Fattori genetici nella scelta di nuovi parametri qualitativi del latte con particolare riguardo alla sua attitudine tecnologico-casearia

Abstract

Migliorare la qualità del latte è una sfida che le Associazioni Nazionali Allevatori Italiane hanno intrapreso con vigore negli ultimi anni: solo stimolando gli allevatori a produrre un latte idoneo alla caseificazione e, quindi, particolarmente adatto alla produzione di prodotti lattiero caseari di esclusivo valore sarà possibile diversificare le produzioni e contrastare quindi il fenomeno dell’omologazione di tutti i prodotti caseari. E’ risaputo come la produzione di latte sia diversa a seconda della razza bovina allevata, sia in termini quantitativi che qualitativi. Ma la diversa composizione del latte non è sufficiente per indicare una differente predisposizione alla trasformazione casearia delle singole razze. Attualmente negli indici di selezione delle varie razze sono inseriti vari parametri legati alla qualità del latte. I chilogrammi di proteina prodotti dalla singola vacca sono un indicatore diretto della quantità di formaggio che si può ottenere per ogni singolo animale. Questa informazione, però, risulta solo un’indicazione di carattere generale, non sufficiente per indicare esattamente la quantità e la qualità del formaggio prodotto dal latte di ogni singola bovina. Il contenuto percentuale di proteina fornisce un dettaglio maggiore perché è connesso sia alla qualità delle produzioni che allo sforzo metabolico richiesto alla bovina per una tale produzione. La variante genetica della k-caseina è un altro elemento fondamentale che ha importanti riflessi sulla resa alla caseificazione. Tutti questi parametri, senza dimenticare il contenuto in grasso e le cellule somatiche, sono certamente importanti ma non sono però sufficienti per indicare la reale qualità casearia del latte. Scopo di questa ricerca è individuare nuovi parametri qualitativi e sviluppare nuovi strumenti in grado di descrivere con maggior precisione le caratteristiche tecnologico-casearie del latte. Analizzando le differenze genetiche esistenti tra le bovine per tali parametri, si vuole, inoltre, studiare la possibilità di intervenire con azioni selettive per variare l’assetto genetico degli animali in produzione al fine di ottimizzare la resa casearia e la qualità del prodotto finito. Per far ciò, in primo luogo, si è presa in considerazione la caseina del latte, un carattere conosciuto da lungo tempo ma per cui solo negli ultimi anni è possibile analizzarne di routine il contenuto su campioni di singole vacche a prezzi contenuti. L’obiettivo principale di questo studio è stato quello di analizzare i vantaggi ottenibili, per la razza Bruna, selezionando direttamente sul valore di caseina anziché su quello di proteina. E’ la caseina, infatti, che influisce sulla resa della trasformazione casearia e la qualità del formaggio (Pecorari et al., 1990). E’ stato dimostrato che l’indice di caseina, ovvero il rapporto tra il contenuto di caseina e il contenuto di proteina grezza, può variare anche in maniera consistente da un animale all’altro (con valori che variano da 70 a 85) con differenze significative nelle caratteristiche casearie del latte prodotto. I risultati ottenuti mostrano che la selezione effettuata negli ultimi decenni sulla produzione di proteina, ha avuto nella Razza Bruna effetti molto positivi anche sulla caseina. Il progresso genetico della % di caseina, infatti, è di 0,91 deviazione standard in 10 anni ovvero il 30% più alto se comparato con quello della % di proteina (0,66 ds). Spostando l’enfasi relativa dell’indice di selezione dalle proteine alle caseine si evidenzia un aumento del progresso genetico sia dei kg di latte prodotto che di tutti i parametri che garantiscono una buona resa casearia sia in termini qualitativi che quantitativi: +0,20 % di deviazione standard genetica per i kg di latte, +0,16% per i kg di caseina e +0,11 per la % di caseina. La k-caseina è un altro importante parametro che denota le qualità casearie del latte prodotto da una singola bovina. La variante B influenza positivamente le caratteristiche tecnologiche e la “lavorabilità” del latte, migliora la resa casearia nonché la qualità del formaggio. Le metodiche utilizzate finora per determinare sia il tipo di variante presente nel campione che il contenuto relativo della stessa richiedono, però, l’utilizzo di apparecchiature sofisticate e di personale specializzato, i tempi di analisi sono lunghi e i costi piuttosto elevati. Per questo motivo si è lavorato per creare un test di analisi rapido (Test Kappa) che riesca a quantificare il contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa con costi contenuti e tempi d’analisi compatibili con la routine di laboratorio. Potendo poi misurare il contenuto in k-caseina B, grazie al test kappa, sul latte di massa, si è dato il via ad un ulteriore studio per approfondire le conoscenze su questo parametro completamente nuovo. L’obiettivo del progetto è verificare la variabilità, durante l’anno, del contenuto in k-caseina B nel latte di massa ed evidenziarne eventuali differenze dovute alla razza e alla dimensione dell’allevamento. I risultati hanno dimostrato che, in generale, il contenuto di k-caseina B nel latte di caldaia è un parametro molto più costante durante l’anno rispetto agli altri caratteri qualitativi perché è influenzato direttamente dalle caratteristiche genetiche della mandria. Per quanto concerne le dimensioni d’allevamento, le aziende piccole mostrano una maggiore variabilità per il contenuto di k-caseina B rispetto alle medio grandi. Ci sono, infatti, piccoli allevamenti che hanno una % media di k-caseina B di 0,09 ma altri che arrivano addirittura a sfiorare lo 0,40 dimostrando quindi una spiccata attenzione alle caratteristiche genetiche degli animali presenti in stalla. Le grosse aziende hanno invece un range di variazione del contenuto di k-caseina B molto più contenuto (da 0,18 a 0,30). Per quanto riguarda la razza, gli allevamenti composti da animali con un’elevata frequenza di k-caseina B, presentano un’oscillazione dei valori per il contenuto di k-caseina B molto più ampia ( da 0 a 0,42) rispetto a quelli di razza con bassa frequenza (da 0 a 0,20). Sempre considerando il latte di massa, si è valutato come variazioni discrete del contenuto in k-caseina B influenzino anche le caratteristiche casearie del latte. I risultati mostrano un forte legame di questo parametro con il tempo di rassodamento e la consistenza del coagulo. Infatti lavorando latte con contenuto di k-caseina B intorno al 6% rispetto ad uno con sola k-caseina A, il tempo di rassodamento passa da 12 a 4 minuti e la consistenza del coagulo da 23 a 38 mm. Il contenuto di k-caseina B non sembra, invece, particolarmente legato al tempo di coagulazione che sembra influenzato più dal pH e dall’acidità. Nel seguente studio si è voluto verificare l’utilizzo del Test Kappa calcolando il contenuto di k-caseina B anche su latte di singole vacche. I risultati sono stati confortanti perché, analizzando su tutti i campioni l’andamento della % di k-caseina B, calcolata come rapporto fra il contenuto di k-caseina B misurato col “test kappa” e la caseina totale, si è riusciti a determinare direttamente, per quasi l’85% delle bovine, gli assetti genici per l’allele B. L’allele alternativo è sempre stato considerato quello A visto che le altre varianti alleliche sono estremamente rare. Riconoscendo l’importanza che le proteine k-caseina, αs1-caseina e ß-lattoglobulina rivestono sulle caratteristiche casearie del latte, si è infine implementato uno studio per creare una procedura di calcolo probabilistico in grado di assegnare, ai soggetti senza analisi per le tre varianti proteiche, il genotipo più probabile utilizzando genotipi noti di soggetti appartenenti alla stessa linea parentale. Così facendo si è riusciti ad incrementare, in modo cospicuo e senza ricorrere ad analisi costose, l’archivio delle tre frazioni proteiche del latte. Tutte queste analisi dimostrano che, operando una selezione mirata su nuovi parametri cardine della qualità casearia del latte, è possibile ottenere animali con una maggiore attitudine alla produzione di latte per la caseificazione e alla produzione di formaggi di qualità.

