Milch ein lebenswichtiges Produkt unserer landwirtschaftlichen Nutztiere

Milch ein lebenswichtiges Produkt unserer landwirtschaftlichen Nutztiere Der Qualitätsbegriff Definition Deutsche Gesellschaft für Qualität 1982 Gesamtheit von Eigenschaften und Merkmalen eines Produktes oder einer Tätigkeit, die sich auf deren Eignung zur Erfüllung gegebener Erfordernisse bezieht. Nach Europanorm ISO 8402 und DIN 5535011, 198705 ist Qualität die Gesamtheit von Merkmalen (und Merkmalswerten) einer Einheit bezüglich ihrer Eignung, festgelegter und vorausgesagter Erfordernisse zu erfüllen. Qualitätserwartungen des Käufers Milchproduktion Merkmale und Eigenschaften des Produktes Herkunft und Art der Erzeugung Tierhaltung, Futter oder Kontrollen Ökologischer Wert (z.b. Transportkosten) Sozialer Wert (kulturelle und religiöse Vorstellungen) Eignungswert (Markt oder Gebrauchswert) Genusswert (z.b. Geruch, Geschmack) Gesundheitswert (z.b. Nährwert, Rückstandsfreiheit) 1

Ägypten, um 2400 v. Chr. Deutschland, um 1955 Modell einer Melkszene Mittleres Reich 11. Dynastie Ägypten um 2000 v. Chr. A trend is a trend is a trend But the question is: Will it bend? Will it alter ist course Through some unforeseen force And come to a premature end? Milchviehhaltung im Wandel der Zeiten Ägypten, um 2400 v. Chr. Deutschland, um 1955 2004 A trend is a trend is a trend But the question is: Will it bend? Will it alter ist course Through some unforeseen force And come to a premature end? Milchviehhaltung im Wandel der Zeiten Regionale Verteilung der Milchproduktion im Jahr 2000 2

Milcherzeugung Input Output Futter Milch Sperma Kälber Färsen Schlachtkühe Innovation Abprodukte Energie Milchkühe je 100 ha landwirtschaftliche Nutzfläche in Deutschland Wasser high low Milchkuh im Haltungssystem Mensch Maschine high medium Bauten Zukünftige Produktionssysteme in der Welt 1. Intensives System (High Input high Output) intensives Management mit besonderer intensiver Fütterung Ziel ist höchste Milchleistung (> 10.000 kg / Kuh u. Jahr) Erhöhung der Melkfrequenz ist notwendig 2. Extensive Milchproduktion mit Grundfutterwerbung (Low Input medium Output) Minimierung der Kosten (Bau, Futter) Anzustrebende Milchleistung ca. 7.500 kg / Kuh u. Jahr Grundfutter durch Weidegang (> 50 %) 3. Milchproduktion auf der Basis von Weidegang System basiert ausschließlich auf Weidegang Optimierungsbestrebungen vornehmlich über die Besatzdichte je ha Entwicklung der Nachfrage nach Lebensmitteln tierischer Herkunft 1993 2000 Industrieländer Rindfleisch Schweinefleisch Geflügelfleisch Milchprodukte Entwicklungsländer Rindfleisch Schweinefleisch Geflügelfleisch Milchprodukte Verbrauch insgesamt (Mill. t.p.a.) 1993 2000 32 36 33 41 26 34 245 263 22 47 38 81 21 49 168 391 ProKopf Verbrauch (kg p.a.) 1993 2000 25 26 27 29 20 25 192 189 5 7 9 13 5 8 40 62 3

Produktionsziele in der Milchrinderhaltung Reproduktionsrate: < 25 % (<30 %) Nutzungsdauer: > 4 Laktationen Erstkalbealter: < 27 Monate Zwischenkalbezeit: eit 385 400 Tage Jahresmilchleistung: > 8000 kg Zellzahl: < 200.000 Termin für erneute Besamung: 2,2 x max. Tagesmilchleistung Wirtschaftliche Bedeutung einzelner Fruchtbarkeitsmerkmale bei Rindern Verteilung der leistungsgeprüften Kühe nach Rassen Ereignis bzw. Veränderung bedeutet: 1 x Umrindern Verlust von etwa 80 Vorzeitiger Abgang vor der optimalen Nutzungsdauer Gewinnminderung von 100 250 je Kuh und Jahr 8% 6% 5% Verlängerung der ZKZ um 1 Tag über das betriebliche Optimum Minderleistung von 3 kg Milch je Kuh und Tag 25% 56% 4

Zusammensetzung der Milch in % (tierartabhängig) TM Fett Protein Casein Lactose Esel 8,5 0,6 1,4 0,3 6,1 Stute 11,2 1,9 2,5 1,3 6,2 Frau 12,4 0,6 0,9 0,3 7,0 Kuh 12,7 3,7 3,4 2,8 4,7 Ziege 13,2 3,5 3,4 2,7 4,1 Schaf 19,3 7,4 5,5 4,6 4,8 Sau 18,8 6,8 4,8 2,8 5,5 Durchschnittsleistung der Herdbuchkühe nach Rassen 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 HFSbt. HDRbt. Rotv./ Jersey Fleckv. Braunv. Angler Was deutsche Kühe täglich leisten: Eine Kuh versorgt im Durchschnitt 17 Bürger Milchwirtschaft in Zahlen (2004) 16 Liter Kuhmilch ergeben 16 Liter Trinkmilch oder 3,5 Päckchen Butter oder 2 kg Käse oder 18 kg Joghurt Milcherzeugende Betriebe 112.000 Milchkuhbestand 4,29 Mio. Milchertrag je Kuh 6.585 kg (SachsenAnhalt) (7.574kg) Pro KopfVerbrauch Konsummilch Joghurt Sahne & Sahneerzeugnisse Butter Käse 67,0 kg 16,8 kg 7,4 kg 6,5 kg 22,0 kg 5

