Asiantuntija vastaa: Mitä maidon kappakaseiinit ovat?

Nauta-lehden Asiantuntija vastaa -palstan tämäkertainen kysymys koskee maidon kappakaseiineja: ”Genomitestin yhteydessä eläimelle tuli kappakaseiinitulos. Mitä kappakaseiinit ovat ja mihin ne vaikuttavat?” Vastaajana toimii Sonja Närkki Fabalabista. Fabalab tarjoaa erilaisia DNA-määrityksiä sekä lypsy- että lihakarjatiloille jalostus- ja kasvatustyön tueksi.

Kaseiinit ovat maidossa esiintyviä proteiineja. Noin 80 % maidon proteiineista on erilaisia kaseiineja ja 20 % heraproteiineja. Kaseiinit voidaan jakaa edelleen neljään eri ryhmään: alfaS1-, alfaS2-, beta- ja kappakaseiineihin. Näitä kaseiinien eri muotoja esiintyy maidossa suurin piirtein suhteessa 35 % (alfaS1), 10-12,5 % (alfaS2), 40-42 % (beta) ja 10-12,5 % (kappa).

Kappakaseiineihin lukeutuu kaikkiaan 14 eri proteiinia (A, A1, B, B2, C, D, E, F1, F2, G1, G2, H, I ja J). Näistä muodot A, B ja E ovat yleisimpiä lypsyrotuisilla naudoilla.

Maidon ominaisuuksista erityisesti kappakaseiini vaikuttaa maidon kykyyn juoksettua eli juustoutua. Maailmasta löytyy jopa 2000 erilaista juustolajia, Suomessa kaupallisesti merkittäviä on noin 50. Suomalaiset kuluttavat juustoja noin 25 kg vuodessa per henkilö.

Mitä tapahtuu, kun maito juoksettuu?

Kaseiinit ovat maidossa pieninä rykelminä, miselleinä. Misellit rakentuvat niin, että hydrofobiset eli vesipakoiset alfaS1-, alfaS2- ja beta-kaseiinit sijaitsevat keskellä ja hydrofiilinen eli vesihakuinen kappakaseiini ulkokehällä. Kappakaseiini pitää yllä misellin rakennetta ja estää maidon saostumista. Kaseiinimisellit ja niiden sisäänsä sitoma rasva saavat aikaan maidon valkoisen värin.

Juustonvalmistus perustuu maidon juoksettumiseen, joka voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa entsyymi, yleensä kymosiini eli renniini, pilkkoo kappakaseiinin kahteen osaan, jolloin misellin rakenne hajoaa. Kappakaseiinin pilkkoutuminen käynnistää toisen, ei-entsymaattisen vaiheen, jonka aikana maito alkaa saostua. Kolmannessa vaiheessa saostunut massa tiivistyy ja kiinteytyy. Vaiheet tapahtuvat osittain päällekkäin. Sama prosessi tapahtuu maidolle esimerkiksi vasikan juoksutusmahassa.

Miten kappakaseiinin eri muodot eroavat toisistaan?

Kaikki proteiinit rakentuvat aminohapoista, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa muodostaen pitkän ketjun. Proteiineissa esiintyy kaikkiaan 20 erilaista aminohappoa. Erot eri proteiinien välillä syntyvät aminohappojen määrän ja järjestyksen vaihtelusta. Naudoilla kappakaseiini rakentuu 169 aminohapon ketjusta. Erot kappakaseiinin eri muotojen välillä aiheutuvat vain muutamien aminohappojen muutoksista eri kohdissa tätä ketjua.

Miten ominaisuus periytyy?

Yhdellä geenillä on usein monia vaihtoehtoisia muotoja eli alleeleita. Jälkeläinen perii yhden alleelin isältään ja toisen emältään. Jokainen kappakaseiinialleeli tuottaa eri proteiinia. Kappakaseiinin kohdalla jälkeläinen ilmentää molempia perimiään alleeleita.

Jos lehmä on siis perinyt saman kappakaseiinialleelin molemmilta vanhemmiltaan, tuottaa se maitoonsa vain yhtä kappakaseiineihin lukeutuvaa proteiinia. Jos lehmä on perinyt vanhemmiltaan kaksi eri alleelia, se tuottaa maitoonsa kahta eri kappakaseiineihin lukeutuvaa proteiinia. Kappakaseiini periytyy samalla tavalla rodusta riippumatta.

Mikä kappakaseiini-muoto on juustoutumisen kannalta paras?

Kappakaseiinin B -muoto on tutkimusten mukaan juustoutumisen kannalta paras. Hyvälaatuinen maito juoksettuu puolessa tunnissa ja juustomassasta tulee sopivan kiinteää. Heikoimmat juustoutumisominaisuudet on muodolla E. Huonoimmassa tapauksessa maito ei juoksetu ollenkaan.

