Die Milchproduktion basiert heut- zutage auf einer Vielzahl unterschiedlicher Philosophien.
Gegenwärtig kann der Verbraucher hauptsächlich zwischen kon- ventionell und organisch produ- zierter Milch unterscheiden. Alle weiteren Produktions-unterschiede sind nicht ersichtlich und der Ein- fluss der Fütterung auf die Milch- zusammensetzung sind grössten- teils unbekannt. Daher wurde Milch, die unter verschiedenen Fütterungsbedingungen gewonnen wurde, auf das Fettsäure- und Proteinprofil untersucht.
Agroscope | 2013
Die Fettsäure- und Protein- Zusammensetzung von Milch ändert sich je nach Fütterungssystem
C. Bär*, D. Mathis, M. Sutter, M. Spahni, R. Gauch, W. Bisig, L. Egger, R. Portmann
Agroscope, CH-3003 Bern, www.agroscope.ch
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Nov 11
Feb 12
Apr 12
May 12
June 12
July 12
Aug 12
Sept 12
Okt 12
Nov 12
g / 100g fat
CLA C18:2
Pasture
Conventional TMR CH
TMR G
Einführung
Ergebnisse
Ausblick
Methoden
Zur Bestimmung der Fettsäure- und Proteinzusammensetzung wurden die Milchproben durch verschiedene analytische Methoden charakterisiert. Der Gesamtstickstoff- und Fettgehalt wurden mit Methoden nach Kjeldahl und Roese-Gottlieb bestimmt. Spezifische Fettsäuren wurden mittels hochauflösender GC-MS charakterisiert. 20 wichtige Milchptroteine wurden mit „selected reaction monitoring‟ Massenspektrometrie quantifiziert
[1](Fig. 1).
CLA
Konjugierte Linolsäure (CLA) C18:2- Krebsschützende Eigenschaften, Effekt bei der Reduktion von Körperfett*
0.059 0.419 0.016 0.002 0.683 0.000 0.001 0.001 0.000 0.018 Pasture - Conv 0.007 0.832 0.007 0.000 0.047 0.000 0.000 0.000 0.000 0.024 Pasture - TMR G 0.006 0.712 0.007 0.000 0.048 0.000 0.000 0.000 0.000 0.036 Pasture - TMR CH
p-value
* D.L. Amarù et al., 2009; L.D. Whingham et al. , 2007 0.5
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
Nov 11
Feb 12
Apr 12
May 12
June 12
July 12
Aug 12
Sep 12
Okt 12
Nov 12
g / 100g fat
C18:1 t11
Pasture
Conventional TMR CH
TMR G
Trans-Fettsäuren
Trans-Vaccensäure, C18:1 t11 - Krebs Inhibition, Senkung von HDL Cholesterin*
p-value
* A. Roy et al., 2007
0.101 0.095 0.021 0.003 0.422 0.000 0.001 0.001 0.000 0.049 Pasture - Conv 0.010 0.173 0.011 0.001 0.039 0.000 0.000 0.000 0.000 0.105 Pasture - TMR G 0.008 0.181 0.008 0.002 0.030 0.000 0.000 0.000 0.000 0.176 Pasture - TMR CH
p-value
* P. M. Kris-Etherton et al., 2002; W.E. Connor et al., 2002; M. Lukas et al., 2002 0.000 0.006 0.000 0.000 0.464 0.001 0.002 0.004 0.000 0.005 Pasture - Conv 0.000 0.002 0.000 0.000 0.009 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Pasture - TMR G 0.000 0.002 0.000 0.000 0.007 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Pasture - TMR CH
Omega3
α-Linolensäure, C18:3 c9c12c15 – niedrigeres Risiko von kardio-
vaskulären Erkrankungen, positive Effekte bei Depression und Stress*
0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
Nov 11
Feb 12
Apr 12
May 12
June 12
July 12
Aug 12
Sept 12
Okt 12
Nov 12
g / 100g fat
C18:3 c9c12c15
Pasture
Conventional TMR CH
TMR G
Die Analyse von spezifischen Fettsäuren zeigt
signifikante physiologische Vorteile von Weidemilch.
0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007
Nov 11 Feb 12 Apr 12 May 12 June 12 July 12
g / TN / L
PERL
Pasture
Conventional TMR CH
TMR G
0.001 0.006 0.011 0.016 0.021
Nov 11 Feb 12 Apr 12 May 12 June 12 July 12
g / TN / L
TRFL
Pasture
Conventional TMR CH
TMR G
Die Analyse von spezifischen Proteinen zeigt geringere Differenzen zwischen Weidemilch und anderen Milchproben
Abb. 1: Quantifizierung der Proteine durch selected reaction monitoring unter Verwendung isotopisch markierter Peptide als interne Standards[1].
