In het doctoraatsonderzoek van Roeland Rombaut (Laboratorium voor levensmiddelentechnologie, UGent) werden verschillende methodes onderzocht om gezondheidsbevorderende melkvetglobulemembraanfragmenten op te zuiveren uit wei en karnemelk, nevenproducten van resp. kaas en boterproductie.
De melkvetglobulemembraan: bron van sfingolipiden
In melk en afgeleiden worden de aanwezige vetdruppeltjes omgeven door een melkvetglobulemembraan (MFGM), een enkel- en dubbellaag van polaire lipiden (= fosfo- en sfingolipiden) en membraanspecifieke eiwitten. Deze melkvetglobulemembraan verhindert dat er fasescheiding en enzymatische afbraak optreedt. Na verwerking van de rauwe melk tot verschillende zuivelproducten wordt het MFGM a.h.w. van de vetglobule afgestroopt, en komen deze voor in bepaalde zuivelfracties als individuele MFGM-fragmenten met een gemiddelde partikelgrootte van 1mm.
Omwille van zijn nutritionele en functionele eigenschappen bestaat er een groeiende interesse voor de MFGM-fractie. De polaire lipidefractie van zuivelproducten verschilt van de polaire lipide fractie van plantaardige oorsprong (=lecithine) vanwege de substantiële (» ¼van de polaire lipiden) aanwezigheid van sfingolipiden. Deze laatste, en afgeleiden, zijn biologisch actieve stoffen die in verband gebracht worden met anti-kanker, ontstekingsremmende, bacteriostatische en cholesterolopname verlagende eigenschappen. Ook de specifieke melkvetglobulemembraan eiwitten zouden gezondheidsbevorderende eigenschappen bezitten, hoewel hierover tot op heden nog weinig te vinden is in de literatuur.
Analyse en distributie van melkvetglobulemembraanfragmenten
In het doctoraat werd een HPLC-ELSD (Evaporative Light Scattering Detector) en SDS-PAGE methode ontwikkeld voor de analyse van respectievelijk de polaire lipiden en de MFGM-eiwitten. Met de HPLC methode was een volledige scheiding van 8 fracties (zie kader) mogelijk in minder dan 21 minuten, inclusief de regeneratie van de kolom.
HPLC Scheidingsfracties van MFGM:
|
Een 30-tal commercieel beschikbare zuivelproducten werden geanalyseerd. Hieruit bleek dat vooral magere producten zoals wei en karnemelk rijk zijn aan MFGM-fragmenten.
Vaststellingen:
|
In een tweede fase werd het fosfo-en sfingolipidegehalte gevolgd gedurende de verwerking van rauwe melk in afgeroomde melk, room, boter, karnemelk, verse kaas, zure wei, watervrij melkvet en boter serum (= de waterige fractie van boter). Hieruit bleek dat de polaire lipiden tijdens verwerking preferentieel worden aangerijkt in waterige fracties zoals afgeroomde melk, karnemelk en boter serum. Uit massabalansen kon worden afgeleid dat 48,9% van de polaire lipiden in rauwe melk tijdens verwerking werd teruggevonden in de karnemelk en boterserum, terwijl die fracties samen slechts 6,1% van de oorspronkelijke rauwe melkmassa vertegenwoordigden.
Opzuivering van melkvetglobulemembraanfragmenten
Finaal werd geprobeerd via coagulatie- en microfiltratietechnieken de MFGM-fragmenten op te zuiveren, startende van karnememelk en wei als substraat. Verschillende poriëndiameters van filtratiemembranen werden geëvalueerd, en via response-surface methodologie werd de retentie van MFGM-fragmenten ifv pH en temperatuur tijdens filtratie gemaximaliseerd. Deze technieken hebben uiteindelijk geleid tot een retentaat dat in vergelijking met rauwe melk, ongeveer een 30-voudige concentratie op droge stof aan polaire lipiden bezit.
Dit zou omwille van zijn nutritionele en emulgerende eigenschappen kunnen gebruikt worden als een ingredient in de voedingsindustrie. Actueel worden de mogelijkheden verder geëxploreerd binnen DNMD/Büllinger Butterei.
Bron
Rombaut, R. (2006). Enrichment of nutritionally advantageous milk fat globule membrane fragments present in dairy effluents. PhD dissertation. Ghent University, Gent, 228p.
Voor meer info mbt dit doctoraatsonderzoek kan u Roeland Rombaut contacteren (roeland.rombaut@UGent.be )
Extra info
- HPLC-ELSD: http://www.chromatography-online.org/HPLC-Detectors/Evaporative-Light-Scattering/rs73.html; http://wyatt.com/theory/index.cfm
- membraantechnologie (http://www.lenntech.com/Membraantechnologie.htm ;http://nl.wikipedia.org/wiki/Filtratie)