1. Melksamenstelling

1.1 Samenstelling algemeen

Melk bevat alle voedingsstoffen voor een jong dier om op te groeien. Melk bestaat voor ongeveer 87% uit water. De belangrijkste voedingstoffen zijn vet, eiwit en lactose of melksuiker. Daarnaast bevat melk ook voedingsstoffen in kleinere hoeveelheden, zoals vitamines en mineralen. Een voorbeeld van een belangrijk mineraal is calcium(Ca). Dit mineraal wordt onder andere gebruikt bij de opbouw van botten.

Melk is daarnaast een belangrijke bron van B-vitamines. Veel B-vitamines spelen een rol in de energievoorziening van het lichaam, de aanmaak van witte en rode bloedlichaampjes en het goed functioneren van het zenuwstelsel.  Niet elk zoogdier geeft melk met dezelfde hoeveelheid vet, lactose en eiwit. De samenstelling van melk verschilt per zoogdier. Gemiddeld heeft koemelk een lager vetpercentage dan schapenmelk (zie tabel 2).

De prijs van koemelk wordt op de Nederlandse markt in het algemeen door vier factoren bepaald:

1. het aantal kilogrammen geleverde melk,
2. het vetpercentage,
3. het eiwitgehalte en
4. de kwaliteit van de melk (en soms ook het lactosegehalte).

In de volgende hoofdstukken kun je meer lezen over vet en eiwit. Ook de kwaliteit van melk komt later nog ter sprake.

Tabel 2. Gemiddelde melksamenstelling van een aantal zoogdieren

Biest

Zoals in het bovenstaande stuk al aan de orde kwam, heeft de melk niet altijd dezelfde samenstelling. Koemelk heeft net na afkalven een bijzondere samenstelling. Deze melk noemen we biest. Biest bevat wel 33% droge stof. In de biest zitten veel meer vetten en eiwitten dan in gewone melk. Biest heeft ongeveer 20% eiwit. Een belangrijk deel hiervan zijn antistoffen of immunoglobulinen. Hierdoor is biest is een wonderdrank voor het kalf. Immunoglobulinen worden ook wel serumeiwitten genoemd. Het kalf kan deze de eerste 36 uur opnemen in de bloedbaan. Het kalf is door de antistoffen beschermd tegen de eerste ziekteverwekkers. Wanneer biest wordt verhit, vlokken de eiwitten uit (= klonters). Door deze klonters raakt de platenpasteur in de fabriek verstopt. Daarom mag biest niet geleverd worden.

Na drie dagen is de melk van de koe weer normaal. Door de lactatie heen verandert de samenstelling vaak nog een klein beetje. Koeien aan het begin van de lactatie hebben vaak hogere gehalten dan op de piek van de lactatie (2 maanden). Aan het einde van de lactatie is het vetgehalte vaak iets hoger. (zie grafiek) Biest is niet meer zo uniek als vroeger. Vroeger had een kalf de biest van de moeder echt nodig. Tegenwoordig bestaat er ook kunstbiest en kunstmelk.

Figuur 1. Verloop gehaltes tijdens de lactatie

Tabel 3. Gehaltes in biest

Kunstmelk bestaat uit (melk)poeder die je mengt met water. De melk die zo ontstaat is beter voor het kalf. Kunstmelk bevat de juiste mineralen en vitaminen. Daarnaast is het vetgehalte (ongeveer 2%)veel lager, waardoor het kalf niet zo snel aan de diarree raakt. Een te hoog vetgehalte zorgt van een verkleving van de vetdeeltjes aan de wand van de lebmaag. Hierdoor wordt de opname van voedingsstoffen moeilijker gemaakt voor de lebmaag. De slechte vertering die ontstaat kan voor diarree zorgen.

Omhoog

1.2 Vet

De melk van de koe bevat ruim 4% vet. De melk die je in de winkel koopt, bevat geen 4% vet meer. Een gedeelte van het vet is uit de melk gehaald, omdat de consument hier vaak niet van houdt. Vandaar dus ook de termen volle - (3,2%), halfvolle - (1,5%) en magere melk (0,5%).

