Efectos de la transformación lechera hacia leche A2 sobre las características de coagulación de la leche

Informe publicado en la revista Frisona Española 259 (ene-feb 2024)

Introducción

La leche es un alimento completo debido a su alto contenido en nutrientes como vitaminas, grasas, minerales, hidratos de carbono y un alto aporte de proteína. Las proteínas de la leche se dividen en caseínas (CN), que representan aproximadamente el 80 % de las proteínas totales, y las proteínas del suero, que representan alrededor del 20 %. Entre las caseínas se han descrito cuatro tipos diferentes: αs1-CN (entre 12 y 15 g/l), β-CN (9 y 11 g/l), αs2-CN (entre 3 y 4 g/l) y κ-CN (2-3 g/L). De las proteínas del suero, las más relevantes son: α-lactoalbúmina (α-La) y la β-lactoglobulina (β-Lg).

Todas las proteínas han sufrido modificaciones en sus estructuras debido a la sustitución o exclusión de algún aminoácido de la cadena peptídica, generando así variantes genéticas. Estas variantes genéticas, que afectan la estructura de las proteínas, provocan cambios en sus características, además de influir en la producción de leche, las aplicaciones tecnológicas para la industria y la salud de los consumidores. De la β-CN, que representa el 30 % de las caseínas de la leche, se han descrito 13 variantes alélicas diferentes (A1, A2, A3, B, C, D, E, F, G, H1, H2 y J)(Patel et al., 2020), siendo las más comunes la A1 y la A2. Estas dos, solo se diferencian por un aminoácido en la posición 67, donde la β-CN A1 presenta una histidina y la β-CN A2 una prolina.

Actualmente, la mayor parte de la leche comercializada contiene una mezcla de caseína A1 y A2, que puede ser de vacas heterocigotas A1/A2 o de la mezcla de leche de animales homocigotos A1/A1 y A2/A2. No obstante, en los últimos años se ha introducido en el mercado un nuevo tipo de leche de vaca, denominada “leche A2”. Este tipo de leche se caracteriza por estar libre de la variante A1 de β-CN, y se le asocian propiedades beneficio-sas para la salud. Esto es debido a que la hidrólisis de la β-CN A1 libera un péptido bioactivo opioide llamado casomorfina-7 (BCM-7), mientras que la hi- drólisis de la β-CN A2 prácticamente no produce liberación de este compuesto. Este péptido ha sido propuesto como el causante de síntomas gastrointestinales adversos, concluyendo que la β-CN A2 podría reducir las molestias gastrointestinales causadas por el consumo de leche bovina (Jianqin et al., 2016).

La conversión del ganado hacia animales homocigotos A2A2 para obtener leche A2, puede tener implicaciones a nivel de granja e industria, ya que puede modificar las propiedades tecnofuncionales de la leche.

Actualmente se está desarrollando un proyecto nacional (PID2019-110752RB-I00) “Impacto productivo, tecnológico y económico de producir leche procedente de vacas con distintos genotipos de beta-caseína (Milk A2), en el que también participa CONAFE a través del servicio genómico, que tiene como objetivo valorar las consecuencias de la transformación hacía leche A2 a nivel de granja, industria láctea, consumidor y mercado. Asimismo, pretende desarrollar métodos fiables de detección de los polimorfismos de las distintas caseínas, para certificar la leche y derivados A2.

Este artículo se centrará en los avances obtenidos sobre las consecuencias de transformación hacía una leche A2 para la industria láctea, estudiando los efectos del polimorfismo genético sobre las características de coagulación ácida y enzimática de la leche, necesaria para la producción de derivados lácteos.

Influencia del genotipo de β-CN sobre la coagulación enzimática y ácida de la leche

Las propiedades tecnológicas de la leche, como es su coagulación, dependen de la compo-sición proteica, las condiciones de procesamiento, los minerales y el tamaño de las micelas de caseína, y todo ello puede verse afectado por el genotipo de sus proteínas.

La β-CN B ha sido descrita como la mejor va-riante para la coagulación enzimática de la leche (Di Stasio y Mariani, 2000; Comin et al., 2008; Jensen et al., 2012; Vallas et al., 2012). Con respecto a las variantes más comunes, β-CN A1 y A2, el genotipo β-CN A2A2 ha sido asociado con peores propiedades de coagulación enzimática (Hallen et al., 2007; Jensen et al., 2012; Poulsen et al., 2013; Ketto et al., 2017; Bisutti et al., 2022).