Zeit Isotopisch
markierte Peptide
Milch Präzipitierte Proteine
Native Peptide
**
MS/MS des Nativen Peptids Light peptide MS/MS des markierten Peptids
Heavy peptide m/z
m/z
*
* *
Analyse mittels LC-MS/MS
1° Selektion einer
spezifischen Peptidmasse
2° Kollision induzierte Dissoziation (Reaction)
m/z MS
MS/MS
time
intensity
m/z
Quantifizierung durch Selected Reaction Monitoring
3° Kontrolle der Peptidfragmente und Integration
Frühere Untersuchungen zur Fettsäurezusammensetzung zeigten einen Anstieg an Omega 3, CLA, Trans-Fettsäuren, verzweigtkettigen Fettsäuren und eine Senkung an LDL-steigernden gesättigten Fettsäuren in Weidemilch
[2][3][4][5]. Diese Ergebnisse konnten in unserer Studie bestätigt werden (Abb. 2). Der Einfluss der Fütterung auf die Proteinzusammensetzung konnte unterdessen bisher nicht demonstriert werden, da eine spezifische Quantifizierungsmethode für die einzelnen Milchproteine fehlte.
Milch enthält einige quantitativ dominierende Proteine und mehr als 100 unterschiedliche gerinfügig enthaltene Proteine. Sie können in Kaseine, Molke- proteine und Milchfettkügelchenmembran (MFGM) assoziierte Proteine unterteilt werden. Folglich wurde eine Massenspektrometrie-basierte Methode („selected reaction monitoring‟) entwickelt, die eine simultane Quantifizierung von 20 wichtigen Milchproteinen in unterschiedlichen Milchvarianten ermöglicht.
[1](Abb.1 u 3).
0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018
Nov 11 Feb 12 Apr 12 May 12 June 12 July 12
g / TN / L
GP2
Pasture
Conventional TMR CH
TMR G
* W. M. A. Mullan et al., 2003; S.366, “Chemie und Physik der Milch”, A. Töpel, ISBN 3-89947-131-8
Molkeprotein PERL
Lactoperoxidase (PERL)- Bestandteil des
angeborenen Immunsystems, funktioniert als natürliches,
antibakterielles Agens
*Molkeprotein TRFL
Lactoferrin, (TRFL)-
antibakteriell, antiviral, antiparasitisch, krebs- schützende, anti-
allergische und radioprotektive
Eigenschaften, Indikator für Mastitis *
*reviewed in L. Adlerova et al., 2008; L. Sánchez et al., 1992; K. Kawai et al., 1999
MFGM assoziiertes Protein GP2
Glycoprotein 2 (GP2)- Inhibition von
Helicobacter pylori Hämagglutination*
*reviewed in Hirmo et al., 1998
Dieses Projekt zielt auf die Bestätigung der Vorteile von Weidemilch in der Praxis, durch die Quantifizierung spezifischer Fettsäuren, zwanzig wichtiger Proteine und Metaboliten in Rohmilch ab, die unter verschiedenen Fütterungssystemen gewonnen wurde, sowie in kommerzieller Schweizer Graslandmilch.
[1] Mathis D., Schwander F., Kopf-Bolanz K., Egger C., Portmann R. (2013).
Absolute Quantification of 20 Major Proteins in Dairy Products by LC-MS/MS
[2] Bisig W., Collomb M., Bütikofer U., Sieber R.; Bregy M. und Etter L. (2008). Saisonale Fettsäurezusammensetzung von Schweizer Bergmilch. Agrarforschung 15(1), 38-43.
[3] Collomb M., Bisig W., Bütikofer U., Sieber R., Bregy M., Etter L. (2008). Fatty Acid composition of mountain milk from Switzerland. Comparison of organic and integrated farming systems. International Dairy Journal 18, 976-982.
[4] Wyss U., Mauer J., Frey H., Reinhard T., Bernet A. (2011). Systemvergleich Milchproduktion Hohenrain.
Aspekte zur Milchqualität und Saisonalität der Milchlieferungen. Agrarforschung Schweiz 2 (9): 412–417.
[5] Collomb M., Bütikofer U., Sieber R., Bosset J. O., Jeangros B. (2001). Conjugated linoleic acid and trans fatty acid
composition of cows' milk fat produced in lowlands and highlands. Journal of Dairy Research (2001) 68 519-523. * Präsentierender Autor: cornelia.baer@agroscope.admin.ch TMR = “Total Misch Ration”
Weidemilch Konventionell TMR CH
TMR D
Weidemilch Konventionell TMR CH
TMR D
Weidemilch Konventionell TMR CH
TMR D Weidemilch
Konventionell TMR CH
TMR D
Weidemilch Konventionell TMR CH
TMR D
Weidemilch Konventionell TMR CH
TMR D
Abb. 2: Veränderung im Gehalt [g/100g Fett] spezifischer Fettsäuren in unterschiedlich produzierter Rohmilch (Mittelwerte der Tankmilch von drei Herden pro Milchsorte) über ein Jahr.
Abb. 3: Veränderung im Gehalt [g/Gesamtstickstoff/L]
spezifischer Proteine in unterschiedlich produzierter Rohmilch (Mittelwerte der Tankmilch von drei Herden pro Milchsorte) über ein halbes Jahr.
TMR = “Total Misch Ration”
