DIE LIPASEAKTIVITÄT DER FINNISCHEN MILCH Antti Luhtala und Matti Antila Institut für Milchwirtschaft der Universität Helsinki Eingegangen am 16. 5. 1968 Die Lipasen und die Lipolyse der Milch sind in den letzten Jahren viel untersucht worden, wie aus der Arbeit von Luhtala und Antila (1968) hervorgeht. Die Lipasen konn- ten jedoch aus der Milch bisher nicht so rein isoliert werden, dass man ihre Eigenschaften im Bezug auf den Vorgang der Lipolyse in der Milch in allen Einzelheiten kennen würde. Enzymologische Untersuchungen betreffend der Milchlipasen sind heute in vielen Län- dern intensiv im Gange. Antila und Hietaranta (1957) haben über die Milchlipasen und die durch sie ver- ursachten technischen Probleme berichtet, sowie einige in Finnland aufgetretene Schwierig- keiten angeführt. Nach dieser Zeit sind die Produktionsverhältnisse für die Milch, die Behandlungsweisen und die technologischen Massnahmen stark entwickelt worden. Die Lipasen und die Lipolyse der Milch bilden jedoch weiterhin einen interessanten Problem- komplex, sowohl betreffend der Ausnutzung der Lipasen als auch wegen der durch sie verursachten Schäden. Luhtala et al. (1968) haben grundlegende Beobachtungen über die Lipaseaktivität der finnischen Milch veröffentlicht. Sie haben für diese Untersuchung die von Parry et al. (1966) entwickelte Methode modifiziert und sie zur Bestimmung der Lipaseaktivität der Milch von einzelnen Kühen gebraucht. Diese grundlegenden Beobachtungen sind in vorliegender Arbeit ergänzt worden, um ein allgemeines Bild der Lipaseaktivität der finnischen Milch zu erhalten. In der Literatur finden sich zahlreiche Angaben über die Faktoren, welche auf die Lipaseak- tivität der Milch einwirken. Die Bedeutung dieser Faktoren wurden für die finnischen Verhältnisse getestet, um für die Praxis einen Ausgangspunkt für eine eventuelleBeeinflus- sung der Lipaseaktivität der Milch zu finden. Material und Methoden Bei Untersuchung der Milch von einzelnen Kühen wurden die Proben hauptsächlich aus der Mischmilch des Versuchsgutes Viikki der Universität Helsinki entnommen. Die Milch von 48 Kühen wurde hierbei während der verschiedenen Jahreszeiten und zu https://www.c-info.fi/en/info/?token=jUz0gbem0kKeC99T.Jk3qEUPNN2qHudQ_6vd9_w.Ym5yBHNwFX7XuNBetGnlvin0nTflW2eDT1D3hkhxkdzTiCHD-u1aUNk2lAKNhm7zvaJ2IOUXt98J5nYr4pVs21_ejKe-BBx6sUD_DJTXFz6YhZkguKTPmusVLcOYE2L9UoCvUM7L2BhHkp7FN2a4Yy3mFOtStPQPJUJldtBKJDtbv_3Q_hFuXdCIEbE 172 verschiedenen Phasen der Laktationsperiode untersucht. Die Produktionsart, die Fütte- rung und die eventuellen Krankheiten der Tiere wurden ebenfalls beachtet. Bei Unter- suchung der Milch von verschiedenen Herden kamen die Proben von der Staatlichen Versuchsanstalt für Milchprodukte in Jokioinen und vom Einzugsgebiet der Genossen- schaftsmolkerei in Kuopio. Die Entnahme der Milchproben geschah unmittelbar nach dem Melken und die Pro- ben wurden auf 2—3°C abgekühlt. Die Proben wurden im Dunklen aufbewahrt und möglichst bald nach der Entnahme analysiert. Das untersuchte Butterfett entsprach weitgehend dem durchschnittlichen finnischen Butterfett, dessen Fettsäurenzusammensetzung, Schmelz- und Kristallisationseigenschaften Antila (1966) untersucht hat. Die bei der Durchführung dieser Arbeit gebrauchte Methodik ist durchweg die gleiche gewesen, wie Luhtala und Antila (1968) gebraucht haben. Tabelle 1. Die Lipaseaktivität der Milch von Kühen des Versuchsgutes Viikki am 28. 