Zure melk

Melk is goed voor elk! (ook zure…) Biopracticum Inleiding Als onderwerp voor ons biologiepracticum het zuur worden van melk gekozen. Melk vormt de basis van alle zuivelproducten zoals room, boter, karnemelk, kaas en yoghurt. Het is een witte vloeistof (een emulsie van vetdruppels in water), die geproduceerd wordt door de borstklieren van het vrouwelijke zoogdier. Melk is bedoeld om de jonggeborene te voeden en is dusdanig toegerust dat het gedurende het begin van het zoogdierleven de enige voedselbron kan zijn. Voor de productie van melk voor de voedingsindustrie wordt meestal koemelk gebruikt. Op veel kleinere schaal worden geitenmelk en schapenmelk gebruikt. Voor consumptie wordt melk tegenwoordig op verschillende manieren aangeboden. Je komt bijna nooit meer ‘rauwe’ melk tegen, dat is melk die rechtstreeks van de koe komt en waar nog niets mee is gedaan. De meeste melk die voor consumptie is bestemd, wordt gepasteuriseerd. Dit houdt in dat de melk gedurende een korte tijd verhit wordt tot een temperatuur van minstens 72 ºC en vervolgens weer snel afgekoeld wordt. Het belangrijkste doel is schadelijke bacteriën te doden en de houdbaarheid van de melk te verlengen. Daarnaast inactiveert deze verhitting de in melk aanwezige enzymen (waaronder vetafbrekende enzymen) die de melk een onaangename smaak kunnen geven. Gepasteuriseerde melk moet altijd in de koelkast bewaard worden. Buiten de koelkast wordt de melk door de aanwezige melkzuurbacteriën snel zuur. Daarnaast kan melk ook gesteriliseerd worden. Hierbij wordt de melk verhit tot minstens 110 ºC. Door de hoge temperatuur worden de bederf veroorzakende bacteriën in de melk gedood. Gesteriliseerde melk is lange tijd houdbaar. Een gevolg van het verhitten is dat gesteriliseerde melk door het karameliseren van de lactose (melksuiker) wat donkerder van kleur is en een eigen, specifieke smaak heeft. Naast deze verwerkingsstappen ondergaat de melk een standaardiseringstap. Bij dit proces wordt de melk op het door de Warenwet voorgeschreven minimum of maximum vetpercentage gebracht. Volle melk heeft bijvoorbeeld een minimum vetgehalte van 3.5%, halfvolle melk 1.5% vet en magere melk maximaal 0.5%. Melkzuurbacteriën zorgen ervoor dat de melk verzuurt. Ze zorgen dat de melksuiker (lactose) wordt omgezet in melkzuur. Deze omzetting wordt ook wel fermentatie genoemd. Tegenwoordig wordt bij de bereiding van zuivel een speciaal gekweekt zuursel toegevoegd. Dit bevat geen bacteriën die de melk laten bederven en zorgt ervoor dat de zuivel langer houdbaar is. Lactose is een disacharide van galactose en glucose. De omzetting van lactose tot melkzuur gebeurt via een tussenstap: Lactose * glucose + galactose * melkzuur
Het melkzuur zorgt er voor dat de melk verzuurt. De zuurvorming zorgt voor de stremming van de melk en zorgt er voor dat schadelijke bacteriën niet meer verder ontwikkelen. Ook de eiwitten worden beïnvloed. De eiwitten coaguleren (hechten aan elkaar vast) en vormen een netwerk.
