Melkfeiten

Op deze pagina worden de eigenschappen van melkvet beschreven. Er is een korte inleiding over de algemene definities en chemie van vetten, gevolgd door hoofdstukken over de chemie van melkvetten, de fysische eigenschappen van melkvetten, het bederf van melkvetten en de invloed van warmtebehandelingen op de eigenschappen van melkvetten. Zie voor meer details over de samenstelling en eigenschappen van melkvet de referenties van Fox en McSweeney (1998), Parodi (2004), van Boekel en Walstra (1995), Walstra et al. (1999), Weihrauch (1988).

Algemene vetdefinitie en chemie

Vetten zijn gemaakt van afzonderlijke vetzuurmoleculen die vastzitten aan glycerol, een 3-koolstof ruggengraat. Het meest voorkomende type vet heet een triglyceride, of triacylglycerol, dat 3 vetzuren aan de ruggengraat bevat en lijkt op een vork zonder het handvat.

Omdat er veel verschillende vetzuren aan de ruggengraat kunnen worden vastgemaakt, zijn er veel verschillende soorten triglyceriden of vetten. Vetverbindingen kunnen ook diglyceriden zijn die 2 vetzuren hebben of monoglyceriden die 1 vetzuur op de glycerolruggengraat hebben. Mono- en diglyceriden worden gebruikt als emulgatoren, verbindingen die ervoor zorgen dat het vet en water niet van elkaar gescheiden worden in voedingsmiddelen zoals ijs.

De afzonderlijke vetzuren kunnen in lengte variëren van 4 tot 22 koolstofatomen, en kunnen rechte of vertakte ketens zijn. Koolstofatomen hebben 4 bindingsplaatsen. Vetzuren kunnen verzadigd zijn, wat betekent dat elke koolstof een enkele binding heeft met een andere koolstof en 2 waterstofatomen, of vetzuren kunnen onverzadigd zijn, wat betekent dat een koolstof twee bindingen heeft met de aangrenzende koolstof, een dubbele binding genoemd, en een enkele binding met een andere koolstof en een waterstofatoom. Een enkelvoudig onverzadigd vet heeft 1 dubbele binding en een meervoudig onverzadigd vet heeft 2 of meer dubbele bindingen in de koolstofketen. De bindingen in onverzadigde vetzuren kunnen cis of trans zijn, afhankelijk van de richting van de doorgaande koolstofketen aan weerszijden van de dubbele binding. Een cis-binding betekent dat de vetzuurketen aan dezelfde kant van de binding doorloopt, waardoor een U-vorm wordt gevormd, en een trans-binding betekent dat de vetzuurketen aan de tegenovergestelde kant van de binding doorloopt, waardoor een Z-vorm wordt gevormd.

De stenografische beschrijving van vetzuren is de vermelding van het aantal koolwaterstoffen, gevolgd door een dubbele punt en het aantal dubbele bindingen. Bijvoorbeeld, 4:0 is een keten van 4 koolstofatomen zonder dubbele bindingen, en 18:1 is een keten van 18 koolstofatomen met 1 dubbele binding. Voor onverzadigde vetzuren wordt de aanduiding c gebruikt voor cis-bindingen en t voor trans-bindingen. Bijvoorbeeld, C18:2 c,c is een 18 koolstofketen met 2 dubbele bindingen die beide cis zijn. De termen omega-3 of omega-6 verwijzen naar de koolstof, hetzij de 3e of de 6e koolstof beginnend aan het eind van de keten die niet aan de glycerolruggengraat vastzit, waar de eerste dubbele binding verschijnt. De Griekse letter omega, Ω , wordt gebruikt om de omegapositie aan te duiden.

