Biotechnologie en melkpractica

Inhoud Biotechnologie Inleiding biotechnologie
Het begrip biotechnologie
Periode tot en met 1940: De klassieke biotechnologie
Voorbeeld van klassieke biotechnologie: Brood
Periode 1940 tot 1970: De industriële biotechnologie
Voorbeeld van industriële biotechnologie: Penicilline
Periode 1970 tot het heden: De moderne biotechnologie
Meerdere voorbeelden van moderne biotechnologie
De toepassingen van biotechnologie
Risico’s en gevolgen van biotechnologie

Voor en tegenstanders bij biotechnologie Melk en melkpractica Inleiding melk
Definitie van melk
Melkbewerking en melksoorten
Conclusie/slot
Melkopgaven
Melkpractica 1 t/m 6 (elk uitgewerkt) Discussie met opbouwende kritieken
Bronnen Biotechnologie Inleiding biotechnologie In dit stukje willen we duidelijk gaan vertellen wat biotechnologie is, wij denken zelfs dat de meeste mensen niet echt weten wat er onder dat begrip verstaan wordt en wat er bij komt kijken. Het begrip biotechnologie Biotechnologie is één van de zogenaamde sleuteltechnologieën. Deze vormt een gereedschapskist van technieken en processen om vormen van biologisch leven te analyseren en te gebruiken voor de ontwikkeling van betere producten en productieprocessen voor industriële, agrarische en maatschappelijke toepassingen. Hierbij gaat het om technieken als DNA-analyse, celfusie, biokatalyse, bio-informatica en orgaan- en weefselkweek. Hierbij moet worden opgemerkt dat deze biologische gereedschapskist steeds verder wordt gevuld met nieuwe technieken. Biotechnologie houdt zich dus bezig met de technieken om biologie te gebruiken voor praktische doeleinden. Biotechnologie is een zeer oud en breed begrip. Er worden daarom 4 groepen gemaakt in de biotechnologie, namelijk: de klassieke, de industriële en de moderne biotechnologie. We zullen deze groepen nader behandelen om biotechnologie te begrijpen. Periode tot en met 1940: De klassieke biotechnologie De klassieke biotechnologie is de eerste en oudste periode in de verdeling van biotechnologie. De term biotechnologie wordt voor het eerst gebruikt in 1919 in het werk van Karl Ekery, een Hongaars landbouwkundig ingenieur. Hij bestudeerde de productie van materialen en grondstoffen met behulp van levende organisme. In de klassieke biotechnologie was men zich er eerst niet eens van bewust dat ze met biotechnologie bezig waren. Het waren doodgewone handelingen en de traditionele technieken die gebruikt werden. Denk aan ouderwetse technieken voor het kweken van betere dieren en planten (koeienmest voor planten b.v). En het gebruik van bacteriën, gisten en schimmels voor het maken van bijvoorbeeld brood of kaas.
Voorbeeld van klassieke biotechnologie: Brood Inleiding: Geschiedenis van brood
Zevenduizend jaar geleden aten de mensen al een soort brood. Dat soort brood was een soort dikke pap. Die dikke pap werd ook gebakken. Alleen niet in de oven, maar op hete stenen of in de zon. Je kon die broden alleen eten als ze warm waren, want koud waren ze hèèl erg hard. Daarom werden ze, als ze zo hard waren, in het water gelegd en opnieuw tot pap gemaakt. Dat brood had een pannenkoekenvorm: rond, plat en dik aan de rand van het brood. Drieduizend jaar geleden gingen de Egyptenaren ècht brood bakken. Brood zoals wij dat nu kennen. Dat kwam omdat ze gist ontdekten. Het gist, dat bij het deeg zat, ging rijzen. Deze platte koeken werden groot en luchtig. Dat brood kon je niet in de zon bakken of op hete stenen. De Egyptenaren bouwden daarom eenvoudige ovens. Toen kwamen ook de eerste bakkers. Nu we wat weten over de geschiedenis van brood, zullen we ook het productieproces beschrijven. Het productieproces van brood
Allereerst moeten alle grondstoffen, meel of bloem, water, suiker, zout, gist en roomboter, bijelkaar gezocht en afgewogen worden. Dit zijn allemaal natuurlijke producten. Het proces neemt erg veel tijd in beslag. Eerst gaat de bloem of het meel in de kneedmachine, daarna volgen de andere grondstoffen. Het bloem gaat er als eerst in zodat het goed met de overige grondstoffen kan mengen. Voor het kneden wordt de kneedmachine in de hoogste versnelling geschakeld. Zodat het deeg luchtiger wordt. Door het kneden van het deeg wordt het rekbaar en elastisch. Vroeger werd dit met de hand gedaan. Het deeg wordt op een metalen tafel(dit is voor de hygiëne) gelegd, dat is de voorrijs, dit neemt een kwartier in beslag. Het deeg wordt na de voorrijs in stukken verdeeld en afgewogen, dit gebeurt automatisch. Het deeg komt dan in een speciale rijskast, dit is de tussenrijs. In deze kast rijzen de stukken deeg in 220 netjes, dit duurt ongeveer een uur. De gerezen bollen worden platgewalst en opgerold. Dit is om de gasbelletjes fijn te verdelen door het deeg, ook dit zorgt ervoor dat het lekker luchtig wordt en hierdoor kan de bakker een beter brood bakken. Daarna komen de deegrolletjes in bakblikken te liggen, ze zitten meestal met z’n vieren aan elkaar, zo kan de bakker er meer tegelijk in de oven zetten. Het deeg moet nu nog een keer rijzen. De gevulde bakblikken gaan met een hele wagen tegelijk voor 60 tot 70 minuten een donkere rijskast in. Dit wordt de narijs genoemd. Het deeg groeit dan naar het volume dat hij moet hebben. Als het deeg voldoende is gerezen, gaat het in de oven. Daar wordt het op 260 tot 270 graden gebakken. Het wordt op die temperatuur gebakken zodat het brood extra lekker wordt met meer aroma’s. Er zijn twee soorten ovens, de traditionele en de wagenoven. In de traditionele