Waarom melk koelen?

Vroeger hielden mensen dieren en verbouwden ze groenten om in hun eigen behoeften te voorzien. Dieren werden niet alleen gebruikt voor het zware werk maar ook als voedselbron. Koeien werden gebruikt voor de productie van melk en vlees.

Families waren bijna totaal zelfonderhoudend. Maar door de industrialisatie en de specialisatie in beroepen werden boeren leveranciers voor klanten en zo kwam het dat veel bedrijven in grootte groeiden en bleven groeien. Minder bedrijven met meer dieren is een trend die tot op de dag van vandaag voortduurt.

De afstand tussen de boerderij, de zuivelfabriek en de consument werd groter en zo ook de tijdsperiode tussen het melken en het gedronken worden van de melk. Melkopslag op de boerderij en de overbruggingstijd tussen melkproducent en consument, gaven bacteriën de kans te acclimatiseren en te groeien in deze voedzame vloeistof. Het werd een probleem om de melkkwaliteit op hetzelfde peil te houden als vlak na het melken. Als de temperatuur van opgeslagen melk verlaagd wordt, worden chemische processen en microbiologische groei afgeremd, waardoor de achteruitgang van de kwaliteit vertraagd wordt. Deze kennis maakte het mogelijk voor de boeren, transporteurs en de zuivelbedrijven om zelfs na enige vertraging melk aan te bieden van goede kwaliteit. Koeling is een zeer goede methode om de kwaliteit van de melk op een hoog peil te houden.

Het koelen van melk op de boerderij heeft 2 belangrijke redenen:

  • het tegengaan van bacterieel bederf
  • het uitbreiden van opslag op de boerderij om zo de melktransportkosten te verlagen

Volledige hygiëne tijdens alle aspecten van de melkproductie is noodzakelijk voor de productie van kwaliteitsmelk. Een kritisch punt is om ervoor te zorgen dat de groei van bacteriën tijdens de opslag wordt beperkt. Op lichaamstemperatuur zullen de bacteriën in melk zich zeer snel vermenigvuldigen en zelfs melk met een aanvankelijk laag aantal bacteriën zal snel zuur worden.

Melk dat geproduceerd is onder hygiënische omstandigheden zal een goede kwaliteit behouden voor een periode van 15 tot 20 uur. Maar het is niet alleen de opslagtemperatuur die belangrijk is. Ook de tijd die nodig is om de opslagtemperatuur (4°C) te bereiken, is kritiek. Melkkoeltanks zijn speciaal ontwikkeld om de melk te koelen tot 4°C binnen een bepaald tijdsbestek.

Melkhygiëne en kwaliteit

Een algemene definitie van kwaliteit is: ”de consument krijgt wat hij of zij verwacht”. Kwaliteit is buitengewoon belangrijk en van melkproducenten wordt in toenemende mate verwacht dat ze kunnen aantonen dat er alles aan gedaan is om aan de kwaliteitsnormen te voldoen. Als de producent hierin slaagt, zal de klant vertrouwen hebben in zijn product, wat in alle opzichten voordelen oplevert.

Terug naar boven

De kwaliteit van melk heeft betrekking op vele verschillende aspecten. In dit deel bespreken we de voornaamste invloeden op de kwaliteit van rauwe melk:

  • natuurlijke hygiëne
  • chemische hygiëne
  • microbiologische hygiëne

 

 

 

 

 

 

Hygiënische invloeden op de melkkwaliteit

Natuurlijke hygiëne

De dichtheid, het vriespunt, osmotische druk en de zuurgraad zijn voorbeelden van natuurlijke hygiëne. De dichtheid van normale melk varieert tussen 1.028 en 1.038 g/cm3 en is afhankelijk van de samenstelling van de melk. Het vriespunt van de melk is de enige betrouwbare parameter om te controleren of de melk verdund is met water. Het vriespunt varieert van -0,54 tot -0,59°C. De zuurgraad van een oplossing is afhankelijk van de concentratie hydronium ionen (H+). Wanneer de concentratie van hydronium (H+) en hydroxyl (OH-) ionen gelijk is, is de oplossing neutraal (pH=7).

Chemische hygiëne

De verschillende bestanddelen van melk, vooral vet en eiwitten, kunnen chemische veranderingen ondergaan tijdens de opslag. Er zijn normaal gesproken twee soorten veranderingen, namelijk oxidatie en lipolysis. De producten van deze reacties kunnen smaakveranderingen in melk en boter teweegbrengen.

OXIDATIE. De oxidatie van vet geeft melk een metaalachtige smaak en het geeft boter een olie- en talkachtige smaak. De aanwezigheid van ijzer en koper versnelt de auto-oxidatie en de ontwikkeling van de metaalachtige smaak. Ook de aanwezigheid van opgelost zuurstof en blootstelling aan licht, vooral direct zonlicht of licht uit TL-buizen, zorgen voor deze reactie.

Wanneer het blootgesteld wordt aan licht, wordt het aminozuur methionine afgebroken tot methional. Dit is de hoofdveroorzaker van de zure ‘zonlicht smaak’. Omdat methionine niet afzonderlijk in melk voorkomt, maar een van de bestanddelen is van melkeiwitten, moet er incidentele versnippering/fragmentatie van eiwitten plaatsvinden voor de ontwikkeling van de zure smaak.

