Hela rapporten - Svensk Mjölk
Hela rapporten - Svensk Mjölk
Hela rapporten - Svensk Mjölk
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Svensk</strong> <strong>Mjölk</strong> Forskning<br />
Telefon 0771-191900. E-post fornamn.efternamn@svenskmjolk.se<br />
Rapport nr 4966<br />
November 1999<br />
Revidering av rapport<br />
1998-12-21<br />
Faktorer som påverkar mjölkfettets<br />
fysikalisk-kemiska stabilitet<br />
En litteratursammanställning<br />
Lena Nyberg
Förord<br />
På <strong>Svensk</strong> <strong>Mjölk</strong> pågår ett projekt för att öka kunskapen om mjölkfett, mjölkfettets kvalitet<br />
och orsaker till fettrelaterade kvalitetsstörningar. Faktorer i hela kedjan från avel, utfodring,<br />
mejeriprocesser till färdiga produkter kommer att belysas. Projektet är uppdelat i en konära<br />
del och en del som berör hur mjölkens behandling påverkar fettkvaliteten. Denna<br />
sammanställning är resultatet av en litteraturgenomgång om faktorer som påverkar mjölkfett<br />
och hur olika mejeriprocesser påverkar mjölkfettkulans stabilitet. Idag är det främst framlidne<br />
professor Kesslers grupp i Weihenstephan, Tyskland som bedriver (praktisk) forskning om<br />
mjölkprocessers inverkan på mjölkfettet. När det gäller djupare teoretisk förståelse av<br />
fysikaliska förändringar i mjölkfettet är det fortfarande professor Walstra, Wageningen,<br />
Holland, som har de i särklass största kunskaperna. Många av referenserna i sammanställningen<br />
härstammar från dessa forskargrupper. Sammanfattningsvis är mjölkfettets stabilitet<br />
beroende av både inre faktorer: fettkulestorlek, fettkulemembranens sammansättning, förekomst/orientering<br />
av fettkristaller och yttre faktorer, främst luftinblandning och mekanisk<br />
bearbetning.<br />
Några slutsatser från litteraturgenomgången:<br />
• Forskarna är fortfarande inte överens om hur mjölkfettet kristalliserar. Enligt professor<br />
Walstra bildas ett nätverk av kristaller genom hela fettkulan. Dr Buchheim, Kiel Tyskland<br />
och professor Kesslers grupp anser istället att det bildas ett skal av fast fett på fettkulans<br />
yta medan det inre är flytande.<br />
• <strong>Mjölk</strong>fettkulorna är mest känsliga när fettet är delvis kristalliserat. Det finns risk för partiell<br />
koalescens. Grädde bör pumpas vid en temperatur under 6 °C eller över 40°C.<br />
• Stora fettkulor är känsligast. En liten del av fettkulorna - de stora, kan vara relativt instabila<br />
och ge upphov till smakproblem och andra produktfel. Det är alltså missledande att<br />
tänka på fettkulor i termer av deras medelstorlek.<br />
• I många artiklar som behandlar olika mejeriprocessers inverkan på mjölkfettkulan används<br />
benämningen ”fritt fett”, vanligen analyserat med någon extraktionsmetod. Enligt<br />
Walstra är det en olämplig benämning och analysmetod. Det är bättre att bestämma förändringen<br />
i distribution av fettkulestorlek än att använda extraktionsmetoder.<br />
Denna litteraturstudie har genomförts inom ramen för projektet ”<strong>Mjölk</strong>fettets kvalitet”.<br />
1
Innehåll<br />
Förord .................................................................................................................................................................... 1<br />
Innehåll .................................................................................................................................................................. 2<br />
Inledning ................................................................................................................................................................ 3<br />
Fettsyror................................................................................................................................................................. 3<br />
Triglycerider.......................................................................................................................................................... 3<br />
Fettkulemembran.................................................................................................................................................. 4<br />
Emulsion ................................................................................................................................................................ 4<br />
Homogenisering..................................................................................................................................................... 5<br />
Kristallisation ........................................................................................................................................................ 5<br />
Vispning av grädde ............................................................................................................................................... 7<br />
Temperaturbehandling av grädde....................................................................................................................... 7<br />
Kärning av smör.................................................................................................................................................... 8<br />
Instabilitet i fettkulor............................................................................................................................................ 8<br />
Cryoagglutinering ................................................................................................................................................. 9<br />
Partiell koalescens ............................................................................................................................................... 10<br />
Luftinblandning................................................................................................................................................... 12<br />
Effekt av luftinsug i mjölkutrustningens spenkoppscentral............................................................................ 13<br />
Mekanisk påverkan av fettkulor........................................................................................................................ 13<br />
<strong>Mjölk</strong>ens separerbarhet...................................................................................................................................... 15<br />
Scaniametoden..................................................................................................................................................... 15<br />
Mekanisk bearbetning av grädde vid olika temperaturer............................................................................... 16<br />
Professor Walstras kommentar till benämningen fritt fett (1995).................................................................. 17<br />
Lipolys.................................................................................................................................................................. 18<br />
Oxidation av mjölkfett........................................................................................................................................ 19<br />
Analysmetoder for fettkulestabilitet.................................................................................................................. 23<br />
Referenser ............................................................................................................................................................ 25<br />
2
Inledning<br />
Kor i Sverige producerar idag mjölk med en fetthalt på ca 4,3%. <strong>Mjölk</strong>fett är det mest mångsidiga<br />
av alla i naturen förekommande fetter ifråga om sammansättning och egenskaper. Fettet<br />
förekommer i mjölken i form av fettkulor med en diameter på 0,2-15 μm. Fettkulorna i mjölken<br />
täcks av en skyddande membran, med en tjocklek på ca 10 nm. Fettkulor med en diameter<br />
mindre än 1 μm utgör 80% av antalet fettkulor men innehåller mindre än 10% av mjölkfettet,<br />
medan fettkulor mellan 1 och 8 μm innehåller mer än 90% av den totala fettvolymen (Walstra<br />
1995). Komjölk innehåller ca 15 miljarder fettkulor/ml (Timmen 1988). Fettkulorna är unika<br />
produkter från epiteliecellerna i den lakterande bröstkörteln hos däggdjur. De varierar i sammansättning,<br />
också i en och samma mjölkning från en enskild ko. I produkter som inte har<br />
homogeniserats stabiliseras fettdropparna av den naturliga fettkulemembranen.<br />
Fettsyror<br />
Fler än 500 olika fettsyror har karakteriserats i mjölkfett, vilket är mer än i någon annan<br />
naturlig råvara (Christie 1995). De flesta förekommer dock i mycket låga halter. Två fettsyror<br />
dominerar viktmässigt, nämligen palmitinsyra C16:0 (30%) och oljesyra C18:1 (24%).<br />
Allmänt kan konstateras att mjölkfett innehåller förhållandevis stor andel kortkedjiga fettsyror,<br />
med 4-10 kolatomer, ca 10%. Smörsyra C4:0 är en specifik fettsyra för komjölk. <strong>Mjölk</strong>ens<br />
fettsyror härstammar från två källor, nämligen från blodet och från syntes i mjölkkörteln.<br />
Blodets fettsyror tas huvudsakligen upp från tunntarmen och härstammar antingen från fodret,<br />
har producerats av mikroorganismer i vommen eller frisläppts från fettvävnader i kroppen. I<br />
mjölkkörteln syntetiseras kortkedjiga och mediumlånga fettsyror. <strong>Mjölk</strong>ens C18-fettsyror<br />
kommer uteslutande från blodet. Trots att fettet i fodret har en hög omättnadsgrad är mjölkfett<br />
från kor och andra idisslare ganska mättat. Att halten fleromättade fettsyror i mjölken är så<br />
låg, ca 2%, beror på att mikroorganismer i vommen partiellt eller fullständigt hydrogenerar<br />
C18-fettsyrorna i dieten. <strong>Mjölk</strong>fettets innehåll av transfettsyror, ca 2%, kommer från denna<br />
hydrogenering. I mjölkkörteln och i fettvävnaden finns ett enzym (desaturas) som omvandlar<br />
stearinsyra C18:0 till oljesyra C18:1. Oljesyrainnehållet i mjölken härstammar därför dels<br />
direkt från blodet dels från en enzymatisk omvandling av stearinsyra.<br />
Triglycerider<br />
En mycket hög andel av mjölkfettet, 98%, utgörs av en enda lipidklass -triglycerider. Alla<br />
andra komponenter förekommer därför i relativt låga koncentrationer men kan ändå ha<br />
näringsmässig och teknologisk betydelse. Triglycerider är huvudkomponent i alla naturliga<br />
fetter. En triglycerid är uppbyggd av tre fettsyror bundna till glycerol. Triglyceridsyntesen,<br />
dvs esterifiering av fettsyror till glycerol, sker i mjölkkörteln genom enzymatiska reaktioner.<br />
Fettsyrornas fördelning är inte slumpmässig. Speciellt iögonfallande är att de kortaste fettsyrorna,<br />