oven kunnen 125 broden in één keer worden gebakken. In de wagenoven wordt in één keer een hele kar met 108 bakblikken de oven in gereden, deze draait rond zodat het overal even warm is. Bruinbrood moet 36 minuten worden gebakken en wit brood een half uur. Bruinbrood duurt langer doordat er meel wordt gebruikt en geen bloem. In meel zitten nog allemaal gebroken tarwekorrels die moeilijker te bakken zijn. Als het brood uit de oven komt, moet het nog zo’n half uur koelen. Dit gebeurt meestal op de planken in de winkel. Wat doet gist nou eigenlijk in het brood? In de natuur kun je gist vinden. Het zijn hele kleine levende deeltjes die rond ons vliegen, maar je kunt ze niet met het blote oog zien. Gistcellen zijn goede schimmels, die voor voedselbereiding kunnen worden gebruikt. De gistcellen die bij het brooddeeg worden gedaan vinden de suiker die zich in de bloem bevindt erg lekker. Als ze de suiker opeten komt er koolzuurgas en alcohol vrij. Er zit dus ook alcohol in het deeg, dat ruik je ook als je het deeg een paar uurtjes laat liggen. Die alcohol verdwijnt samen met een groot gedeelte van het water in de oven. Door de gasbelletjes wordt het deeg steeds groter. Het brood wordt dan luchtig, er komen kleine gaatjes in het binnenste en zachtste deel van het brood. Periode 1940 tot 1970: De industriële biotechnologie Industriële biotechnologie is het gebruik van micro-organismen voor de productie van allerlei stoffen, waaronder enzymen, antibiotica en vitamines. Met behulp van enzymen kunnen vervolgens weer andere processen worden gekatalyseerd, bijvoorbeeld de productie van de zoetstof aspartaam. In deze periode is dus ontdekt dat micro-organismen bepaalde omzettingen kunnen verrichten. Deze omzettingen konden dan weer worden gebruikt bij het maken van producten. Dit werd steeds vaker gebruikt bij een specifiek product. Deze micro-organismen werden gekweekt in fermentors, dit zijn ketels. Deze fermentors bevatten de ideale omstandigheden voor de micro-organismen. Ook komt het kweken van losse planten - en diercellen op de markt. Dan komen er twee belangrijke dingen voor de geneeskunde bij: antibiotica en vaccins. De processen worden duidelijk dus veel ingewikkelder en er worden verschillende exacte–vakgebieden bijelkaar gebracht. Het is duidelijk dat er nog niet echt grenzen of scheidingen liggen tussen de periodes van de biotechnologie, omdat veel processen heel lang uitgevoerd blijven worden. Voorbeelden van industriële biotechnologie zijn: Productie van penicilline, vaccins, single cell protein, shikonine. Voorbeeld van industriële biotechnologie: Penicilline In september 1928 werd de antibacteriële stof penicilline ontdekt door de Britse arts-bacterioloog Alexander Fleming. Hij was bezig met een onderzoek naar een stafylokokkenbacterie (deze veroorzaken huidinfecties) toen hij op een van zijn voedingsbodems de schimmel Penicillium Notatum aantrof en opmerkte dat rondom deze schimmel alle bacteriën verdwenen waren. Nu bleek dat deze schimmel in staat was een bacteriedodende stof af te scheiden, die door Fleming 'penicilline' genoemd werd. Pas na tien jaar(in 1938 dus) werd er iets met de ontdekking van Fleming gedaan. Toen een groep wetenschappers onder leiding van Howard Florey en Ernst Boris Chain begonnen met het isoleren van kleine hoeveelheden penicilline, het zuiveren en het verkrijgen van grotere hoeveelheden. Ze testten het uit op dieren en uiteindelijk op mensen. Na de ontdekking van de penicilline volgden nog vele andere antibiotica. In augustus 1942 werd de eerste patiënt gered van de dood door het toedienen van penicilline. Smal- en breedspectrum bij penicilline
Er bestaan verschillende soorten penicillinen (R-C9H11N2O4S).Waarbij R kan variëren. Er zijn er met een smal- en met een breed spectrum. Een spectrum is : Smalspectrumpenicillinen werken maar tegen een beperkt aantal bacteriën, terwijl breedspectrumpenicillinen tegen veel meer soorten bacteriën actief zijn. Een arts zal indien mogelijk bij voorkeur de eerste soort toedienen, omdat breedspectrumpenicillinen veel meer bacteriën vernietigen dan alleen die bacteriën waardoor men ziek is geworden, zodat er relatief vaak bijwerkingen en neveneffecten optreden als diarree of schimmelinfecties. Nadelen van antibiotica/penicilline

1. Antibiotica hebben een werkingsspectrum. Een smal-spectrum antibioticum bestrijdt maar een tot vijf bacteriesoorten. Een breed-spectrum antibioticum kan tot vijftig soorten bacteriën doden, waaronder ook onschadelijke of nuttige. 2. Niet iedereen kan penicilline verdragen. 3. Omdat niet elk antibioticum tegen zuur kan is oraal gebruik vaak niet mogelijk. Het zuur van je maag maakt de tabletten of pillen onwerkzaam. 4. Er zijn ook ziekteverwekkende bacteriën waartegen penicilline niet werkt, die beschikken een enzym, penicillinase, dat penicilline afbreekt. 