Andrea Summer
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Nuovi parametri di valutazione della
qualità del latte
Andrea Summer
Centro MILC
Dipartimento Produzioni Animali BVQSA
Facoltà di Medicina Veterinaria
Università degli Studi di Parma
La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
Andrea Summer
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Cos’è la qualità del latte ?
Il concetto di qualità dipende dall’uso a
cui è destinato il latte
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
I requisiti del latte
¾ Analisi chimico-fisiche:
9 grasso e caseina
9 acidità °SH (pH)
9 lattodinamografia (LDG)
¾ Analisi microbiologiche:
9 conta batterica totale, ricerca spore clostridi butirrici …..
¾ Analisi igienico sanitarie:
9 conteggio cellule somatiche
9 ricerca di sostanze inibenti
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Schema della matrice del formaggio
Schema della matrice del formaggio
Micelle di caseina
(da Fox et al., 2000 modificato)
(da Fox et al., 2000 modificato)
Globulo di grasso
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le frazioni azotate del latte
Sieroproteine
17,5 %
Azoto non proteico
5,5 %
Caseina
77 %
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
La razza influenza il contenuto di caseina
(Custer 1979; modif.)
11,33
resa %
10,62
10,03
9,67
Frisona
2,38
Ayrshire
2,57
Guernsey
2,72
Jersey
2,86
caseina %
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Contenuto caseina e forza coagulo
140
Forza coagulo, g
120
100
80
60
40
20
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00
Caseina %
(Robertson, 1983)
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Profili tensiometrici
dine / cm
65
60
meno caseina
55
50
più caseina
0
10
20
30
40
Minuti
(Fossa et al., 1994)
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Effetto stagione su proteina e caseina
(Summer et al., 1998)
Proteina
Proteina e Caseina %
3,2
3,0
2,8
2,6
Caseina
2,4
2,2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
Mese dell'anno
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le frazioni azotate del latte
Sieroproteine
17,5 %
Azoto non proteico
5,5 %
Caseina
77 %
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Indice Caseina
Un parametro importante
Indice caseina o numero caseina
si calcola:
N caseina x 100
N totale
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Indice Caseina
Un parametro importante
Indice caseina o numero caseina
si calcola:
Caseina x 100
Proteina
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Effetto stagione su proteina e caseina
(Summer et al., 1998)
Proteina
3,2
79,0
3,0
Indice
caseina
78,0
2,8
77,5
2,6
77,0
Caseina
2,4
2,2
Indice caseina
Proteina e Caseina %
78,5
76,5
76,0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
Mese dell'anno
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
La resa in Grana Padano diminuisce in estate
(Pecorari e Mariani 1990)
latte q/d
resa %
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Effetto lattazione su caseina
(Malacarne et al., 2001)
Latte individuale - Frisona
Inizio
Lattazione
Lattazione, giorni
46
Fine
Lattazione
307
Proteina, %
2,89
3,69
Caseina, %
2,32
2,81
Indice caseina, %
79,84
76,39
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Con β-lattoglobulina B più caseina
78,40
2,58
0,51
75,40
2,46
0,33
A
B
Contenuto %
β-Lg
A
B
Contenuto %
caseina
A
B
Indice
caseina
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Influenza della razza su indice di caseina
76.92
Frisona
78.56
Bruna
(Mariani et al., 1998)
78.19
Reggiana
79.05
Modenese
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Variabilità indice caseina
(Summer et al., 2002)
su 696 campioni di massa
15
14 %
54 %
32 %
5
81.0
80.0
79.0
78.0
77.0
76.0
75.0
74.0
73.0
0
<72.25
Frequenza, %
10
Indice di caseina
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Misura di Grasso e Caseina con FT-IR
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Misura della Caseina con FT-IR
(Calamari et al., 2008)
3,8
3,6
3,2
3
2,8
2,6
2,4
2,2
2
1,8
3,8
3,6
3,4
3,2
3,0
2,8
2,6
2,4
2,2
2,0
1,8
1,6
1,6
Caseina Kjeldahl (%)
3,4
Caseina FT - 120 (%)
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Variabilità indice caseina
(Summer et al., 2002)
su 696 campioni di massa
14 %
15
54 %
32 %
5
81.0
80.0
79.0
78.0
77.0
76.0
75.0
74.0
73.0
0
<72.25
Frequenza, %
10
Indice di caseina
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le frazioni azotate del latte
Sieroproteine
17,5 %