Un altro argomento particolarmente innovativo di questo lavoro riguarda i parametri nutraceutici del latte. L’obiettivo è stato quello di raccogliere informazioni sulle casomorfine prodotte dalla digestione della ß-caseina. Infatti, durante il processo digestivo, dalla degradazione della ß-caseina A1 e B -ma non dalla variante A2- viene prodotta la ß-casomorfina-7 (BCM-7), un peptide di 7 amminoacidi che agisce come potente oppioide nell’organismo umano. Vari studi hanno dimostrato che il Bcm-7 può essere uno dei fattori di rischio per varie malattie umane quali le patologie cardiovascolari, il diabete di tipo 1 e la sindrome di morte improvvisa dei neonati. Si sono verificate, inoltre, le frequenze alleliche della β-caseina nella popolazione di razza Bruna per analizzare come queste siano variate negli anni anche in relazione alla selezione attuata dalla razza per la k-caseina.

The purpose of this research is to identify new milk quality parameters with particular emphasis on its cheese processing aptitude. The research was focused on milk casein because of its strong influence on cheese yield and quality. On casein fractions, particular attention was addressed to k-casein, which is the most interesting and important casein component in that it is centrally involved in the formation and stabilization of casein micelles, in the coagulation of milk by rennet and in many other technologically-important properties of the milk protein system. Since the methods used so far to determine both the genotype and the relative content of k-casein in the sample require the use of sophisticated tools, this research reports the setting up and the validation of a rapid test (an ELISA test called “Test Kappa”) which successfully quantify the content of k-casein B in bulk milk samples. The “Test Kappa” is not expensive, fast and, consequently, compatible with the routine laboratory analyses. The contents of k-casein B in bulk milk of significant number of farms were monitored with “Test Kappa”. The average percentage of k-casein B on total casein shows a wide variability (ranging from 0.10 to 12.56 %) and the analyses demonstrate that this parameter is influenced by genetic factors, such as cattle breed, and not by environmental factors. The k-casein B content affects both curd firming time and curd firmness. Therefore, it was verified that the “k-casein B content” parameter can provide additional information on the processing quality of milk.