Molke

16. Dezember 2015

Molke ist ein Nebenprodukt (Koppelprodukt) bei der Herstellung von Käse. Nach der Ausfällung des Milcheiweißes mit Lab oder Milchsäurebakterien wird der Käsebruch von der Süßmolke bzw. Sauermolke getrennt.

In der Molke bleiben Milchzucker (Laktose), die biologisch sehr hochwertigen Molkenproteine und alle wichtigen wasserlöslichen Vitamine zurück. Der Großteil des Milcheiweißes, die Kaseine, und das Milchfett bleibt dagegen im Bruch zurück. Molke ist als Getränk nahezu fettfrei und deshalb kalorienarm. Aufgrund seiner wertvollen Inhaltstoffe ist sie sehr gesund. Sie fördert die Verdauung und die Kalziumaufnahme in den Körper.

Mengenmäßig wird auf Basis von Molke v. a. Molkenpulver hergestellt. Als zweitwichtigstes Produkt folgt Laktose, das in einer hohen Reinheit mittels Kristallisation aus Molke gewonnen wird.

Vom Rohstoff Milch zur Molke Rohstoff Milch
Wenn man die Herkunft und die Zusammensetzung der Molke beschreiben will, muss man bei dem Ausgangsprodukt anfangen, aus dem die Molke herkommt, nämlich bei der Milch. Milch ist ein natürliches Nahrungsmittel, das alle Substanzen enthält, die der Mensch zur vollständigen Ernährung braucht. Diese Substanzen lassen sich in folgende Stoffklassen einteilen:

• Fett
• Eiweiß
• Kohlehydrate
• Mineralstoffe
• Vitamine

Die in dem Wasser gelösten oder dispergierten Stoffe nennt man Milchinhaltstoffe. Sie bilden zusammen die sogenannte Trockenmasse mit einem Anteil von 12-13 Gewichtsprozent der Milch.

Entstehung der Molke
Von der Milch zur Molke gelangt man über den Käse. Käse entsteht dadurch, dass ein Teil der Milchinhaltstoffe, nämlich das Fett und der größte Teil des Eiweiß, das Kasein, abgetrennt wird. Die nach dieser Abtrennung Äbrigbleibende Flssigkeit nennt man Molke. Sie enthält einen Trockenmasse-Gehalt von etwa 6 Prozent. Das heißt, die Hälfte aller Milchinhaltstoffe verbleibt in der Molke. Von allen zur Ernährung notwendigen Stoffklassen fehlt ihr nur das Fett, von dem nur noch Spuren in der Molke vorhanden sind. Das Eiweiß ist zwar um den Kaseinanteil abgereichert, enthält aber immer noch einen ernährungsphysiologisch sehr hochwertigen Teil, die sogenannten Molkenproteine.

Gewinnung und Behandlung
Molke ist ein Koppelprodukt bei der Herstellung von Käse, Quark und Kasein. Sie entsteht durch Ausfällung von Kasein in Milch oder entrahmter Milch und anschließender mechanischer Abtrennung des gefällten Kaseins zusammen mit restlichen Fettanteilen. Je nach Art der Kasein-Fällung unterscheidet man zwischen verschiedenen Arten von Molke. Beim Käse wird mit Lab-Enzymen gefällt. Die daraus resultierende Molke nennt man Süßmolke. Bei der Frischkäse- und Quarkproduktion erfolgt die Fällung durch Zusatz von milchsäurebildenden Bakterien. Die entsprechende Molke heißt Sauermolke. Bei der Herstellung von Kasein wird durch direkte Zugabe von Mineralsäuren zur Milch gefällt. Dabei entsteht eine besondere Art von Sauermolke, die Kaseinmolke.

