Der Wert von Molke
Laut der European Whey Products Association (EWPA) werden in Europa nur 40 % der anfallenden flüssigen Molke für Lebensmittel und Futterstoffe genutzt. Der Rest fließt in das kommunale Abwassersystem, wo die Aufbereitungskosten auf 0,04 EUR pro Liter geschätzt werden – ein hoher Preis. Das Projekt WHEY2FOOD (Enhanced protein fractionation from protein sources for their use in special food applications) entwickelte eine hocheffiziente, selektive, schonende und wirtschaftlich realisierbare Technologie für Elektromembran-Filtration (EMF). Das System verbessert die Abscheidung und Konzentration von Proteinen und Proteinpeptiden aus Molke. Die effiziente Rückgewinnung funktionaler Proteinfraktionen mit EMF-Technologie wird eine wichtige Quelle für hochwertige natürliche Lebensmittelemulgatoren und Protein-Nahrungsergänzungsmittel für verschiedene Lebensmittelformulierungen und Ernährungsanwendungen liefern. Außerdem hat Molke wichtige technofunktionelle Eigenschaften, die für die Nahrungsmittelindustrie sehr nützlich sind, unter anderem für Schäume, Emulgatoren, Gelier- und Wasserbindungsmittel. Eine Studie des EMF-Systems lieferte eingehende Informationen zum EMF-Prozess und darüber, wie dieser gegen Molkeseparierung wirkt, einschließlich von Parametern wie etwa der geeigneten Elektrodenmaterialwahl sowie der Zellfunktionen (pH-Wert, Temperatur und Druck). Ein Simulationsmodell lieferte Daten für Modifikationen am Zelldesign und die Auswahl geeigneter Einzelkomponenten für den EMF-Reaktor. Weitere wichtige Kriterien umfassen die Eigenschaften der Membran, die Faktoren wie Verschmutzung, Porengröße und Übertragungsrate von Proteinen beeinflussen werden. WHEY2FOOD konzentrierte sich auf die Separation des Casein-Makro-Peptids (CMP) von anderen milden Proteinen, einschließlich Beta-Lactoglobulin (β-Lg). Sowohl kommerzielle Formeln als auch Laborversuche zeigte eine Konzentration von etwa 80% der gesamten abgeschiedenen Proteine, was das CMP/β-Lg-Verhältnis in einem einzigen Schritt um das 10-fache erhöht. Die EMF-Einheit funktioniert automatisch und ist wartungsarm. Die Membranreinigung wird durch die Umkehrung der Spannungsrichtung erzielt. Die EMF-Zelle wurde bereits verwirklicht und entspricht den besonderen Anforderungen des Marktes. Anhand des Marktpotentials der ermittelten Proteinfraktionen wurden die Spezifikationen des Abscheidungsverfahrens bestimmt. Nach der Prozessoptimierung im Labor entwickelten die Partner ein Pilotmodell. Die Hochskalierung der Ausrüstung und die Validierung werden nach Projektende fortgesetzt. Die Ergebnisse des WHEY2FOOD-Projekts werden voraussichtlich über wesentliche technische, wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen verfügen. Mit diesem kostenwirksamen Verfahren werden nicht nur Proteinfraktionen aus Molke gewonnen, die Technologie könnte auf für andere Produkte anwendbar sein. Die Verwendung der WHEY2FOOD-Technologie wird letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit europäischer kleiner und mittlerer Käsehersteller verbessern, ihren Umsatz bedeutend steigern und die durch sie verursachte Umweltbelastung abmildern.
Schlüsselbegriffe
Molke, Käseherstellung, hochwertiges Eiweiß, WHEY2FOOD, Lebensmittelanwendungen, Elektromembranfiltration, Proteinfraktion
