|
|
 
|
Verslag
jubileumsymposium voorjaar
2008 Genootschap ter bevordering van
Melkkunde Zuivelonderzoek
gericht op de toekomst Het
Genootschap zou het Genootschap niet zijn, wanneer tijdens de viering van het
honderdjarig bestaan geen wetenschappelijk programma zou worden gepresenteerd.
Vandaar dat een viertal sprekers was gevraagd – ieder vanuit zijn eigen
blikveld – een visie te geven op de zuivelresearch in toekomstperspectief. Differentiatie
van boerderijmelk. Stafdirecteur
Research van Campina en hoogleraar Zuivelkunde aan de WUR Toon van Hooijdonk
beet het spits af. Hij belichtte de
nieuwe benadering van de door de boer geleverde melk. Om verschillende redenen
was het tot voor kort zo, dat toegewerkt werd naar een uniforme kwaliteit en
samenstelling van de rauwe melk. Tegenwoordig
wordt er – om meer toegevoegde waarde te creëren – gewerkt naar
verbijzondering van boerderijmelk. De
sterke infrastructuur voor kwaliteitsbeheersing, de fokkerij gericht op
uniforme, hoog productieve HF-koeien, de sterke coöperatieve grondslag, de
toename in schaalgrootte, de nadruk op de kostprijs bij winning en verwerking en
een verwerking sterk gericht op kaas (50% van de melk) waren zo de redenen voor
uniformering. De productdifferentiatie vond plaats in de fabriek. Door
de schaalvergroting in de melkveehouderij, maar ook die in de verwerking
(fabrieken worden gespecialiseerder en liggen verder uit elkaar) wordt de
boerderijmelk anders benaderd. Daarbij komt de vraag naar gezondere producten en
duurzame ketens. Een relevante ontwikkeling is ook de trend naar
individualisering en het wensen van maatwerk. De mondiale zuivelmarkt groeit met
3% per jaar, terwijl de mondiale productiegroei ca. 2% per jaar zal zijn. Dat
kunnen ‘wij’ niet zomaar opvullen. Is
de melk in 2015, wanneer er op zo’n 15.000 bedrijven met 1,3 miljoen koeien
gemiddeld 10.000 kg melk per koe per jaar wordt geproduceerd, even ‘wit’ als
nu, zo was de retorische vraag van de spreker. Differentiatie
van boerderijmelk geeft voordeel bij melkwinning en bij melkverwerking, het
geeft kansen voor een betere voedingswaarde, een duurzamere keten en
imagovoordeel (emotie) en dan zijn er ook nog mogelijkheden om speciale
producten te ontwikkelen. Van
Hooijdonk somde een vijftal strategielijnen op, die tot differentiatie kunnen
leiden. Allereerst de bedrijfsvoering, waarbij biologisch vs. conventioneel in
het oog springt. Een andere strategie ligt op het gebied van de herkomst (vb. NH
kaas). Het veevoer is een interessant ontwikkelingsgebied en verder hele
specifieke trajecten zoals bijv. immuunmelk of biest. De fokkerij tenslotte is
de meest interessante differentiatiestrategie. Genetische
selectie vindt plaats op basis van verschillen tussen rassen en de variatie
binnen de rassen.. Wat betreft de melksamenstelling is het verschil tussen
enerzijds de Holstein-Friesians en anderzijds de Jersey’s het meest in het oog
springend. Jersey heeft een 30% hogere vet%-index en een 16% hogere
eiwit%-index, maar daarentegen een 30% lagere volume-index. Gebaseerd op onze
manier van uitbetalen (vet € 2,75
en eiwit € 6,05) is de opbrengstindex voor Jersey’s 15% lager dan voor
Holstein-Friesians. Honderd jaar fokkerij in Nederland heeft een stijging van
het vetgehalte in de melk opgeleverd van 2,88% gemiddeld in 1911 tot 4,4%
vandaag de dag. Het eiwitgehalte kwam pas later in beeld. Dat ging van gemiddeld
3,3% in 1956 naar 3,5% nu. In
het project Melk Genomics 2005 is door de gezamenlijke Nederlandse
zuivelonderzoekinstellingen onder de titel ‘Melk op maat’ een nader
onderzoek gestart. Het doel is te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn om de
samenstelling van de melk aan te passen op basis van erfelijke aanleg.
