Fette sind chemisch gesehen zur Hauptsache Triglyzeride, d.h. esterartige Verbindungen aus drei Fettsäuren und Glyzerin.
Milchfett zeichnet sich durch eine reichhaltige Fettsäurenverteilung aus, die von Buttersäure (4 C-Atome) bis zu Behensäure (22 C-Atome) reicht und insgesamt ca. 400 verschiedene Fettsäuren umfasst. Neben gesättigten (mittel- und langkettigen) sind auch die physiologisch wichtigen, ungesättigten sowie die kurzkettigen Fettsäuren in Anteilen bis zu 40 % enthalten. Von besonderem Interesse sind auch die konjugierten Linolsäuren (CLA), welche bei Wiederkäuern durch die Biohydrierung im Pansen aus ungesättigten Fettsäuren des Futters entstehen. Ihnen wird unter anderem eine krebshemmende Wirkung zugeschrieben. Milchfett enthält zudem Mono- und Diglyzeride, Phospholipide, freie Fettsäuren, Cholesterin, fettlösliche Vitamine A, D, E und K, Enzyme sowie Aroma- und Abbaustoffe.
Die Zusammensetzung des Milchfettes wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst.
Die wichtigsten dabei sind:
Fütterung: Einfluss auf den Anteil an gesättigten und ungesättigten Fettsäuren, auf den Gehalt an CLA sowie von Vitamin A und E
Vererbung, Gesundheitszustand, Alter der Tiere: Einfluss auf die Anfälligkeit auf Lipolyse und Oxidation der ungesättigten Fettsäuren
Wie liegt Milchfett in der Milch vor?
Milchfett liegt in der Milch in Form von Kügelchen mit einem Durchmesser von ca. 1-10 µm vor. Diese Kügelchen werden von einer Membran umhüllt und geschützt. Diese Membran besteht überwiegend aus Substanzen mit emulgierendem Charakter, vor allem aus Phospholipiden, Lipoproteinen, Proteinen und Cholesterin, was zu einer gleichmässigen Verteilung der Fettkügelchen in der wässerigen Phase beiträgt (vgl. Abbildung).
Abbildung: Milch enthält darin emulgierte Fettkügelchen und die kolloidal gelösten Kaseine und Molkenproteine. Die Fettkügelchen sind durch eine Membran geschützt und im Milchserum emulgiert.
Die Membran wird im letzten Stadium der Milchbildung gebildet, das Milchfett liegt beim Zitzenausgang vollständig geschützt vor. Schon beim Melkvorgang kann die Fettkügelchenmembran bei ungenügender Sorgfalt verletzt werden, was zu freiem Fett führen kann.
Durch starke mechanische oder thermische Einwirkungen werden die Fettkügelchen absichtlich oder ungewollt verkleinert. Ungewollt kann das z.B. bei unsachgemässem Pumpen geschehen. Eine absichtliche Verkleinerung erfolgt bei der Homogenisation von Milch. Da die Gesamtoberfläche der Fettkügelchen zunimmt hat dies einen Mangel an primärem Membranmaterial zur Folge. Zur Bildung der sogenannten sekundären Fettkügelchenmembran gelangen Milchproteine aus dem Serum an die neu gebildete Fettkügelchenoberfläche und wirken emulgierend. Neben Kasein und Molkenproteinen können dadurch auch vermehrt Enzyme wie z.B. Lipasen an die Fettkügelchenmembran gebunden werden. Damit die Lipasen das Milchfett nicht schädigen, ist unmittelbar nach der Homogenisation eine Pasteurisation nötig, welche auch diese Enzyme inaktiviert.
Wie hängt die Zusammensetzung des Milchfettes von der Fütterung ab?
Wiesenfutter – oder Maissilage plus Kraftfutter-basierte Fütterung
Fütterung mit viel frischem Wiesenfutter führt zu Milchfett mit einem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren. Eine Fütterung mit viel Maissilage und Kraftfutter zieht eine Reduktion der ungesättigten Fettsäuren nach sich. Dies erhöht den Schmelzpunkt des Milchfettes und dessen Härte, da die langkettigen Fettsäuren des Milchfettes aus dem Futter aufgenommen werden. Heu führt je nach Qualität auch zu einer gewissen Reduktion der ungesättigten Fettsäuren gegenüber frischem Wiesenfutter, jedoch weniger als Maissilage und Kraftfutter.
Im Verdauungstrakt der Kuh werden die mehrfach ungesättigten Fettsäuren (Linol- und Linolensäuren) durch die Pansenbakterien teilweise hydriert. Eine Doppelbindung bleibt normalerweise erhalten, deshalb stellt die Ölsäure im Milchfett die wichtigste ungesättigte Fettsäure dar. Die Kuh verfügt zudem über ein sogenanntes Desaturaseenzym, das aus Stearinsäure wieder Ölsäure bilden kann. Dieser Mechanismus gewährleistet, dass der Schmelzpunkt des Milchfettes immer unter der Körpertemperatur der Kuh von 38 – 39°C liegt.
