Engineering for a better whey of the world
31 Aug 2016
Die medizinische Verwendung von Molke reicht Jahrtausende zurück – bereits vor 2.500 Jahren wurde sie von Hippokrates zur Bekämpfung von Müdigkeit sowie zur Vermeidung von Infektionen und Krankheiten verschrieben. Im 17. und 18. Jahrhundert wurde Molke als funktionelles Getränk entdeckt und in modernen Molke-Bars und Lokalen serviert. Trotz des anerkannten gesundheitlichen Nutzens galt Molke im industriellen Maßstab in der Milchindustrie jedoch als unerwünschtes Abfallprodukt, das an Schweine verfüttert oder auf Äckern verteilt wurde.
Molke im Wandel der Zeit
Heute sind Molke und Molkeprodukte sehr geschätzte Nebenerzeugnisse bei der Herstellung von Käse und Casein. Molke und aus ihr hergestellte Produkte sind gesund und reich an Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, Vitaminen und Mineralstoffen. Daher sind sie begehrte Produkte für die Lebensmittel-, Molkerei- und Nahrungsergänzungsmittel-Branche.
Molkeprodukte in Form von Riegeln, Getränken, Backwaren, Snacks und Cerealien liefern Athleten und Bodybuildern sowie einer gesundheitsbewussten und alternden Bevölkerung wertvolle Proteine und Energie. Verbraucher auf der ganzen Welt verlangen nach sättigenden, proteinreichen Snacks. Zudem gibt es eine erhöhte Nachfrage nach Produkten, die den Proteinbedarf in mittleren Volkswirtschaften decken, und nach Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln, die zur Deckung des grundlegenden Nahrungsbedarfs in Entwicklungsländern beitragen.
Bestandteile der Molke
Praktisch jedes Bestandteil der Molke wird als wertvoller Beitrag zur Ernährung oder als gesundheitsfördernd betrachtet und kann mit den modernen industriellen Verfahren aus der Molke isoliert werden. Einfaches Molkepulver, aus dem lediglich das Wasser extrahiert wurde, kann als Milch- oder Käsearoma in Gebäck und Snacks verwendet werden und in Rezepturen Magermilchpulver ersetzen. Molke kann auch in mehreren Stufen entmineralisiert und in Säuglingsnahrung mit genau abgestimmter mineralischer Zusammensetzung verwendet werden. Molkeproteine können mithilfe von Abscheidungstechnologien wie z. B. Membranfiltration konzentriert werden, um Molkeproteinkonzentrate (WPC 35-80) oder Molkeproteinisolate (WPI 85-90) zu gewinnen, die in zahlreichen Produkten mit hohem Proteingehalt verwendet werden. Einzelne Molkeproteine wie das Immunsystem stimulierende Lactoferrin, Lactoperoxidase und bovines Serumalbumin können durch eine Kombination von Membranfiltration und Chromatographie isoliert und gereinigt werden.
Aus Molkepermeat – der Flüssigkeit, die bei der Produktion von Molkeproteinkonzentraten und Molkeproteinisolaten übrig bleibt – lassen sich Lactose und Mineralien, einschließlich Calcium und Phosphor, gewinnen. Membranfiltration, Verdampfung, Kristallisation und Wasch- und Abscheidungstechnologien sind Methoden zur Gewinnung von Lactose aus Molkepermeat. Lactose als Hauptbestandteil der Molke wird in vielen Bereichen der Lebensmittel- und der pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Lactose ist deutlich weniger süß als Saccharose und wird als Zuckerersatz in Süßwaren und anderen Lebensmitteln verwendet. Sie wird in Säuglingsnahrung, als Trägerstoff bei pharmazeutischen Tabletten sowie zur Standardisierung von Milchpulvern verwendet.