10. 1967. Probe Lipase- Probe Lipase- Probe Lipase- Probe Lipase- nr akt. nr akt. nr akt. nr akt. 1 1.044 13 0,943 25 1.193 37 1.075 2 1.019 14 0.830 26 0.888 38 0.425 3 1.844 15 0.905 27 1.150 39 1.088 4 0.819 16 1.093 28 0.525 40 1.220 5 1.344 17 1.268 29 0.400 41 1.070 6 1.019 18 1.242 30 1.838 42 1.208 7 1.544 19 1.443 31 1.200 43 1.142 8 1.094 20 1.192 32 1.075 44 0.358 9 1.494 21 1.018 33 1.500 45 1.920 10 1.444 22 0.767 34 0.887 46 1.358 11 0.769 23 1.292 35 1.375 47 0.595 12 0.944 24 1.292 36 1.063 48 0.770 Durchschnitt 1.125 Höchster Wert 1.920 Niedrigster Wert 0.358 Resultate und Besprechung Die Lipaseaktivität der Milch der einzelnen Kühe geht aus Tabelle 1 hervor. Die Ta- belle zeigt, dass die Lipaseaktivität in der Milch der einzelnen Kühe sehr verschieden ist. In den Milchproben, die Ende Oktober aus der Milch von einzelnen Kühen der Herde des Versuchsgutes der Universität, Viikki, entnommen wurden, wechselte die Lipaseakti- vität zwischen 0.358 und 1.920 Enzymeinheiten. Die Kühe, deren Milch eine hohe Lipaseaktivität aufweist, produzieren diese aktive Milch normalweise immer, ebenso anhaltend ist eine niedrige Lipaseaktivität in der Milch von Kühen, welche diese Anlage haben. Dieses ist aus Tabelle 2 ersichtlich, in der die Resultate von Lipaseaktivitätsbe- 173 Tabelle 2. Die Beständigkeit des Lipaseaktivitätsniveaus in der Milch einzelner Kühe. Kuh Lipaseaktivität zu verschiedenen nr Zeitpunkten 27.—31. 10. 1967 13.—14. 3. 1968 1 1.844 1.922 2 1.500 1.405 3 1.494 1.305 4 1.443 1.530 5 1.150 0.833 6 1.044 1.033 7 0.770 0.608 8 0.767 0.830 9 0.525 0.830 10 0.944 0.420 Tabelle 3. Der Unterschied in der Lipaseaktivität der Milch der gleichen Kühe im Normalzustand und bei Krankheit oder sonstigen Störungen. Kuh Normalmilch Milch, während Krankheit Bemerkungen nr Lip. Akt. pH Lip. Akt. pH 1 1.838 6.80 0.385 7.25 Geimpft (Salmonella) 2 1.793 6.61 0.358 7.23 Mastitis 3 1.118 6.63 0.425 7.02 Streptokokken in der Milch 4 0.770 6.98 0.125 7.33 1 Tag trocken vor Entnahme der Probe Stimmungen aus der Milch von 10Kühen angeführt sind. Die Proben wurden von Oktober bis zum März des darauffolgenden Jahres entnommen. Erkrankung der Kuh, Impfung und verringerte Milchproduktion zu Ende der Laktationsperiode verursachen Veränder- ungen in dem Lipaseaktivitätsniveau der Milch (Tabelle 3). Die Lipaseaktivität sinkt in allen diesen Fälle. Gleichzeitig ist eine deutliche Steigerung des pH-Wertes festzustellen. Im Zusammenhang mit dieser Untersuchung wurden keine umfassenden Beobach- tungen über das Verhältnis des pH:s der Milch und der Lipaseaktivität gemacht, jedoch konnte