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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
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer
La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
Cos’è
la qualità
del latte ?
Il concetto di qualità
dipende dall’uso a cui è
destinato il latte
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer
La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
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
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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
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La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
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)
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer
La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
77 %5,5 %
17,5 %
Azoto
non proteicoSieroproteineCaseina
Le frazioni azotate del latte
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La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
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)
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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
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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
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0 10 20 30 40
50
55
60
65
dine
/ c
m
Minuti
meno caseina
più
caseina
(Fossa et al., 1994)
Profili tensiometrici
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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 %
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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
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77 %5,5 %
17,5 %
Azoto
non proteicoSieroproteineCaseina
Le frazioni azotate del latte
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Indice Caseina
Un parametro importanteIndice caseina o numero caseina
si calcola:
N caseina x 100
N totale
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Indice Caseina
Un parametro importanteIndice caseina o numero caseina
si calcola:
Caseina x 100
Proteina
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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
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resa %
latte q/d
La resa in Grana Padano diminuisce in estate
(Pecorari e Mariani 1990)
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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
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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
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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)
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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
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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 %
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Misura di Grasso e Caseina con FT-IR
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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 (%
)
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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 %
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77 %5,5 %
17,5 %
Azoto
non proteicoSieroproteineCaseina
Le frazioni azotate del latte
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Azoto
non proteicoSieroproteineCaseina
Le frazioni azotate del latte
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Le caseine
38%36%
11% 13%
2%
αs1
-Cn
β-Cn αs2
-Cn κ-Cn
γ-Cn
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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
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Le caseine
38%36%
11% 13%
2%
αs1
-Cn
β-Cn αs2
-Cn κ-Cn
γ-CnX
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0,11 0,19
≤400 >400Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL
**+13%
Proteoso-peptoni g / 100 g di latte
Caratteristiche fisico-chimiche
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2,52
0,53
0,11
2,44
0,76
0,19
Caseina Sieroproteine Proteoso-peptoni
Elevate cellule somatiche peggiore la qualità
del latte
≤400 >400Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL
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Indice di Caseina
%
Calo marcato dell’Indice di Caseina
78,47
72,74
≤400 >400Contenuto Cellule Somatiche X 1000/mL
**–5,7%
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Le caseine
38%36%
11% 13%
2%
αs1
-Cn
β-Cn αs2
-Cn κ-Cn
γ-Cn
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___COOH
I-NH2
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B2
C
J
G(S)
E
F(S)
F
G
H
I
κ-Cn
A
B
Polimorfismo κ-caseina
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κ-caseina B
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Cariogramma
di toro
β-Lg
α-La
caseine
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BB AA
BA
BA
Trasmissione carattere
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AB AA
AA
BA
Trasmissione carattere
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2,43
2,84
Contenuto caseina (g/100g)
A B
Con κ-caseina B più
caseina totale
(Ng-Kwai-Hang, 1994)
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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)
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9,611,0
Proporzione κ-caseina (%)
A B
Con allele κ-caseina B più
κ-caseina
(Mariani e Summer, 1999)
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Micella di caseina (circa 0,2 micrometri)
Globulo di grasso (2-3 micrometri)
La micella di caseina
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38%36%
11% 13%
2%
La micella di caseina
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•
Maggiore contenuto di caseina•
Maggiore contenuto di κ-caseina
•
Micelle più
uniformi e più
piccole
κ-caseina B
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Coagulazione presamica
Chimosina
= Frammento carbossiterminale
106-169
I
II Ca ionico
20 mm
a30
(mm)
r(min)
k20(min) 30
min
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0 (min)
30
A B
Tempo di coagulazione, min 10076
Con κ-caseina B minore tempo coagulazione (r)
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0 (min)
30
Tempo di rassodamento, min
20 mm
Tempo di coagulazione, min 100
57
A B
Con κ-caseina B minore tempo rassodamento (k20
)
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Consistenza coagulo, mm
0 (min)
30
Tempo di rassodamento, min
20 mm
Tempo di coagulazione, min 100
167
A B
Con κ-caseina B maggiore consistenza (a30
)
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A B A B A B
Con κ-caseina B maggiore resa
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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
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“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
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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
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Un kit per determinare il contenuto dik-caseina B
nel latte
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•
Fare un anticorpo monoclonale per la κ-caseina B
L’idea
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AB
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___COOH
I-NH2
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k-caseina B
k-caseina A
Anticorpo k-caseina B
Anticorpo secondario
Un test ELISA: il test kappa
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Paper
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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
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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
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Contenuto k-caseina B
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
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Le caseine
38%36%
11% 13%
2%
αs1
-Cn
β-Cn αs2
-Cn κ-Cn
γ-Cn
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-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
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
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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 del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
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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
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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
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer
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Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer
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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
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
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La filiera del latte: chi ben comincia… - Torino, 2 marzo 2012
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
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer
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Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
Nuovi parametri di valutazione della qualità del latte Andrea Summer
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Percentuale di k-caseina B sulla caseina totale
Analisi del contenuto di k-caseina B in campioni di latte di massa del comprensorio del Parmigiano-Reggiano
23 az
FI sono > di miste/altre
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Selezione
Oggi la selezione offre genetica in grado di migliorare il genotipo della k-caseina
?
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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
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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
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Pagamento latte a qualità
È
possibile pagare il latte per il contenuto di k-caseina B?
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Grazie dell’Attenzione
andrea.summer@unipr.it