Het vet in de melk bestaat uit kleine vetbolletjes van 1 tot 10 μ. 1 μ = 0,000001 m. Van alle deeltjes in de melk zijn de vetbolletjes het grootst! De vetbolletjes hebben een laagje om zich heen, waardoor ze niet oplossen, maar door het water zweven. Dit wordt een emulsie genoemd. Het dunne oppervlakte laagje bestaat voor een deel uit een kleefstof, dit is serumeiwit (agglutinine). Deze kleefstof kan de vetbolletjes aan elkaar laten kleven. De vetbolletjes vormen dan trossen.

Vet is lichter dan water, dat betekent dat de trossen vetbolletjes vrij snel naar boven drijven. Dit proces wordt opromen genoemd. Doe maar eens een paar liter melk vers van de koe in een emmer en laat het een dag (koud) staan. De volgende dag is er op de melk een vetlaagje ontstaan. Dit vetlaagje ontstaat doordat de vetbolletjes, die heel licht zijn, bovenop de melk gaan drijven. In de fabriek maken ze hier ook gebruik van door de melk te centrifugeren, zo wordt het vet en de rest van de melk gescheiden.

Het oppervlaktelaagje beschermt het vet tegen het enzym lipase. Dit enzym dat van nature in de melk aanwezig is kan het vet splitsen. Er ontstaan dan vrije vetzuren. Vrije vetzuren geven de melk een afwijkende smaak. We noemen dit rans van geur en smaak.

Figuur 2. Vetsplitsting

Op de melkgeldafrekening die de veehouder elke maand thuis krijgt, wordt dit de zuurtegraad vet genoemd. Om te voorkomen dat het enzym lipase de vetbolletjes aantast, mag je de melk niet ruw met lucht mengen. Dat betekent dus dat de melkmachine zo moet functioneren dat er zo min mogelijk lucht met de melk door de melkleiding gaat en verder mogen er geen scherpe bochten in de melkleiding zitten. Als je melkt hoe kun je dan voorkomen dat er veel lucht samen met de melk door de melkleiding gaat? Vetten is een groep sterk uiteenlopende  stoffen, die zowel vloeibaar (bv. olijfolie) als vast (bv. frituurvet) kunnen zijn.

Alle vetten hebben met elkaar gemeen dat ze onoplosbaar zijn in water. Het vet in melk is verdeeld over heel veel kleine bolletjes variërend in grootte. Ondanks dat vet niet oplosbaar is in water, zijn de vetbolletjes toch goed in de melk verdeeld omdat ze bedekt zijn met een laagje eiwit met een positieve lading. Deze eiwitten beschermen het vet in het vetbolletje en door de positieve lading stoten ze elkaar af waardoor ze goed verdeeld blijven.

Figuur 3. Structuur van een triglyceride

Vetten bestaan voornamelijk uit stoffen die triglyceriden (tri = 3) genoemd worden. In bijgevoegde figuur  zie je een voorbeeld hoe zo'n triglyceride er uit kan zien: het bestaat uit de combinatie van één glycerolmolecuul met daaraan 3, vaak verschillende, vetzuren (de "staarten"). In één bolletje melkvet zitten miljarden van zulke triglyceriden.

Verdiepingsstof

Omhoog

1.3 Eiwit

Melk bevat ongeveer 3,5% eiwit. Op een kilogram melk is dit 35 gram. Bij de uitbetaling van melk door de zuivelfabriek is eiwit heel belangrijk. Hoe hoger het percentage eiwit, hoe meer de melk waard is. Melkeiwitten zijn voor de menselijke voeding heel belangrijk. De biologische waarde is hoog omdat vrijwel alle benodigde aminozuren erin voorkomen. Dit wil zeggen dat mens en dier het eiwit volledig kunnen benutten voor het onderhoud en groei van het lichaam. Ze hebben dus geen ander eiwit nodig om gezond te blijven. Vegetariërs moeten daarentegen verschillende eiwitbronnen gebruiken om gezond te blijven.