festgestellt werden, dass die Lipaseaktivität im allgemeinen abnimmt, wenn das pH der Milch in das Basische umschlägt. Zwischen dem Fettgehalt der Milch der einzelnen Kühe in der Herde des Versuchsgu- tes Viikki und ihrer Lipaseaktivität besteht kein deutliches Abhängigkeitsverhältnis, wie Abbildung 1 zeigt. Auch zwischen der jährlichen Fettproduktion und der Lipaseaktivität der Milch ist keine deutliche Abhängigkeit festzustellen. Zwischen der Milchmenge am Tage der Analyse, der Milchproduktion und der Lipaseaktivität der Milch besteht auch kein direktes Verhältnis, wie Abbildung 2 zeigt. Auch zwischen der Höhe der jährlichen Milchproduktion und dem Lipaseaktivitätsniveau der Milch konnte kein Zusammenhang festgestellt werden. 174 Tabelle 4. Die Lipaseaktivität der Milch von Kühen der verschiedenen Fütterungsklassen. Fütterungsklasse Anzahl der Kühe Lipaseaktivität Durchschnitt Variation VII 4 0.699 0.358—1.093 VIII 6 0.965 0.425—1.544 IX 12 1.203 0.770—1.920 X 8 1.149 0.943—1.494 XI 16 1.177 0.400—1.838 XII 2 1.005 0.767—1.242 Die Kühe der Herde des Versuchsgutes Viikki wurden nach ihren Fütterungsklassen (Tabelle 4) in 6 Grubben eingeteilt. Bei Betrachtung derLipaseaktivität der Milch, die von den Kühen der verschiedenen Gruppen produziert wurde, konnten keine solchen syste- matischen Unterschiede festgestellt werden, die beweisen würden, dass die Fütterung Einfluss auf die Lipaseaktivität der Milch hätte. Diese Auffassung wird durch die Angaben in Tabelle 5 unterstützt, welche die Veränderungen in der Lipaseaktivität der Milch an- geben, wenn den Kühen zuzüglich ihres normalen Futters Fettsäuren des Tallöles in Por- tionen verfüttert wurden, welche die Jodzahl der Milch mit ca 3 Jodzahleinheiten erhöht. Die Lipaseaktivität der Milch blieb praktisch unverändert auf dem Niveau vor der Fett- säurenfütterung. Bei Untersuchung der Veränderungen der Lipaseaktivität bei verschiedenenLagerungs- temperaturen wurde Mischmilch gebraucht, deren Lipaseaktivitätsniveau in den verschie- denenVersuchsserien verschieden gewesen war. Die Resultate, welche die Veränderungen in der Lipaseaktivität der Milch bei verschiedenen Temperaturen und Aufbewahrungszei- ten zeigen, sind in Tabelle 6 ersichtlich. Die Tabelle 6 zeigt, dass die Lipaseaktivität in Milch, deren Lipaseaktivitätsniveau höher ist, relativ und absolut in allen untersuchten Proben höher blieb, als in Milch, deren Lipaseaktivitätsniveau niedriger ist. Die Lipaseaktivität blieb in Milch besser erhalten, 5 Abbildung 1. Die Einwirkung des Kettgehaltes der Milch auf die Lipaseaktivität. Abbildung 2. Die Einwirkung der Milchproduktion am Tage der Messung auf die Lipaseaktivität. 