Kuhmilch
Synonym: Milch (abgekürzt)
Englisch: milk
Definition
Als Kuhmilch bzw. bezeichnet man das durchmischte, unveränderte Gesamtgemelk einer Kuh. Es handelt sich um eine weißliche, opake Emulsion bzw. kolloidale Dispersion von Proteinen, Lipiden und Laktose in Wasser.
Allgemein
Kuhmilch wird während der Laktation in der letzten Trächtigkeitsperiode bis zum Abmelken der Kuh produziert (duchschnittliche Laktationdauer: 305 Tage).
Biosynthese
Damit die Kuh einen Liter Milch produzieren kann, müssen rund 500 Liter Blut durch das Euter fließen. Für eine Tagesmilchmenge von 20 Litern sind somit ca. 10.000 Liter Blut notwendig. Eine Kuh produziert (bei 20 Liter/Tag) täglich:
- 1 kg Milchfett
- 1 kg Milchzucker
- 0,75 kg Milcheiweiß
Die Synthese erfolgt durch Vorstufen der Milchinhaltsstoffe, die aus Nährstoffen des Futters durch mikrobielle Fermentation in den Vormägen entstehen, z.B. Acetat, Proprionat, Butyrat, u.v.m.
Milchfettsynthese
- kurz- bis mittelkettige Fettsäuren: werden in der Milchdrüse synthetisiert
- langkettige Fettsäuren: stammen aus den Blutlipiden
- Glycerin: etwa 70% entsteht aus dem Glukoseabbau, der Rest aus den Blutlipiden
- Phospholipide: die Synthese erfolgt aus dem Pool
- Cholesterin: wird einerseits synthetisiert, andererseits aus dem Blut genommen
Milchproteinsynthese
Die Milchproteine werden einerseits in der Milchdrüse synthetisiert, z.B.
- Kaseine
- Molkenproteine (teilweise)
- α-Lactalbumin
- β-Lactoglobulin
andererseits stammen sie aus dem Blut, u.a.
Laktosesynthese
Aus UDP-Galaktose und Glukose entsteht durch die Laktosesynthetase Laktose.
Zusatzstoffe
Die in der Kuhmilch enthaltenen Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente stammen aus dem Blut, werden jedoch in der Milchdrüse in ihren Konzentrationen verändert.
Bestandteile
Folgende Tabellen listen die chemische Zusammensetzung der Kuhmilch auf:
| Milchfette und Lipide | ||
|---|---|---|
| Milchbestandteile aus verschiedenen Phasen | ||
| Emulsion | Milchfettkugeln | 3 µm |
| Kolloidale Lösung | Kaseinmicellen | 0,1 µm |
| Serumproteine | 0,01 µm | |
| Echte Lösung: | Mineralstoffe | < 1 µm |
| Laktose | < 1 µm | |
| Fette und Fettbegleitstoffe | ||
| Glyceride | Triglyceride | 98 % |
| Diglyceride | 0,3-1,6 % | |
| Monoglyceride | 0,02-0,1 % | |
| Phospholipide | 0,8 % | |
| Sterine | Cholesterin | 0,25-0,40 % |
| Begleitstoffe | Freie Fettsäuren | Spuren |
| Wachse | Spuren | |
| Kohlenwasserstoffe | Spuren | |
| Fettlösliche Vitamine | Vitamin A | 1,0-8,5 ppm |
| Carotinoide | 8,0-10,0 ppm | |
| Vitamin E | 2-50 ppm | |
| Vitamin D | Spuren | |
| Vitamin K | Spuren | |
| Stickstoffhaltige Substanzen | ||
|---|---|---|
| Milcheiweiß-Hauptkomponenten | ||
| Kaseine | αs1-Kasein | 55 % |
| β-Kasein | 27 % | |
| κ-Kasein | 15 % | |
| γ-Kasein | 3 % | |
| Molkenporteine | Albuminfraktion | α-Lactalbumin |
| β-Lactoglobulin | ||
| Blutserumalbumin | ||
| Globulinfraktion | Immunglobuline | |
| Lactoferrin und Transferrin | ||
| Membraneiweiße | ||
| Enzyme der Milch | |
|---|---|
| Einteilung der Milchenzyme | |
| Oxidoreduktasen | Peroxidase |
| Katalase | |
| Xanthinoxidase | |
| Superoxiddismutase | |
| Hydrolasen | Lipoproteinlipase |
| Phosphatasen | |
| Amylasen | |
| Plasmin | |
| Mineralstoffe und Spurenelemente | ||
|---|---|---|
| Kalzium und Phosphor | ||
| Kalzium | gelöst | 30 % |
| Kasein-gebunden | 20 % | |
| kolloidal | 50 % | |
| Phosphor | gelöst | 30 % |
| Kasein-gebunden | 20 % | |
| kolloidal | 50 % | |
| Spurenelemente | ||
| organisch gebunden | Kupfer (Cu) | an Fettkugelmembran |
| Eisen (Fe) | an Fettkugelmembran bzw. Lipide und Proteine | |
| Zink (Zn) | an Fettkugelmembran bzw. an Proteine | |
| Mangan (Mn) | an Fettkugelmembran | |
| Selen (Se) | an Proteine | |
| Iod (I) | an Proteine | |
| Organische Säuren | |
|---|---|
| Säure | Gehalt |
| Zitronensäure | 0,19 % |
| Neuraminsäure | 0,02 % |