Bestandteile des Managements in der Tierproduktion Klima Stallhygiene Faktor "Mensch" Belastungen Produk Stress tionsorg. Informations Mittlere Herdenleistung Beratung system Saison Tiergesundheit altersmäßige Haltungs Fütterungs Krankheitsre Zusammen bedingung bedingung sistenz sammensetzung d. Herde RR Milch Fett, Kohlenhydrate, Eiweiß, Mineralien Butter Fettsäuren (Ölsupplemente) Sphingomyelin, Ceramide Antioxidantien Phytosterole Krebsprävention, KHK Milchmischgetränke Diverse Additive Käse Protein Diverse Additive (Kräuter) Blutdruck, KHK, Stimmung, Osteoporose Joghurt Protein Kohlenhydrate (Aminozucker, Oligosaccharide, Präbiotika) Probiotika Immunsystem, KHK, Blutdruck Darmerkrankungen, Osteoporose Milch und Milchprodukte als Functional Food Verschiedene Milchsorten: Kolostrum Kuh 3,3% Fett 14% Eiweiß Rohmilch Kuh 4,0% Fett 3,5% Eiweiß Rohmilch Schaf 7,0% Fett 5,5% Eiweiß Rohmilch Ziege 4,5% Fett 2,9% Eiweiß Milch Sau 4,5% Fett 2,9% Eiweiß Laktationskurve der Milchmenge und der Milchinhaltsstoffe 6

Milchmenge 0,40 0,55 0,83 0,88 Fettmenge 0,65 Eiweißmenge Milchleistung, Fett und Eiweißgehalt der Milch, Trockenmasseaufnahme und Körpergewicht im Verlauf der Laktation 0,40 0,58 0,52 0,59 0,40 0,55 0,06 +0,14 0,30 0,10 0,66 Fettgehalt Eiweißgehalt 0,50 0,66 Genetische Korrelationen zwischen Merkmalen der Milchleistung Veränderung der Nährstoffkonzentrationen in der Kolostralmilch von Jungsauen bis 5 Stunden n. Geburtsbeginn Zeitpunkt (h) n. Anzahl Eiweiss Fett Laktose Geburtsbeginn Sauen (%) (%) (%) 0 22 29,241 6,312 3,208 1 22 28,999 6,568 3,022 2 19 26,036 6,272 2,930 7 6 5 4 3 2 1 0 30 0 Std. 1 Std. 2 Std. 3 Std. 4 Std. 5 Std. Fett % Zeitabhängige Veränderung der Nährstoffkonzentration in der Kolostralmilch von Jungsauen 3 15 20,084 5,789 2,812 4 7 27,409 6,020 2,618 5 1 13,570 3,940 2,740 25 20 15 10 5 Eiweiss % 0 0 Std. 1 Std. 2 Std 3.Std. 4.Std. 5Std. 7

Milch enthält: Mehr als 100 Einzelkomponenten für etwa 70 verschiedene Milchprodukte Fett Aminosäuren Fettsäuren Kaseinfaktoren Lipoide Proteine NPN Milchzucker Mineralstoffe Anionen Vitamine Enzyme Merkmalskomplexe Milch Auswirkungen einer Selektion nach Milchleistung auf Gewicht und Futteraufnahme Milch/Tag Gewicht FutterAuf. Bedarf Energie (FCM) kg kg TS kg TS bilanz 20 550 15 15 0 30 624 19 20 8,3 % 40 698 22 26 12,8 % Unterstellt: Futteraufnahme h 2 = 0,4, Körpergewicht h 2 = 0,6, genetische Korrelationen: FA und ML r A = 0,6; FA und KM r A = 0,4; KM und ML r A = 0,3 Energiedichte der Ration 6,5 MJ NEL (Quelle TZ S. 204, Tab. 80) Merkmalskomplexe Milch Protein und Caseingehalt bei Kühen der gleichen Herde (nach Hossain 1975) Rasse Protein, % Casein, % Anteil, %kcasein, % XP Angler 3,39 2,80 82,6 13,0 Schwarzbunte 3,27 2,68 81,9 12,0 Rotbunte 3,12 2,57 82,4 11,6 (Quelle TZ S. 202, Tab. 77) Merkmalskomplexe Milch Weitere Einflussfaktoren auf die Milchleistung: Alter: leistungsschwache Tiere werden früher gemerzt als leistungsstarke relativ niedrige Korrelation der Milchleistung zwischen Laktationen r = 0,4 bis 0,6 Korrektur auf gleiches Erstkalbealter (3032) und folgender Laktationen (+ 13 Monate) Korrektur auf Herbstkalbung 8

Merkmalskomplexe Milch Relativer Einfluß des Alters auf die Milch und Fettleistung Laktation Milch Fett Laktation Milch Fett 1 100 100 5 125 122 2 111 110 6 125 121 3 120 119 7 123 120 4 123 121 8 121 118 Merkmalskomplexe Milch Weitere Einflussfaktoren auf die Milchleistung: Erstkalbealter: ca. 1 % Anstieg der Leistung (pro Monat EKA) im Bereich 22 bis 36 Mo. EKA Versuch von Witt et al. 1972 mit 21 Paaren eineiiger Zwillinge. Eine Zwillingskuh kalbte mit ca. 25 Monaten, die andere mit ca. 37 Monaten. => ältere Kühe waren ca. 27 % schwerer und brachten 23 % höhere Leistung in der 1. Laktation (Quelle TZ S. 205, Tab. 81) Merkmalskomplexe Milch Leistungsmerkmale eineiiger Zwillinge mit 24 bzw. 36 Monaten EKA (nach Witt et al. 1971) Gewicht bzw. Erstkalbealter (Mo) Milch, kg 24,8 36,9 Diff., % 14. Tage p.p. 441 521 27 1. Lakt. 2366 2899 23 2. Lakt. 2902 3364 16 3. Lakt. 3150 3805 21 4. Lakt. 3670 3692 1 5. Lakt. 3357 3788 13 Merkmalskomplexe Milch Weitere Einflussfaktoren auf die Milchleistung: Kalbemonat: bei ganzjähriger Stallfütterung weniger ausgeprägt als bei Weidehaltung bzw. Grünfütterung im Stall Wechselwirkungen zwischen Herdenniveau und Fütterungsmanagement Vermengung EKA mit Kalbemonat (Quelle TZ S. 205, Tab. 82) 9

