Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte

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1 Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Centro MILC Dipartimento Produzioni Animali BVQSA Facoltà di Medicina Veterinaria Università degli Studi di Parma

2 Cos è la qualità del latte? Il concetto di qualità dipende dall uso a cui è destinato il latte

3 I requisiti del latte Analisi chimico-fisiche: grasso e caseina acidità SH (ph) lattodinamografia (LDG) Analisi microbiologiche: conta batterica totale, ricerca spore clostridi butirrici.. Analisi igienico sanitarie: conteggio cellule somatiche ricerca di sostanze inibenti

4 Grasso e Caseina 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

5 Schema della matrice del formaggio (da Fox et al., 2000 modificato) Schema della matrice del formaggio (da Fox et al., 2000 modificato) Micelle di caseina Globulo di grasso

6 Le frazioni azotate del latte Sieroproteine 17,5 % Azoto non proteico 5,5 % 77 % Caseina

7 Più caseina maggiore resa in formaggio (Pecorari e Mariani, 1990) 1 g di caseina = 3 g di formaggio stagionato due latti differenti per 0,1 unità percentuali + 3 kg di formaggio per caldaia

8 La razza influenza il contenuto di caseina (Custer 1979; modif.) 11,33 resa % 10,62 10,03 9,67 Frisona Ayrshire Guernsey Jersey 2,38 2,57 2,72 2,86 caseina %

9 Contenuto caseina e forza coagulo Forza coagulo, g (Robertson, 1983) 20 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00 Caseina %

10 Profili tensiometrici 65 dine / cm più caseina meno caseina (Fossa et al., 1994) Minuti

11 Caseina Attenzione al significato di % % = g/100 g g/100 ml 2,58 %?? 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

12 Effetto stagione su proteina e caseina (Summer et al., 1998) 3,2 Proteina Proteina e Caseina % 3,0 2,8 2,6 2,4 Caseina 2, Mese dell'anno

13 Le frazioni azotate del latte Sieroproteine 17,5 % Azoto non proteico 5,5 % 77 % Caseina

14 Indice Caseina Un parametro importante Indice caseina o numero caseina si calcola: N caseina x 100 N totale

15 Indice Caseina Un parametro importante Indice caseina o numero caseina si calcola: Caseina x 100 Proteina

16 Effetto stagione su proteina e caseina (Summer et al., 1998) Proteina e Caseina % 3,2 3,0 2,8 2,6 2,4 Proteina Indice caseina Caseina 79,0 78,5 78,0 77,5 77,0 76,5 Indice caseina 2, Mese dell'anno 76,0

17 La resa in Grana Padano diminuisce in estate (Pecorari e Mariani 1990) latte q/d resa %

18 Effetto lattazione su caseina (Malacarne et al., 2001) Latte individuale - Frisona Inizio Fine Lattazione Lattazione Lattazione, giorni Proteina, % 2,89 3,69 Caseina, % 2,32 2,81 Indice caseina, % 79,84 76,39

19 Con β-lattoglobulina B più caseina 78,40 0,51 2,46 2,58 75,40 0,33 A B A B A B Contenuto % Contenuto % Indice β-lg caseina caseina

20 Influenza della razza su indice di caseina (Mariani et al., 1998) Frisona Bruna Reggiana Modenese

21 Elevate cellule somatiche peggiore la qualità del latte Indice di Caseina % 79,70 77,50 76,20 72,40 <100 <300 <600 >600 Contenuto Cellule Somatiche X 1000/ml

22 Variabilità indice caseina (Summer et al., 2002) su 696 campioni di massa % Frequenza, % % 54 % 0 < Indice di caseina

23 Misura di Grasso e Caseina con FT-IR

24 Misura della Caseina con FT-IR (Calamari et al., 2008) 3,8 3,6 3,4 Caseina Kjeldahl (%) 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,6 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 (%)

25 Variabilità indice caseina (Summer et al., 2002) su 696 campioni di massa % Frequenza, % % 54 % 0 < Indice di caseina

26 Le frazioni azotate del latte Sieroproteine 17,5 % Azoto non proteico 5,5 % 77 % Caseina

27 Le frazioni azotate del latte Sieroproteine Azoto non proteico Caseina

28 Le caseine 38% 36% 11% 13% 2% α s1 -Cn β-cn α s2 -Cn κ-cn γ-cn

29 L origine della caseina γ β-caseina Arg Lys Lys Val Arg PP8f Lys His Casein γ1 Val PP5 Casein γ2 Arg Lys Glu Val 1 PP Casein γ3 209 Lys Lys 29 PP8s 107

30 Le caseine 38% 36% 11% 13% 2% X α s1 -Cn β-cn α s2 -Cn κ-cn γ-cn

31 Caratteristiche fisico-chimiche Proteoso-peptoni g / 100 g di latte ** +13% 0,11 0, >400 Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL

32 Elevate cellule somatiche peggiore la qualità del latte Caseina Sieroproteine Proteoso-peptoni 2,52 2,44 0,53 0,76 0,11 0, >400 Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL

33 Calo marcato dell Indice di Caseina Indice di Caseina % 78,47 72,74 ** 5,7% 400 >400 Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL

