Kaseinvarianter i melk

Lesetid: ca 5 min

Ved genotyping får man svar på hvilken genetisk variant dyret har av αs1-kasein (AlphaKasein), β-kasein (BetaKasein) og κ-kasein (KappaKasein). Dette blir presentert i kukontrollen.

Hva er kasein?

Melkas proteiner deles vanligvis inn i to grupper: Kaseiner (som danner ost ved ysting) og myseproteiner (serumproteiner, som går ut med mysa). Kaseinene utgjør omtrent 80% og myseproteinene 20% av melkens proteiner. Kaseinene består av fire hovedgrupper (prosentandel er angitt i parentes):

  • αs1-kasein (ca. 38%)
  • αs2-kasein (ca. 10%)
  • β-kasein (ca. 32%)
  • κ-kasein (ca. 15%)

Kaseinene er ordnet i det som omtales som kaseinmiceller, der κ-kasein i hovedsak befinner seg på micellenes overflate. κ-kasein har negativ overskuddsladning og dette bidrar til at micellene frastøter hverandre og proteinet i melka lager en såkalt kolloidal løsning.

Koagulering av melk

Ved koagulering av melk ved hjelp av løpe, som er et enzym, splittes κ-kasein i to deler og kaseinmicellen mister sin negative ladning. For å holde seg stabile starter micellene da å koagulere (gå sammen) og danner et tredimensjonalt nettverk som inneslutter melkas fettkuler, og et ostekoagel dannes.

Her kan du lese mer om melkeprotein og ysting

Ved syrekoagulering, som man bruker ved produksjon av yoghurt og fermentert melk, vil syren nøytralisere den negative overskuddsladningen å få melka til å koagulere.

Kasein har ulike genetiske varianter

Det har lenge vært kjent at proteiner i melk kan forekomme i forskjellige genetiske varianter, noe som kan gi forskjeller i melkas sammensetning ved at enkelte genetiske varianter kan gi høyere totalt proteininnhold, høyere kaseininnhold og høyere fettinnhold enn andre varianter.

Det foregår stadig en kartlegging av genetiske proteinvarianter i melk fra forskjellige kvegraser og i melk fra dyr av samme rase. Det har tidligere vært få studier av hvilke kaseinvarianter NRF kua har. I 2017 ble det imidlertid ferdigstilt en doktorgradsavhandling med tittel: «Effekt av genetiske melkeproteinvarianter på melkens koaguleringsegenskaper» av Isaya Appelesy Ketto ved NMBU. Dette var en del av et forskningsprosjekt mellom TINE, Geno og NMBU.

Fordeling av de genetiske variantene i studien

Ketto undersøkte i sin studie 118 NRF kyr ved Ås gård og fant to varianter av αs1-kasein: B (91,1% av dyrene) og C (8,9% av dyrene).

Når det gjelder β-kasein, har det vist seg at alle kuraser har varianten A2. I NRF kyrne ved Ås gård fant Ketto at denne varianten forekom oftest (79,9%), men at også variantene A1 (19,1%) og B (1,2%) var til stede i melka.

Blant de 118 dyrene fra Ås gård forekom det tre genetiske varianter av κ-kasein: A (48,3%), B (45,7%) og E (6%).

Fordeling av Beta- og kappakasein i NRF-populasjonen

For β-kasein antas det at A2-varianten er den opprinnelige, og at A1 har oppstått ved mutasjon. Forskjellen mellom de to er en enkelt aminosyre. A2A2 er den vanligste varianten, og utgjør 64% av alle genotypede dyr i NRF-populasjonen. A1A2 utgjør 30% og A1A1 utgjør mindre enn 3%.

For κ-kasein er det flest genotypede dyr med bærerstatus AA og BB (henholdsvis 43% og 36% av NRF-populasjonen), mens BE, AB og AE utgjør mindre enn 10% av genotypede dyr i NRF-populasjonen.

De genetiske kaseinvariantenes påvirkning på melkens koagulering

De individuelle genetiske variantene påvirker koaguleringen, men også kombinasjonen av de ulike genetiske variantene påvirker koaguleringen. Dette er vist i Tabell 1.

Tabell 1. Oversikt over kaseinenes påvirkning på løpe- og syrekoagulering, ved ulike enkelte og sammensatte genvarianter.
  Løpekoagulering Syrekoagulering
  God Dårligere God Dårligere
αs1-kasein  C B    
β-kasein A1 A2    
κ-kasein B A, E A B
         

Sammensatte kaseinvarianter

(αs1-β-κ)

 

BC-A2A2-BB

 

BB-A2A2-AA

BB-A2A2-BB

BB-A1A2-BE

BB-A2A2-AA

BC-A2A2-BB

BB-A2A2-BB

BB-A1A2-BE

Som tabell 1 viser, gir noen av de mest forekommende variantene dårligere koaguleringsegenskaper enn de som er mindre vanlige.

αs1-kasein C er bedre enn αs1-kasein B og β-kasein A1 er bedre enn β-kasein A2. For κ-kasein var E-varianten er signifikant dårligere for løpekoagulering sammenlignet med de andre κ-kaseinvariantene. αs1-kasein og β-kasein hadde ikke effekt på syrekoagulering av melk.

For de sammensatte genotypene er noen kombinasjoner gunstige for løpekoagulering og ugunstige for syrekoagulering eller omvendt. For eksempel ga kombinasjonen in BB-A2A2-AA (αs1-kasein - β-kasein - κ-kasein) god syrekoagulering, men dårlig løpekoagulering.

To sammensatte genotyper har der imot en viss negativ effekt både for løpekoagulering og syrekoagulering, dette er BB-A2A2-BB og BB-A1A2-BE.