Azoto non proteico
5,5 %
Caseina
77 %
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le frazioni azotate del latte
Sieroproteine
Azoto non proteico
Caseina
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le caseine
38%
36%
11%
13%
2%
αs1-Cn
β-Cn
αs2-Cn
κ-Cn
γ-Cn
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
L’origine della caseina γ
β-caseina
Arg
1
Arg
1
Lys
Lys
Val
28 29
PP8f
209
Lys His
Casein γ1
Val
PP5
105
106
Casein γ2
209
Lys
Glu
Arg
1
107
PP5
Lys
29
Lys
PP8s
108
Val
Casein γ3
209
107
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le caseine
38%
36%
11%
13%
X
2%
αs1-Cn
β-Cn
αs2-Cn
κ-Cn
γ-Cn
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Caratteristiche fisico-chimiche
Proteoso-peptoni
g / 100 g di latte
**
+13%
0,11
≤400
0,19
>400
Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Elevate cellule somatiche peggiore la qualità del latte
Caseina
Sieroproteine
2,52
Proteoso-peptoni
2,44
0,76
0,53
0,19
0,11
≤400
>400
Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Calo marcato dell’Indice di Caseina
Indice di Caseina
%
78,47
72,74
**
–5,7%
≤400
>400
Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le caseine
38%
36%
11%
13%
2%
αs1-Cn
β-Cn
αs2-Cn
κ-Cn
γ-Cn
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
-NH2
I
___ COOH
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Polimorfismo κ-caseina
B2
G(S)
E
B
C
J
F(S)
κ-Cn A
F
G
H
I
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κ-caseina B
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Cariogramma di toro
α-La
β-Lg
caseine
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Trasmissione carattere
BB
AA
BA
BA
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Trasmissione carattere
AB
AA
AA
BA
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Con κ-caseina B più caseina totale
(Ng-Kwai-Hang, 1994)
2,84
2,43
A
B
Contenuto caseina (g/100g)
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Con allele κ-caseina B più κ-caseina
9,6
A
(Mariani e Summer, 1999)
11,0
B
Proporzione κ-caseina (%)
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
La micella di caseina
Micella di caseina
(circa 0,2 micrometri)
Globulo di grasso
(2-3 micrometri)
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
La micella di caseina
38%
36%
11%
13%
2%
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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κ-caseina B
• Maggiore contenuto di caseina
• Maggiore contenuto di κ-caseina
• Micelle più uniformi e più piccole
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Coagulazione presamica
II
Chimosina
k20
(min)
Ca ionico
30 min
I
r
(min)
20 mm
a30 (mm)
= Frammento carbossiterminale 106-169
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Con κ-caseina B minore
tempo coagulazione (r)
0 (min)
Tempo di coagulazione, min
100
A
76
B
30
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Con κ-caseina B minore
tempo rassodamento (k20)
0 (min)
100
Tempo di coagulazione, min
57
Tempo di rassodamento, min
20 mm
A
B
30
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Con κ-caseina B maggiore
consistenza (a30)
167
0 (min)
100
Tempo di coagulazione, min
Tempo di rassodamento, min
20 mm
30
A
B
Consistenza coagulo, mm
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Con κ-caseina B maggiore resa
A B
A B
A B
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
La resa in formaggio
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 Cheddar
21.780 tonnellate di Mozzarella
R. J. FitzGerald et al. - University of Limerick, Dublin, Irlanda
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Polimorfismo κ-caseina
B2
G(S)
C
B
E
J
F(S)
κ-Cn A
F
G
H
I
Variazione rispetto:
A
B
E
C
G
Contenuto caseina
Indice caseina
Tempo coagulazione
=
Consistenza coagulo
Resa in formaggio
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Un kit per
determinare il
contenuto di
k-caseina B
nel latte
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
L’idea
• Fare un anticorpo monoclonale per la
κ-caseina B
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
B
A
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
-NH2
I
___ COOH
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Un test ELISA: il test kappa
k-caseina B
k-caseina A
Anticorpo k-caseina B
Anticorpo secondario
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Paper
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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 ParmigianoReggiano.