In eerste instantie worden melk- en bloedmonsters onderzocht van 2000
koeien met bekende afstamming. De melksamenstelling wordt
in detail gemeten: vetzuren, eiwitten, mineralen en bioactieve stoffen.
Vervolgens worden variaties, correlaties en erfelijkheidsgraden vastgesteld.
Tenslotte worden de verantwoordelijke gebieden op de chromosomen opgespoord. Geconstateerd
kan worden dat het percentage verzadigd vet in Nederlandse boerderijmelk 70,6%
is. Van de verzadigde vetzuren
gelden C12:0, C14:0 en C16:0 als voedingskundig ‘verdacht’. De cumulatieve
concentratie daarvan in melkvet is 46,3%. De onverzadigde vetzuren in melk zijn
voor meer dan 85% C18 vetzuren en zijn afkomstig uit het voer. De variatie en
erfelijkheid van C4- tot C16-vetzuren is voldoende hoog om via de fokkerij te
kunnen beďnvloeden. De meervoudig onverzadigde vetzuren, Omega 3-vetzuur en
vacceenzuur worden meer door bedrijfseffecten (voer) bepaald. Er bestaat een
negatieve correlatie tussen onverzadigd vet en het vetgehalte. Hetzelfde geldt
tussen C16 en C14. Desalniettemin is een Milk Genomics resultaat, dat mutatie op
het gen DGAT 1 invloed heeft op de vetzuursamenstelling (octrooi in aanvraag).
Op basis van selectie op het gen DGAT1 kan het onverzadigd vetgehalte in melk
met 5 – 10 % worden verhoogd. Dit gaat samen met meer melk, minder vet en iets
meer eiwit. Milk
Genomics levert ook op, dat - al dan niet meer caseine-eiwit in de melk -
afhangt van de soort bčta-LG variant. De AA-variant van bčta-LG komt het meest
voor, maar de BB-variant is het beste voor de kaasfabriek. De BB-variant hangt
samen met een toename van de caseine-index met ca. +3% (caseine-index=caseine-eiwit/totaal-eiwit).
Dit is zeker interessant, want die caseine-index van +3% resulteert in een
caseine-gehalte van + 0,1%. Waar in Nederland 50% van de melk in de kaas gaat,
zou dat een waardevermeerdering van de Nederlandse melkplas betekenen van
ongeveer € 30 miljoen per jaar. Een
interessant zijpad is nog de toepassing van genetische merkers in de fokkerij.
Zij kunnen de cyclustijd in de fokkerij ongeveer halveren (van 6 naar 3 jaar).
Differentiatie op basis van genetische aanleg kan daarom in de toekomst
aanmerkelijk sneller. Dagvoorzitter
Gertjan Schaafsma is benieuwd naar effecten op de transvetzuren. Spreker heeft
die op één hoop bij de verzadigde vetten gegooid. Hij weet wel van onderzoek
in Canada, waar transvetzuren positieve effecten gaven bij obese ratten. Theun
de Zwart wil weten of de mestinjectie effect heeft op de melksamenstelling. Naar
zijn informatie blijken als gevolg van de mestinjectie bepaalde vitamines niet
meer in groentes voor te komen. Van Hooijdonk is er niet mee bekend. Jeroen Hugenholtz, oud
NIZO-onderzoeker en nu hoogleraar Industriële Moleculaire Biologie aan de
Universiteit van Amsterdam, introduceert Lactococcus lactis als de perfecte
fabriek voor (zuivel)ingrediënten. Melkzuurbacteriën hebben een simpel
metabolisme, er is een scheiding tussen biosynthese en energiemetabolisme, de
genetische ‘tools’ en genoom-sequenties zijn beschikbaar en tenslotte de
industriële financiering is aanwezig. Al met al ideaal om mee te werken. Gekoppeld aan de bijna 100 %ige
omzetting van suiker levert de perfecte fabriek naast het melkzuur smaakstoffen,
B-vitamines, laagcalorische zoetstoffen en (exo)polysacchariden op. Smaakvorming is een
belangrijke taak van de melkzuurbacterie. Bij de kaasrijping vormen aminozuren
na proteolyse en peptidolyse van de caseine een belangrijke grondstof voor de
smaakvorming. Om dit efficiënt nader te kunnen bestuderen is door NIZO een
kaasscreeningmodel met microtiterplaten voor de kaasbereiding ontwikkeld. Zo
wordt de industriële kaasproductie vertaald naar microtiterformaat. Twee ml
melk levert 200 mg (micro)kaas op. NIZO heeft het patent hiervoor gedeponeerd.
