Verwerkingstechnologie van dierlijke
producten
Zuiveltechnologie
1. Melksamenstelling en melkkwaliteit
1.1 Melksamenstelling
- Melkvorming:
In de uier, afgescheiden door melkklieren
(koeien, ooien, geiten, buffelkoeien)
Verschillende soorten weefsel
o Klierweefsel met alveolen, kanaalsysteem
en gladde spiervezels = myo-epitheliale
cellen (voornamelijk rond melkkanalen),
contractie van deze spiercellen gestuurd
door oxytocine
neuro-hormonale reflex
o Klier -en vetweefsel, beschermt en
ondersteunt klierweefsel
o Elke tepel heeft tepelkanaal, naar boven wordt het kanaal breder en vormt tepelholte/
tepelcysterne waar die verder naar boven opent in kliercysterne (onregelmatige vorm) heeft
zakvormige holten waarin de kanalen uitmonden, naar boven toe splitsen de kanalen zich en
vormen uiteindelijk een peervormige uitzetting als alveolen
o 1 alveol heeft 700 melkkliercellen, ze zijn gegroepeerd in lobulen/ kwabjes ( 1 kab bevat 200
alveolen = 0.8m³). Hierrond zitten veel gladde spiercellen = myo- epitheliale cellen
Wetgeving ’94: kwaliteit en samenstelling van melk geleverd aan kopers
Wetgeving ’94: productie en in handel brengen van consumptiemelk en melkproducten
Vorming van melk – 2 soorten secretieprocessen
o Eiwitcomponenten gevormd in ribosomen van R.E.R G.A golgie vesiculi celoppervlak
lumen van kliercysterne
o Vetcomponenten als vetdruppeltjes in sferosomen van S.E.R vergroeien en bewegen naar
apicale streek uitstulpen naar lumen + bedekt cytoplasmalaag afgesloten en omgeven door
celmembraan en rand van onderliggend cytoplasma
- Structuur
Melk = colloidale suspensie
o Lyofobe colloide: vet en gasbellen, onstabiel
o Lyofiele colloiden: caseinemicellen, stabiel
- Chemische samenstelling
Melkeiwit
o 80% caseïne, zelf uit meerdere
caseïnes samengesteld
o Serumeiwitten en minorcomponenten
(enzymen)
o 5% NPN (niet-proteïne stikstof
bestanddelen) uit het totale N-gehalte
1
, o Caseïne = lyofiele component, geen neiging tot coagulatie, soms coagulatie geïnduceerd:
enzymatisch door toevoeging van enzymen (chymosine), niet-enzymatisch, door pH-verlaging
(melkzuurvorming), door calcium, door verhitting dalende buffercapaciteit door stijgende
dissociatie van colloïdaal calciumfosfaat pH verandert)
o Ouderdomsgelificatie door lange bewaring, oorzaken: proteolytische afbraak door bacteriële of
natieve enzymen, chemische reactie caseïne en weiproteïnen polimeriseren, vorming van κ-
caseïne en β-lactoglobuline
Lactose
o Kwantitatief hoofdbestanddeel melk – 4,6%
o Reducerend disacharide gal + glu = enige koolhydraat in melk
o Functionaliteit: yoghurt glycocalix vorming, ijs weinig oplosbaar, kristallisatie in
polymorfismen, kaas, yoghurt, (zure) boter, (zure) karnemelk fermentatie substraat
Melkvet
o o/w emulsie met vetglobulen met diameter van 0.1 – 15µm, omgeven door
vetglobulemembraan (FGM) belangrijk voor houdbaarheid door bescherming tegen
enzymatische afbraak door lipasen en lipoxygenasen
o Vetglobulen kunnen agglutineren, coalesceren, granuleren (wanneer membraan beschadigd is)
o Adsorptiemechanisme van aggluninine op de vetglobulen veroorzaken finaal oproming
o 98% uit triglyceriden en beetje diglyceriden, monoglyceriden en andere vet-begeleidende
stoffen bv cholesterol en fosfolipiden
o Triglyceriden verschillen sterk in ketenlengte en in verzadigingsgraad
o Rol vetglobulenmembraan: bescherming tegen chemische (oxidatie) en enzymatische (lipasen,
lipoxygenasen) degradatiereacties, bescherming tegen fysische aggregatieagvclustering (d.m.v.