Andere vetachtige verbindingen zijn fosfolipiden en sterolen. De fosfolipiden hebben een triglyceridetype basisstructuur, maar er is een fosfaatgroep op de derde positie van de koolstofruggengraat. De fosfaatgroep, een combinatie van fosfor en zuurstof, verleent fosfolipiden oppervlakte-eigenschappen die werkzaam zijn op het grensvlak tussen in water oplosbare verbindingen en verbindingen die dat niet zijn, zoals vetten. Fosfolipiden zijn belangrijke bestanddelen van celmembranen. Fosfolipiden maken ongeveer 1% uit van het vet in melk. De twee meest voorkomende fosfolipiden zijn fosfotidylcholine en sfingomyeline. Van sfingomyeline is aangetoond dat het een beschermend effect heeft bij sommige vormen van kanker. Sterolen, zoals cholesterol, zijn complexe chemische verbindingen die belangrijke bestanddelen van hormonen zijn.

Melkvetchemie

Melk bevat ongeveer 3,4% totaal vet. Melkvet heeft de meest complexe vetzuursamenstelling van de eetbare vetten. Meer dan 400 individuele vetzuren zijn geïdentificeerd in melkvet. Ongeveer 15 tot 20 vetzuren maken echter 90% van het melkvet uit. De belangrijkste vetzuren in melkvet zijn verzadigde vetzuren met rechte keten met 4 tot 18 koolwaterstoffen (4:0, 6:0, 8:0, 10:0, 12:0, 14:0, 16:0, 18:0), enkelvoudig onverzadigde vetzuren (16:1, 18:1), en meervoudig onverzadigde vetzuren (18:2, 18:3). Sommige vetzuren worden in zeer kleine hoeveelheden aangetroffen, maar dragen bij tot de unieke en gewenste smaak van melkvet en boter. Zo vormen de C14:0 en C16:0 ß-hydroxyvetzuren bij verhitting spontaan lactonen die de smaak van boter versterken.

De vetzuursamenstelling van melkvet is niet constant gedurende de lactatiecyclus van de koe. De vetzuren met een lengte van 4 tot 14 koolstofatomen worden aangemaakt in de melkklier van het dier. Een deel van de 16-koolstofvetzuren wordt door het dier zelf aangemaakt en een ander deel is afkomstig uit de voeding van het dier. Alle 18-koolstofvetzuren zijn afkomstig uit de voeding van het dier. Er zijn systematische veranderingen in de samenstelling van het melkvet die te wijten zijn aan het lactatiestadium en de energiebehoeften van het dier. In het begin van de lactatie komt de energie van het dier grotendeels uit de lichaamsreserves en zijn er weinig vetzuren beschikbaar voor de vetsynthese, zodat de vetzuren die gebruikt worden voor de productie van melkvet afkomstig zijn uit de voeding en meestal de langere ketens 16:0, 18:0, 16:1 en 18:2 vetzuren zijn. Later in de lactatie worden meer vetzuren in de melk gevormd in de melkklier, zodat de concentratie van vetzuren met een korte keten, zoals 4:0 en 6:0, hoger is dan in het begin van de lactatie. Deze veranderingen in de vetzuursamenstelling hebben geen grote invloed op de voedingseigenschappen van melk, maar kunnen wel enige invloed hebben op de verwerkingseigenschappen van producten zoals boter.

Melkvet bevat ongeveer 65% verzadigde, 30% enkelvoudig onverzadigde en 5% meervoudig onverzadigde vetzuren. Vanuit voedingsoogpunt zijn niet alle vetzuren gelijk. Verzadigde vetzuren worden in verband gebracht met een hoog cholesterolgehalte in het bloed en hartziekten. Korteketenvetzuren (4 tot 8 koolhydraten) worden echter anders gemetaboliseerd dan langketenvetzuren (16 tot 18 koolhydraten) en worden niet als een factor bij hartaandoeningen beschouwd. Geconjugeerd linolzuur is een transvetzuur in melkvet dat in vele opzichten gunstig is voor de mens. Deze kwesties worden besproken in het gedeelte Melk en menselijke gezondheid.