Terug naar boven

Om oxidatie van vet en eiwitten in melk te vermijden, is het zeer belangrijk om het contact met zuurstof en direct zonlicht te vermijden. Wanneer de melk klaarstaat voor transport moet het beschermd worden tegen direct zonlicht.

LIPOLYSIS. Het afbreken van vet tot glycerine en vetvrije zuren heet lypolisis. Gelypoliseerd vet heeft een ranzige smaak en geur. Hoge opslagtemperaturen bevorderen lypolisis, maar het verantwoordelijke lipase kan zijn werk niet uitvoeren zonder dat de vetbolletjes zijn beschadigd. In normale veehouderij- en zuivelroutines zijn er veel manieren waarop de vetbolletjes beschadigingen op kunnen lopen, bijvoorbeeld door pompen, roeren en laten spatten van de melk. Bovendien kunnen scherpe randen en bochten in melkleidingen schade aan de vetbolletjes veroorzaken. Deze details mogen niet over het hoofd worden gezien wanneer er een melkinstallatie wordt geïnstalleerd.

Microbiologische hygiëne

Voedselvergiftiging en voedselinfecties kunnen het resultaat zijn van slechte microbiologische melkhygiëne. Deze gevaarlijke microbiologische aspecten kunnen verminderd worden door het koelen van de melk en het is belangrijk ze te bestuderen.

'Micro-organismen’ is de verzamelnaam voor ‘alle kleine levende organismen die niet zichtbaar zijn voor het blote oog en die een tussenliggende positie innemen tussen het planten- en het dierenrijk’. Ze worden overal aangetroffen; in de atmosfeer, in het water en in de bodem. Omdat ze organisch materiaal afbreken, spelen micro-organismen een belangrijke rol in de natuurlijke cyclus.

Er zijn duizenden micro-organische soorten die belangrijk zijn voor het bestaan en de economische structuur van de mensheid. Tijdens het afbreken van dood organisch materiaal vormen sommige soorten bijvoorbeeld eenvoudige chemische elementen die planten vervolgens kunnen hergebruiken. Micro-organismen zorgen voor een toename van de  bodemvruchtbaarheid en de productie van gewassen, wat resulteert in meer geoogst voedsel. Sommige soorten leven in dierlijke ingewanden en zijn zeer belangrijk voor de spijsvertering.

Micro-organismen spelen een zeer belangrijke rol in de natuur (Tetra Pak 1995)

Sommige micro-organismen worden gebruikt in voedselprocessen. Bijvoorbeeld bij het maken van kaas, yoghurt, pickles, bier en wijn, maar ook bij de productie van zuren voor het conserveren van voedsel.

Terug naar boven

Andere micro-organismen produceren giftige stoffen die andere organismen doden. Een voorbeeld daarvan is de penseelschimmel, die de stof penicilline produceert. Weer andere micro-organismen veroorzaken ziekten bij dieren en planten wat voor een afname van de voedselvoorraad zorgt, terwijl andere weer zorgen voor een achteruitgang van het voedsel door schimmels en verkleuringen enz.

Bacteriën

Bacteriën zijn eencellige organismen die zich vooral door binaire celdeling vermenigvuldigen, d.w.z. door zich in tweeën te splitsen. De eenvoudigste manier om bacteriën in te delen is naar hun uiterlijk, maar om ze te kunnen zien moeten ze eerst gekleurd worden en vervolgens onder een microscoop ongeveer 1000 keer worden vergroot. De meest gebruikte kleurmethode is de Gram-kleuring. Bacteriën worden volgens deze Gram-kleurkenmerken verdeeld in twee hoofdgroepen: (i) rood Gram-negatief en (ii) blauw Gram-positief.

Vormleer van bacteriën

Het woord vormleer zegt het al, het is het bestuderen van de vorm (in dit geval van bacteriën). Daarbij zijn de volgende kenmerken belangrijk:

  • vorm
  • grootte
  • celstructuur
  • beweeglijkheid, d.w.z. de mogelijkheid om te bewegen in een vloeibare spore en om kapsels te vormen.

DE VORM VAN BACTERIËN. Bacterievormen kunnen onderverdeeld worden in 3 categorieën: bolvormig, staafvormig en spiraalvormig. Een ander belangrijk onderscheidend kenmerk is de relatieve positie van bacteriën ten opzichte van elkaar. Figuur 3.4. laat zien hoe bolvormige bacteriën (coccen) voorkomen in verschillende formaties. Diplococcen rangschikken zichzelf in paren, stafylococcen vormen clusters (het Griekse woord ‘staphylon’ betekent ‘ druiventros) en streptococcen vormen ketens (het Griekse ‘streptos’ betekent keten).

Terug naar boven

Bolvormige bacteriën komen in verschillende formaties voor (overgenomen van Tetra Pak)

Het plaatje hieronder laat respectievelijk staaf- en spiraalvormige bacteriën zien. De staafvormige bacteriën (bacillen) varieren in zowel lengte als dikte en ze vormen ook ketens. Spiraalvormige bacteriën (spirillen) variëren ook in lengte dikte en hebben een verschillend aantal wendingen.

