Voorbeeld van klassieke biotechnologie: kaas

Evenals de productie van bier is kaasbereiding een traditioneel proces. In 800 voor Christus wordt in de Homerus het gebruik van de magen van jonge geiten al genoemd voor de bereiding van kaas. De productie van kaas is voor Nederland belangrijk. Dat was al zo in de 15e eeuw. Toen al werd er Nederlandse kaas geëxporteerd.
De bereiding van die kaas was ambachtelijk en vond op de boerderijen zelf plaats. In het midden van de 19e eeuw begon dit te veranderen en werden de eerste kaasfabriekjes opgericht.

De productie

De kaasproductie is nog steeds gebaseerd op traditie en ervaring. Toch is de productie niet meer ambachtelijk, maar is uitgegroeid tot een industrie. Dit was mogelijk door mechanisatie en automatisering zonder de basisprincipes van traditionele kaasproductie aan te tasten. De belangrijkste verbeteringen zaten in het stremmen en de scheiding van de wei van de wrongel. Het stremproces wordt nu uitgevoerd in tanks van 18.000 liter en de verwijdering van wei en het persen wordt in een continu proces uitgevoerd. Bij de productie van kaas wordt melkzuur gevormd. Melkzuur is een belangrijke conserverende stof. Dit melkzuur wordt geproduceerd door melkzuurbacteriën. Naast de vorming van zuur is het lage watergehalte van belang bij de conservering. Het watergehalte wordt o.a. verlaagd door de eiwitten in de kaas te laten uitvlokken en het water af te scheiden. Dit uitvlokken (stremmen) wordt veroorzaakt door het enzym chymosine.

Goudse kaas

Er zijn vele soorten kaas, ieder met zijn eigen specifieke bereidingswijze. Als voorbeeld van een kaasproductieproces wordt de productie van Goudse kaas genomen. Bij de bereiding van Goudse kaas wordt de melk gecentrifugeerd en gepasteuriseerd. De eerste stap is een verhitting. Door centrifugering wordt een gedeelte van het melkvet verwijderd. Pasteurisatie is noodzakelijk om bederfveroorzakende micro-organismen af te doden. Na pasteurisatie worden melkzuurbacteriën aan de melk toegevoegd. Die melkzuurbacteriën worden apart gekweekt in fermentoren. Dit vindt meestal niet in de kaasfabriek plaats. De melkzuurbacteriën zetten gedurende de rest van het proces lactose om in melkzuur. Daarnaast wordt ook stremsel toegevoegd. Stremsel bevat chymosine. Chymosine is een eiwitsplitsend enzym dat voorkomt in de lebmagen van nuchtere kalveren (kalveren die minder dan 3 weken oud zijn). Het stremsel is een extract van die lebmagen. Door chymosine wordt het melkeiwit caseïne gesplitst. Het gesplitste caseïne vormt met Ca2+ een neerslag, de wrongel. De wrongel kan op gemakkelijke wijze gescheiden worden van het vloeibare gedeelte van de melk, de wei. De wei wordt afgetapt en de wrongel wordt opgevangen in kaasvormen. De wrongel wordt vervolgens geperst in die kaasvormen. Na het persen worden de kazen als zodanig enkele uren opgeslagen omdat de melkzuurvorming nog niet voltooid is. Vervolgens worden de kazen in een pekelbad gebracht. Door de hoge zoutconcentratie en door de aanwezigheid van melkzuur zullen de meeste micro-organismen niet meer actief zijn en zal de kaas niet snel meer bederven. Na pekelen worden de kazen opgeslagen in kaaspakhuizen waar rijping plaats vindt.

Biotechnologie in kaasproductie

Twee belangrijke biologische stappen in de kaasproductie zijn de activiteit van melkzuurbacteriën en chymosine. Beide biokatalysatoren worden bewust tijdens het proces toegevoegd. Het beheersen van de kaasproductie met behulp van bacteriën en enzymen maken het tot een biotechnologisch proces. Moderne biotechnologie in de kaasproductie is gebruik van chymosine dat geproduceerd is met behulp van genetisch gemodificeerde micro-organismen.