5. Er blijven ziekteverwekkende bacteriën over die resistent zijn voor penicilline. Bij een volgende infectie moet je dan een ander medicijn gebruiken. Hierop zijn oplossingen bedacht: er worden andere soorten antibiotica gemaakt door met penicilline een reactie uit te voeren waardoor een iets gewijzigd penicillinemolecuul ontstaat dat ook iets andere eigenschappen heeft, of door aan de kweekvloeistof stoffen toe te voegen die een beetje anders zijn dan de normale, zodat de schimmel een iets gewijzigde penicillinesoort vormt. Het probleem van resistentie is dus kleiner geworden. Periode 1970 tot het heden: De moderne biotechnologie De moderne biotechnologie of gentechnologie ontstaat in de jaren zeventig en gaat een stap verder. Ze past de eigenschappen van bacteriën, planten en dieren aan door in te grijpen op het DNA. De moderne biotechnologie begint vanaf het moment dat het mogelijk is gericht veranderingen in het erfelijke materiaal, het DNA, aan te brengen. In 1953 ontdekken Watson en Crick de dubbele helix structuur van het DNA. Hiermee is de code van het erfelijke materiaal ontrafeld. In hoog tempo ontstaan er nieuwe technieken waarmee DNA veranderd kan worden. Dit leidt tot veel nieuwe producten en toepassingen. Enkele voorbeelden zullen we nog wel later nog wel noemen. Menselijk insuline wordt gemaakt door bacteriën. Dit betekende voor suikerziekte patiënten een aanzienlijke verbetering voor hun gezondheid. Ook chymosine kan door micro-organismen geproduceerd worden. Hierdoor is men niet meer afhankelijk van de chymosine uit kalvermagen. In wasmiddelen zitten enzymen die met moderne biotechnologie gemaakt worden. En ook in de voedingsmiddelen industrie kwamen er toepassingen, zoals de productie van zoetstoffen. Voorbeelden van moderne biotechnologie zijn: Insuline, chymosine en wasmiddel. Meerdere voorbeelden van moderne biotechnologie In de jaren ’70 waren er twee belangrijke ontdekkingen die de basis vormden voor de biofarmaceutische industrie (een onderdeel van de moderne biotechnologie): de monoklonale antilichaamtechnologie en de recombinant DNA-technologie (genetic engineering). 1. In monoklonale antilichaamtechnologie vindt fusie plaats tussen een cel die antilichamen produceert met een cel die onsterfelijk is. Als voorbeeld kan worden genomen de fusie van een witte bloedcel en een kankercel. Het resultaat zijn cellen van één en dezelfde kloon die antilichamen aanmaken en oneindig blijven delen. Op deze wijze wordt het mogelijk gemaakt om grote hoeveelheden antilichamen aan te maken. Antilichamen hebben specifieke aangrijpingspunten op bepaalde eiwitten, hierdoor is toepassing van antilichamen als diagnostica mogelijk geworden. 2. In recombinant DNA-technologie worden technieken gebruikt waarmee DNA op bepaalde plaatsen doorgeknipt wordt waarna er stukken DNA ingebracht kunnen worden. Dit proces heet recombineren. Het is een techniek die van groot belang is bij de ontwikkeling van medicijnen en vaccins. Het basisprincipe is dat een gen van het ene organisme in het DNA van een ander organisme gebracht wordt. Men spreekt dan van een genetisch gemodificeerd organisme (GGO). Inmiddels zijn de verschillende technieken verder uitgebreid. Er zijn speciale technieken ontwikkeld voor het bewerken van DNA: 1. Polymerase kettingreactie: deze is gebaseerd op de wijze waarop in de natuur DNA gerepliceerd wordt. Het resultaat is DNA dat identiek is aan het origineel; 2. Recombinanttechnieken
3. Methoden om DNA in een cel te brengen • Vectoren, dit zijn de transporteurs van het in te brengen gen, bijvoorbeeld een virus. Een belangrijk aandachtspunt hierbij is de veiligheid; • Kerntransplantatie. Door micro-injectie van een celkern of de inhoud daarvan naar een eicel waaruit de kern, of de inhoud daarvan, is verwijderd; 4. Embryosplitsing: Analoog aan de zwangerschap van eeneiige tweelingen wordt een embryo van enkele dagen oud gesplitst door cellen van elkaar te scheiden; 5. DNA-chip: het principe hierbij is het binden van complementaire stukken DNA aan probe-moleculen met een bekende basevolgorde. Hierdoor kunnen grote aantallen genen of DNA fragmenten die zijn gerangschikt op een dragermateriaal gelijktijdig worden geanalyseerd. Deze techniek is nog sterk in ontwikkeling. De toepassingen van biotechnologie Biotechnologie wordt in bijna in alle sectoren toegepast. De beste voorbeelden zijn het wetenschappelijk en toegepast onderzoek, de landbouw en de voedingsmiddelenindustrie, de medische sector, de procesindustrie en de milieusector. De toepassingen van biotechnologie zijn duidelijk aan te geven in een onderverdeling van 3 benoemde groepen: De rode biotechnologie: Staat voor toepassingen in de geneeskunde (medicijnen, diagnostica om ziekten op te sporen, vaccins voor inentingen, antilichamen en gentherapie) De groene biotechnologie: Deze gaat over toepassingen in landbouw en voeding. De nieuwe witte biotechnologie: Deze verwijst naar de industriële productie en processen. Ook het gebruik van biomassa (oude plantenresten e.d. uit de natuur) als hernieuwbare grondstof komt aan bod. Risico’s en gevolgen van biotechnologie Er zijn natuurlijk ook veel risico’s verbonden aan biotechnologie. Er is bijvoorbeeld voor veel onderzoeken nog niet bekend welke gevolgen het kan hebben. Dat kan dan duskan gevaarlijk zijn voor de mensen, de dieren, de natuur of het milieu. De risico’s kunnen ook worden onderverdeeld in groepen, namelijk de volgende: Bekende risico’s: Bij bekende risico’s gaat het om risico’s die al zijn ondervonden. Het is bekend dat deze risico’s bestaan en kunnen gebeuren bij bepaalde ondernemingen. Veronderstelde risico’s: Bij veronderstelde risico’s werd er wel gedacht dat een risico er zou bestaan bij een bepaalde onderneming, maar dit is niet zeker. Er worden testen gedaan om te bewijzen dat deze risico’s er ook zijn. Imaginaire risico’s: Imaginaire risico’s zijn risico’s waarvan de wetenschappers denken dat ze er niet zijn. Het kan natuurlijk wel zijn dat er onverwacht toch iets gebeurt. Dat kan altijd want het is alleen maar een veronderstelling, en deze kan altijd mis zijn.