Merkmalskomplexe Milch Weitere Einflussfaktoren auf die Milchleistung: Zwischenkalbezeit (ZKZ): = Summe aus Rastzeit + Verzögerungszeit + Tragezeit = Summe aus Laktationsdauer + Trockenstehzeit => Zusammenhang zwischen Laktationsdauer und ZKZ, da ab ca. 6. Tragemonat Konkurrenz um die Nährstoffe zwischen Foetus und Milchbildung einsetzt => verlängerte ZKZ geht einher mit längerer Laktationsdauer und somit mit höherer Laktationsleistung => Standardisierung auf 305 TageLeistung Merkmalskomplexe Milch Weitere Einflussfaktoren auf die Milchleistung: Zwischenkalbezeit (ZKZ): ZKZ beeinflußt über die Länge der Trockenstehzeit auch die Leistung der nachfolgenden Laktation ZKZ über 400 Tage gelten als gestörte Fruchtbarkeit Trockenzeit von 40 60 Tagen für Regeneration des Eutergewebes erforderlich Durchmelken senkt die Milchleistung um ca. 10 bis 50 % in der anschließenden Laktation Merkmalskomplexe Milch Weitere Einflussfaktoren auf die Milchleistung: (Versuchsergebnisse) Trächtigkeit: Nährstoffkonkurrenz Genotyp des Kalbes (s 80 kg FCM pro Laktation) Zwillingsgeburten führen zu ca. 200 kg FCM weniger in bestehender Laktation Zwillingsgeburten führen zu ca. 150 200 kg FCM weniger in nachfolgender Laktation aber: Leistungsveranlagung der Zwillingsmütter war ca. 100 kg FCM höher Merkmalskomplexe Milch Relative Veränderung der genetischen Standardabweichung bei verschiedenen Leistungsniveaus Leistungsniveau niedrig mittel hoch sehr hoch Milchmenge 100 119 135 160 Fettmenge 100 113 131 145 Fettgehalt 100 111 123 (Quelle TZ S. 203, Tab. 79) 10

Kriterien der Milchqualität und ihrer Beeinflussbarkeit Merkmal h 2 Züchtung Fütterung Technik Proz. Fettgehalt 0,30,5 +++ ++ Proz. Eiweißgehalt Somatische Zellen 0,30,6 ++ ++ 0,10,2 ++ + +++ Keimzahl + +++ Hemmstofffreiheit ++ Klinische Mastitis 0,050,25 + + +++ Gerinnungszeit 0,20,3 ++ ++ + Gallertenfestigkeit 0,30,4 +++ ++ + 2 Definition nach Milchverordnung Milch das durch ein oder mehrmaliges tägliches Melken gewonnene unveränderte Eutersekret von zur Milchgewinnung gehaltenen Kühen Rohmilch Milch die nicht über +40 O C erwärmt wurde Konsummilch gereinigte Milch, die dazu bestimmt ist, an Verbraucher abgegeben zu werden. Werkmilch gereinigte Milch, die zur Verarbeitung bestimmt ist. 11

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Milchgüteverordnung Anlage 4 Bewertung der Anlieferungsmilch Anlieferungsmilch ist die Milch, die ein Erzeuger an eine Molkerei, Milchsammelstelle oder Rahmstation liefert. Fettgehalt Eiweißgehalt Bakteriologische Beschaffenheit Gehalt an somatischen Zellen Gefrierpunkt 13

Erzeugung, Lagerung, Verarbeitung der Rohmilch Kuh Landwirtschaftsbetrieb Molkerei Bildung Sekretion Exkretion Einflüsse Alter Lakt.monat Trächtigkeit Gesundheit Futter Klima Standort Gewinnung Kühlung Lagerung Technik Verfahren Stall/Weide Temp. R + D Lagerzeit AK Behälter Erfassung Lieferung Gütebewert. Frequenz Mkg/Betr. Transport Wegstrecke Probenentn. Be u. Verarbeitung, Separation prod.spez. Technik Wärmebehandl. Homogenis. Kühlung Normen für die Anlieferungsmilch: Keimzahl 100.000/ml Rohmilch zur Herstellung von wärmebehandelter Konsummilch und weiteren Produkten Rohmilch zur Herstellung von Rohmilchprodukten außerdem: S. aureus n = 5 (Anzahl Proben) m = 500/ ml (Richtwert) M = 2.000 /ml (Höchstwert) c = 2 (n, die M. nicht übereigen darf) Salmonellen (in 25 ml) n = 5, m = 0, M = 0, c = 0 Sonstige Krankheitserreger und deren Toxine Milchverarbeitung Rohmilch Entrahmte t Milch Konsummilch Reinigen Entrahmen Pasteurisieren Fetteinstellung Kühlen Quark Joghurt Sauermilchgetränke Lagerung Reifung, Säuerung Teilhomogenisieren Käse Butter Rahm Pasteurisieren Kühlen Buttermilch Schlagsahne Konsummilch (Trinkmilch) ist Milch, die dazu bestimmt ist, an den Verbraucher zum unmittelbaren Verzehr abgegeben zu werden. Sie kann roh oder Wärme behandelt sein Rohe Konsummilch steht als Vorzugsmilch oder in Form von Milch ab Hof Abgabe zur Verfügung Wärmebehandelte Konsummilch Pasteurisierte Milch Ultrahocherhitzte Milch (HMilch) Sterilisierte Milch 14

