Take home message

Commerciële melk verkrijgbaar in winkels is of gepasteuriseerd of UHT behandeld. In een onderzoek naar de gevolgen van verhitting zijn verschillende indicatoren beoordeeld als enzym-concentraties, eigenschappen van de melkeiwitten, als ook verschillende concentraties vitamines. Met name in de wei-eiwitten als ook verschillende enzymen in de melk is er sprake van een duidelijke daling in concentratie en/of werkzaamheid bij oplopende verhitting. De B-vitamines zijn niet veranderd. De verschillen zijn het grootste tussen rauwe melk en UHT-melk.

Shop milk vergeleken

In 1980 verscheen een onderzoek van het gerenommeerde onderzoeksinstituut voor melk en kaas uit Bern-Liebefeld. De toenmalige directeur, Dr. Bernard Blanc stapte in de vraag naar de effecten van verhitting. In een artikel in de Alimentia-Sonderausgabe (1980) werd aandacht besteed aan de “invloed van thermische behandeling” op de belangrijkste melk-inhoudsstoffen. Er werden vijf behandelingen met elkaar vergeleken: (1) onbehandelde rauwe melk, (2) gepasteuriseerde melk (HTST; 72^oC, 15 sec), (3) hoog gepasteuriseerde melk (92^oC, 20 sec), (4) UHT-direct (150^oC, 2 sec) en (5) UHT-indirect (141^oC, 14 sec onder verhoogde druk). Melk werd maandelijks onderzocht, gedurende de periode van 1 jaar en de uitgangsmelk was telkens hetzelfde, namelijk de rauwe melk die men van een lokale kleine verwerker ophaalde. Hier worden de gemiddelden van het jaar als geheel gepresenteerd (n=12).

Blanc onderzocht verschillende inhoudsstoffen, zoals een aantal vitamines, verschillende enzymen en ook verschillende eiwitconcentraties. De meeste uitslagen zijn vrij eenduidig en laten met name het effect zien van de toenemende verhitting. Bij een enkele uitslag is er sprake van een additioneel effect van het seizoen, dat wil zeggen het effect van verhitting is in de zomermaanden anders dan in de wintermaanden.

Een typisch voorbeeld is opgenomen in figuur 1, de lag-fase van de groei van de bacterie E.coli. De lag-fase geeft aan hoe lang de melk weerstand biedt tegen het uitgroeien van bacteriën, wat de log-fase. Hoe langer de lag-fase is, hoe beter het eigen afweersysteem van de melk functioneert. Er zijn twee dingen opvallend, namelijk ten eerste, dat bij elke verhitting (2-5) de lag-fase tot een kwart van de uitgangstijd verkort is. Met andere woorden na elke verhitting is het risico, dat ongewenste bacteriën in de melk kunnen uitgroeien sterk verhoogd. Verder is zichtbaar, dat er een seizoen effect is, de afweer in de rauwe melk tegen ongewenste bacteriegroei is namelijk hoger in de winter- dan in de zomermelk.

Dalende concentraties na verhitting

Uit de publicatie zijn eerst de veranderingen bijeengezet, waarbij de waarden teruglopen bij oplopende verhitting. Daarbij is telkens de waarde van rauwe melk op 100% gesteld en is de relatieve afname berekend ten opzichte van de rauwe melk. Het betreft telkens de gemiddelden van de 12 maanden in het jaar (Januari – December). In figuur 2 zijn verschillende enzymen weergegeven: Lipase, Alkalische Phosphatase (ALP), Xanthinoxidase (XO), als ook drie wei-eiwitten: Beta-lactoglobuline (BLG), Bovine Serum Albumine (Albumin) en Lactoperoxidase (LP). Notabene: hoewel strikt genomen lijn-grafieken hier niet op zijn plaats zijn, is het gemakkelijker grafisch af te lezen hoe de concentraties of eigenschappen veranderen.

