Stanovení různých forem kaseinu v mléce

Bc. Veronika Kaňková

Master's thesis

Determination of different forms of casein in milk

Abstract:

Kaseinové bílkoviny mléka mají velký význam především pro výrobu sýrů. Na výtěžnosti při výrobě sýrů má kromě technologie a dalších faktorů velký podíl celkový obsah kaseinů v mléce a také poměrné zastoupení jednotlivých kaseinových frakcí. Majoritními frakcemi jsou alfa-kasein, beta-kasein a kappa-kasein. Ke stanovení proteinů v mléce může být kromě spektrometrie v blízké infračervené oblasti a elektroforetických technik využívána také vysoce účinná kapalinová chromatografie (HPLC). HPLC je hojně užívaná analytická metoda, která je založena na rozdílné afinitě látek k mobilní a ke stacionární fázi. V rámci diplomové práce byla zavedena metoda stanovení kaseinových frakcí metodou HPLC. Metoda byla částečně optimalizována za použití kravského mléka a kalibrována na roztoky zakoupených standardů kaseinových frakcí pocházejících z bovinního mléka. Byly analyzovány reálné vzorky kravského, ovčího a kozího mléka. Kozí mléko bylo dostupné v několika variantách: kozy sánské a mléko kozy bílé krátkosrsté z domácího nebo farmového chovu. Ve všech vzorcích mléka byly stanoveny koncentrace kaseinů a vzájemné poměry kaseinových frakcí. Ze získaných chromatogramů je patrné, že kaseinové složení je pro kravské, ovčí a kozí mléko odlišné. Odlišné koncentrace kaseinových frakcí v mléce různých druhů zvířat byly statisticky prokázány téměř ve všech případech. Výjimkou byla koncentrace beta-kaseinu v mléce kozy bílé krátkosrsté z domácího i farmového chovu a kravském mléce, v těchto druzích mléka nebyl prokázán statisticky významný rozdíl v koncentraci beta-kaseinu. Analýzami individuálních vzorků mléka kozy bílé krátkosrsté z farmového chovu bylo prokázáno, že obsahy kaseinů v mléce různých zvířat chovaných za stejných podmínek mohou být odlišné. Byly vyhodnoceny poměry beta-kaseinu vůči alfa-kaseinu, poměr beta-kaseinu vůči kappa-kaseinu a poměr alfa-kaseinu vůči kappa-kaseinu v jednotlivých druzích mléka. Poměry byly ve všech případech při mezidruhovém srovnání mlék statisticky významně odlišné. Analýzou bazénových vzorků mléka kozy sánské bylo zjištěno, poměr beta-kaseinu vůči alfa-kaseinu je v průběhu laktace stabilní. Pro všechna kozí mléka byly typické vyšší hodnota poměru beta-kaseinu vůči kappa-kaseinu. Poměr alfa-kaseinu vůči kappa-kaseinu byl nejvyšší v ovčím mléce. Metodu HPLC lze i přes uvedené nedostatky využít právě k těmto účelům, je však třeba dále pokračovat v její optimalizaci.

Abstract:

Casein proteins are important escpecially for cheese making. In addition to technology and other factors, casein concentration in milk and relative representation of individual casein fractions influence cheese yield. Majority fractions are alfa-casein, beta-casein and kappa-casein. For the determination of proteins in the milk can be used electrophoretic techniques or near infra-red spektrometry. High performance liquid chromatography (HPLC) is going to be used. HPLC is widely used analytical method, which is based on differential affinity of the substances to the mobile and the stationary phase. The thesis has introduced the method of determining the casein fractions by HPLC. The method was partially optimized using cow milk and calibrated to the standard solutions, which were purchased casein fractions derived from the bovine milk. Real samples of cow, sheep and goat milk were analyzed. The goat milk was available in several variants: Sanski goat milk and white shorthair goat from domestic or farm breeding. All milk samples were analyzed for casein and casein fractions proportions. Chromatograms show that the casein formula is different in cow, sheep and goat milk. Different concentrations of the casein fraction in the milk of various animal species have been statistically detected in almost all cases. The exception was the concentration of beta-casein in the milk of white shorthair goat from the domestic and the farm breeding and cow milk. In these types of milk there was no statistically significant difference in the concentration of beta-casein. Analysis of individual samples of white shorthair goat milk from the farm breeding shown that casein content in the milk of different animals reared under the same conditions may be different. Ratios of beta-casein to alfa-casein, beta-casein to kappa-casein and alfa-casein to kappa-casein were evaluated in all samples. Interspecific comparisons proved that ratios were statistically significantly different in all milks. In the milk of Sanski goat, there was found the stable ratio of beta-casein to alfa-casein during lactation. For all goat milk there were typical higher values of the ratio of beta-casein to kappa-casein. The ratio of alfa-casein to kappa-casein was highest in the sheep milk. Despite some shortcomings, it is possible to use the HPLC method possible for these purposes, but it is necessary to continue with its optimization.

Keywords

alfa-kasein, beta-kasein, kappa-kasein, HPLC, polymorfismus bílkovin, mléko

Keywords

milk, alfa-casein, beta-casein, kappa-casein, HPLC, protein polymorphism

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Alena Hejtmánková, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs