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Mehr als Milch und Wirtschaft

Die Methoden sind dieselben, dennoch funktioniert Biotechnologie in der Milchwirtschaft anders. Warum man manchmal ohne akademische Forschung besser zum Ziel kommt.

Erwin Kitzelmann ist Leiter der Staatlichen Milchwirtschaftlichen Lehr- und Forschungsanstalt (MLF) in Wangen/Allgäu. Kitzelmann ist 47 Jahre alt, promoviert und kein Mann großer Worte – schon gar nicht wenn es um den Einsatz von Biotechnologie in der Milchwirtschaft geht. Warum auch? Die Verarbeitung der Milch ist seit jeher ein biotechnologischer Prozess. Biotechnologie ist selbstverständlich. Spannender sind Neuentwicklungen in der Chemie, neue gaschromatographische und spektrometrische Methoden, mit denen sich kleinste Rückstände etwa von Umweltschadstoffen wie polychlorierten Biphenylen in der Milch aufspüren lassen. Oder neue Molkereimaschinen, die elektronisch anzeigen, nach wie viel Betriebsstunden zum Beispiel ein Ventil ausgewechselt oder ein Plattenerhitzer gereinigt werden muss. Tätigkeiten die früher gemacht wurden, ohne dass sie notwendig waren.

Allen Grund, stolz zu sein. Erwin Kitzelmann im Käselager. © Wolf G Kroner

Ja, es gibt die ‚moderne’ Biotechnologie in der Milchwirtschaft. Man denke nur an das Chymosin, eine Protease, die bei der Käseproduktion zur Spaltung von Milcheiweiß und zur Verdickung eingesetzt wird. Der meiste Käse – nicht nur der industriell gefertigte – wird heute mit Chymosin hergestellt, das mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt statt aus dem Magen geschlachteter Kälber extrahiert wird. Das Enzym ist lediglich ein Produktionsmittel, um den Käse herzustellen. Der Käse selbst ist nicht gentechnisch verändert. „Es gibt gar nicht soviel Kälberlab, um die Käseproduktion abzudecken. Schon allein deswegen klemmt’s und wir können gar nicht sagen: ‚Weg von der Gentechnik’“, sagt Kitzelmann, dem eine Bio-Hofkäserei, die täglich 500 Liter Milch verarbeitet, genauso am Herzen liegt, wie die Großmolkerei mit 700.000 Tonnen Milchdurchsatz pro Jahr.

Reinbuttern mit Dienstleistungen

MLF Wangen Warenannahme © Wolf G Kroner

Seit die Analytik auch kleinste Rückstände von Pflanzenschutzmitteln und Antibiotika aufspüren kann und seit es Einrichtungen wie die MLF gibt, sind die Probleme mit Pestiziden und Antibiotika in der angelieferten Milch deutlich zurückgegangen, stellt Erwin Kitzelmann fest: „Die Milchqualität als solche ist heute insgesamt sehr hoch.“ Zugenommen hat der Bedarf an Hygienekontrollen und an Beratung zur Produktionsoptimierung der Milchverarbeiter. Die MLF führt sowohl chemisch-physikalische als auch mikrobiologische Untersuchungen zur Qualität der Milch und Milchprodukte durch. Die Nachfrage nach entsprechenden Dienstleistungen wächst stetig. Die Kunden kommen aus dem gesamten Baden-Württemberg, aus Teilen des angrenzenden bayerischen Allgäus sowie aus Vorarlberg in Österreich. Die Arbeit der MLF beginnt mit der Anlieferung der Rohmilch beim Verarbeiter. Danach begleiten die MLF-Chemiker, Lebensmitteltechnologen und Veterinärmediziner die Produktion bis zur Warenübergabe an den Spediteur oder den Händler. Und dies heißt neben Beratung und Analysen Verkehrsfähigkeitsbescheinigungen und Exportzertifikate auszustellen, die in den Zielländern behördlich akzeptiert werden.

MLF Wangen: Anzahl Proben im Untersuchungsbereich © MLF Tätigkeitsbericht 2007:8

Stolz ist man in Wangen auf das Prüflaboratorium, das nach der europäischen Norm EN/ISO 17025 akkreditiert ist. Im Unterschied zu einer Zertifizierung nach ISO 9001 oder 9002 wird damit die fachliche Kompetenz als Laboratorium dokumentiert. Weil die Qualität der Analysen ein fortlaufender Verbesserungsprozess ist, beteiligt man sich an Ringversuchen – in Deutschland bei der muva Kempten, und international bei FAPAS vom britischen Central Science Laboratory. Auch wenn die MLF (wie andere Analytikdienstleister in diesem Bereich) keine Zahlen nennt: Das Geschäft läuft gut. So gut, dass aus der MLF schon ein erstes Unternehmen ausgegründet wurde. Ein ehemaliger Mitarbeiter bietet heute in der Nähe Milchanalysen und Beratungen vor allem für das Ökosegment an.