C4 och C6, är placerade nästan uteslutande i 3:e position. De kvantitativt viktigaste<br />
fettsyrorna kan bilda cirka 1300 olika triglycerider och om alla fettsyror tas i beaktande är 105<br />
olika kombinationer möjliga.<br />
3
Fettkulemembran<br />
Fettkulorna i mjölken täcks av en skyddande membran, med en tjocklek på ca 10 nm. Detta<br />
membran, som avknoppas från den mjölkbildande cellens plasmamembran vid utsöndringen<br />
av fettkulan, gör det möjligt for fettet att förbli dispergerat i mjölkens vattenfas. Det har en<br />
mycket komplex sammansättning av bl.a. proteiner, fosfolipider, glykolipider, glykoproteiner<br />
och enzymer - en sammansättning som är helt annorlunda än fettet inuti fettkulorna. Fettkulemembranen<br />
är en dynamisk yta som förändras med tiden, som ett resultat av omflyttningar,<br />
utbyten och interaktioner. När proteiner adsorberas till ytan sker förändringar av deras<br />
struktur; för globulära proteiner som α-laktalbumin bryts den sekundära strukturen och proteinet<br />
vecklar ut sig.<br />
Lipidinnehållet i fettkulemembranen utgör 1-2% av mjölkens totala lipidinnehåll. Härav utgör<br />
fosfolipider cirka hälften, en liten men betydelsefull grupp. Fosfolipider är amfifila molekyler,<br />
dvs de har både en fettlöslig och en vattenlöslig del och kan därigenom stabilisera fettkulorna.<br />
Fosfolipider har liksom triglycerider ett glycerol-skelett men glycerolets tredje hydroxylgrupp<br />
är här förestrad med en polär fosforylgrupp istället for en fettsyra. Molekylen får på så sätt ett<br />
polärt (vattenlösligt) huvud och två opolära (fettlösliga) svansar. <strong>Mjölk</strong>fett innehåller fem<br />
olika fosfolipider: fosfatidylkolin (PC), fosfatidyletanolamin (PE) sfingomyelin (SM), fosfatidylinositol<br />
(PI) och fosfatidylserin (PS). PC och PE är de vanligaste fosfolipiderna i både<br />
växt- och djurriket. SM är ovanlig i växtriket men är en viktig membranlipid i animaliska<br />
celler. Det är till skillnad från de andra fyra fosfolipiderna ingen glycerofosfolipid, utan en<br />
s.k. sfingolipid bestående av en sfingoidbas och en fettsyra som fettlösliga svansar samt<br />
fosforylkolin som vattenlösligt huvud.<br />
Fosfolipidernas fettsyror är generellt sett mer omättade än triglyceridernas och de är<br />
därigenom mer utsatta för oxidation. Det gäller inte SM som har mättade och mycket långa<br />
fettsyror. SM är därför oxidationsstabilt och ger dessutom fettkulemembranen en styvare<br />
struktur med mindre permeabilitet. Kontakten mellan mjölkens serumfas och det inre av<br />
fettkulan minskar därigenom. SM kan därför förmodas ha en funktion på mjölkfettkulemembranens<br />
yta att skydda omättade lipider i fettkulans inre mot oxidation.<br />
Emulsion<br />
<strong>Mjölk</strong> är ett av de få livsmedel som naturligt förekommer som en emulsion. Även i de flesta<br />
mejeriprodukterna förekommer fettet som en del av en välordnad emulsion. Ost är ett undantag,<br />
där finns fettet instängt i en proteinmatris. <strong>Mjölk</strong> och grädde är emulsioner, där vatten är<br />
den kontinuerliga fasen och fettet den dispersa i separata fettkulor omslutna av ett membran<br />
som förhindrar koalescens. Smör är en omvänd emulsion med fettet som kontinuerlig fas, med<br />
emulgerade vattendroppar.<br />
Emulsioner har en stor gränsyta mellan fett och vatten. Ytspänningen, eller den fria energin,<br />
är hög i gränsytan mellan fett och vatten. Emulsioner är därför termodynamiskt instabila<br />
system. Förskjutning mot jämvikt innebär en strävan mot lägsta möjliga fria ytenergi. Detta<br />
leder därför till minskning och till sist förlust av det dispersa tillståndet, alltså fullständig fasseparation.<br />
Vid jämvikt, dvs. minimum fri energi, existerar endast två distinkta skikt -fett och<br />
vatten. Adsorption av amfifila molekyler till ytan och bildning av ett membran runt fettkulan<br />
4
ger en kinetisk stabilitet som minskar den hastighet med vilken emulsionen rör sig mot jämvikt<br />
(Goff 1997).<br />
Homogenisering<br />
Homogenisering innebär att fettkulorna utsätts för mekanisk påverkan som slår sönder dem<br />
till mindre enheter, varvid membranet bryts sönder. Fettkulestorleken minskar från i medeltal<br />
4 µm till 1 µm (Darling 1978). Homogenisering bidrar till att öka stabiliteten på fettemulsionen.<br />
I homogeniserad mjölk förekommer 90% av fettet i fettkulor med en diameter
är 37°C. Detta beror på att triglycerider som har hög smältpunkt löser sig i det smälta fettet.<br />
En blandning av två triglycerider med olika smältpunkter uppför sig därför helt annorlunda<br />
vid smältning och kristallisation än vad de gör var för sig.<br />
På grund av det vida smältområdet har mjölkfett relativt dålig funktionalitet. I industriella<br />
processer är det ofta önskvärt med mer definierade smältpunkter. <strong>Mjölk</strong>fett har här en del<br />
begränsningar i förhållande till andra konkurrerande fettyper, som ofta har mer skräddarsydda<br />
egenskaper.<br />
Vid temperaturer under 37°C börjar mjölkfettet kristallisera. Det bildas blandade kristaller<br />
innehållande olika typer av triglycerider. Fettkulorna förlorar därigenom sin mjukhet och kan<br />
inte längre utsättas for deformering (Hinrichs 1997). När allt fett har kristalliserat övergår<br />
emulsionen till en suspension, där fasta fettkulor är dispergerade i mjölkens serumfas. Med<br />
delvis kristalliserat fett är det ett trefassystem (Boekel 1980). Kristallstruktur och därigenom<br />
fettkulornas stabilitet är kraftigt påverkad av förhållandet mellan fast och flytande fett och av<br />
den inre ordningen av kristaller. Detta kan påverkas genom variation av bl.a. kylningshastigheten<br />
(Boode-Boissevain 1992).<br />
Kristallisation i globulärt fett är annorlunda än i bulkfett. Bl.a. krävs djupare underkylning i<br />
globulärt fett för att få igång processen, kristallisationshastigheten är också lägre (Andersson<br />
1992). Kristallisationshastigheten påverkar kristallstorleken, där snabb nedkylning ger små<br />
kristaller och en större andel fast fett. Långsam eller stegvis nedkylning ger större kristaller<br />
och ökad andel flytande fett. Kristaller i fettkulor kan inte växa sig större än fettkulediametern.<br />
De flesta kristallerna är emellertid mycket mindre än fettkulan.<br />
Enligt Walstra (1995) är kristallerna flockulerade i ett nätverk, vilket ger fettkulan en styvhet.<br />
Buchheim (1970) visade med elektronmikroskopi att det bildas ett skal av högsmältande triglycerider<br />
innanför membranen, som innesluter det flytande fettet i det inre av fettkulan.<br />
Andra elektronmikroskopitekniker visar däremot aldrig något kristallint skal (Walstra 1995).<br />
Att det syns med viss elektronmikroskopiteknik men inte annan kan tyda på att det är en<br />
artefakt. Om ett skal förekommer består det av små fettkristaller, tangentiellt orienterade vid<br />
ytan (Walstra 1995). År 1967 rapporterade Walstra att fyra olika typer av fettkulekristaller<br />
kan ses i polarisationsmikroskop. 0-typen: kristaller är för små for att synas eller de saknas<br />
helt. N-typen: små kristaller ("nålar") syns i hela fettkulan (men egentligen är kristallerna<br />
utdragna "plättar"). L-typen: kristallerna är orienterade i lager nära droppens yta. M-typen:<br />
har karakteristika från både N- och L-typen.<br />
För att en kristallisation ska inledas krävs katalytiska orenheter i fettet (Walstra 1995). Eftersom<br />
dessa är få skulle ett fåtal kristaller per fettkula därför förväntas. I praktiken innehåller<br />
dock varje fettkula ett stort antal kristaller. En trolig förklaring till detta är att det sker s.k.<br />
sekundär, spontan kärnbildning i omedelbar närhet av en växande kristall. Detta är ett inte<br />
fullt klarlagt fenomen (Boode 1992). Partiella glycerider i mjölkfettet (mono- och diglycerider)<br />
har också föreslagits som katalysatorer av kristallkärnbildning (Walstra 1975). Det har<br />
visats att borttagning av dessa partiella glycerider minskar kristallkärnbildning medan tillsats<br />
av monoglycerider ökar den. Enligt Hinrichs (1997) inleds kristallisering vid långsam nedkylning<br />
på membranets insida, varvid fosfolipider fungerar som kristallkärnor.<br />
6
Vispning av grädde<br />
Under vispningen arbetas luft in i grädden och slås sönder till små luftbubblor. De stannar i<br />
emulsionen under en förlängd tid p.g.a. gräddens viskositet. Gräddens fettkulor penetrerar<br />
gränsytan luft-vatten och samlas på luftbubblornas väggar. När fettkulorna kommer i kontakt<br />
med varann sker en partiell koalescens (se nedan). Partiellt koalescerade fettkulor på en luftblåsa<br />
binds sedan till fettkuleklumpar på andra luftblåsor och en sammanhängande struktur<br />
bildas. För att ett fast skum ska bildas måste fettkulorna innehålla rätt förhållande mellan<br />
flytande och kristallint fett. Varm grädde som bara innehåller flytande fett är omöjlig att<br />
vispa. Visptemperaturen ska vara under 8°C och grädden måste ha förvarats / mognat vid låg<br />
temperatur (4-6°C) före vispningen. Vispgrädde får inte homogeniseras, då förstörs vispbarheten.<br />
För god vispbarhet fordras en hög fetthalt; 40% grädde är oftast lätt att vispa men sjunker<br />
fetthalten till 30% eller lägre är det svårt. Om ytaktiva substanser som lecitin tillsätts är<br />
det möjligt att vispa en grädde med 25% fetthalt.<br />
Temperaturbehandling av grädde<br />
Inom mejeriteknologin har en temperaturbehandling av grädde använts sedan 1932 (Hening<br />
1932). De väsentliga stegen i denna behandling är kylning till 5°C med en hålltid vid denna<br />
temperatur på minst 2 timmar. Därefter värmning till 30°C en viss tid och därefter kylning<br />
igen till 5°C. Med en sådan behandling erhålls en mycket tjock och plastisk konsistens. År<br />
1937 publicerades i Sverige den s.k. Alnarpsmetoden, eller 8-19-16 metoden. Metoden innebär<br />
i princip att grädden kyls ner snabbt till 8°C. Efter ett par timmar värms grädden upp försiktigt<br />
till 19°C och kyls sedan till kärningstemperaturen.<br />
Flera författare har försökt förklara vad som orsakar förändringen i konsistens efter temperaturbehandlingen.<br />
Väsentligt är att den orsakar stora förändringar i fettkristallerna, utan att<br />
fullständigt smälta dem (Boode 1992). Vid värmning från 5 till 30°C kommer de lågsmältande<br />
kristallerna att smälta först, vilket ger en situation med en kontinuerlig flytande fas av lågsmältande<br />
triglycerider samt osmälta triglycerider i suspension. Efter temperaturbehandlingen<br />
har kristallerna blivit större och även deras positioner har ändrats. Större kristaller gör emulsionen<br />
