Tłuszcz mlekowy syntetyzowany jest przez tkankę gruczołową wymienia ze składników pobranych z osocza krwi:
w mniejszych ilościach ze steroli, fosfolipidów, wolnego glicerolu i wolnych kwasów tłuszczowych. Pobrane chylomikrony i inne trój glicerydy ulegają w gruczole mlekowym rozkładowi z uwolnienie nim WKT. Glicerol potrzebny do syntezy tłuszczu mleka syntetyzowany jest w wymieniu z glukozy. Kwas octowy pobierany jest przez wymię wraz z beta-hydroksymaślanem; są zużywane do syntezy kwasów tłuszczowych o łańcuchu węglowym od 4 do 16 węgli; kwasy te stanowią około 40% wszystkich kwasów tłuszczowych mleka. Kwasy tłuszczowe o dłuższym łańcuchu węglowym pochodzą z osocza krwi i transportowane do komórek gruczołu mlekowego są włączone do zmian w tłuszczu mleka. Dotyczy to kwasów 16-, 18- i 20- węglowych. Na tym spostrzeżeniu m.in. opiera się modyfikowanie tłuszczu mlekowego, gdzie po zabezpieczeniu oleju roślinnego przed uwodornieniem w żwaczu, doprowadzamy do zmiany ilościowej wchłanianych z jelita kwasów tłuszczowych 16- i 18-węglowych. Do powyższej modyfikacji sporządzamy dla oleju roślinnego otoczkę białkową z białka poddanego działaniu aldehydów, która nie jest trawiona w żwaczu, ale jest rozkładana dopiero w trawieńcu i jelitach.
Kluczem do syntezy kwasów tłuszczowych jest synteza acetylo-CoA, który powstaje w organizmie z kwasu pirogronowego przez aktywację kwasu octowego w procesie beta-oksydacji kwasów tłuszczowych. W cytoplazmie i mitochondriach komórek wydzielniczych gruczołu mlekowego znajduje się enzym: syntetaza acetylo-CoA, która katalizuje syntezę acetylo-CoA bezpośrednio z octanu.
Energia potrzebna do syntezy kwasów tłuszczowych pochodzi z ATP i NADPH2. Synteza trójglicerydów następuje z kwasów tłuszczowych i fosfoglicerolu. W komórkach gruczołu mlekowego znajduje się glicerokinaza odpowiedzialna za konwersję glicerolu do fosfoglicerolu. Trójglicerydy syntetyzowane są w wymieniu, w części podstawowej komórek nabłonka gruczołowego. Formują się tam drobne kuleczki tłuszczowe, które stopniowo powiększają swoje rozmiary i przemieszczają się do części wierzchołkowej komórki. Przy wydzielaniu kropelek tłuszczowych wierzchołkowa część komórki ulega częściowemu odsznurowaniu. Średnia zawartość tłuszczu w mleku krowim wynosi około 3,5% z wahaniami 2.8-6%. Tłuszcz mlekowy występuje w postaci drobnych, silnie zdyspergowanych kuleczek tłuszczowych tworzących emulsję. O dużym stopniu zdyspergowania świadczy fakt, że w 1cm3 mleka znajduje się 2-6 mld kuleczek tłuszczowych średnicy kilki mikrometrów. Około 80% całej masy tłuszczu reprezentują kuleczki o średnicy 2-6 mikrometrów. Silny stopień dyspersji oznacza jednocześnie, ze tłuszcz w mleku przedstawia dużą powierzchnię zbiorową i stosunkowo łatwo podlega działaniu czynników katalitycznych z osocza mleka (procesy hydrolityczne i oksydacyjne). Emulsja tłuszczowa w mleku wykazuje znaczną stabilność dzięki otoczkom kuleczek tłuszczowych. W skład otoczek wchodzą:
W otoczce wykazano istnienie enzymów: oksydaza ksantynowa, fosfataza alkaliczna, fosfodwuesteraza. Materiał otoczkowy produkowany jest przez tkankę gruczołową wymienia – nabłonek wydzielniczy. Na 100 g tłuszczu przypada 2,2 g materiału otoczkowego. Struktura otoczki jest dwuwarstwowa. Wewnętrzną warstwę tworzą kompleksy lipoproteidowa zawierające jako główne białko pseudokeratynę. Warstwę zewnętrzną stanowią luźno związane kompleksy lipoproteidowe bogate w fosfolipidy i zawierające jako białko główne rozpuszczalny glikoproteid. Grubość otoczki wynosi około 10nm, przy czym dołącza się tu jeszcze 20-30-krotnie grubsza warstwa hydratacyjna. W 98.3% tłuszcz mlekowy reprezentowany jest przez Trójglicerydy kwasów tłuszczowych składające się z glicerolu i kwasów tłuszczowych. Z punktu widzenia chemicznego tłuszcz mleczny, tzw. lipidy mleka, są to wszystkie składniki, które dadzą się wyekstrahować z niego rozpuszczalnikami organicznymi. Podział ich jest następujący:
W tłuszczu mlekowym daje się dzisiaj wyodrębnić ponad 400 kwasów tłuszczowych, z czego 3 grupy występują w większych ilościach, są to:
Pozostałe kwasy tłuszczowe występują w mniejszych ilościach.