Staaf- en spriraalvormige bacteriën (overgenomen van Tetra Pak)

GROOTTE VAN BACTERIËN. Coccen varieren in grootte tussen 0,4 en 1,5 micrometer (1 micrometer = 0,001 mm). De lengte van bacillen kan varieren tussen 2 en 10 micrometer, hoewel sommige soorten groter of kleiner kunnen zijn.

CELSTRUCTUUR VAN BACTERIËN. Net als alle andere cellen bevat een bacterie een half-vloeibare, eiwithoudende substantie genaamd cytoplasma. Cytoplasma bevat zetmeel, vet en enzymen die betrokken zijn bij de stofwisseling van de cel. In elke cel ligt DNA opgeslagen dat genetische informatie bevat en de gang van zaken in de cel bepaalt. Bij hogere dier- en plantensoorten ligt het DNA in de celkern opgeslagen. De kern en het cytoplasma samen noemt men protoplasma.

Terug naar boven

Schematisch overzicht van de cel van een bacterie

Het bovenstaande plaatje laat een schematisch overzicht zien van de structuur van een bacterie. Het kernmateriaal zweeft vrijelijk rond in de basissubstantie van de cel van de bacterie (cytoplasma). Het cytoplasma is omringd door een celmembraan dat vele belangrijke functies uitvoert, zoals het reguleren van de uitwisseling van zouten, voedingsstoffen en stofwisselingsproducten tussen de cel en zijn omgeving. Het celmembraan is op zijn beurt weer omsloten door de celwand. Dit dient als het ‘skelet’ van de bacterie en geeft het zijn definitieve vorm. Sommige bacteriën hebben het vermogen om een beschermend kapsel te vormen (zie figuur lll.10).

BEWEEGLIJKHEID VAN BACTERIËN. Sommige coccen en vele bacillen zijn in staat om zich voort te bewegen in een vloeibare, voedzame stof. Zij stuwen zichzelf voort met behulp van zweepstaartjes die lijken op lange haren die uit het celmembraan groeien (Zie figuur III.8). 

Staaf- en spiraalvormige bacteriën

Het aantal en de lengte van de zweepstaartjes is afhankelijk van het type bacterie. Bacteriën bewegen over het algemeen met snelheden van ongeveer 1 tot 10 keer hun eigen lengte per seconde. De cholerabacterie is een van de snelste en is in staat om zelfs 30 keer zijn lengte per seconde af te leggen.

Terug naar boven

Bacteriespore- en kapselvorming

De spore is een vorm van bescherming tegen ongunstige omstandigheden, zoals:

  • Hitte en kou
  • Gebrek aan vocht
  • Aanwezigheid van desinfecterende middelen
  • Gebrek aan voedingsstoffen 

Er bestaan verschillende soorten sporevormingen in bacteriën.

  1. Rond
  2. Ellipsvormig
  3. Ovaal
  4. Cilindervormig
  5. Niervormig
  6. Banaanvormig

Spore- en kapselvorming (overgenomen van Tetra Pak 1995)

Slechts een paar soorten bacteriën kunnen sporen vormen. Hiervan zijn de bacillen en de clostridia de bekendsten. Onder ongunstige omstandigheden verzamelen deze organismen kernmateriaal en wat voedselreserves in een bepaald deel van de cel. Tijdens de sporevorming sterft het plantaardige deel van de cel. De sporen ontkiemen weer in een plantaardige cel en zodra de omstandigheden weer gunstig zijn, begint de reproductie.

De cel lost uiteindelijk op en de spore komt vrij. Sporen hebben geen stofwisseling. Ze kunnen jarenlang overleven in droge lucht en ze zijn beter dan bacteriën bestand tegen chemische sterilisatiemiddelen, antibiotica, uitdroging en ultraviolet licht. Ook zijn ze bestand tegen hitte. Het duurt bijvoorbeeld 20 minuten op 120°C om ze met 100% zekerheid te doden. Sporevormende bacteriën in plantaardige staat worden echter, net als alle bacteriën, in een paar minuten gedood als ze gekookt worden bij 100°C.

Terug naar boven

  • Temperatuur
  • Licht
  • Zuurgraad
  • Aan-/afwezigheid vrije zuurstof
  • Water
  • Groeiremmende middelen
  • Bouwstoffen

Groeiomstandigheden voor bacteriën

Temperatuur

De temperatuur is de belangrijkste factor die de groei en voortplanting van bacteriën en voedselbederf beïnvloedt. Bacteriën kunnen zich alleen ontwikkelen bij bepaalde temperaturen en deze temperaturen verschillen van soort tot soort.

Temperatuursomstandigheden en classificering van bacteriën door temperatuursvoorkeur

Er zijn enorme verschillen tussen de verscheidene soorten bacteriën. Sommige soorten groeien bij temperaturen rond het vriespunt, in sommige uitzonderlijke gevallen zelfs bij een aantal graden onder nul, terwijl andere soorten beduidend hogere temperaturen nodig hebben.