mer känslig för partiell koalescens (se nedan). Även orientering av kristaller mot ytan<br />
ökar känsligheten. Eftersom lågsmältande molekyler är mer polära än högsmältande triglycerider<br />
kommer lågsmältande triglycerider att koncentreras mot gränsytan olja / vatten.<br />
Den förbättrade konsistensen hos smöret efter temperaturbehandling av grädden kan förklaras<br />
med att det bildas stora kristaller som adsorberar lite flytande fett, till skillnad från många små<br />
kristaller som adsorberar mycket flytande fett. Resultatet skulle bli att relativt mycket lågsmältande<br />
fett kan komma ut i den fria fettfasen och på så sätt ge ett mjukare smör. Vid<br />
undersökningar på bl.a. dåvarande SMR har det visats, att en mycket viktig konsekvens av<br />
den här temperaturbehandlingen är att man härigenom minskar innehållet av fast fett i smöret<br />
(Jönsson 1976).<br />
7
Kärning av smör<br />
När grädde kärnas till smör sker fasomvandling till en vatten i olja emulsion. På samma sätt<br />
som vid vispning av grädde arbetas luft in. Under processen skadas fettkulemembranen och<br />
flytande fett pressas ut ur fettkulorna. Detta leder till att fettet klumpar samman varvid den<br />
ursprungliga emulsionen till sist bryts och en fasinversion sker. Efter kärningsprocessen är fett<br />
kontinuerlig och vatten dispers fas.<br />
Fettfasen i smör är inte helt homogen. Den består av en kontinuerlig fas av fritt fett och dispergerad<br />
i denna en globulär fas med mer eller mindre intakta fettkulor. Kornstruktur är<br />
typiskt för smör till skillnad från margarin som saknar globulärt fett och vars konsistens därför<br />
blir mer skivig eller salvig.<br />
Instabilitet i fettkulor<br />
<strong>Mjölk</strong>fettets fysikaliska och kolloidala egenskaper beror både på inre faktorer som fettkulestorlek,<br />
fettkulemembran, förekomst och orientering av fettkristaller samt yttre faktorer,<br />
främst luftinblandning och mekanisk bearbetning.<br />
I vissa fall är en viss instabilitet i mjölkfettet önskvärd, t ex under vispning av grädde och vid<br />
kärning av smör, medan det i andra fall är nödvändigt med stabila fettkulor, som vid förvaring<br />
och transport av mjölk och grädde. Förekomsten av fettkristaller i oljefasen orsakar en påtaglig<br />
minskning av mjölkfettkulans stabilitet och har en nyckelroll i aggregationsprocessen<br />
(Walstra 1995). I frånvaro av fettkristaller är mjölkemulsionen tämligen stabil mot koalescens,<br />
både i vila och i skjuvfält - om fettkulorna inte är större än några µm i diameter.<br />
Vid fysiologiskt pH besitter fettkulorna en negativ nettoladdning (Fink 1986), som ett resultat<br />
av de positivt och negativt laddade grupperna på membranytan. <strong>Mjölk</strong>fettkulornas stabilitet<br />
beror på den energibarriär som formas tack vare ytans laddning (Kirst 1986). De negativa<br />
laddningarna kommer huvudsakligen från sialinsyradelen i glykolipider och glykoproteiner,<br />
från negativa aminosyrarester (glutamin- och asparaginsyra) samt från fosfatgrupper på protein<br />
och fosfolipider. Glykoproteiners och glykolipiders hydrofila delar (polysackaridkedjor)<br />
kan sticka ut en avsevärd bit från fettkuleytan och orsaka sterisk repulsion (Walstra 1995).<br />
När två fettkulor närmar sig varann kvarstår oftast en tunn vattenfilm mellan dem p.g.a. de<br />
repulsionskrafter som den negativa nettoladdningen ger upphov till - ju större repulsion desto<br />
tjockare vattenfilm.<br />
Följande indelning av fysikalisk instabilitet hos fettkulor brukar göras (Walstra 1995):<br />
1. Gräddsättning innebär separation i ett fettkulerikt övre skikt och en undre fas med få fettkulor.<br />
Eftersom mjölkfett har lägre densitet än mjölkserum stiger fettkulor till ytan under<br />
inverkan av gravitationskraften (Stoke's lag). Storleken på fettdropparna, skillnaden i densitet<br />
mellan fettkulor och serumfas samt viskositeten i den kontinuerliga serumfasen bestämmer<br />
omfattningen på gräddsättningen. Skillnaden i täthet mellan fettkula och mjölkplasma<br />
är vid kylskåpstemperatur 0,08 g/ml (Buchheim 1997). Detta leder till att mjölkemulsionen<br />
är instabil och gräddsättning sker under timmar till dagar. Det är inte en reversibel<br />
process men effekten kan lätt förstöras (Boekel 1980).<br />
8
2. Cryoagglutinering, se nedan.<br />
3. Flockning är en lös association mellan närliggande fettkulor som resultat av svaga krafter.<br />
Varje fettkula behåller sin identitet och det är lätt att dispergera flockarna genom omrörning.<br />
Enligt den klassiska teorin beror flockning på interaktionsenergin mellan två partiklar<br />
som funktion av avståndet mellan partiklarna (BoekeI 1980). Den totala interaktionsenergin<br />
är resultatet av attraktions- och repulsionskrafter. Attraktionen orsakas vanligen<br />
av van der Waalskrafter och repulsionen av ytaktiva ämnen (laddningar) i fasgränsytan.<br />
4. Koalescens innebär att fettkulor flyter samman till en större, alltid sfärisk, fettkula. Skall<br />
ses som att det sker ett brott på filmen av kontinuerlig fas (mjölkserum) mellan två fettkulor<br />
som är nära varann. Tjockleken på en film som kan brytas är oftast
fettkulor gör. Flockningen kan brytas genom måttlig omrörning och vid uppvärmning till<br />
37°C eller högre löses de upp spontant och fullständigt.<br />
Fettkuleflockning i kyla har många likheter med den agglutinering av de röda blodkropparna i<br />
blodet, som kan orsakas av immunoglobulin M (IgM) vid kylning under fysiologisk temperatur.<br />
Det IgM som orsakar den kalla agglutineringen i mjölk har en specifik antikroppseffekt<br />
mot fettkulemembranen och kolhydratkedjor på membranproteiner är de troliga antigenerna<br />
(Euber 1984). IgM är en stor molekyl, diameter 30 nm, och kan fungera som en brygga mellan<br />
molekyler. Om mjölken värms till en temperatur där immuno-globuliner denatureras uppträder<br />
inte längre kall agglutinering men kan återställas genom tillsats av immunoglobulinisolat<br />
isolerade från mjölk (Euber 1984).<br />
För att snabb agglutinering ska ske erfordras dessutom en annan komponent, nämligen det<br />
”ludd” (Walstra 1995) som återfinns i det oklara skikt som erhålls ovanför sedimentet av<br />
kaseinmiceller vid high-speed centrifugering av skummjölk. Detta material brukar också kallas<br />
”skummjölkmembran”. Ett komplex av IgM och ”skummjölkmembran” bildas i kall<br />
icke värmd vassle och gör att vasslen blir något grumlig. Mekanismen for cryoagglutinering<br />
är fortfarande inte helt klar men troligen binder cryoagglutininet (IgM) både till fettkulor och<br />
"skummjölkmembran", varigenom en flockning av fettkulor sker. Homogenisering av mjölk<br />
inaktiverar också kall agglutinering. IgM är den värmekänsliga komponenten och "skummjölkmembranen"<br />
den homogeniseringskänsliga.<br />
Partiell koalescens<br />
Om 10% eller mer av mjölkfettet är i kristallin form så bildas ett kristallnätverk i fettkulorna<br />
och dessa kan inte längre sammansmälta fullständigt (Walstra 1995). Däremot sker en inledande<br />
koalescens, om det finns tillräckligt med flytande fett. Denna slutar dock snart och fettkulorna<br />
behåller sin ursprungliga form men hålls samman av en hals av flytande fett, därför<br />
partiell koalescens. Det är ett väsentligt steg vid vispning av grädde och kärning av smör.<br />
Fettkulor som är inblandade i partiell koalescens bildar oregelbundet formade klumpar. I vissa<br />
fall blir klumparna så stora att de kärnar ut från emulsionen när den värms.<br />
Partiell koalescens uppvisar distinkta skillnader jämfört med sann koalescens. P.g.a. aggregatens<br />
oregelbundna form kan emulsionens viskositet öka. Aggregeringen kan fortsätta tills ett<br />
kontinuerligt nätverk bildats genom hela volymen, vilket innesluter andra partiklar, t.ex. luftbubblor.<br />
Koalescens av fettkulor innebär att den totala fettkuleytan minskar, vilket leder till<br />
att membranmaterial (t ex fosfolipider, glykolipider, glykoproteiner, xantinoxidas) blir över<br />
och transporteras då till mjölkens vattenfas.<br />
Antal, storlek, utseende och orienteringen av kristaller i en fettkula har betydelse for uppkomsten<br />
av partiell koalescens. Fettkristaller kan sticka ut från fettkulan, hur mycket beror på<br />
kristallens storlek, form och vätande egenskaper (kontaktvinkel). Så snart en kristall kommer i<br />
beröring med oljefasen i den andra fettkulan är klumpning ofrånkomlig, eftersom kristallen<br />
väts bättre med fett än med vatten (Boode 1992). Kristallen fungerar sedan som en sammanbindning<br />
mellan fettkulorna genom vilken olja kan flyta. Repulsionen mellan fettkulor är<br />
kritisk; om avståndet mellan två närliggande fettkulor är större än den utstickande kristallen<br />
kan denna inte överbrygga gapet mellan fettkulorna. Kontaktvinkeln mellan en utstickande<br />
kristall och olja/vatten spelar också en roll.<br />
10
Det finns både ett lägsta och ett optimalt värde av fast fett i fettkulor för att de ska klumpa<br />
samman. Vid låg andel fast fett finns inte tillräckligt många kristaller som sticker ut från fettkulan.<br />
Vid hög andel fast fett kan det finnas för lite flytande fett kvar för att binda ihop fettkulor.<br />
Om allt eller det mesta av fettet är i fast form är koalescens omöjlig -fasta partiklar kan<br />
flockulera men inte sammansmälta (Walstra 1983). Det kan förklara varför det finns en optimal<br />
temperatur för kärning av grädde. Efter temperaturbehandling av grädde (se ovan) blir<br />
emulsionen extremt instabil och vid en fetthalt >20% inträffar partiell koalescens även vid<br />
vila. En ökad kristallstorlek är den huvudsakliga orsaken till detta.<br />
Partiell koalescens av fettkulor är alltså ett komplicerat fenomen som påverkas av många<br />
faktorer, av vilka de viktigaste redovisas nedan (Walstra 1995):<br />
Skjuvkraften<br />
Strömning och omrörning orsakar att fettkulor möts mycket mer frekvent än vid Brownrörelse,<br />
framförallt om de är större än 1 µm. Fettkulor stöter samman, rullar över varann och<br />
pressas samman, varigenom risken ökar för att någon utskjutande kristall ska tränga in i en<br />
annan fettkula.<br />
Fettinnehåll<br />
Sammanstötningsfrekvensen för fettkulor är approximativt proportionell mot fetthalten i kvadrat<br />
(eller ännu högre).<br />
Fast fett<br />
Visst innehåll av fast fett är nödvändigt för partiell koalescens men om andelen fast fett är för<br />
hög kan det finnas otillräckligt med flytande fett för att klibba samman fettkulorna. Vad som<br />
är optimal andel fast fett beror också av andra faktorer.<br />