175 Tabelle 5. Der Einfluss der Fütterung von Fettsäuren des Tallöles auf die Lipaseaktivität der Milch. Serie Vor der Während der Nach der Fütterung Fütterung Fütterung 1 Tag 2 Tage 1 Tag 2 Tage 3 Tage 4 Tage I Lipase- 1.168 1.112 1.044 1.194 1.200 1.158 1.194 aktivität Jodzahl 33.63 36.49 36.07 37.28 36.96 36.64 35.94 II Lipase- 1.081 1.025 1.119 1.080 1.150 1.908 0.906 aktivität Jodzahl 32.40 35.15 35.73 36.34 33.78 34.44 33.83 die bei +3°G aufbewahrt wurde, als in Milch, die bei -)-10 oC oder -)-15°C aufbewahrt wurde, aber als die Milch bei +3°C gelagert und dazwischen auf + 10°C angewärmt wurde, war die Lipaseaktivität dieser Milch nach 3 Tagen Aufbewahrung bei 3°G die gleiche geblieben, als ob sie die ganze Zeit bei 3°C aufbewahrt worden wäre. Dies bedeutet, dass eine kurzfristige Erwärmung der Milch keinen nenneswerten Einfluss auf die Erhal- tung der Lipaseaktivität ausübt. Als die Milch dagegen bei +37°C gelagert wurde, ver- ringerte sich die Lipaseaktivität in 6 Stunden auf die Hälfte der ursprünglichen. Eine starke Bearbeitung der Milch durch Homogenisierung bei verschiedenen Tem- peraturen, verringert die Lipaseaktivität. Diese Verringerung der Lipaseaktivität ist Tabelle 6. Die Verringerung der Lipaseaktivität in Milchproben, deren Aktivität ursprünglich verschieden war während der Aufbewahrung. Serie Lipase- Lagerungs- aktivität temperatur zu Beginn des Ver- °C % der ursprünglichen Lipase- aktivität übrig suches Aufbewahrungszeit I 0.698 3 = 100 % 10 3 und 10*) 15 II 1.448 3 = 100 % 10 3 und 10*) 15 111 1.010 37 = 100% IV 1.685 37 = 100 % x) 3 und 10°C 1 Tag 2 Tage 3 Tage 85.7 65.6 58.7 62.3 49.4 37.2 85.7 63.8 58.2 58.7 38.7 37.2 93.9 91.2 81.8 88.7 72.2 45.8 97.4 92.9 80.1 70.6 58.4 43.5 t 31 6t 97.5 72.8 45.5 95.5 79.2 52.5 Die Milch wurde während der Aufbewahrung zweimal am Tag auf + 10°C angewärmt und wieder auf +3°C abgekühlt. 176 Tabelle 7. Die Einwirkung der Homogenisation der Milch auf die Lipaseaktivität bei verschiedenen Temperaturen (4 Proben). Temperatur der Milch % der ursprünglichen Lipaseaktivität vor der Homogen. übrig vor der Homogen. nach der Homogen. +5O°C + 3°C 100 92.5 100 88.4 Tabelle 8. Der Einfluss der Rinderrasse auf die Lipaseaktivität. Rasse Anzahl der Lipaseakt. Variations- pH pH Kühe Durchschnitt breite Durch- Variation sehn. Ayrshire 638 1.283 0.635—1.775 6.68 6.60—6.78 Finnische Rasse 52 1.278 0.965—1.775 6.67 6.59—6.71 grösser, wenn die Milch bei +3 °C homogenisiert wird, als bei +5O°C. Dies beruht darauf, dass die inaktivierende Wirkung der hohen Lagerungstemperatur bei 50 °C grösser ist, als die Verringerung der Aktivität durch die mechanische Bearbeitung. Tabelle 7 zeigt jedoch, dass die Veränderung in dem Lipaseaktivitätsniveau, welche durch starke, mechanische Bearbeitung hervorgerufen wird, verhältnismässig klein ist. Dagegen erhöht die Homogenisation des Subsrates bedeutend die Geschwindigkeit der Fetthydrolyse. Bei Untersuchung der Mischmilch der Molkereien konnte festgestellt werden, dass die Lipaseaktivität der Milch der einzelnen Herden imDurchschnitt 1.328 gewesen ist, und die Variation 2.130—0.358. Homer und Virtanen (1968) haben Angaben über die Lipaseak- tivität in Milch gemacht, die von Kühen gewonnen wurde, welche mit proteinfreiem Futter gefüttertwurden. Die höchsten gemessenen Lipaseaktivitäten dieser Untersuchung waren sowohl in den Versuchsmilchproben