Over het algemeen wordt de groei van bacteriën in melk en melkproducten aanzienlijk verminderd door koeling tot onder de 10°C. Temperaturen van 3 á 4°C zijn nodig om zo goed als alle activiteiten te stoppen. Het bewaren van de melk bij lage temperaturen zal de bacteriën echter niet doden. Bevriezing kan leiden tot een langzame vernietiging van het product, omdat ijskristallen de cellen verwoesten.

Terug naar boven

De maximum temperatuur is de temperatuur waarboven bacteriën zullen ophouden zich te ontwikkelen, terwijl de optimum temperatuur de temperatuur is waarop bacteriën zich het beste ontwikkelen. Als de temperatuur is verhoogd tot boven het maximum zullen de bacteriën snel door de hitte sterven. Er is veel meer hitte nodig om bacteriële sporen te doden.

Bacteriën worden geclassificeerd in de volgende temperatuurcategorieën:

CategorieMinimum °C Optimum °CMaximum°C
Psychrofiel -10 -5 25
Psychrotroof 0 20 40
Mesofiel 10 30 45
Thermotroop 25 45 75
Thermofiel 30 50 80

PSYCHROFIELEN zijn de koudeminnende bacteriën. Ze worden regelmatig gevonden in rauwe melk en komen meestal voort uit verontreinigd water. Daarom worden ze vaak waterbacteriën genoemd. In veel gevallen betekent vermenging van melk met water dan ook een inenting van de melk met deze bacteriesoort.

PSYCHROTROFEN zijn bacteriën die de koude goed kunnen verdragen en die gevonden worden in het stof van schuren, voedsel en andere bronnen. Als ongepasteuriseerde melk voor langere tijd op de boerderij of melkfabriek opgeslagen wordt, dan kan het gebeuren dat de psychrotrofen de melk bederven. De meerderheid van de psychrotrofen zijn eigenlijk mesofielen, omdat ze eenzelfde optimum temperatuur hebben dan normale mesofiele bacteriën (zie hieronder).

MESOFIELEN worden onder normale omstandigheden door pasteurisatie vernietigd, maar ze kunnen in gepasteuriseerde melk voorkomen als een resultaat van hervervuiling.

THERMOFIELEN uit vuil, hooi of ander droog en stoffig voer kunnen rauwe melk op het bedrijf vervuilen. Ook melklichamen die zich ophopen in slecht gereinigde melkapparatuur zijn een bron van vervuiling. Enorme populaties thermofiele bacteriën kunnen zich ophopen in melkinstallaties als de melk gedurende langere periodes bewaard wordt bij hoge temperaturen. Zo ook in melkapparatuur dat continu wordt gebruikt en niet behoorlijk schoongemaakt wordt.

Terug naar boven

Licht

Bacteriën hebben geen licht nodig, omdat ze geen chlorofyl bevatten en geen voedsel produceren op de manier zoals planten dat doen. Licht heeft zelfs het vermogen bacteriën te doden omdat het ultraviolet licht bevat, een chemische straling die veranderingen aanbrengt in de eiwitten van de cel. In de natuur speelt het bacteriedodende effect van zonlicht een belangrijke rol, vooral als het om met bacteriën gevulde stofwolken in de lucht gaat. Dit is de hoofdreden waarom zonnige straten en lichte ruimtes veel armer zijn aan bacteriën dan donkere en stoffige ruimtes. 

Zuurgraad

Een geschikte zuurgraad is zeer belangrijk voor een goede ontwikkeling van micro-organismen. In melk is het de pH-waarde die doorslaggevend is. Bij een normale pH-waarde van melk kunnen vele micro-organismen zich ontwikkelen, maar sommigen, zoals schimmel en gist, verkiezen een zuurdere omgeving. Anderen, zoals de meeste eiwitvergistende bacteriën, houden bij een verhoogde zuurgraad juist op met voortplanten. Het zuur dat geproduceerd wordt door melkzuurbacteriën verhindert de ontwikkeling van bepaalde rottingsbacteriën en zorgt dus eigenlijk voor het behoud van de melk, ondanks dat het zuur wordt. Melkzuurbacteriën kunnen zelf ook maar een bepaalde zuurgraad aan, hoewel niet alle types even gevoelig zijn. Dat betekent dat tijdens het proces van melkverzuring, sommige soorten melkzuurbacteriën elkaar kunnen opvolgen. Normaal gesproken stopt de zuurproductie in melk bij een pH-waarde van 4,2.

Zuurstof

Terwijl alle hogere organismen zuurstof (O2) nodig hebben om te leven, is dit niet altijd het geval voor micro-organismen. Schimmels hebben zuurstof nodig voor hun manier van voortplanten en hetzelfde geldt voor vele typen gist en bacteriën. Maar andere soorten gist en bacteriën zijn niet afhankelijk van de aanwezigheid van zuurstof en sommigen kunnen zelfs helemaal geen zuurstof verdragen.

Micro-organismen kunnen geclassificeerd worden in groepen volgens hun zuurstofbehoeften:

AËROOB. De meeste gisten, alle schimmels en een groot aantal bacteriën vallen onder deze categorie. Zij hebben zuurstof nodig voor hun ontwikkeling.

ANAËROOB. Hieronder vallen de meeste bacteriën die gedijen zonder zuurstof.