Konsummilchherstellung Homogenisierung (homogenisiert) Verzeichnis der Zutaten (Milcheiweiß angereichert) Rohmilch Reinigen und Entrahmen Thermisierung Homogenisieren Fettgehalt einstellen Wärmebehandlung Mindesthaltbarkeitsdatum (bei 10 O C mind. haltbar bis 15.12.06 Kennzeichnung der Konsummilch Füllmenge (1 Liter) Verkehrsbezeichnung (Vollmilch) Kühlen Wärmebehandelte Konsummilch Art der Wärmebehandlung (pasteurisiert) Name der Firma (Frischli Magdeburg) Zwischenlagerung Genusstauglichkeitskennzeichen Fettgehalt (3,5%) Verpacken Handel D SN 9999 EWG Anlage 8 der Milchgüteverordnung FAS2 Merkmalskomplexe Milch Proteinfraktionen u. varianten der Kuhmilch nach EIGEL et al. (1984) Zusammensetzung des Milchproteins (%) und dazugehörende Genotypen Casein 7882 (100) Milchprotein 100 α s1 4345 A,B,C,D,E αlactalbumin 2025 α s1 1012 β 2837 κ 1015 (Quelle TZ S. 201, Abb. 57) A,B,C,D A 1,A 2,A 3,B 1, B 2,C,D,E A,B,C,D,E Molkenprotein 1822 (100) βlactoglobulin 5358 SerumAlbumine 1014 Immunglobuline 612 A,B,C A,B,C,D,E, F,W G 1,G 2,A,M κ Casein BB, AB und EB bringen kürzere Gerinnungszeiten und festere Gallerte, k Casein B und ß Lactoglobulin B bringen höheren Caseinanteil Gehalt in Magermilch Genetische Variante Molekulargewicht Isoelektrisch er Punkt 5,45 5,77 Protein G/l Dalton(Da) ph Casein 2 4 A 19039 B C, E 19023 b Casein 9 11 A 1 A 2 24023 23983 4,83 5,07 A3 B C, D E / Bz s1 Casein 12 15 A B C D E F s2 Casein 4 4 A B, C, D 23974 24092 23944 23982/ 22068 23614 23542 23724 23542 25350 a 4,44 4,76 15

Folie 59 FAS2 KCasein BB AB und EB bringt kürzere Gerinnungsziet und festere Gallerte KCasein B und ßLactoglobulin B höherer Caseinanteil in der Milch Agrarwirtschaft; 23.11.2004

Proteinfraktionen u. varianten der Kuhmilch nach EIGEL et al. (1984) ß Lactoglobulin a b Lactalbumin Gehalt in Magermilch Genetische Variante 2 4 A B C D E F G Dr. Dyak, y W, H 0,6 1,7 A / B C 18363 18277 18286 18276 18205 18243 18233 14147 / 14175 _ Molekulargewicht Isoelektrischer Punkt 5,13 5,13 4,2 4,5 BSA 0,4 A 66267 4,7 4,9 Immunglobulin G 0,05 0,6 14600 163000 5,5 8,3 Berichtigter Wert für s2casein A11P nach BRIGNON et al. (1977) Schwankungen der Molekulargewichte zwischen 25150 15390, weil Anzahl der phosphorylierten Serien nicht konstant ist (1013 Phosphatreste) berichtigter Wert nach MERCIER et al. (1973) Proteintyp Angler (%) Schwarzbunte (%) Casein AA AB AE BB BE EE Casein A1A1 A1A2 A1A3 A1B A2A2 A2A3 A2B BB S1 Casein BB BC Lactoglobulin AA AB AC BB BC CC 37,2 45,7 3,3 13,2 0,5 0,1 39,3 31,3 0,1 15,4 72 7,2 5,0 1,7 98,4 1,6 0,3 7,4 1,2 66,9 22,9 1,2 64,3 21,5 10,6 2,1 1,0 0,5 17,6 48,4 0,1 3,8 25,7 0,3 3,9 0,2 97,5 2,5 13,1 50,1 36,4 0,3 Häufigkeit von Proteintypen bei Angler und Schwarzbunte Lipide Proteine Kohlenhydrate Minorbestandteile Omega3FS 2 H CH CH 2 3 C C H 2 CH 2 HC CH 2 HC CH H C H 2 C C H 2 C H 2 Bioaktive Peptide Casokinin Phosphopeptide Laktoferrin, Lysozym y H H 2 2 C C C H 2 C H 2 O OH cis9, trans11 CLA Oligosaccharide, Aminozucker Laktose Calcium, Selen, Jod Tocopherole Carotinoide Hauptkomponenten der Milch mit physiologisch interessanten Bestandteilen Genotypenfrequenzen (%) für Milchproteinvarianten in verschiedenen Rinderrassen Casein BB (%) Schwarzbunte 3 Rotbunte t 10 Angler 12 Fleckvieh 13 Braunvieh 33 Finnische Landrasse 50 16

Casein Casein wirkt stärker antimutagen als andere Nahrungsproteine. Carcinogene werden durch Glucoronierung deaktiviert, bakterielle ß Glucoronidasen setzen diese im Darm wieder frei. Casein hemmt faecale ßGlucoronidasen. negativ Milchfett positiv Molkenproteine (ca. 0,6 %) = ernährungsphysiologisch (biologisch) besonders hochwertig. Verwendung in klinischen Diätprogrammen = Eiweißkomponenten der Milch, die nach isoelektrischer oder enzymatischer Fällung des Caseins in Lösung bleiben. Im nativen Zustand in globulärer, geschlossener Raumstruktur Bei Temperatur von über 70 Grad beginnt Denaturierung Lactoglobulin (ca. 56 %) Lactalbumin (ca. 21 %) Immunglobuline (ca. 14 %) Serumalbumine (ca. 7 %) Lactoferin (ca. 2 %) Hoher Anteil gesättigter Fettsäuren Myristinsäure Palmitinsäure TransFettsäuren HDLCholesterin Begünstigung der arteriosclerotischen Plaquebildung Konjugierte Linolsäure (CLA) Cis9, trans11 C18:2 Qualitäts und Leistungskontrolle? Humanpathogene Keime Tiergesundheit Antibiotische oder chemische Rückstände in der Milch Verunreinigungen (Kontaminationen) der Milch bzw. Milchprodukte bei der Verarbeitung Labfähigkeit der Milch (Inhaltsstoffe) Qualitätsbestimmende Inhaltsstoffe Ökonomie, Management oder Tierzucht Gesetzliche Vorschriften für die Milchhygiene und Milchgüte Milchhygienerichtlinie 92/46/EWG Hygienekodex 89/362/EWG Milchverordnung der BRD MilchGüteverordnung der BRD MilchGüteverordnung des Landes SachsenAnhalt und Runderlass des MLU zum 17 der MVO 17