Melkeiwit bestaat uit caseïnemicellen, serumeiwitten en een klein beetje overige eiwitachtige stoffen.

De caseïnemicellen komen in colloïdale toestand voor met een deeltjesgrootte van 0,1 – 0,001 Mu. 
De serum eiwitten komen in opgeloste toestand voor, dwz ze hebben een deeltjes grootte <0,001 Mu. 
Bij het kaasmaken worden de colloïdale eiwitten gebonden; de serumeiwitten niet.
Na het kaasmaken vind je de serumeiwitten nog in de vloeistof die we wei noemen. Deze serumeiwitten worden ook wel wei-eiwitten genoemd en caseïne = kaasstof.

Eiwitten zijn grote moleculen die zijn opgebouwd uit een keten van aminozuren. Een aminozuur is weer een keten van C-atomen (met soms een S = zwavelatoom ertussen) met een aminogroep (=NH2) en een zuurgroep (=COOH). Voorbeelden van aminozuren zijn lysine, methione, tryptofaan, cysteïne en leucine. Vaak worden ze afgekort tot: lys, meth, tryp, cyst en leu. Eiwitten komen vooral veel voor in dierlijke producten (zuivel, vlees, eieren). Eiwitachtige stoffen bevatten wel N = stikstof, maar zijn (nog) geen eiwit of enzymen. Het is "eiwit in opbouw".

De 2 belangrijkste groepen eiwit in melk zijn: caseïne = caseïnemicellen en wei-eiwit = serumeiwit. Eiwitten worden gemaakt door aaneenschakeling van tientallen tot honderden aminozuren. In de natuur komen wel 20 verschillende aminozuren voor. Hierdoor zijn er een vrijwel oneindig aantal verschillende combinaties mogelijk. De volgorde van de aminozuren in een eiwit worden bepaald door de genen van de koe (het DNA). Nadat de keten van aminozuren is gevormd, krijgt deze een driedimensionale vorm. De driedimensionale vorm is belangrijk voor de eigenschappen van het eiwit.

Tachtig procent van het eiwit in melk bestaat uit caseïne. De resterende 20% eiwit zijn serum- of wei-eiwitten. Er zijn 4 verschillende soorten caseïnes: αs1-,αs2-, β- en к-caseïne. De meeste caseïne moleculen bestaan uit relatief veel waterafstotende aminozuren. Caseïne is daardoor slecht oplosbaar in melk. Maar doordat er complexen worden gevormd van caseïnes waarbij het relatief goed oplosbare к-caseïne aan de buitenkant van het complex aanwezig is, zijn deze complexen als geheel wel in melk oplosbaar.

Figuur 7. 1)  Een normaal caseïne micel, 2) Een aanval van het enzym chymosine op de micel, 3) Een caseïne micel waarvan de haren zijn afgeknipt

De caseïnes binnen in dit complex worden door calciumfosfaat bij elkaar gehouden. In de figuur hierboven is een afbeelding te zien van zo'n complex dat ook wel micel wordt genoemd. Een micel kan gezien worden als een tennisbal met haren. Deze haren zijn de wateroplosbare delen van к-caseïne. Tegelijkertijd zorgen deze haren ervoor dat caseïnemicellen elkaar onderling afstoten.

Omhoog

1.4 Lactose

Lactose, ook wel melksuiker genoemd, is een suiker dat in de melk van alle zoogdieren voorkomt. Lactose is opgebouwd uit 2 suikereenheden die monosachariden (mono = 1) worden genoemd (zie figuur 8). Lactose wordt daarom ook wel een disacharide (di = 2) genoemd. Lactose is minder zoet als tafelsuiker. Voor het kalf is lactose een goede energiebron. De concentratie van lactose in koemelk ligt vrij constant tussen 4,5 - 4,6%. Ligt het (veel) lager dan is heeft de koe slepende melkziekte. 