FACULTATIEF AËROOB/ANAËROOB. Deze organismen kunnen zowel onder aërobe als anaërobe omstandigheden leven, maar hebben wel vaak voorkeur voor een van de twee. Een typisch voorbeeld hiervan is de gewone melkzuurbacterie, die zich sneller ontwikkelt op de bodem van een kan of fles dan bovenaan. Daarom begint melk op de bodem van de tank als eerste te verzuren. Soms ziet de bovenste laag melk er ‘vers’ genoeg uit, terwijl de melk op de bodem al zuur is.

MICRO-AEROFIEL. Deze groeien alleen op plaatsen met een lage zuurstofconcentratie.

Terug naar boven

Water en osmotische druk

Water is het hoofdbestanddeel van de bacteriecellen en aanzienlijke hoeveelheden zijn nodig voor de productie van nieuwe cellen. Gedroogde producten zoals melkpoeder zijn beschermd van bacteriële verslechtering omdat ze geen water bevatten. Het drogingsproces zelf vernietigt niet alle micro-organismen. Velen kunnen lange tijd overleven in droge producten. Meteen na het drogen vermindert het aantal bacteriën in de melkpoeder zeer langzaam en het kan jaren duren voordat het product min of meer steriel is. Hoge opslagtemperaturen kunnen helpen bij de vernietiging van de bacteriën. Naast de waterinhoud van het product is ook de osmotische druk van het water belangrijk.

Bouwstoffen

Bouwstoffen zijn nodig voor de ontwikkeling van micro-organismen, omdat zij de ‘bouwmaterialen’ voor nieuwe cellen leveren. Verder leveren de afbraak van ingewikkelde verbindingen tot eenvoudiger verbindingen de energie die nodig is om de cellen te laten functioneren. De combinatie van afbraak van verbindingen met de productie van andere verbindingen heet fermentatie.

Melk is rijk aan bouwstoffen en is daarom een uitstekende voedingsbron voor vele micro-organismen. Maar omdat de behoeften van de verschillende organismen sterk uiteenlopen, vinden niet alle micro-organismen wat zij zoeken in melk en zijn ze dus niet allemaal in staat om te groeien.

Voortplanting van bacteriën

Normaal gesproken planten bacteriën zich geslachtloos voort door celdeling. Ten eerste neemt de grootte van de cel toe. Het materiaal verzamelt zich in een gedeelte van de cel en splitst zich vervolgens in twee identieke delen. De delen die uit elkaar gaan worden twee organismen die samenblijven of zich van elkaar verwijderen, wat resulteert in verschillende maar karakteristieke overeenkomsten.

Tijd (min)Bacteriën (#)
0 1
20 2
40 4
60 8
80 16
100 32
120 64
180 512
240 4096
300 32768
360 262144
420 2000000
460 16000000

Ontwikkeling van bacteriën met een voortplantingstijd van 20 minuten

Het begrip voortplantingstijd werd geïntroduceerd om de groeisnelheden van micro-organismen aan te geven. Het is de tijd die sommige soorten of stammen nodig hebben om zich in aantal te verdubbelen.

Terug naar boven

Het plaatje beneden laat de groeicurve zien van bacteriën die overgebracht zijn naar een voedingsbodem d.m.v. inenting. Ontwikkelingsfase (a) heet de ‘vertragingsfase’. De bacteriën moeten zich eerst aanpassen aan hun nieuwe omgeving en deze curve geeft de tijd weer voordat de bacteriën zich beginnen te vermenigvuldigen. Deze fase komt ook voor in een inactieve cultuur, bijvoorbeeld een die opgeslagen is geweest bij een lage temperatuur. De lengte van deze eerste fase hangt af van de hoeveelheid bacteriën die hier hinder van hebben ondervonden. Als ze levensvatbaar zijn is er geen incubatietijd, de voortplanting begint dan direct.       

Na de vertragingsfase zullen de bacteriën zich de eerste paar uur snel vermenigvuldigen. Ontwikkelingsfase (b) heet de ‘ groeifase’, omdat de voortplanting logaritmisch verloopt.

Groeicurve van bacteriën (overgenomen van Tetra Pak 1995)

Tijdens fase (b) hopen giftige afvalstoffen zich op in de cultuur. Uiteindelijk zorgt dat voor een afname in de snelheid van voortplanting. Constant sterven er bacteriën, zodat er een evenwicht ontstaat tussen dode en oude cellen en de vorming van nieuwen. Deze fase (c) heet de ‘stationaire fase’. Tijdens de volgende fase (d) is de vorming van nieuwe cellen compleet gestopt en de bestaande cellen sterven geleidelijk uit. Aan het eind van deze fase (d) is de cultuur helemaal uitgestorven, vandaar de ‘afstervingsfase’.

De vorm van de curve, bijvoorbeeld de lengte van de verschillende fases en de hellingsgraad van de curve, varieert door temperatuur, voedselvoorraad en andere groeifactoren.

