Godesberger Ernährungsforum 2004

Milch ist ein Lebensmittel, das bedingt durch den hohen Gehalt an essenziellen Aminosäuren eine hochwertige Proteinquelle für den Menschen darstellt. Die enthaltenen Milchproteine tragen unterschiedlichste biologische Funktionen und besitzen vielfältige technofunktionelle Eigenschaften wie günstige Emulgier- und Schäumungseigenschaften. Insbesondere wegen der technofunktionellen Eigenschaften werden Milchproteine in vielen Lebensmitteln, beispielsweise Backwaren, Süßwaren, Fleischwaren etc., eingesetzt. Inzwischen werden jedoch neue und erweiterte Anforderungen an Lebensmittel gestellt, die mit Begriffen wie Wellness/Lifestyle Food, Dietary Supplements, Designer Foods, Pro-, Pre- und Synbiotics, Nutraceuticals bis hin zu Medical Food verknüpft sind. In diesem Sinne gilt es Technologien zu entwickeln, mit denen Milchproteine möglichst rein und mit nativer biologischer Funktion zu gewinnen sind.

Grob unterschieden werden die Milchproteine in die beiden Hauptfraktionen Caseine und Molkenproteine. Erstere sind bekannt für ihre hohe Calciumbindung und stellen den Ausgangsstoff für eine Vielzahl bioaktiver Peptide dar. Die Molkenproteinfraktion ist sehr heterogen zusammengesetzt und besitzt die unterschiedlichsten biologischen Funktionen. Sie umfasst

Godesberger Ernährungsforum 2004

Milch ist ein Lebensmittel, das bedingt durch den hohen Gehalt an essenziellen Aminosäuren eine hochwertige Proteinquelle für den Menschen darstellt. Die enthaltenen Milchproteine tragen unterschiedlichste biologische Funktionen und besitzen vielfältige technofunktionelle Eigenschaften wie günstige Emulgier- und Schäumungseigenschaften. Insbesondere wegen der technofunktionellen Eigenschaften werden Milchproteine in vielen Lebensmitteln, beispielsweise Backwaren, Süßwaren, Fleischwaren etc., eingesetzt. Inzwischen werden jedoch neue und erweiterte Anforderungen an Lebensmittel gestellt, die mit Begriffen wie Wellness/Lifestyle Food, Dietary Supplements, Designer Foods, Pro-, Pre- und Synbiotics, Nutraceuticals bis hin zu Medical Food verknüpft sind. In diesem Sinne gilt es Technologien zu entwickeln, mit denen Milchproteine möglichst rein und mit nativer biologischer Funktion zu gewinnen sind.

Grob unterschieden werden die Milchproteine in die beiden Hauptfraktionen Caseine und Molkenproteine. Erstere sind bekannt für ihre hohe Calciumbindung und stellen den Ausgangsstoff für eine Vielzahl bioaktiver Peptide dar. Die Molkenproteinfraktion ist sehr heterogen zusammengesetzt und besitzt die unterschiedlichsten biologischen Funktionen. Sie umfasst

• beta-Lactoglobulin (Retionolbindung, Fettsäure-Carrier), 
• alpha-Lactalbumin (Calcium-Carrier, immunmodulierend, antikarzinogen), 
• Lactoferrin (antimikrobiell, antioxidativ, eisenbindend, immunmodulierend)
• Lactoperoxidase (antimikrobiell), 
• Immunoglobuline (Immunabwehr) und viele andere mehr.

Angeboten werden die unterschiedlichsten Milchproteinpräparate, jedoch enthalten sie die einzelnen Milchproteinfraktionen meist nicht in reiner Form. Reine Fraktionen werden bisher meist durch kombinierte chemisch-physikalische Verfahren gewonnen, wodurch jedoch die biologische Funktion verloren gehen kann. Beispielsweise können die Caseine durch Säurefällung in hoher Reinheit gewonnen werden. Allerdings enthält das so genannte „Säurecasein“ nur noch wenige Mineralstoffe und ist wasserunlöslich.

Mittels neuer Verfahren können die Milchproteine erstmals auf rein physikalischem Weg in eine Casein- und eine Molkenproteinfraktion getrennt werden. Dies geschieht über Membranen definierter Porenweite, womit sich die etwa 100-300 nm großen Caseinmicellen von den nur 2-3 nm großen Molkenproteinen trennen lassen. Die gewonnenen „nativen“ Caseine besitzen ihre ursprüngliche micellare Struktur und enthalten das Calciumphosphat wie in natürlicher Milch. Gleichfalls wird die Molkenproteinfraktion, die traditionell aus der Molke der Käseherstellung gewonnen wird, in nativem Zustand und mit hoher Funktionalität mittels Membrantrenntechnik gewonnen. Eine weitere Besonderheit der „nativen“ Molkenproteinfraktion ist, dass das Glycomakropeptid, das in der Käsereimolke enthalten ist, fehlt. Dies macht das Produkt besonders geeignet für den Einsatz in Muttermilchersatzpräparaten für Frühgeborene.

Die mittels Membrantrennverfahren gewonnenen Milchproteinfraktionen sind jedoch nicht nur interessant für spezielle oder funktionelle Lebensmittel. Auch für die Käsereitechnologie ergeben sich interessante Applikationen. Schnittkäse wird Nitrat oder Lysozym zugesetzt, um das Wachstum mikrobieller Sporenbildner, die in der Milch enthalten sind und beim Käsungsprozess in den Käse übergehen, zu verhindern. Wird mikrofiltrierte, molkenproteinarme Milch zum Käsen eingesetzt, kann diese ähnlich wie bei der H-Milch-Herstellung erhitzt werden, um die Sporenbildner thermisch zu inaktivieren, so dass im weiteren auf Zusätze verzichtet werden kann.

Insgesamt bietet die Membrantrenntechnik vielfältige Potenziale für neue Milchproteinpräparate zum Einsatz in funktionellen Lebensmitteln sowie für die moderne Milchtechnologie, um den gesundheitlichen Wert der Milchprodukte zu steigern und neue Produkte zu generieren.

Quelle: Bad Godesberg [ Prof. Dr. Jörg Hinrichs, Universität Hohenheim ]