Somatische Zellzahl Gesunde Milchdrüse der Kuh ergibt zwischen 80.000 und 125.000 Zelle/ml Oberhalb von 150.000 Zellen/ml liegen aus physiologischer Sicht wahrscheinlich Sekretionsstörungen vor. über 300.000 Zellen ist eine tierärztliche Behandlung angezeigt Zielgröße.. < 200.00 Zellen/ml Mindestanforderung 400.000 Zellen/ml Was sind Zellen? Aus der obersten Zellschicht der Euterhohlräume und aus dem Blut gelangen abgestoßene und abgesonderte Teile in größeren Mengen in die Milch. Epithelzellen (aus dem Drüsengewebe) Leukozyten (weiße Blutkörperchen) Lymphozyten (aus der Lymphe) Zellen und Zellbestandteile stammen aus den Körpern der laktierenden Kühe. Somatische Zellen Zellgehalt der Milch ist Ausdruck für die physiologische Erneuerung des Eutergewebes während der Milchbildung Eine Abwehrreaktion des Tierkörpers auf Krankheitserreger Reaktion des Drüsengewebes auf mechanische, chemische oder toxische Einwirkungen Einflussfaktoren auf die Mastitis Energie u. Proteinmangel Erkrankungsanteil bei Rationen mit unterschiedlichem Grobfutteranteil (modifiziert n. Klug u. Franz, 1989) Sekundäre Ketose Mastitis Primäre Ketose Altersgruppe Jungkühe Altkühe Grobfutteranteil % 63 50 63 50 Rohfaser kg/100 kg LM 0,5 0,4 0,5 0,4 Haltung Sozialer Stress Oxidativer Stress Mykotoxine Endotoxine Fettmobilisationssyndrom Immunsupression Vitaminmangel (A, E) Spurenelementmangel (Zn, Se) Rohfaseraufnahme Kg 2,6 2,0 2,6 2,0 Mastitisrate % 16,2 38,6 23,9 60,1 18

Einflussfaktoren auf die Zellzahl Laktationsphase Innbetriebliche Milchhygiene Jahreszeit (?) Rasse Eutergesundheit Melkbarkeit Anzahl Zellen Fütterung Melktechnik Alter des Tieres Bedeutungsvolle Faktoren für die Zellzahl Haltungsbedingungen feuchte, schmutzige Liegefläche, schlechtes Klima, defekte Spaltenböden (Zitzenverletzungen), Desinfektion kranke Tiere (Klauenerkrankungen, Uterusprobleme, sonst. eitrige Prozesse) aus der Gruppe entfernen. Milch frischlaktierender u. altmelkender Kühe weisen hohe Zellzahl auf, evtl. nicht mit in den Verkehr bringen Forderungen der Melkhygiene einhalten (Vormelken, Euterreinigung, Blindmelken, Nachmelken, Zitzen dippen, Melkreihenfolge nach Eutergesundheit vornehmen (zuerst gesunde Kühe!) Haltung Betriebsgröße Überwachung und Pflege der Melkanlage (Vakuum, Pulsation, Filterwechsel, Zitzengummi Bei Einsatzzeiten von täglich 6 Stunden und mehr verlangt techn. Überprüfung nach DIN/ISO durch Berater der LKV s 1 2 mal jährlich. Keimgehalt / Keimzahl Wesentliche Kenngröße zur Beurteilung der Milchqualität Kenngröße für die Tier bzw. Eutergesundheit Als Summe beurteilt und nicht nach Keimarten unterschieden Abgesehen von der Zitzenzisternenmilch (ca. 100.000/ml) ist die Milch gesunder Kühe keimarm. Bakteriell infizierte und erkrankte Euterviertel erbringen deutlich höher belastete Milch (>10.000) Ziel: Mindestanforderungen: < 100.000 /ml Schädliche Keime in der Milch: Koagulase negative Staphylokokken (KNS) Staphylococcus aureus* Str. dysgalactae* E. coli Aesculinpositive Streptokokken Str. uberis* Sonstige: Streptococcus agalactiae (Galterreger)* Carynebacterium bovis Hefen und Schimmelpilze (Actinomyceten) Coliforme Keime (Klbsiella, Enterobacter aerogenes) Pseudonomaden Actinomyces pyogenes Kontagiöse Keime Umweltassoziierte Keime *euterpathogen 19

