Il polimorfismo delle caseine

Il primo caso di polimorfismo delle proteine del latte fu descritto da Aschaffengurg e Drew nel 1955. Mediante elettroforesi su carta vennero evidenziate due varianti della βlattoglobulina denominate A e B. A partire da queste prime osservazioni il rilevante polimorfismo genetico delle sei principali proteine del latte bovino: ciascun locus presenta almeno due forme alleliche che codificano per altrettante varianti proteiche a diversa distribuzione nelle razze (Rando et al., 1993). Alcune varianti delle proteine del latte sono universali mentre altre sono ristrette a certe razze (Aschaffengurg, 1968; Kiddy et al., 1970). Per il genere Bos oltre le varianti A e B di βLg si conoscono, ad oggi, 12 varianti, più una (βLg H) ancora non caratterizzata (Di Stasio e Mariani, 2000). Inoltre per quanto riguarda le caseine k, β e αs1, sono state finora identificate

rispettivamente 12, 14 e 8 varianti alleliche (Di Stasio e Mariani, 2000). È stato sufficientemente dimostrato che le varianti alleliche presenti nei loci che controllano la sintesi delle singole caseine manifestano capacità di espressione talvolta significativamente diverse. Evidenze di tale fenomeno in campo bovino sono state fornite da numerosi autori. Un caso particolarmente significativo è rappresentato dall’allele G della αs1- caseina, trovato in alcune razze italiane (Rando et al., 1992), tra cui la Bruna (Mariani et al., 1995) e nella Modicana (Marletta et al., 1996). Da studi più recenti condotti su 439 soggetti (Guastella et al., 2005) maschi e femmine, di razza Modicana sono state complessivamente identificate le seguenti varianti alleliche:

 al locus della caseina αs1 sono stati identificati gli alleli B, C e G con

73

 al locus della caseina k sono stati identificati gli alleli A, B ed E con una frequenza del 22%, 78% e 0,4%;

 al locus della βLg sono stati identificati gli alleli A e B con una frequenza rispettivamente del 15% e dell’85%.

L’allele E di k caseina è stato identificato nella razza bovina Modicana a bassa frequenza. Questo dato potrebbe essere spiegato dagli incroci effettuati negli anni ’60 fra bovini Modicani e bovini Rosso Danese, una razza che presenta questo allele alla frequenza dell’1,3%. L’individuazione dell’allele E di K caseina incrementa il numero di gene rari presenti nella Modicana e costituisce un’ulteriore conferma della fonte di biodiversità rappresentata da questo tipo genetico. Il locus studiato rappresenta un importante marcatore genetico per la qualità delle produzioni lattiero-casearie. Com’è noto, la variante proteica E della caseina k influenza negativamente l’attitudine alla caseificazione. Gli effetti dell’allele E risultano influenzati dal genotipo al locus della caseina k (Cairoli et al., 2000) riferiscono che la presenza della variante B migliora sensibilmente l’attitudine alla coagulazione della variante E, per un probabile effetto di sovra dominanza. Le ricerche sul polimorfismo genetico delle proteine del latte sono in piena crescita, con vari obiettivi: identificare nuove varianti, caratterizzarle e, in particolare, comprendere il ruolo che ciascuna di esse può esercitare sulle proprietà nutritive e tecnologiche del latte. Alcuni ricercatori hanno confrontato la composizione chimica, la ripartizione percentuale delle caseine e le caratteristiche di coagulazione del latte delle bovine di razza Modicana e Bruna allevate in provincia di Ragusa, al fine di valutarne l’attitudine alla trasformazione casearia.

74

Dalle ricerche condotte deriva che il latte di massa della Modicana non presenta una composizione chimica significativamente diversa da quello di Bruna, sia per la proteina grezza (3,60% vs 3,55%) che per il lattosio (5,04 vs 5,10%). Poco significativa, e a favore della Bruna, risulta la differenza riguardante il contenuto percentuale di caseina (2,70% vs 2,71%). Il latte di Modicana, inoltre, presenta un indice di caseina lievemente più elevato (78,03 vs 77,53) rispetto a quello di Bruna. Il latte della razza autoctona, quindi, manifesta delle caratteristiche tecnologiche-casearie molto simili, soprattutto con riferimento ai parametri che determinano la resa della trasformazione. Sotto questo profilo assumono un significato del tutto particolare le differenze riguardanti la composizione minerale. Importanti appaiono, ad esempio, quelle relative al calcio e al fosforo, i cui contenuti risultano superiori nel latte delle vacche di razza Modicana. Diversa risulta anche la ripartizione percentuale delle caseine αs1, αs2, β e k. Il latte di Modicana, nei confronti

del latte di Bruna, si caratterizza per una maggiore frequenza dell’allele B di tale caseina. Non si osserva però nessuna differenza rilevante nella ripartizione delle frazioni caseiniche a carico della k-caseina, in effetti sia in toto, sia considerata nelle due componenti, kp e km, si ottengono risultati quasi sovrapponibili. Le frazioni αs2-caseina e β-caseina

risultano proporzionalmente inferiori nella Modicana rispetto alla Bruna; mentre se il contenuto percentuale di αs-caseina, nel suo complesso, appare simile nelle due razze, si nota la presenza di una diversa distribuzione delle frazioni αs1 e αs2. Tali risultati assumono notevole

importanza per la sua possibile influenza sulla dimensione delle micelle (Merini et al., 1975), sul loro grado di dispersione (Donnelly et al., 1984) e,