Kristallstorlek och orientering<br />
Kylning leder till fettkristallisation, kristaller bildar ett nätverk. Vid fortsatt kylning bildas<br />
mer kristaller, varigenom andelen flytande fett sjunker, och några kristaller kan då sticka ut i<br />
vattenfasen.<br />
Fettkulestorlek<br />
Mindre fettkulor är mindre känsliga för koalescens och det tar längre tid för fettklumpar att<br />
bildas. Det kan bero på att större fettkulor har större kristaller som därför sticker längre ut. Att<br />
jerseykor ger mjölk med instabila fettkulor kan bero på att den innehåller stora fettkulor<br />
(Te Whaiti 1976). Det är missledande att tänka på fettkulestorlek i termer av deras medelstorlek.<br />
(Deeth 1997); ju större fettkulorna är desto mindre fosfolipider innehåller de per<br />
massenhet fett och är därigenom mer känsliga för skador. Det kan därför vara så att en liten<br />
del av fettkulorna (de stora) kan vara relativt instabila och ge upphov till smakproblem och<br />
andra produktfel. Fettkulestorleken sjunker under laktationen, vilket ökar den totala ytan.<br />
Detta kan leda till brist på optimalt membranmaterial och förklara fettkulornas ökade<br />
känslighet för lipolys och andra skador (Deeth 1997).<br />
Ytskikt<br />
Fettkulor med ett ytskikt av mjölkprotein är mycket mer stabila än naturliga fettkulor.<br />
11
Frysning<br />
Frysning av grädde orsakar betydande partiell koalescens, troligen skadas fettkulorna av iskristaller<br />
(Mulder 1974).<br />
Nordlund (l974) diskuterade en teori för bildning av "fritt fett" under nedkylning av mjölk.<br />
Enligt denna teori sker det under mjölkens kylning en radiell kristallisering av triglycerider<br />
innanför membranen, medan lågsmältande, flytande triglycerider förekommer i fettkulekärnan.<br />
Dessa flytande triglycerider upptar en större volym än motsvarande kristallina fett och<br />
de utövar därigenom ett tryck mot ytan, vilket kan bryta sönder fettkulemembranen. <strong>Mjölk</strong>fett<br />
som innehåller en högre andel korta eller omättade (lågsmältande) fettsyror är därför mer<br />
känsligt.<br />
Luftinblandning<br />
Inblandning av luft i mjölken kan skada fettkulorna. Luftinblandning sker framförallt vid insug<br />
i spenkoppar, läckande rörskarvar, varierande rördiameter, stor rördiameter genom vilken<br />
bara en liten volym mjölk transporteras, centrifugalpump på tomgång (kontinuerligt arbetande<br />
pump även vid otillräcklig mjölkvolym). Worstorff (1973) studerade effekten av olika gaser<br />
vid omrörning av mjölk. Betydligt högre halter fria fettsyror bildades i mjölken i närvaro av<br />
syre jämfört med luft och kvävgas.<br />
En fettkula som kommer i kontakt med en luft-vatten gränsyta kommer att spridas över ytan<br />
om spridningstrycket PS = γWA - (γOW + γOA) > 0, där γWA = ytspänningen mellan vatten och<br />
luft, γOW = ytspänningen mellan fett och vatten samt γOA = ytspänningen mellan fett och luft<br />
(Walstra 1995). I praktiken innebär det att om ytan är ren kommer fettet att spridas över den,<br />
eftersom γWA då är hög (72mN/m), medan γOA är lägre (29mN/m) och γOW är mycket låg (1-<br />
2mN/m, när membranmaterial sprids över vatten-luft gränsytan kommer emellertid γOW att<br />
öka snabbt).Trots detta binds fettkulor i mjölk sällan till gränsytan luft - mjölkserum (Walstra<br />
1995), troligen beroende på att gränsytan snabbt får ett adsorptionsskikt av plasmaproteiner,<br />
vilket repellerar fettkulan. Spridningstrycket PS kan också bli 2,5% har som regel en negativ inverkan på fettavskiljningsförmågan i<br />
separatorn (Lehmann 1993). P.g.a. en lägre specifik vikt kommer den mesta luften att samlas i<br />
centrum av separatortrumman, där luftblåsorna expanderar och en luftblockering kan uppstå i<br />
produktströmmen.<br />
12
Effekt av luftinsug i mjölkutrustningens spenkoppscentral<br />
(Bakke 1983)<br />
Alla traditionella mjölkningsmaskiner har luftinsug vid spenkoppcentralen. Det är nödvändigt<br />
för att transportera mjölken bort från mjölkningsorganet, utan för mycket vakuumfall. Behovet<br />
av luftinsug ökar med stighöjden för mjölk från mjölkningsorgan till mjölkledning. I<br />
Nordiska Riktningslinjer för mjölkningsmaskinanläggningar (NR) från 1979 är kravet på<br />
luftinsug mellan 4 och 8 liter/minut, vid mjölkningsmaskinens arbetsvakuum. En övre gräns<br />
för luftintag är satt för att undgå för stor luftinblandning i mjölken, eftersom detta ökar faran<br />
för lipolys.<br />
Mätningar av luftintag i praktiken visar ofta avvikelser från normerna. En norsk undersökning<br />
genomfördes för att studera effekten av olika volymer luftinsug som kan förekomma i praktisk<br />
drift. Som mått på fettspjälkningen i mjölken användes innehållet av fria fettsyror. Slutsats<br />
från undersökningen är att ett luftintag i spenkoppcentralen som är högre än det rekommenderade<br />
(4-8 liter/minut) ökar fettspjälkningen och skadar mjölkkvaliteten. I enskilda fall<br />
kan fel vid luftinsläppet vara en väsentlig orsak till utveckling av besk smak i mjölken. Vid<br />
felsökning i besättningar med smakfel bör luftinsuget i spenkoppcentralen kontrolleras noga.<br />
Det bör också läggas stor vikt på att undvika läckage på andra ställen i mjölkningsanläggningen.<br />
Mekanisk påverkan av fettkulor<br />
Behandling av mjölken på gården och i mejeriledet kan under vissa omständigheter skada<br />
mjölkfettet. Exempel på delar i mejeriprocessen som kan påverka fettkulan är (Barrefors<br />
1997): pumpning, turbulent strömning i rör (främst vid rörböjar, kopplingar, långa smala rör,<br />
vertikala stigningar) samt omrörning i tank.<br />
Laminärt flöde uppträder i släta rörledningar vid låga flödeshastigheter. Vid ökad flödeshastighet,<br />
ojämna ytor, hörn m.m. utvecklas turbulent flöde p.g.a. snabba ändringar i riktningen<br />
för den flödande vätskan (Kirst 1986). Flödet karakteriseras av Reynolds tal, som är<br />
lågt ( 2300 ändras flödet till turbulent med en<br />
betydande ökning av motståndet som resultat. Med ett laminärt flöde och en maxhastighet av<br />
2,03 m/s sker ingen agglomerering av fettkulor i mjölk enligt Back (1973). I ett modellsystem<br />
där mjölken fick strömma i rör i 15 minuter med ett flöde av 6 m/s uppmättes däremot betydande<br />
ökningar av fria fettsyror och försämrade sensoriska egenskaper.<br />
Reuter (1977) fastslog att flödesprocesser på gården oftast är turbulenta, p.g.a. rörböjar och<br />
varierande rördiameter. Från ekvationen A1 x V1 = A2 x V2, där A = tvärsnittsyta och V =<br />
volym, framgår att flödeshastighet och därigenom Reynolds tal ökar med minskande tvärsnittsyta.<br />
Omrörning innebär också en påverkan av mjölkfettet. Storleken av denna påverkan<br />
beror på det energiflöde per ytenhet som förekommer i den turbulent flödande vätskan, dvs.<br />
den energi som introduceras i vätskan per volymsenhet och tid.<br />
Det finns rekommendationer om en maximal flödeshastighet för mjölk på 0,5-1,5 m/s och för<br />
grädde om 0,3-0,7 m/s (Hinrichs 1998). I dessa rekommendationer har dock ingenting sagts<br />
om temperatur, rördiameter och fetthalt. Hinrichs (1997) studerade i en flödesmekanisk<br />
modell vid vilken skjuvningshastighet fettkulor påverkas vid olika fetthalter och temperaturer<br />
13
i mjölken. <strong>Mjölk</strong> med varierande fettvolyminnehåll (fetthalt x produktdensitet/mjölkfettdensitet)<br />
behandlades i en rotationsreometer med successivt ökande skjuvning. De initialt<br />
slumpvis fördelade fettkulorna blir med ökande flöde ordnade. Detta leder till en reducerad<br />
viskositet, "skjuvförtunning". Vid ytterligare ökning av skjuvningen övergår produkten till ett<br />
dilatant flöde. Fettkulorna bildar då aggregat, inneslutande den kontinuerliga fasen, varigenom<br />
viskositeten ökar.<br />
Praktiska försök (Hinrichs 1997) visade att grädde var mer känslig för skjuvning under omrörning<br />
och pumpning med ökande fetthalt. Den kritiska skjuvningshastigheten definierades<br />
som den skjuvkraft där ingen ytterligare viskositetsökning kan uppmätas. Denna minskade<br />
med ökat fettvolyminnehåll. Den högsta tillåtna fettvolymkoncentration var den där kritiska<br />
skjuvningshastigheten = 0, varje rörelse har där en destabiliserande effekt. Ytterligare ökning<br />
av fettvolymkoncentration innebär att fettkulornas fria rotation är störd och membranmaterial<br />
skalas av. För att undvika fettkuledestabilisering bör emulsioner inte processas vid en högre<br />
fetthalt än 40 %. Detta kan förklara Palfreymans (1988) resultat att spontan gelbildning sker<br />
vid omrörning i tank av grädde med mer än 42-44% fett.<br />
Fettkulor är känsligare för skjuvning vid högre temperatur (Hinrichs 1997). De fysikaliska<br />
förändringar som sker i mjölken vid kylning är en förskjutning av förhållandet kristallint/flytande<br />
fett mot mer kristallint. Samtidigt sker en ökning av viskositeten i mjölkens kontinuerliga<br />
fas. En jämförelse mellan sommar- och vintermjölk visade att fettkulorna var markant<br />
känsligare i sommarmjölken. Sommarmjölkfett innehåller en lägre andel högsmältande<br />
triglycerider och vid samma temperatur är andelen fast fett lägre i sommarmjölk än i vintermjölk.<br />
I experiment med rekombinerad grädde (Hinrichs 1997), där förhållandet kristallint /<br />
flytande fett varierades, uppmättes minimum fettkulestabilitet vid ett fastfettinnehåll av ca<br />
25%. Detta motsvarar en temperatur av 22-25°C för vintermjölk. Vid fortsatt minskning av<br />
andelen kristallint fett kan inget helt kristallskal bildas och fettkulorna kan då deformeras i ett<br />
flödesfält.<br />
En fettkulas känslighet bestäms därvid primärt av fastfettinnehållet och bara sekundärt av<br />
temperaturen. Detta anser Hinrichs (1997) styrker skalmodellen för fettkulekristaller, eftersom<br />
dess mekaniska stabilitet ökar med ökande skaltjocklek (ökande andel fast fett). Vid 20°C har<br />
fettkulan ett tunt skal och den är särskilt känslig för mekanisk påverkan, eftersom destabilisering<br />
leder till att skalet bryts sönder. Walstra har en annan uppfattning i denna fråga (Walstra<br />
1983, Boekel 1980). Enligt honom bildas ett kristallnätverk i fettkulorna. Hans studier visade<br />
att instabilitet i fettkulor undantagslöst var kopplat till fettkulor med ett dubbelbrytande skal.<br />
I pumpnings- och rörströmningsförsök med grädde (36% fett, 10°C) studerades vad som<br />
orsakade den största skadan på mjölkfettkulan (Kammerlehner 1980). Sjutton olika pumpar<br />
jämfördes och det konstaterades att mest skada orsakade de pumpar där fettkulorna gnids<br />
mellan två skiljeväggar med trånga spalter med olika hastighet. I rör påverkades grädden mest<br />