caseïne of agglutinatie) , coalescentie, granulatie en speelt
belangrijke rol tijdens de boterbereiding
C1 –C14 aangemaakt in secretorische cellen in uier
≥ C16 afkomstig microbiële werking pens bloed + lymfe melk
Onverzadigde vetzuren (uit voeder), als gevolg microbiële rumen
hydrogenatie omgezet tot trans-vetzuren (ongeveer 5%)
o Functionaliteit: romig mondgevoel, botersmaak (indien
boterzuur te veel onder vrije toestand aanwezig kan
ranzig smaken, botervet is verzamelplaats voor andere smaken belang smaak kaas), zachte
textuur kaas vetglobulen geven ‘shortening’ effect in kaas door film te leggen op eiwitten, is
begeleidend voor vetoplosbare vitaminen en essentiële vetzuren
o Aggregatie van vetglobulen door kristallisatie of caseïnemicellen
o Adsorptiemechanisme van agglunine en vetglobulen veroorzaken oproming
Zouten en sporenelementen
o Vooral K, Ca, Na, Mg, Cl en fosfaten als sporenelementen, zouten komen voor als ionen of als
moleculen
o Calciumfosfaat = Ca3(PO4)2 als molecuul en als ion (Ca2+ en PO43-)
o Ook fosfaat in lecithine
o Vormen: ion/ molecule, serum/caseïnemicel of oplosbaar/ onoplosbaar
o Zowel in oplosbare als onoplosbare vorm, opgeloste zouten beïnvloeden melkeigenschappen
o.a. eiwitstabiliteit (komen enkel voor in serum)
o Ca kan vanuit micellen (colloïdaal Ca- fosfaat) migreren naar serum of omgekeerd
beïnvloed door verhitting, afkoeling, aanzuren en concentratie/indamping
o Van metalen vooral Cu versnelt oxidatie van vet
2
, o Mn speelde vroeger belangrijk eigenschappen van melkzuurbacteriën te wijzigen
Nu commerciële, gestandaardiseerde zuursel, gecontroleerd op eigenschappen
Vitaminen
Biologisch actieve stoffen
o Enzymen: fosfatase, katalase, lactase- peroxidase, lactase
xanthine-oxidase, lipase, proteïnase, sulfhydryl-oxidase
Organische zuren: citroenzuur = belangrijkste organische zuur,
komen voor als ionen of complexe zouten
Antimicrobiële componenten
o L1: lysosyme: enzym dat peptidoglycaanlaag van bacteriën lyseert
voor gram+ bacteriën
o L2: lactoperoxidase: katalyseert omzetting H2O2 H2O, kan met thiocyanaat bacteriostatische
componenten aanmaken tegen gram- bacteriën (vb. E. coli, Salmonella,…)
o L3: lactoferrine: ijzerbindend enzym, ijzer is noodzakelijk als groeifactor voor bacteriën
o Probiotica, prebiotica en synbiotica
- Invloedfactoren
Samenstelling is bepalend voor mogelijke verwerking van
melk tot zuiveleindproduct
Caseïnerijke melksoorten (koe, geit, buffel, schaap)
geschikt voor kaasbereiding
Albuminerijke soorten (mens, paard) niet voor
kaasbereiding gezien fijne stremming, wel goed verteerbaar
Ras/ diersoort
o Melksamenstelling, afkomstig
verschillende dieren, varieert sterk
o Enkel hoefdieren, met in bijzonder
herkauwers, gehouden met oog op
melkproductie
Lactatiestadium fysiologische factor
o Lactatieperiode omvat 305 dagen
o Colostrum of biestmelk geproduceerd gedurende eerste dagen lactatiestadium
o Samenstelling van colostrum verschilt van gemiddelde
melksamenstelling: hoog gehalte immunoglobulinen (gemiddeld
7%), hoog celgetal (somatische cellen), Cu en Fe, laag
lactosegehalte en lagere pH (pH 6)
o Melkproductie hoogst in 2de – 3de maand tijdens lactatieperiode
Gezondheidstoestand van het dier fysiologische factor
o Melksamenstelling beïnvloed door uierontsteking (mastitis) bacteriële infectie
o Tot belangrijkste mastitis verwekkende coliformen behoren Klebsiella ssp, Escherichia coli,
