Dairy Sci. Technol. 89 (2009) 405-416
DOI: 10.1051/dst/2009016

Changes in milk composition and processing properties during the spring flush period

Helen Grimley, Alistair Grandison and Michael Lewis

Department of Food Biosciences, University of Reading, Whiteknights, P.O. Box 226, Reading RG6 6AP, UK

Received 29 September 2008 - Accepted 28 March 2009 - / Published online 20 May 2009

Abstract - The period, known to UK farmers and processors as the “spring flush”, when the cows' diet changes from dry feed to spring pasture, has long been established as a time of change in milk properties and processing characteristics. Although it is believed to be a time when problems in processing are most likely to occur (e.g. milk that does not form clots or forms weak gels during cheesemaking), there is little evidence in the literature of detailed changes in milk composition and their impact on product manufacture. In this study, a range of physicochemical properties were analysed in milk collected from five commercial dairy herds before, during and after the spring flush period of 2006. In particular, total and ionic calcium contents of milk were studied in relation to other parameters including rennet clotting, acid gel properties, heat coagulation, alcohol stability, micelle size and zeta potential. Total divalent cations were significantly reduced from 35.4 to 33.4 mmol.L^-1 during the study, while ionic calcium was reduced from 1.48 to 1.40 mmol.L^-1 over the same period. Many parameters varied significantly between the sample dates. However, there was no evidence to suggest that any of the milk samples would have been unsuitable for processing – e.g. there were no samples that did not form clots with chymosin within a reasonable time or formed especially weak rennet or acid gels. A number of statistically significant correlations were found within the data, including ionic calcium concentration and pH; rennet clotting time (RCT) and micelle diameter; and RCT and ethanol stability. Overall, while there were clear variations in milk composition and properties over this period, there was no evidence to support the view that serious processing problems are likely during the change from dry feed to spring pasture.

Résumé - Changements dans la composition et les propriétés technologiques du lait lors de la période de mise à l'herbe.
La période de mise à l'herbe que les fermiers et transformateurs britanniques appellent “ spring flush ”, où les vaches passent d'une alimentation sèche à la pâture de printemps, est connue depuis longtemps comme une période de changement des propriétés et des caractéristiques technologiques du lait. Bien que l'on sache que c'est une période où des problèmes de transformation peuvent apparaître (par exemple, absence de coagulation du lait ou formation de gels mous au cours de la fabrication fromagère), peu d'informations existent dans la littérature sur les changements dans la composition du lait et leur impact sur sa transformation. Dans cette étude, toute une gamme de propriétés physicochimiques a été analysée sur du lait collecté dans 5 troupeaux laitiers, avant, pendant et après la période de mise à l'herbe 2006. En particulier, les teneurs en calcium total et ionique du lait ont été étudiées, en relation avec d'autres paramètres incluant la coagulation par la présure, les propriétés de gélification acide, la coagulation thermique, la stabilité à l'alcool, la taille des micelles et le potentiel zéta. Les cations divalents totaux étaient significativement réduits de 35,4 mmol.L^-1 à 33,4 mmol.L^-1 au cours de l'étude, alors que le calcium ionique était réduit de 1,48 mmol.L^-1 à 1,40 mmol.L^-1 sur la même période. Plusieurs paramètres variaient significativement entre dates d'échantillonnage. Cependant, il n'a pas pu être démontré qu'un des échantillons était impropre à la transformation – par exemple aucun des échantillons ne coagulait pas à la chymosine en un temps raisonnable, ou formait des gels présure ou acide spécialement mous. Un nombre de corrélations statistiquement significatives était trouvées parmi les données incluant la concentration en calcium ionique et le pH, le temps de coagulation par la présure et le diamètre des micelles, le temps de coagulation par la présure et la stabilité à l'alcool. Globalement, alors qu'il y avait des variations claires dans la composition et les propriétés du lait pendant cette période, aucune preuve ne permettait de soutenir l'idée que de sérieux problèmes de transformation puissent survenir lors du passage d'une alimentation sèche à la pâture de printemps.

Key words: milk / composition / processing / coagulation / season

Mots clés : lait / composition / transformation / coagulation / saison

Corresponding author: a.s.grandison@reading.ac.uk

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