Riassunto analitico
Le caseine sono le principali proteine del latte e oggi sono considerate una fonte di peptidi bioattivi che possono essere rilasciati durante la digestione gastro-intestinale. Diversi peptidi bioattivi con proprietà oppioidi, designati come β-casomorfine, provengono dall’idrolisi della β-caseina bovina. La β-caseina del latte bovino ha 209 aminoacidi con 13 varianti, A1, A2, A3, A4, B, C, D, E, F, H1, H2, I e G. Le varianti più comuni sono la A1 e la A2. La presenza di una specifica variante è correlata alla razza bovina. In generale in latte di razza Jersey e Guernsey troviamo per lo più β-caseina A2; la Frisona Italiana produce latte contenente in media forme A1 e A2 della β-caseina in quantità circa uguali. Le differenze amminoacidiche tra le diverse varianti di β-caseina sono alla base dell’idea di eventuali implicazioni biologiche correlate al consumo di latte bovino. Nella variante A1 in posizione 67 troviamo un residuo di istidina, sostituita da un residuo di prolina nella variante A2. Ciò può portare alla generazione di peptidi bioattivi, noti come β-casomorfine durante la digestione da parte delle proteasi gastro-intestinali. Diversi studi hanno riportato gli effetti avversi delle β-casomorfine sulla salute umana, tra cui malattie cardiovascolari, l’aggravamento dei sintomi dell’autismo nei bambini, il diabete di tipo 2 e, più recentemente, disturbi digestivi e addominali simili per sintomatologia all’intolleranza al lattosio. Gli effetti biologici delle β-casomorfine sono una conseguenza del loro legame con i recettori μ-oppioidi. La ricerca condotta ha come obiettivo quello di caratterizzare il profilo delle varianti A1 e A2 delle β-caseina in latte di razza Frisona e Jersey e di analizzare il rilascio delle β-casomorfine durante la stagionatura e la digestione gastro-intestinale in vitro di Parmigiano Reggiano prodotto con una miscela di latte proveniente da razza Frisona (80%) e razza Jersey (20%) in comparazione con un Parmigiano Reggiano standard. Inizialmente si è studiato tramite tecniche di proteomica la presenza delle varianti A1 e A2 in campioni di latte provenienti da capi di razza Frisona e Jersey. In entrambi i campioni è stata riscontrata una prevalenza della variante A2 di β-caseina. Successivamente è stato valutato la presenza delle β-casomorfine, tramite spettrometria di massa, in campioni di Parmigiano Reggiano a diverso stadio di stagionatura. I risultati mostrano come le β-casomorfine non siano presenti nei diversi campioni studiati. La digestione in vitro dei diversi lotti di Parmigiano Reggiano ha portato al rilascio di differenti β-casomorfine, in particolare delle β-casomorfine di tipo 4 (YPFP), di tipo 7 (YPFPGPI) e di tipo 3 (YPF). L’analisi quantitativa di tali peptidi suggerisce un effetto della stagionatura poiché il livello delle β-casomorfine, rilasciate durante la digestione in vitro, diminuisce passando dal campione a 12 mesi di stagionatura a quello a 24 mesi. Infine sono stati comparati i livelli di β-casomorfine rilasciati durante la digestione in vitro di campioni di Parmigiano Reggiano e di Grana Padano prodotti esclusivamente con latte proveniente da capi di razza Frisona. I dati ottenuti mostrano come la digestione in vitro del Parmigiano Reggiano prodotto con la miscela di latte Frisona/Jersey, determini il rilascio di una minore quantità di β-casomorfine rispetto al Parmigiano Reggiano standard. I risultati ottenuti suggeriscono come l’aggiunta di latte proveniente da bovini di razza Jersey durante la produzione del Parmigiano Reggiano determini un minor rilascio di β-casomorfine, come conseguenza della presenza della variante A2 di β-caseina, suggerendo come tale Parmigiano Reggiano possa essere considerato un alimento salutistico a basso rilascio di peptidi oppiodi.
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Abstract
Caseins are the most important milk proteins and are considered as an important source of bioactive peptides, mainly generated during gastro-intestinal digestion. Several bioactive peptides with opioid-like properties, collectively known as β-casomorphins, can be released during β-casein hydrolysis. Bovine milk β-casein contains 209 amino acids and appear as 13 different genetic variants: A1, A2, A3, A4, B, C, D, E, F, H1, H2, I e G. The most common variants are A1 and A2. The presence of a specific β-casein variant is related to the different cattle breeds. Generally, milk form Jersey and Guernsey cows contains mostly A2 β-casein whereas Holstein-Friesian milk displayed both the variants A1 and A2 in similar amount. Differences in amino acidic sequences between the β-casein variants may be implicated in the different biological effects observed after bovine milk consumption. The A1 variant contains in position 67 a histidine residue, which is substitute by a proline residue in the A2 variant. This may lead to the generation of bioactive peptides, β-casomorphins, during digestion by gastro-intestinal proteases. Several studies suggested the adverse effect of β-casomorphins on human health including cardio-vascular diseases, diabetes and, more recently, digestive disorders and abdominal discomfort, resembling lactose intolerance symptoms. The biological effects of β-casomorphins are a consequence of their ability to interact with μ-opioid receptors. The aim of this research was to characterize the β-casein variants profile of milk from Holstein-Friesian and Jersey cows and to analyse the release of β-casomorphins during aging and in vitro gastro-intestinal digestion of Parmigiano Reggiano made with 80% Holstein-Friesian milk and 20% Jersey milk, in comparison with standard Parmigiano Reggiano. Firstly, we studied the relative presence of the two β-casein variants A1 and A2 in Holstein-Friesian milk and Jersey milk by proteomic techniques. Both the samples showed a prevalence of A2 variant respect to the A1 variant. After that, the presence of β-casomorphins in Parmigiano Reggiano samples at different aging period was evaluated by using mass spectrometry. Results showed that β-casomorphins were not present in any of the tested Parmigiano Reggiano. Instead, β-casomorphin-7 (YPFPGPI), β-casomorphin-4 (YPFP) and β-casomorphin-3 (YPF) were released from the different samples after in vitro gastro-intestinal digestion experiments. The quantitative analysis of the β-casomorphins suggested an aging-related effect since the Parmigiano Reggiano sample at 12-month of aging displayed the highest level of these peptides compared to the sample at 24-month of aging that showed the lowest one. Finally, the levels of β-casomorphins after in vitro gastro-intestinal digestion of standard Parmigiano Reggiano and Grana Padano (made only with Holstein-Friesian milk) were analysed. The obtained data showed that the amount of β-casomorphins released after in vitro gastro-intestinal digestion of Parmigiano Reggiano made with the 80% Holstein-Friesian milk and 20% Jersey milk was lower than the level detected after digestion of standard Parmigiano Reggiano and Grana Padano. Our results indicate that production of Parmigiano Reggiano added of 20% Jersey milk brought about a lower release of β-casomorphins respect to the standard Parmigiano Reggiano and Grana Padano, suggesting that this product can be considered as a healthy food characterized by a low release of opioid peptides during digestion.
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