Determinanty składu mleka ekologicznego i konwencjonalnego

dr hab. Małgorzata Ziarno, prof. SGGW, SGGW Warszawa
dr inż. Dorota Zaręba, ZSG Warszawa
Forum Mleczarskie Biznes 3/2024 (56)
badanie składu mleka
© fm

Mleko jest ważnym elementem ludzkiej diety od tysięcy lat. W Europie dostępne są różne rodzaje mleka krowiego, m.in. konwencjonalne i ekologiczne. Mleko ekologiczne pochodzi od krów karmionych paszą ekologiczną i hodowanych w sposób zapewniający im dobrostan. Konsumenci często postrzegają je jako zdrowsze i lepszej jakości niż mleko konwencjonalne. Skład mleka krowiego zależy od wielu czynników, m.in. diety, genetyki, etapu laktacji i pory roku.

Istnieje niewiele badań porównujących skład mleka ekologicznego i konwencjonalnego pod kątem zawartości mniejszych składników funkcjonalnych – głównie skupiają się one na ogólnym składzie chemicznym czy wydajności. Niniejszy tekst omawia wpływ rodzaju mleka (konwencjonalne, ekologiczne) na jego skład z uwzględnieniem makro- i mikroskładników o potencjale funkcjonalnym, takich jak fitosterole, tokoferole i bioaktywne kwasy tłuszczowe. Przegląd ten może przyczynić się do lepszego zrozumienia różnic między mlekiem ekologicznym i mlekiem konwencjonalnym oraz pomóc w dokonywaniu świadomych wyborów żywieniowych. 

Dotychczasowe badania porównujące mleko ekologiczne i konwencjonalne nie przyniosły jednoznacznych rezultatów. Głównym problemem jest trudność w izolacji wpływu samego systemu hodowli (ekologicznego vs. konwencjonalnego) na skład mleka. W wielu badaniach pomijano lub nie uwzględniano innych czynników, które mogą mieć znaczący wpływ, takich jak: dieta krów (ilość i rodzaj paszy, świeża vs. skoncentrowana, co może znacząco wpływać na skład mleka), rasa zwierząt (różne rasy krów predysponowane są do wytwarzania mleka o różnym składzie), zdrowie zwierząt (choroby i infekcje mogą wpływać na skład mleka), warunki pobierania próbek (częstotliwość, czas i sposób pobierania próbek mleka mogą mieć wpływ na wyniki badań), różnice regionalne (klimat, gleba i stosowane praktyki rolnicze mogą się różnić w zależności od regionu), poziom nakładów (intensywność hodowli może wpływać na skład mleka), przepisy regulujące (różnice w regulacjach dotyczących produkcji ekologicznej i konwencjonalnej w różnych krajach mogą prowadzić do różnic w składzie mleka). 

Czynniki wpływające na skład mleka

Generalnie skład mleka zależy od wielu czynników, zarówno związanych ze zwierzęciem, jak i jego środowiskiem. Tymczasem wydajność mleka w gospodarstwach ekologicznych jest niższa (o 15–28%) niż w gospodarstwach konwencjonalnych. Wynika to z mniejszego spożycia paszy treściwej i niższej wydajności pastwisk. Diety o podobnym składzie dają podobną wydajność mleka, niezależnie od systemu hodowli. Do kluczowych czynników należą:

Badania naukowe dowodzą, że czynniki te mogą mieć znaczący wpływ na zmienność składu mleka. Przykładowo badanie Roche’a i wsp. (1995–2001) wykazało, że pogoda, jakość i chemiczny skład paszy wyjaśniają aż 22% zmienności w produkcji mleka. Ważność poszczególnych czynników może się różnić w zależności od warunków i celów badania. Na przykład etap laktacji może być mniej istotny w przypadku pobierania masowych próbek mleka z gospodarstwa stosującego całoroczny system wycielenia, ale staje się on znaczący, gdy pobiera się próbki mleka od poszczególnych zwierząt. Skład kwasów tłuszczowych w mleku jest szczególnie wrażliwy na zmiany w diecie. Inne czynniki wpływające na skład kwasów tłuszczowych to rasa, stan energetyczny, etap laktacji, stan zdrowia wymion i pora roku. Zmiana diety krów mlecznych z pastwiskowej na zimową i odwrotnie może być obserwowana w składzie mleka.