Dankzij Genomics is men zo ver gekomen. Zo is bijvoorbeeld binnen de
Leuconostoc laktis-soort de selectie voor ‘chocola’smaak c.q. moutsmaak
mogelijk geworden. Door de kennis van zgn, ‘key-aroma’s’ ontstaat de focus
op de juiste enzymen. Enkele aminozuurconvertases zijn reeds geďdentificeerd. Ook gisten en schimmels zijn
overigens zeer interessante bronnen voor deze smaakvormende reacties. Het
B-vitamine foliumzuur (ook wel vitamine B9 B11) is in relatief grote
hoeveelheden aanwezig in bladgroenten, maar zit ook in eieren, vis en
gefermenteerde zuivelproducten. Het is belangrijk in het dieet, omdat het
tijdens de zwangerschap bij deficiëntie de kans op een open ruggetje vergroot.
Verder biedt het bescherming tegen hart- en vaatziekte en kan deficiëntie
leiden tot bloedarmoede. Ook bij ons - in het rijke westen - komt
foliumzuurdeficiëntie veelvuldig voor bij adolescenten en ouderen. Er
zijn twee manieren om in situ de
foliumzuur productie te stimuleren. En wel door gebruik te maken van de
natuurlijke biodiversiteit of via een biotechnologische oplossing.. De
biotechnologische oplossing bestaat uit de ‘self-cloning engineering’
technologie Hier wordt gebruik gemaakt van homologe recombinatie d.w.z. eigen
DNA. Dit wordt in de Verenigde Staten niet gezien als genetische modificatie. Met
een bepaalde stam van Lactobacillus reuteri, die in tegenstelling tot de meeste
melkzuurbacteriën wel vitamine B12 kan produceren, is het mogelijk om
natuurlijk verrijkte yoghurt te maken. Door stamselectie en stamcombinatie kan
de hoeveelheid van 1 microg. B12/l verhoogd worden tot 2 – 3 microg./l. Laag-calorische
suikers als sorbitol, lactitol en
xylitol zijn interessant als producten van melkzuurbacteriën. L.
plantarum is er zo een, die met optimalisatie zelfs nog wel 50% meer sorbitol
kan produceren. Hugenholtz
concludeert dat fermentatie via de natuurlijke weg productdiversificatie en
producten met additionele eigenschappen oplevert. Bioactieve
componenten van melk. De
van de Belgische Universiteit van
Gent afkomstige onderzoeker Koen
Dewettinck complimenteert de organisatie met de lokatie. Hij zou er wel willen
trouwen, maar is – naar eigen zeggen spijtig genoeg - reeds getrouwd. Zijn
inleiding betreft het wonder ‘melk’. Trefwoorden
bij ‘melk’ zijn naar zijn gevoel ’ zoogdieren’, ‘voeden van
pasgeborenen’, ‘immunologische bescherming’, ‘zeer complexe
vloeistof’, ‘groot aantal componenten (tot 105 verschillende
componenten)’, ‘bederfbaar’ en tenslotte ‘intensief bestudeerd en
toch……’. Inzoomend
op de microstructuur komen we al vrij snel op de melkvetglobulemembraan (MFGM).