Wertvolle Proteine
Molkeproteine enthalten alle 20 Aminosäuren, die unser Körper benötigt. Sie sind besonders reich an verzweigtkettigen Aminosäuren, die direkt neues Muskelgewebe bilden. Molkeproteine sind seit langem Schlüsselkomponenten in Ernährungsprodukten von Sportlern, auf die vor allem Athleten und Bodybuilder vertrauen, um den Muskelaufbau und die Erholung nach dem Sport1 zu unterstützen. Die Aufnahme von Molkeproteinen kann auch helfen, den Muskelabbau bei älteren Menschen zu verhindern1. „Der Endverbraucher löst Molkeprotein oft in Getränken“, sagt Carrie O’Neal, Leiter des Dairy Ingredient Teams (DIT). „Molkeprotein ist gut löslich, sofern es nicht denaturiert ist. Wird es zu großer Hitze ausgesetzt, denaturiert das Protein. Um ein hochwertiges Produkt zu erhalten, wird daher bei der Herstellung sehr darauf geachtet, dass Verfahren angewandt werden, die eine nur minimale Wärmebehandlung beinhalten.“
Molkebestandteile tragen in Gebieten mit Nahrungsmittelknappheit zu einer Verbesserung der Ernährung bei. Eine vor kurzem durchgeführte wissenschaftliche Studie hat ergeben, dass die Verabreichung eines speziell entwickelten Nahrungsergänzungsmittels mit Molkeproteinkonzentrat und Molkepermeat bei schwer unterernährten Kindern in Malawi und Mosambik geholfen hat, sich von den Folgen der Mangelernährung zu erholen, und auch ihr weiteres Wachstum verbessert hat2.
Ein weiter Weg
Um vom Bauernhof bis zur Rezeptur die höchste Qualität der Molkeprodukte beizubehalten, ist eine Kombination aus Wissen und Erfahrung sowohl in Bezug auf die Technologie als auch auf das Endprodukt erforderlich. Fortschritte in den Abscheidungs- und Proteinfraktionierungstechnologien wie z. B. Mikrofiltration (MF) und Ultra-/Diafiltration (UF/DF) ermöglichen die Erzeugung von Molkeproteinkonzentraten (WPCs und WPIs) mit hohem Protein- und geringem Fettgehalt. Vorgeschaltete Vorbehandlungen wie z. B. Klärung, Rahmabscheidung und Entkeimung können die Qualität des Endprodukts und die Membranleistung verbessern. Moderne Trocknungstechnologien ermöglichen eine flexible Produktion, von hochdichtem, nicht agglomeriertem Pulver bis hin zu groben, frei fließenden und staubfreien Agglomeraten.
Hochwertige Produkte für die Molkeverarbeitung
GEA arbeitet eng mit seinen Kunden zusammen und bietet komplette Technologien für die Handhabung und Abscheidung (mechanisch und durch Filtration) von Molke sowie für die Trocknung und Verpackung von Molkepulvern. Unsere Fertigungslösungen für Molkeproteine erfüllen höchste Qualitätsanforderungen und berücksichtigen alle Faktoren von den Auswirkungen mechanischer Beanspruchungen auf die Produktqualität bis hin zu einem hygienischen Anlagenkonzept.
GEAs Kompetenz umfasst auch eine zum Patent angemeldete Milchprodukt-Mikrofiltrations-Prozesstechnologie, die eine höhere Produktausbeute und betriebliche Effizienz bei geringeren Investitions- und Betriebskosten ermöglicht. Diese Technologie lässt sich auch zur direkten Abscheidung von Molkeproteinen aus Milch (unabhängig von der Käseproduktion) einsetzten, bekannt als „native Molke“. GEAs moderne Steuerungstechnologie für die Sprühtrocknung, DRYCONTROL™, ermöglicht die Verwendung des Sprühtrockners bei maximaler Kapazität und die präzise Kontrolle der Restfeuchte im Pulver.
Fertigungstechnologien
„GEA bietet eine breite Palette an Technologien zur Erzeugung von Molkeprodukten an.“ sagt Carrie O’Neal. „Bei der Planung einer Anlage betrachten wir den Prozess in seiner Gesamtheit, um sicherzustellen, dass die Anlage den höchsten Hygienestandards entspricht und dass alle eingesetzten Technologien optimal zusammenarbeiten, um hochwertige Produkte bei möglichst geringen Kosten herzustellen.“
Referenzen
1Solak B. B, Akin N., Health Benefits of Whey Protein: A Review. Journal of Food Science and Engineering 2 (2012) 129-137
2Stobaugh H.C., Ryan, K. N. et al.Including whey protein and whey permeate in ready-to-use supplementary food improves recovery rates in children with moderate acute malnutrition: a randomized, double-blind clinical trial.Am J Clin Nutr2016 Mar;103(3):926-33.
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