tab01 tab02

Zawartość tłuszczu 

krowy mleczne
© fm

Wiadomo, że zawartość tłuszczu w mleku jest dodatnio skorelowana z zawartością białka, a ponadto może się ona wahać w zależności od pory roku, etapu laktacji i zdrowia krowy. Niektóre badania sugerują wyższą zawartość tłuszczu w mleku ekologicznym, a inne w mleku konwencjonalnym. Stwierdza się brak różnic w zawartości tokoferoli i steroli. Trzeba podkreślić, że badania nie dają jednoznacznej odpowiedzi i należy ostrożnie interpretować ich wyniki ze względu na różnice w metodologii, wielkości prób badawczych (krów i gospodarstw). Tymczasem różnice w zawartości tłuszczu mogą być spowodowane różnymi czynnikami, m.in. rasą krów, dietą, systemem hodowli, etapem laktacji i genetyką. Rasy krów inne niż holsztyńskie, np. jersey, mogą dawać mleko o większej zawartości tłuszczu. Ponadto na zawartość tłuszczu w mleku wpływać mogą różnice genetyczne. Większe ilości koncentratów skrobiowych w diecie krów konwencjonalnych mogą obniżać zawartość tłuszczu w mleku. Tymczasem rolnictwo ekologiczne ogranicza stosowanie suplementów tłuszczowych, co może prowadzić do niższej zawartości tłuszczu w mleku. Ujemny bilans energetyczny w pierwszych stadiach laktacji może obniżać zawartość tłuszczu w mleku. 

Kwasy tłuszczowe są najczęściej badanym składnikiem przy porównywaniu mleka organicznego i mleka konwencjonalnego, przy czym znaczna część badań koncentruje się na ich składzie. Wyniki badań są często sprzeczne ze względu na różnice w metodologii i badanych populacjach. Dlatego nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, czy mleko ekologiczne zawiera korzystniejszy profil kwasów tłuszczowych niż mleko konwencjonalne. Skład kwasów tłuszczowych mleka może się różnić w zależności od kraju, rasy krów i innych czynników. Różnice w profilu kwasów tłuszczowych zależą od wielu czynników, takich jak:

Rasy inne niż holsztyńskie mogą mieć wyższą zawartość kwasów tłuszczowych n-3 i kwasu linolowego sprzężonego (CLA) w mleku. Mleko ekologiczne może zawierać więcej kwasów tłuszczowych omega-3 (n-3) i CLA ze względu na większe znaczenie pastwisk w diecie krów ekologicznych. Stosowanie pasz treściwych i suplementów również może wpływać na skład kwasów tłuszczowych mleka. Systemy ekologiczne mogą mieć pewne ograniczenia w stosowaniu suplementów i nawozów, co może wpływać na profil kwasów tłuszczowych lipidów mleka. Trzeba zarazem pamiętać, że zawartość tłuszczu i profil kwasów tłuszczowych mleka zmieniają się w czasie laktacji.

Zawartość białek 

Prowadzone badania nie są jednoznaczne, jeśli chodzi o wpływ rolnictwa ekologicznego na zawartość białek w mleku. Należy przyznać, że niektóre badania sugerują większą zawartość białka w mleku konwencjonalnym, podczas gdy inne wskazują na zwiększoną zawartość w mleku ekologicznym. Wydawałoby się, że rolnictwo ekologiczne ogranicza stosowanie suplementów białkowych, co może prowadzić do niższej zawartości białka w mleku. Tymczasem genetyka krowy, etap laktacji i rasa znacząco wpływają na zawartość i skład białek w mleku, podczas gdy dieta i system hodowli mają porównywalnie mniejszy wpływ. Ponadto rasy krów o wyższej wydajności mleka, np. nowozelandzka-fryzyjska, mogą dawać mleko o wyższej zawartości białka. Trzeba zauważyć, że zawartość białka zwiększa się wraz z etapem laktacji. Istnieją dowody, że skład paszy (dawki nawozów i rodzaj kiszonki) może wpływać na zawartość białka. Rozbieżność dotychczasowych wyników badań wymusza konieczność prowadzenia dalszych analiz w tym zakresie tematycznym. 