34 Le caseine 38% 36% 11% 13% 2% α s1 -Cn β-cn α s2 -Cn κ-cn γ-cn

35 -NH 2 I COOH

36 Polimorfismo κ-caseina G (S) E B B 2 C J κ-cn A F (S) F G H I

37 κ-caseina B

38 Cariogramma di toro α-la β-lg caseine

39 Trasmissione carattere BB AA BA BA

40 Trasmissione carattere AB AA AA BA

41 Con κ-caseina B più caseina totale (Ng-Kwai-Hang, 1994) 2,43 2,84 A B Contenuto caseina (g/100g)

42 Più caseina maggiore resa in formaggio (Pecorari e Mariani, 1990) 1 g di caseina = 3 g di formaggio stagionato due latti differenti per 0,1 unità percentuali + 3 kg di formaggio per caldaia

43 Con allele κ-caseina B più κ-caseina (Mariani e Summer, 1999) 9,6 11,0 A B Proporzione κ-caseina (%)

44 La micella di caseina Micella di caseina (circa 0,2 micrometri) Globulo di grasso (2-3 micrometri)

45 La micella di caseina 38% 36% 11% 13% 2%

46 κ-caseina B Maggiore contenuto di caseina Maggiore contenuto di κ-caseina Micelle più uniformi e più piccole

47 Coagulazione presamica I Chimosina r (min) II Ca ionico k 20 (min) 30 min 20 mm a 30 (mm) = Frammento carbossiterminale

48 Con κ-caseina B minore tempo coagulazione (r) 0 (min) Tempo di coagulazione, min A B 30

49 Con κ-caseina B minore tempo rassodamento (k 20 ) 0 (min) Tempo di coagulazione, min Tempo di rassodamento, min 20 mm A B 30

50 Con κ-caseina B maggiore consistenza (a 30 ) (min) Tempo di coagulazione, min 100 Tempo di rassodamento, min 20 mm A B 30 Consistenza coagulo, mm

51 Con κ-caseina B maggiore resa A B A B A B

52 La resa in formaggio Si stima che la resa di un caseificio con una produzione di tonnellate di formaggio l anno lavorando latte k-caseina AA, se si utilizzasse latte k-caseina BB, potrebbe aumentare a: tonnellate di Cheddar tonnellate di Mozzarella R. J. FitzGerald et al. - University of Limerick, Dublin, Irlanda

53 La qualità della cagliata 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

54 Polimorfismo κ-caseina G (S) E B B 2 C J κ-cn A F (S) F G H I Variazione rispetto: A B E C G Contenuto caseina Indice caseina Tempo coagulazione = Consistenza coagulo Resa in formaggio

55 Un kit per determinare il contenuto di k-caseina B nel latte

56 L idea Fare un anticorpo monoclonale per la κ-caseina B

57 B A

58 -NH 2 I COOH

59 Un test ELISA: il test kappa k-caseina B k-caseina A Anticorpo k-caseina B Anticorpo secondario

60 Paper

61 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 Partner CFPR CRPA UniPR Castalab CCP

62 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano pr BO MN MO PR RE Total zona C M P Total

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

64 Le caseine 38% 36% 11% 13% 2% α s1 -Cn β-cn α s2 -Cn κ-cn γ-cn

65 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale 30% 25% 20% 15% 10% zona C zona M zona P zona Total 5% 0% -5%

66 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F orig_file zona pr Alimentazione frisona <.0001 dimensione_al Media della k caseina su caseina per dimensione allevamento meno di 10 tra 10 e 19 tra 20 e 39 tra 40 e 69 tra 70 e 100 maggiore di 100

67 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa nel comprensorio del Parmigiano-Reggiano Distribuzione indice di caseina 250 Indice di caseina Media della k-caseina B su caseina per classi dell indice caseina media k caseina B su caseina 7 6 % di kb sulla caseina Indice di caseina

68 Lattodinamogrammi dei tipi identificati ottimale buona discreta buona Tipi intermedi: Tipo AE tipo A con tempi lunghi tendenti al tipo E Tipo EA tipo E con consistenza del coagulo vicina a quella del tipo A mediocre non idoneo molto mediocre non idoneo A, B, C buoni D, E mediocri F, DD scadente FF pessimo

69 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale

70 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano Effetti sul tempo di rassodamento R-Square Coeff Var Root MSE k20 Mean 0, Fonte DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F Acidità Titolabile ,0663 ph <.0001 k-caseina B su caseina <.0001 origine dati < % della variazione Effetto k-caseina B significativo Tempo di rassodamento (min)

71 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano Effetti sulla consistenza del coagulo R-Square Coeff Var Root MSE a30 Mean 0, Fonte DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F Acidità Titolabile <.0001 ph <.0001 k-caseina B su caseina <.0001 origine dati < % della variazione Effetto k-caseina B significativo Consistenza del coagulo (mm)

72 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale

73 Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale 23 az FI sono > di miste/altre

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

75 Varianti k-caseina Bruna Italiana Distribuzione dei tori > rank 94 valutazione dicembre tori k-caseina AB 34 tori k-caseina AA 2 tori k-caseina BB 46 tori Fonte ANARB, 2011

76 Varianti k-caseina Frisona Italiana Distribuzione per le varianti della k-caseina dei primi 50 tori Italiani attivi della classifica ufficiale Dic Feb 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%) Fonte ANAFI, 2011

77 Pagamento latte a qualità È possibile pagare il latte per il contenuto di k-caseina B?

78 Grazie dell Attenzione