Deze is 10-20 nm dik, is emulgator (voorkomt coalescentie), beschermt tegen
enzymatische afbraak, bestaat voor 1/3 uit polaire lipiden en 2/3 uit specifieke
eiwitten en is negatief geladen. Voor alle duidelijkheid: de
melkvetglobulemembraan is wat anders dan de caseinemembraan van gehomogeniseerde
melk. Bij
de polaire lipiden gaat het voor 70% om fosfolipiden en 30% sfingolipiden.
De
fosfolipide fosfatidylcholine bevordert leverherstel en is een goede bron van
choline (een essentieel nutriënt, dat belangrijk is voor het geheugen en de
hersenontwikkeling). Een ander fosfolipide nl. fosfatidylserine vertraagt de
neuronale effecten van veroudering. Daarnaast heeft het positieve effecten bij
Alzheimerpatiënten en een positief effect op spierpijn en algemeen welzijn.
Sfingolipiden
zijn van belang uit nutritioneel oogpunt. Ze voorkomen colonkanker (testen
uitgevoerd op knaagdieren), verlagen de intestinale opname van cholesterol
(muizenproef) en verhinderen de adhesie van pathogene bacteriën aan de
intestinale mucosa. De
eiwitten in de melkvetmembraan zijn van een grote verscheidenheid. Van
proteosepeptonen, butyro- en adipofiline tot mucine en xanthine dehydrogenase/oxidase.
Van
de nutritionele aspecten van MFGM-eiwitten noemt Dewettinck met name de
antikanker effecten. Van butyrofyrine is de positieve invloed bekend op
auto-immune encephalomyelitis (multiple sclerose) en autisme. Bepaalde proteose
peptonen geven rechtstreekse antibacteriële effecten. Van enkele glucopeptiden
tenslotte zijn anti-adhesieve effecten bekend d.w.z. voorkomen het vasthechten
van toxische bacteriën. Vervolgens
doet Dewettinck verslag van nutritionele testen met enkele commerciële
producten, die respectievelijk van nut kunnen zijn voor de darmintegriteit onder
stresscondities dan wel psychologisch gedragsverbetering opleveren. Deze
MFGM-producten worden verkregen door (dia)flitratie van zure wei danwel
thermocalcische aggregatie van wei. Eén
van de sfingolipiden nl. sphingomyeline gaat
volgens Van Hooijdonk Heliobacter-besmetting tegen. Dewettinck kan dit
bevestigen. Het heeft inderdaad interessante antimicrobiële eigenschappen
vergelijkbaar met glycolipiden. Er is een competitie-effect m.b.t. de hechting. Van
Hooijdonk heeft geconstateerd, dat bij robotmelken iets hogere hoeveelheden
vrije vetzuren voorkomen. Spreker lijkt dit een interessant idee om daar een
algemeen onderzoek naar te doen en dan vooral naar de vetglobuleverdeling in
verschillende soorten rauwe melk. Hem is wel bekend dat in geitenmelk de
vetbolletjes kleiner zijn. Duurzaamheid. De
politiek heeft gekozen voor een beleid richting duurzaamheid. Bij het Ministerie
van LNV is zelfs sprake van een ‘duurzaamheidssprong’. In EU-verband zijn
doelstellingen op het gebied van energiegebruik geformuleerd. Zo moet 20% van
het energiegebruik duurzaam zijn in 2020. Verder moet in het algemeen in tien
jaar tijd 20% energiebesparing worden gehaald. In de transportsector moet in
2020 10% biobrandstoffen worden gebruikt. In Nederland heeft Minister Verburg
als visie neergelegd, dat in 2011 5% van de stallen duurzaam moet zijn
ingericht. Tjeerd
Jongsma, director Corporate Technology bij Friesland Foods, doet verslag van
inspelen op dat beleid in de melkproductieketen. In
de melkketen vallen qua energiegebruik processtappen als indampen en
sproeidrogen op als belangrijk in het kader van de productie van broeikasgassen.