vid höga skjuvningskrafter, orsakade av t ex olika rördiametrar.<br />
Kirst (1980) studerade i praktiska försök hur olika rörverktyg och pumpar påverkade mjölkfettet.<br />
Som mått på skadan användes "fritt fett" (extraktionsmetod) samt fria fettsyror. Vid<br />
omrörning hade varvtalet stor betydelse; högre varvtal gav större turbulens och därigenom<br />
större påverkan på fettkulorna. Minst turbulens uppmättes i mitten av tanken. I tanken var den<br />
lipolytiska förändringen störst på ytan av mjölken, troligen orsakad av luft och skumbildning.<br />
(Gränsvärden finns uppsatta for lipolytisk förändring av mjölk vid omrörning: max 2% efter<br />
60 minuters omrörning, respektive 4% efter 120 minuter. Även för pumpning av mjölk har<br />
14
gränsvärden satts upp: ökningen av "fritt fett" ska vara 4% efter l0 pumpningar. En jämförelse<br />
mellan olika pumpar visade att deplacementpumpar var mest skonsamt mot mjölkfettet och<br />
orsakade minst skada.<br />
<strong>Mjölk</strong>ens separerbarhet<br />
Lehmann beskriver i en artikel från 1993 olika tekniska och teknologiska faktorer som påverkar<br />
restfetthalten i skummjölk efter separering. Genomgång av denna artikel överlåtes på<br />
någon mer apparattekniskt kunnig person. Här redovisas bara en figur över bra/dåliga lösningar<br />
för fyllning och tömning av tankar.<br />
Schlecht Besser<br />
Tankbefüllung von oben<br />
Schlauchleitung zur Pumpe<br />
Schlecht Besser<br />
Tankbefüllung und Entleerung<br />
über eine Rohrleitung<br />
Schlecht Besser<br />
Tankbefüllung von unten<br />
Milchannahme durch stat. Gefälle<br />
(Querschnitt der Rohrleitung nicht zu groß)<br />
Einen Tank befüllen<br />
Einen Tank entleeren<br />
Parallelschaltung von Pumpen Für jede Pumpe eine eigene<br />
Saugleitung<br />
Scaniametoden<br />
(Andersson 1982)<br />
Vid tillverkning av vispgrädde är det huvudsakligen partiell koalescens (clumping) som kan<br />
minska emulsionsstabiliteten. Reducerad emulsionsstabilitet orsakar följande produktfel:<br />
vispgrädde kärngrädde<br />
gräddflockar i förpackning fettförlust<br />
minskad vispbarhet hög viskositet hos syrad kärngrädde<br />
lipolys<br />
15
I syfte att lösa dessa problem inleddes i början på 80-talet ett samarbete mellan svensk mejeriindustri<br />
och Alfa-Laval. Samtliga steg i mejeriprocessen från separation till förpackning<br />
studerades. Arbetet resulterade i följande rekommenderade processteg:<br />
1. Förvärmning till 62 -64°C.<br />
2. Separering vid 62-64°C var optimalt för gräddkvaliteten (gav minimum fritt fett). En jämförelse<br />
mellan halvöppna och hermetiska maskiner visade att mängden fritt fett ökade<br />
dramatiskt i grädde från en halvöppen maskin när fetthalten översteg 40-41%.<br />
3. Förvaring av överskottsgrädde utan kylning, i en isolerad tank, fylld ovanifrån och med en<br />
hålltid på ca en halv timme (kan förlängas upp till 3 timmar). Denna behandling innebär<br />
att en avluftning av grädden sker; luftinnehållet minskar med omkring 50%. Ett lågt luftinnehåll<br />
innebär mindre risk för påbränningar i pastören och ingen skumbildning i produkttankar.<br />
Att förvara grädde vid 62-64°C i en halv timme har också en pastöriseringseffekt;<br />
bakterieinnehållet minskade en tiopotens med detta förfarande.<br />
4. Avluftad grädde med lågt totalantal bakterier pumpas till pastören. Detta utgör goda förutsättningar<br />
för lång driftstid för pastören och en lång hållbarhet för produkten.<br />
5. Försiktig kylning med lågt tryckfall i plattvärmeväxlarens kylningssektion. Djupkylningssektionen<br />
identifierades som den kritiska delen. Tryckfallet måste vara mycket lågt<br />
för att undgå bildning av "fritt fett". Det är att föredra att ha motströms kylmedium (isvatten).<br />
Grädden bör inte kylas längre än till 6-8°C i plattvärmeväxlaren.<br />
6. Slutkylning och mogning i tank fylld från botten och utrustad med skrapomrörare. Eftersom<br />
kristallisationen har startat är grädden nu i ett mycket känsligt tillstånd och det är<br />
mycket viktigt att undvika turbulent flöde. Design av rör och ventiler kan ha en avgörande<br />
betydelse för slutproduktens emulsionsstabilitet. Kristallisationen är en exoterm reaktion,<br />
vilket innebär att värme frigörs under hela processen. Syftet med slutkylning och mogning<br />
av grädden är bl.a. att föra bort kristallisationsvärmen.<br />
Mekanisk bearbetning av grädde vid olika temperaturer<br />
(Bertelsen 1973)<br />
Labförsök<br />
Portioner av vispgrädde, med fetthalt 40%, tempererades mellan 5 och 80°C. Proverna bearbetades<br />
i turbomixer, varefter halten "fritt fett" bestämdes enligt följande metod: 5 g grädde<br />
extraheras med 25 ml petroleumeter. Rören vändes upp och ner l0 gånger varje halvtimme<br />
under sammanlagt 5 timmar, inalles 100 vändningar. Proverna fick sedan stå 1-2 timmar, varefter<br />
petroleumskiktet avsifonerades. Efter avdrivning av petroleumeterskiktet och torkning<br />
vid 105°C vägdes utextraherat fett.<br />
Analysresultaten visade att kraftig bearbetning av grädde vid en temperatur mellan l0 och<br />
30°C, avsevärt skadar fettkulorna och kraftigt höjer mängden fritt fett. Vid en temperatur över<br />
40°C sker i stället en minskning av halten fritt fett, i förhållande till grädde som ej behandlats.<br />
Förklaringen är troligen att det sker en återemulgering av en del av det fria fettet. För att detta<br />
16
ska kunna ske erfordras att fettet är i flytande form (>40°C), samt att tillräcklig energi tillförs<br />
för att bilda den nya emulsionen.<br />
Slutsatser<br />
För minsta påverkan på mjölkfettet bör grädde pumpas värmd till en temperatur >40°C eller<br />
kyld till ≤6°C.<br />
Centrifugalpump kan användas för pumpning av varm grädde. För pumpning av kall, mognad<br />
grädde, med kristalliserat fett, bör en positiv pump användas.<br />
Professor Walstras kommentar till benämningen fritt fett (1995)<br />
I många (de flesta) artiklar som behandlar effekter av olika mjölkprocesser på mjölkfettkulan<br />
används benämningen "fritt fett" eller t.o.m. "oskyddat fett". Det förstnämnda är en<br />
mycket diffus benämning och det andra är en fullständigt omöjlig företeelse. Så snart oskyddat<br />
fett kommer i kontakt med mjölkplasma kommer proteiner att adsorberas till ytan och<br />
därigenom täcka fettet. Det är en mycket snabb process, enligt diffusionsteorin bör det inte ta<br />
mer än 10 ms att täcka fettet med protein.<br />
Fettkulor kan förändras genom:<br />
- Splittring, vilket ger mindre fettkulor med annorlunda ytskikt.<br />
- Kontakt med luftbubblor, leder till delvis annorlunda ytskikt och ev. splittring.<br />
- Hel eller partiell koalescens.<br />
Metoder för att bestämma förändringar i fettkulor bör ha som mål att bestämma vilken av<br />
dessa förändringar som skett och i vilken utsträckning.<br />
Flera metoder har använts för att bestämma fritt fett, vanligen baserad på någon extraktionsmetod<br />
eller på en kombinerad centrifugering -temperaturcykel. De resultat som kan erhållas<br />
för samma produkt varierar kraftigt. Extraktionen bygger på koalescens av fettkulor med lösningsmedelsdroppar.<br />
Eftersom de senare är stora, upp till några mm, är det bara en liten del av<br />
fettkulorna som kan komma nära en lösningsmedelsdroppe och eftersom fettkulorna är ganska<br />
stabila mot koalescens, så är det mycket lite fett som extraheras. För fettkulor täckta med<br />
plasmaprotein händer något annat: Det organiska lösningsmedlet som används kan innehålla<br />
ytaktiva komponenter som löser sig i mjölkens vattenfas. Proteiner kan då trängas undan från<br />
gränsytan varigenom fettkulornas stabilitet minskar. Detta kan vara förklaringen till att svag<br />
homogenisering ökar mängden extraherbart fett, trots den goda stabiliteten hos homogeniserade<br />
fettkulor. Om stora fettkulor förekommer p.g.a. tidigare koalescens, kan troligen mer fett<br />
extraheras - större fettkulor är mindre stabila och innehåller mer fett. Framför allt vid partiell<br />
koalescens ökar mängden extraherbart fett. De stora oregelbundet formade klumparna, troligen<br />
också med utstickande kristaller, kan lätt tas upp i lösningsmedelsdroppar.<br />
Enligt Walstras uppfattning är det meningslöst att tala om eller försöka analysera innehållet av<br />
fritt fett. För att studera om någon (partiell) koalescens skett är det bättre att bestämma förändringen<br />
i distribution av fettkulestorlek. En enkel praktisk metod kan vara att bestämma<br />
gräddsättningshastigheten, gärna efter att produkten spätts ut med en lösning som dispergerar<br />
homogeniseringscluster genom upplösning av kaseinmiceller.<br />
17
Lipolys<br />
Hittills har sammanställningen behandlat fysikaliska förändringar i mjölkfettet. Det finns i<br />
huvudsak två typer av kemiska reaktioner som orsakar kvalitetsförändringar i fett. Den ena är<br />
hydrolytisk spaltning, lipolys, där fettsyror frigörs i fettet. För spaltningen krävs tillgång till<br />
vatten. Den andra kemiska reaktionen är oxidation av fettet (se nedan).<br />
Lipolytiska förändringar i mjölken orsakas av enzymer, s.k. lipaser, vilka hydrolyserar esterbundna<br />
fettsyror under bildning av fria fettsyror samt di- eller monoglycerider. Lipas i mjölk<br />
är antingen naturligt förekommande eller härstammar från kontaminerande gramnegativa<br />
bakterier, huvudsakligen psykrotrofa bakterier som olika Pseudomonas arter. Bakteriella lipaser<br />
har betydelse bara för långtidslagrade produkter (Barrefors 1997).<br />
Lipoproteinlipas (LPL) förekommer naturligt i mjölken. Det är ett lipas som medverkar vid<br />
överföringen av fett från blodet till mjölken. Troligen överförs större kvantiteter av detta lipas<br />
till mjölken med somatiska celler i en sjuk spene än i ett friskt juver (Kirst 1986). Det har<br />
också föreslagits att ett inaktivt proenzym förekommer i mjölken och att detta kan aktiveras<br />
av någon substans från somatiska celler. Lipolytiska problem är mer frekvent förekommande i<br />
besättningar med höga celltal.<br />
Lipolys påverkar såväl lukt och smak som teknologiska egenskaper. En koncentration av fria<br />
fettsyror >1,5 mM ger upphov till bismak (Barrefors 1997). Det är korta fettsyror, med 4-12<br />
kolatomer, som orsakar smakfelen. <strong>Mjölk</strong> innehåller naturligt tillräckligt mycket LPL för att<br />
bli härsken på ett par minuter (Barrefors 1997). Detta sker dock inte när mjölkfettet förekommer<br />
i fettkulor täckta av den naturliga fettkulemembranen, de är då skyddade mot lipolys. En<br />
annan skyddande faktor är att LPL i färsk mjölk sitter bundet till kaseinmiceller. Vid kylförvaring<br />