| Nucleinsäuren | 75 mg/Liter |
| in sehr geringen Mengen | Capron-, Caprin-, Ameisen-, Essig-, Brenztrauben-, Phosphoenolbrenztrauben-, Milch-, Benzoe-, Hippur-, Oxal- und Salicylsäure |
| Gase | |
|---|---|
| Gehalt in frisch gemolkener Rohmilch | |
| Kohlendioxid (CO2) | 6 % |
| Stickstoff (N) | 3 % |
| Sauerstoff (O) | 0,4-1,1 % |
Milchverarbeitung
Konsummilch
Die Rohmilch bildet die Basis für die Herstellung von Milchprodukten. Durch unterschiedliche Erhitzungsverfahren wird die Rohmilch zur Konsummilch, um vermarktet werden zu können. Die maschinellen Verfahren dienen der Verlängerung der Haltbarkeit durch Abtötung eventuell vorhandener pathogener Keime sowie zur Reduzierung anderer Mikroorganismen. Die im Handel erhältliche Konsummilch kann in folgende Sorten unterteilt werden:
- Pasteuerisierte Milch (durch Pasteurisierung)
- Hocherhitzte Milch (durch Hoch-Pasteurisieren)
- Ultrahocherhitzte Milch (durch Ultrahocherhitzung)
- Sterilisierte Milch (durch Sterilisierung)
Milchprodukte
Milchprodukte können anhand der jeweiligen sensorischen Charakteristik und der angewendeten Herstellungstechnologie in unterschiedliche Produktgruppen klassifiziert werden. Man unterscheidet:
- Frisch- bzw. Sauermilchprodukte (z.B. Joghurt, Quark)
- Butter (z.B. Sauerrahmbutter, Süßrahmbutter)
- Sahneprodukte (z.B. Süßrahmprodukte, Sauerrahmprodukte)
- Käse und Käseprodukte (z.B. Hartkäse, Weichkäse)
- Trockenmilcherzeugnisse
- Molke
Beeinflussung der Qualität und Zusammensetzung
Grundsätzlich kann man sagen, dass die Zusammensetzung und Qualität der Milch zu 20% von den Genen der Kuh und zu 80% von der Umwelt bestimmt wird. Demzufolge unterscheidet man zwischen den
- Einflüssen, die vom Tier ausgehen und den
- Einflüssen, die von der Umwelt ausgehen.
Einflüsse des Milchtieres
- Rasseeinfluss: Niederviehrassen weisen eine höhere Milchmenge aber einen geringen Gehalt an Inhaltsstoffen auf als Höhenviehrassen.
- Einzeltiereinfluss: Es liegen große Schwankungen abhängig vom genetischen Potenzial vor.
- Laktationsstadium: Die Kolostralmilch weist deutlich andere Merkmale auf als jene Milch, die gegen Ende der Laktation abgegeben wird.
- Alter: Mit zunehmendem Alter nehmen der Gehalt an Kasein und Laktose ab (0,05 - 0,1 % pro Jahr).
- Krankheiten: Die Milchleistung und der Fettgehalt nehmen deutlich ab und es kommt zu chemischen bzw. sensorischen Veränderungen, die durch Krankheiten verursacht werden.
Einflüsse der Umwelt
- Krankheitsbedingte Faktoren: Acetonämien bzw. Ketosen führen zu einem fischig-talgigen Geschmack, wohingegen fieberhafte Erkrankungen einen bitteren, schweißähnlichen Geschmack der Milch verursachen. Bei Mastitiden wird die Milch als aromaarm, bitter oder auch salzig beschrieben.
- Arzneimittelbedingte Faktoren: Unterschiedliche Inhaltsstoffe von Arzneimitteln führen zu deutlichen geschmacklichen Unterschieden der Milch.
- Fütterungsbedingte Faktoren und Milchgeschmack: Es gibt drei Wege, über die geruchs- und geschmacksintensive Futtersubstanzen in die Milch gelangen können: direkter Kontakt der Milch mit dem Futter, Überführung des Futtergeruchs und der Stallluft von der Lunge ins Blut und vom Blut aus in die Milch oder mit dem Futter über den Magen-Darm-Trakt.
- Chemische Veränderungen des Milchfetts: Die Bildung von freien Fettsäuren aus dem Milchfett führt zum Ranzigwerden bzw. Seifigwerden der Milch.
Klinik
Eine mögliche pathogene Wirkung der Kuhmilch ist zur Zeit (2019) Gegenstand der Grundlagenforschung. Hier richtet sich das Interesse auf ringförmige DNA-Komponenten, die Bovine Meat and Milk Factors (BMMF).
Literatur
- Bauer, Alexandra, Smulders, Frans J.M. Tierproduktion und veterinärmedizinische Lebensmittelhygiene - ein synoptisches Lehrbuch. 2., überarbeitete und ergänzte Auflage. Wageningen Academic Publishers, 2015.
- Krömker, Volker. Kurzes Lehrbuch Milchkunde und Milchhygiene. Parey-Verlag, 2007.