Lactose en zijn afgeleide producten Zoals in onderstaande tabel te zien is, is het eiwitgehalte in melk hoog. Ook zit er veel vitamine B2, B6 en B12 in melk. Het vetgehalte is afhankelijk van de variant (mager, halfvol of vol) die je kiest. In magere melk zit over het algemeen 0 tot 0,3 gram vet per 100 ml. In halfvolle melk is dit over het algemeen 1,5 gram vet per 100 ml. In volle melk zit over het algemeen 3,5 gram vet per 100 ml. Voedingswaarde per 100 ml melk voedingsmiddel Energie Eiwit Calcium Verzadigd vet Vitamine B2 Vitamine B6 Vitamine B12 (kcal (g) (mg) (g) (mg) (mg) (mg) Magere melk 38 4,1 133 0,1 0,21 0,039 0,42
Halfvolle melk 48 3,6 123 1,0 0,19 0,040 0,40
Volle melk 63 3,5 119 2,1 0,17 0,038 0,40
Wij willen de verschillen tussen magere, halfvolle en volle melk onderzoeken, dus we willen weten wat de invloed van vet op het zuur worden is. Onderzoeksvragen • Wat is de invloed van het vetgehalte in melk op de snelheid van het zuur worden van de melk? • Wat is de invloed van de temperatuur op de snelheid van het zuur worden van melk? • Hoeveel tijd zit er tussen het zuur worden van gepasteuriseerde melk en gesteriliseerde melk? Hypothese • Wij verwachten dat de melk met een hoger vetgehalte het snelste zuur wordt. Melk wordt namelijk eerst gesteriliseerd/gepasteuriseerd, dan pas wordt het vet eruit gehaald en vervolgens wordt de juiste hoeveelheid vet er weer bij gedaan. Het vet gaat er dus in, nadat de melk vrij gemaakt is van bacteriën en met dit vet kunnen bacteriën meekomen. Daardoor is de kans groter dat er bacteriën komen in melk met meer vet, waardoor deze sneller zuur wordt. • Wij verwachten dat bij hogere temperatuur de melk sneller zuur wordt, omdat bacteriën zich sneller vermenigvuldigen bij een hogere temperatuur (tenzij de temperatuur weer te hoog is, dan gaan ze dood). • Wij verwachten dat gesteriliseerde melk later zuur wordt dan gepasteuriseerde melk, want bij het steriliseren worden alle bederf veroorzakende bacteriën gedood. Werkwijze Voor het onderzoek gebruiken we verschillende soorten melk: • Gepasteuriseerd: Mager, halfvol, vol • Gesteriliseerd: Mager, Halfvol, vol

Als extraatje lijkt het ons ook leuk om karnemelk te onderzoeken. Van elke soort gieten we een deel in twee afsluitbare potjes, één voor binnen de koelkast en één voor erbuiten. We gebruiken glazen potten, zodat je goed kunt zien hoe de melk eruit ziet. Voordat we de melk in de potten doen, leggen we ze in kokend water, zodat ze gesteriliseerd worden. We laten ze drogen aan de lucht. Zo krijgen we dus 7 binnen de koelkast en 7 buiten de koelkast. Ook hebben we de melkpakken met de resterende melk laten staan. Dit om te kijken of er interessante dingen met de pakken zelf zouden gaan gebeuren. Bijvoorbeeld schimmelende binnenkanten e.d. Om de dag meten we de pH van de melk. Dit doen we als volgt: met een theelepeltje halen we een druppeltje melk uit elk potje en dit druppelen we op een stukje pH-papier. We lezen de pH af en schrijven de resultaten op in een tabel. Ook schrijven we de waarnemingen op. Dus nog even voor de duidelijkheid: voor onderzoeksvraag 1 bekijken we de verschillen tussen magere, halfvolle en volle melk. Voor onderzoeksvraag 2 kijken we naar de verschillen tussen de melk binnen en buiten de koelkast. Voor onderzoeksvraag 3 gaat het om het verschil tussen de gepasteuriseerde en gesteriliseerde melk. Materialenlijst • 14 potjes (jampotten en dergelijke) • Een rolletje pH papier • Een theelepel • Een koelkast • Verschillende soorten melk • Onze zintuigen  Resultaten Gepasteuriseerd