Desalniettemin is de publieke aandacht veel meer gericht op de primaire
productie. De Partij voor de Dieren stelt dat voor elke kg melk die een koe
levert, ze ook 1,4 kg CO2 equivalenten produceert en ….methaan is
een 21 keer sterker broeikasgas dan CO2. Jongsma constateert
zuinigjes, dat hier ‘kernen van waarheid’ in zitten. Aangezien de
melkproductie in Nederland naar verwachting de komende jaren zal groeien, is het
zaak te proberen het plafond van 20-30% groei met nieuwe technieken te
doorbreken. Friesland
Foods heeft het initiatief genomen om te proberen te komen tot een (semi) closed
loop systeem om mest te converteren tot bio-energie en eiwitrijk voedsel of
voer. Een belangrijke voorwaarde daarbij is, dat geen concessie mocht worden
gedaan aan dierenwelzijn. De reeds bestaande technologie op dit gebied is
anaerobe vergisting en/of thermochemische processen dan wel micro-algen
bioreactors. Die laatsten maken deel uit van geďntegreerde units en worden nu
verder ontwikkeld. In algen zitten oliën, eiwitten en vezels met veel
micronutriënten. Daarmee zijn ze zeer interessant als bron voor biodiesel, als
zgn. tweede generatie biobrandstoffen (geen concurrentie met voedsel). Met
micro-algen zijn er in de wereld al diverse commerciële initiatieven. Jongsma
noemt een drietal voorbeelden uit de VS van Amerika. Algen
zijn de facto biologische zonnecellen.
Ze verviervoudigen elke twintig uur, waarmee ze de snelst groeiende planten ter
wereld zijn met een zeer hoge opbrengst per ha. Ze groeien op CO2 ,
nitraten, fosfaat en zonlicht.. Microalgen zijn een primaire bron voor
polyonverzadigde oliën in de voedselketen. Jongsma
behandelt vervolgens een vijftal productiesystemen. Het meest simpele is het
open systeem met ondiepe bassins. Daarbij valt met name op, dat de oogstkosten
relatief hoog zijn. Een voorbeeld van een gesloten systeem is de zgn. ‘bubble
column’, vertikale buizen waar men de algen door laat stromen. Probleem
daarbij zijn de beperkingen om het op te schalen. Een ander gesloten systeem is
de buizenreactor. Dit is suboptimaal, omdat er veel gasproductie plaatsvindt in
de buizen. Een variant is een buizenreactor met pulserend lichtsysteem. Hiermee
wordt in Duitsland een productie van 80 ton per ha per jaar gehaald. Tenslotte
is er de ‘flat panel reactor’ met als kenmerken: intensief mixen, korte
licht-donker perioden, hoge biomassa concentratie (> 15 g/l) en een productie
van 100 ton per ha per jaar. Al
met al blijven de kosten nog de ‘bottle neck’. Ze zijn globaal tien maal
hoger dan de opbrengst van de energie die eruit te krijgen is. Vanzelfsprekend
gaan de kosten omlaag zodra een wezenlijke opschaling mogelijk is. Jonstra
rekent voor, dat de kosten bij 1 ha € 10,62 per kg biomassa bedragen. Bij 100
ha is dat al € 4,02 en potentieel is € 0,40/ kg biomassa oftewel € 15/GJ
mogelijk. Jongstra
ziet zeker kansen. Met
cijfers – onder dankzegging ontvangen van Campina – geeft hij dit aan: Nederland:
1,5 miljoen melkkoeien, 1,1 miljard liter melk, 42 miljoen ton mest en 4900 ton stikstof. Dat
levert een productenpotentieel op van > 52.000 ton biomassa, > 21.000 ton
olie en > 31.000 ton eiwit. Verslag:
Willem van Middendorp
|
Contact:René Floris, secretaris
|
|
|