Onder invloed van het enzym lactase wordt de disacharide lactose afgebroken in enkelvoudige suikers = 2 monosacchariden. Het lactosegehalte heeft niet bij alle fabrieken invloed op de melkprijs, maar het wordt wel altijd onderzocht (evenals ureum). Melksuiker dient in de zuivelindustrie als voedingsstof voor de melkzuurbacteriën en die zijn belangrijk bij de yoghurt- karnemelk- en kaasbereiding.

Figuur 8. Molecuulstructuur van lactose

1.5 Vitamines, mineralen en enzymen

Melk is een bron van de vitamines A, B, C, D, E en K. De vitamines ADEK zijn vetoplosbaar. Dit wil zeggen dat ze in het melkvet aanwezig zijn. Zitten er veel vitamines ADEK aan in karnemelk? Nee! Vitamine A zorgt voor een goede weerstand en vitamine D voor een goede calciumopname. Vit. AD3 worden daarom ook wel de groeivitamines genoemd. De vitamines B en C zijn wateroplosbaar. Deze vitamines blijven dus wel aanwezig als het vet uit de melk gehaald is.

Melk bevat ook mineralen (zouten). Dit is overigens minder dan 1% in de melk. Je proeft het zout niet, doordat de smaak van vetten, eiwitten en melksuikers (bij elkaar zo‟n 12%) overheersen. In melk van koeien die uierontsteking hebben zit minder lactose en meer zouten dit is soms te proeven. In melk komen onder andere de volgende mineralen voor: Calcium (Ca), Fosfor (P), Natrium (Na), Kalium (K) en Magnesium (Mg). IJzer (Fe) zit er wel in, maar heel weinig.

Enzymen zijn stoffen die je in de melk terug vindt. Enzymen bestaan vooral uit eiwitten. Enzymen zorgen er ook voor dat het proces van melkvorming versneld wordt. We noemen ze ook wel biologische katalysatoren.

Belangrijke enzymen die in de melk een rol spelen zijn:     

• lipase          » splitsen van de vetten in vrije vetzuren in de melk en in de maag. 
• lactase        » afbreken van lactose in de dunne darm.
• chymosine » lebferment = eiwitstremmer in de maag van het kalf.

Naast enzymen die in de melkvormende cellen gevormd worden, zoals lipase, heb je enzymen die door bacteriën gevormd worden. Voorbeelden van deze enzymen zijn: fosfatase, peroxidase. 

Omhoog

1.6 Kleur, geur en smaak van de melk

Kleur
Melk is geelachtig wit van kleur. Kaas van koemelk is geel maar geitenkaas is wit. Het verschil in kleur komt doordat de kleur van de kaas mede wordt bepaald door de mate van aanwezigheid van caroteen. Caroteen is een geelbruine stof en is een provitamine A. Vitamine A is kleurloos. Caroteen en vit A zijn beide in vet oplosbaar. Een melkkoe zet de geelkleurende caroteen (pro vit A) minder om in de kleurloze vit A. Indien een koe dus veel voedsel krijgt waarin caroteen voorkomt zoals bv gras, dan zal het melkvet een gele kleur hebben en dus ook de boter en de kaas. Weidekaas of (vers)graskaas is geler van kleur dan stalkaas. Een melkgeit zet alle caroteen om in vitamine A. Omdat vitamine A kleurloos is wordt de kleur van het melkvet van een geit niet beïnvloed. Geitenkaas is dus witter van kleur dan kaas van koemelk. Biest heeft een nog gelere kleur met soms ook een rode gloed. De rode kleur is een gevolg van bijmenging met bloed vanuit de uier.