Schwerpunkte gegen Keimanreicherung Sauberkeit + Gesundheit der Tiere Sauberkeit und Gesundheit des Personals Sauberkeit beim Melkprozess Sauberkeit aller milchführenden Teile Filtern und rasches Abkühlen auf 4 6 Grad Celsius Verschmutzungen vermeiden kühl halten! Rascher und schonender Transport Einfluss der Lagertemperatur auf die Keimentwicklung und vermehrung in der Milch (Anfangskeimgehalt 40.000 cm 3 ) Lagertemperatur Keimgehalt (x10 3 ) /ml Keimvermehrung nach 24 h 1 39 Keine 5 21 Kaum 12 220 5fach 14 1.530 37fach 18 1.960 48fach 20 55.000 1.268fach Rückstände und Kontaminationen Tierarzneimittel (Prophylaxe, Therapie, Biotechnik) Pestizide (Herbizide, Insektizide u.v.m.) Futtermittelzusätze/ inhaltsstoffe (Medizinalzusätze, Antioxidantien, Konservierungsmittel) Agrochemikalien (v.a. Pestizide und synthetische Düngemittel) Toxische Spurenelemente (z.b. Arsen, Blei) Organische Kontaminationen (polychlorierte Biphenyle, Reinigungsund Desinfektionsmittel) Mykotoxine Hemmstoffe Zusammenfassung der antimikrobiell wirkenden Substanzen in der Milch Antibiotika: Bestand mit hoher Zellzahl und Mastitiden: vor Trockenstellen Untersuchung der Viertelgemelksproben durch Veterinärinstitut Entscheidung über Vorbehandlung bzw. Antibiotikaeinsatz gemeinsam mit Tierarzt Nach Abkalben erneut Viertelgemelksproben lk zur Abklärung nehmen Schnelltest: Mithilfe Milchzelltestschale (Schalmtest) kann pauschal die Frage nach höherer Zellzahl geklärt werden gibt keine Auskunft über mögliche Erreger 20

Übertragung von Keimen wird bedingt durch: Vorkommen in/an anderen Individuen oder der Umwelt Erregerspezifität Anfälligkeit vom Wirt Übertragungswahrscheinlichkeit Kontagiosität Prädisposition vom Wirt Anerkannte Wärmebehandlungsverfahren Pasteurisierung Dauererhitzung +62/65 C, Heißhaltezeit 3032 Minuten Kurzzeiterhitzung +72/75 C kontinuierlicher Durchfluss; Heißhaltung 1530 sec Hocherhitzung +85 (bis +125) C kontinuierlicher Durchfluss 815sec Ultrahocherhitzung kontinuierlicher Durchfluss, 23 sec mind. +135 (bis 150) C und sofort auf 4/5 C heruntergekühlt Sterilisierung 20 bis 45 Minuten auf +100 bis +135 C kochen Erhitzungsverfahren der Milch Temperatur Einwirkzeit der Temperatur Möglicher Benennung in C Keimtötungseffekt Erhitzungszeit Heißhaltezeit in % Thermisation 57..68 > 15 s ohne < 95 62..65 8.12 s 30 min ~ 95 Dauererhitzung Hochpasteurisierung = 125 0,7..1 s ohne bis 100 Ultrahocherhitzung 135 150 >1 s (2.6 s) ohne bis 100 Sterilisation 109 115 k.a. 20 15 min 100 Auswirkung einer Wärmebehandlung Geschmacksveränderung Kochgeschmack, durch Bildung von Sulphydrylgruppen und die Freisetzung von Schwefelwasserstoff Sterilmilch mit intensiveren Veränderungen ( Laktose und Lysin, sensorisch relevante Maillardprodukte und Lactone) Veränderung des ernährungsphysiologischen Wertes Zerstörung von Vitaminen Blockierung der Aminosäure Lysin durch die irreversible Umsetzung mit reduzierenden Zuckern Veränderung der Textur Denatuierung der Molkenproteine Aggregation der Caseinmicellen bewirken bei sehr hohen Temperaturen einen Anstieg der Viskosität (Milchkonzentrate) Veränderung der Koagulationseigenschaften Gerinnungseigenschaften werden verändert Veränderung der Oberflächenstruktur der Fettkügelchen Assoziation der Molkenproteine mit den Caseinmicellen verändern die Grenzflächenmembran der Fettkügelchen (Hitzestabilität von Sahne) 21

Vorteile Homogenisierung Vergrößern der Gesamtoberfläche der Fettkügelchen Aufrahmen verhindert Lichtreflexionsvermögen gesteigert vollmundiger Geschmack bessere Verdaulichkeit Nachteile größere Oberfläche und damit Angriffsfläche für mikrobielle Lipasen Mikroben erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Lichteinfluss Geschmacksfehler verringert thermische Stabilität der Eiweiße also bei HMilch erst erhitzen, dann homogenisieren Milchhygienisch und milchtechnologisch bedeutsame Mikroorganismen Milchsäurebakterien bilden Milchsäure aus Lactose (Absenkung des phwert) Säuregerinnung (Ausfällung des Caseins) Hemmung säureempfindlicher Bakterien (wie Fäulnisbakterien), i längere Haltbarkeit Stoffwechsel ist abhängig von Kohlenhydraten, Vitaminen und Aminosäuren Natürliches Vorkommen in Pflanzen, resten, Darm und Haut Milch ideales Nährsubstrat Käseangebot gemäß Käseverordnung Käseproduktion in der EU25 Trockenmasse Wasser Fett Eiweiß Kohlenhydrate andere EU15 5% Spanien/Portugal Polen 6% andere EU10 6% Frankreich 21% 5% Mineralstoffe Griechenland 3% Vitamine Dänemark 4% UK/Irland 6% Deutschland 22% 8 Fettgehaltsstufen 6 Käsegruppen Niederlande 8% Italien 14% 22