• 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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di
massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
pr
z ona
C
BO
MN
MO
PR
RE
Total
M
P
Total
0
43
11
54
0
79.63
20.37
10.76
0
0
33
33
0
0
100
6.57
12
20
58
90
13.33
22.22
64.44
17.93
33
60
82
175
18.86
34.29
46.86
34.86
25
37
88
150
16.67
24.67
58.67
29.88
70
160
272
13.94
31.87
54.18
502
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di
massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
Contenuto k-caseina B
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Le caseine
38%
36%
11%
13%
2%
αs1-Cn
β-Cn
αs2-Cn
κ-Cn
γ-Cn
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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%
zona C
20%
zona M
15%
zona P
10%
zona Total
5%
0%
0
2
4
6
8
10
12
14
-5%
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
orig_file
zona
pr
Alimentazione
frisona
dimensione_al
DF
1
2
4
2
1
5
Type III SS
6.640
18.135
53.811
12.908
381.254
5.610
Mean Square
6.6397
9.0675
13.4527
6.4538
381.2542
1.1220
F Value
Pr > F
2.59
0.1084
3.53
0.03
5.24
0.0004
2.51
0.0819
148.55 <.0001
0.44
0.8226
Media della k‐caseina su caseina per dimensione allevamento
14
12
10
8
6
4
2
0
meno di 10
tra 10 e 19
tra 20 e 39
tra 40 e 69
tra 70 e 100 maggiore di
100
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
250
200
150
Media della k-caseina B su caseina
per classi dell’indice caseina
100
50
0
74
75
76
77
78
79
80
media k‐caseina B su caseina
81
7
6
% di kb sulla caseina
73
5
4
3
2
1
0
74
75
76
77
78
Indice di caseina
79
80
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Lattodinamogrammi dei tipi identificati
Tipi intermedi:
Tipo AE
tipo A con tempi lunghi
tendenti al tipo E
ottimale
buona
discreta
buona
Tipo EA
tipo E con consistenza del
coagulo vicina a quella del
tipo A
mediocre
non idoneo
molto mediocre
A, B, C
D, E
F, DD
FF
non idoneo
buoni
mediocri
scadente
pessimo
La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
Andrea Summer
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
Andrea Summer
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
35
0,655
Fonte
DF
1
Acidità Titolabile
1
pH
10
k-caseina B su caseina
1
origine dati
Root MSE
k20 Mean
3
Type III SS
8
Mean Square
30
500
471
1673
F Value
30
500
47
1673
3
57
5
192
Pr > F
0,0663
<.0001
<.0001
<.0001
Tempo di rassodamento (min)
65% della
variazione
14
Effetto k-caseina
B significativo
10
12
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
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Andrea Summer
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
28
0,550
Fonte
DF
1
Acidità Titolabile
1
pH
10
k-caseina B su caseina
1
origine dati
55% della
variazione
Effetto k-caseina
B significativo
Root MSE
a30 Mean
7
24
Type III SS
2073
2663
2984
7640
Mean Square
2073
2663
298
7640
F Value
45
57
6
165
Pr > F
<.0001
<.0001
<.0001
<.0001
Consistenza del coagulo (mm)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
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
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Andrea Summer
Selezione
Oggi la selezione offre genetica in grado
di migliorare il genotipo della k-caseina
?
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Varianti k-caseina
Bruna Italiana
Distribuzione dei tori > rank 94
valutazione dicembre 2010 – 82 tori
k-caseina AB
34 tori
k-caseina AA
2 tori
k-caseina BB
46 tori
Fonte ANARB, 2011
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Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Varianti k-caseina
Frisona Italiana
Distribuzione per le varianti della k-caseina
dei primi 50 tori Italiani attivi della classifica ufficiale
Dic. 2011
------------
Feb. 2005
------------
k-caseina BB
k-caseina AB
5 (10%)
26 (52%)
=======
31 (62%)
1 ( 2%)
17 (34%)
=======
18 (36%)
k caseine AA
19 (38%)
32 (64%)
Fonte ANAFI, 2011
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Andrea Summer
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte
Pagamento latte a qualità
È possibile pagare il latte per il
contenuto di k-caseina B?
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Andrea Summer
Grazie dell’Attenzione
[email protected]
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