75

infine, sulla reattività delle micelle stesse nei confronti della chimosina (Niki e Arima, 1984; Ford e Grandison, 1986; Lodes, 1995). In effetti, data la simile ripartizione delle caseine k e αs, altrettanto simile risulta anche il rapporto k/αs1 indicando anche una influenza simile nella struttura

micellare.

Caseina Modicana Bruna

k-caseina % 12,89 ± 0,35 12,67 ± 0,52

αs2-caseina “ 11,29 ± 0,63 12,25 ± 0,59

αs1-caseina “ 36,91 ± 0,91 33,89 ± 1,03

β(+γ)-caseina “ 36,72 ± 0,65 38,18 ± 0,62

Altre caseine “ 2,19 ± 0,73 3,01 ± 0,67

Tabella 6 – Ripartizione delle diverse varianti della caseina

Le differenze nella ripartizione percentuale delle caseine (tabella 6) appaiono in gran parte riconducibili alla diversa struttura genetica delle razze e, in particolare, alla maggiore frequenza dell’allele B di k-caseina che si osserva nella Modicana (Chiofalo e Micari, 1979; Marletta et al., 1996; Marletta et al., 2001), rispetto alla Bruna, allele caratterizzato da una maggiore efficienza di sintesi proteica rispetto all’allele A (Grosclade, 1998; Law, 1993; Marioni et al., 1995). In uno studio del 2008, Guastella et al. hanno dimostrato come nella bovina Modicana la frequenza dell’allele B di k-caseina sia la più alta riscontrata tra i bovini a prevalente attitudine lattifera presenti in Italia.

76

Grafico 5 – Differenze tra Frisona, Bruna, Modicana e Reggiana in termini di frequenze alleliche di A e di B della k-caseina.

I dati della ripartizione cromatografica, quindi, confermano indirettamente che negli allevamenti di Modicana la variante più frequente di k-caseina è la B (0,765 k-Cn B vs 0,496 k-Cn A), mentre in quelli di Bruna è più rappresentata la variante A (0,504 k-Cn A vs 0,235 k-Cn B), come da elettroforesi dei latti individuali. La ripartizione cromatografica delle caseine ha permesso, tra l’altro, di identificare nel latte di massa di un allevamento di Modicana la presenza di almeno un soggetto portatore dell’allele A di αs1-caseina, finora mai identificato in soggetti di razza Modicana iscritti al Libro Genealogico (Di Stasio et al., 1996).

Osservando le caratteristiche di coagulazione lattodinamica dei campioni di latte di massa di Modicana e Frisona, la razza da latte per eccellenza, e comparandole, si nota che le differenza sono piuttosto marcate e tali da acquisire in ogni caso un preciso significato sotto il profilo tecnologico- caseario. Il tempo di coagulazione del latte di Modicana, anche a causa delle più favorevoli condizioni di pH, risulta nettamente inferiore, precisamente pari a 63,2 fatto uguale a 100 quello di Frisona. Ancora più

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 A B A B A B A B

frisona bruna reggiana modicana

Fr

eq

u

en

za

77

marcata risulta la differenza riguardante la velocità di formazione del coagulo (k20) influenzata, oltre che dal pH, dalla dimensione delle micelle e dalla disponbilità di calcio sotto forma ionica: le micelle del latte di Modicana si aggregano con una velocità circa 3 volte superiore rispetto a quelle del latte di Frisona; il tempo di rassodamento del coagulo di Modicana, fatto uguale a 100 quello di Frisona, è pari a 35,6.

Modicana Frisona

pH 6,62 6,66

Tempo di coagulazione, r min 16,83 26,63

Tempo di rassodamento, k20 min 6,49 18,22

Consistenza del coagulo, a30 mm 32,94 21,90

Tabella 7 – Caratteristiche tecnologiche tra la Frisona e la Modicana (dati AIA)

Nettamente diversi risultano anche i valori dei convenzionali parametri di consistenza del coagulo, in gran parte, però, influenzati dai valori del tempo di coagulazione (Mariani et al., 1997). In ogni caso, la consistenza del coagulo risulta diversa anche a parità di tempo di coagulazione, cioè misurata a30 min, fatta uguale a 100 la consistenza del coagulo di Frisona,

quella del coagulo ottenuto dal latte di Modicana, molto più ricco di caseina e probabilmente più provvisto di fosfatodi calcio micellare, risulta del 50% superiore, precisamente pari a 153,2 (tabella 7).

78