Aromaveränderung von Muttermilch während der Lagerung

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2013-03-22
Issue Year
2013
Authors
Spitzer, Johanna
Editor
Abstract

Breast milk is scientifically recognized as the ideal nourishment for infants. Nowadays, it is often necessary for mothers to begin working soon after the birth of their child. To ensure optimal nutrition of the infant it is therefore often necessary to store milk under adequate conditions. The aim of this study was to investigate the aroma of fresh and stored breast milk and, especially, possible flavour changes during storage. As a first step, perceivable olfactory changes were to be described by comparative and descriptive aroma profile analysis. Subsequently, odour-active compounds were to be identified in fresh and freeze-stored breast milk by selective and sensitive methods. The screening method of aroma extract dilution analysis was chosen to locate the most potent aroma compounds. The influence of selected substances on the overall aroma was then to be estimated by calcu¬lating their aroma values after quantitative determination of these substances by stable isotope dilution analysis. Sensory analyses revealed that metallic, fishy, rancid and sweaty odour notes were detectable orthonasally already after three months, with retronasal detection possible even much earlier. This was found to be due to significant increases in concentrations of oxidation products of polyunsaturated fatty acids, such as (Z)-1,5-octadien-3-one, tr-4,5-epoxy-(E)-2-decenal and 1-octen-3-one, during freeze-storage. Through sensory tests and quantification of aroma compounds in heated stored breast milk it could be shown that enzymatic processes, which were inhibited in heated milk, most likely play a major role in the aroma degradation in unheated breast milk during storage. Accordingly, no fishy, metallic, rancid or sweaty odour notes could be detected in heated milk, even after six months of freeze-storage, nor were significant increases in concentration of the selected odour-active lipid oxidation markers observed. Sensory comparison with similarly-stored bovine milk revealed no development of fishy and metallic odour notes; only a weak sweaty and rancid odour note appeared in these samples, indicating a release of free fatty acids. By quantifying odour-active lipid oxidation markers it could be shown that the increases in concentration of these markers in stored bovine milk were only a fraction of the increases in concentration in breast milk. This was probably due to the different fatty acid compositions of the two different milk species with bovine milk containing much fewer poly- and mono-unsaturated fatty acids than breast milk. It could be shown that the overall aroma of breast milk stored in the refrigerator for up to three days developed weak rancid and sweaty notes but not metallic and fishy ones. However, the quantification of selected odour-active compounds showed no significant changes during this short period of storage. Although from a microbiological point of view breast milk should be stable when freeze-stored for up to six months or longer, the observed significant changes in aroma might suggest a reconsideration of current storage – especially freeze-storage – recommendations for breast milk to ensure adequate nourishment for infants by reducing the likelihood of rejection due to sensory deterioration.

Abstract

Muttermilch gilt nach wissenschaftlichen Erkenntnissen als die ideale Nahrung für das Kind. Durch die heutigen Arbeitsverhältnisse ist es jedoch oft nötig, dass Mütter schon bald nach der Geburt wieder zu Arbeiten anfangen. Um dennoch eine optimale Ernährung zu gewährleisten, ist es somit mitunter notwendig, Muttermilch bei angemessenen Bedingungen zu bevorraten. Ziel dieser Arbeit war es, das Aroma von frischer und gelagerter Muttermilch und vor allem mögliche Aromaveränderung während der Lagerung zu untersuchen. Dazu sollten zunächst geruchlich wahrnehmbare Veränderungen mittels vergleichender und beschreibender APA beschrieben werden. Anschließend sollten geruchsaktive Substanzen in frischer und gefriergelagerter Muttermilch mittels selektiver und sensitiver Methoden identifiziert und die ausschlaggebenden Geruchsstoffe durch das Screening-Verfahren AEVA eingegrenzt werden. Nach quantitativer Bestimmung ausgewählter Substanzen mittels SIVA sollte durch die Berechnung der Aromawerte der Einfluss dieser Substanzen zum Gesamtaroma abgeschätzt werden. Dabei konnte gezeigt werden, dass orthonasal bereits nach drei Monaten, retronasal schon viel früher, metallische, fischige, ranzige und schweißige Geruchsnoten auftraten. Dafür verantwortlich waren Oxidationsprodukte von mehrfach ungesättigten Fettsäuren, wie zum Beispiel (Z)-1,5-Octadien-3-on, tr 4,5-Epoxy-(E)-2-decenal und 1-Octen-3-on, deren Konzentrationen während der Gefrierlagerung deutlich zunahmen. Durch den sensorischen Vergleich und der Quantifizierung der Aromastoffe in gelagerter erhitzter Muttermilch konnte gezeigt werden, dass enzymatische Prozesse, die in erhitzter Muttermilch inhibiert wurden, in unerhitzter Muttermilch aller Wahrscheinlichkeit nach eine große Rolle spielen. Dementsprechend konnten in erhitzter Muttermilch selbst nach sechs Monaten Gefrierlagerung weder fischige, metallische, ranzige und schweißige Geruchsnoten festgestellt werden, noch konnten signifikante Konzentrationsanstiege bei den ausgewählten, aromaaktiven Lipidoxidationsmarker beobachtet werden. Der sensorische Vergleich mit gelagerter Kuhmilch zeigte, dass sich auch hier kaum fischige und metallische Geruchsnoten entwickelten, sondern nur schwache ranzige und schweißige Geruchsnoten auftraten. Dies deutete auf eine Freisetzung von freien Fettsäuren hin. Bei der Quantifizierung der geruchsaktiven Lipidoxidationsmarker konnte jedoch gezeigt werden, dass deren Konzentrationsanstieg in gelagerter Kuhmilch nur einen Bruchteil des Konzentrationsanstiegs in Muttermilch ausmachte, was vermutlich an der unterschiedlichen Fettsäurezusammensetzung der beiden Milchspezies lag. Kuhmilch besitzt wesentlich weniger mehrfach und einfach ungesättigte Fettsäuren als Muttermilch. Bei der Untersuchung von im Kühlschrank gelagerter Muttermilch konnte gezeigt werden, dass sich das Gesamtaroma nach drei Tagen nicht hin zu metallischen und fischigen Geruchsnoten, sondern zu schwach ranzigen und schweißigen Noten verschob. Bei der Quantifizierung ausgewählter, aromaaktiver Verbindungen konnte während dieser kurzen Lagerzeit keine signifikante Veränderung festgestellt werden. Auch wenn Muttermilch aus mikrobiologischer Sicht bei Gefrierlagerung für bis zu sechs Monate oder sogar über ein halbes Jahr hinaus stabil sein sollte, müsste, basierend auf den vorliegenden Ergebnissen überdacht werden, inwieweit gelagerte Milch auf Grund der geruchlichen Abweichungen die hohen Erwartungen hinsichtlich der auch sensorisch optimalen Ernährung für Säuglinge erfüllt. Auf Grund der in dieser Arbeit erhaltenen Erkenntnisse wäre es sinnvoll, die derzeitigen Lagerempfehlungen, vor allem die für Gefrierlagerung, nochmals gründlich zu überdenken.

DOI
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