Woher kommen die Löcher im Käse? Sie entstehen bei der Propionsäuregärung während der Reife Der Käsereimilch werden Propionsäurebakterien ugeführt. Diese bauen die entstandene Milchsäure weiter ab zu Propionsäure, Essigsäure und CO 2 Zu Beginn des Milchsäureabbaus bindet sich CO 2 an das Wasser. Ist das vorhandene Wasser im Käse mit CO 2 gesättigt, steigt das CO 2 in Gasform auf. Durch die Rindenbildung beim Käse kann das Gas nicht mehr entweichen, es sammelt sich an schlecht verwachsenen Stellen im Käseteig und bildet Hohlräume die berüchtigten Löcher! Größe Form und Verteilung geben genauestens Auskunft über den Verlauf der Reifung und somit über die Qualität des Käses. Die kleineren Löcher, etwa beim Tilsiter entstehen bereits vor der Reifung und unterscheiden sich von den oben genannten. Hier wird der Käse vor der Reifung in Formen verteilt und nur leicht angepresst. Die lockere Schichtung des Käsbruchs lässt nun die kleinen Löcher entstehen. negativ Hoher Anteil gesättigter Fettsäuren Myristinsäure Palmitinsäure TransFettsäuren HDLCholesterin Milchfett Begünstigung der arteriosclerotischen Plaquebildung positiv Konjugierte Linolsäure (CLA) Cis9, trans11 C18:2 CLA a) Hemmung von Wachstum u. Proliferation von Epithelzellen, Induktion der Apoptose b) Hemmung der Bildung von AA und PGE 2 ; TNFa fördert Tumorgenese, wird durch PGE 2 stimuliert und durch CLA gehemmt Sphingomyelin (Ceramide) Buttermilch und Molkenlipide sind gute Quellen. S. reduziert Bildung der aberrant crypt foci (ACF = frühe Präkursoren des Colonkrebses), S. hemmt Umwandlung von benignen Adenomen in maligne AdenoCarcinome Buttersäure Milchfett enthält ca. 10 mol% Buttersäure, 1/3 des MilchfettTAG enthält 1 Molekül B. 13Methyltetradecansäure (C15 mit terminalem Isopropyl) 0,5 % im Milchfett, GesamtIsosäuregehalt ca. 1,6 %. 13MTDS beschleunigt Apoptose Milchfett versus PUFAreiche Öle 6 Studien mit Krebsmodellen zeigen, dass sich bei Gabe von Butter gegenüber isocalorischen PUFAÖlen oder Margarine signifikant weniger Tumoren entwickeln. (Belobradrajdic und McIntosch, Cancer Res. 36, 2000, 217223) Einfluss der Rasse, Haltung und Fütterung auf Milchinhaltsstoffe Lipidkomponenten der Kuhmilch mit krebshemmender Wirkung 23

Linol und Linolensäuregehalte in der Milch in Abhängigkeit von der Futterration A B C Struktur von cis und trans Fettsäuren Ölsäure (cisform; Abb. links) Elainsäure (transform; Abb. rechts) als Beispiele für die cistrans Isomere ungesättigter Fettsäuren Vergleich der als physiologisch wirksam anerkannten CLA Isomere A und B mit der Muttersubstanz Linolsäure C Die Sauerstoffe der funktionellen Gruppe sind rot (A= trans10, cis12cla, B=cis 9, trans11cla, C=cis9, cis12 C18,2) 24

Mittlerer CLAGehalt im Milchfett in Abhängigkeit vom Vegetationsstadium des Weidefutters ökologischer Betriebe 0,8 0,7 0,6 0,5 CLA (%) 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Schossen Beginn Ähren Rispenschieben Vegetationsstadium Ende Ähren u. Rispenschieben Verlauf der mittleren Anteile an CLA im Milchfett 0,9 CLAGehalt (%) 0,8 0,7 0,6 0,5 1 2 3 Anzahl Nutzungen 65 85 Grasanteil (%) Verlauf der CLAGehalte im Milchfett einzelner ökologischer Betriebe Mittlerer CLAGehalt im Milchfett in Abhängigkeit von der Nutzungshäufigkeit und dem mittleren Grasanteil im Weidefutter 25

Pansen Gewebe/Milchdrüse cis9,cis12 C18:2 (Linolsäure) cis9,cis12 C18:2 cis9,trans11 C18:2 (CLA) trans11 C18:1 (transvaccens.) cis9,trans11 C18:2 9Desaturase trans11 C18:1 C18:0 (Stearinsäure) C18:0 Mittlerer CLAGehalt im Milchfett in Abhängigkeit von der Nutzungshäufigkeit und dem mittleren Grasanteil am Weidefutter Bildung von CLA aus Linolsäure bei Wiederkäuern nach GRIINARI u. BAUMANN (1999), modifiziert von JAHREIS u. KRAFT (2002) ph Mikroflora trans10monoene trans10konjugierte Diene Milchfettsynthese (weniger kurzkettige FS, weniger Gesamtfett) trans11 C18:1? 9Desaturase cis9,trans11 CLA Ergebnis: Fettgehalt,, CLA, Leistung Fettstoffwechsel des Wiederkäuers Hauptverdauungsort ist der Pansen, aus dem unter den flüchtigen Fettsäuren der Fettsäurenbaustein Acetat resorbiert wird und langkettige Fettsäuren, die aus dem Futter und dem Mikrobenfett stammen, in den Dünndarm übertreten. Kraftfuttereiche Rationen fördern die Nildung von trans10 C18:1 und hemmen die Milchfettsynthese 26

MiproAufnahme: Anzahl pro Woche 0 < 10 10 < 16 16 < 24 24 < 35 > 35 70 60 50 40 30 20 10 0 Adipositas 0 < 10 10 < 16 16 < 24 24 < 35 > 35 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Gestörte Glukose Homöostase 0 < 10 10 < 16 16 < 24 24 < 35 > 35 25 20 Bluthochdruck 25 20 Dislipoproteinämie 15 15 10 10 5 5 0 0<10 10 < 16 16 < 24 24 < 35 >35 0 0<10 10 < 16 16 < 24 24 < 35 >35 10 Jahre kumulative Inzidenz von Komponenten des InsulinResistenz Syndroms in Abhängigkeit von der Gesamtaufnahme an Milchprodukten (Person mit einem BMI<25kg/m, PEREIRA et al. JAMA 287, 20001, 2002) optimaler PansenpH Mikroflora Effektive Fasernutzung Leistung transvaccensäure, trans10 C18:1 Ergebnis: Leistung, Milchfett, CLA Naturnahe Fütterung (Weide, weniger Kraftfutter) bedingt einen mehrfach erhöhten Gehalt an CLA im Milchfett 27