Verschiedene Arten von Molke:

• Käse – Süßmolke
• Frischkäse – Sauermolke
• Quark – Sauermolke
• Kasein – Kaseinmolke

Qualitätsaspekte
Die Produktqualität spielt bei der Molke die gleiche Rolle wie bei der Milchverarbeitung. Es wird daher durch eine entsprechende Logistik und Verarbeitungstechnik dafür gesorgt, dass die Molke so frisch wie möglich verarbeitet und unter in der Lebensmittelindustrie üblichen hygienischen Bedingungen behandelt wird. Die Produktion von gleichbleibend gutter Qualität und die Einhaltung der mit den Kunden vereinbarten Qualitätskriterien ist bei der Molkenverarbeitung, genauso wie in der Milchindustrie, oberstes Gebot. Für die entsprechenden Untersuchungen verfügen alle Molke verarbeitenden Betriebe über technisch gut ausgerüstete Laboratorien und fachlich hochqualifiziertes Personal.

Lückenlose Überwachung
Nach der Trennung von Käse, Quark oder Kasein wird die Molke gekühlt und in einem gereinigten Stahltank in der Käserei zwischengelagert. Von dort gelangt sie mittels Lebensmittel-Tanklastzügen zu Molke verarbeitenden Betrieben. Dort wird sie vor dem Abtanken auf die Einhaltung vorgegebener Qualitätsparameter wie z.B. pH-Wert und Temperatur untersucht. Der erste Schritt bei der Molkenverarbeitung ist in jedem Fall – unabhängig vom späteren Endprodukt – eine Pasteurisierung zur Abtötung eventuell vorhandener Keime. Die Anlagen für die weiteren Prozessschritte sind so ausgelegt, dass die Zwischen- und Endprodukte in der Erhaltung ihrer Qualität gemäß den Richtlinien des Lebensmittelrechts geschützt sind. Alle Endprodukte werden vor dem Verlassen des Werkes auf die Einhaltung der biologischen, chemischen und physikalischen Qualitätskriterien untersucht. Diese Untersuchungen werden durchgehend bei jeder einzelnen Charge durchgeführt. Damit ist gewährleistet, dass die Molkenprodukte von der Anlieferung des Rohstoffs bis zur Abgabe der Endprodukte einer ständigen Qualitätsüberwachung unterliegen. Darüber hinaus betreiben die meisten Unternehmen ein Qualitätsmanagement, das auf der internationalen Qualitätsnorm DIN EN ISO 9000ff basiert.

Molke – Was macht Molke wertvoll?
Molke hat nicht nur hervorragende Verarbeitungseigenschaften, sie spielt auch für die Ernährung des Menschen eine weit vielfältigere Rolle, als allgemein bekannt ist. Die breitgefächerten positiven Eigenschaften und Wirkungsweisen von Molke, die schon im Altertum bekannt waren, machen die hohe Wertigkeit von Molke und Molkenprodukte aus. Das bestätigen umfassende wissenschaftliche Untersuchungen.

Ernährungsphysiologische Bedeutung
Die Molkenproteine als wesentlicher Bestandteil der Molke zählen aufgrund ihrer Aminosäuren-Zusammensetzung zu den hochwertigsten Proteinen für die Ernährung. Mit ihrem hohen Gehalt an essentiellen Aminosäuren sind sie hervorragend geeignet, andere Proteine, insbesondere pflanzlicher Herkunft, durch entsprechende Mischungen aufzuwerten. Am Beispiel der Süßmolke, der für die Lebensmittelherstellung quantitativ bedeutsamsten Molkenart, erweist sich die besondere ernährungsphysiologische Bedeutung der Molke. Süßmolke verfügt über eine reiche Ausstattung mit Vitaminen, insbesondere der B-Gruppe – speziell B2, B12, B1 und B6.

