Fettsäuren
Fettsäuren im Milchfett
Im Milchfett findet man ein großes und breites Spektrum an Fettsäuren, deren Anteil insgesamt ca. 85 Prozent beträgt. Die Fettsäurezusammensetzung der Milch ist starken Schwankungen unterworfen, je nach Fütterung und Milchleistung, nach Rasse sowie Laktationsstadium. Milchfett enthält insgesamt rund 400 gesättigte, ungesättigte, kurz-, mittel- und langkettige Fettsäuren, wobei 14 als Hauptfettsäuren mit über 1 Prozent am Gesamtanteil bezeichnet werden. Es dominieren die gesättigten Fettsäuren, gefolgt von den einfach ungesättigten und einem kleinen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren.
| Fettsäuren (FS) | Anteil in % | Vertreter | Anteil in % | ||||||
| Kurzkettige FS | ca. 11 | Buttersäure (C4) | 3,7 - 4,6 | ||||||
| Mittelkettige FS | ca. 16 | Laurinsäure (C12) | 2,4 - 5,8 | ||||||
| Myristinsäure (C14) | 8,9 - 13,6 | ||||||||
| Langkettige gesättigte FS | ca. 38 | Palmitinsäure (C16) | 22,8 - 36,7 | ||||||
| Stearinsäure (C18) | 6,1 - 12,5 | ||||||||
| Einfach ungesättigte FS | ca. 32 | davon Ölsäure (C18 : 1) | 15,0 - 29,8 | ||||||
| Mehrfach ungesättigte FS | ca. 3 | darunter | |||||||
| Linolsäure (C18 : 2) | 0,7 - 1,7 | ||||||||
| Linolensäure (C18 : 3) | 0,3 - 1,1 |
Fettsäuresynthese
Das Milchfett wird in der Milchdrüse gebildet. Dabei werden die kurzkettigen Fettsäuren aus Acetat und ß-Hydroxibutyrat synthetisiert, die aus dem Pansen stammen. Die längerkettigen Fettsäuren gelangen einerseits direkt aus dem Futter über das Blut zur Milchdrüse, andererseits kommen sie vom Körperfett.
Fütterung und Milchfettsäuren
Die jahreszeitlich bedingte unterschiedliche Fütterung hat einen Einfluss auf den Fettgehalt und somit auch auf den Fettsäuregehalt der Milch. Im Winter enthält das Fett im Kraftfutter viel Palmitinsäure bei relativ geringem Futterfettgehalt insgesamt. Dadurch wird die Eigensynthese von Fettsäuren in der Milchdrüse verstärkt und als Folge davon erhöht sich der Anteil an Palmitinsäure und kurzkettigen Fettsäuren. Die Umstellung von Winterfütterung auf Grünlandfütterung führt zu einer Abnahme des Gehaltes an kurz- und mittelkettigen Fettsäuren bei gleichzeitiger Zunahme des Ölsäure- und Stearinsäuregehaltes im Milchfett.
Freie Fettsäuren (FFA = free fatty acids)
Das Milchfett liegt in der Milch in Form von Fettkügelchen vor. Die Hülle (Fettkügelchenhülle) aus Proteinen und Fettbegleitstoffen (Phospholipide, Glykolipide) schützt vor fettspaltenden (lipolytischen) und oxidativen Einflüssen. Freie Fettsäuren treten dann auf, wenn aus dem Fettmolekül, das aus dem dreiwertigen Alkohol Glycerin und Fettsäuren aufgebaut ist, Fettsäuren abgespalten werden. Dies geschieht durch Einwirkung von fettspaltenden Enzymen (Lipasen), die in der Milch originär vorkommen können oder durch Mikroorganismen (z.B. Pseudomonaden) gebildet werden.
Dazu muss es vorher zur Schädigung der Fettkügelchenhülle (durch hohe mechanische Belastung der Milch beim Melken, Pumpen, Kühlen und Rühren oder durch eine zu gut gemeinte Tiefkühlung mit Eisbildung) kommen. Ein hoher Gehalt an freien Fettsäuren ist somit ein Maß für die mechanische Beanspruchung der Milch im landwirtschaftlichen Unternehmen sowie in der Molkerei in Zusammenhang mit lipolytischen und oxidativen Prozessen. Der Gehalt an freien Fettsäuren ist weiterhin abhängig von der Fütterung und dem Laktationsstadium der Milchkühe. Frische Rohmilch enthält 0,15 bis 0,20 mmol FFA pro 100 g Fett.
Ein hoher Anteil an freien Fettsäuren beeinträchtigt die Qualität der Milch und Milchprodukte (ranziger Geschmack) erheblich, verringert deren Haltbarkeit und führt zu Ausbeuteverlusten z.B. bei der Käseproduktion.
Analytik
Referenzverfahren
Fettsäuren
Die Analyse der einzelnen Fettsäuren erfolgt mittels Gaschromatographie. Die Fettsäuren werden hierbei üblicherweise als Fettsäuremethylester in einer aus einem Gas bestehenden mobilen Phase über eine Säule mit definiertem Innendurchmesser (stationäre Phase) geleitet, detektiert und quantifiziert.
Freie Fettsäuren (FFA)
Beim BDI-Verfahren (BDI =Bureau of Dairy Industries) wird das Milchfett unter Wärmeeinwirkung im neutralen Medium mittels Detergentien von der Fetthülle befreit, isoliert und durch Zentrifugation gereinigt. Die im Fett enthaltenen freien Fettsäuren werden nach Abscheiden des Fetts mit BDI-Reagenz im Lösungsmittel gelöst und nach Zugabe eines Indikators mit Kalilauge titriert. Die Angabe erfolgt in mmol pro 100 g Fett.
Routineverfahren
Die Bestimmung der Fettsäuren (als gesättigte, ungesättigte, mehrfach ungesättigte bzw. einfach ungesättigte Fettsäuren) und der freien Fettsäuren im Routineverfahren erfolgt mitHilfe von FTIR-Spektrophotometern. Die Methode erfordert keine besondere Probenvorbereitung und ermöglicht die Untersuchung der Parameter Fett, Eiweiß, Laktose, Gefrierpunkt und Harnstoff.