Gehalt an Palmitinsäure, Ölsäure und CLA im Milchfett einer ganzjährig stallgehaltenen Vergleichsgruppe Gehalt an cholesterolsteigernden Fettsäuren in Abhängigkeit der Jahreszeit und der Haltungsform beim Milchrind Gehalt an Palmitinsäure, Ölsäure und CLA im Milchfett einer Milchviehherde unter ökologischen Produktionsbedingungen Mittlere Anteile einzelner Fettsäuregruppen sowie der acht am häufigsten vorkommenden Majorfettsäuren im Milchfett (%) Fettsäuren Konventionell Betriebsform Weidehaltung gesättigte 68,4 0,7 71,0 2,7 einfach ungesättigte 28,9 5,6 25,0 2,7 mehrfach ungesättigte 2,6 0,3 1,4 0,7 Buttersäure (C4:0) 2,2 a 0,1 2,4 b 0,2 Laurinsäure (C12:0) 4,6 0,6 3,9 0,4 Myristinsäure 8C14:0) 12,5 a 0,5 12,1 b 0,4 Palmitinsäure (C16:0) 31,5 a 1,8 33,2 b 2,9 Stearinsäure (C18:0) 9,6 a 0,7 10,6 b 1,1 Ölsäure (C18:1) 22,8 1,2 22,2 2,0 Linolsäure (C18:2) 1,9 a 0,3 1,2 b 0,4 Linolensäure (C18:3) 0,4 0,1 0,4 0,3 Tabelle 1: Anreicherung konjugierter Linolsäuren (CLA) im Milchfett durch Pflanzenöl Öl CLA im Milchfett % Literaturquelle Kontrolle Behandlung 4,4% Lein 1) 0,39 1,63 DHIMAN et al. 1997 4,4% Soja 0,50 2,08 DHIMAN et al. 1997 5,3% Sonnenblume 2) 2,44 KELLY et al., 1998 5,3% Lein 2) 1,67 KELLY et al., 1998 5,3% Erdnuss 2) 1,33 KELLY et al., 1998 700 g Raps 3) 0,48 0,79 STANTON et al., 1997 Mittelwert 0,46 (n=3) 1,66 (n=6) 1) Anteil Trockenmasse an der Ration 2) Keine Kontrolle 3)Geschrotete Vollfettsaat 28

Anteile des Milchfettes an konjugierten Linolsäuren (CLA) und Transisomeren der Ölsäure bei unterschiedlicher Produktionsintensität Tabelle 2: Bildung von CLA aus Linolsäure bei Wiederkäuern Intensiv Stall Maissilage Intensiv Weide Mais und Grassilage in der Winterfütterung Weniger intensiv Weide KleeLuzerne Grassilage in der Winterfütterung Kraftfutterreich Kraftfutterreich Wenig Kraftfutter 1) CLA (%) 0,34 0,61 0,80 Gesamte trans Fettsäuren (%) 2,98 darunter transvaccensäure 1,21 (%) 1) ökologisch wirtschaftender Betrieb 4,12 2,21 4,98 2,67 Pansen cis9/cis12 C18:2 (Linolsäure) cis9/trans11 C18:2 (CLA) trans11 C18:1 (transvaccens.) C18:0 (Stearinsäure) Gewebe cis9/cis12 C18:2 cis9/trans11 C18:2 9Desaturase trans11 C 18:1 C 18:0 CLAGehalt des Milchfettes von Wiederkäuern zu verschiedenen Jahreszeiten bei vergleichbarer Fütterung 1,6 1,4 1,2 10 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 % FAME Schaf Kuh Ziege, Stall Ziege, Weide Juli Okt/Dez März Mai Tabelle 3: Anteile an MUFA, PUFA und CLA im Milchfett verschiedener Spezies (% der gesamten Fettsäurenmethylester) MUFA PUFA CLA Stute Sau Frau Ziege Kuh (öko) 19,7 38,7 0,08 51,8 12,4 0,23 35,8 12,5 0,42 21,8 4,05 0,70 23,2 2,42 1,01 Kuh (Rapsöl) 32,7 2,86 1,00 Schaf 23,0 3,85 1,08 29

40 32 % Vergleichsgruppe C16:0 C18:1c9 C16:0/C18:1 CLA9c;11t % 5 4 % 40 32 Rhöngold Ökomilch C16:0 C18:1c9 CLA9c;11t C16:0/C18:1 % 5 4 24 3 24 3 16 2 16 2 8 1 8 1 0 Jul 99 Aug 99 Sep 99 Okt 99 Nov 99 Dez 99 Jan 00 Feb 00 Mrz 00 Apr 00 Mai 00 Jun 00 Jul 00 0 0 Jul 99 Aug 99 Sep 99 Okt 99 Nov 99 Dez 99 Jan 00 Feb 00 Mrz 00 Apr 00 Mai 00 Jun 00 Jul 00 0 Gehalt an Palmitinsäure, Ölsäure und CLA im Milchfett einer ganzjährig stallgehaltenen Vergleichsgruppe Gehalt an Palmitinsäure, Ölsäure und CLA im Milchfett einer Milchviehherde unter ökologischen Produktionsbedingungen Interessante Veränderungen der Fettfraktionen der Kuhmilch aus der Sicht der Humanernährung Anteile des Milchfettes an konjugierten Linolsäuren (CLA) und Transisomeren der Ölsäure bei unterschiedlicher Produktionsintensität (JAHREIS u.a., 1997) Intensiv Stall Intensiv Weide Weniger intensiv Weide Ölsäure transvaccensäure (trans11 C18:1) trans10octadecaensäure trans9/cis11c18:2(cla) 3Fettsäure (gecoatetes Fischöl) Sphingomyelin Tocopherole Carotinoide (Fütterung) (Fütterung) (Fütterung) (Fütterung) (Fütterung) (Züchtung) (Fütterung) (Fütterung) Maissilage Mais u. Grassilage i. d. Winterfütterung Wenig Kraftfutter CLA % 0,34 0,61 0,80 Gesamte trans Fettsäuren(%) darunter trans Vaccensäure (%) 2,98 1,21 4,12 2,21 4,98 2,67 30