FAO-Empfehlung für den Bedarf Erwachsener und Gehalt
einiger Nahrungsproteine an unentbehrlichen Aminosäuren [mg
AS/g Rohprotein]

* Berechnet aus Angaben in:
Zusammensetzung der Lebensmittel, Nährwert-Tabellen, 5. Aufl. Deutsche
Forschunganstalt für Lebensmittelchemie (Hg), Garching bei München, 1994

Wertvoller Nährstofflieferant
Mit einem Liter Süßmolke lassen sich 4/5 des Tagesbedarfes an Riboflavin, 1/3 des Tagesbedarfes an Pyrodoxin und Biotin, 2/3 des Tagesbedarfes an Pantothensäure und 1/3 des Tagesbedarfes an Vitamin B12 decken. Gerade Verbraucher, die nur wenig oder gar kein Fleisch oder keinen Fisch verzehren (z.B. Lacto-Vegetarier), sind gut beraten, Molke zur Auffüllung ihrer Vitamin B12-Speicher zu nutzen. Zudem ist Molke vergleichsweise jodreich. 1 Liter deckt 40 Prozent des Jodbedarfs eines Erwachsenen. Was den Mineralstoffbereich betrifft, so finden sich in Molke Kalzium, Phosphor, Kalium und Natrium.

Besondere Beachtung verdient dabei das Kalzium. Es ist für Knochenaufbau und Zähne unverzichtbar. Kinder in der Wachstumsphase profitieren daher verstärkt vom Verzehr von Molke und Molkenprodukten. Ebenso wertvoll ist Molke zur Vorbeugung der Altersosteoporose. 1 Liter Süßmolke deckt den Kalziumbedarf eines Erwachsenen zu 63 Prozent, den Energiebedarf jedoch nur zu 9,5 Prozent, d. h. die Nährstoffdichte der Süßmolke liegt somit sechsmal höher, als es ihrem physiologischen Brennwert entspricht. Damit empfiehlt sich Molke auch für Reduktionsdiäten bei Fettleibigkeit. Darüber hinaus lassen Untersuchungen vermuten, dass das günstige Kalium-Natrium-Verhältnis (40 Prozent zu 18 Prozent pro Liter) dem Bluthochdruck entgegenwirkt.

Molkenproteine werden häufig in Säuglingsfertignahrung eingesetzt; Molkenprotein-Diäten gelten als geeignete Varianten zur Ernährung mit Muttermilch. Das dominierende Kolhenhydrate sowohl in der Muttermilch als auch in Kuhmilch und Molke ist die Laktose. Laktose hat für die gesunde Entwicklung des Säuglings in mehrfacher Hinsicht Bedeutung: Es fördert die optimale Darmflora und die Calcium-Aufnahme. Noch längst nicht umfassend erforscht sind die günstigen Auswirkungen von Molkenprodukten auf das Immunsystem. Es gibt jedoch eindeutige Hinweise dafür, dass das menschliche Abwehrsystem durch Molkenprodukte nachhaltig gestärkt werden kann. Für die Zukunft ist zu erwarten, dass Molke zur Ernährungstherapie bei chronischer Niereninsuffizienz vermehrt eingesetzt wird, gleiches gilt für die Therapie bei Infekten des Magen-Darm-Traktes. Aber vor allem der Beitrag, den Molkenprodukte zu einer optimalen täglichen Ernährung leisten, kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Hier bestehen noch zahlreiche Entwicklungsmöglichkeiten.

Zusammensetzung verschiedener Molken
Hauptbestandteil der Molke ist unabhängig von ihrer Herkunft das Kohlehydrat Laktose (Milchzucker). Laktose macht mehr als 70 Prozent der Trockenmasse aus. Vom Gewichtsanteil her folgen dann im weiten Abstand Protein und Mineralstoffe. In der Zusammensetzung dieser Stoffklassen liegen neben dem pH-Wert die Unterschiede zwischen den verschiedenen Molkentypen.

Zusammensetzung der verschiedenen Molkentypen

Die Süßmolke hat den höchsten Protein- und den geringsten Mineralstoffgehalt. Ihr pH-Wert ist fast neutral. Sie stellt vom gesamten Molkenaufkommen den größten Anteil dar und sie ist der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Molkenpulver und Molkenderivaten. Die Sauermolke und die Kaseinmolke haben einen pH-Wert unter 5 und damit einen sauren Geschmack. Ihr Proteingehalt ist im Vergleich zur Süßmolke geringer, dafür enthalten sie aber mehr Mineralstoffe in Form von Calcium-Phosphat.