Binnen de koelkast (pH) Buiten de koelkast (pH) Dag Vol Halfvol Mager Karne Vol Halfvol Mager Karne
1 6 6 6 5 6 6 6 5
3 6 6 6 5 6 6 6 5
5 6 6 6 5 6 5 5 4
7 6 6 5 4 5 4 5 4
9 5 5 5 4 5 5 5 4
11 4 5 5 4 6 6 6 4
13 4 4 5 4 7 7 7 4
15 5 5 5 4 6 6 6 4
17 5 5 5 4 5 6 6 4
19 6 6 6 4 5 5 6 4
21 6 5 6 4 4 4 6 4
Gesteriliseerd
Binnen de koelkast (pH) Buiten de koelkast (pH) Dag Vol Halfvol Mager Karne Vol Halfvol Mager Karne
1 6 6 6 - 6 6 6 - 3 6 6 6 - 6 6 6 - 5 6 6 6 - 6 6 6 - 7 6 6 6 - 5 5 5 - 9 6 6 6 - 5 4 5 - 11 5 5 6 - 7 7 7 - 13 4 4 5 - 7 7 7 - 15 4 4 5 - 6 7 7 - 17 4 5 5 - 6 6 6 - 19 5 6 5 - 6 5 6 - 21 5 6 6 - 6 5 6 - Noot: Bij gesteriliseerde melk konden we geen karnemelk vinden. Waarnemingen De eerste dagen ziet alle melk er nog vrij normaal uit. Na ongeveer 6 dagen beginnen er veranderingen te komen. Vooral de gepasteuriseerde melk buiten de koelkast is al aan het bederven. In onze waarnemingen zijn verschillen te zien tussen de magere, halfvolle, volle en karne melk. In alle pakken is de melk vrij waterig geworden en drijven er witte stukken in. Wat opvalt, is dat alles al erg zuur ruikt, behalve de halfvolle melk. Ook bij de gesteriliseerde melk buiten de koelkast zijn er wat veranderingen opgetreden. De halfvolle en volle melk zijn erg dik geworden en stinken. De karnemelk is waterig en de magere melk is vrij normaal gebleven. Met de melk in de koelkast is nog niets gebeurd, wat vrij logisch is, want de melk was toen nog houdbaar. Enkele dagen later, rond dag 11 zijn er weer wat veranderingen opgetreden. Met de melk in de koelkast is nog niet zoveel aan de hand, behalve dat de pakken een klein beetje bol beginnen te staan. De melk buiten de koelkast schimmelt lekker verder, want de binnenkant van het karnemelkpak is bijvoorbeeld groen uitgeslagen. Ook zijn enkele doppen gaan schimmelen. Verder is de melk in de meeste pakken een soort pudding geworden, zwemmend in gelig water. De dagen hierna is er weer het een en ander veranderd. Het valt op dat de gepasteuriseerde magere melk buiten de koelkast heel waterig is geworden en dat alle klonten verdwenen zijn. Het ruikt een beetje naar bedorven schimmelkaas. De halfvolle melk is ook vrij waterig, maar hier zitten nog wel klonten in. De volle melk is echter hetzelfde gebleven, dus nog steeds dik en klonterig. Het ruikt naar zure karnemelk. De gesteriliseerde melk buiten de koelkast is ook waterig geworden en is een beetje geel van kleur. In de volle en magere melk drijven dikke klonten en het ruikt naar karnemelk. De gepasteuriseerde melk binnen de koelkast ziet er nog vrij normaal uit, ten minste de volle en halfvolle varianten. Het stinkt wel een beetje, maar niet heel erg. De karnemelk en de magere melk zijn waterig en het zure is naar de bodem gezakt. Beiden ruiken naar zure yoghurt. Als laatste is de gesteriliseerde melk binnen de koelkast nauwelijks veranderd. De melk ziet er normaal uit en ruikt een heel klein beetje zurig.