als auch in den Parallelproben unter 1.2 und somit deutlich niedriger als die in vorliegender Arbeit erhaltenen Durchshnittswerte. Die Unterschiede mögen von den verschiedenen Substraten, der Bestimmungstechnik, aber auch von den individuellen Eigenschaften der von Homer und Virtanen gebrauchten Versuchs- und Kontrollkühen herrühren. Beim Vergleich der Unterschiede in derLipaseaktivität derKühe derFinnischen Rasse und der Ayrshirekühe ist festgestellt worden, dass sie von der gleichen Grössenordnung ist (Tabelle 8). In diesem Zusammenhang soll jedoch konstatiert werden, dass man innerhalb von beiden genannten Rassen Herden gefunden hat, deren Milch bedeutend hohe, aber auch solche, die besonders niedrige Lipaseaktivität aufweist. Die Ursachen für diese Un- terschiede sind vorerst ungeklärt. Die untersuchten Herden sind weiter danach in Gruppen eingeteilt worden, mit welcher Melkmethode die Kühe gemolken wurden und so der Einfluss der Melkmaschinen 177 Tabelle 9. Der Einfluss der Melkmaschinenmarken auf die Lipaseaktivität der Milch. Melkmaschine Anzahl der Anzahl der Lipaseakt. Variations- Herden Kühe Durchschn. breite Handgemelk 6 41 1.370 0.965—1.665 Alfa Laval 26 260 1.247 0.815—1.600 Benco 6 62 1.423 0.970—1.665 Damalko 5 45 1.317 1.035—1.465 Lacta 27 255 1.317 0.860—2.130 Manus 5 22 1.313 1.160—1.490 Milka 5 30 1.378 1.228—1.540 Myllerup Malker 5 26 1.428 1.215—1.678 Octav Kontrola 3 17 1.428 1.245—1.645 Senior 11 86 1.280 0.635—1.775 Strangko 11 108 1.322 0.970—1.775 Andere 4 49 1.351 1.135—1.565 Total 114 1001 Durch- 1.318 0.635—2.130 sehn. auf die Lipaseaktivität der Milch untersucht worden. Tabelle 9 enthält dieResultate dieser Versuchsreihe. Man kann feststellen, dass keine der gebrauchten Melkmaschinen einen deutlichen Einfluss auf die Lipaseaktivität der Milch ausübte. Beim Vergleich der Lipaseaktivität von Milch, die täglich in Kannen und Milch, die in Tanks zur Molkerei transportiert wird, konnte festgestellt werden, dass die Kannen- milch durchschnittlich eine s—lo % höhere Lipaseaktivität aufweist, als die Tankmilch. Die Menge der freien Fettsäuren war entsprechend in der Tankmilch höher. Zusammenfassung Die Arbeit enthält Untersuchungsresultate über die Lipaseaktivität der finnischen Milch, die mit der von Luhtala und Antila modifizieren Methode nach Parry et, al, erhalten wurden. Die Lipaseaktivität der finnischen Milch ist durchschnittlich 1.328 Enzymeinheiten und die Variationsgrenzen sind 2.130—0.358. Die Lipaseaktivität ist in der Milch der einzelnen Kühe verschieden. Eine Kuh, deren Milch starke Lipase- aktivität aufweist, produziert im allgemeinen dauernd eine solche Milch. Auch Kühe, die Milch mit niedriger Lipaseaktivität produzieren, behalten diese Eigenschaft bei. Erkrankung der Kuh, Impfung und verringerte Milchproduktion zu Ende der Laktations- periode wirken senkend auf die Lipaseaktivität der Milch. Wenn die Milch bei ver- schiedenen Temperaturen aufbewahrt wird, erhält sich die Lipaseaktivität total und relativ besser in einer Milch