Zawartość laktozy 

Laktoza, główny węglowodan mleka, utrzymuje jego osmolarność. Wprawdzie mechanizmy i biologia syntezy oraz regulacji biosyntezy laktozy są przedmiotem ciągłych badań, ale wiadome jest, że zawartość laktozy w mleku jest skorelowana z zawartością białka, tłuszczu i etapem laktacji. Dieta ma niewielki wpływ na stężenie laktozy, a zmiany obserwuje się tylko w ekstremalnych sytuacjach. Dotychczasowe analizy nie wykazały różnic w zawartości laktozy między mlekiem ekologicznym i mlekiem konwencjonalnym, z wyjątkiem kilku badań, które odnotowały różnice po zmianie diety krów lub w zależności od etapu laktacji. Potrzeba więcej badań, aby dokładnie określić wpływ rolnictwa ekologicznego na zawartość laktozy w mleku.

Witaminy i substancje przeciwutleniające

Mleko zawiera witaminy rozpuszczalne w wodzie i tłuszczach, a większość badań nie wykazała różnic w zawartości witaminy A, β-karotenu i α-tokoferolu między mlekiem ekologicznym i mlekiem konwencjonalnym. To skład paszy, a nie system hodowli, ma większy wpływ na zawartość witamin w mleku. Niektóre badania sugerują wyższą zawartość β-karotenu i α-tokoferolu w mleku ekologicznym, co może być związane z większym spożyciem świeżej paszy przez krowy. Tymczasem mleko konwencjonalne może zawierać więcej witaminy A ze względu na dodatek koncentratów w diecie krów. Stężenie tiaminy (B1) i ryboflawiny (B2) może być wyższe w mleku konwencjonalnym, co prawdopodobnie wiąże się z większym spożyciem zbóż przez krowy. Potrzeba więcej badań, aby dokładnie określić wpływ rolnictwa ekologicznego na zawartość witamin w mleku.

Składniki mineralne

Zawartość minerałów w mleku ekologicznym i konwencjonalnym różni się w zależności od pierwiastka. Na te różnice wpływają genetyka krowy, sposób zarządzania gospodarstwem i otaczające środowisko, w tym stosowanie nawozów, rodzaj gleby i zanieczyszczenia.

Wapń i magnez

Wapń (Ca) i magnez (Mg) w mleku wykazują silne predyspozycje genetyczne, a wpływ diety na ich stężenie jest minimalny. Wapń wiąże się z kazeiną, która jest stosunkowo stabilna w mleku i nie ulega większym zmianom w zależności od diety zwierzęcia. Rasy o wyższej zawartości kazeiny i fosfolipidów (np. jersey vs. holstein) charakteryzują się wyższymi stężeniami wapnia, magnezu oraz fosforu. Zawartość wapnia i magnezu w mleku wzrasta wraz z fazą laktacji, co może wyjaśniać obserwowane różnice w stężeniu tych pierwiastków w mleku krów ekologicznych i konwencjonalnych. Dodatkowo zawartość wapnia może być powiązana z fazą laktacji i stężeniem kazeiny, co tłumaczy doniesienia o wyższej zawartości wapnia w mleku ekologicznym bez istotnej zmiany w całkowitej zawartości białka. Co ciekawe, stężenie wapnia i magnezu w mleku może być nieznacznie zwiększone poprzez stosowanie nawozów sodowych lub suplementów sodu w paszach. Wymagane są dalsze badania, aby precyzyjnie określić wpływ rolnictwa ekologicznego na stężenie tych pierwiastków w mleku.