Bacteriën in melk

Wanneer de melk is afgescheiden in de uier is het praktisch steriel. Maar voordat de melk de uier verlaat krijgen bacteriën de kans om via de speen binnen te dringen en het zo te infecteren. Deze bacteriën zijn normaal gesproken onschadelijk en het zijn er maar weinig, slechts een paar tien- of honderdtallen per ml. Maar in geval van bacteriële uierontsteking (mastitis) kan de melk ernstig vervuild zijn met bacteriën en kan het zelfs ongeschikt zijn voor consumptie, om maar niet te spreken over de pijn die het teweegbrengt bij de koe. Er zijn altijd concentraties van bacteriën aanwezig in het speenkanaal, maar de meesten worden weggespoeld bij aanvang van het melken. Daarom is het aan te raden om de eerste bacterierijke stralen melk van aangetaste dieren te verzamelen.

Terug naar boven

 

 

  

  

  

Bacteriën komen binnen via het speenkanaal

  

  

  

  

Tijdens uierontsteking is de melk zwaar geïnfecteerd met bacteriën

Infecties op het bedrijf

Door de handelingen op de boerderij is melk vatbaar voor infectie door verschillende micro-organismen, vooral bacteriën. De mate van infectie en samenstelling van de bacteriële populatie hangt af van de reinheid van de omgeving waarin de koe leeft. En ook van de reinheid van de oppervlakken waarmee de melk in aanraking komt, bijvoorbeeld de melkmachine, filters, tank, enz. Dit zijn vaak veel grotere bronnen van infectie dan de uier.

Als koeien met de hand gemolken worden, kunnen bacteriën in de melk komen via de melker, de koe, de emmer en de lucht. De mate van binnendringing hangt grotendeels af van de hygiënebewustheid van de melker. Sommige gevaren zijn uitgeschakeld door het machinaal melken, maar een andere juist toegevoegd, namelijk de melkmachine zelf. Een groot aantal bacteriën kunnen de melk binnendringen als de melkapparatuur niet fatsoenlijk gereinigd is.

Terug naar boven

Temperatuur en kiemgetal in melk

Door zijn specifieke samenstelling is melk zeer ontvankelijk voor besmetting door veel verschillende bacteriën. Boerderijmelk van een hygiënische boerderij kan een paar duizend bacteriën per ml bevatten, terwijl melk dat van een boerderij komt waar de kwaliteit van het reinigen, desinfecteren en koelen matig is, zelfs een paar miljoen bacteriën per ml kan bevatten. Het dagelijks reinigen en desinfecteren van de melkapparatuur is daarom de meest doorslaggevende factor voor de bacteriologische kwaliteit van melk. Als melk de kwalificatie van topkwaliteit wil krijgen, zou de hoeveelheid bacteriën minder moeten zijn dan 100.000 per ml. In sommige landen is 10.000 per ml gemakkelijk haalbaar.

Snelle koeling tot onder de 4°C levert een belangrijke bijdrage aan de kwaliteit van de melk op de boerderij. Deze behandeling vertraagt de groei van de bacteriën in de melk, waardoor de houdbaarheid flink verbeterd wordt. De invloed van temperatuur op bacteriële ontwikkeling in rauwe melk wordt weergegeven in figuur 3.14. Beginnend bij 300.000 eenheden/ml kunnen we de snelheid van ontwikkelen zien bij hogere temperaturen en het effect van koeling naar 4°C.

Bacteriële ontwikkeling in rauwe melk (overgenomen van Tetra Pak 1995)

Koeling naar 4°C of zelfs naar 2°C, in combinatie met melken, maakt het mogelijk om de melk met intervallen van twee of drie dagen te leveren, mits de tank goed geïsoleerd is.

Door onhygiënische omstandigheden en infecties, wordt al aangevangen met een groot aantal bacteriën en de vermenigvuldiging begint dan ook op een bij voorbaat hoog niveau. In combinatie met een optimum temperatuur is de bacteriële groei enorm. Om de ontwikkeling van bacteriën te vermijden is het belangrijk om het aantal bacteriën zo klein mogelijk te houden. Dit kan gedeeltelijk door de melk direct te koelen tot ongeveer 4°C.

Het is echter van groot belang te erkennen dat koeling een aanvulling, en geen vervanging is voor hygiënische arbeidsomstandigheden. Infecties vermijden door hygiënisch te werk te gaan en zorgen dat de melk zo snel mogelijk na het melken gekoeld wordt, zorgen samen voor hoge melkkwaliteit. Koeling is een goed hulpmiddel en door efficiënt te koelen kan de strijd tegen micro-organismen gewonnen worden.

De ontwikkeling van bacteriën bij verschillende aanvangswaarden en bij twee verschillende temperaturen

Terug naar boven

Voornaamste bacteriën in melk

Veel bacteriën in melk zijn toevallige bezoekers. Ze kunnen leven en zich mogelijk voortplanten. Melk is echter vaak een ongeschikte groeiomgeving voor hen. Sommige van deze bacteriën sterven, wanneer ze wedijveren met soorten die hun omgeving aangenamer vinden. Groepen van bacteriën die voorkomen in melk kunnen worden onderverdeeld in:

  • Melkzuurbacteriën
  • Boterzuurbacteriën
  • Rottingsbacteriën
  • Coliforme bacteriën
  • Propionzuurbacteriën

Als u meer wilt weten over de positieve en negatieve aspecten van bacteriën zijn zuivel microbiologische handboeken goede naslagwerken.