av mjölken dissocieras LPL från kaseinmicellerna och om fettkulemembranen har skadats<br />
kan lipolys då ske. LPL binder däremot inte till en intakt fettkulemembran. Vid normal<br />
homogenisering bryts den naturliga fettkulemembranen sönder och fettet blir därigenom<br />
mycket känsligt för lipasangrepp. Eftersom mjölken pastöriseras i direkt anslutning till homogeniseringen,<br />
varigenom LPL inaktiveras, så saknar detta praktisk betydelse.<br />
Apolipoprotein CII som förekommer i blodplasma och är en aktiverare av LPL, kan komma<br />
över i mjölken och orsaka lipolys. Det ökar både LPLs katalytiska aktivitet och dess bindning<br />
till gränsytan fett / vatten (Barrefors 1997). Vid mastitis läcker blodkomponenter över till<br />
mjölken och koncentrationen av apolipoproein CII kommer därvid att öka. Mastitis ökar<br />
också mjölkens pH från den normal nivån på 6,7 till 7,1, vilket också gynnar LPL som har<br />
optimum vid pH 8.<br />
Kor i sent laktationsstadium producerar mjölk som är mer lipolyskänslig (Barrefors 1997).<br />
Det finns olika förslag till förklaring av detta fenomen: det kan bero på laktationsstadiet i sig,<br />
på minskningen i mjölkutbyte eller på graviditetsstadium. Också kor i negativ energibalans<br />
producerar mer lipolyskänslig mjölk. En förklaring till detta kan vara förändringar i triglyceridstruktur<br />
eller fettsyrasammansättning (Barrefors 1997).<br />
Under de senaste decennierna har tekniska förändringar medfört att mjölkens innehåll av fria<br />
fettsyror har fördubblats (Lehmann 1982). Man skiljer mellan "spontan" och "inducerad"<br />
hydrolys där den förstnämnda orsakas av fysiologiska faktorer och den andra av fysisk<br />
påverkan. P.g.a. ofullständig esterifiering i den lakterande cellen förekommer en låg halt fria<br />
fettsyror naturligt i färsk mjölk (Kirst 1986).<br />
18
Fosfolipas C<br />
Nedbrytning av fosfolipider i fettkulemembranen kan leda till produktfel på mjölkprodukter<br />
(Deeth 1997). Grynig grädde, där fettkulor flyter samman på ytan av varmt te eller kaffe,<br />
orsakas av att membranfosfolipider brutits ned med enzymet fosfolipas C (Owens 1978).<br />
Genom homogenisering elimineras dock i stort sett detta problem. Fosfolipas C, som klipper<br />
av fosfolipidernas vattenlösliga huvud, produceras av bakterier som Bacillus cereus och B.<br />
mycoides. Stafylokocker har specificitet för sfingomyelin, medan Clostridium welchii hydrolyserar<br />
både glycero-fosfolipider och sfingolipider (Chap 1982). Fosfolipasangrepp kan också<br />
öka fettkulemembranets permeabilitet, utan att orsaka koalescens av fettkulor. Detta kan<br />
underlätta attack av lipaser och andra enzymer på det inre av fettkulan, och därigenom orsaka<br />
bismak (Deeth 1997). Fosfatidylkolin (PC), en av de vanligaste fosfolipiderna i mjölk, kan<br />
hydrolyseras av mjölkens LPL, under bildning av lyso-PC och fria fettsyror. Lysofosfolipider<br />
har hög affinitet till LPL och är dessutom membranförstörande komponenter. De kan därför<br />
befordra lipolys av globulärt mjölkfett (Bläckberg 1981).<br />
Oxidation av mjölkfett<br />
Den andra kemiska reaktionen som kan påverka mjölkfettets kvalitet är oxidation. För att<br />
denna ska ske erfordras att fettet kommer i kontakt med luftens syre, antingen i form av löst<br />
luft i produkten eller genom yttre luftinblandning.<br />
Fettoxidation är en av de viktigaste kvalitetsförsämrande reaktionerna i livsmedel under tillverkning<br />
och lagring. När produkter är skyddade mot mikrobiologisk förstöring är det ofta<br />
oxidativa reaktioner som blir den faktor som begränsar hållbarheten. Trots betydande framsteg<br />
under de senaste 20 åren när det gäller att förstå fettoxidation är kunskapen fortfarande<br />
inte fullständig (Lingnert 1992).<br />
De oxidativa processerna är komplexa och påverkar ett livsmedels kvalitet på många sätt.<br />
Smakförsämring är en viktig effekt men textur- och färgförändringar är också vanliga konsekvenser,<br />
liksom minskat näringsvärde till följd av främst vitaminreaktioner. Oxidationsprocesser<br />
kan också ge upphov till toxiska reaktionsprodukter. Hastigheten och graden av<br />
oxidation är beroende av endogena faktorer som fettsammansättning, prooxidativa komponenter,<br />
antioxidantinnehåll, etc., men också exogena faktorer som syretillgång, temperatur,<br />
vattenaktivitet och ljus.<br />
Omättade fettsyror, antingen fria eller esterifierade, kan oxideras. Ju fler dubbelbindningar en<br />
fettsyra har, desto snabbare sker autooxidationen. Initialhastighet hos estrar av oljesyra C18:1,<br />
linolsyra C18:2 och linolensyra C18:3 är i förhållandet 1:3:80 (Walstra 1984). Konjugerade<br />
dubbelbindningar är mer reaktiva än icke konjugerade.<br />
Oxidationssmak<br />
<strong>Mjölk</strong> är ett mycket komplext system och många av dess komponenter har påvisats medverka<br />
i autooxidation och generering av oxiderad smak. Mekanismerna är fortfarande inte helt klargjorda.<br />
Av förståeliga skäl är det omöjligt att särskilja alla olika interaktioner och reaktioner i<br />
mjölk som samspelar vid bildandet av s.k. oxidationssmak i mjölkprodukter (Nicholson<br />
1993). Den bismak som bildas vid autooxidation av omättade lipider är en blandning av<br />
19
många olika smaker (Richardson 1983), ofta benämnd oxidationssmak. Det är ett samlingsnamn<br />
som beskriver smaker med olika kännetecken som metall, fisk, papp, talg vilka förekommer<br />
i mejeriprodukter i olika intensitet och ordningsföljd allt eftersom fettoxidationen<br />
fortskrider. Typ av bismak kan variera med produkt och förutsättningar, framför allt beroende<br />
på vilka smakkomponenter som bildas vid autooxidationen men också på andra i produkten<br />
förekommande smaker.<br />
Fettkulemembranen<br />
Det är tydligt att fettkulemembranen spelar en betydande roll vid fettoxidation, eftersom det<br />
är den region där fettet står i kontakt med de flesta katalysatorer, syre och andra substanser i<br />
serumfasen som kan påverka reaktionerna (Mulder 1974). Lipiderna i membranen innehåller<br />
en hög andel fleromättat fett. Fosfolipiderna, framför allt PE-fraktionen, är mer omättade än<br />
triglyceriderna inuti fettkulan och de är därför mycket känsliga för oxidation. En konsekvens<br />
av detta är att fettoxidationen ofta börjar och är mest intensiv i membranen. Borttagning av<br />
membranmaterial från smör minskar oxidationsbenägenheten kraftigt. Fastän membranlipiderna<br />
bara utgör en liten del av fettet kan de spela en viktig roll för initiering av oxidationen.<br />
När oxidationen väl har startat diffunderar kedjereaktionsradikaler in i fettkulan, vilket<br />
resulterar i en mer generell oxidation av mjölkfettets triglycerider. Ungefär en tredjedel av<br />
mjölkens fosfolipider förekommer i mjölkserum som membranpartiklar, ibland benämnda<br />
"mjölkmikrosomer", även dessa partiklar är utsatta för oxidation.<br />
Prooxidanter<br />
Reaktionen mellan syre och lipider sker inte spontant. Den behöver initieras antingen genom<br />
bildandet av lipidradikaler eller genom bildandet av "aktivt syre" som kan reagera med<br />
lipidmolekylen.<br />
Metaller är mycket viktiga katalysatorer för lipidoxidation. Även om flera metalljoner kan<br />
katalysera oxidation är koppar den viktigaste. Järn inaktiveras i närvaro av proteiner (Walstra<br />
1984) och har som en konsekvens av detta troligen en mindre roll vid autooxidation av mjölkprodukter<br />
(undantaget möjligen smörolja). Koppar har en betydande funktion för oxidation av<br />
mjölkfett och dess koncentration i fettkulemembranen är kritisk. Det är viktigt att skilja<br />
mellan naturlig koppar (i mjölken före mjölkningen, vanligen 20 µg/kg) och kontaminerande<br />
koppar. Kontaminerande koppar är en aktivare katalysator för oxidation än det naturligt förekommande.<br />
Kontaminering kan härröra från spenar (gödsel innehåller alltid koppar), från<br />
mjölkmaskiner, processutrustning samt från vatten. <strong>Mjölk</strong> är en av de effektivaste vätskorna<br />
för att avlägsna kopparjoner från en yta. Koppar binds i hög grad till mjölkens proteiner.<br />
Ljus och värme i livsmedelsprocesser är viktiga prooxidanter.<br />
Xantinoxidas (XOD) antas vara en betydande prooxidant i mjölk (Richardson 1983). En positiv<br />
korrelation har påvisats mellan XOD-aktivitet och oxidation i mjölk. Flera egenskaper hos<br />
XOD gör den intressant som prooxidant: dess järn-, molybden- och flavin cofaktorer samt<br />
dess associering till fettkulemembranen, dessutom kan XOD i närvaro av rätt substrat generera<br />
väteperoxid och aktivt syre.<br />
20
Laktoperoxidas (LP) är det mest förekommande enzymet i bovin mjölk. Koncentrationen är<br />
cirka 3 mg/100 ml. LP katalyserar oxidationen av väteperoxid och komplexet LP / väteperoxid<br />
oxiderar tiocyanat till intermediära oxidationsprodukter som är bakteriehämmande.<br />
Antioxidanter<br />
Ett flertal, kemiskt varierande föreningar har antioxidativ funktion. Den huvudsakliga antioxidativa<br />
mekanismen är reaktion mellan antioxidanten och en lipidradikal, vilket resulterar i<br />
att kedjereaktionen avbryts (Lingnert 1992). Inaktivering av prooxidanter är en annan antioxidativ<br />
mekanism. Många naturliga livsmedelskomponenter är aktiva antioxidanter och antioxidanter<br />
kan också bildas under livsmedelsprocesser.<br />
Den viktigaste antioxidanten i mjölk är α-tokoferol. Sambandet mellan tokoferolhalt (Evitamin)<br />
och oxidativ stabilitet var känt så tidigt som 1949. Sammanlagt finns det åtta olika<br />
former av naturligt E-vitamin. Den aktivaste formen i biologiska system är α-tokoferol.<br />
Det är den viktigaste tokoferolen i mjölk, men även andra former kan förekomma (Frankel<br />
1989).<br />
Seleninnehållande enzymer, speciellt GSH-Px är kända för att ha ett synergistiskt förhållande<br />
till tokoferol i vissa oxidativa reaktioner. Vid behandling av problembesättningar i södra<br />
Norrland har man fått effekt av att ge kombinationspreparat med E- vitamin / selen i stora<br />
doser (Everitt 1993).<br />
Superoxiddismutas (SOD) är ett i mjölk förekommande enzym med antioxiderande funktion.<br />
Det är ett förhållandevis värmestabilt enzym. Aktiviteten minskar inte vid värmning till 63°C,<br />
30 minuter, inte heller vid lågpastörisering (72°C / 15 s), men vid högpastörisering sker en<br />
viss inaktivering (Hicks 1979).<br />
Processparametrar av betydelse för oxidation<br />
Kylning av mjölk före behandling (5°C, ett par timmar) medför att nästan hälften av kopparinnehållet<br />
