Take home message

In paardenmelk werd gemeten, welke veranderingen er plaatsvinden bij het maken van Kumis, een rauwmelks verzuurd melkproduct, dat bij kamertemperatuur gemaakt wordt. Het lactosegehalte daalde geleidelijk en bereikte zijn minimum na 84-96 uur. Daarmee zijn dergelijke verzuurde producten lactose-vrij.

De pH-waarde van het proces is een belangrijke indicatie voor de omzettingen, de bacteriegroei en de omzettingsproducten die gevormd worden.

Fermentatie

Lactose = melksuiker is een bestanddeel van melk. Koemelk bestaat grotendeels uit water, daarnaast melkvet (4-4,5%), melkeiwit (3-3,5%) en lactose (3,5%). Ook zijn er wat mineralen aanwezig. Wanneer je melk fermenteert (= laat verzuren), dan zijn er tal van bacteriën die van de melksuiker melkzuur maken. Men noemt dit de groep van de melkzuurvergistende bacteriën, waarin onder andere Lactobacillus en Lactococcus behoren, maar ook de Enterococcen zetten melksuiker om.

Kumis

Een voorbeeld van de omzetting is afgeleid van hetgeen in paardenmelk gebeurt. In wezen zijn de verschillen met koemelk of geitenmelk niet heel groot. In alle melktypen is melksuiker aanwezig en ook bacteriën vind je overal. Kumis is een product wat onder meer in Mongolië wordt geproduceerd. Men mixt 1/3 Kumis met verse, rauwe paardenmelk en laat dit 96 uur staan.

Het proces in kumis is illustratief, wat er gedurende de verzuring gebeurd. Dit is niet anders voor koemelk en ook niet veel anders, als het om spontane verzuring gaat (clabber milk) of het maken van kefir. Het gaat algemeen om de groep van de bacteriën die bij kamertemperatuur (20-24^oC) groeien.

De pH bij de start ligt iets boven de 6,0 (ca 6,3). In 24 uur wordt een pH van 4,0 bereikt, die in het geval van Kumis nog iets verder zakt naar ca 3,9. Deze pH behaalt zijn bodemwaarde, het melkeiwit vlokt uit en je krijgt een dikker product. Tegelijkertijd zie je dat de lactose stap voor stap verdwijnt. Het begingehalte ligt bij ca 7,2 g/100g. Het gehalte blijft dalen en bereikt de nul-waarde eerst na 84-96 uur. Dit betekent, dat er gedurende bijna 3 dagen bacteriële omzettingen plaatsvinden en de lactose uiteindelijk helemaal als voedingsbodem voor deze lactose-vergisters is verdwenen. Dit is zichtbaar in de stijgende hoeveelheid melkzuur (fig.2), wat eveneens eerst pas na 84 uur zijn plafond (1.6 g/100g) bereikt. Daarmee zijn dergelijke gefermenteerde producten geschikt voor mensen met lactose-intolerantie.

Lactose is een suiker bestaande uit 2 C6-ringen, namelijk glucose en galactose. In fig.2 zie je hoe de concentratie van beide producten eerst stijgt (na 12 uur), maar dat ook deze suiker (vrijwel) geheel worden verbruikt. Suikers zijn een energiebron voor de bacteriën.

Door de bacterie-activiteit worden ook bijproducten gevormd. Duidelijk is in fig.3, dat zowel het gehalte aan enkelvoudige onverzadigde vetzuren (MUFA) als dat van de meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA) in concentratie stijgt. Vanuit het oogpunt van de gezondheidswaarde van de vetzuren in melk, is dit een belangrijke bijdrage van de fermentatie. Beide concentraties verviervoudigen ongeveer na 96 uur.

Op basis van alle eigenschappen die de onderzoekers gemeten hebben, werd beoordeeld welke monsters nu het meeste op elkaar leken. Zij vonden drie groepen: (1) 0 en 12 uur, (2) 24-60 uur en (3) 72-96 uur. Dit betekent, dat we met drie verschillende fasen in dit fermentatieproces te maken hebben, en dat de laatste veranderingen en omzettingen pas na 3 dagen bereikt zijn (bij 20-24^oC). De grootste sprong in de veranderingen zit met name tussen de monsters die 12 of 24 uur oud zijn. De beste correlatie tussen allerlei veranderingen (bacterie-samenstelling, vorming organische zuren, etc) is gevonden met de pH-waarde. Derhalve noemen de onderzoekers het controleren van de pH de belangrijkste graadmeter om een gewenst proces te kunnen zien.

De verwachting is, dat de gevonden data ook gelden voor een andere, meer gecontroleerde fermentatie van rauwe melk, zoals die van rauwmelkse kefir.

Zoonotische bacteriën sterven af

De onderzoekers maken in hun artikel tenslotte de opmerking over het afsterven van de zoonotische bacteriën, die zij in de rauwe melk meten. Er werden lage concentraties gevonden van de geslachten Escherichia, Legionella en ook Staphylococcus aureus, maar relatieve aanwezigheid daalde snel van 0,7% naar 0,1% van de bacteriën. Dit fenomeen van het afsterven van de ongewenste bacteriën is ook van andere gefermenteerde producten bekend.

Dit artikel en de grafieken zijn afgeleid van: Bao, L., Bao, X., Dai, Y., & Jia, S. (2019). Bacterial community succession and metabolite changes during the fermentation of koumiss, a traditional Mongolian fermented beverage. International Dairy Journal, 98, 1-8.