Voor- en tegenstanders bij biotechnologie Door de vele risico’s ontwikkelen zich ook discussies over het feit dat biotechnologie wel of niet goed is. De burgers denken hierbij aan de natuur de dieren en natuurlijk ook aan de mens. Maar voor de wetenschappers is het weer anders te bekijken. Daarom zullen we nu de standpunten van voor en tegenstanders behandelen. Tegenstanders
Biotechnologie wordt gebruikt in tal van sectoren. Voedsel wordt gemanipuleerd, dierlijke organen worden getransplanteerd en dieren worden misbruikt voor allerlei proeven. Doordat eigenlijk dieren, planten en mensen gevaar kunnen lopen komen veel mensen tegen biotechnologie uit. Veel dieren en natuurbeschermingsorganisaties zijn er daarom ook tegen, want biotechnologie houdt volgens hun geen rekening met het welzijn van dier en natuur. Er zijn ook religieuze organisaties die tegen genetische manipulatie zijn. Ze vinden dat Gods schepping niet mag worden veranderd. En natuurlijk zijn er ook milieugroepen die tegen biotechnologie zijn. Ze vinden dat de jarenlange evolutie niet mag worden verstoord en de grenzen van soorten organismen niet mogen worden doorbroken. Kortom de tegenstanders van de biotechnologie zijn bang voor alle gevolgen van biotechnologie en willen dier, mens en natuur zoveel mogelijk in hun waarde laten… Voorstanders
Grote voorstanders van biotechnologie zijn natuurlijk de wetenschappers. Zij staan altijd open om de genetische kennis uit te breiden, dus hebben geen problemen met biotechnologie. Ook is het handig voor zieke mensen want er kunnen medicijnen worden gevormd die heel belangrijk zijn. Ook worden er planten en voedingsmiddelen gemaakt die aan alle eisen van mensen voldoen. Verder worden er veel mensenlevens gered met de toepassing van xenotransplantatie. Zo zijn er binnen een aantal jaren genoeg donoren om de hele wachtlijst te verkleinen. Dit vooruitzicht spreekt natuurlijk veel mensen aan. Biotechnologie is dus heel handig voor de economie, de productie kan meer kwaliteit en kwantiteit krijgen en er ontstaan betere en veiligere medicijnen en vaccins. Biotechnologie zal al met al heel belangrijk voor de toekomst zijn en blijven, dus zullen mensen het moeten accepteren. Melk Inleiding melk Zolang en koeien, schapen, geiten in Nederland zijn geweest, hebben de mensen melk gedronken en pap gegeten. Zoete melk, karnemelk en zoete- en karnemelkspap. Melkmeisjes, melkboeren, melkslijters en melkgrossiers hebben eeuwenlang aan het straatbeeld in de grote steden hun bijdrage geleverd. De melk kwam veelal rechtstreeks van de boeren in de nabije omgeving. Ook waren er melkgrossiers die de melk bij de boeren opkochten en ze weer doorverkochten aan de slijters. Melkgrossiers zijn eigenlijk de voorlopers van de melkinrichting. De eerste melkinrichtingen gingen rond 1880 functioneren op basis van in de omgeving aangekochte melk. Het was om een hygiënische reden dat de melkinrichtingen ontstonden. Melk is een dagelijkse en broodnodige behoefte geworden en dat zal het ook altijd blijven. We hebben tenslotte van baby af aan zuivelproducten nodig voor de calciuminname, dit zorgt weer voor sterkere botten en tanden. Definitie van melk De letterlijke betekenis van melk: -1 Dierlijk en menselijk moedervloeistof voor een pasgeborene. -2 Plantenvocht -3 Sap van sommigen vruchten. Melk, de vloeistof die door de melkklier van een vrouwelijk zoogdier wordt afgescheiden, in eerste instantie als voeding voor het jong. Als melkleveranciers dienen in Europa het huisrund, schaap, geit , daarbuiten o.a. ook buffel , zeboe en kameel. Melk bezit daardoor vele gunstige eigenschappen. Het is een bron van voedingstoffen, eiwitten (met onmisbare aminozuren), vetten, koolhydraten, zouten [= mineralen] en vitamines. Melkbewerking en melksoorten Om te beginnen is het makkelijk om te weten wat de voedingswaarde is, hiervoor pakken we halfvolle melk: Voedingswaarde van halfvolle melk per 100 ml: energie: 200 KJ/ 50 Kcal

eiwit: 3,5 gr
koolhydraten: 4,8 gr
vetten: 1,5 gr
calcium: 120 Mgr. Melk die recht van de boer afkomt (dit is de volle of rauwe melk) mag niet zo maar in de winkel verkocht worden. De melk wordt eerst naar de fabriek getransporteerd om hier op bepaalde manieren bewerkt te worden. De verschillende bewerkingen zullen we stuk voor stuk behandelen. De melk standaardiseren
Hierbij wordt het vetgehalte van de melk van gemiddeld 4, 30% (in de winter ca. 4,7%, in de zomer ca. 4,2%) teruggebracht op een gehalte dat volgens de geldende voorschriften is vastgesteld op 3,5% voor volle melk, en voor halfvolle melk op een vetgehalte van 1,5%. De halfvolle melk wordt gemaakt door een gedeelte van de melk te ontromen (ook wel centrifugeren genoemd). De centrifuge zorgt er ook voor dat eventueel aanwezige verontreinigingen worden verwijderd. Bij magere melk (vroeger ook genoemd taptemelk, ondermelk of afgeroomde melk) wordt bijna al het vet uit de melk verwijderd (de melk bevat maximaal 0,3% vet). Halfvolle en magere melk mogen ook worden verrijkt met 1 à 1,5% vetvrije droge melkbestanddelen. De melk steriliseren
Bij deze bewerking wordt de melk volledig kiem- en virusvrij maken, waarbij onder kiemen wordt verstaan alle micro-organismen (ook niet ziekteverwekkende). Hierdoor wordt de melk langer houdbaar. Het sterilisatieproces bestaat uit twee stappen. Eerst wordt de melk gedurende enkele seconden verhit tot 135 graden. Na afkoeling wordt de melk in flessen gedaan, hierna worden ze opnieuw gesteriliseerd. Dit keer gedurende 10 tot 20 min bij een temperatuur van 155 graden. De melk pasteuriseren