Molke – Einsatz in der Lebensmittelindustrie
Aus Molke lassen sich verschiedenartige Produkte für die Lebensmittelindustrie herstellen. Grundsätzlich unterschieden wird bei diesen Produkten zwischen Molkenpulver und sogenannten Molkenderivaten.

Vielfalt und Behandlung von Molke
Molkenpulver wird durch Wasserentzug mittels Eindampfer und Trockner hergestellt. Es ist das älteste und mengenmäßig am meisten verbreitete Produkt auf der Basis von Molke. Seine Zusammensetzung entspricht den Anteilen der Inhaltstoffe in der Molke. Hauptbestandteil ist mit über 70 Prozent die Laktose. Unter dem Oberbegriff Molkenderivate werden alle Produkte zusammengefasst, bei denen einzelne Inhaltstoffe der Molke angereichert, abgetrennt oder isoliert worden sind. Sie sind das Ergebnis technischer Trennprozesse.

Wichtigste Molkenderivate
Laktose
Das nach dem Molkenpulver zweitwichtigste Produkt auf der Basis von Molke ist die Laktose, ein Kohlehydrat. Sie wird in sehr hoher Reinheit aus Molke mittels Kristallisation gewonnen. Technisch erfolgt die Kristallisation durch Konzentrierung der Molke und anschließender Abkühlung in einem Spezialtank. Während der Kühlung geht ein großer Teil der Laktose in unlösliche Kristalle über, die dann anschließend von den anderen – in Lösung bleibenden – Stoffen abgetrennt werden.

Teilentzuckertes Molkenpulver
Bei der Kristallisation der Laktose bleiben die anderen Inhaltstoffe der Molke in Lösung. Nach Entfernung der Laktosekristalle wird diese Lösung getrocknet. Das so entstandene Produkt bezeichnet man als teilentzuckertes Molkenpulver. Es enthält alle Stoffe des normalen Molkenpulvers, allerdings in anderen Konzentrationen. Der Anteil an Laktose im Pulver ist von über 80 Prozent auf etwa 50 Prozent verringert, und die anderen Komponenten sind entsprechend angereichert.

Entmineralisiertes Molkenpulver
Beim entmineralisierten Molkenpulver ist ein Teil der Mineralstoffe (Salze) abgetrennt. Es besteht hauptsächlich aus Laktose und Molkenprotein und findet breite Anwendung in der Babynahrung und in Süßwaren. Technisch erfolgt die Entmineralisierung durch Elektrodialyse und/ oder Ionenaustauscher. Die abgetrennten Mineralsstoffe werden dabei nicht aufgefangen, sondern gehen verfahrensbedingt verloren.

Molkenproteinkonzentrat
Das in der Molke enthaltene Eiweiß, Molkenprotein, ist im Gegensatz zu den anderen Inhaltstoffen ein Makromolekül. Diesen Unterschied macht man sich bei der Anreicherung dieses Stoffes zu Nutze. Die Molke wird über einen Membranfilter (Ultrafiltration) geleitet, der auf Grund seiner Porenstruktur Makromoleküle zurückhält und Wasser mit den darin gelösten kleineren Molekülen durchlässt. Auf diese Weise werden über das Molekulargewicht Molkenproteine von Laktose, Mineralstoffen und anderen Komponenten getrennt. Bei der Ultrafiltration entstehen zwei Fraktionen, eine an der Rückhalteseite des Filters, das sogenannte Retentat, und eine hinter der Durchgangsseite des Filters, das sogenannte Permeat. Im Retentat ist das Molkenprotein angereichert. Der Anreicherungsgrad ist durch das Konzentrierungsverhältnis in der Ultrafiltration einstellbar. Technisch möglich ist eine Anreicherung bis auf 85 Prozent Protein bezogen auf die Trockenmasse. Das fertige (auf vorgegebenen Proteingehalt eingestellte) Retentat wird mittels Sprühturm zu Pulver getrocknet. Die Permeatfraktion kann ebenfalls getrocknet werden, das Endprodukt heißt Permeatpulver.