i membranen går över till plasman (Walstra 1984). Förskjutningen är irreversibel.<br />
Värmning av mjölk medför att kontaminerande koppar går över till fettkulemembranen. Detta<br />
är påvisbart efter 15 s vid 60°C och betydande efter 15 s vid 90°C. Membranens kopparinnehåll<br />
kan mångdubblas. De oxidationsstimulerande egenskaperna hos xantinoxidas och laktoperoxidas<br />
ökar när de värmedenatureras. Detta kan vara orsakerna till den ökade oxidationsbenägenheten<br />
efter lågpastörisering. Kraftigare värmebehandling minskar i stället autooxidationshastigheten.<br />
Homogenisering minskar känsligheten för oxidation betydligt, trots den ökade fettytan. Troligen<br />
beror effekten på en "utspädning" av koppar och fosfolipider när protein från vattenfasen<br />
anlagras i membranerna.<br />
Lågt pH ökar autooxidationshastigheten. Huvudorsaken är troligen fördelningen av koppar<br />
mellan plasma och fettkulor. Vid pH 4,6 går så mycket som 30-40% av tillsatt koppar till fettkulorna<br />
(Mulder 1974). Detta kan vara en viktig orsak till att smör tillverkat av syrad grädde<br />
är känsligare for oxidation än icke syrad.<br />
21
Mängden vatten i ett livsmedel påverkar oxidationshastigheten på ett komplext sätt<br />
(Richardson 1983). En extremt torr omgivning gynnar oxidation. När mängden vatten ökar<br />
tillräckligt for att bilda ett monoskikt erhålls en oxidationsbarriär. Ytterligare ökning av<br />
vattenaktiviteten gynnar oxidation, troligen genom att prooxidanter blir rörligare. Vid tillräckligt<br />
hög vattenhalt späds reaktanterna ut så mycket att oxidationen minskar.<br />
Att begränsa tillgången av syre under tillverkning och i förpackning är ett effektivt sätt att<br />
begränsa oxidation i livsmedel. Detta kan uppnås med hjälp av vakuum eller genom att<br />
använda skyddsgas, t.ex. kväve eller koldioxid. Låga koncentrationer av syre kan uppnås i<br />
fermenterad mjölk och ost, eller i hermetiskt förseglade förpackningar.<br />
Kor och utfodring<br />
De flesta kobesättningar har ett antal kor (30% av<br />
korna ger känslig mjölk. Besättningar som ofta har oxidationsproblem kan sammanfattas på<br />
följande sätt: De är högmjölkande, välskötta och har en hög andel unga kor, samt får ett högt<br />
proteintillskott i fodret.<br />
Stress hos kon är ofta kopplad till oxidationssmak. Det kan orsakas av problem rörande<br />
antingen näring, omgivning, sjukdom eller sociala skäl. Att högmjölkande kor har högre frekvens<br />
av oxidationssmak, kan hänga ihop med ökad stress. Välskötta besättningar förnyar kobeståndet<br />
oftare. Unga kor i första eller andra laktationen har större benägenhet att ge oxidationssmak<br />
i mjölken än äldre kor i samma besättning (Bertelsen 1981). Välskötta besättningar<br />
levererar ofta den mest hygieniska mjölken. En minskad bakteriekontaminering medför att<br />
mindre syre förbrukas i mjölken, vilket kan vara betydelsefullt for oxidationsförloppet.<br />
Kor i negativ energibalans innebär större risk for oxidationskänslig mjölk (Nicholson 1993,<br />
Bertelsen 1981 ). Brist på bl.a. ättiksyra för mjölkfettsyntesen innebär att andelen korta fettsyror<br />
minskar i mjölken, varvid mer omättat fett (oljesyra) inkorporeras i mjölken direkt från<br />
blod och depåfett. Syftet med att oljesyrahalten ökar anses vara att behålla mjölkfettet<br />
flytande vid kroppstemperatur, trots att halten korta fettsyror minskar. Lågfiberdieter leder till<br />
minskad fetthalt i mjölken och kan öka risken for oxidationssmak. Olje- och linolsyrahalten<br />
ökar vid en sådan utfodring på bekostnad av palmitin- och stearinsyra. Utfodring med skyddat,<br />
fleromättat fett, vilket leder till högre halt linolsyra i mjölken minskar mjölkens oxidationsstabilitet.<br />
Laktationsstadium verkar inte ha någon större betydelse för uppkomsten av oxidationssmak.<br />
Man har observerat en viss tendens till ökad oxidation i mitten och slutet av laktationen, trots<br />
att kopparinnehållet är högre i laktationens början. Detta kan hänga ihop med att andelen<br />
omättade fettsyror i fosfolipiderna ökar under laktationen.<br />
Risken för oxidationssmak är mycket större under vinter- och vårmånaderna. Orsaken är troligen<br />
det låga intaget av vitamin E när djuren ges foder som har lagrats många månader. Det<br />
har varit känt sedan 1930-talet att mjölkens oxidationskänslighet påverkas av kornas utfodring<br />
och att problemet uppträder främst när lagrat foder används och sällan när korna är på bete<br />
(Nicholson 1993 ).<br />
22
Analysmetoder for fettkulestabilitet<br />
Kvantifiering av fria fettsyror (Bakke 1983, Herbst 1984, Hisserich 1984, Kirst 1980,<br />
Worstorff 1972).<br />
Extraktion av utkärnat fett / "fritt fett" (Bertelsen 1973, Fink 1983, Foley 1971, Hinrichs<br />
1998, Kirst 1980, Palfreyman 1988).<br />
<strong>Mjölk</strong>fettets separerbarhet, fettinnehåll i skummjölken (Aule 1973, Lehman 1980).<br />
Analys av luftinnehåll i mjölken - i mjölkningsorgan och på mejeriet (Bakke 1983, Lehmann<br />
1993, 1980).<br />
Fettkulestorleksdistribution (BoekeI1991, 1980, Shioya 1981, Solms-Baruth 1976, 1971,<br />
Te Whaiti 1976, Boode 1992, Hinrichs 1994).<br />
Viskositet hos grädde (Boekel 1991).<br />
Elektronmikroskopistudier (Buchheim 1970, Oortwijn 1977, Precht 1988)<br />
Isolering och karakterisering av fettkulemembranmaterial (Darling 1978, Oortwijn 1977).<br />
Isolering av skummjölkmembranfraktionen m h a ultracentrifugering (Euber 1984).<br />
Analys av gräddsättning (Euber 1984, Boode 1992).<br />
Studier av fettkuletransport i elektriskt fält (elektrofores) (Fink 1986).<br />
Analys av utkärnat fett, "fritt fett", med centrifugeringsmetod (skillnad i densitet mellan fritt<br />
och membranbundet fett) för (Fink 1983, Herbst 1984, Te Whaiti 1976).<br />
NMR-analys av förhållandet fast: flytande fett samt totalfett (Jönsson 1976, Foley 1984,<br />
Hinrichs 1997, Boode 1992).<br />
Studier av mjölkfettkristaller med polariserat ljus mikroskopi (Foley 1984, Boode 1992).<br />
Studier av mjölkfettets konsistens med Instron (Foley 1984).<br />
Reometriska mätningar, t ex viskositet och kritisk skjuvningshastighet i rotationsviskosimeter<br />
med Couette-flödes betingelser (flöde mellan två cylindriska cylindrar där den yttre roterar<br />
och den inre är fast) (Hinrichs 1997, 1998, Hisserich 1984, Langley 1984, Reuter 1977,<br />
Rothwell1966, Shioya 1981, Boode 1992).<br />
Ljusmikroskopistudier av fettkuleaggregering (Hinrichs 1994).<br />
Filtrering av utkärnat fett (Huss 1984, Hinrichs 1994, Reuter 1978).<br />
Butyrometrisk bestämning av fritt fett med hetvatten (Kammerlehner 1980).<br />
23
Xantinoxidasaktivitet i mjölkplasma som mått på skadade fettkulor (Reuter 1978, Solms-<br />
Baruth 1971).<br />
Organoleptisk bedömning (Reuter 1978).<br />
Dilatometrisk expansion av grädde (Rothwell1966).<br />
Proteininnehåll (proteinmassa) i fettkulemembran hos olika stora fettkulor (Oortwijn 1978,<br />
Sharma 1996).<br />
Vispbarhet hos grädde (Shioya 1981 ).<br />
Fördelning av fosfolipider och sulfhydrylgrupper mellan serum och fettfas (Solms Baruth<br />
1976).<br />
Kontaktvinkel (Boode 1992).<br />
Ytspänning (Boode 1992).<br />
Kapillärmetod för analys av fettkuledeformation (Boode 1992).<br />
Permeametri (Boode 1992).<br />
Koalescenshastighet genom analys av förändring i fettkulestorlek och -antal (Boekel 1980).<br />
24
Referenser<br />
Andersson, K. (1982) Improved cream quality with the Scania method. Scand. J Dairy Tech.<br />
and know how / NM1, 82-86.<br />
Andersson, M. (1992) Functional aspects of milk fat constituents. In: Milk fat: production,<br />
technology and utilization, edited by Rajah K.; Burgess K.J, pp 9-17<br />
Appell, K.C. (1982). Differential scanning calorimetry of milk fat globule membranes.<br />
Biochim. Biophys. Acta 690, 243-250.<br />
Aule, O. (1975) Der Einfluss der mechanischen Behandlung der Milch auf die quantitativen<br />
gehalte an freien Fettsäuren und freiem, Fett, un auf die separierfähigkeit der Milch.<br />
Proceedings Lipolysis Symp. Cork, Ireland 5- 7.3.<br />
Back, W.D. (1973) Auswirkungen turbulenter strömungen auf das System Milch.<br />
Milchwissenschaft 28(10),628-636.<br />
Bakke, H. (1983) Verknad av ulike luftinnslepp i spenekoppsentralen på feittspalting i mjölk.<br />
Meieriposten 18,350-352.<br />
Barrefors, P. (1997) Off- flavours in raw milk in relation to milk fat composition.<br />
Licentiatavhandling Inst. Livsmedelsvetenskap, SLU, Uppsala. ISSN 1101-5411.<br />
Bertelsen, E. Utredning över orsaker till blecksmak i leverantörmjölk samt prövning av<br />
åtgärder för eliminering av dessa på produktionsplatsen: Undersökning vid<br />
Skånemejerier 1975-1979. SMR 1981, 29 pp.<br />
Bertelsen, E. (1973) Tillverkningsprocessens inverkan på gräddens fysikaliska egenskaper.<br />
Mejeritidningen 65(25)407-410.<br />
Biallas, E. (1982) Qualität und Ausbeute bei fetthaltigen Produkten; Die Bestimmung der<br />
freien Fettsäuren nach der BLM-Pedia Methode. Deutsche Milchwirtschaft 33(6)205-<br />
207.<br />
Bläckberg, L. (1982) Hydrolysis of human milk fat globules by pancreatic lipase. J Clin.<br />
Invest. 67, 1748-1752.<br />
Boekel, M.A.J.S. (1991) Effect of heat treatment on the stability of milk fat globules.<br />
Milchwissenschaft 46(12)758-765.<br />
Boekel, M.A.J.S. (1980) Influence of fat crystals in the oil phase on stability of oil- in water<br />
emulsions. Doktorsavhandling från Lantbruksuniversitetet Wageningen, Holland.<br />
Boode, K. (1992). Partial coalescence process in oil-in-water emulsions. Doktorsavhandling<br />
från Lantbruksuniversitetet Wageningen Holland.<br />
Botazzi, Y. (1982) Clustering milk fat globules and debacterization of milk. 21 IDF Congress,<br />
Bd I :2, 159.<br />
Bruhn, C.M. (1988) Observations on the whipping characteristics of cream. J Dairy Sci<br />
71,857-862.<br />
Buchheim, W. (1997) Milk and dairy type emulsions. In: Food Emulsions ( eds. Friberg, S.,<br />
Larsson, K.) ISBN 0-8247-9983-6.<br />
Buchheim, W. (1970) Der Verlauf der Fettkristallisation in de Fettkügelchen der Milch.<br />
Elektronenmikroskopische Untersuchungen mit Hilfe der Gefrierätztechnik.<br />
Milchwissenschaft 25(2)65- 70.<br />
Chap, H. (1982) Toxicon 20,291-298.<br />
Cillard, J. (1980) Eff. of exp. fact. on the proox. behavior of alpha-tocopherol J.A.O.C.S.<br />
57255-261.<br />
Corredig, M. (1998) Effect of heating on the properties of milk fat globule membrane isolates.<br />
J Agric. Food Chem. 46, 2533-2540.<br />
Corredig, M. (1996) Effect of different heat treatments on the strong binding interactions<br />
between whey proteins and milk fat globules in whole milk. J Dairy Res. 63,441-449.<br />
25
