Nuovi parametri di valutazione della qualità del latteNuovi parametri di valutazione della qualità...

Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer

La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012

Nuovi parametri di valutazione della qualità

del latte

Andrea SummerCentro MILCDipartimento Produzioni Animali BVQSAFacoltà di Medicina VeterinariaUniversità degli Studi di Parma



Cos’è

la qualità

del latte ?

Il concetto di qualità

dipende dall’uso a cui è

destinato il latte



I requisiti del latte

Analisi chimico-fisiche:grasso e caseinaacidità °SH (pH)lattodinamografia (LDG)

Analisi microbiologiche:conta batterica totale, ricerca spore clostridi butirrici …..

Analisi igienico sanitarie:conteggio cellule somatichericerca di sostanze inibenti



Grasso e caseina sono le principali componenti del formaggio

La caseina è

la sostanza "attiva" in fase di coagulazione

Il grasso invece ha un ruolo "passivo" durante la trasformazione

Globulo di grasso

Grasso e Caseina



Schema della matrice del formaggio (da Fox et

al., 2000 modificato)

Micelle di caseina Globulo di grasso

Schema della matrice del formaggio (da Fox et

al., 2000 modificato)



77 %5,5 %

17,5 %

Azoto

non proteicoSieroproteineCaseina

Le frazioni azotate del latte



1 g di caseina = 3 g di formaggio stagionato

due latti differenti per 0,1 unità

percentuali

+ 3 kg di formaggio per caldaia

Più

caseina maggiore resa in formaggio (Pecorari e Mariani, 1990)



La razza influenza il contenuto di caseina (Custer 1979; modif.)

Frisona Ayrshire Guernsey Jersey

resa %

9,67

10,03

10,62

11,33

caseina %2,38 2,57 2,72 2,86



2,00 2,25 2,50 2,75 3,0020

40

60

80

100

120

140

Forz

a co

agul

o, g

Caseina %(Robertson, 1983)

Contenuto caseina e forza coagulo



0 10 20 30 40

50

55

60

65

dine

/ c

m

Minuti

meno caseina

più

caseina

(Fossa et al., 1994)

Profili tensiometrici



Caseina

2,58 % ??

% = g/100 g g/100 mL

Se g/ 100 g = 2,58 g / 100 g latte

Peso specifico del latte 1,031 –

1,032

Se g/ 100 mL

= 2,50 g / 100 g latte

Attenzione al significato di %



Effetto stagione su proteina e caseina

(Summer et

al., 1998)

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mese dell'anno

Prot

eina

e C

asei

na %

Proteina

Caseina



77 %5,5 %

17,5 %

Azoto





Indice Caseina

Un parametro importanteIndice caseina o numero caseina

si calcola:

N caseina x 100

N totale



Indice Caseina

Un parametro importanteIndice caseina o numero caseina

si calcola:

Caseina x 100

Proteina



Effetto stagione su proteina e caseina

(Summer et

al., 1998)

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Mese dell'anno

Prot

eina

e C

asei

na %

76,0

76,5

77,0

77,5

78,0

78,5

79,0

Indi

ce c

asei

na

Proteina

Caseina

Indice caseina



resa %

latte q/d

La resa in Grana Padano diminuisce in estate

(Pecorari e Mariani 1990)



Inizio FineLattazione Lattazione

Lattazione, giorni

46

307

Proteina, %

2,89

3,69

Caseina, %

2,32

2,81

Indice caseina, %

79,84

76,39

Effetto lattazione su caseina

(Malacarne

et

al., 2001)

Latte individuale -

Frisona



Con β-lattoglobulina

B più

caseina

0,51

0,33

2,46

2,5875,40

78,40

Contenuto % Contenuto

% Indiceβ-Lg caseina caseina

A B A B A B



76.9278.56 78.19 79.05

Frisona Bruna Reggiana ModeneseFrisona Bruna Reggiana Modenese

Influenza della razza su indice di caseina (Mariani et al., 1998)



79,7077,50

76,20

72,40

<100 <300 <600 >600Contenuto Cellule Somatiche X 1000/ml

Indice di Caseina

%

Elevate cellule somatiche peggiore la qualità

del latte



0

5

10

15<7

2.25

73.0

74.0

75.0

76.0

77.0

78.0

79.0

80.0

81.0

Indice di caseina

Freq

uenz

a, %

Variabilità

indice caseina

(Summer et

al., 2002)

su 696 campioni di massa

14 %14 %

54 %54 %

32 %32 %



Misura di Grasso e Caseina con FT-IR



Misura della Caseina con FT-IR (Calamari

et

al., 2008)

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

3,6

3,81,

6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

3,4

3,6

3,8

Caseina FT-120 (%)

Cas

eina

Kje

ldah

l (%

)