Transport und schneller Verkauf war einst wichtiger als Hygiene © Wolf G Kroner

Die Bedeutung der Analytik und ihre wirtschaftliche Dimension illustrieren eine Rückrufaktion von Schreiber Foods, einem der größten Milchverarbeiter in den USA mit weltweit 2,2 Mrd. € Jahresumsatz (Deutschland inkl. Export 72 Mio. €). Die europäische Niederlassung des Konzerns befindet sich in Wangen. Von dort werden Fast Food-Markt und Discounter beliefert. 2005 kostete Schreiber Foods
Europe die Rückrufaktion einer Käsezubereitung 955.000 € (inkl. hoher zusätzlicher Laborkosten). Die angelieferte Butter zur Weiterverarbeitung im ausgelieferten Schmelzkäse war nicht wie vorgeschrieben mit reinem Milchfett hergestellt, sondern enthielt Fremdfette.

Praxisnahe Forschung: Gibt es für die Lösung Kunden? Stimmt der Preis?

Bei der Rückrufaktion hatte Schreiber Foods seine Pflichten nicht verletzt. Die angelieferte und später zurückgerufene Butter sei mit marktüblichen Eingangskontrollen untersucht worden, sagt Geschäftsführer Schmid. Gutachten bestätigten, dass die ausgelieferte Ware zum menschlichen Verzehr geeignet war. Nichtsdestotrotz war die Ware falsch deklariert als Schmelzkäse. Erwin Kitzelmann von der MLF empfiehlt deshalb, die Rohware und das Endprodukt nicht nur auf die wertgebenden Inhaltsstoffe zu untersuchen, sondern auch regelmäßig auf unerlaubte Zusätze. Beim Test auf Fremdfett im Milchfett wird die Triglyceridzusammensetzung der Butter geprüft. Der Test entdeckt Fremdfette ab einer Konzentration von etwa 5 Prozent. Das liegt daran, dass die Rohmilch in der Zusammensetzung der Fettsäuren eine große Bandbreite hat. Diese variieren je nach den Fütterungsbedingungen, und die Variation schlägt sich nieder, wenn Verarbeiter Milch von vielen verschiedenen Produzenten aus verschiedenen Regionen zukaufen.

Die Bestimmung der Art der (unzulässig) beigemischten Fremdfette
wird zur Herausforderung, wenn der Rohstoff aus verschiedenen Regionen aufgekauft wird. Sollte man einen solchen Test entwickeln? Kitzelmann winkt ab: zu unwirtschaftlich. Forschung, die nachgefragt wird, muss praxisnah sein, und das heißt für den potentiellen Forscher zuallererst die Antwort auf zwei Fragen zu finden: „Gibt es für die Lösung Kunden? Stimmt der Preis?“ Es muss schon ein Problem sein, das einem Verarbeiter unmittelbar auf den Nägeln brennt, meint auch Ulrike Weyrich, stellvertretende Leiterin des Mikrobiologielabors der MLF Wangen.

MLF-Kulturen für Lehre, Käsereien und Selbstvermarkter © MLF Tätigkeitsbereicht 2006:14

So ist es denn kein Wunder, dass man in Wangen wenig Bedarf an Biochips, miniaturisierten DNA-Testsystemen im Chipformat, sieht. Was unter Biotechnologieentwicklern und wissenschaftlichen Forschern immer wieder als „revolutionär“ bezeichnet wird, ist für die Anwender in der Lebensmittelbranche häufig “zu akademisch“, weiß Weyrich. Man bleibt bei „praxisnaher Forschung“.
Hier tauscht sich die MLF seit langem mit den Nachbarn aus, der österreichischen Bundesanstalt für alpenländische Milchwirtschaft in Tirol und dem Agroscope in der Schweiz. Angesichts einer sich rasch globalisierenden Milchwirtschaft baut die MLF Beziehungen auch außerhalb der EU auf. Seit 2003 liefern die Wangener Fachwissen zur Käse- und Joghurtproduktion an das Milchwirtschaftliche Zentrum der Agrarhochschule Poltava in der Ukraine. Mit der brasilianischen Universität Univates in Lajeado hat man erste Kontakte aufgenommen.

Ein praktisches Problem, das insbesondere die Käsereien betrifft, sind biogene Amine. Diese Protoalkaloide entstehen bei der Decarboxylierung (CO2-Abspaltung) von Aminosäuren in fermentierten Milchprodukten wie Großlochkäsen. Schon in geringer Konzentration können sie beim Verzehr pseudoallergische Krankheitssymptome und Veränderungen des Blutdrucks hervorrufen. Faktoren, die den Gehalt an biogenen Aminen im Käse bestimmen, sind beispielsweise Anzahl und Wachstumsbedingungen der aminbildenden Mikroorganismen, Gehalt an freien Aminosäuren, Temperaturbehandlung der Käsereimilch, Temperatur, pH-Wert und Kochsalzgehalt.

Zusätzlich zur Nachfrage nach effizienteren Analytikmethoden gewinnen betriebswirtschaftliche Risikomanagementsysteme an Bedeutung. Die MLF bietet interessierten milchverarbeitenden Betrieben eine „Hazard Analysis and Critical Control Point“-Beratung an. Das Konzept, das ursprünglich von einem Hersteller von Astronautennahrung im Auftrag der NASA entwickelt wurde, ist seit 2004 EU-weiter Hygienestandard in der Lebensmittelproduktion.