Milchmineralien
Der Hauptbestandteil der Milchmineralien ist Calcium-Phosphat. Es kann durch pH-Wert-Einstellung aus der Molke ausgefällt und mittels einer Zentrifuge abgetrennt werden. Nach der Trocknung erhält man ein Pulver mit einem hohen Gehalt an Kalzium, das aus biologischer Quelle – der Milch – stammt.

Zusammensetzung verschiedener Molkenprodukte
Beim Molkenpulver gibt es zunächst die einfachen Trockenprodukte Süß- und Sauermolkenpulver. Unter diese Bezeichnung fallen aber auch noch teilentzuckertes Molkenpulver und Permeatpulver, beides Koppelprodukte von Molkenderivaten.

Zusammensetzung von Molkenpulver und Derivaten

Die Laktose wird in drei verschiedenen Qualitätsstufen produziert, edible, refined und pharma. Die edible-Ware wird auch als gelbe Laktose bezeichnet, während die refined- und pharma-Qualitäten schneeweiß aussehen. Analytisch unterscheiden die drei Typen sich nach dem Restgehalt an Protein und Mineralstoffen. Die verschiedenen Molkenproteinkonzentrat-Typen unterscheiden sich zunächst analytisch durch den Gehalt an Eiweiß, der zwischen 30 und 85 Prozent liegt. Darüber hinaus können aber Produkte mit gleichem Eiweißgehalt sehr unterschiedliche Funktionalität aufweisen. Hierbei handelt es sich um Spezialqualitäten, die verschiedene Hersteller für besondere Anwendungszwecke entwickelt haben. Die Qualität der entmineralisierten Molkenpulver wird entscheidend durch den Grad der Entmineralisierung geprägt, der zwischen 50 und 90 Prozent liegen kann. Darüber hinaus ist aber für den Einsatz dieses Produktes auch der Eiweißgehalt von großer Bedeutung.

Anwendungen und Funktionalität von Molkenprodukten
Durch Auswahl der falschen Molkenprodukte kann der gewünschte Erfolg, ökonomisch wie funktionell, verringert werden. Die Hersteller bieten deshalb eine Reihe funktionell verschiedener Molkenprodukte an, welche gezielt für unterschiedliche Anwendungszwecke hergestellt werden, selbstverständlich verbunden mit einer fachlichen Beratung bezogen auf die jeweilige Anwendung. Molkenprodukte müssen entsprechend der gewünschten Eigenschaft für das jeweilige Lebensmittel ausgewählt werden. Speziell die Funktionalität der Molkenprodukte lässt Verbesserungen zu, die über den ökonomischen Vorteil durch Reduzierung der Trockenmasse bzw. Austausch von anderen Milchbestandteilen durch Laktose oder Molkenbutter weit hinausgehen.

Typische Einsatzmöglichkeiten von Molkenpulver

Vorteile verschiedener Verwendungsmöglichkeiten
In Abhängigkeit von der jeweiligen Herstellungstechnologie und der verwendeten Molke lassen sich weitere Vorteile erzielen:

Stabilisierung ohne E-Nr.-pflichtige Zusatzstoffe und Gelatine, Verbesserung der Kremigkeit, dadurch bessere Fettsimulierung bei fett- und kalorienreduzierten Lebensmitteln Wasserbindung, dadurch besserer Strukturaufbau und Ausbeuteerhöhung Proteinanreicherung mit ernährungsphysiologisch hochwertigen Proteinen Stabilisierung von Schäumen, Austausch von Hühnereiweiß Verbesserung von Emulsionen, Austausch von Eigelb Herstellung neuer Produkte ohne aufwändige Prozesstechnologie Die oben genannten Vorteile lassen sich nicht in jedem Lebensmittel gleich gut erzielen. Der Erfolg ist abhängig von den Produktionsparametern, durch welche die Funktionalität der Molkenprodukte, speziell der Proteine, stark beeinflusst wird.

Beeinflussung der Funktionalität