mi | Technik/IT Milch- und Molkenkonzentrate und ökonomisch sinnvoll – Teil 2 Unsere Autoren: M.Sc. Melanie Marx, Dipl.-Ing. Joseph Dumpler, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kulozik Lehrstuhl für Lebensmittel- und Bio-Prozesstechnik, TU München-Weihenstephan Dipl. Kauffr. Verena Depping, M.Sc. Bryndís Stefánsdóttir, Prof. Martin Grunow Lehrstuhl für Produktion und Supply Chain Management, TU München Verfahrensalternativen für die Haltbarmachung von Milch- und Molkenkonzentraten Neben dem klassischen Weg, der für Milchkonzentrate zunächst die Konzentratherstellung mittels Eindampfung oder energetisch vorteilhafter mittels Umkehrosmose vorsieht und anschließend die Erhitzung, erscheint es aus der Sicht der Umgehung hitzebedingter Aggregationsreaktionen insbesondere bei Konzentraten hoher Trockenmasse sinnvoll, die Erhitzung vor der Konzentrierung durchzuführen. Dadurch können selbst thermophile bakterielle Sporen ausreichend inaktiviert werden. Zugleich lässt sich eine Eiweißstabilisierung durchführen, die zu einer Erhöhung der Hitzestabilität bei der zweiten Erhitzung führt. Milcheigene Enzymaktivität, vor allem Milchplasmin, lässt sich durch eine bei der indirekten Ultrahocherhitzung ohnehin erforderlichen Vorheißhaltung soweit reduzieren, dass die hohe proteolytische Aktivität in den Konzentraten nicht zum Verderb durch Bitterpeptide, Offlavour und Gelbildung führt. Nach der Konzentrierung erfolgt dann eine zweite Erhitzung, die sich nach der Trockenmasse bzw. der Hitzestabilität des Konzentrates richtet. Mögliche Prozessalternativen für die Herstellung von MagermilchkonzentraÖkologisch 46 9 2016 | moproweb.de ten nach dem vorgeschlagenen Verfahren sind in Abbildung 4 dargestellt. Aus technologischer Sicht haben sich Milchkonzentrate mit fettfreien Trockenmassen von 25 – 32 % als sehr günstig herausgestellt. Die Haltbarmachung durch Erhitzung ist bei diesen Trockenmassen noch ausreichend möglich, alle Milchinhaltsstoffe sind noch löslich und eine Lagerstabilität von 6 Wochen bei Raumtemperatur ohne mikrobielles Wachstum sowie von bis zu 4 Monaten unter Kühllagerung der Konzentrate < 8 °C konnte erreicht werden. Das Nachdicken der Magermilchkonzentrate stellt bei Konzentraten ohne mikrobielles Wachstum und geringer proteolytischer Aktivität letztendlich den limitierenden Faktor dar. Ob die Konzentrate nach der zweiten Erhitzung jedoch kommerziell steril sind, hängt von der Rekontamination der sterilen Magermilch mit Sporenbildnern während der Konzentrierung mittels Umkehrosmose (oder Eindampfung) ab. Vegetative Mikroorganismen spielen bei den anwendbaren Temperatur-Zeit- Kombinationen für Konzentrate selbst mit 32 % Trockenmasse erwartbar keine Rolle, sodass durch das vorgeschlagene Verfahren unter Kühllagerung in jedem Fall 3 Wochen Haltbarkeit erreicht werden können. Da bei Molkenkonzentraten einerseits durch die Konzentrierung eine hohe Keimbelastung zwischen 105 und 106 KbE/ml vorliegt und andererseits die thermisch instabilen Molkenproteine erhalten werden sollen, ist für die Haltbarmachung ein schonendes Verfahren mit ausreichender Keiminaktivierung erforderlich. Verfahrensalternativen für die Erhitzung von Molkenkonzentraten bei bestmöglicher Erhaltung der Molkenproteinnativität sind in Abbildung 5 dargestellt. Durch eine Pasteurisierung des Konzentrates bei 75 – 80 °C für 30 s wird der Keimgehalt abhängig von der Trockenmasse um drei bis fünf Zehnerpotenzen reduziert und unter Kühllagerung bei 4 °C eine Haltbarkeit von 16 Wochen erzielt. Die Molkenproteindenaturierung liegt abhängig von der Trockenmasse bei maximal 15 %, wobei mit zunehmender Trockenmasse eine Abnahme des Denaturierungsgrades auf 3 % festgestellt wurde. Im Vergleich zur Pasteurisierung zeigt das Kombinationsverfahren aus mechanischer und thermischer Keimabtrennung bzw. -inaktivierung eine höhere Keiminaktivierung, die durchschnittlich bei sechs Zehnerpotenzen liegt. Unter Kühllagerung wird hierbei eine Haltbarkeit von 20 Wochen erreicht. Gleichzeitig werden 85 % der Molkenproteine im nativen Zu-
molkerei-industrie_09_2016
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