Schnelles Wachstum in einem Trendmarkt
Bei den aus Milch und Molke gewonnenen Produkten wird zwischen vier Haupttypen entschieden:
- Zutaten auf Proteinbasis – verwendet in Säuglingsnahrung, Lebensmitteln und Sportlernahrung
- Mineralische Zutaten – verwendet als Nahrungsergänzungsmittel
- Zutaten auf Laktosebasis – verwendet für Snacks, Süßwaren und hochwertige Nahrungsmittel
- Hydrolysate – verwendet für Säuglingsnahrung und Diätprodukte
Für all diese Produkte bietet Tetra Pak innovative Membranfiltrationslösungen, die Ihnen helfen, jene zuverlässigen und hochwertigen Produkte herzustellen, die der Markt verlangt.
Verwendungen
Molkenproteinkonzentrat und -isolat
Hoher Trockenmassegehalt
Molkenproteinkonzentrat (Whey Protein Concentrate, WPC) steht für hochwertige Produkte, die in der Lebensmittelverarbeitung weit verbreitet sind und durch Membranfiltration hergestellt werden.
WPC-Pulver wird durch Trocknung der Retentate aus der Ultrafiltration von Molke hergestellt. Sein Proteingehalt reicht von 35 bis über 80 Prozent. WPC-Pulver mit einem Proteingehalt von mehr als 80 Prozent wird durch Ultrafiltration von flüssiger Molke und anschließende Diafiltration zur Entfernung von Laktose und Asche hergestellt. Bei der Diafiltration wird dem Futter Wasser zugesetzt, um Laktose und Mineralien auszuwaschen. Diese passieren dann die Filtrationsmembranen.
Molkenproteinisolat (Whey Protein Isolate, WPI) mit einem Proteingehalt von mehr als 92 Prozent, gemessen als Trockenmasse, ist ein beliebter Bestandteil von proteinreicher Ergänzungsnahrung. Dieses wird durch Mikrofiltration von Molke hergestellt, die durch Ultrafiltration vorkonzentriert wurde.
Milchproteinkonzentrat und -isolat
Funktionale Eigenschaften
Milchproteinkonzentrat (MPC) und Milchproteinisolat (Milk Protein Isolate, MPI) sind konzentrierte Formen von Milchprotein, die häufig in Sporternährungsprodukten, funktionellen Lebensmitteln und Säuglingsnahrung verwendet werden.
Sie verleihen Lebensmitteln funktionelle Eigenschaften, wie Emulgierung, Wasserbindung und Verbesserung der Textur.
MPC wird durch aus Milch mithilfe von Ultrafiltration hergestellt. Die Membranen lassen dabei Wasser, Lactose und Mineralien passieren, während sie Proteine zurückhalten. Eine Folgekonzentrierung entfernt zusätzliches Wasser, um ein konzentriertes Milchproteinprodukt zu erzeugen.
MPI hat in der Regel eine höhere Proteinkonzentration als MPC und wird ebenfalls durch Mikrofiltration hergestellt, um bestimmte Proteinfraktionen zu isolieren und Verunreinigungen zu entfernen.
Mizellares Casein-Konzentrat und -Isolat
Lebensmittel und Nahrungsergänzungsmittel
Mizellares Casein-Konzentrat (Micellar Casein Concentrate, MCC) und Mizellares Casein-Isolat (Micellar Casein Isolate, MCI) sind aus Milch gewonnene Proteinprodukte. Sie werden speziell aus Kasein, dem Hauptprotein in der Milch, hergestellt. Sie werden gerne in der Lebensmittel- und Nahrungsergänzungsindustrie eingesetzt.
Die Herstellung von MCC beinhaltet die Trennung von Kasein von Molke durch Mikrofiltration. Der Prozess hilft dabei, die Mizellenstruktur von Kasein zu erhalten – eine natürliche Anordnung von sphärischen Clustern, die als Mizellen bezeichnet werden.
MCI hat einen höheren und konzentrierteren Kaseinproteingehalt als MCC und erfordert mehr Filtrations- und Reinigungsschritte, um die mizellare Kaseinfraktion zu isolieren und zu konzentrieren, während der Gehalt an anderen Proteinen minimiert wird.
Mineral- und Laktoseprodukte
Diversifikationsmöglichkeit
Inhaltsstoffe auf Mineralbasis wie Kalziumphosphat werden häufig als Nahrungsergänzungsmittel verwendet, während Inhaltsstoffe auf Laktosebasis wie Laktose und Permeatpulver breite Anwendung in Snacks, Süßwaren und Nahrungsmitteln finden. Protein- und Laktosehydrolysate sind beliebte Zutaten in Säuglingsnahrung und Diätprodukten.
Diese Produkte, die alle aus Milch und Molke gewonnen und mittels Mikro- oder Ultrafiltration hergestellt werden, stellen eine Chance für Molkerei- und Lebensmittelhersteller dar, die ihr Portfolio und ihre Marktreichweite erweitern möchten.
Technologien
Fett- und Proteintrennung
Ultrafiltration
Die Ultrafiltration wird zur Aufkonzentrierung großer Moleküle wie Fett und Eiweiß in roher oder pasteurisierter Voll- oder Magermilch und zur Reduzierung des Laktose- und Mineralstoffgehalts eingesetzt.
Typische Produkte sind Milchproteinkonzentrat und Milchproteinisolat. Diese werden mit polymeren Spiralmembranen hergestellt. Die Diafiltration wird hier häufig eingesetzt, um das Verhältnis von Protein zu Trockenmasse zu erhöhen und so hochwertige Sorten wie MPC 85 zu erhalten, während die Ultrafiltration zur Konzentrierung von Vollmilch oder standardisierter Milch für die Herstellung von voll- oder teilkonzentriertem Käse verwendet wird.
Die Poren der Ultrafiltrationsmembran sind größer als bei der Nanofiltration und der angewandte Druck ist relativ gering. Salze, Zucker, organische Säuren und kleinere Peptide passieren als Permeat. Proteine, Fette und Polysaccharide bleiben als Retentat erhalten.
Entfernung von Ionen und Mineralien
Nanofiltration
Die verdünnten Ströme aus Mikrofiltrations- und Ultrafiltrationsverfahren werden häufig durch Nanofiltration oder Umkehrosmose – oder eine Kombination aus beidem – aufkonzentriert. Der Nanofiltrationsprozess entfernt oder gewinnt Wasser zurück und trennt auch einwertige Ionen ab, wodurch ein Produkt entmineralisiert wird.
Nanofiltration spielt eine Rolle bei der Herstellung von Produkten wie Milchproteinkonzentrat, Milchproteinisolat und Säuglingsnahrung.
Diese Technologie verwendet etwas offenere Membranporen als die Umkehrosmose. Diese lassen kleine Ionen wie gelöste Mineralien passieren, schließen aber größere Ionen und die meisten organischen Bestandteile wie Bakterien, Sporen, Fette, Proteine, Gummi und Zucker aus.
Wertvoller Konzentrationsschritt
Umkehrosmose
Die Umkehrosmose ist ein äußerst nützliches und kostengünstiges Verfahren zur Vorkonzentration von Milch- und Molkepulvermischungen vor der Trocknung.
Sie ist ein wichtiger Faktor für die Energieeffizienz bei der Pulververdampfung und -trocknung, da die Vorkonzentration des Produkts vor dem Trocknungsprozess wertvolle Energie erzeugt.
Die Umkehrosmose kann auch zur Konzentrierung von Milch, Molke und Feststoffen sowie zur weiteren Konzentration des Permeats aus der Ultrafiltration eingesetzt werden.