Deze manier van melk bewerken is vernoemd naar Louis Pasteur. Hierbij wordt de melk zodanig wordt verhit, dat de goede voedingsstoffen wel behouden blijven, maar de meeste slechte micro-organismen verdwijnen en de melk zal langer houdbaar zijn. Anders dan bij steriliseren worden niet alle micro-organismen vernietigd. Daar staat tegenover dat de samenstelling van het artikel beter behouden blijft en de smaak minder verandert. Homogeniseren
Bij deze methode is het doel dat er geen stukjes room meer in de melk drijven. Daarom moet men de vetdeeltjes in de melk in kleinere stukjes slaan. Daarom wordt warme melk (het vet moet vloeibaar zijn) onder hoge druk door zeer nauwe openingen geperst, dit gebeurt in een homogenisator. Deze bewerking is belangrijk voor melkproducten die gedurende lange tijd bewaard worden (gesteriliseerde melk, koffiemelk e.d.). Omdat het homogeniseren de structuur van de overige melkbestanddelen verbeterd, wordt het ook toegepast bij de bereiding van o.a. yoghurt en roomijs. De melk karnen voor het maken van karnemelk
Bij het karnen gaat men lucht in de melk slaan. In de karnton draait een schoepenrad

met gaten door de melk. De luchtinslag zorgt ervoor dat de vetbolletjes uit de
melk gaan samenklonteren tot boterkorrels. De melk wordt op die manier gescheiden
in karnemelk en boter. Als de boter is gescheiden is de resterende vloeistof karnemelk. Karnemelk smaakt licht zuur, maar juist daardoor is het een zeer goede dorstlesser. Ook is deze melk zeer licht verteerbaar en toch voedzaam. Conclusie/slot Uit dit stuk kun je aantal dingen duidelijk opmaken. Om te beginnen is de koemelk die wij dagelijks drinken erg voedzaam. Alle voedingsstoffen die deze melk bezit is voor ons lichaam van belang, vooral calcium, dit is een broodnodige bouwstof. Verder is het productieproces van rauwe koemelk tot het melk in het pak erg lang. De melk kan op tal van manieren bewerkt worden, maar het belangrijkste daarbij is wel dat de melk geen slechte bacteriën meer bevat. Melk wordt al zeer lang geconsumeerd en dat zal ook niet veranderen ,omdat een mens het blijvend nodig heeft. Alle informatie in dit ‘melkstuk’ zal ook handig zijn voor het ondersteunen van onze melkpractica (antwoorden op de vragen). Kortom: Melk is niet alleen een simpel drankje, het ook zeer interessant en veelzijdig. De melk opgaven Vraag 1. De melk van een wolf is niet zo voedzaam, deze melk bevat namelijk geen mineralen of water. Als de mineralen ontbreken, bevat de melk niet genoeg bouw/brandstoffen voor ons lichaam. Dus kon de stad niet door een wolf gezoogd worden. Vraag 2. De melk wordt in een ontromer of centrifuge apparaat gedaan. Doordat de vetdruppeltjes in melk lichter zijn dan het waterige deel komen deze boven aan het melkoppervlak drijven (stoffen hebben een verschillende dichtheid). Als er heel veel druppeltjes bij elkaar zijn vormt zich een roomlaag, dit is makkelijk te scheiden van het waterige deel. Wat je dan overhoud is room (voor het maken van slagroom e.d) en afgeroomde melk. Vraag 3. Definitie van Glycerol: De systematische naam voor glycerol (ook wel: glycerine) is
1,2,3-propaantriol. Het is een vrij zware olieachtige vloeistof met de molecuulformule C3H8O3. Glycerol is een meervoudig alcohol, een molecuul bevat drie hydroxydegroepen. Glycerol is een product bij de volledige hydrolyse van oliën en vetten. Vraag 4. …. Vraag 5. Definitie van Triglyceriden: Een bepaald type vet en is niet oplosbaar in water. Chemisch gezien bestaan triglyceriden uit glycerol veresterd met drie vetzuren. Het is de vorm waarin vet gebruikt voor energie in de vetcel wordt opgeslagen. Hoe onverzadigder de vetzuren zijn, hoe vloeibaarder het vet. Dit varieert van kaarsvet tot slaolie. De triglyceriden zijn omgeven door een membraan dat zorgt voor afstoting, het laat geen vloeistof door, dus stoot het ook water af, daarom ligt vet ook altijd op water of vloeistoffen. Vet is ook lichter (andere dichtheid) als water en kan daardoor ook op water drijven. Vraag 6. De volgende aminozuren zijn R apolair: Glycine, Alanine, Valine, Leucine, Methionine, Isoleucine, Tyrosine, Tryptofaan, Phenylalanine. Vraag 7. A
B

C
Vraag 8. De melkpractica Experiment 1 Zitten er nog levende bacteriën in melk. Het principe
Bij dit practicum hebben we m.b.v. methyleenblauw de aanwezigheid van bacteriën in volle melk, karnemelk, geschifte melk en Yakult gemeten. De levende bacteriën in melk kunnen het methyleenblauw ontkleuren.. Verder zullen we ook van alle monsters (volle melk, karnemelk, geschifte melk en Yakult) de PH meten, om te onderzoeken over er een verband bestaat tussen de aanwezigheid van bacteriën en de PH waarden. De resultaten
Melkmonster 10 ml PH Waarnemingen na toevoeging methyleenblauw
Volle melk 7, neutraal In dit monster blijft de blauwe kleur lang zichtbaar, pas na een dag is de melk weer wit. Geschifte melk 6, zuur In dit monster is de blauwe kleur na 10/13 min verdwenen. Karnemelk 5, zuurder Bij dit monster gebeurt ongeveer hetzelfde als bij de geschifte melk. Na 10/13 min is het methyleenblauw verdwenen. Yakult 3, zeer zuur Yakult zorgt voor opvallende waarnemingen, zelfs na een dag is de blauwe kleur nog te zien. Een zeer langzame ontkleuring dus. De conclusie / beantwoording vragen