Smaak
Melk smaakt vaak een beetje zoet. Dit komt door de melksuiker, ook wel lactose genoemd. De smaak van melk verandert gedurende de lactatie. Aan het einde van de lactatie smaakt de melk vaak iets meer zout Melk kan ook een andere smaak krijgen door vetsplitsing. Enzymen zoals lipase zorgen voor deze vetsplitsing. Hierdoor komen er vrije vetzuren in de melk, waardoor de melk ranzig wordt. Melk van koeien met uierontsteking is iets zouter, omdat de koe minder lactose vormt, daardoor gaat automatisch het zoutgehalte in de melk omhoog. Biest heeft ook een andere smaak. Het gehalte aan serumeiwitten en zouten is in de biest hoger, waardoor de melk vaak bitter smaakt.

Geur
De geur van gezonde melk is nagenoeg reukloos. Melk nog op lichaamstemperatuur van de koe ruikt vaak nog naar de koe zelf. Eenmaal afgekoeld en in de melktank verdwijnt deze geur. Afwijkende geur in de melk kan naast ziekten ook aan voeding liggen. Zo geven bepaalde gewassen zoals rode klaver en uien afwijkende geuren en smaken aan de melk.

Omhoog

1.7 Overige eigenschappen van melk

Opromen
In melk zit vet. Vetbolletjes in rauwe melk hebben de eigenschap dat ze snel samen kleven met andere vetbolletjes in de melk. Hierdoor ontstaan trosjes. Deze trossen stijgen op en vormen een laagje vet. Dit noemen we opromen. Als de melk gemengd wordt, verdwijnen de trosjes. Laat je de melk vervolgens weer staan dan komen ze weer terug. In gekoelde melk verkleven de vetbolletjes minder snel.

Vriespunt
Het vriespunt van melk ligt iets lager dan het vriespunt van water. Terwijl water op 0 graden bevriest, bevriest melk pas bij -0,5 tot -0,8 graden. De oorzaak ligt bij de samenstelling van de melk. In melk zijn een aantal stoffen opgelost zoals mineralen en suikers, hierdoor bevriest de melk minder snel.

pH.
De pH van melk is vergelijkbaar met die van water. De pH geeft de zuurtegraad aan van een product. De score voor de pH varieert van 1 tot 14. 1 is heel zuur, 14 betekent niet zuur (basisch). Bijvoorbeeld citroensap heeft een pH van 2 en yoghurt een pH van 4,4. Melk heeft een pH van 6,7, dit is vrijwel neutraal. Neutraal wil zeggen dat een product niet zuur, maar ook niet basisch is. Karnemelk is  veelal aangezuurde melk waaruit het vet is verwijderd. Zuur kan positief zijn als het gaat om bepaalde stammen melkzuurbacteriën (men spreekt ook wel van reincultures). Dus karnemelk of yoghurt ontstaat uit bepaalde reincultures van melkzuurbacterien. Zijn er andere bacteriën in het spel, dan spreken we van bedorven melk omdat we die niet lekker vinden.

Onverzadigde vetzuren.
Dat melk gezond is, dat is al langer bekend. Toch kan het gezonder. Tegenwoordig willen mensen in de strijd tegen overgewicht en hart- en vaatziekten minder verzadigde vetzuren binnen krijgen via de voeding. In melk zitten verzadigde, maar ook onverzadigde vetzuren. Verzadigde vetten zijn niet gezond. Onverzadigde vetzuren zijn wel gezond. Voorbeelden van onverzadigde vetzuren zijn CLA's (geconjungeerd linoleenzuur) Hoe hoger dit gehalte, hoe gezonder voor de mens. Het gehalte aan linoleenzuur (omega-3) is te beïnvloeden door de voeding van dieren. Zo werken oliehoudende zaden (sojaschroot, lijnzaad), klaver en vers gras positief op het CLA-gehalte in de melk. Snijmaïs werkt zeer negatief op dit gehalte.

