Molkenprotein
Neben der Fraktion der Kaseine stellen die Molkenproteine, aus dem Englischen kommend auch Whey Protein genannt, die zweite wichtige Proteinfraktion der Milch von Säugetieren dar. Der Proteinanteil der Kuhmilch von circa 3,3 % setzt sich dabei aus ca. 2,7 % Kasein und ca. 0,6 % Molkenprotein zusammen. Im Vergleich zur Tierwelt beträgt der Proteinanteil in der menschlichen Muttermilch nur ca. 0,9 % und der Molkenproteinanteil ist größer als der Kaseinanteil. Molkenprotein gilt als komplettes Protein, da alle neun essentiellen Aminosäuren enthalten sind. Der menschliche Körper kann diese Aminosäuren nicht selbst herstellen und muss sie mit der Nahrung aufnehmen, da sie lebensnotwendig sind. Diese heißen: Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Die Bezeichnung Molkenprotein wird aus dem Umstand abgeleitet, dass die Proteine dieser Fraktion Hauptbestandteil der Proteine in Molke sind.
Molkenproteine sind eine Gruppe verschiedener Albumine und Globuline. Im Einzelnen sind dies:[1]
- α-Lactalbumin ca. 20 % (0,1 % der Kuhmilch)
- β-Lactoglobulin ca. 45 % (0,25 % der Kuhmilch)
- Immunoglobuline ca. 10 %
- Proteose-Pepton ca. 20 %
- Serumalbumin ca. 5 %
Molkenproteine sind hitzeempfindlich und denaturieren bei Erhitzen. Beim Aufkochen von Milch ist insbesondere das β-Lactoglobulin für die Haut auf der Oberfläche verantwortlich. Molkenproteine weisen auch einen hohen Gehalt an verzweigtkettigen Aminosäuren auf, wie etwa 20–25 % der meisten Nahrungsproteine.[2] Molkenproteine werden als ernährungsphysiologisch hochwertig eingestuft (hohe biologische Wertigkeit). Sie sind daher Hauptbestandteil der molkenbasierten Proteinpulver zum Muskelaufbau.
Molkenproteinarten
Molkenprotein-Konzentrat
Die einfachste Form des Molkenproteins liegt als Molken-Konzentrat vor.[3] Es wird hauptsächlich per Ultrafiltration hergestellt. Es besitzt einen geringeren Proteingehalt von etwa 70 bis 80 %. Aufgrund der einfachen Herstellung des Rohstoffes in den Molkereien ist es wesentlich günstiger als Molkenprotein-Isolat und -Hydrolysat. Daher wird es von den Nahrungsergänzungsmittel-Anbietern bei der Herstellung ihrer Produkte als erste Wahl angesehen. Mit einem Kohlenhydrateanteil von etwa 6 bis 8 % und einem Fettanteil von etwa 4 bis 7 % ist das Nährstoffverhältnis etwas niedriger als beim Isolat.
Molkenprotein-Isolat
Bei der Herstellung von Molkenprotein-Isolat kommen zwei unterschiedliche Verfahren zur Anwendung. Beim Ionentauschverfahren werden die Molkenproteine an den Ionentauscher adsorbiert und eluiert, wodurch die Proteinpräparation mehr Salze enthält. Bei einer Herstellung von Molkenprotein-Isolat im Mikrofiltrationsverfahren werden keine Salze verwendet. Dadurch kann eine besonders hohe Reinheit erreicht werden, mit einem Proteinanteil von etwa 90 bis 96 % sowie einem geringen Fett-, Kohlenhydrate- und Laktosegehalt von weniger als ein Prozent. Des Weiteren ist Molkenprotein-Isolat aufgrund seiner praktischen Laktosefreiheit besonders für Personen mit Laktoseintoleranz geeignet.
Molkenprotein-Hydrolysat WPH
Bei der Herstellung von Molkenprotein-Hydrolysat wird das Hydrolyse-Verfahren angewendet.[4] Durch die Hydrolyse (Aufspaltung) der Proteinketten in kleinste Fragmente (Peptide und Aminosäuren), kann Molkeprotein-Hydrolysat vom Körper schneller und leichter resorbiert werden. Magendruck entsteht bei dem leicht aufzunehmenden Protein nicht und es bilden sich keine schwefelhaltigen Gasen im Dickdarm. Je höher der Hydrolysegrad, desto hochwertiger und teurer das Protein. Als Nachteil war bisher der bittere Geschmack zu nennen. Molkenprotein-Hydrolysat fand deshalb seine Anwendung hauptsächlich in Aminosäurentabletten und -kapseln, wo der bittere Geschmack nur eine untergeordnete Rolle spielt. In geringen Anteilen werden Molkenprotein-Hydrolysat gemischt mit verschiedenen, hochwertigen Proteinen (Mehrkomponenten-Proteine), um die Preise niedriger zu halten und um individuelle Kombinationen aus Geschmack, Verträglichkeit und Eiweißanteil zu erhalten. Je höher der WPH-Anteil, also freie Peptide und Aminosäuren, desto hochwertiger und schonender ist das Nahrungsmittel.