We kunnen uit deze proef opmaken dat wanneer de melk veel levende bacteriën bevat het methyleenblauw snel verdwijnt (karnemelk en geschifte melk). Naarmate er minder of geen bacteriën aanwezig zijn , zoals in de volle gesteriliseerde melk, de ontkleuring langzaam verloopt. Yakult is een twijfelgeval, dit product bevat goede bacteriën en de ontkleuring duurt bij dit monster heel lang. Bij een neutrale PH, zoals bij volle melk zijn er weinig bacteriën aanwezig. Bij de andere monsters is de PH zuur en zijn er meer bacteriën aanwezig. Ook al is Yakult het zuurste (PH 3), bevat het dus niet de juiste bacteriën om snel te ontkleuren. Experiment 2 Waarom is melk wit en ondoorzichtig; opsporen van verdunning van melk. Eerst zullen we een antwoord geven op de vraag: ‘’Waarom is melk wit en ondoorzichtig?, Vet en een deel van de eiwitten drijven als minuscule bolletjes in de melk; deze zorgen voor de witte kleur. De vetbolletjes drijven naar boven als de verse melk een paar dagen wordt bewaard. Dit is het opromen van de melk. Tegenwoordig worden die bolletjes in de fabriek zo klein gemaakt dat ze bijna niet meer naar boven komen (homogeniseren). De eiwitbolletjes zijn nog kleiner. Het licht wat op melk valt wordt door vetdruppels en caseïne micellen teruggekaatst in alle richtingen, dit zorgt ervoor dat melk ondoorzichtig is. Het eerste deel van het practicum: De lichtdoorlatendheid van melk bepalen
Het principe

Bij deze proef onderzochten we m.b.v. fotometer met een filter van 430 nm de lichtdoorlatendheid van melk. Aan de hand hiervan kijken we ook of je hierbij de verdunning van melk op kunt sporen. Daarbij hadden we natuurlijk ook diverse melkmonsters nodig, omdat de melk voor deze proef verdund moet zijn. De volgende monsters werden gebruikt: * 250x verdunde melk (1,0 ml volle melk met 250 ml demiwater) * Reageerbuis 1 gevuld met 9 ml van de 250x verdunde melk. En werd met 1 ml demiwater nog eens 10% extra verdund. * Reageerbuis 2 gevuld met 8 ml van de 250x verdunde melk. En werd met 2 ml demiwater nog eens 20% extra verdund. Zo werd er steeds een cuvet gevuld met een melkmonster en kon de lichtdoorlatendheid gemeten worden. De resultaten
De fotometer had een filter van 430 nm en de transmissie was ingesteld op 100% Monster in cuvet De meetwaarde lichtdoorlatendheid
250x verdunde melk 21% Buis 1 10% extra verdunde melk 17% Buis 2 20% extra verdunde melk 19% Demiwater 95% De conclusie / beantwoording vragen
De gevonden waarden waren best verrassend, want ook al was de melk steeds verder verdund de lichtdoorlatendheid wordt er niet beter op. Wij denken dat de gebruikte methode niet zo handig was om de verdunning van melk op te sporen. Hij zal geschikter zijn voor de verdunning van 10%, omdat deze waarde verder van de 250x verdunde melk af ligt als die van 20%. Verder is het demiwater bijna volledig lichtdoorlatend, op 5% na. En de 10% verdunde melk laat het meeste licht door van alle melkmonsters. Het tweede deel van het practicum: De dichtheid van melk bepalen
Het principe
Door de dichtheid van een melkmonster te meten kun je de verdunning ook opsporen. Bij deze proef gebruikten we een picnometer, dat is een glazen fles met een vast volume, om de dichtheid te bepalen. Onze picnometer was een simpele maatkolf. Deze had een volume van 50 ml en moest 2x gevuld worden, namelijk met volle melk en met magere melk. Zo werd de maatkolf leeg en gevuld met de melksoorten gewogen. Aan de hand van de resultaten en een speciale formule werd dichtheid dan bepaalt. De formule: Dichtheid= massa eind-massa begin volume De resultaten
Soort maatkolf Massa Volume
Lege maatkolf 50 ml 37,5 gram 50 ml
Basisformule Dichtheid= massa eind-massa begin
volume Formule bij volle melk 1,018= 88,4-37,5
50
Formule bij magere melk 0,976= 86,3-37,5
50
De conclusie / beantwoording vragen
Deze proef werd uitgevoerd bij kamertemperatuur. Dit is nodig, omdat de dichtheid van elke stof verandert bij sterke warmte of sterke kou. Bij warmte zet het vaak uit en bij kou krimpt het. Daarom moeten we altijd uitgaan van waarden bij kamertemperatuur. Je ziet dat de dichtheid van volle melk groter is dan die van magere melk, dit zal vast komen door de hoeveelheid vetten in de melk. In het BINAS vind je bij melkdichtheid de waarden 1,02-1,04. De volle melk valt hier net in, we kunnen deze waarde bij 1,02 rekenen. En de magere melk valt er buiten (0,976). We denken dat de magere melk een kleinere dichtheid heeft, omdat deze minder vet bevat als volle melk. Experiment 3 Isolatie van caseïne uit melk
Het principe

Bij deze proef gingen we de caseïne isoleren uit melk. Dit deden we door 100 ml magere melk in een bekerglas van 250 ml te verwarmen tot 40 graden. Aan de warme melk voegden we alroerende azijnzuur toe, de caseïne moest zichtbaar worden als een grote amorfe brok. De caseïne werd gescheiden, gefiltreerd en vervolgens gedroogd om later in een andere proef te gebruiken. De resultaten
Handeling Resultaat
Magere melk verwarmen  Magere melk met een temperatuur van 40 graden. Aan warme welk roerend azijnzuur toevoegen  Er ontstaat een grote brok caseïne, de restvloeistof is wei. De nattige amorfe caseïne brok zo goed mogelijk filtreren.  De caseïne wordt een beetje droger. De brok verder laten drogen in een schaaltje bij het raam.  Na een paar dagen verder drogen heb je keiharde brokjes caseïne. De conclusie/ beantwoording vragen
