Samenvatting Verwerkingstechnologie van dierlijke producten

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