Conclusie • Helaas is er niet uitgekomen wat we hadden verwacht. Er zijn niet echt duidelijke verschillen naar voren gekomen tussen magere, halfvolle en volle melk. Onze conclusie is dus dat vet geen invloed heeft op het zuur worden van melk. • Bij de gepasteuriseerde melk zien we geen duidelijke verschillen tussen de melk binnen en buiten de koelkast. Ook dit hadden we niet verwacht en we vragen ons dan ook sterk af of dit wel klopt. Bij gesteriliseerde melk is er wel enig verschil zichtbaar, maar ook niet erg veel. Iets anders dat opviel bij het verschil tussen de melk binnen en buiten de koelkast, is dat bij de melk buiten de koelkast ongeveer tussen dag 11 en 15 de pH ineens omhoog gaat. Dit vonden wij heel erg raar, maar komt toch echt uit onze metingen. De enige verklaring die wij hiervoor kunnen bedenken, is dat al het zure in de melk naar beneden is gezakt en we alleen het overgebleven ‘water’ hebben gemeten. • Ook hier zijn er niet echt spectaculaire resultaten naar voren gekomen, wat wij erg jammer vinden. Je ziet wel kleine verschillen, bijvoorbeeld dat bij volle melk de gesteriliseerde versie het een dag langer op een pH van 6 volhoudt. Toch vinden wij over alle metingen gezien dat er niet echt grote verschillen zijn. We zijn dus tot de conclusie gekomen dat ook gesteriliseerde melk na opening gewoon verrot. In onze waarnemingen zijn wél duidelijke verschillen naar voren gekomen. Hieruit kwam vooral naar voren, dat de halfvolle en volle melk vrij snel heel dik worden. Vooral bij volle melk werd het een soort puddinkje. Bij de magere melk zakten alle brokken naar beneden en was er grotendeels water over. De halfvolle melk zat er een beetje tussen in. Discussie We hebben compleet andere resultaten dan we hadden verwacht. Het kan natuurlijk zijn dat de metingen wel kloppen, maar dit lijkt ons erg onwaarschijnlijk, vooral bij het verschil tussen binnen en buiten de koelkast. Wij vinden het moeilijk deze ‘fouten’ te verklaren. De enige verklaring die we kunnen bedenken hebben we hierboven al genoemd en is dat het zure in de melk naar beneden is gezakt en dat we daardoor niet de juiste waardes gemeten hebben. Als we een volgende keer dit moeten doen, zouden we ervoor zorgen dat dit beter gaat, dus goed schudden voordat je gaat meten of iets dergelijks. We moeten er dan in ieder geval voor zorgen dat we de hele substantie meten en niet alleen een deel ervan. Verder is het practicum wel goed verlopen. We konden goed samenwerken en het was ook wel leuk om te doen. Het enige nadeel was dat de melk echt weerzinwekkend ging stinken en we elke keer dat we moesten meten over ons nek gingen… Logboek Onze planning was om ruim op tijd te beginnen met het onderzoek. In eerste instantie hadden wij rekening gehouden met 10 dagen. Al snel bleek dat we meer tijd nodig zouden hebben, want na deze 10 dagen was er nog veel proces. Uiteindelijk hebben we de melk 3 weken laten staan. Daarna was er niet zo veel verandering meer, dus zijn we gestopt met meten. Hieronder volgen de data van wanneer we zijn begonnen met meten tot het einde van ons onderzoek. Ook staat hier nog even aangegeven wanneer we het voorlopige en definitieve plan in moesten leveren. Week 37: Deze week hebben we de opdracht gekregen en zijn we begonnen met het bedenken van een onderwerp. Week 38: Maandag 19 september: Het definitieve onderwerp is besloten. Woensdag 21 september: We hebben het voorlopige plan opgesteld. Donderdag 22 september: Het voorlopige plan is ingeleverd. Week 43: Woensdag 26 oktober: we hebben het definitieve plan opgesteld. Vrijdag 28 oktober: We hebben het definitieve plan ingeleverd. Week 9: Maandag 27 februari hebben we ons experiment bij Stephanie thuis opgezet. Ook hebben we toen de eerste metingen gedaan. Woensdag 1 maart hebben we de tweede meting gedaan. Vrijdag 3 maart hebben we de derde meting gedaan. Zondag 5 maart hebben we de vierde meting gedaan. Week 10: Dinsdag 7 maart hebben we de vijfde meting gedaan. Donderdag 9 maart hebben we de zesde meting gedaan. Zaterdag 11 maart hebben we de zevende meting gedaan. Week 11: Maandag 13 maart hebben we de achtste meting gedaan. Woensdag 15 maart hebben we de negende meting gedaan. Vrijdag 17 maart hebben we de tiende meting gedaan. Zondag 19 maart hebben we de elfde meting gedaan. In totaal hebben we de melk dus 11 keer gemeten. Week 20: Deze week hebben we het verslag afgemaakt en ingeleverd. Bronvermelding: • http://www.voedingscentrum.nl/voedingscentrum/Public/Dynamisch/ziekte%20en%20allergie/botontkalking/calcium.htm (NL) • http://www.intmed.unimaas.nl/endo/osteopor.htm (NL) • http://www.osteoporosestichting.nl/ (NL) • www.campina.nl (NL) • Encarta Winkler Prins Encyclopedie (NL) • Harold McGee Over eten en koken, wetenschap en overleving in de keuken. Derde druk. Uitgeverij Bert Bakker (NL) • www.wikipedia.nl