In de biologische veehouderij wordt een hoger gehalte aan onverzadigde vetzuren aangetroffen in de melk, dan in gangbare melk. Ook is er een verschil te vinden in het CLA-gehalte in de stalperiode en de weideperiode. De melk van koeien in de stalperiode bevat maar de helft van het gehalte aan CLA's (omega-3). Waarschijnlijk komt dit doordat koeien in de weide alleen de grastoppen afgrazen, terwijl de koeien op stal de hele stengel opeten. Conservering en bewaring heeft ook een negatief effect op het CLA-gehalte. Melk bestaat ongeveer voor 0,5 tot 1% uit CLA's. Sommige koeienrassen geven melk met iets meer of minder CLA's. 

Omhoog

1.8 Variatie in de melksamenstelling

Melk heeft geen constante samenstelling, vooral als het gaat om het vet- en eiwitgehalte. De variatie in lactose is daarentegen heel klein. De variatie in melksamenstelling is vooral groot tussen individuele koeien. Het percentage vet is het meest aan variatie onderhevig en vervolgens het eiwitgehalte. De percentages vet, eiwit en lactose zijn normaal verdeeld. Dat wil zeggen dat de meeste koeien uit een veestapel melk geven met een gehalte dat dicht in de buurt ligt van 4,4% vet, 3,4% eiwit en 4,6% lactose. Uitschieters komen dus relatief minder vaak voor.

Meestal wordt melk van meerdere koeien in de tank verzameld. Variatie in tankmelk is vooral seizoensgebonden. Dit komt vooral door het voer van de koeien: in de zomer wordt er meer vers gras gegeten. In de zomer zit er daardoor een lagere hoeveelheid vet en meer onverzadigde vetzuren in de melk. In de winter zit er meer vet in de melk met een groter aandeel verzadigde vetzuren. De belangrijkste factoren die variatie in de individuele melksamenstelling veroorzaken zijn:

Lactatiestadium
De lactatiecurve in de figuur hiernaast laat zien dat een koe vlak na het afkalven niet dezelfde hoeveelheid melk, vet en eiwit geeft vergeleken met een koe van twee maanden in lactatie.

Genetische factoren
Verschillende koeienrassen hebben een verschillende melksamenstelling. Zo geven Jersey- en MRY-koeien melk met een hoger vet- en eiwitgehalte, vergeleken met Holstein Friesian-koeien. HF is het meest voorkomende melkveeras in Nederland. Binnen het Holstein ras is er ook variatie in eigenschappen als melksamenstelling en melkproductie, die door de veehouder verbeterd kunnen worden door selectie van de juiste ouders.

Voer
De hoeveelheid voer en de samenstelling van het voer hebben effect op de melkopbrengst. Met voer kan men met name het vetpercentage en de samenstelling van vetzuren beïnvloeden en in mindere mate het eiwitpercentage.

Gezondheid
Mastitis en kreupelheid zijn voorbeelden van ziekten die invloed hebben op de melkgift. De melk van koeien met mastitis mag niet geleverd worden omdat de kwaliteit hiervan te laag is (zie hoofdstuk 6).

Andere factoren. 
Onder andere het klimaat, twee of drie keer op een dag melken hebben ook invloed op de melkgift en melksamenstelling.

Een koe kan veel verschillende soorten voer krijgen, variërend van ruwvoer tot krachtvoer. In de pens van de koe wordt dit voer door bacteriën afgebroken. Hierbij helpt het herkauwen: het voer komt vanuit de pens terug in de bek waar het nogmaals fijngemalen wordt en gemengd met speeksel. Dit komt de vertering van het voer ten goede. Nadat het voer is afgebroken door bacteriën in de pens komt het voer in de volgende 3 magen en het maagdarmkanaal, waarbij de afbraak wordt voortgezet en de voedingsstoffen uiteindelijk in het bloed worden opgenomen.

Bovenstaand figuur geeft een weergave van de vertering van voer door de koe. Voer wordt in de pens (1) en het darmkanaal (2) verteerd en voedingsstoffen worden opgenomen in het bloed.

Melksamenstelling