Azijnzuur zorgt er dus voor dat je een scheiding krijgt tussen wei en caseine.100 ml magere melk bevat (volgens het pak) ongeveer 3,9 gram eiwitten. Bij de proef hebben we 21 gram ongefiltreerde caseïne geïsoleerd uit 100 ml magere melk. Dit hebben we geconcludeerd uit het feit dat een leeg bekerglas 97 gram woog en het bekerglas MET ongefiltreerde caseïne 118 gram woog. In de proef is dus per 100 ml melk 21% caseïne te vinden. Experiment 4 Hydrolyse van caseïne
Het principe
Bij deze proef hebben we de caseïne gehydrolyseerd. In een microschaalopstelling met langhalskolf hebben we gedurende 30 min, 100 mg caseïnebrokjes in combinatie met 4 ml 20% zoutzuur, laten refluxen boven een heet een zandbad. Na de 30 min haalden we de opstelling uit elkaar en voegden we 100 mg norit toe aan de vloeistof. Door het nu vervolgens te filtreren krijg een je kleurloos tot geel filtraat, in een gecodeerd buisje, wat nodig is voor de proeven 6+7
De resultaten
Bij deze proef zijn er geen gevonden waarden of echte resultaten. Als je de proef stap voor stap hebt uitgevoerd volgens het werkblad houd je wel een goed gefiltreerd en zwakgeel caseïnehydrolysaat over. Dit is nodig voor het uitvoeren van de volgende proeven, oftewel dit experiment is eigenlijk een voorbereiding voor andere proeven. De conclusie/beantwoording vragen
Als je caseïne hydrolyseerd verbreek je eigenlijk de peptidenverbindingen van eiwitten. Er ontstaan eerst eiwitbrokstukken met een korte lengte die vervolgens verder worden afgebroken. Het eiwit hebben we in dit geval gehydrolyseerd met zoutzuur. Het mengsel kwam niet droog te staan door de juiste opstelling, het verdampte water condenseerde in de refluxkoeler en vloeit in de rondbodemkolf. Dit is het opgevangen caseïnehydrolysaat. Experiment 5 Biuret test (20 min) Het principe
Bij deze proef hebben we gecontroleerd of de hydrolyse compleet was. Zodra je aan een basische eiwitoplossing koperionen toevoegt kleurt de oplossing paars (=positief). Wanneer aan basische oplossingen van aminozuren, dipeptiden of ureum koperionen toegevoegd worden kan het paarsviolet gekleurde complex niet ontstaan. De kleur van de testoplossing wordt dan blauw door de opgeloste koperionen, het resultaat is dan negatief . Er zijn 3 reageerbuizen gebruikt: A) met 0,2 gram ureum, 1 ml water en 1 ml 10% NaOH (natriumhydroxide) oplossing. B) met 0,1 gram caseïne, 2 ml water en 0,5 ml 10% NaOH oplossing

C) met5 druppels caseïnehydrolysaat en 10 druppels 10% NaOH oplossing. Vervolgens voegden we nog CuSO4 toe en keken we naar het resultaat (zie onder) De resultaten
Welke buis Welke stoffen zitten er in per buis? Hoeveel 2% CuSO4 oplossing toegevoegd? PH voor toevoeging van 2% CuSO4 oplossing PH na toevoeging van 2% CuSO4 oplossing
a 0,2 gram ureum, 1 ml water en 1 ml 10% NaOH oplossing 10 druppels (goed mengen) b 0,1 gram caseine, 2 ml water en 0,5 ml 10% NaOH oplossing 10 druppels (goed mengen) c 5 druppels caseine hydrolysaat en 10 druppels 10% NaOH oplossing 5 druppels (goed mengen) De conclusie/beantwoording vragen
Ureum zorgt in de proef voor een negatief resultaat, omdat deze stof de koperionen oplost. Hierdoor kan het paars-violet gekleurde complex niet gevormd worden. De kleur wordt blauw door die opgeloste koperionen, dit is negatief. Experiment 6 Dunne laag chromatografie van het caseïnehydrolysaat
Het principe
Bij deze proef hebben we onderzocht welke aminozuren ons caseïnehydrolysaat bevatte. Dit doe je door een dunne laag chromatografie te maken met een silicagelplaatje. Deze scheidingsmethode berust op 2 factoren. De eerste is het verschil in aanhechting van de te scheiden stoffen op het oppervlak van het silicagelplaatje. Ten tweede speelt het verschil in oplosbaarheid van de te scheiden stoffen in de loopvloeistof een rol. De stof die het beste oplost en zich niet zo aan het oppervlak hecht heeft de grootste loopsnelheid, en komt het hoogst terecht op het chromatogram. Het ene aminozuur heeft een grotere loopsnelheid als het andere, dus zijn ze makkelijk te onderscheiden op het chromatogram. Met een berekening kan dan ook uitgerekend worden met welk aminozuur je te maken hebt (zie tabel in stencil). Een maat voor de loopsnelheid is namelijk de Rf-waarde. Dit bereken je door: Afstand die stof heeft afgelegd
Afstand die vloeistoffront heeft afgelegd
We hadden een silicagelplaatje van 6 bij 11 cm in een bekerglas van 600 ml geplaatst, onderin zat een laagje loopvloeistof (n propanol / 34%ammoniumhydroxyde-oplossing 70/30) van 0,5 cm. Op 2 cm vanaf de onderkant hadden we een rijtje met 5 stipjes gezet, met tussenruimtes van 1 cm. Zo kon op elk stipje een stof aan worden gebracht: 1. Lysine
2. Glycine
3. Caseïnehydrolysaat
4. Alanine
5. Glutamine
Deze aminozuuroplossingen werden gebruikt als referentie. Dit geheel werd rechtop in het bekerglas gezet voor 2,5 uur, en werd na deze tijd gedroogd met de föhn. Daarna werd er nog ninhydrine aangebracht en werd het plaatje weer gedroogd zodat er blauwe spots verschenen. Zo zag je de plaatsen waar aminozuren zich bevonden en kon de berekening worden gemaakt. De resultaten
Belangrijke hoofdgegevens

Formule voor het maken van de berekening Rf waarde=Afstand die de stof heeft afgelegd Afstand die het vloeistoffront heeft afgelegd
Aantal cm dat ons vloeistoffront heeft afgelegd ± 8,3 cm