mit ursprünglich höherer Lipaseaktivität als in Milch mit niedriger Lipaseaktivität. Eine kurzfristige Erwärmung der Milch während der Kühl- lagerung verursacht keine wesentliche Veränderung in der Lipaseaktivität. Auch ist die Einwirkung einer kräftigen mechanischen Behandlung der Milch auf die Lipaseaktivität gering. Zwischen der Lipaseaktivität der Milch von Kühen der Finnischen Rasse und Kühen der Ayrshirerasse bestehen betreffend der Lipaseaktivität keine Unterschiede. Zehn der in Finnland allgemein gebrauchten Melkmaschinenmarken, welche daraufhin geprüft wurden, verursachten keine deutlicheVeränderung der Lipaseaktivität der Milch. 178 SELOSTUS SUOMALAISEN MAIDON LIPAASIAKTIIVISUUS Antti Luhtala ja Matti Antila Helsingin yliopiston maitotalouslailos Työssä esitetään suomalaisen maidon lipaasiaktiivisuutta ja siihen vaikuttavia tekijöitä koskevia tut- kimustuloksia. Tulokset on saatu Luhtalan ja Antilan modifioimaa PARRY’n ym. (1966) metodikkaa käyttämällä. Suomalaisen maidon lipaasiaktiivisuus on kyseisenä sisäruokintakautena ollut keskimäärin 1,328 ja vaihtelualue 2,130—0,358 entsyymiyksikköä. Lukema tarkoittaa entsyymiyksikköä/1 ml maitoa eli emäksen kulutus mikromoolia/min/ml maitoa. Eri lehmäyksilöiden kesken maidon lipaasiaktiivisuus- tasossa on huomattavia vaihteluja. Lehmä, jonka maidossa lipaasiaktiivisuus on suuri, tuottaa tämänkal- taista maitoa yleensä koko normaalin lypsykauden ajan. Lehmä, jonka maidossa lipaasiaktiivisuus on al- hainen, tuottaa tällaista maitoa niinikään jatkuvasti. Lehmän sairastuminen, rokotus tai lypsyn lopetta- minen umpeenmenon takia alentavat maidon lipaasiaktiivisuutta. Jos maitoa säilytetään eri lämpötiloissa, niin lipaasiaktiivisuus säilyy alkujaan suuren aktiivisuuden omaavassa maidossa suhteellisesti ja absoluut- tisesti paremmin kuin alhaisen lipaasiaktiivisuuden omaavassa maidossa. Maidon lyhytaikainen lämmitys kylmäsäilytyksen välillä ei aiheuta oleellista lipaasiaktiivisuuden muutosta. Niinikään voimakkaan mekaa- nisen muokkauksen vaikutus maidon lipaasiaktiivisuuteen on vähäinen. Sitä vastoin substraatin homoge- nointi tai voimakas muokkaus lisää sen hydrolysoitumisnopeutta huomattavasti. Suomessa yleisten karja- rotujen, Ayrshire ja Suomen karja, välillä ei ole maidon lipaasiaktiivisuudessa merkittäviä eroja. Kymme- nen Suomessa tavallisinta lypsykonetta eivät aiheuta selvästi havaittavaa muutosta maidon lipaasiaktiivi- suustasoon,vaikka muussa yhteydessä onkin todettu, että mekaanisesti voimakkaampi lypsytapa lisää mai- don solulukua. Lehmän maito- tai rasvatuotos ei ole korrelaatiossa lipaasiaktiivisuuden kanssa. Eri ruo- kintaluokissa olevien lehmien maitojen lipaasiaktiivisuuksien välillä ei ole havaittu sellaista eroa, että siitä voitaisiin päätellä ruokinnalla olevan merkittävää osuutta lipaasiaktiivisuuden muodostumiseen. Tätä kä- sitystä vahvistaa koe, jossa lehmille annettiin mäntyöljyn rasvahappoja niin, että maitorasvan jodiluku nousi 3—4 yksikköä, mutta maidon lipaasiaktiivisuus pysyi samalla tasolla.