De vetzuren zijn op de triglyceridemolecule (figuur 1) op een specifieke manier gerangschikt. De meeste vetzuren met een korte keten bevinden zich op de onderste koolstofpositie van het triglyceridemolecuul, en de langere vetzuren bevinden zich meestal in het midden en op de bovenste posities. De verdeling van de vetzuren over de triglyceride ruggengraat beïnvloedt de smaak, de fysische en de voedingseigenschappen van melkvet.

Fysische eigenschappen van melkvet

Melkvet smelt over een breed temperatuurbereik, van ongeveer -40°F (-40°C) tot 104°F (40°C). Dit wordt het best geïllustreerd door de hardheid van boter bij koelkasttemperatuur versus kamertemperatuur. Bij koelkasttemperatuur is boter ongeveer 50% vast, maar bij kamertemperatuur is het slechts ongeveer 20% vast, en daarom smeert boter gemakkelijker uit naarmate de temperatuur stijgt. De smelteigenschappen van melk zijn een gevolg van de smeltpunten van de afzonderlijke vetzuren waaruit melkvet bestaat en hun rangschikking op de triglyceridemolecule.

De triglyceriden van melkvet hebben de vorm van bolletjes. De bolletjes zijn omgeven door een eiwit- en fosfolipidemembraan dat de bolletjes in de serumfase (waterfase) van melk stabiliseert. De grootte van de natuurlijke bolletjes varieert van minder dan 1 µm tot meer dan 10 µm. Door de ongelijke grootteverdeling kunnen de grotere bolletjes gaan drijven in een proces dat “creaming” wordt genoemd, wat resulteert in een “roomlijn” aan de bovenkant van de container. Melk wordt gehomogeniseerd om de grootte van de grote bolletjes te reduceren tot minder dan 1 µm, een uniforme verdeling van de bolletjes in de serumfase te verkrijgen en creaming te minimaliseren.

Afbraak van melkvet

Melkvet kan worden afgebroken door enzymatische werking, blootstelling aan licht en oxidatie. Elk van deze processen verloopt via verschillende mechanismen. Zie voor meer informatie de referenties bovenaan deze pagina.

Enzymen die vet afbreken worden lipasen genoemd, en het proces wordt lipolyse genoemd. Melklipasen zijn afkomstig van verschillende bronnen: de moedermelk, bacteriële besmetting vanuit de lucht, bacteriën die opzettelijk worden toegevoegd voor fermentatie, of in melk aanwezige somatische cellen. Lipasen verwijderen vetzuren van de glycerolruggengraat van het triglyceride. Gewoonlijk veroorzaakt de werking van lipase ongewenste ranzige smaken in melk. Pasteurisatie inactiveert lipasen en verlengt de houdbaarheid van melk. Bij sommige kaassoorten, zoals blauwe kaas en provolone, is echter een kleine hoeveelheid lipolyse nodig om de karakteristieke smaak te verkrijgen.

Afbraak door licht kan in melk vrij snel plaatsvinden en produceert een karakteristieke off-flavor. Het grootste deel van deze vieze smaak wordt veroorzaakt door afbraak van eiwitten. Door melk in ondoorzichtige recipiënten te bewaren, wordt dit proces tot een minimum beperkt. Melkvet kan ook worden afgebroken door een klassiek chemisch oxidatiemechanisme, de aantasting van dubbele bindingen in de vetzuren door zuurstof. Oxidatie van de onverzadigde fosfolipiden in melk veroorzaakt vieze, visachtige of metaalachtige smaken.

Invloed van warmtebehandelingen op melkvet

Melkvet heeft een breed smelttraject en is volledig gesmolten bij 40°C (104°F). De typische HTST (High Temperature Short Time)-pasteurisatiecondities hebben geen invloed op de functionele en nutritionele eigenschappen van melkvet. Hogere hittebehandelingen kunnen oxidatiereacties stimuleren en vetafbraak en bijsmaken veroorzaken. Hoge warmtebehandelingen zoals ultrahogetemperatuurpasteurisatie (UHT) kunnen de membraanproteïnen van de melkvetbolletjes verstoren en de bolletjes destabiliseren, wat tot coagulatie leidt.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.