Istnieje znaczna zmienność składu kwasów tłuszczowych oraz poszczególnych typów triacylogliceroli. Takie czynniki jak:
odgrywają tu dominującą rolę.
Rozmieszczenie kwasów tłuszczowych w poszczególnych pozycjach triacylogliceroli determinuje właściwości fizyczne tłuszczu mlekowego, np. jego sposobu i warunków krystalizacji. W zależności od jej tempa tłuszcz mlekowy może krystalizować się w różnych formach polimerycznych oznaczanych jako alfa, beta’ i beta, różniących się między sobą budową siatki krystalicznej, temperaturą topnienia oraz stabilnością. W obrębie poszczególnych form krystalicznych tłuszcz mlekowy charakteryzuje się zdolnością tworzenia mieszanych kryształów, przy czym metastabilne formy krystaliczne alfa i beta’ tworzą kryształy łatwiej niż bardziej stabilna forma beta. Tworzenie się mieszanych kryształów wpływa na wzajemne proporcje fazy stałej i ciekłej tłuszczu, co decyduje o właściwościach reologicznych masła.
Na jakość tłuszczu mlekowego, jego przydatność technologiczną i żywieniową wpływa:
Do najbardziej charakterystycznych parametrów tłuszczu należy:
Szczególne znaczenie ma liczba jodowa, która jest miarą stopnia nienasycenia kwasów tłuszczowych wchodzących w skład tłuszczu mlekowego. Istnieje wyraźna zależność między zawartością fazy stałej w tłuszczu mlekowym a sumą nasyconych wysokotopliwych kwasów tłuszczowych oraz odwrotna zależność między zawartością fazy stałej a liczbą jodową. Zawartość nienasyconych kwasów tłuszczowych jest głównym czynnikiem określającym np. konsystencję masła, na co dodatkowo wskazuje fakt matematycznej zależności między liczbą jodową a twardością masła. Z żywieniowego punktu widzenia zawartość niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych jest dlatego tak ważna, ponieważ człowiek nie ma zdolności ich syntetyzowania, a są one potrzebne do prawidłowego rozwoju młodych organizmów i utrzymania przez całe życie dobrego stanu zdrowia. Są one niezbędnymi składnikami tkanek oraz służą do prawidłowego metabolizmu lipidów, przyczyniają się np. do obniżania poziomu cholesterolu.
W ostatnich latach dużo uwagi poświęca się prozdrowotnemu oddziaływaniu sprzężonych dienów kwasu linolowego, obejmujących grupę dienowych izomerów pozycyjnych i geometrycznych kwasu linolowego. Omawiane izomery występują przede wszystkim w tłuszczu mleka i mięsa przeżuwaczy, z dominującym udziałem izomeru cis-9, trans – 11., noszącego potoczną nazwę kwasu żwaczowego. Badania współczesne podkreślają szczególne znaczenie mikroflory żwacza przeżuwaczy, która jest w stanie przekształcać drogą izomeryzacji spożywane wraz z paszą kwasy cis-tłuszczowe w kwasy trans-, a dzięki temu też w CLA.
W żywieniu człowieka głównym źródłem CLA są mleko i jego przetwory. Pro zdrowotne działanie CLA przejawia się m.in. w przeciwdziałaniu:
Cholesterol jest naturalnym składnikiem mleka i stanowi 0,25-0,4 % ogólnej ilości lipidów mleka. Jest on związany z materiałem otoczkowym kuleczek tłuszczowych, gdzie reprezentuje około 30% lipidów. Tłuszcz mlekowy jest uważany jako żywność o średniej zawartości cholesterolu, jednakże zawiera on mniej cholesterolu niż mleko kobiece. Zawartość cholesterolu w mleku krowim zależy od:
Cholesterol występuje w niewielkich ilościach głównie w wysokotłuszczowych produktach takich jak masło, tłuste sery czy koncentraty mleczne. Obecność cholesterolu w poszczególnych produktach mlecznych zależy od zawartości w nich tłuszczu. Przy obecnym poziomie techniki istnieje możliwość aż 90-procentowej redukcji zawartości cholesterolu w produktach mleczarskich, szczególnie w maśle i serach. Departament Nauki o Żywności Uniwersytetu Kalifornia w USA jest posiadaczem patentu specjalnego absorbentu selektywnie wiążącego sam cholesterol. W Australii również wprowadzona została metoda oparta na kompleksacji cholesterolu ze związkami organicznymi. Daje ona możliwość usuwania do 90% cholesterolu z mleka lub śmietany, a technologia nie wpływa na komponenty kuleczki tłuszczowej tłuszczu mleka poza samym cholesterolem.
