28.09.2013 Views

Hela rapporten - Svensk Mjölk

Hela rapporten - Svensk Mjölk

Hela rapporten - Svensk Mjölk

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!