0

5

10

15<7

2.25

73.0

74.0

75.0

76.0

77.0

78.0

79.0

80.0

81.0

Indice di caseina

Freq

uenz

a, %

Variabilità

indice caseina

(Summer

et

al., 2002)

su 696 campioni di massa

14 %14 %

54 %54 %

32 %32 %



77 %5,5 %

17,5 %

Azoto





Azoto





Le caseine

38%36%

11% 13%

2%

αs1

-Cn

β-Cn αs2

-Cn κ-Cn

γ-Cn



1 107 108 209

29 107

β-caseina

Arg Lys

Lys

Val

1 28 29 209PP8f Casein

γ1Arg Lys

His

Val

1 105

106 209PP5 Casein

γ2Arg Lys

Glu

Val

PP5 Casein

γ3Lys

Lys

PP8s

L’origine della caseina

γ



Le caseine

38%36%

11% 13%

2%

αs1

-Cn

β-Cn αs2

-Cn κ-Cn

γ-CnX



0,11 0,19

≤400 >400Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL

**+13%

Proteoso-peptoni g / 100 g di latte

Caratteristiche fisico-chimiche



2,52

0,53

0,11

2,44

0,76

0,19

Caseina Sieroproteine Proteoso-peptoni

Elevate cellule somatiche peggiore la qualità

del latte




Indice di Caseina

%

Calo marcato dell’Indice di Caseina

78,47

72,74


**–5,7%



Le caseine

38%36%

11% 13%

2%

αs1

-Cn

β-Cn αs2

-Cn κ-Cn

γ-Cn



___COOH

I-NH2



B2

C

J

G(S)

E

F(S)

F

G

H

I

κ-Cn

A

B

Polimorfismo κ-caseina



κ-caseina B



Cariogramma

di toro

β-Lg

α-La

caseine



BB AA

BA

BA

Trasmissione carattere



AB AA

AA

BA

Trasmissione carattere



2,43

2,84

Contenuto caseina (g/100g)

A B

Con κ-caseina B più

caseina totale

(Ng-Kwai-Hang, 1994)



1 g di caseina = 3 g di formaggio stagionato

due latti differenti per 0,1 unità

percentuali

+ 3 kg di formaggio per caldaia

Più

caseina maggiore resa in formaggio (Pecorari e Mariani, 1990)



9,611,0

Proporzione κ-caseina (%)

A B

Con allele κ-caseina B più

κ-caseina

(Mariani e Summer, 1999)



Micella di caseina (circa 0,2 micrometri)

Globulo di grasso (2-3 micrometri)

La micella di caseina



38%36%

11% 13%

2%

La micella di caseina



•

Maggiore contenuto di caseina•

Maggiore contenuto di κ-caseina

•

Micelle più

uniformi e più

piccole

κ-caseina B



Coagulazione presamica

Chimosina

= Frammento carbossiterminale

106-169

I

II Ca ionico

20 mm

a30

(mm)

r(min)

k20(min) 30

min



0 (min)

30

A B

Tempo di coagulazione, min 10076

Con κ-caseina B minore tempo coagulazione (r)



0 (min)

30

Tempo di rassodamento, min

20 mm


57

A B

Con κ-caseina B minore tempo rassodamento (k20

)



Consistenza coagulo, mm

0 (min)

30

Tempo di rassodamento, min

20 mm


167

A B

Con κ-caseina B maggiore consistenza (a30

)



A B A B A B

Con κ-caseina B maggiore resa



Si stima che la resa di un caseificio con una produzione di 20.000 tonnellate di formaggio l’anno lavorando latte k-caseina AA, se si utilizzasse latte k-caseina BB, potrebbe aumentare a:

21.180 tonnellate di Cheddar21.780 tonnellate di Mozzarella

R. J. FitzGerald

et

al. -

University of Limerick, Dublin, Irlanda

La resa in formaggio



“Il latte k-caseina B tende a coagulare in minor tempo e, soprattutto, dà

origine a cagliate di maggiore consistenza e

più

facili da lavorare, in quanto si frantumano in granuli caseosi più

uniformi, che spurgano meglio ed il cui grado di

coesione porta alla formazione di masse caseose aventi migliori caratteristiche reologiche.”

P. Mariani e A. Summer -

Università

di Parma

La qualità

della cagliata



Polimorfismo κ-caseina

B2

C

J

G(S)

E

F(S)

F

G

H

I

κ-Cn

A

B

Resa in formaggio

Consistenza coagulo

=Tempo coagulazione

Indice caseina

Contenuto caseina

GCEBVariazione rispetto: A

Resa in formaggio

Consistenza coagulo

=Tempo coagulazione

Indice caseina

Contenuto caseina

GCEBVariazione rispetto: A



Un kit per determinare il contenuto dik-caseina B

nel latte



•

Fare un anticorpo monoclonale per la κ-caseina B

L’idea



AB



___COOH

I-NH2



k-caseina B

k-caseina A

Anticorpo k-caseina B

Anticorpo secondario

Un test ELISA: il test kappa



Paper



Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano

Materiali e metodi:•

Sono stati raccolti 583

campioni di latte di massa presso aziende

ubicate nella zona di produzione del formaggio Parmigiano- Reggiano.