Jod i selen

Zawartość jodu (I) i selenu (Se) w mleku organicznym i konwencjonalnym została szeroko zbadana, przy czym oba pierwiastki są niezbędne dla zdrowia zwierząt i ludzi. Stężenie jodu i selenu w mleku zależy od wielu czynników, w tym diety, rasy krów, pory roku i stosowanych praktyk rolniczych. Generalnie badania sugerują, że mleko konwencjonalne może zawierać więcej jodu, a mleko ekologiczne – więcej selenu. Jeśli chodzi o jod, to jego zawartość w mleku w głównej mierze zależy od diety krów. Mleko z gospodarstw konwencjonalnych zawiera do 42% więcej jodu niż mleko ekologiczne. Wynika to z dodatku jodu do paszy konwencjonalnej oraz stosowania jodoforowych środków odkażających. Różnica jest szczególnie widoczna latem, gdy krowy ekologiczne jedzą więcej na pastwiskach. Tymczasem zawartość selenu w mleku zależy od zawartości selenu w glebie i diecie krów. Na obszarach o niskiej zawartości selenu w glebie krowy ekologiczne karmione sianem i kiszonką mogą mieć wyższy poziom selenu w mleku niż krowy żywione konwencjonalnie z dostępem do pastwisk. W zimie, gdy diety krów są bardziej podobne, różnice w stężeniu selenu mogą się zacierać. Warto podkreślić, że zawartość jodu i selenu w mleku jest bezpieczna dla konsumentów, niezależnie od rodzaju hodowli.

Metale ciężkie

Stężenia metali ciężkich w mleku były celem badań w wielu krajach, a analizy skupiały się głównie na obawach o zdrowie ludzkie. Okazuje się, że stężenie metali ciężkich w mleku zależy od środowiska, diety i rasy krów. Chociaż badania nie wykazały różnic między mlekiem ekologicznym a konwencjonalnym, stężenia niektórych metali (np. arsenu, kadmu, miedzi, rtęci) mogą zmieniać się w czasie. Różnice w nawożeniu i tempie wzrostu pastwisk mogą tłumaczyć te zmiany. Niektóre badania sugerują wyższe stężenie miedzi w mleku konwencjonalnym, co może być związane z suplementacją danych pierwiastków w paszach treściwych.

Hormony

Mleko i produkty mleczne zawierają naturalnie estrogeny, a ich możliwy wpływ na zdrowie człowieka jest przedmiotem zainteresowania badawczego. Stężenie estrogenów w mleku różni się w zależności od etapu ciąży krowy i zawartości tłuszczu. Jednakże nie ma istotnych różnic w stężeniu estrogenu (E1) między mlekiem ekologicznym i mlekiem konwencjonalnym. Wyjątkiem może być estradiol E2, którego poziom w mleku ekologicznym rośnie szybciej wraz ze wzrostem zawartości tłuszczu w porównaniu z mlekiem konwencjonalnym. Chociaż różnice te są znaczące statystycznie, badacze nie uznają ich za istotne biologicznie dla ludzkiego organizmu.

Liczba komórek somatycznych

Zarządzanie stadem, w tym higiena doju i czystość krów, wpływa na zdrowie wymion, a to z kolei na skład mleka. Nie ma jednak jednoznacznych dowodów na to, że system hodowli (ekologiczny vs. konwencjonalny) wpływa na zdrowie wymion. Większość badań nie wykazała różnic w liczbie komórek somatycznych (SCC) między mlekiem ekologicznym i mlekiem konwencjonalnym. Nie stwierdzono również różnic w częstości występowania zapalenia wymienia. Wpływ na statystyki mogą mieć różnice w podejściu do zdrowia zwierząt. Generalnie na częstotliwość wizyt weterynaryjnych wpływa intensywność hodowli, a nie system.

Podsumowanie 

Skład mleka jest kształtowany przez wiele czynników, a ich interakcje są słabo poznane, dlatego wpływ rolnictwa ekologicznego jest wciąż przedmiotem badań. Nie ma jednoznacznych dowodów na to, że mleko ekologiczne różni się składem od mleka konwencjonalnego pod względem wydajności mleka czy zawartości tłuszczu, białka i laktozy. Różnice w składzie mogą być spowodowane czynnikami innymi niż system rolnictwa, takimi jak rasa krów, dieta, etap laktacji czy warunki środowiskowe. Różnice w profilach kwasów tłuszczowych prawdopodobnie są związane z paszą stosowaną w żywieniu krów. Konieczne są dalsze badania, które uwzględnią wszystkie czynniki wpływające na skład mleka, aby móc rzetelnie ocenić wpływ rolnictwa ekologicznego na jego jakość i wartości odżywcze.