Folge 17: "Mr. Laktose", Kent Keller

Mr. Lactose spricht über Wasseraktivität und Laktosemonohydrat

In dieser Folge von Water in Food haben wir den Laktosespezialisten Kent Keller von Keller Technologies, Inc. zu Gast. Kent bildet seit über 40 Jahren Menschen in der Laktoseindustrie aus und modernisiert Laktosesysteme auf der ganzen Welt. Im Jahr 2000 wurde Kent mit dem prestigeträchtigen Award of Merit des American Dairy Product Institute für seine lebenslangen Beiträge zur Laktose verarbeitenden Industrie geehrt und wurde sogar als "Mr. Laktose" bezeichnet.

Kent gibt uns seine einzigartigen Einblicke in die Molke- und Laktoseproduktion und erklärt, wie wichtig es in beiden Branchen ist, die Wasseraktivität genau im Auge zu behalten.

Verarbeitung von Molkenproteinkonzentrat

Nach seinem Bachelor-Abschluss in Chemieingenieurwesen nahm Keller eine Stelle in Midland, Michigan, bei der Dow Chemical Company an. Nur sechs Wochen nach Abschluss des Studiums erhielt er die Gelegenheit, ein neues photochemisches Verfahren zur Herstellung eines Siedlungstetrabromids zu entwickeln, das Dow patentieren und zu einem kommerziellen Verfahren machen konnte.

Während seines Wehrdienstaufschubs bei Dow beschloss Keller, der stellvertretender Produktionsleiter für Bromprodukte war, sich freiwillig für das Friedenskorps zu melden. Dies führte ihn in ein Maya-Dorf im heutigen Belize, wo er bei der Organisation einer Reisvermarktungsgenossenschaft half und demonstrierte, wie man mit geringeren Kosten eine bessere Viehzucht betreiben kann.

Aufgrund der schlechten Proteinquellen in dem Dorf grassierte unter den Kindern eine Proteinunterernährung. Dies veranlasste Keller, sich nach seiner Rückkehr an der Michigan State University einzuschreiben, um neue, billigere Methoden zur Proteinherstellung zu erforschen. Seine Diplomarbeit befasste sich mit der Fermentierung von Käsemolke zur Herstellung von proteinreichem Viehfutterzusatz.

Keller erkannte, dass sich Molke nicht nur gut als Viehfutter eignet, sondern auch eine gute Quelle für hochwertiges Protein ist. Nach einer kurzen Tätigkeit bei Cargill wurde er Produktionsleiter in einer der ersten Anlagen, die Molkenproteinkonzentrat in kommerziellem Maßstab herstellten.

Von der Molke zur Laktoseproduktion

Während seiner Zeit als Produktionsleiter stellte Keller bedeutende Mengen an Molkeproteinen durch Ultrafiltration her, wobei etwa 20 % der Milchproteine als Molke zurückgewonnen wurden. Das restliche Produkt wurde durch eine Membran geleitet, um die 80 % Laktose abzutrennen. Diese Laktose wurde dann z. B. für die Herstellung von Säuglingsnahrung verwendet.

Leider wurde diese Proteinfabrik geschlossen, aber das ermöglichte es Keller, seine Erfahrung mit Molke zu nutzen, um ein Beratungsunternehmen namens Whey Systems, Inc. zu gründen, das Käsereien bei der Herstellung von Molkeproteinkonzentrat vor Ort helfen sollte, anstatt die übrig gebliebene Molke per LKW zu einer externen Anlage zu transportieren.

In den Anfängen seines neuen Unternehmens waren die Käsereibesitzer mehr an der Produktion von Laktose als von Molkenproteinkonzentrat interessiert. Damals wusste er noch nicht, dass mit der Schließung von Kellers Verarbeitungsanlage die Laktoseproduktion des Landes um 50 % zurückging, was zu einem fünffachen Anstieg des Preises für getrocknete Laktose führte.

Nachdem er die Veränderungen auf dem Markt erkannt hatte, verlagerte er seinen Schwerpunkt von WPC auf die Laktoseproduktion und eröffnete in den 20 Jahren, die er bei Whey Systems, Inc. tätig war, 40 Verarbeitungsanlagen in aller Welt.

Wasseraktivität und Laktose

Einfach ausgedrückt, ist Laktose der Zucker in der Milch. Genauso wie übermäßige Feuchtigkeit einen Sack Haushaltszucker steinhart werden lässt, kann sie auch bei Laktose zu starken Verklumpungen führen - Laktose ist sogar noch weniger löslich als Saccharose. Es ist wichtig, dass Laktose extrem trocken ist, vor allem während des Transports, wo es zu Verklumpungen und Schimmel kommen kann.

Vor der Entwicklung von Wasseraktivitätsmessgeräten benutzte Keller ein einfaches Feuchtigkeitsmessgerät und ein Thermometer, um die Wasseraktivität seiner getrockneten Laktose zu berechnen und die Mindestanforderungen für seine Kunden festzulegen. Im Jahr 2000 stieß er auf ein Wasseraktivitätsmessgerät der METER Group, das die Empfindlichkeit seiner Messungen noch weiter erhöhte.

Und es reicht nicht aus, zu wissen, wie viel Wasser in einer Sendung enthalten ist. Die Kenntnis der Wasseraktivität der Laktose ist wichtiger als der Feuchtigkeitsgehalt. Bei der Laktose von Keller handelt es sich um Laktosemonohydrat, das mit jedem Kristall 5 % gebundene Feuchtigkeit enthält. Eine Feuchtigkeitsanalyse, die dieses Wasser nicht berücksichtigt, führt zu falschen Ergebnissen. Bei der Messung der Wasseraktivität wird nur die freie Feuchtigkeit der Probe gemessen.

Im Allgemeinen setzt Keller den Zielwert für die Wasseraktivität von Laktose bei etwa 0,2 an. Klumpenbildung und Verklumpung können kurz danach bei 0,3 beginnen. Im Inland versandte Produkte könnten mit einer Wasseraktivität in diesem Bereich auskommen, aber bei Lieferungen nach Übersee treten zusätzliche Komplikationen auf, die diesen Messwert aus dem Bereich der akzeptablen Werte hinausschieben.

Schon bei einem Wert von 0,5 kann es zu Schimmelpilzbildung kommen. Sobald der Schimmelpilz zu atmen beginnt und die Laktose in Kohlendioxid und Wasser aufspaltet, kommt es zu einem schwer zu kontrollierenden Schneeballeffekt, durch den ständig mehr freie Feuchtigkeit in die Umgebung gelangt. Es ist sehr wichtig, die Bewegung der freien Feuchtigkeit um das Produkt herum zu kontrollieren.

Durch die Integration (und in den meisten Fällen durch die Entwicklung) geeigneter QA/QC-Techniken bei der Verarbeitung eines so sensiblen Produkts wie Laktose hat Kent Keller die Laktoseindustrie für immer verändert und sich zweifellos den Beinamen "Mr. Laktose" verdient.