Natuurlijke bescherming van melk tegen bacteriële groei

Onder zoogdieren is melk de laatste voedingslink tussen moeder en nageslacht. Naast dat het een compleet en goed uitgebalanceerd dieet is voor de pasgeborene, bevat melk ook antibacteriologische stoffen die de zuigeling beschermen tegen verscheidene besmettelijke ziektes.

De wetenschap dat melk, en in het bijzonder de biest (de eerste melk na de geboorte), afweerstoffen bevat die essentieel zijn voor het overleven van de jongen, is erg oud. Duizenden jaren geleden beseften veehouders al dat pasgeboren lammeren, kinderen en kalveren de eerste melk (biest) moesten nuttigen als zij wilden overleven.

Kalveren moeten biest krijgen om te overleven

Tegenwoordig is het alom bekend dat melk diverse antibacteriële stoffen bevat. De bekendste stof is immunoglobuline dat in hoge concentraties voorkomt in biest en meteen zorgt voor de immuniteit van de pasgeborene.

  • Lacto-peroxide
  • Xanathine-oxidase
  • Lactoferrine
  • Lysosym

Melk bevat ook niet-specifieke stoffen als lysozyme, lactorferrine en peroxidase. Dit type peroxidase, dat lactoperoxidase genoemd wordt, is identiek aan de peroxidase die aanwezig is in salie en maagsappen.

Terug naar boven

Fungi

Fungi zijn een groep micro-organismen die regelmatig voorkomen in de natuur bij planten, dieren en mensen. Verschillende soorten fungi kunnen sterk verschillen in structuur en voortplantingsmethode. Fungi kunnen rond, ovaal of draadachtig zijn. De draden vormen een netwerk dat met het blote oog te zien is. Fungi worden onderverdeeld in gisten en schimmels.

GISTEN

Gisten zijn eencellige organismen met een bolvormige of cilindervormige vorm en de grootte van de gistcellen kan behoorlijk variëren. Wijngist (saccharomyces cerevisiae) heeft bijvoorbeeld een doorsnee van 2-8 mm en een lengte van 3-15 mm. Gistcellen van andere soorten kunnen wel 100 mm lang zijn.

Structuur van de gistcel (overgenomen van Tetra Pak 1995)

Gistcellen planten zich meestal door ontluiking voort, maar er zijn ook andere methoden. Ontluiking is een aseksueel proces. Een kleine knop ontwikkelt zich op de celwand van de oudercel. Het cytoplasma wordt enige tijd gedeeld door ouder en vrucht, maar uiteindelijk wordt de knop afgescheiden van de oudercel door een dubbele wand. De nieuwe cel scheidt zich niet altijd af van de ouder, maar kan eraan vast blijven zitten terwijl de ouder nieuwe knoppen vormt. De vrucht kan zelf ook nieuwe knoppen vormen, wat kan resulteren in grote bosjes cellen die aan elkaar vastzitten. Sommige gisttypen planten zich voort door het vormen van sporen (deze zijn heel anders dan bacteriële sporen).

Bouwstoffen Gist heeft, net als andere levende organismen zoals bacteriën, ook behoefte aan bouwstoffen.
Vocht Net als bacteriën heeft ook gist water nodig, al is het in mindere mate. Sommige soorten kunnen groeien bij heel weinig water.
Zuurgraad Gist kan groeien bij een pH-waarde tussen 3 en 7 (optimum is tussen 4,5 en 5).
Temperatuur De optimale temperatuur is tussen 20 en 30°C.
Zuurstof Gist kan zowel met als zonder de aanwezigheid van zuurstof groeien. Ze zijn facultatief anaërobisch, wat betekent dat ze beter groeien bij de aanwezigheid van zuurstof.

Groeiomstandigheden voor gist

Terug naar boven

Gisten zijn meestal niet gewenst in zuivelproducten, omdat ze ze vaak bederven. Maar Russische ‘Kefir’ en Finse ‘Viile’ zijn voorbeelden van een kleine productgroep waarin gisten juist nodig zijn om de juiste kwaliteit te geven. In brouwerijen, distilleerderijen en in de wijn- en bakindustrie zijn gisten waardevolle medewerkers.

SCHIMMELS

Schimmels behoren tot een heel andere groep van fungi. Kenmerkend voor schimmels zijn de tot netten verweven witte draden genaamd mycelium.

Dit netwerk van draden kan microscopisch klein zijn of groot genoeg om met het blote oog waar te nemen.

Penseelschimmel die schimmelsporen produceert (overgenomen van Tetra Pak 1995)

Het mycelium bestaat uit individuele draden genaamd hyphae. Deze hyphae vertegenwoordigen het plantaardige deel van de schimmel. Het gedeelte dat verantwoordelijk is voor de voortplanting bestaat uit hyphae die vaak recht omhoog groeien en sporen dragen.

Vocht Schimmels kunnen op materialen groeien met een zeer laag watergehalte en ze kunnen water uit de lucht onttrekken
Zuurgraad Schimmels kunnen leven bij een pH-waarde van 3 tot 8,5.
Temperatuur De optimale temperatuur is normaal gesproken tussen de 20 en de 30°C.
Zuurstof Schimmels leven meestal in aërobe omstandigheden.