Serratia ssp Enterobacter, Staphylococcus
aureus en Streptococcus uberis – stammen
o Mastitis verlagend effect op melkproductie
en melksamenstelling lijkt meer op
samenstelling van bloedserum: plasmine
activiteit, celgetal en zoutgehalte zijn
hoger en lactosegehalte lager
3
, Seizoen en veevoeder omgevingsfactor
o Voedersamenstelling kan samenstelling melkvet beïnvloeden
o Laag eiwitgehalte geeft daling eiwitgehalte in melk, hoog eiwitgehalte geeft stijging in NPN
o Propionzuur is precursor voor lactose en acetaat voor vet
o Ureum kan door herkauwer, via microbiële flora in pens, omgezet tot dierlijk eiwit
Eiwit kan omgezet tot hoogwaardig melkeiwit seizoensinvloed op melksamenstelling, zomermelk is
armer aan vet en eiwit, rijker aan β-caroteen en vetsamenstelling is meer onverzadigd
o Voeder kan niet gewenste aromacomponenten doorgeven, daarom dat dieren 2-4 u voor
melken af te zonderen uit voederstal, aromacomponenten zijn vluchtig en kunnen eventueel
uit melk verwijderd worden door vacuüm de-aëratie
Melkinterval omgevingsfactor
o Hoe korter melkinterval, hoe lager melkproductie en hoe hoger vetgehalte en verhoogd
de gevoeligheid voor lipolysis
o Tijdens melken stijgt celgetal en vetconcentratie van 1 tot 10%
o Vroegtijdig melken stoppen lager vetgehalte
o Melkinterval groter dan 8 uur geeft echter dalende melkproductie
o Toename restmelk in uier en alveoli veroorzaakt druk op alveoli vorming van nieuwe melk
afgeremd (of verhinderd)
o Lang hoge druk geeft vervorming op alveoli maximale melkproductie niet meer bereikt
Stress omgevingsfactor
Correlaties
o Melk is isotonisch aan bloed, osmotische waarde bepaald door gehalte aan lactose en
opgeloste zouten, verhouden zich omgekeerd evenredig
o Bij mastitis of in beginstadium lactatie zal er bloed lekken melk
Lactosegehalte zal lager zijn en gehalte aan opgeloste zouten hoog.
o Gehalte onopgeloste zouten en gehalte caseïne verhouden zich evenredig,
Caseïnemicellen colloïdaal calciumfosfaat bevatten.
o Andere belangrijke correlaties:
Boterproductie beïnvloed door vetgehalte, kaasproductie door caseïnegehalte en
productie van magere melkpoeder hangt af van vetvrije droge stof
In gestandaardiseerde melk is ratio eiwit/vet belangrijkst, in magere melkpoeder is dit
eiwit/lactose ratio, vetgehalte in magere melk(poeder) beïnvloed door grootte vetglobulen
Kristallisatiegedrag melkvet bepaald door vetsamenstelling, beïnvloed boterconsistentie,
vetsamenstelling hangt af van voeder ook seizoen, winterboter is harder dan zomerboter
Hittestabiliteit belangrijk bij productie van ingedampte (geconcentreerde) melk
Strembaarheid hangt af van Ca2+- activiteit
Oproomsnelheid melkvet beïnvloed door activiteit van agglutinine, zeker bij koude
temperatuur, agglutinine gehalte daalt tijdens lactatie en is sterk ras-afhankelijk
Smaak beïnvloed door verhouding concentratie aan opgeloste zouten t.o.v. concentratie
lactose, lipase activiteit en gevoeligheid voor auto-oxidatie zijn bepalende factoren,
zijn ras-afhankelijk, gevoeligheid voor foto-oxidatie is hoogst in wintermelk
Kleur van melk, boter en kaas bepaald door β- caroteengehalte in melkvet, gehalte hangt
af van type voeder, maar ook van mogelijkheid tot convertie van β- caroteen in vitamine A,
Jersey koeien geven geel tot diep oranje melkvet, schapen, geiten en buffels geven kleurloos
4