Cuando se comparó el genotipo β-CN A1A2 con A2A2, el primero se caracterizó por un tiempo más corto de coagulación y la obtención de una cuajada más firme en las razas rojas suecas y Holstein suecas (Hallen et al., 2007). Poulsen et al. (2013) también describió un tiempo de coagulación más largo en vacas Holstein danesas y rojas danesas, y una tasa de endurecimiento de la cuajada más baja en vacas Holstein danesas y Jersey danesas en leche β-CN A2 en comparación con A1. Bisutti et al. (2022) también describieron un mayor tiempo de coagulación y una menor tasa de agregación de la cuajada en vacas italianas Holstein. Gustavson et al. (2014) asociaron un tiempo de gelificación más corto y una mayor fuerza de gel en el alelo β-CN A1 en comparación con A2 en ganado rojo sueco. Jensen et al. (2012), que estudiaron muestras de leche individuales de vacas danesas Holstein y Jersey con propiedades extremas de coagulación enzimática, también asociaron las muestras con mala coagulación con el genotipo β-CN A2A2.

Todos estos resultados podrían indicar una influencia negativa de la β-CN A2 sobre la coagulación enzimática de la leche en comparación con A1. No obstante, otros autores no encontraron ningún efecto de los alelos de la β-CN sobre las propiedades de coagulación enzimática de la leche (Ikonen et al., 1997; Comin et al., 2008; Bonfatti et al., 2010; Glantz et al., 2011). Las diferencias entre autores podrían deberse al efecto compuesto del resto de variantes genéticas de las otras proteínas, lo cual sería más significativo que el efecto de los alelos individuales.

Otro factor a tener en consideración es que el genotipo de la β-CN también puede influir en el de las otras proteínas. Vallas et al. (2012) describieron que el genotipo κ-CN EE se asociaba solo con el ge-notipo β-CN A1A1. Ikonen et al. (1999) también en-contraron que todas las vacas portadoras del genotipo κ-CN EE tenían el genotipo β-CN A1A1, y Comin et al. (2008) encontraron que el genotipo κ-CN EE rara vez se asociaba con β-CN A2A2. Está descrito que la κ-CN E se relaciona con propiedades desfavorables de coagulación enzimática de la leche (Ikonen et al., 1999; Caroli et al., 2000; Wed-holm et al., 2006; Comin et al., 2008; Hallen et al., 2007; Jensen et al., 2012). Por lo tanto, cuando se seleccionan animales para β-CN A2A2, se podría estar eliminando el genotipo E de la κ-CN.

Respecto a la coagulación ácida de la leche, los derivados lácteos más importantes son las leches fermentadas, las cuales para su elaboración suele someterse la leche a un tratamiento térmico de unos 90-95 °C durante 5-10 min. Esto conduce a la desnaturalización de las proteínas del suero, especialmente la β-Lg, y su posterior unión con la κ-CN en la superficie de las micelas. Por esta razón, las proteínas más influyentes en las propiedades de coagulación ácida de la leche son la β-Lg y la κ-CN. Se ha descrito que la β-LG B exhibe mayores tasas de agregación hacia la κ-CN en comparación con la β-LG A (Allmere et al., 1997, 1998), y una mayor firmeza de la cuajada (Hallén et al., 2009). Sin embargo, el alelo A se asocia con concentraciones más altas de β-Lg en la leche, por lo que la leche de vacas portadoras del genotipo AA se asocia con un tiempo de coagulación más corto y una cuajada más firme en comparación con la BB (Ha-llén et al., 2009).

También se ha descrito que la leche con κ-CN AA tiene mayor tasa de agregación y una firmeza ligeramente mayor en comparación con los genotipos AB y BB (Ketto et al., 2017). La mayoría de los autores no han encontrado un efecto significativo del genotipo de la β-CN sobre las propiedades de coagulación ácida (Hallén et al. 2009; Ketto et al., 2017). Nguyen et al. (2018) describieron un gel más blando en yogures elaborados con leche A2A2 en comparación con los elaborados con leche A1A1. Esta menor firmeza del gel de los yogures de leche A2A2 fue consecuencia de una red proteica menos densa con poros más grandes. No obstante, en este estudio no se mencionaron los genotipos del resto de proteínas de la leche, las cuales podían estar influyendo en los resultados encontrados. Ya hemos mencionado anteriormente la importancia del conjunto de genotipos sobre los alelos individuales. Ketto et al. (2017) describieron que el genotipo compuesto de las caseínas (αS1-β-κ-CN) afectó significativamente las propiedades de coagulación ácida, siendo el genotipo αS1BB- β-CNA2A2- κ-CNAA el que se asoció con mejores propiedades de coagulación ácida. Wang et al. (2022) encontraron que la leche fermentada A2 tenía mejores características de viscosidad y una estructura más estable que la leche fermentada normal.

Si quieres leer el artículo completo, puedes descargarlo desde este enlace o también desde "Documentos".

Informe publicado por Bibiana Juan Godoy y Antonio José Trujillo Mesa en el número 259 de la revista Frisona Española, correspondiente a los meses de enero y febrero de 2024.