Lipase en ALP zijn volledig verdwenen na elke verhitting (de twee lijnen liggen volledig over elkaar heen). ALP wordt gebruikt om aan te tonen, dat melk gepasteuriseerd is en wordt geïnactiveerd boven de 62-63^oC. Lipase is het enzym, wat de vetsplitsing verzorgd. XO is een enzym, dat gebruikt wordt om de hogere verhittingsstappen aan te tonen en is derhalve niet meer actief in (3) t/m (5). Van de wei-eiwitten is bekend, dat zij denatureren, dan wel hun werking verliezen, wanneer de verhitting bij een hogere temperatuur plaatsvindt en de verhitting langer aanhoudt. Van het Lactoperoxidase is geen meting gedaan bij UHT-temperatuur, maar aangenomen wordt, dat de waarde dicht bij nul ligt. Van alle metingen is dus al een meetbaar effect zichtbaar bij de HTST-behandeling, hoewel niet alle verschillen ten opzichte van rauwe melk significant zijn.

In figuur 3 zijn 5 andere waarden opgenomen, het gehalte aan vitamine A en C, het aantal kweekbare bacteriën in de melk (kiemgetal), de al genoemde lagfase voor de groei van E.coli en de caseïne micellen. Vitamine A is niet bij elke temperatuur gemeten, maar neemt sterk af. Vitamine C neemt in geringe mate af, maar de verschillen zijn significant, met name bij de hogere verhittingstemperatuur. Opzet van verhitting is vooral ook het aantal bacteriën in de melk te reduceren. Het uitgangskiemgetal bedroeg ca 20.000 kiemen per ml. Door de HTST-pasteurisatie daalt dit sterk, maar niet tot nul en na UHT-behandeling zijn alle bacteriën verdwenen. De verschillen in kiemgetal zijn de belangrijkste reden, dat HTST-melk in het koelvak te vinden is en 7-10 dagen houdbaar is, terwijl de UHT-melk buiten het koelvak staat en een houdbaarheid van circa 3 maanden krijgt. Zowel de kiemen zelf als de sporen van bacteriën zijn door het UHT-proces volledig vernietigd. Hierboven werd al beschreven, dat na verhitting van melk er gemakkelijk ongewenste bacteriën kunnen uitgroeien. In rauwe melk bestaat een zeker afweermechanisme (onder meer tegen ongewenste bacteriegroei), dat in fabrieksmelk niet meer functioneert. Overigens is het niet zo, dat dit afweermechanisme afdoende is om rauwe melk tegen elke vorm van bacteriegroei te beschermen.

Onveranderde stoffen door verhitting

Blanc (1980) heeft verschillende B-vitamines (B1, B2, B3, B6) gemeten en stelt vast, dat de concentratie hiervan niet significant veranderen door verhitting; hetzelfde geldt voor de verschillende aminozuren, als ook het totale gehalte van aminozuren tesamen. Wel zijn er sommige vitamine concentraties verschillend door het jaar heen, samenhangend met het rantsoen van de koeien.

Stijgende concentraties door verhitting

In figuur 4 zijn vier waarden verhoogd na verhitting. In tegenstelling tot de eerdere figuren werd hier de UHT-behandeling op 100% gesteld. De PRS (protein reducing substances), het gehalte vrije ammoniak en de R-value nemen toe, met name bij hogere verhittingen. De PRS-waarde is een maat voor het reductievermogen van de caseïne. Een stijgend gehalte aan vrije ammoniak heeft te maken met de toegenomen eiwitafbraak. De R-value is een maat voor het samenklonteren van de caseïne, na toevoeging van stremsel. Tenslotte neemt het aandeel kleine vetbolletjes toe (in de grootte van 1-2 mu-meter), wat samenhangt met het homogeniseren van de verhitte melksoorten.

Alle grafieken zijn afgeleid vanuit het bronartikel: B.Blanc. Einfluss der thermischen Behandlung auf die wichstigsten Milchinhaltstoffe und auf den ernährungsphysiologischen Wert der Milch. Alimenta-Sonderausgabe, (1980), pp 5-25.