Darling, D.F. (1982) Recent advances in the destabilization of dairy emulsions. J Dairy Res.<br />
49,695-712.<br />
Darling, D.F. (1978) Milk-fat globule membrane in homogenized cream. J Dairy Res. 45,<br />
197-208.<br />
Deeth, H.C. (1997) The role of phospholipids in the stability of milk fat globules. Austr. J<br />
Dairy Tech. 52,44-46.<br />
EFAM (1985) Fettschädigung in der Milch und ihre Auswirkungen. Zusammengestellte<br />
Vortäge anlässlich der mKBD-Fachtagung vom 20 september 1985 am Schweiz.<br />
Landw. Technikum in Zollikofen.<br />
Euber, J.R. (1984) Reexamination of fat globule clustering and creaming in cow milk. J Dairy<br />
Sci. 67, 2821-2832.<br />
Everitt, B. (1993) Oxidationsfel - orsak och erfarenheter, Utfodringskonferens 1993, s 11-17.<br />
Sveriges Lantbruksuniversitet och <strong>Svensk</strong> Husdjursskötsel.<br />
Fanni, J. (1996) Physical treatments affecting the solid fat content of butter fat: thermal<br />
treatment of cream and membrane partition of butter oil. J Dairy Sci. 79, 1460-1466.<br />
Fink, A. (1986) Einfluss der Erhitzung auf die Elektrophoretische beweglichkeit von<br />
Fettkugeln. Deutsche Molkereizeitung 28, 926-931.<br />
Fink, A. (1983) Determination of free fat in cream for the assessment of damage caused to fat<br />
globules by processing. Milchwissenschaft 38(6)330-334.<br />
Flückinger, E. (1987) Fettschädigung bei der Milchgewinnung. Deutsche Milchwirtschaft 5,<br />
112-115.<br />
Foley, J. (1984) Temperature induced effects on crystallization behaviour, solid fat content<br />
and the firmness values of milk fat. J Dairy Res. 51,579-589.<br />
Foley, J. (1971) The influence of processing on the emulsion stability of cream. J Soc. Dairy<br />
tech. 24(1)54-58.<br />
Frankel, E. Autoxidation of polyunsaturated lipids. New Aspects of Dietary Lipids. Benefits,<br />
Hazards and Use. IUFoST Seminar, Gothenburg Sep. 1989, 103-122.<br />
Goff, H.D. (1997) Instability and partial coalescence in whippable dairy emulsions. J Dairy<br />
Sci. 80, 2620-2630.<br />
Goft, H.D. (1993) Lipids -Chemical properties. Dairy Sci and Tech Handbook.<br />
Herbst, K.D. (1984) Beeinflussung der Milch durch tiefkühlung und mechanische Belagtung.<br />
Deutsche Milchwirtschaft 19, 704- 706.<br />
Hicks, C.L. (1979) Heat inactiv. of SOD in bovine milk. J.Dairy Sci. 62,529-532.<br />
Hill, E.G. (1979) Intensification of essential fatty acid defiency in the rat by dietary trans fatty<br />
acids. J.Nutr. 109,1759-1765.<br />
Hinrichs, J. (1998) Flow rates for milk and cream in pipelines. Milchwissenschaft 53(3)139-<br />
143.<br />
Hinrichs, J. (1997) Fat content of milk and cream and effects on fat globule stability. J Food<br />
Sci. 62(5)992-995.<br />
Hinrichs, J. (1994) Methoden zum bestimmen der Fettkugel(membran)schädigung. (eget<br />
material).<br />
Hinrichs, J. (1994) Die mechanische Stabilität von Fettkugeln mit kristallinem Fettanteil im<br />
Strömungsfeld - Verfahrenstechnische einflussgrössen und technologische<br />
Veränderungen. Doktorsavhandling.<br />
Hinrichs, J. (1992) Differences in the composition of triglycerides in summer and winter milk<br />
fat. Milchwissenschaft 47(8)495-498.<br />
Hisserich, V.D. (1985) Vergleichbarkeit verschiedener mekanischer Systeme (couette-spalt<br />
und pumpkreislauf) im hinblick auf die Bildung freier Fettsäuren in Rohmilch durch<br />
induzierte Lipolyse. Milchwissenschaft 40(9)530-532.<br />
26
Hisserich, V.D. (1984) Grenzen der mechanischen Beanspruchung von Rohmilch für die<br />
induzierte Lipolyse. Milchwissenschaft 39(6)333-335.<br />
Horväth, Z. (1971) Mechanische Beschaedigung der Milchfettkugeln waehrend der<br />
Aufbewahrung im Milchkuehltank. 19 IDF Congress, Bd 1, 191.<br />
Huss, M. (1984). Fettschädigung beim pumpen von Rahm. Wissenschaftlicher Jahresbericht<br />
der Süddeutschen Versuchs- und Forschungsanstalt, 5.126-127.<br />
Jönsson, H. (1976) Study of the crystallization behaviour of butterfat with pulse NMR.<br />
Milchwissenschaft 31 (10)593-598.<br />
Kammerlehner, J. (1980) Mechanische einflüsse auf Rahm beim rühren und pumpen.<br />
Deutsche Milchwirtschaft 43, 1746-1748.<br />
Kanno, C. (1970) Antioxidant effect of tocopherols on autoxidation of milk fat.<br />
Agric.Biol.Chem. 34, 878-885.<br />
Kessler, H.G. (1984) Untersuchungen zur qualitätsverbesserung und erhöhung der Transport<br />
und Lager stabilität von Sahne und Milch mit höherem Fettgehalt. Abschlussbericht<br />
zum Forschungsauftrag EG Nr 282/84-24.<br />
Kessler, H.G. (1992) Physico-chemical effects of pasteurization on cream properties. IDF-<br />
Bulletin nr 271, Bryssel, ch. 3, 11-17.<br />
Kirst, E. (1986) Lipolytic changes in the milk fat of raw milk and their effects on the quaIity<br />
of milk products. Food Microstructure 5,265-275.<br />
Kirst, E. (1980) Lipolytische vorgänge in Milch und Milchprodukten. Molkereizeitung Welt<br />
der Milch 34(30) 1002-1006.<br />
Kirst, E. (1980) Zur Lipolyse der Milch durch technologische Beeinflussungen. 1. Mitt. stand<br />
der kenntnisse und Untersuchungen zur Beeinflussung von Milch und Rahm durch<br />
pumpen. Die Nahrung 24(6)569-576.<br />
Kurzhals, H.A. (1973) Beurteilung des homogenisiereffektes bei Milch. Milchwissenschaft<br />
28(10)637-645.<br />
Langley KR (1984) Changes in viscosity of processed cream during storage at 5°C. J Dairy<br />
Res. 51, 299-305.<br />
Lehmann, H. (1993) Einflussfaktoren auf die Entrahmung von Rohmilch. DMZ<br />
Lebensmittelindustrie und Milchwirtschaft 24, 688- 702.<br />
Lehmann, H. ( 1982) Der Einfluss der mechanischen Behandlung der Milch auf ihre<br />
Separierfähigkeit unter dem Gesischtpunkt der gehalte an freien Fettsäuren und freiem<br />
Fett. Deutsche Milchwirtschaft 33(5) 172-174.<br />
Lingnert, H. Lipid oxidation in Food. L7, Lipid Oxidation -Occurence, Detection and<br />
Prevention. Lipidforum Seminar, Copenhagen 26-27 okt. 1992.<br />
Melsen, J.P. (1989) The stability of recombined milk fat globules. Neth. Milk Dairy J 43, 63- 78.<br />
Mulder, H. (1974) The milk fat globule. ISBN 0 85198 2891.<br />
Nicholson, J.W.G. (1993) Spontaneous oxidized flavour in cows' milk. Bulletin of the IDF 281.<br />
Nicholson, J.W.G. & Charmley, E. (1991) Oxidized flavour in milk: a Canadian perspective.<br />
Bulletin of the IDF 257, 5.11-17.<br />
Niki, E. (1989) Inhibition of oxidation of biomembranes by tocopherol. Ann.NY<br />
Acad.Sci.570 23-31.<br />
Nordlund, J. Eine Theorie fiber die Bildung von freiem Fett in Milch. 19 IDF Congress Bd.l,<br />
194-195.<br />
Owens, J. (1978) Lecithinase positive bacteria in milk. Process Biochemistry 13(1)13-14,30.<br />
Onwulata, C.I. (1997) Design of a single-stage mechanical fat separator. JAOCS 74(6)679-683.<br />
Oortwijn, H. (1977) The membranes of recombined fat globules. 1. Electron microscopy. 2.<br />
Composition. Neth. Milk Dairy J 31, 134-147 and 33, 134-154.<br />
Palfreyman, K.R. (1988) An evaluation of mixing performance and fat globule damage in<br />
cream crystallizing silos. New Zealand J Dairy Sci. Tech. 23,373-378.<br />
27
Precht, D. (1988) Elektronenmikroskopische Untersuchungen Fiber temperatur- und<br />
fütterungsbedingte Einflusse auf die Kristallstruktur von Rahmfettkugelchen. Fat Sci.<br />
Tech. 90(8)300-308.<br />
Precht, D. (1985) Rahmpropfenbildung und physikalische Eigenschaften geschlagener Sahne.<br />
Die Molkereizeitung Welt der Milch 39(25)721-727.<br />
Puhan, Z. (1986) Mekaanisen muokkauksen vaikutus. Meijeritieteellinen 44(2)1-21.<br />
Reuter, H. (1977-78) Auswirkungen von strömungsvorgängen in Rohmilch. 1. Messung und<br />
characterisierung von strömungen. 2. Physikalische, chemische und sensorische<br />
Veränderungen. Milchwissenschaft 32(12)716-718 och 33(2)97-100.<br />
Richardson, T & Korycka-Dahl, M. (1983) Lipid Oxidation. Developm. in Dairy Chem. ISBN<br />
0-85334-224-5. s.241-363.<br />
Rothwell, J. (1966) Studies on the effect of heat treatment during processing on the viscosity<br />
and stability of high-fatmarket cream. J Dairy Res. 33,245-254.<br />
Sharma, R. (1996) Composition and structure of fat globule surface layers in recombined<br />
milk. J Food Sci. 61(1)28-32.<br />
Shioya, T. (1981). Influence of time thickening on the whippability of creams. J Texture<br />
Studies 12, 185-200.<br />
Shipe W .F. (1978) Off flavours of milk: nomenciature, standards and bibliography.J.Dairy<br />
Sci. 61, 855-869.<br />
Singh, H. (1996) Heat induced aggregation and dissociation of protein and fat particles in<br />
recombined milk. Neth. Milk Dairy J 50, 149-166.<br />
Sleigh, R. W. (1976) A study of cow's milk containing high levels of linoleic acid: isolation<br />
and properties of the fat-globule membrane. J Dairy Res. 43, 389-400.<br />
Solms-Baruth, H.G. (1971). Beeinflussung von Rohmilch durch die Verwendung von zwei<br />
verschiedenen Rührwerken. Deutsche Milchwirtschaft 22(31) 1370-1372.<br />
Solms-Baruth, H.G. (1976). Ober Strukturänderungen an dem Produkt Schlagsahne durch<br />
hohe schergeschwindigkeiten. Chem. Ing Techn. 48(4)351.<br />
Takeshi Mineshita. (1978). Flow properties of milk in a capillary at low stress. In: V<br />
International Congress of Food Science & Technology- Abstracts<br />
Te Whaiti, I.E. (1976) Factors influencing the release of free fat in raw milk. New Zeeland J<br />
Dairy Sci. Tech. 11,91-95.<br />
Te Whaiti, I.E. (1975) Factors that determine the gelling of cream. New Zeeland J Dairy Sci.<br />
Tech. l0, 2-7.<br />
Te Whaiti, I.E. (1974) Faktoren, die die Freisetzung von freiem Fett aus Rahm beeinflussen.<br />
19 IDF Congress Bd 1,727.<br />
Thome, K.E. (1958) Einige Faktoren, die die Bildung von Rahmpropfen bei Trinkmilch<br />
beeinflussen. Milchwissenschaft 13, 115-122.<br />
Timmen, H. (1988) Milk fat globules: fatty acid composition, size and in vivo regulation of<br />
fat liquidity. Lipids 23(7)685-689.<br />
Walstra, P. (1995) Physical chemistry of milk fat globules. In: Advanced Dairy Chemistry,<br />
Vol. 2 Lipids. (ed Fox, P.F.) ISBN 0412 606208.<br />
Walstra, P. & Jenness, R. (1984) In: Dairy chemistry and physics. ISBN 0-471- 09779-9.<br />
Walstra, P. (1983) Physical chemistry of milk fat globules. In: Developments in Dairy<br />
Chemistry 2 (ed Fox, P.F.) ISBN 0-85334-224-5.<br />
Walstra, P. (1982) The membranes of recombined fat globules. 3. Mode of formation. Neth.<br />
Milk Dairy J 36, 103-113.<br />
Walstra, P. (1967) On the crystallization habit in fat globules. Neth. Milk & Dairy J 21, 166-191.<br />
Wennermark, B. (1993) Oils and Fats,.Mars Aktuellt från Karlshamns.<br />
Wooding, B.P. (1975) High-melting-point triglycerides and the milk fat globule membrane. J<br />
Dairy Res. 42, 419-426.<br />
28