•

Su tali campioni sono state fatte le analisi qualitative, la lattodinamografia

ed è

stato determinato il contenuto di k-caseina B

mediante test kappa•

E’

stata fatta una pulizia dei dati:

•

81 campioni eliminati

CFPR CRPA UniPR

Castalab

CCP

Partner



C M P Total0 43 11 540 79.63 20.37 10.76

0 0 33 330 0 100 6.57

12 20 58 9013.33 22.22 64.44 17.93

33 60 82 17518.86 34.29 46.86 34.86

25 37 88 15016.67 24.67 58.67 29.88

70 160 27213.94 31.87 54.18 502

pr zona

BO

MN

MO

PR

RE

Total

Analisi

del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano



Contenuto k-caseina B




Le caseine

38%36%

11% 13%

2%

αs1

-Cn

β-Cn αs2

-Cn κ-Cn

γ-Cn



-5%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

0 2 4 6 8 10 12 14

zona C

zona M

zona P

zona Total

Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale





Media della k‐caseina su caseina per dimensione

allevamento

02468

101214

meno di 10 tra 10 e 19 tra 20 e 39 tra 40 e 69 tra 70 e 100 maggiore di100

Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > Forig_file 1 6.640 6.6397 2.59 0.1084

zona 2 18.135 9.0675 3.53 0.03pr 4 53.811 13.4527 5.24 0.0004

Alimentazione 2 12.908 6.4538 2.51 0.0819frisona 1 381.254 381.2542 148.55 <.0001

dimensione_al 5 5.610 1.1220 0.44 0.8226




Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa nel comprensorio del Parmigiano-Reggiano

Distribuzione indice di caseina

Indice di caseina

0

50

100

150

200

250

73 74 75 76 77 78 79 80 81

media k‐caseina B su caseina

0

1

2

3

4

5

6

7

74 75 76 77 78 79 80Indice di caseina

% di kb sulla caseina

Media della k-caseina B su caseina per classi dell’indice caseina



Lattodinamogrammi

dei tipi identificati

ottimale buona discreta buona

mediocre non idoneo molto mediocre non idoneo

Tipi intermedi:

Tipo AEtipo A con tempi lunghi tendenti al tipo E

Tipo EAtipo E con consistenza del coagulo vicina a quella del tipo A

A, B, C buoniD, E mediocriF, DD

scadenteFF pessimo



Effetti sul tempo di rassodamento

Tempo di rassodamento (min)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8

65% della variazione

Effetto k-caseina B significativo

R-Square Coeff Var Root MSE k20 Mean0,655 35 3 8

Fonte DF Type III SS Mean Square F Value Pr > FAcidità Titolabile 1 30 30 3 0,0663

pH 1 500 500 57 <.0001k-caseina B su caseina 10 471 47 5 <.0001

origine dati 1 1673 1673 192 <.0001




Effetti sulla consistenza del coagulo

Consistenza del coagulo (mm)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8

R-Square Coeff Var Root MSE a30 Mean0,550 28 7 24

Fonte DF Type III SS Mean Square F Value Pr > FAcidità Titolabile 1 2073 2073 45 <.0001

pH 1 2663 2663 57 <.0001k-caseina B su caseina 10 2984 298 6 <.0001

origine dati 1 7640 7640 165 <.0001

55% della variazione

Effetto k-caseina B significativo






23 az

FI sono > di miste/altre



Selezione

Oggi la selezione offre genetica in grado di migliorare il genotipo della k-caseina

?



Distribuzione dei tori > rank

94valutazione dicembre 2010 –

82 tori

Varianti k-caseina

Bruna Italiana

k-caseina BB 46 tori

k-caseina AB 34 tori

k-caseina AA 2 tori

Fonte ANARB, 2011



Distribuzione per le varianti della k-caseinadei primi 50 tori Italiani attivi della classifica ufficiale

k-caseina BB

5 (10%)

1 ( 2%)k-caseina AB

26 (52%)

17 (34%)

=======

=======31 (62%)

18 (36%)

k caseine AA 19 (38%)

32 (64%)

Dic. 2011------------

Feb. 2005------------

Varianti k-caseina

Frisona Italiana

Fonte ANAFI, 2011



Pagamento latte a qualità

È

possibile pagare il latte per il contenuto di k-caseina B?



Grazie dell’Attenzione

[email protected]

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