Die leichte Verdauung des vollständig hydrolysierten WPH schont vor Ermüdung und die schnelle Passage durch den Magen plus Resorption im Dünndarm macht das WPH zum idealen Sportgetränk.
Der Grad der Aufspaltung wird in dH, degree of Hydrolysation, angegeben. – Einfach überprüfbar durch Übergießen des Pulvers mit kochend heißem Wasser (Boiling-Test). Falls nicht aufgespaltenes, rohes Protein enthalten ist, führt das zur Klumpenbildung wie bei der Ricottakäse-Herstellung. – Nicht jedes Produkt, auf dem mit WPH geworben wird, enthält reines WPH.
Bio-fermentierte Molken-/Milchproteine werden zu 100% aufgespalten und weisen keinen Bittergeschmack auf. Bei schonender, vollkommener, enzymatischer Aufspaltung ist WPH frei von Protein-, Lactose. Der Anteil an BCAA beträgt über 20%.
Das bitter-freie voll hydrolysierte WPH wird als Pulver in Shakes oder bei der Zubereitung von Speisen, dem Mischen mit Käse, in Nudeln, Backwaren, Broten oder Backmittel verwendet.
WPH wird bei Körperpflege-Produkten als hydrolyzed whey/milk protein in der INCI-Liste aufgeführt. Bei Protein-freiem WPH beträgt der Peptid-Anteil ca. 80%. Ca. 20% entfallen auf freie Aminosäuren (free amino acids = FAA).
Die Peptide bilden zusammen mit den Aminosäuren und den Hautpeptiden einen natürlichen Abwehr- oder Schutzmantel auf der Haut. Dieser hält die Tenside davon ab, in die Haut einzudringen und Barriere-Lipide zu zerstören, wodurch die Hautfeuchte besser erhalten bleibt.
Weiterhin sind die Peptide oberflächen-aktiv und glätten das Haar. Daher mehr Glanz und verbesserte Kämmfähigkeit.[5]
Fermentiertes Molkenprotein
Ähnlich wie beim Molkeprotein-Hydrolysat werden Proteinketten in Peptide aufgespalten, welche vom Körper schneller und leichter resorbiert werden. Die Aufspaltung erfolgt durch natürliche Fermentierung, bspw. mit Kefirkulturen. In diesem Fall wird es auch als Kefir Whey bezeichnet. Es kann als fermentiertes Molkenprotein-Konzentrat als auch als -Isolat hergestellt werden.
Entgegen dem Molkenprotein-Hydrolysat hat fermentiertes Molkenprotein keinen bitteren Geschmack und kann daher auf gewohnte Weise konsumiert werden. Gleichzeitig ist es frei von Laktose und kann lebendige Bifidobakterien aufweisen, welche zu einer besseren Bekömmlichkeit führen.[6]
Einzelnachweise
- Hans-Dieter Belitz, Werner Grosch, Peter Schieberle (Hrsg.): Lehrbuch der Lebensmittelchemie. 5. Auflage. Springer, 2001, S. 494, ISBN 3-540-41096-1.
- John T. Brosnan, Margaret E. Brosnan: Branched-Chain Amino Acids: Enzyme and Substrate Regulation In: Journal of Nutrition. Band 136, Nr. 1, 2006, S. 207S–211S.
- L. M. Huffman, W. J. Harper: Maximizing the value of milk through separation technologies. In: Journal of dairy science. Band 82, Nummer 10, Oktober 1999, ISSN 0022-0302, S. 2238–2244, PMID 10531613.
- A. MacDonald: Which formula in cow's milk protein intolerance? The dietitian's dilemma. In: European Journal of Clinical Nutrition. Band 49, Suppl. 1, September 1995, ISSN 0954-3007, S. S56–S63, PMID 8647064.
- US-Patent 16/070,037 basierend auf PCT/EP2017/050683, Patentinhaber: Wolfgang Priemer, Robert Finke.
- National Research Council (US) Panel on the Applications of Biotechnology to Traditional Fermented Foods: Lactobacillus GG Fermented Whey and Human Health. National Academies Press (US), 1992 (nih.gov [abgerufen am 3. Februar 2022]).