K-caseina

La case-caseina , o caseina kappa , è una proteina del latte di mammifero coinvolta in una serie di importanti processi fisiologici. Nell'intestino, la proteina ingerita viene suddivisa in un peptide insolubile (para-kappa-caseina) e un glicopeptide idrofilo solubile (caseinomacropeptide). Caseinomacropeptide è responsabile di una maggiore efficienza della digestione, prevenzione dell'ipersensibilità neonatale alle proteine ​​ingerite e inibizione dei patogeni gastrici.

Struttura

Le caseine sono una famiglia di fosfoproteine ​​(αS1, αS2, β, κ) che rappresentano quasi l'80% delle proteine ​​del latte bovino e formano aggregati solubili noti come "micelle di caseina" in cui le molecole di caseina κ stabilizzano la struttura. Esistono diversi modelli che spiegano la speciale conformazione della caseina nelle micelle. Uno di questi propone che il nucleo micellare sia formato da diverse submicelle, la periferia costituita da microvellosità della caseina κ Un altro modello suggerisce che il nucleo sia formato da fibrille interconnesse con caseina. Infine, il modello più recente propone un doppio collegamento tra le caseine affinché avvenga la gelificazione. Tutti e 3 i modelli considerano le micelle come particelle colloidali formate da aggregati di caseina avvolti in molecole di caseina κ solubili. Le proteasi della coagulazione del latte agiscono sulla porzione solubile, la caseina κ, originando così uno stato micellare instabile che provoca la formazione di coaguli.

Coagulazione del latte

La chimosina (EC 3.4.23.4) è una proteasi aspartica che idrolizza specificamente il legame peptidico in Phe105-Met106 di caseina κ ed è considerata la proteasi più efficiente per l'industria casearia. Tuttavia, ci sono proteasi della coagulazione del latte in grado di scindere altri legami peptidici nella catena della caseina κ, come l'endotiapepsina prodotta dall'Endothia parasitica . Esistono anche diverse proteasi della coagulazione del latte che, essendo in grado di scindere il legame Phe105-Met106 nella molecola della caseina κ, scindono anche altri legami peptidici in altre caseine, come quelli prodotti dal carduncolo Cynara o persino dalla chimosina bovina. Ciò consente la produzione di formaggi diversi con una varietà di proprietà reologiche e organolettiche.

Il processo di coagulazione del latte prevede tre fasi principali:

1. Degradazione enzimatica della κ-caseina
2. Flocculazione micellare
3. Formazione di gel

Ogni passaggio segue un diverso schema cinetico, il limite nella coagulazione del latte è il tasso di degradazione della κ-caseina. Il modello cinetico della seconda fase del processo di coagulazione del latte è influenzato dalla natura cooperativa della flocculazione micellare, mentre le proprietà reologiche del gel formato dipendono dal tipo di azione delle proteasi, dal tipo di latte e dai modelli di proteolisi della caseina. L'intero processo è influenzato da diversi fattori, come il pH o la temperatura.

Il modo convenzionale di quantificare un dato enzima di coagulazione del latte impiega il latte come substrato e determina il tempo trascorso prima della comparsa dei coaguli di latte. Tuttavia, la coagulazione del latte può avvenire senza la partecipazione di enzimi a causa delle variazioni di fattori fisico-chimici, quali pH basso o temperatura elevata. Di conseguenza, ciò può portare a risultati confusi e irreprensibili, in particolare quando gli enzimi hanno una bassa attività. Allo stesso tempo, il metodo classico non è abbastanza specifico, in termini di impostazione dell'insorgenza precisa della gelificazione del latte, in modo tale che la determinazione delle unità enzimatiche coinvolte diventi difficile e poco chiara. Inoltre, sebbene sia stato riferito che l'idrolisi della caseina κ segue la cinetica tipica di Michaelis-Menten, è difficile determinare con il classico test di coagulazione del latte.

Per ovviare a questo, sono stati proposti diversi metodi alternativi, come la determinazione del diametro dell'alone nel latte gelificato con agar, la misurazione colorimetrica o la determinazione della velocità di degradazione della caseina precedentemente etichettata con un tracciante radioattivo o un composto fluorocromo. Tutti questi metodi usano la caseina come substrato per quantificare le attività proteolitiche o di coagulazione del latte.

Saggio FTC-Κ-caseina

Case-caseina marcata con fluorocromo fluoresceina isotiocianato ( FITC ) per produrre il derivato fluoresceinico tiocarbamoile ( FTC ). Questo substrato viene utilizzato per determinare l'attività di coagulazione del latte delle proteasi.

Il metodo FTC-κ-caseina consente determinazioni accurate e precise della degradazione κ-caseinolitica, il primo passo nel processo di coagulazione del latte. Questo metodo è il risultato di una modifica a quella descritta da SS Twining (1984). La modifica principale stava sostituendo il substrato precedentemente usato (caseina) con -caseina marcata con fluorocromo fluoresceina isotiocianato (FITC) per produrre il derivato fluoresceina tiocarbamoile (FTC). Questa variazione consente di quantificare le molecole di caseina degradate in un modo più preciso e specifico, rilevando solo quegli enzimi in grado di degradare tali molecole. Il metodo descritto da Twining (1984), tuttavia, è stato progettato per rilevare l'attività proteolitica di una notevole varietà di enzimi. La caseina FTC-κ consente il rilevamento di diversi tipi di proteasi a livelli quando non è ancora evidente la coagulazione del latte, svelando la sua maggiore sensibilità rispetto alle procedure di analisi attualmente utilizzate. Pertanto, il metodo può trovare applicazione come indicatore durante la purificazione o la caratterizzazione di nuovi enzimi di coagulazione del latte.

Appunti