Stip Aantal gevonden spots bij deze stip Berekening Gevonden aminozuur
1 Lysine 2 2,5:8,3=0,30
3,9:8,3=0,47 *Geen *Valine
2 Glycine 1 4:8,3=0,48 *Valine
3 Caseïnehydrolysaat 1 4,5:8,3=0,54 *Leucine
4 Alanine 1 3,7:8,3=0,44 *Tyrosine
5 Glutamine 2 bruikbare 2,6:8,3=0,31
6:8,3=0,72 *Geen *Geen
De conclusie/beantwoording vragen
Deze proef is kwalitatief, omdat we hebben onderzoek gedaan naar wat iets is en bevat, er is niet gezocht naar een hoeveelheid (=kwantitatief). We hebben met deze proef onderzocht welke/hoeveel aminozuren het caseïnehydrolysaat bevatte. Wij denken dat dit er is, omdat boven stipje drie maar één vlek te zien is. Met behulp van de berekening kunnen we concluderen dat de vlek boven stip drie het aminozuur leucine bevat. De afstand die stof heeft afgelegd is namelijk 4,5 en de afstand die vloeistoffront heeft afgelegd is ±8,3 4,5 : 8,3=0,54 (geeft in de tabel leucine aan). Je kunt het gehydrolyseerde eiwit op grond van de aminozuursamenstelling identificeren, omdat je door de hydrolyse de peptide verbindingen verbreekt. Deze vervolgens weer afgebroken tot losse aminozuren. Die aminozuren kun je weer onderzoeken in deze proef. Zo identificeer je als het ware het hele eiwit aan de hand van een aantal proeven. Discussie met opbouwende kritieken Biotechnologie Bij het maken van dit gedeelte van het werkstuk hebben we erg veel geleerd over o.a. de toepassingen, geschiedenis en voor-en nadelen van biotechnologie. We wisten niet dat het begrip al zo oud was en dat het ook zoveel omvat. Wij zien wel veel voordelen in van biotechnologie en daarom denken wij ook dat het een heel belangrijk begrip is voor de toekomst. Veel mensen zullen met natuurlijke medicijnen worden genezen, omdat sommigen niet tegen chemische medicijnen kunnen, daar bij is het toepassen van biotechnologie een uitkomst. Ook zal biotechnologie een rol spelen bij onze voorraad energie die snel op zal gaan, men zal de biomassa gebruiken om energie te winnen. Deze voorbeelden vinden wij genoeg om te zeggen dat wij voorstanders van de biotechnologie zijn. Mensen zullen open moeten staan voor biotechnologie, omdat we hiermee ook ons milieu een beetje kunnen sparen!
Melk en Melkpractica Over melk wisten we al wel redelijk veel. Het verhaaltje over dat we het dagelijks nodig hebben door de bouwstof calcium was ons al bekend. We wisten daarentegen nog niet zo veel over de manieren van melkbewerking. Het is ons duidelijk dat de melkbewerking vooral draait om de hoeveelheid bacteriën die er nog in zitten en daarbij dan ook de verhitting. Melk heeft in ieder geval een lange weg te gaan voordat het uiteindelijk bij het juiste doel is. Daar moeten we ook wel blij om zijn want de rauwe melk is niet echt bacterievrij! De serie van de 6 melkpractica hebben wij met z’n tweeën uitgevoerd. De ene proef vind je altijd leuker of moeilijker dan de ander, dat is natuurlijk altijd zo. Proef 1 “Het onderzoek naar bacteriën in melk” vonden we het makkelijkst, omdat je hier snel het principe door had, doordat je het methyleenblauw snel zag verdwijnen in de bacterierijke melk. Proef 2 “Lichtdoorlatendheid en dichtheid van melk bepalen” vonden we niet echt moeilijk, als je de stappen en de berekeningen goed volgde kwam je er wel uit, maar verder was het saai omdat je niet echt een leuk zichtbaar resultaat had. Proef 3 “De Isolatie van caseïne uit melk” was leuk om te doen, omdat we niet echt hadden verwacht dat je er zo makkelijk een brok caseïne verscheen m.b.v. het azijnzuur. Je had ook een duidelijk resultaat na je handelingen, wat wel leuk is. Proef 4 “Hydrolyse van caseïne” boeide ons weer wat minder, omdat je hierbij een half uur moest wachten tijdens het refluxen Ook was het meer een voorbereiding voor de andere proeven dus heb je weer niet echt een resultaat. Dan proef 5 “De biuret test”, dit was een korte maar wel leuke proef van 20 minuten. Het combineren van de vloeistoffen en het meten van de PH vonden we wel interessant, de PH papiertjes hebben we daarom ook verwerkt in ons werkstuk. Als laatste hebben we dan proef 6 “Dunne-laag chromatografie van het caseïnehydrolysaat”gedaan. Dit was de moeilijkste proef, omdat je hierbij heel goed moest opletten en zorgvuldig werken was ook heel belangrijk. Deze proef hebben we ook voor een deel opnieuw moeten doen, omdat het even fout ging met de stipjes op het silicagelplaatje. Maar het uiteindelijke resultaat van deze proef was toch heel positief, omdat onze spots heel duidelijk zichtbaar waren en vingerafdrukken waren gelukkig niet te zien. Al met al vonden we de melkpractica-serie leerzaam, apart en interessant. Je kunt veel meer met melk dan iedereen denkt, dat is wel heel duidelijk na deze practica……… Bronnen Literatuur * De Moderne Medische Encyclopdie Internetsites * www.google.nl (voor illustraties e.d.) * www.scholieren.com *www.biotechnologie.pagina.nl * www.belgobiotech.be *www.rnw.nl/wetenschap/html/biotech_dossier.htm *www.fedichem.be/NL/PDF/IndustrBiotech-N.pdf *www.niaba.nl/biotechnologie/biotechnologie_01.asp *www.biotechnologie.net *www.voedsel.net/vragen/vraag54.htm *www.maanen.nl/Producten/producten.htm *www.onlinekookboek.nl/archief/div/e_nummers_04.htm/brood *
wikipedia.org/wiki/Melk *www.zuivelonline.nl/ vragen/vraag_list.asp?doelgroep=9&vraag=1962 *www.auv.org/links/bookact.html *www.frieschevlag.nl CD-roms * Encarta Encyclopedie * Mediche Encyclopedie voor op de pc