Herstellung reiner Caseinfraktionen
DurchdmEinsatz einerKeramiknwmbran mit
1Mnm kannMlictiproteln InCawin und Mol- kenproteiniirlgetrenni werden.Kombiniert mttzusätzlichen Dlalyseuhrtttenwirddie ReinheitderCaseinfraktlonImKonzentrat deutlichvertesserLEine Vorkonzentratlon derMlkroflltratlonskonzentrate undeine nachfolgende Dlaflltratlonsindzuempfehlen, umdieg«samteMlkroflltratlonunlage kos- tengünstigzuhetrelben.
ANDREASTHOMET,UEUBÜTIKOFERUNDBRITA REHBERGER*
Die
Proteinfraktionienuigmit Mi-
krofiltration(MF) gewinnt in der
Milchwirt- schaftmehr und mehr an
Bedeutung. Dabei werdendieCaseineaufkonzentriert, währenddie Hauptfraktionender
Molkenproteine ß-Lacco- globulin(ß-LG)
und(X-Lactalbumin(a-LA)
die Membranpassieren. Dazusindin
derRegelMi-
krofiltermit
Porengrössenim
Bereich0,05-0,2Um im
Einsatz.An ALP
wurden bereitsdie technologischen Einflüsse bei derCaseinkonzen-trierung mit Hilfe der
Mikrofiltration (sieheSMZ Nr.
51/2004 «DieHerstellung vonCasein- konzencrat») untersucht.In
dieserArbeit gehtesnun
darum,die
Reinheitder
Caseinfraktionenmit
Diafiltrationzu
verbessernunddadurchdie Funktionalität sowiedie
thermische Stabilität derMF-Konzenrrarezu
erhöhen.Konzentrieren
und
Abtrennen von MilchinhaltsstoffenAuf
dreiKonzentrationsstufen(Cv=l,o, 2,0
und 3,0)wurden jeweilsdreiverschiedene Dialysefak- toren(DF=l,O, 2,0 und 3,0)
geprüft.Als
Aus- gangsstoff(Feed)dientefrischeMagermilch ausder
KäsereivonALP in
Uettligen.Die
Pilotan- lagevomTyp
AlerossM
der Firma Tetra Pakistfür
Konzentrierungs- undFraktionierungsaufga- benim MF- und
Ukrafikrations-Bereich ausge- rüstet.Zur
Verzögerung derDeckschichtbildung bei den Fraktionierungsschritten arbeitetdieMa- schinemit dem
Crossflow-Prinzipund
verfügt zudem überein
UTP-System. Bei denVersuchen wurde rohe Magermilchauf den
gewünschten Konzentrationsfaktormikrofiltriert und
an-schliessenddiafiltriert.
Dies wird in der
Praxis häufigbei derProteinfraktionierungmit
Mikro- fikrationangewendet.Die
erhaltenen Ergebnisse dienensomit auchderBasisinformation undstel-len
Vergleichsdatenfür die
Praxisdar. Mit
der Mikrofiltrationwird die rohe
Magermilchinzwei
Stoffphasenvon
unterschiedlicher chemi- scherZusammensetzung aufgetrennt.Im
Reten- ratdominiert das Caseinin
konzentrierter Form.Die
Lacrosewird
nicht undvondenMineralstof- fenwird nur
dascaseingebundene Caiciumauf- konzentriert.Mit
steigenderTrockensubstanz (TS) undProteinkonzentration nimmt derLacro- segehaltim
Konzentrat sogarleichtab. Fett
istim
MF-Konzentrat wenigvorhanden(2
bis4
g/kg),obwohl dasFettder Magermilchvollständig aufkonzentriert wird.
Aufreinigung
der
Caseinfraktionenmit Hilfe von
DiafiltrationZiel der
Mikrofikrationmit einer
100-nm(o,l um)-Membran isteine möglichst reine Anreiche-rung der
Caseineim
MF-Konzentrat. Dagegen solltendieMolkenproteine möglichst quantitativinsPermeat übergehen.
Mit Hilfe der
Diafiltra- tion(DF)
wurdeversucht,die
ReinheitderCase- infraktionenin den
MF-Konzentracenzu
erhö- hen.Dieser Vorgangkannauchals
«Caseinauf- reinigung» bezeichnet werden.Die
Lacroselässt sich unabhängig vonderKonzentrationsstufe re- lativgut
auswaschen. Infolgedessenist
eineDia- filtrationim
Prozessauf
einerhöherenKonzen- trationsstufe (abCv=3,o)zuempfehlen. Dadurch kannder
Anlagebetreiber eine grosseMengean FilterflächeundDialysewasser sparen.Die
Mine- ralstoffewerdenbeiderMF-Konzentrierung teil- weisemitkonzentriert. Zudemist der
Redukti-onsverlaufder Mineralstoffebei derDiafiltration flacher.
Vonbesonderem Interessebei derFraktionierung von roher Magermilch
mit Hilfe
der Mikrofiltra- tionsinddie
Resultateausdenspezifischen Pro- teinanalysen.Dabei
solltenim
Reiencatmög- lichst reine Casein-und im
Permeatmöglicht reineMolkenprotein-Fraktionen vorliegen. Dies ist beiallendreiKonzentrationsstufen gelungen:Die
Reinheit der Caseinfraktionen konnte von 79bis 83% in
roherMagermilchauf 90 bis
93%gesteigert werden.
Auf
der Diafilcrationsstufe 3,0ist
unabhängigvom
Konzentrationsfaktor prak- tischdiegleiche Proteinreinheitzu
erwarten. Der Effekt der Diafiltration ist bei der Mikrofiltrationmit
Keramikelementen sehrwirkungsvoll. Die Caseinreinheit kanndadurchdeutlichverbessert werden.Das
MF-Permeatist in
seiner Zusam- mensetzung vergleichbarmit
Molke undgilt
als idealer Rohstoff («idealeMolke»)für die
Weiter-Verarbeitung.
Folgerungen
und
AnwendungenDie
Proteinfraktionierungmittels
Membran- rrennverfahrenstellt eine
Grundlagefür
neue, innovativeVerfahrenundProduktedar.Kombi- niertmit
zusätzlichen Dialyseschritten kanndie Reinheitder Caseinfraktionim
Konzentratdeut- lichverbessert werden.In
dieserArbeit
wurden primärdie
Einflüsse unterschiedlicher Konzen- trierungs-und Dialyseschritte bei der Fraktionie- rungvon Magermilchmit Hilfe
derMikrofikra-tion
untersucht.Die
Resultate beschreiben die technischenund
technologischen Möglichkeitender
Proteinfraktionierungmittels
Mikrofikra-tion
umfassend.SiekönnenalsInformation fürdie
weitere Entwicklungund
Umsetzungder Technologiein der
Praxis dienen.Massgeschnei- derteMF-Konzenirate könnenin der
Milchver- arbeitungals
idealer Rohstofffür die
verschie- denstenProdukte (Weichkäse, Frischkäse,Sau- cen,Dips,Einarbeitungin
Lebensmittel) einge- setztwerden.ReineCaseinkonzentrare oder Pulver davonsind
als
funktionelleZutat oder
Ergänzungzu
denverschiedensten Lebensmitteln gefragt.Siedie- nenzudem alsAusgangsstoff zurHerstellung von bioaktiven Pepridendurch Hydrolyse.Interessant
für
spezielleAnwendungenist
des Weiterendie hohe thermischeStabilitätvon reinenCaseinkon- zentraten.*Agroscope Liebefeld-Posieux