Kannattaako tulokset ottaa huomioon jalostusvalinnoissa?

Huonolaatuinen maito heikentää suorassa suhteessa koko maitoerän juoksettumiskykyä, toisin sanoen laskee yhdestä maitolitrasta saatavan juuston määrää. Kotimaiset meijerit eivät kuitenkaan tällä hetkellä huomioi maidon kappakaseiinityyppiä maidon hinnoittelussa, joten sitä kautta ominaisuudella ei ole taloudellista merkitystä yksittäisen tilan kannalta.

Kaikki VikingGeneticsin keinosiemennyssonnit on tutkittu kappakaseiinin suhteen. Yksittäisten sonnien tulokset voi tarkistaa helposti VG:n sivuilta sonnihaun kautta. Halutessaan omien eläinten kappakaseiinityyppiin on siis mahdollista vaikuttaa jalostusvalintojen kautta. Ominaisuus kannattaa huomioida jalostusvalinnoissa, jos tilan tavoitteena on erityisesti juustonvalmistus.

Miten testaaminen tapahtuu ja miten tulokset merkitään?

Kappakaseiinitestillä voidaan selvittää, minkä alleeliparin eläin on perinyt vanhemmiltaan. Testi tunnistaa kappakaseiinin yleisimmät alleelit A, B ja E. Harvinaisempia alleeleja testi ei tunnista ja siksi niitä merkitään tuloksissa viivalla. Tulosvaihtoehdot ovat siis: AA, AB, AE, BB, BE, EE, A-, B- ja E-.

Kappakaseiinitesti tuli mukaan genomitestin tuloksiin lokakuussa 2021. Tämän jälkeen genomitestatuille lypsyrotuisille eläimille kappakaseiinituloksia on tullut automatiikan mukana näkyviin muiden tulosten ohella. Aikaisemmin genomitestattujen lypsyrotuisten eläinten tulokset tullaan hakemaan ja tallentamaan eläinten tietoihin takautuvasti kevään 2022 aikana.

Genomitestatuille ja genomitestattaville lypsyrotuisille eläimille testiä ei siis tarvitse erikseen tilata vaan eläin saa tuloksen automaattisesti. Mikäli eläin ei täytä genomitestauksen kriteereitä, voi kappakaseiinitestin tilata erikseen ottamalla yhteyttä Fabalab-palveluihin: fabalab@faba.fi. Testaus onnistuu kaikilla näytetyypeillä. Erillisen testin hinta on 29,10 e + alv.

Mistä näen testin tulokset?

Analysoinnin valmistuttua tulokset kirjataan automaattisesti eläimen tietoihin. Tulokset ovat nähtävissä Minun Maatilani -palvelusta eläinkortin ja näyteseurannan ”DNA-tulos”-sarakkeen kautta. Ohjeet näyteseurannan käyttöön löytyvät Faban kotisivuilta. Lisäksi tulokset näkyvät eläimen polveutumistodistuksessa. Tulosten saapumisesta ei genomitestin yhteydessä lähetetä erillistä ilmoitusta.

Erillisen kappakaseiini-testin yhteydessä tuloksesta toimitetaan tuloslausunto asiakkaan valinnan mukaan joko sähköpostilla tai kirjeenä.

Teksi: Sonja Närkki, Fabalab
Kuvat: Pibabay.com ja Helsingin yliopisto

Juttu on julkaistu helmikuun Nauta-lehdessä 1/2022.

Lähteet:

Caroli, A. M., Chessa, S. and Erhardt, G. J. 2009. Invited review: Milk protein polymorphisms in cattle: Effect on animal breeding and human nutrition. Journal od Dairy Science 92(11): 5335-5352.

Gellrich, K., Meyer, H. H. D. and Wiedemann, S. 2014. Composition of major proteins in cow milk differing in mean protein concentration during the first 155 days of lactation and the influence of season as well as short-term restricted feeding in early and mid-lactation. Czech Journal of Animal Science 59(3): 97-106.

Holland, J. W. 2008. Milk proteins.

Ikonen, T. 2000. Possibilities of genetic improvement of milk coagulation properties of dairy cows.

Tyrisevä, A.-M. 2008. Options for selecting dairy cattle for milk coagulation ability.

Luonnonvarakeskus. 24.6.2021. Mitä Suomessa syötiin vuonna 2020?

Maito ja terveys. Tietoa maitovalmisteista.

Artikkeli Asiantuntija vastaa: Mitä maidon kappakaseiinit ovat? julkaistiin alunperin sivustolla Nauta-lehti.