Groeiomstandigheden voor schimmels

Er zijn veel verschillende schimmelfamilies. Groepen die van belang zijn voor de zuivelindustrie zijn penseelschimmels en melkschimmels, geotrichum candidum.

Terug naar boven

Bacteriofagen

Bacteriofagen zijn virussen, d.w.z. bacteriële parasieten. Ze kunnen zelfstandig overleven, maar ze kunnen alleen binnen bacteriële cellen groeien en zich vermenigvuldigen. Fagen infecteren slechts bepaalde doelwitbacteriën, omdat ze de juiste aanhechtingsfactoren en de juiste metabolisme-beïnvloedende eigenschappen moeten hebben. Bacteriofagen of fagen kunnen slechts met behulp van een elektronenmicroscoop bekeken worden.

De micro-organismen die gebruikt worden in de zuivelindustrie worden ‘startcultuur’ genoemd. Een startcultuur is een mengsel van organismen. De kwaliteit van de startcultuur wordt behouden tot na aankomst bij de zuivelfabriek door tijdens alle processen vast te houden aan de hoge hygiënemaatstaven.

Omdat melk vaak besmet is met bacteriofagen, is het belangrijk dat de melk die voor startculturen gebruikt wordt, vaak afgeroomde melk, verhit wordt om de fagen te inactiveren. Figuur 3.21 laat zien wat er gebeurt als dit niet gedaan wordt of wat er gebeurt als de melk op een later tijdstip opnieuw besmet wordt met fagen.

De groei van bacteriën en fagen en de invloed op de geïnfecteerde startcultuur (overgenomen van Tetra Pak 1995)

Structuur van bacteriofagen

De structuur van bacteriofagen (Tetra Pak 1995)

Voortplanting van fagen

Fagen vallen alleen bacteriën aan waarin zij zich kunnen voortplanten, meestal jonge en actief groeiende. Vervolgens barsten de gastheerbacteriën waarbij ze een groep van 10 tot 200 fagen loslaten die op hun beurt nieuwe slachtoffers aanvallen.

  1. De faag hecht zich aan het oppervlak van zijn gastheer en injecteert DNA in de cel
  2. Het cellulaire mechanisme produceert dan nieuw faag-DNA en faag eiwitten
  3. De nieuwe fagen verzamelen zich in de bacteriële cel, die vervolgens barst
  4. De nieuwe fagen worden losgelaten

Terug naar boven

Conclusie

De grote verscheidenheid aan bacteriën, gisten en schimmels en hun zeer variërende activiteiten zijn van het grootste belang voor het leven op aarde in het algemeen en de mensheid in het bijzonder. Micro-organismen in de bodem en in het water zijn verantwoordelijk voor het afbreken van organisch voedsel tot vormen die planten tot zich kunnen nemen.  Door dit te doen leveren ze ook indirecte diensten aan het dierenrijk.

Mensen profiteren ook van micro-organismen. Melkzuurvormende micro-organismen kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden voor het bewaren van kuilvoer. Hetzelfde principe wordt gebruikt voor de bereiding van bepaalde voedselsoorten zoals zuurkool, groene olijven en komkommers.

Micro-organismen zijn van groot belang bij de bereiding van zuivelproducten als yoghurt, kaas en boter. De keuze van de juiste micro-organismen is zeer belangrijk om de kwaliteit van zulke producten te maximaliseren.

Het moet vermeld worden dat melk restjes antibiotica kan bevatten. Dit komt voort uit de behandeling van koeien met mastitis. Het meest voorkomende antibioticum is penicilline. Dit gaat tegen de regels in die zeggen dat melk van koeien die behandeld worden met antibiotica niet naar de zuivelfabriek gestuurd mag worden.

Het zou een onterechte idealisatie van micro-organismen zijn als we niet zouden vermelden dat sommige, de pathogene micro-organismen, beschouwd worden als de ergste vijanden van de mensheid. Het is waar dat pathogenen verreweg in de minderheid zijn t.o.v. de onschadelijke en nuttige organismen, maar hun effect is onmiskenbaar.

Bijna overal ter wereld hebben regeringen wetten aangenomen die eisen dat melk, mits geproduceerd in een zuivelbedrijf en bedoeld voor consumptie, gepasteuriseerd moet worden. Een kenmerkende temperatuur/tijd verhouding voor pasteurisatie is 72°C/15-20 sec. Op deze manier worden alle pathogenen gedood.

Het is belangrijk te weten dat koeling een aanvulling is en niet een vervanging voor hygiënische arbeidsomstandigheden en dat voorkomen beter is dan genezen. Het vermijden van infecties heeft de prioriteit.

Koeling is het wapen tegen groei en door efficiënt te koelen en goede zorg kan de strijd tegen micro-organismen gewonnen worden. De kwaliteit van melk stijgt, evenals de kwaliteit van alle melkproducten. Dit levert slechts één winnaar op, de menselijke gezondheid (Voor meer gedetailleerde informatie over de in melk aanwezige micro-organismen, zie Tetra Pak 1995).

At DeLaval we use cookies to make your website experience better. You can change your web browser settings if you do not allow cookies or do not want cookies to be saved. Read more about how DeLaval handles cookies. I have read and accepted the information on how DeLaval handles cookies.