Chymosin: Gentechnik im Käse

Vertiefung zum ThemaGentechnik in Lebensmitteln

Ob Gouda, Emmentaler oder Cheddar: Damit aus Milch Käse wird, muss sie gerinnen – und dafür sorgt meist ein einziges Enzym. Früher kam es ausschließlich aus Kälbermägen, heute stellen es in vielen Ländern gentechnisch veränderte Mikroorganismen her. Auf der Käseverpackung steht davon nichts. Hier erfährst du, wie Chymosin wirkt, wie es produziert wird und warum es nicht gekennzeichnet werden muss.

Wie Chymosin die Milch gerinnen lässt

Milch enthält rund 80 % ihres Eiweißes in Form von Kaseinen. Sie bilden winzige Kügelchen, die Kaseinmizellen. Auf ihrer Oberfläche sitzen fadenförmige Abschnitte eines bestimmten Kaseins, des κ-Kaseins (Kappa-Kasein). Wie ein Haarkranz halten sie die Mizellen auf Abstand, sodass Milch flüssig bleibt.

Chymosin ist eine Protease, ein eiweißspaltendes Enzym, und dabei außergewöhnlich wählerisch: Es schneidet das κ-Kasein fast nur an einer einzigen Stelle, zwischen den Aminosäuren Phenylalanin und Methionin an Position 105 und 106. Der abgeschnittene Teil löst sich und geht später in die Molke. Die „kahlen“ Mizellen lagern sich mithilfe von Calcium-Ionen zusammen und bilden ein Gel, die Gallerte. Der Käser schneidet sie in kleine Stücke, den Bruch, und trennt die flüssige Molke ab. Aus dem Bruch wird nach Pressen, Salzen und Reifen Käse.

Drei Quellen für Lab

Neugeborene Kälber bilden Chymosin in ihrem vierten Magen, dem Labmagen. Dort lässt es die Muttermilch gerinnen, damit sie länger im Magen bleibt und besser verdaut wird. Mit zunehmendem Alter bilden die Tiere vor allem Pepsin, ein weniger wählerisches Enzym. Traditionelles Lab ist deshalb ein Extrakt aus den Labmägen geschlachteter junger Kälber – ein Gemisch aus Chymosin und Pepsin. In den 1960er-Jahren wurden Kälbermägen knapp, während die Käseproduktion wuchs. Das löste die Suche nach Alternativen aus.

Pflanzliche Gerinnungsmittel, etwa aus Disteln, werden nur für wenige traditionelle Käsesorten genutzt. Neuere Forschungsarbeiten betonen, dass mikrobielle und pflanzliche Enzyme oft auch an anderen Stellen schneiden und so Bitterstoffe entstehen können – ein Grund, warum Käsereien Chymosin bevorzugen.

So wird Chymosin gentechnisch hergestellt

Gentechnisch hergestelltes Chymosin heißt in der Fachsprache „Chymosin aus Fermentation“. Es kam 1990 in den USA auf den Markt; die US-Lebensmittelbehörde FDA hatte es zuvor als erstes gentechnisch hergestelltes Lebensmittelenzym anerkannt. Die Herstellung folgt demselben Prinzip wie bei Insulin aus Bakterien:

1. Gen gewinnenAus Zellen des Kälber-Labmagens wird die mRNA für die Vorstufe des Chymosins (Prochymosin) isoliert und in DNA umgeschrieben. So fehlen die Introns, die ein Bakterium oder Pilz nicht richtig entfernen könnte.
2. Gen einbauenDas Gen wird mit passenden Steuerabschnitten in einen Produktionsorganismus übertragen. Genutzt werden vor allem der Schimmelpilz Aspergillus niger und die Milchhefe Kluyveromyces lactis, seltener das Bakterium Escherichia coli.
3. FermentierenDie Mikroorganismen wachsen in großen Stahltanks und geben das Enzym ins Nährmedium ab. Die Vorstufe wird im sauren Milieu zum aktiven Chymosin.
4. ReinigenDie Mikroorganismen werden abgetötet und abgetrennt, das Enzym wird gereinigt. Im fertigen Präparat stecken keine lebenden veränderten Organismen.

Inzwischen gibt es auch Chymosin vom Kamel, ebenfalls gentechnisch in Aspergillus niger hergestellt. Eine Studie von 2006 zeigte: Es lässt Kuhmilch um 70 % stärker gerinnen als Kälberchymosin, baut Eiweiß aber nur zu 20 % so stark unspezifisch ab. Das Verhältnis von Gerinnungs- zu Abbauaktivität ist damit etwa siebenmal so günstig.

Warum Chymosin nicht auf dem Etikett steht

Nach EU-Recht muss gekennzeichnet werden, was aus einem GVO hergestellt ist. Chymosin aus Fermentation wird dagegen nur mit Hilfe eines GVO hergestellt: Der veränderte Mikroorganismus ist ein Werkzeug, das Enzym selbst ist ein gewöhnliches Protein ohne veränderte DNA. Im Käse wirkt es als Verarbeitungshilfsstoff. Deshalb gibt es keine Gentechnik-Kennzeichnung. Wie die Regeln im Einzelnen lauten, steht auf der Seite Gentechnik-Kennzeichnung.

Wie verbreitet das gentechnisch hergestellte Chymosin ist, hängt vom Land ab. Für Nordamerika gibt die McGill University an, dass über 80 % des Käses damit hergestellt werden. Für Deutschland und Europa liegen keine belastbaren Zahlen vor. Wer es meiden möchte, hat zwei Möglichkeiten: Bio-Käse, denn das EU-Öko-Recht verbietet auch Stoffe, die mit Hilfe von GVO hergestellt wurden, oder Käse mit dem Siegel „Ohne Gentechnik“, das Enzyme aus GV-Mikroorganismen ebenfalls ausschließt. Für Vegetarierinnen und Vegetarier ist dagegen gerade Fermentations-Chymosin eine Option, weil dafür kein Tier geschlachtet wird. Welche weiteren Enzyme, Vitamine und Zusatzstoffe auf ähnliche Weise entstehen, zeigt die Seite Gentechnik in Lebensmitteln.

Fachbegriffe

Lab

Enzymhaltiges Gerinnungsmittel für die Käseherstellung; traditionell aus dem Labmagen junger Kälber.

Chymosin

Protease im Lab, die κ-Kasein gezielt spaltet und so die Milch gerinnen lässt.

κ-Kasein

Milcheiweiß an der Oberfläche der Kaseinmizellen, das sie in Lösung hält.

Fermentation

Hier: Herstellung von Stoffen durch Mikroorganismen in großen Tanks.

Verarbeitungshilfsstoff

Stoff, der bei der Herstellung wirkt, im Endprodukt aber keine Funktion mehr hat; nicht kennzeichnungspflichtig.

Prochymosin

Inaktive Vorstufe des Chymosins, die im sauren Milieu aktiviert wird.

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