Geschwindigkeit ist nicht alles

MLF Wangen Laborgebäude © Wolf G Kroner

Ungeachtet einer konservativen Haltung gegenüber technologischen Innovationen finden moderne biotechnische Methoden zunehmend Eingang in die Praxis der Milchindustrie. Das sieht man nicht zuletzt bei der MLF. Seit einiger Zeit arbeitet die MLF mit Multi-Parameter Testsystemen (z.B. Enzyme Linked Fluorescent Assay), die in hohem Durchsatz Listeria monocytogenes oder Staphylococcenenterotoxin detektieren. Die DNA-Analytik wird ausgebaut. Derzeit führt man Realtime-PCR ein, denn diese eignet sich besonders gut. Braucht der traditionelle Nachweis von Salmonellen oder Listerien in Kultur im Minimum drei bis vier Tage, dauert es mit PCR nur die Hälfte der Zeit. Eine schnelle  Endproduktkontrolle ist wichtig, wenn der Kunde auf die Ware wartet und jeder Tag im Lager den Verkaufsgewinn des Hersteller drückt.

Gleichwohl ist die Geschwindigkeit, mit der molekularbiologische Tests Ergebnisse liefern, nicht immer vorrangig. Die Hygiene bei kleineren Milchverarbeitern wird beispielsweise nur stichprobenweise geprüft. Da ist Zeit genug für einen mikrobiologischen Nachweis in Kultur. Überdies muss ein positives Ergebnis nach wie vor mittels eines solchen klassischen Nachweises verifiziert werden. Genotypische Tests wie jener mit Hilfe der PCR sind jedoch überlegen in der Sensitivität. Der Nachweis in Kultur entdeckt nur vermehrungsfähige Mikroorganismen. Der größte Vorteil der neuen PCR-Tests ist freilich, dass sie in den Kosten kompetitiv mit einer kulturellen Methode sind. Ihr Einsatz erfordert weniger Personal und Medien und dies insbesondere bei hohen Probendurchsätzen. Gleichwohl ersetzen die Tests noch nicht die traditionelle Mikrobiologie, da für viele Anwendungen in der Lebensmittelproduktion DNA-analytische Tests noch nicht validiert sind.

Der Konkurrenz eine Nasenspitze voraus …. in Deutschland

Die MLF bildet aus und schult. Sie betreibt eine Fachschule und eine Lehrmolkerei. Die Schüler und Fortzubildenden der MLF kommen aus allen Teilen Baden-Württembergs, aus den Bundesländern Hessen, Rheinland-Pfalz und Saarland, und aus einem Betrieb aus Nordrhein-Westfalen wie man nicht ohne Stolz in Wangen vermerkt. 2007 nahmen rund 250 Personen an den Schulungen teil und neun Molkereimeister bestanden ihre Prüfung. Auf den ersten Blick unterscheiden sich die Themen und Lehrpläne nicht von dem, was andernorts geboten wird. Doch ein Blick auf das Umfeld der Schule macht deutlich, welche milchwirtschaftliche Wertschöpfung sich im Einzugsbereich bündelt.

Ausgewählte Molkerei-Unternehmen in Baden-Württemberg 2007 © 2009 BioWorld Europe

Diese und weitere Betriebe schicken ihre Auszubildenden und Molkereitechnologen an die MLF in Wangen. Die Wangener wissen, wo den Molkereien der Schuh drückt, denn sie haben eine ständige Rückkopplung der Lehre und Forschung zur Praxis. Man weiß so, welche Fehler häufig auftreten, welche (Hilfs-)Lösungen man vor Ort entwickelt hat, wer mit wem kooperiert und an welchen Fragen man arbeitet. Daraus ziehen nicht allein die Besucher der Schule und Lehranstalt ihren Vorteil. Natürlich erhöht dies die Qualität und Wettbewerbsfähigkeit der Dienstleistungen, welche die MLF anbietet.

Doch noch gilt für die Wangener weitgehend das Schick-Prinzip. Noch findet man wenig Ausländer unter den Aus- und Fortzubildenden. Das ist nicht selbstverständlich, bedenkt man, dass Käsereien im Umfeld auch fremde Käsespezialitäten wie zum Beispiel Feta produzieren und von den Hauptsitzen der Milchunternehmen aus Niederlassungen in Russland, Joint Ventures mit japanischen Unternehmen betrieben oder arabische Märkte bearbeitet werden. Doch will man nichts überstürzen an der MLF.

Literaturverweise:

Landesanstalt für Entwicklung der Landwirtschaft und der Ländlichen Räume LEL (2009): Agramärkte 2008. März, Schwäbisch Gmünd: März:www.landwirtschaft-bw.info/servlet/PB/show/1242023/Agrarmaerkte 2008 BW_1.pdf

Wangen macht’s – Kurzportrait der Staatlichen Milchwirtschaftliche Lehr- und Forschungsanstalt. www.landwirtschaftbw.
info/servlet/PB/show/1120936_l1/MLF_Kurzportrait.pdf

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/aktuell/mehr-als-milch-und-wirtschaft/