Rolle bei der Lagerung von Milch. Bei unsachgemäßer Kühlung oder Erwärmung über bestimmte Grenzwerte können Proteine denaturieren und ihre natürliche Struktur verlieren. Dies führt dazu, dass die caseinhaltigen Mizellen destabilisiert werden und aggregieren. Durch diese Aggregation verbinden sich die Mizellen miteinander und bilden sichtbare Gerinnsel. Hohe Temperaturen fördern zudem die Aktivität von hitzestabilen Enzymen wie Proteinasen, die die Proteinstruktur weiter abbauen.
pH-Wert und Säurebildung
Eine der häufigsten technischen Ursachen für die Gerinnung von Milch bei der Lagerung ist die Senkung des pH-Wertes. Während der Lagerung vermehren sich Milchsäurebakterien, die Laktose zu Milchsäure umwandeln. Durch die Zunahme der Säure wird der pH-Wert der Milch abgesenkt und kann unter den Isoelektrischen Punkt des Caseins (etwa pH 4,6) fallen. Bei Unterschreitung dieses Wertes verliert das Casein seine Ladung und löst sich nicht mehr in der Flüssigkeit, wodurch es zusammenfällt und Gerinnsel bildet. Dieses Vorgang wird als Säuregerinnung bezeichnet und führt zu einer sichtbaren Trennung von festen Bestandteilen und Flüssigkeit (Molke).
Mikrobiologische Einflüsse
Die Kontamination der Milch mit bestimmten Mikroorganismen ist ein weiterer technischer Aspekt, der eine Gerinnung auslösen kann. Vor allem Milchsäurebakterien und proteolytische Mikroorganismen spielen eine Rolle. Milchsäurebakterien produzieren, wie bereits beschrieben, Milchsäure, die den pH-Wert senkt. Andere Mikroben setzen Enzyme wie Proteinasen frei, die die Proteinstruktur angreifen und einen direkten Abbau initiieren. Die enzymatische Aktivität führt zu einem Verlust der Löslichkeit der Milchproteine und schließlich zur Gerinnung. Eine unzureichende Hygiene bei der Milchgewinnung, Transport und Lagerung begünstigt diese mikrobiellen Prozesse.
Mechanische und chemische Faktoren
Zusätzlich zu den biologischen Einflüssen können mechanische Einwirkungen wie starkes Schütteln oder Rühren während der Lagerung zur Destabilisierung der Milchstrukturen beitragen. Auch die Einwirkung von Fremdsubstanzen, etwa Metallionen (Calcium, Magnesium), kann die Struktur der Caseinmizellen beeinflussen. Überschuss an Calcium beispielsweise kann zur Verfestigung und Verklumpung der Proteine führen. Zudem können Rückstände von Reinigungsmitteln oder Desinfektionsmitteln in Milchbehältern chemische Reaktionen auslösen, die eine Gerinnung begünstigen.
Fazit
Die Gerinnung von Milch bei der Lagerung wird technisch vor allem durch eine Kombination aus Temperaturerhöhung, pH-Absenkung durch mikrobielle Säurebildung, enzymatischem Proteinabbau und chemisch-mechanischen Einflüssen verursacht. Die mikrobiell-induzierte Säuregerinnung ist der häufigste Mechanismus, der durch unzureichende Kühlung und Hygiene begünstigt wird. Eine kontrollierte Lagerung bei niedrigen Temperaturen, hygienischer Umgang und schnelle Weiterverarbeitung sind daher essenziell, um die Stabilität der Milch zu gewährleisten und eine unerwünschte Gerinnung zu verhindern.