Die ungesättigten Fettsäuren sind in jungem, hochwertigem Grünfutter stark, in Dürrfutter, Rüben und Maissilage hingegen weniger vertreten. Bei Dürrfutter spielt die Qualität eine grosse Rolle. Extrem hohe Anteile an Ölsäure werden während der Alpsömmerung erreicht (bis zu 30%).
Die Angaben der nachfolgend aufgeführten Tabelle stützen sich auf eine umfassende Studie von Agroscope aus dem Jahre 1997. Nicht berücksichtigt sind dabei Extremwerte wie sie bei der Alpsömmerungsmilch auftreten können, da die Produktionsanteile, gemessen an der gesamten Schweizer Milchproduktion, gering sind.
Tabelle 1: Mittlere Fettsäurenzusammensetzung des Milchfettes im Sommer und Winter, Angaben in relativen Prozentanteilen der Fettsäuremethylester.
Fettsäuremethylester
Winterbutter
Sommerbutter
Buttersäuremethylester
4.35
4.35
Capronsäuremethylester
2.63
2.63
Caprylsäuremethylester
1.4
1.4
Caprinsäuremethylester
3.0
2.83
Caproleinsäuremethylester
0.3
0.3
Laurinsäuremethylester
3.78
3.5
Myristinsäuremethylester
11.53
10.65
Myristoleinsäuremethylester
1.28
1.25
Pentadecansäuremethylester
1.18
1.1
Pentadecylensäremethylester
0.3
0.3
Palmitinsäuremethylester
32.03
27.0
Palmitoleinsäuremethylester
1.75
1.63
Heptadecansäuremethylester
0.65
0.6
Heptadecensäuremethylester
0.38
0.38
Stearinsäuremethylester
8.8
9.68
Ölsäuremethylester
21.1
25.8
Linolsäuremethylester
1.95
2.3
Linolensäuremethylester
1.08
1.28
Arachinsäuremethylester
0.65
1.25
EPA-Methylester
0.15
0.2
DHA-Methylester
<0.1
<0.1
EPA: Eicosapentaensäure, DHA: Docosapentaensäure
Ölsaaten als Futterbeigaben
Mit Hilfe von qualitativ guter Grassilage, qualitativ gutem Heu und mit Ölsaaten (Raps, Sonnenblumen, Leinsamen), die in Mengen von 0,4 bis
1,0 kg pro Tag verfüttert werden, kann der Anteil der ungesättigten Fettsäuren auch im Winter angehoben werden. Dadurch können saisonale Unterschiede in der Milchfettzusammensetzung vermindert werden. Durch die Verfütterung von speziellen Fetten können die Anteile an Linol- und Linolensäure von normal 2,5% auf bis zu 8% und die der Ölsäure auf bis zu 35% angehoben werden.
Was versteht man unter Fettschädigung?
Der Begriff der Fettschädigung umfasst folgende Vorgänge:
die Bildung von freiem Fett (in der Regel irreversibel)
die Lipolyse des Milchfettes (Bildung von freien Fettsäuren und Mono-/Diglyzeriden)
die Oxidation der ungesättigten Fettsäuren (Bildung von leichtflüchtigen Abbauprodukten wie Aldehyden, Ketonen, Estern, Lactonen und Alkoholen sowie kurzkettigen Mono- und Dicarbonsäuren)
Neben den nachteiligen sensorischen Veränderungen, die sich aus der Fettschädigung ergeben, wie Aromafehler (ranzig, metallisch, oxidativ, talgig, fischig) sowie der Deckel-, oder Pfropfenbildung oder Ausbutterung, bewirkt die Fettschädigung auch technologische Nachteile.
Die gebildeten Fettsäuren und Mono- bzw. Diglyceride setzen als Emulgatoren die Trennwirkung bei der Zentrifugation herab. In schweren Fällen kann dadurch sogar der Fettgehalt der Buttermilch oder der Molke erhöht werden.
Mechanische Fettschädigung
Jeder mechanische Vorgang trägt zur Bildung von freiem Fett und damit zur Fettschädigung bei. Freies Fett ist den Angriffen der milcheigenen oder mikrobiellen Lipasen in rohen Milchprodukten ausgesetzt, wodurch die Bildung von freien Fettsäuren ermöglicht wird. Jede mechanische Behandlung ist deshalb so schonend wie möglich durchzuführen.
Mikrobiologische Fettschädigung
Mikroorganismen, im speziellen psychrotrophe Keime, sind in der Lage Lipasen sowie Proteasen zu bilden, die sehr hitzeresistent sein können. Werden während der Kühllagerung von Rohmilch oder Rohrahm über mehrere Tage Enzyme in grösseren Mengen gebildet, müssen thermische Behandlungen mit Temperaturen über 90°C durchgeführt werden. Eine völlige Inaktivierung der mikrobiellen Enzyme ist jedoch selbst unter diesen Bedingungen nicht ganz gewährleistet. Lange (Kühl)-lagerzeiten der rohen Milch oder des rohen Rahmes sind deshalb zu vermeiden.
